计算机网络技术基础ppt课件优秀PPT.ppt

第一课第一课 计算机网络基础（一）计算机网络基础（一）本课介绍如下学问：本课介绍如下学问：1.1 计算机网络概述计算机网络概述 1.1.1 计算机网络的发展和定义计算机网络的发展和定义 1.1.2 计算机网络的应用计算机网络的应用 1.1.3 计算机网络的组成计算机网络的组成 1.2 计算机网络的类型计算机网络的类型 1.2.1 对等网络和基于服务器的网络对等网络和基于服务器的网络 1.2.2 局域网和广域网局域网和广域网 1.2.3 Internet和和Intranet第一章 计算机网络基础 学问点：计算机网络概述：计算机网络的发展和定义、计算机网络的应用、计算机网络的组成。计算机网络的类型：对等网络和基于服务器的网络、局域网和广域网。Internet和Intranet的概念。数据通信的基本概念：数据通信的定义、数据通信的特点、数据通信的的质量指标。数据信号的传输：基带传输、频带传输。信息的传输方式：通信方式、传输方式、同步方式、复用方式。差错限制：差错限制的产生、常用的检纠错码。数据交换方式：线路交换、报文交换、分组交换 1.1计算机网络概述1.1.1计算机网络的发展和定义起源：Internet起先于1980年，是ARPA（AdvancedResearchProjectsAgency，远景规划局）投资的结果，最初是用于军事目的。在网络环境下，使得几个计算机文件在网络上得以共享。计算机之间的文件可以在网络上相互调用，不用再用软盘复制来达到共享的目的，大大提高了效率。除了共享文件外，网络中还可以共享设备。计算机网络其实和现实生活中的邮递系统很相像。比如：传递的是什么信息呢？对网络系统来说其中传递的是电信号，而邮递系统传递得是信件；传递过程中应遵守的标准呢？对网络系统来说是各种网络协议，而邮递系统是制订的各种邮递规则；最终这些信息送到那里呢？对网络系统是到达不同得计算机，对邮递系统是到达不同的邮箱、办公室或收信人手中。1.1.2计算机网络的应用在多维化发展的趋势下，很多网络应用的形式不断涌现，如：1.网页阅读这是网络应用最多地地方。任何人只要能连到Internet网上就能阅读网页，看到社会新闻，企业信息等。2.电子邮件这应当是普遍地一种网络沟通方式之一。和传统地邮递系统相比，大大提高了效率，节约了成本。3.网上交易就是通过网络做生意。其中有一些是要通过网络干脆结算，运用电子货币。这就要求网络的平安性要比较高。4.视频点播这是一项新兴的消遣或学习项目，在智能小区、酒店或学校应用较多。它的形式跟电视选台有些相像，不同的是节目内容是通过网络传递的。5.联机会议也称视频会议，顾名思义就是通过网络开会，实现了异地会议。它与视频点播的不同在于全部参与者都需主动向外发送本地图像。实现数据、图像、声音地实时传送，对网络的处理速度提出了较高的要求。1.1.3计算机网络的组成计算机网络的基本功能可分为数据处理和数据通信。因此，对应的结构也可以分为两部分，为通信子网和资源子网。1通信子网包括负责数据通信的通信限制设备和通信线路，如路由器、交换机及各类网线。主要完成网络中主机之间的数据传输、交换、限制等任务。2资源子网负责处理数据的计算机和终端设备，如PC机、服务器。主要向网络客户供应各种网络资源和网络服务。网络资源包括文件资源、数据资源、硬件资源等；网络服务包括DNS服务、代理服务等。1.2计算机网络的类型1.2.1对等网络和基于服务器的网络 1对等网络 最简洁的网络类型就是对等网。在对等网中，每台主机既充当客户机同时又是服务器。软、硬件资源和数据都分布存储在网络中的各自独立的主机之中。每个用户都负责本地主机的数据和资源，并且有各自独立的权限和平安设置。如图1.1所示，为一个对等网。