计算机网络基础

第

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章概述第

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章概述1.1计算机网络在信息时代中的作用1.2计算机网络的定义1.3计算机网络的发展与分类1.4计算机网络的主要性能指标1.5计算机网络体系结构1.6网络体系结构的发展1.7ISO/OSI开发系统互连参考模型1.8TCP/IP模型1.9OSI模型和TCP/IP模型的区别1.1

计算机网络在信息时代中的作用21世纪的一些重要特征是数字化、网络化和信息化，它是一个以网络为核心的信息时代。网络现在已经成为信息社会的命脉和发展知识经济的重要基础。大众熟悉的三大类网络有：电信网络：提供电话、电报及传真等服务；有线电视网络：向用户传送各种电视节目；计算机网络：使用户能在计算机之间传送数据文件；发展最快的并起到核心作用的是计算机网络。1.1

计算机网络在信息时代中的作用计算机网络其实与电信网络和有线电视网络一样，都是一种通信基础设施。计算机网络向用户提供的最重要的功能有两个：①连通性-计算机网络使上网用户之间可以交换信息②共享-信息共享、软件共享、硬件共享1.2计算机网络的定义所谓计算机网络，就是通过线路互连起来的、自治的计算机集合，确切地讲，就是将分布在不同地理位置上的具有独立工作能力的计算机、终端及其附属设备用通信设备和通信线路连接起来，并配置网络软件，以实现计算机资源共享的系统。1.2计算机网络的定义网络资源共享，就是通过连在网络上的工作站（个人计算机）让用户可以使用网络系统的所有硬件和软件（通常根据需要被适当授予使用权），这种功能称为网络系统中的资源共享。自治，是指每台计算机的工作是独立的，任何一台计算机都不能干预其它计算机的工作，任何两台计算机之间没有主从关系。一个计算机网络必须具备以下3个基本要素。（1）至少有两个具有独立操作系统的计算机，且它们之间有相互共享某种资源的需求。（2）两个独立的计算机之间必须有某种通信手段将其连接。（3）网络中的各个独立的计算机之间要能相互通信，必须制定相互可确认的规范标准或协议。以上3条是组成一个网络的必要条件，缺一不可。1.2计算机网络的定义1.3.1计算机网络的产生1946年：第一台电子数字计算机，从而开创了向信息社会迈进的新纪元。20世纪50年代：美国利用计算机技术建立了半自动化的地面防空系统SAGE，第一次利用计算机网络实现远程集中控制，这是计算机网络的雏形。1969年：美国国防部的高级研究计划局建立了世界上第一个分组交换网-ARPANET，即互联网的前身，这是一个只有4个结点的存储转发方式的分组交换广域网。1.3.2计算机网络的发展1．具有通信功能的单机系统2．具有通信功能的多机系统3．以共享资源为主要目的计算机网络阶段（计算机-计算机网络）4．标准、开放的计算机网络阶段5．高速、智能的计算机网络阶段1.3.3计算机网络的分类按网络拓扑结构划分总线型星型环型网状型树型星环型网络1.3.3计算机网络的分类按网络覆盖范围划分（1）广域网（WideAreaNetwork，WAN）（2）城域网（MetropolitanAreaNetwork，MAN）（3）局域网（LocalAreaNetwork，LAN）（4）接入网（AccessNetwork，AN）1.3.3计算机网络的分类按数据传输方式划分广播网络①单播（Unicast）：发送的信息中包含明确的目的地址，所有结点都检查该地址。②组播（Multicast）：将信息传输给网络中的部分结点。③广播（Broadcast）：在发送的信息中使用一个指定的代码标识目的地址，将信息发送给所有的目标结点。点对点网络1.3.3计算机网络的分类按通信传输介质划分有线网络双绞线同轴电缆光纤无线网络微波红外线1.3.3计算机网络的分类按使用网络的对象划分专用网公用网按网络组件的关系划分对等网络基于服务器的网络“网”与互联网有时，往往使用更加简洁的方式表示互联网，这就是只用一个“网”字。例如：“上网”就是表示使用某个电子设备连接到互联网，而不是连接到其他的网络上。网民、网吧、网银（网上银行）、网购（网上购物）等。这里的“网”，一般都不是指电信网或有线电视网，而是指当今世界上最大的计算机网络Internet——互联网。1.4计算机网络的主要性能指标1．速率网络技术中的速率指的是连接在计算机网络上的主机在数字信道上传送数据的速率，它也称为数据率（datarate）或比特率（bitrate）速率是计算机网络中最重要的一个性能指标速率的单位是比特每秒（bit/s）1.4计算机网络的主要性能指标2．带宽信号的带宽是指该信号所包含的各种不同频率成份所占据的频率范围在计算机网络中，带宽用来表示网络的通信线路传送数据的能力，因此网络带宽表示在单位时间内从网络中的某一点到另一点所能通过的“最高数据率”1.4计算机网络的主要性能指标3．吞吐量吞吐量（Throughput）表示在单位时间内通过某个网络（或信道、接口）的数据量。1.4计算机网络的主要性能指标4．时延时延（Delay或Latency）是指数据（一个报文或分组，甚至比特）从网络（或链路）的一端传送到另一端所需的时间①发送时延②传播时延③处理时延④排队时延分组从一个结点转发到另一个结点所经历的总时延就是以上4种时延之和：分组时延=发送时延+传播时延+处理时延+排队时延时延(delay或latency)(1)发送时延也称为传输时延。发送数据时，数据帧从结点进入到传输媒体所需要的时间。也就是从发送数据帧的第一个比特算起，到该帧的最后一个比特发送完毕所需的时间。发送时延=数据帧长度（bit）发送速率（bit/s）时延(delay或latency)(2)传播时延电磁波在信道中需要传播一定的距离而花费的时间。发送时延与传播时延有本质上的不同。信号发送速率和信号在信道上的传播速率是完全不同的概念。传播时延=信道长度（米）信号在信道上的传播速率（米/秒）时延(delay或latency)(3)处理时延主机或路由器在收到分组时，为处理分组（例如分析首部、提取数据、差错检验或查找路由）所花费的时间。(4)排队时延分组在路由器输入输出队列中排队等待处理所经历的时延。排队时延的长短往往取决于网络中当时的通信量。1.5计算机网络体系结构在计算机网络中要做到有条不紊地交换数据，就必须遵守一些事先约定好的规则。这些规则明确规定了所交换的数据的格式以及有关的同步问题。这里所说的同步不是狭义的，而是广义的，即在一定的条件下应当发生什么事件（如发送一个应答信息），因而同步含有时序的意思。