计算机网络技术基础全套课件

计算机网络技术基础共60课时第1章计算机网络概述

熟练掌握：计算机网络的定义、产生与发展。掌握：计算机网络的常见分类方法。了解：计算机网络的功能与应用。1.1计算机网络的定义与组成

1.1.1计算机网络的定义、产生与发展

1．计算机网络的定义

计算机网络就是将分布在不同地理位置上的具有独立工作能力的多台计算机、终端及其附属设备用通信设备和通信线路连接起来，由网络操作系统管理，能相互通信和资源共享的系统。

2．计算机网络的产生

早期的计算机和通信技术的结合只是简单的计算机联机系统，还没有构成我们今天所说的计算机网络。由此可见，计算机网络发展到今天经历了一个从简单到复杂、从低级到高级的发展过程。3．计算机网络的发展

计算机网络的发展大致可以划分为以下4个阶段：以主机为中心的远程联机系统阶段。以通信子网为中心的主机互连分组交换网络阶段。开放式标准化网络阶段。高速、智能的计算机网络阶段。4．计算机网络发展的动力

计算机网络之所以能够得到迅猛发展，主要是受到了技术和应用的驱动。技术驱动：技术作为网络发展的动力体现为多种形式，包括满足网络高速性、实现网络的灵活性、提高网络效率、支持多种流量和支持全新的应用形式。应用驱动：网络应用的需求是推动网络技术发展的另外一个主要动力。5．计算机网络的发展趋势

未来计算机网络的发展趋势如下：网络更加高速，带宽更大。通信协议进一步简化，功能越来越强。基于IP的无线数据网络发展势头强劲。致力于发展传统电信网、计算机互联网及有线电视网的“三网”融合的下一代网络（NextGenerationNetwork，NGN）。1.1.2计算机网络的组成

1．计算机网络的逻辑功能组成

计算机网络的逻辑功能组成为资源子网和通信子网。资源子网：主要由联网的主机、终端、外部设备、网络协议及网络软件等组成，主要任务是为用户提供网络服务和资源共享等功能。通信子网：主要由通信线路、网络连接设备、网络协议和通信软件等组成，主要的任务是连接网络中的各个计算机和外部设备，实现网络通信功能。

2．计算机网络的资源结构组成

计算机网络系统的资源组成分为网络硬件和网络软件。网络硬件系统和网络软件系统是网络系统赖以存在的基础，网络类型对网络硬件的选择起决定性作用，而网络软件则是挖掘网络潜力的工具。1.2

计算机网络的功能和应用

1.2.1

计算机网络的功能

1.资源共享

计算机网络最具吸引力的功能是计算机网络的用户可以共享网络中各种硬件和软件资源，这样可以使网络中各部分的资源互通有无、分工协作，从而提高系统资源的利用率。2.数据传输

数据传输是计算机网络的基本功能之一，用于实现计算机与终端或计算机与计算机之间的信息传送，从而提高了计算机系统的整体性能，也大大方便了人们的工作和生活。3.集中管理

计算机网络技术的发展和应用，使得现代的办公、经营管理方式等发生了很大的变化。通过MIS（ManagementInformationSystem，管理信息系统）、OA（OfficeAutomation，办公自动化）系统可以将地理位置分散的生产单位或业务部门连接起来进行集中管理，提高工作效率，增加经济效益。4.分布处理

对于综合性的大型问题可以采用合适的算法，将任务分散到网络中的各台计算机上进行分布式处理，以达到均衡使用网络资源，多人协作处理的目的。5.负载平衡

负载平衡是指任务被均匀地分配给网络上的各台计算机。网络控制中心负责分配和检测，当某台计算机负载过重时，系统会自动转移部分工作到负载较轻的计算机中去处理。6.提高安全与可靠性

通过计算机网络还可减小计算机系统出现故障的概率，提高系统的可靠性。另外，对于重要的资源可将它们分布在不同的计算机上。这样，即使某台计算机出现故障，用户通过网络来访问其他计算机中的这些资源，不影响用户对同类资源的访问。1.2.2计算机网络的应用

1.网络在科研和教育中的应用

通过计算机网络，科技人员可以共享资源，在网上查询各种文件资料，可以进行学术交流。在教育方面，有专门的教育网，有条件的学校可以建设校园网，在这些基础上可以开设网上课程，实现远程教育。师生可以利用网络进行课后答疑，可以通过网络交付作业和进行在线测试等。2.网络在企事业单位中的应用

计算机网络可以使企事业单位实现内部办公自动化，做到各种软硬件资源共享，如果把内部网（Intranet）接入互联网（Internet），还可以实现异地办公。3.网络在商业领域的应用

随着计算机的广泛应用，电子商务、电子政务、网上购物已成为商贸活动的重要手段。例如，国内最著名的网上购物平台“淘宝网”2009年上半年交易额达809亿元人民币。4.网络在家庭生活中的应用

网络在家庭生活中的应用主要有电子邮件、电子贺卡，现在已很难见到传统的信件和贺卡了。另外，网络电视、网上聊天、网络游戏也是现在人们生活很重要的组成部分。1.3计算机网络的分类1.3.1按网络的工作方式分类

1．集中式网络

集中式网络的处理控制功能高度集中在一个或少数几个结点上，所有的信息流都必须经过这些结点。这种网络常用在小型局域网或内部专用网，如NOVELL网络。

2．分布式网络

分布式网络中的任一结点都至少和另外两个结点相连接，信息从一个结点到达另一结点时可能有多条路径。例如，Internet就是全球最大的分布式计算机网络。1.3.2按网络的覆盖范围分类

按网络覆盖范围的大小，计算机网络可分为广域网、城域网和局域网。1．广域网

广域网（WideAreaNetwork，WAN）也称远程网，它所覆盖的地理范围从几十千米到几千千米，可以跨越辽阔的地理区域进行长距离的信息传输，所覆盖的地理范围可以是一个城市、一个国家、甚至全球。2．城域网

城域网（MetropolitanAreaNetwork，MAN）的覆盖范围介于广域网和局域网之间，是一个城市或地区组建的网络，作用范围一般为几十千米。随着网络速度和用户对宽带接入需求的不断提高，城域网以及宽带城域网的建设已成为目前网络建设的热点。2．局域网

局域网（LocalAreaNetwork，LAN）是单位或部门组建的小型网络，一般局限在一座建筑物或园区内，其覆盖范围通常为十几米至几千米。局域网规模小、速度快，应用非常广泛。关于局域网的内容将在后面章节作较详细的介绍。

1.3.3按网络的传输技术分类

按网络传输技术可以将计算机网络分为广播式网络和点到点网络。1．广播式网络

所谓广播式网络（broadcastnetwork）是指网络中的所有计算机共享一条通信信道。广播式网络在通信时具备两个特点：一是任何一台计算机发出的消息都能够被其他连接到这条总线上的计算机收到；二是任何时间内只允许一个结点使用信道。2．点到点网络