对等网可以运用目前所流行的全部操作系统，这些操作系统都支持网络功能，如：Windows 98、Windows NT、Windows 2000、Linux或OS/2等。对等网络优点：简洁的；低成本的；对等网络缺点：适合小型网络环境，当计算机数量较多时，不利于管理；平安级别低，不利于数据的共享和管理；客户机客户机客户机客户机共享打印机客户机数据共享数据共享图1.1 一个对等网络2基于服务器的网络 在基于服务器的网络中，通常有一台或一台以上的服务器特地用来做软、硬件资源的共享服务。服务器应当选用稳定牢靠、有好的性能和大的硬盘空间的计算机。服务器的性能包括：CPU、内存、网卡和硬盘等的性能。打印服务器客户机客户机文件服务器共享打印机客户机图1.2 基于服务器的网络 假如网络中有多于十个用户，那么就应当考虑运用基于服务器的网络。基于服务器的网络中的客户机可以运用目前所流行的全部操作系统，如：Windows 98、Windows NT、Windows 2000、Linux或OS/2等。基于服务器网络的优点 便于服务器对信息进行维护。易于保证文件的同步一样。通过复制工具，有效地将信息存储备份到其它服务器上，防止了单点故障。运用基于服务器的网络，平安管理也很简洁得到限制。通过登录名的不同，对服务器上的文件的权限也将有所不同，基于服务器网络的缺点 与一般的工作站比，通常服务器要昂贵的多。由于数据和平安设置是在服务器上单独维护，必需有一个网络管理员来单独维护。1.2.2局域网和广域网依据网络分布规模来划分的网络，可分为：局域网、城域网和广域网。1局域网（LAN）局域网（LANLocal area network）是局部区域的计算机网络，通常只用来连接一座或几座楼中的计算机。因为局域网覆盖了较短的距离，所以局域网的特点是：数据速率高、距离短、延迟小、传输牢靠。目前常见的局域网类型包括：以太网（Ethernet）、令牌环网（Token Ring）、光纤分布式数据接口（FDDI）、异步传输模式（ATM）等，它们在拓扑结构、传输介质、传输速率、数据格式等多方面都有很多不同。其中应用最广泛的当属以太网是目前发展最快速、最经济的局域网。2广域网（WAN）广域网（WANWide area network）是连接地理范围的较大的计算机网络，地理范围通常是一个国家或一个洲。随着局域网的发展，越来越多的企业建立了自己的局域网，但各个局域网之间却无法进行沟通。而广域网就是用来连接多个局域网的，这样只要是局域网内的计算机就都可以互享资源。大型的广域网可以由各大洲的很多局域网组成。最广为人知的广域网就是Internet，它由全球成千上万的局域网和广域网组成。3城域网（MAN）城域网是介于局域网和广域网之间的一种大范围的高速网络。因为，随着局域网的广泛运用，渐渐要求扩大局域网的运用区域范围，或是要求将局域网互连起来，从而形成城市范围内的网络。设计目标是要满足几十公里范围的大量局域网的互连要求。由于种种缘由，城域网的技术没有在世界范围内广泛推广运用，而是在实践中运用广域网的技术来构建城域网的目标范围、大小相当的网络。因此，本书将不对城域网做更多的介绍。4局域网和广域网的区分 有时局域网和广域网间的边界特别不明显，很难确定局域网在何处终止，或是广域网在何处起先。识别局域网和广域网方法是确定私有网络和公共网络的起始点和终止点。例如，有一个具有3个私有网络的组织，在3个子机构间建立了一个局域网，该局域网由地区的电话系统连接。私有的局域网和公共广域网间的边界就是局域网与电话网络相连接的位置。现代的网络设备和软件使得定位分界线越来越困难。看待网络的另一种方式，是从系统和用户的多样性动身的，连接着一个组织内部或多个组织之间各种各样的用户，并为这些用户供应了大量的资源，则称为企业网。大型的局域网可以是企业网，但是一个企业网更有可能是由多个局域网组成，形成广域网。