这些为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定称为网络协议（NetworkProtocol）。1.5.1网络协议网络协议主要由以下三个要素组成。①语法，即数据与控制信息的结构或格式②语义，即需要发出何种控制信息，完成何种动作以及做出何种响应③同步（或者时序），即事件实现顺序的详细说明。由此可见，网络协议是计算机网络的不可缺少的组成部分。协议的两种形式一种是使用便于人来阅读和理解的文字描述。另一种是使用让计算机能够理解的程序代码。这两种不同形式的协议都必须能够对网络上信息交换过程做出精确的解释。1.5.2层次模型与计算机网络体系结构计算机网络系统需要涉及和解决许多复杂的问题，包括信号传输、差错控制、寻址、数据交换和提供用户接口等一系列问题。计算机网络体系结构是为简化这些问题的研究、设计与实现而抽象出来的一种结构模型。结构模型有多种，如平面模型、层次模型和网状模型等。对于复杂的计算机网络系统，一般采用层次模型。1.5.2层次模型与计算机网络体系结构计算机网络系统需要涉及和解决许多复杂的问题，包括信号传输、差错控制、寻址、数据交换和提供用户接口等一系列问题。计算机网络体系结构是为简化这些问题的研究、设计与实现而抽象出来的一种结构模型。结构模型有多种，如平面模型、层次模型和网状模型等。对于复杂的计算机网络系统，一般采用层次模型。分层的好处与缺点好处各层之间是独立的。灵活性好。结构上可分割开。易于实现和维护。能促进标准化工作。缺点降低效率。有些功能会在不同的层次中重复出现，因而产生了额外开销。1.5.2层次模型与计算机网络体系结构在实施网络分层时要依据以下原则。①根据功能进行抽象分层，每个层次所要实现的功能或服务均有明确的规定②每层功能的选择应有利于标准化③不同的系统分成相同的层次，对等层次具有相同功能④高层使用下层提供的服务时，下层服务的实现是不可见的⑤层的数目要适当，层次太少功能不明确，层次太多体系结构过于庞大1.6网络体系结构的发展网络体系结构是从体系结构的角度来研究和设计计算机网络体系的，其核心是网络系统的逻辑结构和功能分配定义，即描述实现不同计算机系统之间互连和通信的方法和结构，是层和协议的集合。通常采用结构化设计方法，将计算机网络系统划分成若干功能模块，形成层次分明的网络体系结构。1.7ISO/OSI开放系统互连参考模型国际标准化组织（ISO）在1977年建立了一个分委员会来专门研究体系结构，提出了开放系统互连（OpenSystemInterconnection，OSI）参考模型这是一个定义连接异种计算机标准的主体结构OSI解决了已有协议在广域网和高通信负载方面存在的问题。1.7.1OSI参考模型最低3层（1～3）是依赖网络的，涉及到将两台通信计算机连接在一起所使用的数据通信网的相关协议，实现通信子网的功能。高3层（5～7）是面向应用的，涉及到允许两个终端用户应用进程交互作用的协议，通常是由本地操作系统提供的一套服务，实现资源子网的功能。1.7.2OSI参考模型各层的功能OSI层基本功能应用层应用程序处理数据表示层翻译、表示数据会话层建立、维持、协调通信会话传输层确保正确发送/接收数据网络层决定传输路由数据链路层编码、编址、传输帧物理层管理硬件的连接1.8TCP/IP模型尽管OSI参考模型得到了全世界的认同，但是互联网历史上和技术上的开发标准都是TCP/IP（传输控制协议/网际协议）模型。TCP/IP模型及其协议族使得世界上任意两台计算机间的通信成为可能，并且通信速度接近光速。1.8.1TCP/IP模型TCP/IP是一组通信协议的代名词，这组协议使任何具有网络设备的用户能访问和共享Internet上的信息最重要的协议族：传输控制协议（TCP）网际协议（IP）1.8.2各层主要协议1．网络接口层协议TCP/IP的网络接口层中包括各种物理网协议Ethernet令牌环帧中继ISDN分组交换网X.251.8.2各层主要协议2．网络层协议网际协议（InternetProtocol，IP）：是其中的核心协议，IP协议规定网际层数据分组的格式。Internet控制消息协议（InternetControlMessageProtocol，ICMP）：提供网络控制和消息传递功能。地址解释协议（AddressResolutionProtocol，ARP）：用来将逻辑地址解析成物理地址。反向地址解释协议（ReverseAddressResolutionProtocol，RARP）：通过RARP广播，将物理地址解析成逻辑地址。1.8.2各层主要协议3．传输层协议传输控制协议（TransportControlProtocol，TCP）：是面向连接的协议，用三次握手和滑动窗口机制来保证传输的可靠性和进行流量控制。用户数据报协议（UserDatagramProtocol，UDP）是面向无连接的不可靠传输层协议。1.8.2各层主要协议4．应用层协议文件传输协议（FTP）超文本传输协议（HTTP）简单邮件传输协议（SMTP）远程登录（Telnet）域名服务（DNS）简单网络管理协议（SNMP）1.9OSI模型和TCP/IP模型的区别相似点：均采用了层次结构存在可比的传输层和网络层都有应用层(所提供的服务有所不同)均是一种基于协议数据单元的包交换网络不同点：OSI模型有7层，TCP/IP模型有4层OSI参考模型在网络层支持无连接和面向连接的两种服务，TCP/IP模型在网络层则只支持无连接的一种服务TCP/IP由于有较少的层次，因而显得更简单具有五层协议的体系结构OSI的七层协议体系结构的概念清楚，理论也较完整，但它既复杂又不实用。TCP/IP是四层体系结构：应用层、运输层、网际层和网络接口层。但最下面的网络接口层并没有具体内容。因此往往采取折中的办法，即综合

OSI和

TCP/IP

的优点，采用一种只有五层协议的体系结构。

具有五层协议的体系结构应用层运输层网络层表示层会话层数据链路层物理层7654321OSI的体系结构应用层网络接口层网际层IP(各种应用层协议，如DNS,HTTP,SMTP等)运输层(TCP或UDP)TCP/IP的体系结构(a)(b)(c)运输层网络层应用层数据链路层物理层54321五层协议的体系结构（这一层并没有具体内容）计算机网络体系结构：(a)OSI的七层协议；(b)TCP/IP的四层协议；(c)五层协议五层协议的体系结构应用层(applicationlayer)运输层(transportlayer)网络层(networklayer)数据链路层(datalinklayer)物理层(physicallayer)数据链路层5应用层4运输层3网络层2数据链路层1物理层主机