点到点网络（point-to-pointnetwork），是由一对对计算机之间的多条连接所构成。为了能从源地到达目的地，这种网络上的分组可能通过一台或多台中间设备。通常是多条路径，并且可能长度不一样。简单地说，点对点网络就是通过中间设备直接发送到需要接收的计算机，其他计算机收不到这个消息。1.3.4按网络的拓扑结构分类

网络拓扑结构是指用传输媒体互连各种设备的物理布局，就是用什么方式把网络中的计算机等设备连接起来。网络的拓扑结构通常有总线型、环型、星型和网状结构几种类型。1．总线拓扑结构

总线拓扑结构是将网络中的所有设备都通过一根公共总线连接，通信时信息沿总线进行广播式传送，如图所示。2．环型拓扑结构

在环型拓扑结构中，所有设备连接成环，信息是沿着环采用广播方式传送的，如图所示。3．星型拓扑结构

星型拓扑结构是由一个中央结点和若干从结点组成，如图所示。中央结点可以与从结点直接通信，而从结点之间的通信必须经过中央结点的转发。4．网状拓扑结构

网状拓扑结构分为一般网状拓扑结构（如图（a）所示）和全连接网状拓扑结构（如图（b）所示）两种。第

1章结束

谢谢！第2章数据通信基础熟练掌握：数据通信基本概念、数据通信系统模型、数据通信系统的性能指标和数据传输方式。掌握：常用数据编码方法和常用差错控制方法。了解：常用数据交换技术。2.1数据通信基础知识2.1.1数据通信基本概念1．数据通信中的常用专业术语信息（Information）：是客观事物的属性和相互联系特性的表现，它反映了客观事物的存在形式或运动状态。在通信系统中信息是数据的内容和解释，通信的目的是交换信息。信息的载体可以是声音、图形图像和文字。计算机中的信息是以二进制数1和0表示的，它代表着文字、符号、数码、图像和声音等。数据（Data）：是一组有意义的实体，它是信息的载体，是信息的表现形式。信号（Signal）：是数据的物理量编码（通常为电磁编码），数据以电磁信号的形式在通信介质上传播。数据通信中的常用专业术语（续）信源（InformationSource）：通信过程中产生和发送信息的设备或计算机。信宿（InformationSink）：通信过程中接收和处理信息的设备或计算机。信道（Channel）：信源和信宿之间的通信线路。码元（CodeCell）：在数据通信中常常用时间间隔相同的符号来表示一位二进制数字，这样的时间间隔内的信号称为二进制码元。而这个间隔被称为码元长度。1码元可以携带n比特的信息量。

2．信号的类型及表示方式

按编码机制的不同，信号可以分为模拟信号和数字信号。模拟信号（AnalogSignal）：连续变化的电磁波，其取值可以有无限多个，是某种物理量的测量结果。这种信号可以以不同频率在各种通信介质上传输。数字信号（DigitalSignal）：一系列离散的电磁脉冲，可以使用恒定的正负电压值表示二进制数据1和0。这种电磁脉冲可以按不同的数据速率（b/s）在通信介质上传输。

3．数据的类型及表示方式

数据可以分为模拟数据和数字数据两种。模拟数据：在某个区间内连续变化的数据，如声音、温度和压力都是模拟数据。数字数据：离散的数据。它使用一系列符号表示信息，而每个符号只能取有限的特定值，如文本和整数。2.1.2数据通信系统模型

数据通信系统是通过数据电路设备（DCE）将远端的数据终端设备（DTE）与计算机系统连接起来，实现数据传输、交换、存储和处理的系统。比较典型的数据通信系统主要由数据终端设备、数据电路设备、计算机系统3部分组成，如下页图所示。

2.1.3数据通信系统的性能指标

1．传输速率

传输速率是指在单位时间内传输的信息量。传输速率分为两种：数据传输速率和码元传输速率。数据传输速率（Rb）简称传输率，又称数据速率、比特率，它表示单位时间（每秒）内传输实际信息的比特数，单位为比特／秒，记为bit/s、b/s、bps。比特在信息论中作为信息量的度量单位。一般在数据通信中，如果使用1和0的概率是相同的，则每个1和0就是一个比特的信息量。如果一个数据通信系统每秒内传输9600bit，则它的传输率为Rb＝9600b/s。码元传输速率（RB）简称传码率，又称符号速率、码元速率、波特率、调制速率。它表示单位时间内（每秒）信道上实际传输码元的个数，单位是波特（Baud），常用符号“B”表示。2．信道带宽

带宽（bandwidth）通常指信道中传输的信号在不失真的情况下所占用的频带宽度，通常称为信道的通频带。对于模拟信号而言，带宽又称为频宽。带宽的单位是赫兹（Hz）。信道带宽是由信道的物理特性所决定的，例如，电话线路的频率范围为300～3400Hz，则它的带宽为300～3400Hz。

3．信噪比

信号在传输过程中不可避免地要受到噪声的影响，信噪比是用来描述在此过程中信号受噪声影响程度的量。它是衡量传输系统性能的重要指标之一，信噪比通常是指某一点上的信号功率与噪声功率之比。4．误码率

误码率是衡量数据通信系统在正常工作情况下的传输可靠性的指标，它定义为二进制数据传输时出错的概率。2.1.4数据传输方式

1．并行通信方式

并行通信传输中有多个数据位，同时在两个设备之间传输。发送设备将这些数据位通过对应的数据线传送给接收设备，还可附加一位数据校验位。接收设备可同时接收到这些数据，不需要做任何变换就可直接使用。2．串行通信方式

采用串行通信方式传输数据时，数据是一位一位地在通信线路上传输的，先由具有几位总线的计算机内的发送设备，将几位并行数据经并–串转换设备转换成串行方式，再逐位经传输线路到达接收站的设备中，并在接收端将数据从串行方式重新转换成并行方式，以供接收方使用。3．串行通信的方向性结构

串行数据通信的方向性结构有3种，即：单工（simplexmode）、半双工（half-duplexmode）和全双工（full-duplexmode）。

2.2数据编码和同步

2.2.1数字数据的模拟信号编码

1．数字调制的基本形式

数字调制的3种基本形式为：移幅键控法ASK、移频键控法FSK、移相键控法PSK。采用这3种方法对二进制数串10110010调制的波形时序图如图所示。

2．公共电话交换网中使用调制解调器的必要性

公共电话交换网是一种频带模拟信道，音频信号频带为300Hz～3400Hz，而数字信号频宽为零赫兹至几千兆赫兹。若不加任何措施利用模拟信道来传输数字信号，必定出现极大的失真和差错。所以要想在公共电话网上传输数字数据，必须将数字信号变换成电话网所允许的音频频带范围300Hz～3400Hz。