企业网的关键特点在于用户可以利用其中存在的广泛资源从事商务、完成科研和教学任务。例如，一所高校的计算机系统通过局域网上一系列计算机和打印机融合了学术、会计、学生服务、人力资源、薪水名册和校友会开发资源等，这个系统就是企业网。1.2.3Internet和Intranet 互联网通常可分为Internet和Intranet两种。1Internet Internet即国际互连网，通常称为因特网，是各种网络互联的一个大系统。Internet是用TCP/IP协议将不同结构的网络连接起来的计算机信息网络。在Internet中任何一个用户都可以运用网络上的资源。2Intranet Intranet即企业内部互连网，是运用了TCP/IP技术的和信息技术的局域网。该网具有与Internet连接的功能，是随着Internet的发展而建立起来的。Internet和Intranet的最主要的区分是：Intranet是属于某个企业事业单位自己组建的内部计算机信息网络，而Internet不属于任何一个部门所独有的计算机信息网络。Intranet上的企业内部私有的资源信息，须要严格的爱护；企业内部的公开信息，则希望社会上的用户尽可能多地访问。在Internet中任何一个用户都可以运用网络上的资源，比如访问网页资源。这一讲的重点学问是：这一讲的重点学问是：计算机网络的定义；计算机网络的定义；计算机网络的类型；计算机网络的类型；Internet Internet与与IntranetIntranet；难点学问是：难点学问是：计算机网络的定义；计算机网络的定义；对等网络；对等网络；基于服务器的网络；基于服务器的网络；小结小结:其次课其次课 计算机网络基础（二）计算机网络基础（二）本次课介绍如下学问：本次课介绍如下学问：1.3 1.3 数据通信基础数据通信基础 1.3.1 1.3.1 数据通信的基本概念数据通信的基本概念 1.3.2 1.3.2 数据信号的传输数据信号的传输 1.3数据通信基础1.3.1数据通信的基本概念计算机之间互传数据是通信的一个方面。很多家庭选用有线电视服务，通过光纤和同轴电缆将电视信号带进家里。通信技术的其他应用还有局域网和广域网，分别允许近距离（LAN）或远距离（WAN）的不同计算机进行通信。一旦连接完毕，用户就可以收发数据文件，进行远程登录，发送邮件。数据通信与传统的电话通信相比，它们之间的在技术和原理上都有很大的不同。1数据通信的定义 数据通信是依照通信协议，利用数据传输技术在两个功能单元之间传递数据信息。而数据传输是传播处理信号的数据通信，将源站的数据编码成信号，沿传输介质传播至目的站。数据传输的品质取决于被传输信号的品质和传输介质的特性。2数据通信的特点 与传统的电报和电话通信相比，数据通信的特点如下：数据通信是实现的人与机器或是机器与机器之间的通信。而电话机仅仅能完成人与人之间的通信。由于计算机不具备人脑的思维实力，因此要实现与人或与其它计算机之间的沟通就确定要靠人预先编制的程序来完成。这远比电话系统要困难。数据传输的精确性和牢靠性要求高。在数据通信中，通常是用二进制的“1”和“0”表示信息的。任何错误都可能造成严峻的后果。因此须要较低的误码率，并且传递系统应有自动订正错误的实力。传输速率高，响应时间快。数据信号的传输速率依照所运用的带宽不同而不同。通常比电话线传输要快速快捷。通信的持续时间差异较大。数据通信的平均信息长度和平均时延随着应用的不同而不同。数据通信具有敏捷的接口，能满足各种设备之间的相互通信。从以上可以看出，数据通信与传统的电话通信有很大不同，面临的问题也更为杂。3数据通信的质量指标 数据通信的目的就是为了刚好有效地传递信息。传递衡量数据传输的质量标准是从有效性和牢靠性两方面来考虑的。