1

向主机

2

发送数据5432154321主机

1AP2AP1主机

2应用进程数据先传送到应用层加上应用层首部，成为应用层PDUPDU(ProtocolDataUnit)：协议数据单元。OSI参考模型把对等层次之间传送的数据单位称为该层的协议数据单元PDU。主机

1

向主机

2

发送数据5432154321主机

1AP2AP1主机

2应用层PDU再传送到运输层加上运输层首部，成为运输层报文主机

1

向主机

2

发送数据5432154321主机

1AP2AP1主机

2运输层报文再传送到网络层加上网络层首部，成为IP数据报（或分组）主机

1

向主机

2

发送数据5432154321主机

1AP2AP1主机

2IP数据报再传送到数据链路层加上链路层首部和尾部，成为数据链路层帧主机

1

向主机

2

发送数据5432154321主机

1AP2AP1主机

2数据链路层帧再传送到物理层最下面的物理层把比特流传送到物理媒体主机

1

向主机

2

发送数据5432154321物理传输媒体主机

1AP2AP1电信号（或光信号）在物理媒体中传播从发送端物理层传送到接收端物理层主机

2主机

1

向主机

2

发送数据5432154321主机

1AP2AP1主机

2物理层接收到比特流，上交给数据链路层主机

1

向主机

2

发送数据5432154321主机

1AP2AP1主机

2数据链路层剥去帧首部和帧尾部取出数据部分，上交给网络层主机

1

向主机

2

发送数据5432154321主机

1AP2AP1主机

2网络层剥去首部，取出数据部分上交给运输层主机

1

向主机

2

发送数据5432154321主机

1AP2AP1主机

2运输层剥去首部，取出数据部分上交给应用层主机

1

向主机

2

发送数据5432154321主机

1AP2AP1主机

2应用层剥去首部，取出应用程序数据上交给应用进程主机

1

向主机

2

发送数据5432154321主机

1AP2AP1主机

2我收到了

AP1

发来的应用程序数据！第2章

物理层第2章

物理层2.1

数据通信的基础知识2.2传输介质及其主要特性2.3常见的物理层标准2.4常见物理层设备与组件2.5专业技能培训2.1数据通信的基础知识计算机网络是建立在数据通信系统之上的资源共享系统。计算机网络的主要功能是为了实现信息资源的共享与交换，而信息是以数据形式来表达的，所以计算机网络必须要解决数据通信的问题。信息是指有用的知识或消息，计算机网络通信的目的就是为了交换信息。数据是运送信息的实体，是信息的表达方式，可以是数字、文字、声音、图形和图像多种不同形式。信号（Signal）是数据在传输过程中的电磁波表示形式。2.1.1数据通信的基本概念信息、数据、信号2.1.1数据通信的基本概念模拟信号、数字信号信号一般以时间为自变量。信号一般以表示数据的某个参量（如振幅、频率或相位）为因变量。信号按其因变量对时间的取值是否连续被分为模拟信号和数字信号。模拟信号是指信号的因变量随时间连续变化的信号。电视图像信号、语音信号、温度压力传感器的输出信号以及许多遥感遥测信号2.1.1数据通信的基本概念模拟信号、数字信号数字信号是指信号的因变量不随时间连续变化的信号。计算机数据、数字电话和数字电视等发送方将要发送的数据转换成信号通过物理信道传输到数据接收方的过程称为数据通信。数据通信被分为模拟数据通信和数字数据通信。模拟数据通信是指在模拟信道上以模拟信号形式来传输数据数字数据通信则是在数字信道上以数字信号形式来传输数据。2.1.1数据通信的基本概念数据通信数据通信中数据的发送方称为源点数据通信中数据的接收方称为终点2.1.1数据通信的基本概念源点、终点、信道信道建立在传输介质之上，包括了传输介质和附属的通信设备有线信道无线信道模拟信道数字信道按照传输介质分类按照信号类型分类2.1.2数据通信系统的模型一个数据通信系统包括三大部分：源系统（或发送端、发送方）、传输系统（或传输网络）和目的系统（或接收端、接收方）。传输系统输入信息输入数据发送的信号(数字的或模拟的)接收的信号(数字的或模拟的)输出数据源点终点发送器接收器调制解调器PC公用电话网调制解调器数字比特流数字比特流模拟信号模拟信号输入汉字显示汉字数据通信系统源系统目的系统传输系统输出信息PC数据通信系统的模型常用术语数据(data)——运送消息的实体。信号(signal)——数据的电气的或电磁的表现。模拟信号(analogoussignal)——代表消息的参数的取值是连续的。数字信号(digitalsignal)——代表消息的参数的取值是离散的。2.1.3数据调制与编码调制——载波信号的某些特性根据输入信号而变化的过程。编码——将模拟数据或数字数据变换成数字信号，以便通过数字传输介质传输出去。信号必须进行调制或编码，使得与传输介质相适应，才可以实现传输2.1.3数据调制与编码模拟数据，模拟信号—采取电信号形式的模拟数据可以原封不动地传输出去，也可以在较高频率下进行调制，以便满足各种带宽需要。数字数据，模拟信号—利用调制器把数字数据变换成能在现有模拟线路上传输的模拟信号。数字数据，数字信号—数字信号可以按照其原来形式通过数字通信线路进行传输，也可以编码成不同类型的数字信号，即代表两个不同二进制值的数字信号。模拟数据，数字信号—为了使模拟信号能在数字通信线路上传输，已开发出能将模拟数据变换成数字信号的方法，这些方法统称为编码。数据与信号传输的四种方法

常用编码方式不归零制：正电平代表1，负电平代表0。归零制：正脉冲代表1，负脉冲代表0。曼彻斯特编码：位周期中心的向上跳变代表0，位周期中心的向下跳变代表1。但也可反过来定义。差分曼彻斯特编码：在每一位的中心处始终都有跳变。位开始边界有跳变代表0，而位开始边界没有跳变代表1。常用编码方式不归零制曼彻斯特1111100000比特流差分曼彻斯特归零制数字信号常用的编码方式常用编码方式从信号波形中可以看出，曼彻斯特(Manchester)编码和差分曼彻斯特编码产生的信号频率比不归零制高。从自同步能力来看，不归零制不能从信号波形本身中提取信号时钟频率（这叫作没有自同步能力），而曼彻斯特编码和差分曼彻斯特编码具有自同步能力。2.1.4基带传输基带信号（即基本频带信号）——来自信号源头的数字信号。计算机输出的代表各种文字或图像文件的数字信号都属于基带信号。基带信号往往包含有较多的低频成分，而许多信道并不能传输这种低频分量或直流分量，因此必须对基带信号进行编码与解码。在数字信道中利用基带信号直接传输的方式被称为基带传输。基带传输多用于短距离的数据传输，如局域网中的数据传输。2.1.5频带传输频带信号