2.2.2数字数据的数字信号编码1．不归零码

不归零（Non-ReturntoZero，NRZ）码的特点是在一个码元周期内电平保持不变，电脉冲之间无间隔。不归零码可分为单极性不归零码和双极性不归零码两种。单极性不归零码：单极性不归零码用电压表示，无电压表示0，恒定正电压表示1，每个码元时间的中间点是采样时间，判决门限为半幅电平。双极性不归零码：双极性不归零码用电流表示，1码和0码都有电流，1为正电流，0为负电流，正和负的幅度相等，判决门限为零电平。2．归零码

归零（ReturntoZero，RZ）码的特点是只在码元周期内持续一段时间的高低电平，其余时间则为零电平，相邻脉冲之间必定留有零电平的间隔。归零码可分为：单极性归零码和双极性归零码。单极性归零码，无电压（也就是无电流）用来表示0，而恒定的正电压用来表示1。每一个码元时间的中间点是采样时间，判决门限为半幅电平（即0.5）。也就是说接收信号的值在0.5与1.0之间就判为1码，如果在0与0.5之间就判为0码。双极性归零码，1码和0码都有电流，但1码是正电流，0码是负电流，正和负的幅度相等，故称为双极性码。此时的判决门限为零电平，接收端使用零判决器或正负判决器，接收信号的值若在零电平以上为正，判为1码；若在零电平以下为负，判为0码所示。3．曼彻斯特编码

曼彻斯特编码（manchester）是一种自同步编码方法。自同步法是指能从数据信号波形中提取同步信号的方法。典型例子就是著名的曼彻斯特编码，常用于以太网（Ethernet）传输，另外还有差分曼彻斯特（differentialmanchester）编码，常用在FDDI中。曼彻斯特编码：每一位的中间都有一次跳变，该跳变既作为时钟信号，又作为数据信号；从高到低跳变表示1，从低到高跳变表示0。差分曼彻斯特编码：每一位中间的跳变仅提供时钟定时，而用每位开始时有无跳变表示0或1，有跳变为0，无跳变为1。2.2.3模拟数据的数字信号编码1．脉码调制PCM

脉码调制是以采样定理为基础，对连续变化的模拟信号进行周期性采样，利用大于等于有效信号最高频率或其带宽２倍的采样频率，通过低通滤波器从这些采样中重新构造出原始信号。2．模拟信号数字化的步骤

PCM对模拟信号的数字化分为3个步骤。采样：以采样频率Fs把模拟信号的值采出，把模拟信号变换成时间上离散的抽样信号，即用一系列在时间上等间隔出现的脉冲调幅信号来代替原来的模拟信号。量化：使连续模拟信号变为时间轴上的离散值，量化就是将采样点处测得的信号幅值分级取整的过程。编码：将量化后的整数值用二进制数表示。

2.2.4多路复用技术1．频分多路复用

在物理信道的可用带宽超过单个原始信号所需带宽的情况下，可将该物理信道的总带宽分割成若干个与传输单个信号带宽相同（或略宽）的子信道，每个子信道传输一路信号，这就是频分多路复用（FDM）。

2．时分多路复用（TDM）

若传输介质能达到的位传输速率超过传输数据所需的数据传输速率，可采用时分多路复用TDM技术，即将一条物理信道按时间分成若干个时间片轮流地分配给多个信号使用。每一个时间片由复用的一个信号占用，这样，利用每个信号在时间上的交叉，就可以在一条物理信道上传输多个数字信号。3．波分多路复用（WDM）

波分多路复用（WDM）实际上是频分多路复用（FDM）的一个变种。它除了复用和解复用以及采用光纤作为传输介质以外，在概念上与频分多路复用（FDM）相同，但它比FDM更有效。在WDM中，两根光纤连接到一个棱柱或光栅上，每根光线的能量处于不同的波段。两束光信号通过棱柱或光栅，合成到一根共享的光纤上，传送到远方的目的地，然后再将它们分解开来。

2.2.5同步和异步通信1．异步传输

异步传输的工作原理是：每传送1个字符（7位或8位）都要在每个字符码前加1位起始位，以表示字符代码的开始，在字符代码和校验码后面加1位、1.5位或2位停止位，表示字符结束。接收方根据起始位和停止位来判断一个新字符的开始，从而起到通信双方的同步作用。2．同步传输

同步传输方式的信息格式是一组字符或一个二进制位组成的数据块（帧）。对于这些数据，不需要附加起始位和停止位，而是在发送一组字符或数据块之前先发送一个同步字符SYN（以00010110表示）或一个同步字节（01111110），用于接收方进行同步检测，从而使收发双方进入同步状态。在同步字符或字节之后，可以连续发送任意多个字符或数据块，发送数据完毕后，再使用同步字符或字节来标识整个发送过程的结束。2.3数据交换技术2.3.1电路交换1．电路交换的3个过程

电路交换共分为电路建立、数据传输、电路拆除3个过程，电路交换时序图如图所示。2．电路交换技术的优缺点优点：数据传输可靠、迅速，数据不会丢失且保持原来的序列。缺点：在某些情况下，电路空闲时的信道容易浪费，在短时间数据传输时电路建立和拆除所用的时间得不偿失。因此，该技术适用于系统间要求高质量传输大量数据的情况。另外，在数据传送之前必须先设置一条专用的通路。在线路释放之前，该通路由一对用户完全占用。对于猝发式的通信，电路交换的效率不高。2.3.2报文交换

报文交换是一种“存储—转发”交换方式。在这种方式中，一个结点接收一个报文，并将接收的报文存储在交换机的存储器中，直到合适的路径处于空闲状态，然后沿这条路径将报文发送出去。1．报文交换的原理

报文交换方式的数据传输单位是报文，报文就是站点一次性要发送的数据块，其长度不限且可变。当一个站点要发送报文时，它将一个目的地址附加到报文上，网络结点根据报文上的目的地址信息，把报文发送到下一个结点，一直逐个结点地转送到目的结点。2．报文交换的特点

报文交换技术的特点如下：报文从源点传送到目的地采用“存储—转发”方式，在传送报文时，同一时刻仅占用一段通道。由于数据进入交换结点后要经历“存储—转发”这一过程，从而引起转发时延（包括接收报文、检验正确性、排队、发送时间等），而且网络的通信量愈大，造成的时延就愈大，因此报文交换的实时性差，

故报文交换不能满足实时通信的要求。

3．报文交换的优点报文交换不需要为通信双方预先建立一条专用的通信线路，不存在连接建立时延，用户可随时发送报文。在报文交换中便于设置代码检验和数据重发设施，加之交换结点还具有路径选择功能，就可以做到某条传输路径发生故障时，重新选择另一条路径传输数据，提高了传输的可靠性；在存储转发中容易实现代码转换和速率匹配，甚至收发双方可以不同时处于可用状态，这样就便于类型、规格和速度不同的计算机之间进行通信；提供多目标服务，即一个报文可以同时发送到多个目的地址，这在电路交换中是很难实现的；允许建立数据传输的优先级，使优先级高的报文优先转换。通信双方不是固定占有一条通信线路，而是在不同的时间一段一段地部分占有这条物理通路，因而大大提高了通信线路的利用率。