有效性 有效性是指在给定的信道内所能传输的信息量大小。有效性越高的系统性能越好。通常衡量有效性的指标是信息传输速率。在计算机数据通信中，用比特每秒（bit/s）来表示传输速率。牢靠性 是指在给定的信道内接收信息的牢靠程度。通常衡量牢靠性的指标是误码率。在计算机二进制系统中，误码率的定义为：出现错误的比特数传输的总比特数。1.3.2数据信号的传输 在数据通信系统中，信号的传输方式有两种，分别为：基带传输和频带传输。1基带传输 基带传输是将基带信号干脆在信道中传输。基带传输是一种简洁基本的通信方式。基带传输设备简洁，费用便宜，适用于传输距离不长的场合，如用在一个企业网的内部或校内网内部的数据传输。2频带传输 也称为载波传输。频带传输是借助于正弦波，将基带信号的频谱搬移（即调制），然后再传输。对于要将数字信号传播到较远距离时，可以将数字信号转化成能在长距离传输的模拟信号。其中调制就是利用调制信号去变更高频震荡载波的某一个或几个参量的波形变换过程。解调即将线路上传输的模拟信号转换为可被计算机所识别的数字信号的过程。调制信号是数字信号，通常只有“0”和“1”两种状态，将其转换成能在网络上传输的模拟信号的方法有：幅移键控、频移键控和相移键控三种调制方式。1011010011数字信息 幅移键控频移键控相移键控这一讲的重点学问是：这一讲的重点学问是：数据通信的定义、特点及质量指标；数据通信的定义、特点及质量指标；数据信号的传输：基带传输，频带传输；数据信号的传输：基带传输，频带传输；难点学问是：难点学问是：频带传输的三种调制方式；频带传输的三种调制方式；小结小结:第三课第三课 计算机网络基础（三）计算机网络基础（三）本次课介绍如下学问：本次课介绍如下学问：1.3 1.3 数据通信基础数据通信基础 1.3.3 1.3.3 信息的传输方式信息的传输方式 1.3.4 1.3.4 差错限制差错限制 1.3.5 1.3.5 数据交换方式数据交换方式 1.3.3信息的传输方式 1通信方式 全双工通信 全双工通信是指在两个通信设备之间，可同时进行双向传递。通常全双通信之间的设备连线可以接受二线或是四线电路连接。较高级的局域网就是实现全双工通信的例子。半双工通信 半双工通信是指在两个通信设备之间，信息交换是双向传递的，但信息的双相交换不能同时进行。就是说，在相同时间内仅能有一个设备在一个方向上传递信息给另一个设备。这种通信要求双方的通信设备既有发信号的功能，同时还应有接收信号的功能。如对讲机系统就是半双工的例子。单工通信 单工通信是指在两个通信设备之间，信息只沿着一个方向传递。就是说，在通信的两个设备之间，一方是的作用是发送信息，另一方的作用是接收信息。如有线电视广播系统、寻呼系统和信息采集系统等都属于单工通信的例子。2传输方式 串行传输 串行传输就是将比特逐位在一条信道上传输。由于数据是串行的，必需解决收发双方如何保持字符的同步问题，否则对于接收端无法正确区分每一个字符。并行传输 并行传输是指数字信号以成组的方式在多条并行的线路上传输。通常是将构成一个字符代码的几位（如8位）在同时刻和同一时钟频率上发送出去，因此须要更多的传输介质。3同步方法 模拟或是数字信号通信的基本要求是接收端应知道发送端发送数据的起先时间和结束时间。对于串行线路为了有效地传输数据，必需使字符码同步传输。目前的两种同步方式有：异步传输方式和同步传输方式，下面分别介绍。异步传输方式 异步传输方式又称为起止同步传输方式。这是最早运用和最简洁的一种同步方式。这种方式是以字符为单位进行同步的。在通信过程中，发送端会给一个字符加上起先和结尾信息，即在字符前设置“起”信号和在结尾处设置“止”信号。异步传输方式的优点是每一个字符本身就包括了字符的同步信息，不须要在线路两段特地设置同步设备。