——只包含一种或有限几种频率交流成份的信号。在通信中，出于抗干扰和提高传输率考虑一般不宜直接传输,需要利用调制解调器把基带信号变换成其频带适合在模拟信道中传输的信号，变换后的信号就是频带信号。因为基带传输受到近距离限制，所以在远距离传输中通常采用模拟通信。利用模拟信道传输二进制数据的方式称为频带传输。

2.1.6数据通信系统的主要质量标准模拟通信系统的质量标准1、有效性2、可靠性数字通信系统的质量标准1、数据传输速率波特率比特率2、数据传输质量误码率2.1.7多路复用技术为了提高通信线路传输信息的效率，通常采用在一条物理线路上建立多条通信信道的多路复用技术。多路复用技术使得在同一传输介质上可传输多个不同信号源头发出的信号，从而可充分利用通信线路的传输容量，提高传输介质的利用率。课件制作人：谢希仁+()复用(multiplexing)是通信技术中的基本概念。

+A1A2B1B2C1C2A1A2B1B2C1C2共享信道(a)使用单独的信道(b)使用共享信道复用分用2.1.7多路复用技术频分多路复用FrequencyDivisionMultiplexing，FDM时分多路复用TimeDivisionMultiplexing，TDM波分复用WavelengthDivisionMultiplexing，WDM课件制作人：谢希仁频分复用FDM

(FrequencyDivisionMultiplexing)用户在分配到一定的频带后，在通信过程中自始至终都占用这个频带。频分复用的所有用户在同样的时间占用不同的带宽资源（请注意，这里的“带宽”是频率带宽而不是数据的发送速率）。频率时间频带1频带2频带3

频带n2-78CH2CH1CH3原频带CH1CH2CH3移频后频带MUXCH1CH2CH3带宽复用信号f复用器0404kHz48kHz812kHz012假定：一路语音信号占用的带宽是4kHz，要将三路语音合并到一条带宽为12kHz(0kHz~12kHz)的链路。FDM频分复用课件制作人：谢希仁时分复用TDM

(TimeDivisionMultiplexing)时分复用则是将时间划分为一段段等长的时分复用帧（TDM帧）。每一个时分复用的用户在每一个TDM帧中占用固定序号的时隙。每一个用户所占用的时隙是周期性地出现（其周期就是TDM帧的长度）。TDM信号也称为等时(isochronous)信号。时分复用的所有用户是在不同的时间占用同样的频带宽度。频率时间BCDBCDBCDBCDAAAAA在

TDM

帧中的位置不变TDM帧TDM帧TDM帧TDM帧…TDM帧TDM时分复用频率时间CDCDCDAAAABBBBCDB在

TDM

帧中的位置不变TDM帧TDM帧TDM帧TDM帧…TDM帧TDM时分复用频率时间BDBDBDAAAABCCCCDC在

TDM

帧中的位置不变TDM帧TDM帧TDM帧TDM帧…TDM帧TDM时分复用频率时间BCBCBCAAAABCDDDDD在TDM帧中的位置不变TDM帧TDM帧TDM帧TDM帧…TDM帧TDM时分复用课件制作人：谢希仁时分复用可能会造成

线路资源的浪费ABCDaabbcdbcattttt4个时分复用帧#1④③②①acbcd时分复用#2#3#4用户使用时分复用系统传送计算机数据时，由于计算机数据的突发性质，用户对分配到的子信道的利用率一般是不高的。2-85WDM:是合并多路光信号的多路复用技术。波分复用原理（光的频分复用）将光纤的整个波段划分为若干个子波段，每路信号占用一个子波段来进行传输。（用于高速传输的光缆）F2F1F3光谱F1F2F3共享光纤的光谱

光纤2光纤3光纤1

棱柱/衍射光栅WDM波分复用课件制作人：谢希仁1550nm01551nm11552nm21553nm31554nm41555nm51556nm61557nm701550nm11551nm21552nm31553nm41554nm51555nm61556nm71557nmDWDM密集波分复用

波分复用就是光的频分复用。8

2.5Gb/s1310nm20Gb/s复用器分用器EDFA120km光调制器光解调器2.1.8数据通信技术并行通信一个数据代码由若干位组成，在数据设备内进行近距离传输（1米或数米之内）时，为了获得高的数据传输速率，使每个代码的传输延迟尽量小，可以采用并行传输方式，即数据的每一位各占一条信号线并行传输。常见并行通信线路：①很多计算机内部的数据总线。②扁平带状电缆，如硬盘驱动器、软盘驱动器上的电缆。③圆形屏蔽电缆，用于与计算机外设相连的并行通信电缆。数据传输方式2.1.8数据通信技术串行通信串行传输指的是代码的若干位顺序按位串行排列成数据流，在一条信道上传输。由于代码采取了串行传输方式，其传输速度与并行传输相比要低得多，但是在硬件信号的连接上节省了信道，利于远程传输，所以广泛用于远程数据传输中。通信网和计算机网络中的数据传输都是以串行传输方式进行的。数据传输方式2.1.8数据通信技术异步传输每个字符都独立传输，接收设备每收到一个字符的开始位后进行同步。同步传输以固定的时钟频率来发送数据信号，字符间顺序相连，既无间隙，也没有插入位。收发双方的时钟信号与传输的每一位严格对应，以达到位同步。同步传输具有较高的传输效率和速率，但实现较为复杂，常用于高速数据传输。数据同步方式2.1.8数据通信技术单工通信传输的信息始终是一个方向，传输只需要一条信道。半双工通信通信双方都可以发送（接收）信息，但不能同时双向发送。全双工通信通信双方可以同时发送和接收信息。数据传输方式2.2传输介质及其主要特性传输介质泛指计算机网络中用于连接各个计算机的物理媒体，特指用来连接各个通信处理设备的物理介质。传输介质是构成物理信道的重要组成部分，计算机网络中使用各种传输介质来组成物理信道。92物理层物理层发送方接收方传输介质传输介质实际上位于物理层以下，由物理层直接控制。线缆或自由空间传输介质:是计算机网络的主要组成部分之一， 是数据传输中收发双方的物理通路，其特性对网络的通信速度和通信量都有很大影响。93传输介质有线传输介质双绞线同轴电缆无线传输介质空间：无线电、微波、红外线光缆有线传输介质（导向）：双绞线、同轴电缆、光纤无线传输介质（非导向）：自由空间（无线电、微波、红外线）传输介质：分类94物理特性：传输介质的物理结构、特征阻抗等。传输特性：传输模拟信号还是数字信号，带宽等。连通特性：适合于点到点还是多点连接。传输范围：各点间允许的最大传输距离。抗干扰性：抗噪声、电磁干扰的能力。价格：包括安装与维护的价格。传输介质：几个指标95双绞线由两根彼此绝缘的铜线按照规则绞合在一起。传输介质：双绞线Twisted-paircable内导体芯线绝缘层外套96双绞线一般采用铜制，可以传输数字和模拟信号。每个长度单位内的绞合数决定了电缆的质量，绞合数越多，质量越好。双绞线多用于点对点连接。抗干扰性较差价格比较便宜传输介质：双绞线Twisted-paircable97双绞线根据绞合密度分为七类，密度越高质量越好。