4．报文交换的缺点由于数据进入交换结点后要经历“存储—转发”这一过程，从而引起转发时延，而且网络的通信量愈大，造成的时延就愈大，因此报文交换的实时性差，不适合传送实时或交互式业务的数据。报文交换只适用于数字信号。由于报文长度没有限制，而每个中间结点都要完整地接收传来的整个报文，当输出线路不空闲时，还可能要存储几个完整报文等待转发，要求网络中每个结点有较大的缓冲区。为了降低成本，减少结点的缓冲存储器的容量，有时要把等待转发的报文存在磁盘上，进一步增加了传送时延。2.3.3分组交换

分组交换（packetswitching）是报文交换的一种改进，它将报文分成若干个分组，每个分组的长度有一个上限，有限长度的分组使得每个结点所需的存储能力降低了，分组可以存储到内存中，提高了交换速度。它适用于交互式通信，例如，终端与主机的通信。1．虚电路分组交换

在虚电路分组交换（virtualcircuitswitching）中，为了进行数据传输，网络的源结点和目的结点之间要先建一条逻辑通路。每个分组除了包含数据外，还包含一个虚电路标识符，用于标识这个虚电路。在虚电路分组交换方式中，数据传输过程与电路交换方式类似，也是分成3个阶段：建立连接、数据传输和拆除连接。2．数据报分组交换

数据报分组交换与报文交换类似，只不过把报文分成若干个分组，分组的长度由网络决定。在数据报分组交换中，每个分组的传送是单独进行处理的。每个分组称为一个数据报，每个数据报自身携带足够的地址信息。一个结点收到一个数据报后，根据数据报中的地址信息和结点所储存的路由信息，找出一个合适的出路，把数据报原样地发送到下一结点。2.4差错控制方法2.4.1差错产生的原因与控制方法1．差错产生的原因

数据传输中的差错主要是由噪声引起的。噪声有两大类：热噪声和冲击噪声。热噪声：由其引起的差错称为随机差错，它所引起的某位码元的差错是孤立的，与前后码元没有关系。它导致的随机差错通常较少。冲击噪声：呈突发状，由其引起的差错称为突发差错。冲击噪声幅度可能相当大，无法靠提高幅度来避免冲击噪声造成的差错，它是传输中产生差错的主要原因。冲击噪声虽然持续时间较短，但在一定的数据速率条件下，仍然会影响到一串码元。2．差错控制的方法

差错控制在数据通信过程中能发现和纠正差错，把差错限制在尽可能小的允许范围内。最常用的差错控制方法是差错控制编码。数据信息位在信道中发送之前，先按照某种关系附加上一定的冗余位，构成一个码字后再发送，这个过程称为差错控制编码过程。接收端收到该码字后，检查信息位和附加的冗余位之间的关系，以检查传输过程中是否有差错发生，这个过程称为检验过程。差错控制编码可分为检错码和纠错码两种。检错码是能自动发现差错的编码。纠错码是不仅能发现差错而且能自动纠正差错的编码。差错控制方法分为两类，一类是自动请求重发（ARQ）方式，另一类是前向纠错（FEC）方式。3．编码效率

衡量编码性能好坏的一个重要参数是编码效率R，它是码字中信息位所占的比例。编码效率越高，即R越大，信道中用来传送信息码元的有效利用率就越高。2.4.2奇偶校验码

奇偶校验码（paritycheckingcode）又称奇偶监督码，是一种通过增加冗余位（或称监督位）使得码字中１的个数为奇数或偶数的编码方法，它是一种检错码。异步传输和面向字符的同步传输均采用奇偶校验技术。

海明码是由R·Hamming在1950年提出的，是一种多重奇偶检错系统，可以纠正一位差错的编码。它将信息用逻辑形式编码，以便能够检错和纠错。2.4.3

海明码1．校验位个数k的确定

生成海明码首先的工作是确定最小的校验位数k，由于有m位信息和附加的k个校验位，所以所发送的码字长度为m+k。在接收端要进行k个奇偶校验，每个校验结果或真或假。这个校验结果可以表示成一个k位的二进制字，它最多有2k种不同状态。这些状态中只有一个状态是奇偶校验都正确的，该状态便是判断信息是正确的条件。剩下的2k-1种状态，可以用来判断出现差错的误码位置。2．海明码的生成步骤

假设码字长度为m位，则生成海明码步骤如下：确定最小的校验位数k，将校验位记成P1、P2、…、Pk，每个校验位符合不同的奇偶测试规则。原有信息位和k个校验位一起编成长为m+k位的新码字，根据奇偶校验原则确定校验位的值（0或1）。对所接收的信息做所需的k个奇偶检查。如果所有的奇偶检查结果均正确，则认为信息无误。如果发现有一个或多个错误，则错误的位由这些检查结果唯一确定。

3．海明码码字格式和校验位的取值

从理论上讲，校验位可以放在任何位置，但习惯上将校验位放在码字中的1、2、4、8、…位上（即2i位，i=0，1，2，3，…）。表2-1列出了m=4，k=3时，信息位和校验位的分布情况，表中Bi表示海明码字位置，Pi表示校验位，Di表示信息位。表2-1海明码中校验位和信息位在码字中的位置

码字位置B7B6B5B4B3B2B1

校验位P3P2P1

信息位D4D3D2D1

复合码字D4D3D2P3D1P2P12.4.4循环冗余校验码

奇偶校验码作为一种检错码虽然简单，但是漏检率太高。在计算机网络和数据通信中使用最广泛的检错码，是一种漏检率较低且易于实现的CRC（CyclicRedundancyCode）循环冗余校验码，它又称为多项式码，其特征是信息字段和校验字段的长度可以任意选定。1．CRC的工作原理

CRC是一种较为复杂的校验方法，它先将要发送的信息数据与一个通信双方共同约定的数据进行除法运算，并根据余数得出一个校验码，然后将这个校验码附加在信息数据帧之后发送出去。接收端接收数据后，将包括校验码在内的数据帧再与约定的数据进行除法运算，若余数为0，则表示接收的数据正确，若余数不为0，则表明数据在传输的过程中出错，此时需要重发。2．循环冗余校验码的生成

循环冗余码CRC在发送端编码和接收端校验时，都可以利用事先约定的生成多项式

G（x）来得到，k位要发送的信息位可对应于一个（k-1）次多项式K（x），r位冗余位则对应于一个（r-1）次多项式R（x），由r位冗余位组成的n=k+r位码字则对应于一个（n-1）次多项式