其缺点是每发一个信息就要添加起止信号，造成了附加数据开销。异步传输方式目前仍被广泛运用。同步传输方式 同步传输方式是以固定的时钟频率来发送串行信号的。同步传输方式有被称为比特同步传输方式。同步传输方式避开了异步传输方式中每个字符都须要附加信息的缺点，因此效率较高。但实现起来有点困难，所以通常用于须要高速传输的网络。实现同步传输方式的同步时钟有两种方法:一种是外部同步法，该方法是在传输线路中加一条时钟信号线，以连接到接收设备的时钟上。另一种是自同步法，该方法是让接收端的调制解调器从接收数据信息中干脆提取同步信号，并以此获得同步的时钟频率。自同步法通常用于远距离的传输。4复用方式 用一对传输线路传输多路信息的方法称为复用，即通过在一条线路上同时传输多个信号。多路复用的目的在于提高通信线路的利用率，充分利用现有资源。同时也能有效提高通信的实力。并且通过共享线路达到分摊成本，降低通信费用的目的。多路复用的三种技术为：频分多路复用（FDM）、时分多路复用（TDM）和波分多路复用（WDM）。下面分别做以介绍。频分多路复用 频分多路复用（FDM）应用于模拟信号传输中。频分多路复用器是把传输介质的可用带宽分割成一个个频段，每个输入装置都有一个频段。时分多路复用 时分多路复用（TDM）是为数字信号的传输而开发的。时分多路复用器接受时分技术，把传输线路的可用时间进行安排。即将时间分成若干小时间片，每个用户占用一个指定的时间片。这样就可以每个用户轮番运用同一信道。波分多路复用 波分复用（WDM）是用于光信号的复用技术。是在一根光纤中同时传输多个波长的光信号。基本原理是在发送端将不同的光信号组合起来，再将组合起来的光信号通过一条光缆进行传输，在接收端在将组合的光信号区分开来，在经过处理即可复原原信号后送入不同的终端。1.3.4差错限制1差错限制的产生 在实际的数据通信中，不行避开地要产生错误。内部缘由如信号衰减、延迟等；外部缘由如电磁干扰、工业噪音等。都会对传输产生不行预料的影响。差错限制有两层含义，分别是检错和纠错。当传输信息变更时将它探测出来的实力叫做检错。当错误被检测到时能被完全订正而无须重发，这就是纠错。差错限制方法是使构成传输数据的编码或是编码组具有确定的逻辑性，接收端依据接收编码所发生的逻辑错误来识别和订正错误。2常用的检纠错码 奇偶码 奇偶码是将所须要传输的数据码分组，然后再每个分组的后面加上一位校验位。等重码 等重码也称恒比码。在等重码中每个码组中“1”和“0”的个数保持确定比例。假如接收到的码不符合一个恒定的比例，那么就推断为数据出错。方阵检验码 方阵检验码也称行列监督码，其码字种的每一个码元进行行和列的两次校验。即把要发的码组排成矩阵，在矩阵的每列和行上进行奇数或偶数校验。循环冗余检验码 循环冗余检验码是典型而重要的线性分组码。它易于实现、方法简洁，同时还有很强的检错实力。在计算机网络中得到了广泛的应用。卷积码 卷积码也称为连环码，在没有循环冗余检验码时得到了广泛应用，实现起来也比较简洁，但在计算机网络中没有得到广泛应用。1.3.5数据交换方式交换技术是接受交换机或节点机等交换系统，通过路由选择技术在想进行通信的双方之间建立物理的逻辑的连接，形成一条通信电路，实现通信双方的信息传输和交换的一种技术。有两种类型的通信方式，分别为：线路交换和分组交换。1线路交换 线路交换（Circuit Switching），也被称为面对连接的交换。线路交换时通过网络中的节点在发送端和接收端之间建立一条专用的通信线路。线路建立 数据传送 线路拆除 线路交换的优点是可充分保证通信容量，一旦建立一条线路，没有任何活动能削减线路的容量。线路交换的延时也较小。线路交换的缺点是线路资源耗费较大，线路的资源耗费是固定的，与通信量的大小无关。线路交换要建立一条连接，这个线路的建立时间较长。