1类质量最低，7类质量最高，目前用的最多是5类，如586A和586B。分类 带宽 数据速率 数字/模拟 用途1 很低 <100Kbps 模拟 电话2 <2MHz 2Mbps 模拟/数字

T-1线路3 16MHz 10Mbps 数字 LANs4 20MHz 20Mbps 数字

LANs5 100MHz 100Mbps 数字 LANs6 200MHz 1000Mbps 数字

LANs7 600MHz 1000Mbps数字

LANs目前LAN使用的双绞线的速率在100Mbps到1Gbps之间。传输介质：双绞线Twisted-paircable98双绞线的分类：

屏蔽双绞线（STP，Shieldedtwisted-pair）

非屏蔽双绞线（UTP,unshieldedtwisted-pair）屏蔽双绞线以铝箔屏蔽，以减少干扰和串音，质量好但更笨重更昂贵。非屏蔽双绞线（常用）双绞线外没有任何附加屏蔽传输介质：双绞线Twisted-paircable995类双绞线的连接器:RJ45水晶头

使用双绞线组网，要安装RJ45水晶头才可与网络设备连接。传输介质：双绞线Twisted-paircableRJ45引脚101T568A：

白绿／绿／白橙／蓝／白蓝／橙／白棕／棕T568B：

白橙／橙／白绿／蓝／白蓝／绿／白棕／棕传输介质：双绞线Twisted-paircable102

一端568B：白橙／橙／白绿／蓝／白蓝／绿／白棕／棕

一端568B：白橙/橙／白绿／蓝／白蓝／绿／白棕／棕直通线的线序（最常用）传输介质：双绞线Twisted-paircable103交叉线的线序一端568A：白绿／绿／白橙／蓝／白蓝／橙／白棕／棕

一端568B：白橙/橙／白绿／蓝／白蓝／绿／白棕／棕

传输介质：双绞线Twisted-paircable104直通线用途：（最常用）（计算机，路由器）连（交换机，集线器）直通线：即两个水晶头都使用T568B交叉线用途：

(计算机，路由器）连（计算机，路由器）

(集线器，交换机）连（集线器，交换机）交叉线：一个水晶头使用T568A，另一个使用T568B现在很多网络设备接口是直通线与交叉线自适应的传输介质：双绞线Twisted-paircable105两个同心的铜导线，一个空心金属圆柱体（外导体）和一根硬导线（内导体）按同轴构成，内外导体间有绝缘层。同轴电缆的抗干扰性比双绞线强，可以传输更高频率的信号，但是价格比双绞线贵。传输介质：同轴电缆Coaxialcable铜芯绝缘层外导体屏蔽层保护套106同轴电缆分为基带同轴电缆和宽带同轴电缆基带同轴电缆用于传输数字信号，阻抗50

，一般用于局域网连接。又可分为细缆和粗缆：细缆用户间连接，粗缆用于主干连接宽带同轴电缆用于传输模拟信号，阻抗75

，一般用于有线电视信号的传输。传输介质：同轴电缆Coaxialcable107总线型LANBNCT型连接器每段最大长度500m每段最多站点数100两站点间最短距离2.5mBNC终接器传输介质：同轴电缆Coaxialcable108同轴电缆的连接器常用三种类型：BNC连接器：用于将电缆的一端连接到设备，如电视机上。BNCT型连接器：用于局域网，从主线路分支以连接计算机。BNC终接器：用于电缆的末端，以防止信号反射。BNC连接器BNCT型连接器BNC终接器传输介质：同轴电缆Coaxialcable传输介质：光纤Fiber110光纤的芯由玻璃构成的，传输光信号。应用在网络主干中，还有千兆、万兆以太网中。玻璃光纤：封套是玻璃，损耗小成本高，用于远距离宽带传输。塑料光纤：封套是塑料，损耗大成本低，用于近距离宽带传输。传输介质：光纤Fiber封套塑料外套玻璃内芯玻璃内芯塑料外套封套外壳111光纤的特点：信号衰减少，可以无中继远距离传输；带宽大，传输速率高，传输能力强；由于传输信号是光而非电气信号，因此不受电磁的干扰，抗干扰能力强，无辐射，保密性好；重量轻，容量大，非常适合多媒体通信。缺点：光纤精确地连接需要较高的技术；

单向传播，要实现双向则需要两根光纤。如果光纤断裂，很难检测和修复。若干年将会继续使用的介质传输介质：光纤Fiber112光纤类型：

多模光纤Multi-modefiberMMF

性能稍差，价格稍低单模光纤Single-modefiberSMF性能较好，成本最高多模MMF

单模SMF直径:8/125、9/125、10/125μm直径:50/125、62.5/125μm多束光线以不同的反射角传播单束光线沿直线传播传输介质：光纤Fiber113光纤的连接器：方头插拔：圆头螺口：传输介质：光纤Fiber114无线传输不使用物理导体传输电磁波，信号通过自由空间传播。电离层电离层电离层地表传播天空传播视线传播传输介质：自由空间（无线传输）115无线传输介质可以解决有线传输介质难以架设的问题，如通过高山或岛屿等环境。无线传输无线电波微波红外线无线电波：用于多播通信，如收音机、电视以及寻呼系统。中播，短播。微波：用于单播通信，如移动电话、卫星通信和无线局域网，计算机网络。红外线：可以在封闭区域用于短距离通信，使用视线传播，如遥控器。传输介质：无线传输116无线电微波红外线可见光紫外线X射线

射线双绞线同轴电缆卫星地面微波调幅无线电调频无线电海事无线电光纤电视(Hz)f

(Hz)fLFMFHFVHFUHFSHFEHFTHF波段104105106107108109101010111012101310141015101610010210410610810101012101410161018102010221024移动无线电传输介质：电信领域使用的电磁波的频谱