T（x）=xr×K（x）+R（x）。用xr×K（x）除以

G（x）得到的商为Q（x），余数为R（x）。第2章结束

谢谢！第3章计算机网络体系结构熟练掌握：计算机网络协议和分层体系结构。掌握：OSI分层模型和TCP/IP体系结构。了解：计算机网络体系结构的发展过程。3.1

网络体系结构概述

3.1.1

网络体系结构的发展

世界上第一个网络体系结构是美国IBM公司于1974年提出的，名为SNA（SystemNetworkArchitecture，系统网络体系结构）。凡是遵循SNA的设备就称为SNA设备。这些SNA设备可以很方便地进行互连。在此之后，很多公司也纷纷建立了自己的网络体系结构，这些体系结构大同小异，都采用了分层技术，但各有其特点以适合由本公司生产的计算机组成的网络，这些体系结构也有其特殊的名称。

3.1.2网络协议和分层体系结构1．网络协议

在计算机网络中，为了使网络设备之间能成功地发送和接收信息，必须制定相互都能接受并遵守的语言和规范，这些规则的集合就称为网络通信协议（protocol），如TCP/IP、SPX/IPX、NetBEUI协议。语法（syntax）：定义数据与控制信息的结构或格式，即做什么（Whattodo?）。语义（semantics）：定义需要发出何种控制信息、完成何种协议以及做出何种应答，即怎么做（Howtodo?）。同步（timing）：规定事件实现顺序的详细说明，确定通信状态的变化和过程，如通信双方的应答关系，即何时做（Whentodo?）。网络协议主要由以下3个要素组成：2．分层网络体系结构

计算机网络是一个十分复杂的系统，将其分解为若干个容易处理的层次（layer），然后“分而治之”，这种结构化设计方法是工程设计中常见的手段。层次是人们对复杂问题处理的基本方法，将总体要实现的很多功能分配在不同的层次中，每个层次要完成的服务及服务实现的过程有明确规定，不同的系统具有相同的层次，不同系统的同等层具有相同的功能，高层使用低层提供的服务时，并不需要知道低层服务的具体实现方法。3.1.3

层次结构的要点与划分原则1．层次结构的要点

计算机网络都采用层次化的体系结构，由于计算机网络涉及多个实体间的通信，其层次结构一般以教材中图3-1所示的垂直分层模型来表示。这种层次结构的要点可归纳如下：除了在物理介质上进行的是实通信外，其余各对等实体间进行的都是虚通信。对等层的虚通信必须遵循该层的协议。N层的虚通信是通过N/N-1层间接口处N-1层提供的服务，以及N-1层的通信（通常也是虚通信）来实现的。2．层次结构的划分原则

层次结构的划分，一般要遵循以下的原则：每层的功能应是明确的，并且是相互独立的。当某一层的具体实现方法改变时，只要保持上下层的接口不变，便不会对相邻层产生影响。层间接口必须清晰，接口包含的信息量应尽可能少，以利于标准化。层的数量应适中。若层次太少，则多种功能混杂在一层中，造成每一层的协议太复杂；若层次太多，则体系结构过于复杂，使描述和实现各层功能变得困难。3.2.1OSI参考模型概述

3.2OSI参考模型

1．协议和服务的区别和联系

在OSI模型中，协议（protocol）和服务（service）是两个非常重要的概念。控制两个N层对等实体进行通信的规则的集合称为N协议。两个N层实体间的通信在N协议的控制下，能够使N层向上一层提供服务，这种服务就称为N服务，接受N服务的N层服务用户是N+1层实体。

2．服务访问点

服务访问点SAP（ServiceAccessPoint）是指同一系统中相邻两层实体之间进行交换信息之处，即N层实体和N+1层实体之间的逻辑接口，也称为端口。一个N层服务是由一个N层实体作用在一个N层SAP上完成的，虽然两层之间可以允许有多个SAP，但一个N层SAP只能被一个N层实体所使用，并且也只能为一个N+1层实体所使用；但一个N层实体却可以向多个N层SAP提供服务，这称为连接复用；一个N+1层实体也可以使用多个N层SAP，这称为连接分裂。3．数据单元

在OSI模型中，数据单元是数据传送的单位，可分为3种：服务数据单元、协议数据单元和接口数据单元。服务数据单元SDU（ServiceDataUnit）：是N层实体为完成用户请求的N服务向接口提供的用户数据。协议数据单元PDU（ProtocolDataUnit）：是由上层的服务数据单元SDU或其分段和协议控制信息PCI（ProtocolControlInformation）组成，提交给对等实体的数据。接口数据单元IDU（InterfaceDataUnit）：是由上层的服务数据单元SDU和接口控制信息ICI（InterfaceControlInformation）组成，它通过SAP进行层间信息传送。4．OSI中的数据流动过程

在OSI参考模型中，当一台主机需要传送用户的数据（data）时，如下图（教材中图3-3）所示。数据首先通过应用层的接口进入应用层。在应用层，用户的数据被加上应用层的报头（ApplicationHeader，AH），形成应用层协议数据单元（ProtocolDataUnit，PDU），然后被递交到下一层——表示层。表示层并不“关心”上层——应用层的数据格式而是把整个应用层递交的数据包看成是一个整体进行“封装”，即加上表示层的报头（PresentationHeader，PH）。然后，递交到下层——会话层。同样，会话层、传输层、网络层、数据链路层也都要分别给上层递交下来的数据加上自己的报头。

3.2.2

物理层

物理层是OSI参考模型中的最底层，也是最重要、最基础的一层。物理层既不是指连接计算机的具体物理设备，也不是指负责信号传输的具体物理介质，而是指物理介质上为上一层（数据链路层）提供传输比特流的一个物理连接。1．物理层接口与协议

物理层协议规定了与建立、维持及断开物理信道所需的机械的、电气的、功能的和规程的特性。其作用是确保比特流能在物理信道上传输。2．物理层协议举例

EIARS-232C是由美国电子工业协会EIA（ElectronicIndustriesAssociation）在1969年颁布的一种目前使用最广泛的串行物理接口（RS即RecommendedStandard，意思是“推荐标准”，232是标识号码，而后缀“C”则表示该推荐标准已被修改过的次数）。

3.2.3

数据链路层

数据链路层是OSI参考模型中的第二层，介于物理层和网络层之间，在物理层提供的服务的基础上向网络层提供服务。数据链路层的作用是对物理层传输原始比特流的功能的加强，将物理层提供的可能出错的物理连接改造成为逻辑上无差错的数据链路，使之对网络层表现为一条无差错的链路。数据链路层的基本功能是向网络层提供透明的和可靠的数据传送服务。1．数据链路层功能

数据链路层最基本的服务是：将源主机网络层来的数据可靠地传输到相邻结点的目标主机网络层。为达到这一目的，数据链路层必须具备一系列相应的功能，主要包括：帧同步、差错控制、流量控制和链路管理。2．数据链路控制协议举例

典型的面向比特型的数据链路控制规程是高级数据链路控制协议HDLC。它是在IBM公司于20世纪70年代提出的同步数据链路控制规程SDLC基础上，经ISO修改后得到的，已作为国际标准广泛应用。3.2.4

网络层

网络层是OSI参考模型中的第三层，介于传输层和数据链路层之间。它在数据链路层提供的两个相邻结点之间的数据帧的传送功能上，进一步管理网络中的数据通信，将数据设法从源结点经过若干中间结点传送到目的结点，从而向传输层提供最基本的端到端的数据传送服务。1．网络层控制方式和服务

端点之间的通信是依靠通信子网中结点间的通信来实现的，在OSI模型中，网络层是网络结点中的最高层，所以网络层将体现通信子网向端系统所提供的网络服务。在分组交换方式中，通信子网向端系统提供虚电路（virtualcircuit）和数据报（datagram）两种网络服务，而通信子网内部的操作也有虚电路和数据报两种方式。2．网络层路由选择

通信子网为网络源结点和目的结点提供了多条传输路径的可能性。网络结点在收到一个分组后，要确定向下一结点传送的路径，这就是路由选择。在数据报方式中，网络结点要为每个分组路由做出选择；而在虚电路方式中，只需在连接建立时确定路由。确定路由选择的策略称路由算法。3．网络层拥塞控制

拥塞现象是指到达通信子网中某一部分的分组数量过多，使得该部分网络来不及处理，以致引起这部分乃至整个网络性能下降的现象，严重时甚至会导致网络通信业务陷入停顿，即出现死锁现象。常用的拥塞控制方法有4种：滑动窗口法、预约缓冲区法、许可证法和丢弃分组法。3.2.5

传输层

OSI七层模型中的物理层、数据链路层和网络层是面向网络通信的低三层协议。传输层负责端到端的通信，既是七层模型中负责数据通信的最高层，又是面向网络通信的低三层和面向信息处理的高三层之间的中间层。传输层位于网络层之上、会话层之下，它利用网络层子系统提供给它的服务去开发本层的功能，并实现本层对会话层的服务。1．传输服务

传输层的服务包括的内容有：服务类型、服务等级、数据传输、用户接口、连接管理、安全保密等。2．服务质量

服务质量QoS（QualityofService）是指在传输两结点之间看到的某些传输连接的特征，是传输层性能的度量，反映了传输质量及服务的可用性。根据用户要求和差错性质，网络服务按质量可分为以下3种类型：A型网络服务：具有可接受的残留差错率和故障通知率。B型网络服务：具有可接受的残留差错率和不可接受的故障通知率。C型网络服务：具有不可接受的残留差错率。3．传输层协议等级

传输层的功能按级别划分，OSI定义了5种协议级别，即级别0（简单级）、级别1（基本差错恢复级）、级别2（多路复用级）、级别3（差错恢复和多路复用级）和级别4（差错检测和恢复级）。服务质量划分较高的网络，仅需要较低的协议级别；反之，服务质量划分较低的网络，则需要较高的协议级别。4．传输服务原语

服务在形式上是一组原语（primitive）来描述的。原语被用来通知服务提供者采取某些行动，或报告某同层实体已经采取的行动。在OSI参考模型中，服务原语划分为以下4种类型：请求（request）：用户利用它要求服务提供者提供某些服务，如建立连接或发送数据等。指示（indication）：服务提供者执行一个请求以后，用指示原语通知接收方的用户实体，告知有人想要与之建立连接或发送数据等。响应（response）：收到指示原语后，利用响应原语向对方做出响应，如同意或不同意建立连接等。确认（confirm）：把一个实体的服务请求加以确认并通知它。

3.2.6网络高层功能及协议

网络高层包括会话层、表示层和应用层，它们属于计算机网络中的资源子网，不同于通信子网，高层主要由软件和协议组成。1．会话层

会话层在传输层提供的服务上，加强了会话管理、同步和活动管理等功能。会话层的主要任务是为用户提供特定应用进程的连接服务，并控制、管理和同步会话层实体之间的对话。2．表示层

OSI参考模型的低五层提供透明的数据传输，应用层负责处理语义，而表示层则负责处理语法。由于各种计算机都可能有各自的数据描述方法，所以不同类型计算机之间交换的数据，一般需经过格式转换才能保证其意义不变。表示层要解决的问题是如何描述数据结构并使之与具体的机器无关，其作用是对源站内部的数据结构进行编码，使之形成适合于传输的比特流，到了目的站再进行解码，转换成用户所要求的格式。3．应用层

应用层是OSI参考模型的最高层，直接面向用户。它为用户访问OSI提供手段和服务。目前已经成为OSI标准的一些应用层协议有：报文处理系统MHS（MessageHandlingSystem）协议。文件传送、存取和管理FTAM（FileTransfer、AccessandManagement）协议。虚终端协议VTP（VirtualTerminalProtocol）。目录服务DS（DirectoryService）协议。事务处理TP（TransactionProcessing）协议。远程数据访问RDA（RemoteDataAccess）协议。3.3TCP/IP体系结构

3.3.1TCP/IP体系结构的层次

TCP/IP参考模型分为4个层次，分别是网络接口层、网际层、传输层和应用层。TCP/IP的层次结构与OSI层次结构的对照关系如图所示。3.3.2TCP/IP协议簇

TCP/IP（TransmissionControlProtocol/InternetProtocol，传输控制协议/网际协议）最早由斯坦福大学的两名研究人员于1973年提出。1983年，TCP/IP被UNIX4.2BSD系统采用。随着UNIX的成功，TCP/IP逐步成为UNIX的标准网络协议。Internet的前身ARPANET最初使用NCP（NetworkControlProtocol）协议，由于TCP/IP协议具有跨平台特性，ARPANET的实验人员在经过对TCP/IP的改进以后，规定连入ARPANET的计算机都必须采用TCP/IP协议。随着ARPANET逐渐发展成为Internet，TCP/IP协议就成为Internet的标准连接协议。TCP/IP各层与协议的对应关系如图所示所示：

1．TCP/IP网络接口层

网络接口层提供了TCP/IP与各种物理网络的接口，使TCP/IP协议与具体的物理传输介质无关，体现了TCP/IP协议的包容性和适应性，为异构网和Internet之间的互连奠定了基础。这些异构网可以是局域网（如以太网Ethernet、令牌环网token-ring等）和广域网（帧中继FR、ATM网等）。2．TCP/IP网际层协议

TCP/IP网际层其主要功能是解决主机到主机的通信问题，以及建立互连网络。网际层的核心协议是网际协议IP。与网际协议配合使用的还有地址解析协议ARP、反向地址解析协议RARP、网际主机组管理协议IGMP和因特网控制报文协议ICMP等。3．TCP/IP传输层协议