无线传输所使用的频段很广117地面微波两个地面站之间传送速率低，几百kb/s传输距离：50-100km数字微波接力站与天线的高度有关，与信号强度有关，与气象条件有关。地面站之间的直视线路微波传送塔地球传输介质：无线传输118卫星微波与地面站相对固定位置使用3个卫星覆盖全球传输距离很远传播延迟时间长地面站需要发射很强的信号，对地面站要求高。现在使用VSAT甚小孔径卫星终端Verysmallaperturesatelliteterminals,使得中小用户用的起卫星传播。离地球表面36,000公里地球270ms延迟传输介质：无线传输卫星通信是利用位于3万6千公里高空的人造地球卫星作为太空无人值守的微波中继站的一种特殊形式的微波接力通信。卫星通信能克服地面微波通信的距离限制,最大特点是通信距离远,且通信费用与距离无关。VSAT网通常由一个卫星转发器、一个大型主站和大量的VSAT小站组成，能单双向传输数据、语音、图像、视频等多媒体综合业务。如各国的大使馆与国内之间的通信都是通过VSAT来通信的。数据传输介质比较传输介质带宽速率/工作频带性能传输距离价格应用双绞线宽带基带≤1Gb/s较好模拟：10km数字：500m低模拟/数字信号传输50Ω铜轴电缆75Ω铜轴电缆基带10Mb/s较好＜3km低基带数字信号宽带≤450MHz较好100km中模拟、数据、音频光纤宽带49Gb/s很好2km以上高高微波宽带4～6GHz好几百km中等中等卫星宽带1～10GHz很好18000km高高以上介绍了双绞线、同轴电缆、光纤、微波、卫星通信5种介质，其区别如下：2.3常见的物理层标准物理层是OSI参考模型的最低层，它向下直接与传输介质相连接，向上相邻且服务于数据链路层。物理层在数据链路层实体之间提供必需的物理连接，按顺序传输数据位，并进行差错检查。物理层是连接两个物理设备，为数据链路层提供透明位流传输所必须遵循的协议。物理层协议要解决的是主机、工作站等数据终端设备与通信线路上通信设备之间的接口问题。2.3常见的物理层标准机械特性机械特性一般是指硬件连接的接口（电缆、插头或插座）的大小尺寸和形状。电气特性电气特性规定了数据交换信号以及有关电路的特性（最大数据传输速率说明，信号状态电压和电流识别，电路特性说明及互连电缆规定等）。功能特性功能特性规定接口信号所具有的特定功能。规程特性规程特性规定了使用交换电路进行数据交换时应遵循的控制步骤。2.4常见物理层设备与组件功能：对物理信号进行放大和再生。工作原理：将从输入接口接收的物理信号通过放大和整形再从输出接口输出。遵循原则：1、用中继器连接的以太网不能形成环形网；2、必须遵守介质访问控制协议的定时特性，即用中继器将电缆连接起来的段数是有限的。物理层网络互连设备——中继器2.4常见物理层设备与组件功能：对接收到的信号进行再生放大。特征：只能放大和中转信号，不能交换数据信号。遵循原则：必须遵守介质访问控制协议的定时特性。物理层网络互连设备——集线器2.5专业技能培训该部分内容将在《计算机网络实验》课程中进行。第3章数据链路层第3章

数据链路层3.1数据链路层功能3.2数据链路层提供的基本服务3.3高级数据链路控制协议(HDLC)3.4点对点协议(PPP)3.5数据链路层的设备与组件数据链路层使用的信道

数据链路层使用的信道主要有以下两种类型：点对点信道。这种信道使用一对一的点对点通信方式。广播信道。这种信道使用一对多的广播通信方式，因此过程比较复杂。广播信道上连接的主机很多，因此必须使用专用的共享信道协议来协调这些主机的数据发送。数据链路层的简单模型局域网广域网主机

H1主机

H2路由器

R1路由器

R2路由器

R3电话网局域网主机

H1

向

H2

发送数据链路层应用层运输层网络层物理层链路层应用层运输层网络层物理层链路层网络层物理层链路层网络层物理层链路层网络层物理层R1R2R3H1H2从层次上来看数据的流动数据链路层的地位H1

到H2

所经过的网络可以是多种的数据链路层的简单模型(续）局域网广域网主机

H1主机

H2路由器

R1路由器

R2路由器

R3电话网局域网主机

H1

向

H2

发送数据仅从数据链路层观察帧的流动只考虑数据在数据链路层的流动不同的链路层可能采用不同的数据链路层协议链路层应用层运输层网络层物理层链路层应用层运输层网络层物理层链路层网络层物理层链路层网络层物理层链路层网络层物理层R1R2R3H1H2H1

到H2

所经过的网络可以是多种的3.1

数据链路层功能3.1.1相邻结点3.1.2帧同步3.1.3差错控制3.1.4流量控制3.1.5链路管理基础概念链路(link)是一条无源的点到点的物理线路段，中间没有任何其他的交换结点。一条链路只是一条通路的一个组成部分。数据链路(datalink)除了物理线路外，还必须有通信协议来控制这些数据的传输。若把实现这些协议的硬件和软件加到链路上，就构成了数据链路。现在最常用的方法是使用适配器（即网卡）来实现这些协议的硬件和软件。一般的适配器都包括了数据链路层和物理层这两层的功能。基础概念也有人采用另外的术语。这就是把链路分为物理链路和逻辑链路。物理链路就是上面所说的链路。逻辑链路就是上面的数据链路，是物理链路加上必要的通信协议。早期的数据通信协议曾叫作通信规程

(procedure)。因此在数据链路层，规程和协议是同义语。数据链路层结点A结点B帧(b)只考虑数据链路层发送帧接收链路IP数据报1010……0110帧取出数据链路层网络层链路结点A结点B物理层(a)三层的简化模型IP数据报1010……0110帧装入3.1.1相邻结点使用点对点信道的数据链路层数据链路层像个数字管道常常在两个对等的数据链路层之间画出一个数字管道，而在这条数字管道上传输的数据单位是帧。数据链路层不必考虑物理层如何实现比特传输的细节。甚至还可以更简单地设想好像是沿着两个数据链路层之间的水平方向把帧直接发送到对方。结点结点帧帧3.1.2帧同步数据链路层协议有许多种，但有三个基本问题则是共同的。这三个基本问题是：(1)封装成帧(2)透明传输(3)差错控制(3.1.3讲述)实现帧同步的三个基本问题1.封装成帧封装成帧(framing)就是在一段数据的前后分别添加首部和尾部，然后就构成了一个帧。确定帧的界限。首部和尾部的一个重要作用就是进行帧定界。