TCP/IP的传输层相当于OSI的传输层，提供从信源应用进程到信宿应用进程的报文传送服务。该层的协议主要有传输控制协议TCP（TransmissionControlProtocol）和用户数据报协议UDP（UserDatagramProtocol），它们都建立在IP协议的基础上。传输控制协议TCP提供可靠的面向连接服务，用户数据报协议UDP提供无连接的服务。

4．TCP/IP应用层协议

TCP/IP应用层协议大致与OSI参考模型的会话层、表示层和应用层对应，它们之间没有严格的层次划分。TCP/IP应用层主要包括下列几种协议：文件传输协议FTP（FileTransferProtocol）。简单邮件传输协议SMTP（SimpleMailTransferProtocol）。域名服务DNS（DomainNameService）。网络文件系统NFS（NetworkFileSystem）。远程终端通信协议TELNET（TelecommunicationNetwork）。简单网络管理协议SNMP（SimpleNetworkManagementProtocol）。3.3.3配置TCP/IP协议

用户要接入Internet并使用网络通信功能，必须在计算机上配置TCP/IP协议，Windows、UNIX、Linux等操作系统都支持TCP/IP协议。

3.3.4TCP/IP常用命令

TCP/IP协议配置好以后，在使用过程中还要经常维护，Windows操作系统提供了以下5种常用的命令来管理TCP/IP。ping：用于测试计算机之间的连接，这也是网络配置中最常用的命令。ipconfig：用于查看当前计算机的TCP/IP配置。netstat：用于显示连接统计。tracert：用于进行源主机与目的主机之间的路由连接分析。arp：用于显示和修改ARP缓存中的项目。第3章结束

谢谢！第4章局域网技术熟练掌握：局域网的组成及IEEE802标准。掌握：以太网组建技术及布线标准。了解：VLAN技术及无线局域网技术。4.1局域网概述4.1.1局域网组成

局域网主要由计算机系统、数据通信系统和网络软件及协议三大部分组成，下图是一个典型的局域网。

1．计算机系统

计算机系统是网络的基本模块，具有访问网络、数据处理和共享资源的能力，根据提供的网络功能和在网络中所起的作用不同，有服务器（server）和工作站（workstation）之分。服务器是网络的核心，它为网络提供可共享的资源和各种网络服务。它拥有大量可共享的硬件资源（如大容量磁盘、高速打印机、高性能绘图仪等）和软件资源（如数据库、数据文件、应用程序等），并具有管理这些资源和协调网络用户访问资源的能力。工作站也称为客户机（client），通常就是一台普通的PC机。其主要作用是为网络用户提供一个访问服务器、共享网络资源、作为与网络中的其他站点交流信息的操作平台和前端窗口。2．数据通信系统

数据通信系统将局域网中的主机和工作站连接起来，提供各种连接技术和信息交换技术，通过传输介质、网络接口卡和网络互连设备等将计算机连接在一起，为网络提供通信功能。3．网络软件及协议

网络软件是网络的组织者和管理者，在网络协议的支持下，为网络用户提供各种服务。根据其功能与作用不同，可分为网络系统软件和网络通信软件及协议两大类。4.1.2IEEE802标准

IEEE（美国电气和电子工程师协会）是负责开发数据通信标准的协会，它制定了许多数据通信的规范，其中，

IEEE802标准定义了网卡如何访问传输介质（如光缆、双绞线、无线网络等）以及如何在传输介质上传输数据，还定义了传输信息的网络设备之间连接建立、维护和拆除连接的途径。4.2

以太网技术4.2.1

以太网帧结构

IEEE802.3定义了一种具有7个字段的MAC帧，如下图所示，图中“B”表示信息长度单位字节（Byte）。4.2.2以太网介质访问控制方式

以太网介质访问控制方式使用的是“载波监听多路访问/冲突检测（CSMA/CD）”技术。CSMA/CD是一种随机访问控制方法，它不是采用集中控制的方式安排用户发送信息的顺序，而是各站根据自己的需要随机地发送信息，通过竞争获得发送权。CSMA/CD的工作原理可以概述为“先听后发，边听边发，冲突停发，随机重发”。这不仅体现在以太网中数据的发送过程中，同时也体现在数据的接收过程中。

1．CSMA/CD工作过程CSMA/CD的工作过程概括如下：先监听信道，如果信道空闲则发送信息。如果信道忙，则继续监听，一旦信道空闲立即发送。发送信息后进行冲突检测，如发生冲突立即停止发送，冲突计数器加1，并向总线上发出一串阻塞信号（连续几个字节全为1），通知总线上各站点冲突已发生，使各站点重新开始监听与竞争。已发出信息的各站点收到阻塞信号后进行延时处理，等待一段随机时间，如果冲突次数小于16则重新进入侦听发送阶段，否则放弃发送。2．CSMA/CD退避算法

在CSMA/CD算法中，检测到冲突并发完阻塞信号后，为了降低再次冲突的概率，需要等待一个随机时间，然后再用CSMA/CD算法发送。为了决定这个随机时间，采用一个通用的退避算法，即二进制指数退避算法。算法过程如下：对每个帧，当第一次发生冲突时，设置参数L=2。退避间隔取1~L个时间片中的一个随机数。当冲突重复发生一次时，则将L加倍。设置一个最大冲突次数，超过这个次数，则放弃发送。4.2.3以太网组建

按照以太网组网通信介质和通信设备的不同，可以将以太网分为共享式以太网和交换式以太网两种。1．共享式以太网

共享式以太网是指网络中的所有结点都共享一条公共通信传输介质，数据以广播方式在网内传输。共享式以太网通常使用物理层设备进行互连，如集线器、中继器。虽然以太网以集线器为中心采用星型拓扑结构连接，但实际上还是总线型的拓扑结构。随着局域网规模的扩大，网中结点数的不断增加，每个结点平均能分配到的带宽会越来越少。2．交换式以太网

交换式以太网是指以数据链路层的帧为数据交换单位，以以太网交换机为基础构成的网络。交换式以太网通常使用数据链路层设备进行互连，如交换机、网桥等。这两种设备对以太网中的数据帧采用“存储—转发”方式进行交换，交换的目的是网络分段，即将一个大的“广播/冲突”域划分成更小的“广播/冲突”域，提高网络通信效率。4.2.4

以太网布线标准

常见的以太网布线标准分为标准以太网、快速以太网、千兆以太网，具体见下表。虽然以太网布线标准各有特点，但介质访问控制技术使用的都是CSMA/CD。以太网标准IEEE标准速率/（Mb/s）拓扑结构最大传输距离/m传输介质10Base-5802.310总线型2500粗缆10Base-2802.3a10总线型925细缆10Base-T802.3i10星型5002对三类或以上UTP10Base-F802.3j10星型2000单模、多模光纤100Base-TX802.3u100星型1002对五类UTP或STP100Base-T4802.3u100星型1004对三类或以上UTP或STP100Base-T2802.3y100星型1002对三类或以上UTP100Base-FX802.3u100星型40000（单模）2000（多模）单模、多模光纤1000Base-CX802.3z1000星型25STP1000Base-SX802.3z1000星型550多模光纤1000Base-LX802.3z1000星型5000（单模）550（多模）单模、多模光纤1000Base-TX802.3ab1000星型1004对五类UTP1．标准以太网