课件制作人：谢希仁帧结束帧首部IP数据报帧的数据部分帧尾部

MTU数据链路层的帧长从这里开始发送帧开始发送用帧首部和帧尾部封装成帧用控制字符进行帧定界的方法举例当数据是由可打印的ASCII码组成的文本文件时，帧定界可以使用特殊的帧定界符。控制字符SOH(StartOfHeader)放在一帧的最前面，表示帧的首部开始。另一个控制字符EOT(EndOfTransmission)表示帧的结束。SOH装在帧中的数据部分帧帧开始符帧结束符发送在前EOT用控制字符进行帧定界的方法举例2.透明传输如果数据中的某个字节的二进制代码恰好和SOH或EOT一样，数据链路层就会错误地“找到帧的边界”。SOHEOT出现了“EOT”被接收端当作无效帧而丢弃被接收端误认为是一个帧数据部分EOT完整的帧发送在前数据部分恰好出现与EOT一样的代码解决透明传输问题解决方法：字节填充(bytestuffing)或字符填充(characterstuffing)。发送端的数据链路层在数据中出现控制字符“SOH”或“EOT”的前面插入一个转义字符“ESC”(其十六进制编码是1B)。接收端的数据链路层在将数据送往网络层之前删除插入的转义字符。如果转义字符也出现在数据当中，那么应在转义字符前面插入一个转义字符ESC。当接收端收到连续的两个转义字符时，就删除其中前面的一个。用字节填充法解决透明传输的问题SOHSOHEOTSOHESCESCEOTESCSOHESCESCESCSOH原始数据EOTEOT经过字节填充后发送的数据字节填充字节填充字节填充字节填充发送在前帧开始符帧结束符SOH用字节填充法解决透明传输的问题3.1.3差错检测在传输过程中可能会产生比特差错：1可能会变成0而0也可能变成1。在一段时间内，传输错误的比特占所传输比特总数的比率称为误码率

BER(BitErrorRate),通常记为Pe。误码率与信噪比有很大的关系。为了保证数据传输的可靠性，在计算机网络传输数据时，必须采用各种差错检测措施。差错指接收端收到的数据与发送端实际发出的数据出现不一致的现象奇/偶校验码奇/偶校验的规则是在原数据位后附加一个校验位，将其值置为“0”或“1”，使附加该位后的整个数据码中“1”的个数成为奇数或偶数。使用奇数个“1”进行校验的方案被称为奇校验，对应于偶数个“1”的校验方案被称为偶校验。奇/偶校验有3种使用方式：水平奇/偶校验垂直奇/偶校验水平垂直奇/偶校验循环冗余校验码（CRC）在数据链路层传送的帧中，广泛使用了循环冗余检验

CRC的多项式编码校验技术。CRC码的检错能力强，且容易实现，因此是目前应用最广泛的检错码编码方法之一。CRC码的生成和校验过程可以用软件或硬件方法来实现，如可以用移位寄存器和半加法器方便地实现。应当注意仅用循环冗余检验CRC差错检测技术只能做到无差错接受(accept)。“无差错接受”是指：“凡是接受的帧（即不包括丢弃的帧），我们都能以非常接近于1的概率认为这些帧在传输过程中没有产生差错”。也就是说：“凡是接收端数据链路层接受的帧都没有传输差错”（有差错的帧就丢弃而不接受）。要做到“可靠传输”（即发送什么就收到什么）就必须再加上确认和重传机制。

应当注意应当明确，“无比特差错”与“无传输差错”是不同的概念。在数据链路层使用CRC检验，能够实现无比特差错的传输，但这还不是可靠传输。本章介绍的数据链路层协议都不是可靠传输的协议。3.1.4流量控制流量控制的作用是使发送方所发出的数据流量不要超过接收方所能接收的速率。流量控制的关键是需要有一种信息反馈机制，使发送方能了解接收方是否具备足够的接收及处理能力。两种常见的流量控制协议滑动窗口协议停止等待协议滑动窗口协议滑动窗口协议是指一种采用滑动窗口机制进行流量控制的方法。通过限制已经发送但还未得到确认的数据帧的数量，滑动窗口协议可以调整发送方的发送速度。许多使用位填充技术的数据链路层协议（如HDLC协议）都使用滑动窗口协议进行流量控制。停止等待协议停止等待协议（Stop-and-WaitProtocol）是一个提供流量和差错控制的面向连接协议。停止等待协议A．不出差错的情况接收方在收到一个正确的数据帧后，即交付给主机B，同时向主机A发送一个确认帧ACK（ACKnowledgment）。当主机A收到确认帧ACK后才能发送一个新的数据帧。这样就实现了收方对发方的流量控制。停止等待协议B．数据帧出错当发现差错时，结点B就向主机A发送一个否认帧NAK（NegativeACK），以表示主机A应当重发出现差错的那个数据帧。如果多次出现差错，就要多次重发数据帧，直到收到结点B发来的确认帧ACK为止。停止等待协议C．帧丢失（数据帧丢失和应答帧丢失）有时链路上的干扰很严重，结点B收不到结点A发来的数据帧。这种情况称为帧丢失。发生帧丢失时结点B当然不会向结点A发送任何应答帧。如果结点A要等收到结点B的应答信息后再发送下一个数据帧，那么就将永远等待下去。于是就出现了死锁现象。同理，若结点B发过来的应答帧丢失，也会同样出现这种死锁现象。停止等待协议C．帧丢失（数据帧丢失）要解决死锁问题，可在结点A发送完一个数据帧时，就启动一个超时定时器。若到了超时定时器所设立的重发时间tout，而仍收不到结点B的任何应答帧，则结点A就重传前面所发送的这一数据帧。停止等待协议D．重复帧（应答帧丢失）重复帧出现的情况为应答帧丢失，主机B将会基于超时重发机制收到两个同样的数据帧。解决方法：每一个数据帧带上不同的发送序号每发送一个新的数据帧就把它的发送序号加1若结点B收到发送序号相同的数据帧，就表明出现了重复帧3.1.5链路管理数据链路层连接的建立、维持和释放就称做链路管理。链路管理功能主要用于面向连接的服务。链路管理的步骤：通信前，确认对方处于就绪状态，交换必要信息以对帧序号初始化通信中，维持该连接，若出现差错，则重新初始化，重新自动建立连接通信完，释放连接3.2数据链路层提供的基本服务无确认的无连接服务（UnacknowledgedConnectionlessService）有确认的无连接服务（AcknowledgedConnectionlessService）有确认的面向连接服务（AcknowledgedConnection-orientedService）无确认的无连接服务在无确认的无连接服务方式下，两个相邻机器之间在发送数据帧之前，事先不建立连接，事后也不存在释放连接。源机器向目标机器发送独立的数据帧，而目标机器不对收到的帧作确认。通常适用于误码率很低的信道，如大多数局域网都使用这种无确认的无连接服务方式。有确认的无连接服务在有确认的无连接服务方式下，仍然不需要建立连接。源机器向目标机器发送独立的数据帧，但是接收站点要对收到的每一帧作确认。当在一个确定的时间段内没有收到确认帧时，发送方就认为所发送的数据帧丢失并自动重发此帧。有确认的无连接服务方式适用于像无线网之类的不可靠信道。有确认的面向连接服务在有确认的面向连接服务方式下，发送数据之前，需要首先建立连接，然后才会启动帧的传输。面向连接的服务方式分3个阶段：链路建立阶段、数据传输阶段和链路拆除阶段。只有有确认的面向连接的服务方式才真正为网络层提供了可靠的无差错传输服务。这类服务实现复杂度及代价很高，通常被用于误码率较高的不可靠信道，如某些广域网链路。3.3高级数据链路控制协议（HDLC）高级数据链路控制（规程）（HighLevelDataLinkControl，HDLC）是一个在同步网上传输数据、面向位的数据链路层协议，它是由国际标准化组织（ISO）制定的。HDLC是IBM的同步数据链路控制规程（SDLC）的一个超集。HDLC是面向比特的协议，支持全双工通信，采用位填充的成帧技术，以滑动窗口协议进行流量控制。3.3.1HDLC的帧格式①帧头和帧尾的位模式串“01111110”为帧的开始和结束标记（Flag）。②A是地址字段（Address），由8位组成。对于命令帧，存放接收站的地址；对于响应帧，存放发送响应帧的站点地址。3.3.1HDLC的帧格式③