标准以太网的数据传输速率通常为10Mb/s，它的布线标准有以下几种：10Base-5。10Base-2。10Base-T。10Base-F。2．快速以太网

快速以太网的数据速率通常为100Mb/s，它的布线标准有：100Base-TX。100Base-T4。100Base-FX。100Base-T23．千兆以太网

千兆以太网的数据传输速率通常为1000Mb/s，它的布线标准有：1000Base-CX。1000Base-SX。1000Base-LX。1000Base-TX。4.2.5简单交换式以太网组网实例

现有一台Cisco2950交换机和一台Cisco1912交换机，Cisco2950有12个10/100M自适应快速以太网接口，Cisco1912有12个10M以太网接口和两个10/100M自适应快速以太网接口。PC有6台，都装有10/100M自适应以太网网卡，组成如下图所示的交换式以太网，完成如下实验过程。

4.3VLAN技术

4.3.1VLAN概述

所谓虚拟局域网，就是将局域网上的用户或结点划分成若干个“逻辑工作组”，逻辑工作组的用户或结点可以根据功能、部门、应用策略等因素划分，不需考虑所处的物理位置。VLAN与传统交换式以太网的区别在于：VLAN是建立在交换技术的基础上的，并以软件方式来实现逻辑网段的划分与管理，可以不考虑网络地理区域的限制；而传统交换式以太网是从物理连接上对网络分段，往往会受到网络地理区域的限制，如下图所示。因此，单从网络分段能力上看，VLAN比传统交换式以太网更具灵活性。4.3.2VLAN划分方式

VLAN的划分方式很重要，在设计和建设VLAN时，首先要决定如何划分VLAN，即依据什么标准来组织VLAN成员。不同的划分方式可以将VLAN组织成静态（StaticVLAN）和动态（DynamicVLAN）两种形式：静态VLAN：交换机上的VLAN端口由管理员静态分配，这些端口保持这种配置直到人工改变它们。动态VLAN：交换机上VLAN端口是动态分配的，分配原则通常以MAC地址、逻辑地址或数据包的协议类型为基础。常见的VLAN划分方式

:基于端口划分VLAN。基于MAC地址划分VLAN。基于网络层协议划分VLAN。4.3.3VLAN配置

配置VLAN是交换机的一个重要功能。尽管各种型号的交换机使用的配置方式、命令等不同，但它们大致有下面几个过程。这里以Cisco2950为例。1．查看VLAN配置

查看交换机的VLAN配置可以使用showvlan命令或者showvlanbrief命令（如下图所示），交换机返回的信息显示了当前交换机配置的VLAN的个数、编号、名字、状态以及VLAN所包含的端口号。

图4-16查看VLAN2．创建VLAN

要创建一个VLAN，需要准备一个VLAN的编号，Cisco2950可管理250个VLAN，支持VLAN编号范围为0～4095（IEEE802.1q标准），VLAN编号的有效范围见下表。另外，还需为VLAN取一个字符串格式的名字。

VLAN编号范围用途是否通过VTP传播0和4095保留用户不能使用否1正常范围默认VLAN，能使用，不能删除是2～1000正常范围用户能够创建、使用和删除是1001正常范围用户不能够创建、使用和删除是1002～1005保留为FDDI和令牌环提供否1006～1009保留为以后扩展预留否1010～1024保留为以后扩展预留否1025～4094保留有限使用否3．为VLAN分配端口

在创建好VLAN之后，它还没有真正被使用，因为在默认情况下，交换机的所有的端口都在VLAN1中，所以要为新创建的VLAN分配它所管理的端口。为VLAN分配端口的步骤如下：（1）执行configureterminal命令进入配置终端模式。（2）执行interfacefa0/1命令通知交换机配置的端口号为1。（3）执行switchportmodeaccess命令和switchportaccessvlan20命令把交换机的端口1分配给VLAN20。（4）按Ctrl+C组合键退出配置终端模式。

4．删除VLAN

当需要删除一个VLAN时，可以按如下步骤进行：（1）使用vlandatabase命令进入交换机的VLAN数据库维护模式。（2）执行novlan20命令将VLAN20从数据库中删除。（3）按Ctrl+C组合键退出VLAN数据库维护模式。删除VLAN20后使用showvlan命令查看结果。如果如下图所示，VLAN20表项已经没有了，表明删除成功。

图4-19删除VLAN4.3.4VLAN间路由

两台分属不同VLAN的计算机如果没有配置路由就不能相互通信，因为要在局域网内进行通信，必须在数据帧头部指定接收方的MAC地址。为了获取接收方MAC地址，TCP/IP使用地址解析协议（ARP）来实现，而ARP协议是通过广播方式进行通信的。也就是说，如果广播报文无法到达，那么就无从解析MAC地址，亦即无法直接通信。1．VLAN中帧的交换链路

当帧通过网络进行交换时，交换机必须能够跟踪所有类型的帧，根据帧所经过的链路类型的不同，对帧的处理方式也不同。在交换式网络中，有以下两种类型的链路。访问链路(accesslinks):只是某个VLAN的一部分，它被称为端口的本机VLAN。任何连接到访问链路上的设备都不会关心VLAN的成员关系，它只是广播域的一部分。在帧被发送到访问链路之前，交换机要从帧中删除任何有关VLAN的信息。访问链路上的设备不能与VLAN外部的设备进行通信，除非数据包是被路由转发的。中继链路(trunklinks):一条中继链路可以同时承载多个VLAN，它可以是两个交换机之间的100Mb/s或1000Mb/s端口的点到点链路，也可以是交换机与路由器之间的链路。中继链路可以使单个端口同时成为多个VLAN的一部分，利用这个特点，中继链路可以跨越链路传送所有VLAN或一部分VLAN的信息。2．中继链路的实现

与访问链路相比较，中继链路是一种更常见的、更有效交换链路，它的实现主要有两种方法：通过配置交换机间链路（Inter-SwitchLink，ISL）和配置VLAN中继协议（VLANTrunkProtocol，VTP）来实现中继链路。

3．实现VLAN路由的方法

实现VLAN间路由可以采用两种方法：使用路由器和使用三层交换机。4.3.5VLAN划分及路由实例

在如下图所示的网络中，有一台Cisco2620路由器，有两台Cisco2950交换机，多台PC。要求创建两个VLAN：VLAN20和VLAN30，并将PC1、PC3划分到VLAN20中，将PC2、PC4划分到VLAN30中，实现VLAN之间的路由通信。4.4无线局域网技术4.4.1IEEE802.11系列标准

IEEE802.1