C是控制字段（Control），由8位组成。它标志了HDLC的3种类型帧：信息（Information）帧监控（Supervisory）帧无序号（Unnumbered）帧3.3.1HDLC的帧格式④Data是数据字段，可以包含任意信息且可以是任意长的。⑤FCS是校验序列字段，采用16位的CRC校验。3.4点对点协议（PPP）PPP是点对点协议（Point-to-PointProtocol）的简称，它是一个工作于数据链路层的广域网协议。PPP由IETF（InternetEngineeringTaskForce）开发，目前已被广泛使用并成为国际标准。用户到ISP的链路使用PPP协议用户至互联网已向互联网管理机构申请到一批IP地址ISP接入网PPP协议3.4.1PPP协议的特性简单——这是首要的要求。封装成帧——必须规定特殊的字符作为帧定界符。透明性——必须保证数据传输的透明性。多种网络层协议——能够在同一条物理链路上同时支持多种网络层协议。多种类型链路——能够在多种类型的链路上运行。差错检测——能够对接收端收到的帧进行检测，并立即丢弃有差错的帧。PPP协议应满足的需求检测连接状态——能够及时自动检测出链路是否处于正常工作状态。最大传送单元——必须对每一种类型的点对点链路设置最大传送单元MTU的标准默认值，促进各种实现之间的互操作性。网络层地址协商——必须提供一种机制使通信的两个网络层实体能够通过协商知道或能够配置彼此的网络层地址。数据压缩协商——必须提供一种方法来协商使用数据压缩算法。3.4.1PPP协议的特性PPP协议应满足的需求3.4.2PPP协议的组成PPP协议有三个组成部分：(1)一个将IP数据报封装到串行链路的方法。(2)链路控制协议LCP。

(LinkControlProtocol)(3)网络控制协议NCP。(NetworkControlProtocol)

3.4.3PPP会话建立的过程链路的建立和配置协调链路质量检测网络层协议配置协调关闭链路PPP提供了建立、配置、维护和终止点到点连接的方法PPP协议的帧格式IP数据报1211字节12不超过1500字节PPP帧先发送7EFF03FACFCSF7E协议信息部分首部尾部3.5数据链路层的设备与组件数据链路层的设备与组件是指那些同时具有物理层和数据链路层功能的设备或组件。主要包括：网卡网桥交换机3.5.1网卡网卡是局域网中提供各种网络设备与网络通信介质相连的接口，全名是网络接口卡（NetworkInterfaceCard，NIC），也叫网络适配器。每一网卡在出厂时都被分配了一个全球唯一的地址标识，该标识被称为MAC地址，由于该地址是固化在网卡上的，所以又被称为物理地址或硬件地址。网卡地址由48位长度的二进制数组成。其中，前24位表示生产厂商（由IEEE

802.3委员会分配给各网卡生产厂家），后24位为生产厂商所分配的产品序列号。网卡的分类按照传输速率分类10Mbit/s、100Mbit/s、1000Mbit/s和10Gbit/s网卡（数据传输速率是网卡的一个重要指标）按照总线类型分类ISA总线网卡、EISA总线网卡、PCI总线网卡按照所支持的传输介质分类双绞线网卡、粗缆网卡、细缆网卡、光纤网卡和无线网卡按照用途分类工作站网卡、服务器网卡和笔记本电脑网卡3.5.1网卡网卡是局域网中提供各种网络设备与网络通信介质相连的接口，全名是网络接口卡（NetworkInterfaceCard，NIC），也叫网络适配器。每一网卡在出厂时都被分配了一个全球唯一的地址标识，该标识被称为MAC地址，由于该地址是固化在网卡上的，所以又被称为物理地址或硬件地址。网卡地址由48位长度的二进制数组成。其中，前24位表示生产厂商（由IEEE

802.3委员会分配给各网卡生产厂家），后24位为生产厂商所分配的产品序列号。3.5.2网桥网桥提供了一种最简单的将局域网网段连接成可维护、高可靠性的扩展网络的方法。网桥可以将局域网分成两个或更多的网段，它通过隔离每个网段内部的数据流量，从而增加了每个结点所能使用的有效带宽。网桥的功能：在物理上扩展网络数据过滤功能逻辑划分网络的功能数据推进功能帧格式转换功能3.5.3交换机局域网交换技术是OSI参考模型中的第2层数据链路层（Data-LinkLayer）上的技术，所谓“交换”实际上就是指转发数据帧（Frame）。在数据通信中，所有的交换设备（即交换机）执行两个基本的操作：交换数据帧：将从输入介质上收到的数据帧转发至相应的输出介质；维护交换操作：构造和维护交换地址表。交换机的特点交换机实质上就是一个多接口