2报文交换 在报文交换中，报文被每个节点短暂存储。在电路交换中，节点象一个交换设备一样，只负责转发数据。例如，你的电话通话不会被中间节点所存储。因为报文交换会导致传输延迟，所以这种连接方式并不适用于电话网络。在电路交换中，两节点间的全部信息交换都运用同一条路径。而在报文交换中，不同的报文可能经过不同的路由。由于路由的选择因时而异，同时不同的报文可以分时共享同一公共线路，这样，网络的利用率就提高了。电路交换在发送数据时，要求收发双方共同参与。而报文交换则不须要。报文被发送到目的地，然后存储起来等待取用。3.分组交换 第三种连接方式是分组交换（Packet Switching），也被称为面对非连接的交换。分组交换网络须要将较大的数据分成较小的数据段，并依次发出。这样可能存在的状况是发送端发送的数据段经过确定的路径到达接收端。但选择的网络路径有可能出现前后不一样的状况。在数据报的方法中，每个分组都可以被单独地处理。假如此时需传输大数据文件，那么该文件将被分成几片，即分成几个分组。每个分组都被独立地传输。但每个分组内都会有一个“片偏移”标记位，用来区分该数据文件各个分组的前后依次。通过“片偏移”标记位，使不同的分组到达目的端后，目的端可以对其进行重组。这一讲的重点学问是：这一讲的重点学问是：通信方式：单工通信，半双工通信，全双工通信；通信方式：单工通信，半双工通信，全双工通信；传输方式：并行，串行；传输方式：并行，串行；同步方法：异步传输方式，同步传输方式；同步方法：异步传输方式，同步传输方式；复用方式：频分多路方式，时分多路方式，波分多路方式；复用方式：频分多路方式，时分多路方式，波分多路方式；常用的检纠错码；常用的检纠错码；数据交换方式：线路交换，报文交换，分组交换；数据交换方式：线路交换，报文交换，分组交换；难点学问是：难点学问是：频分多路复用；频分多路复用；波分多路复用；波分多路复用；报文交换；报文交换；分组交换；分组交换；小结小结:第四课第四课 OSIOSI参考模型（一）参考模型（一）本次课介绍如下学问：本次课介绍如下学问：2.1 OSI 2.1 OSI参考模型概述参考模型概述 2.1.1 2.1.1 标准的建立标准的建立 2.1.2 2.1.2 制订标准的机构制订标准的机构 2.1.3 OSI 2.1.3 OSI参考模型的结构参考模型的结构 其次章 OSI参考模型 学问点：OSI参考模型的基本概念：OSI参考模型的建立、OSI参考模型的的结构、OSI参考模型的各层之间的通讯、TCPIP协议。物理层的功能及其组成。数据链路层的功能及其组成。网络层的功能、IP地址、子网掩码及寻址。传输层、会话层、表示层和应用层的功能。2.1.1标准的建立在计算机之间建立通信，就是怎样确保数据由一台计算机流向另一台计算机的问题。但由于各种计算机总是不尽相同，所以它们之间的数据传输要比想象中的困难得多。目前有两种类型的标准。一种标准因其被广泛运用而产生发展的标准称为事实标准。另一种标准是由那些得到国家或国际公认的机构正式认证并接受的标准。2.1OSI参考模型概述2.1.2制订标准的机构 制订标准的机构作用在于在飞速发展的计算机通信领域中确立行业规范。下面列出的标准组织在计算机网络和数据通信领域有重要的地位。美国国家标准协会（AmericanNationalStandardsInstitute,ANSI）国际电子技术委员会（InternationalElectrotechnicalCommission,IEC）国际电信联盟（InternationalTelecommunicatonsUnion,ITU）电子工业协会（ElectronicIndustriesAssociation,EIA）因特网工程特殊任务组（InternetEngineeringTaskForce,IETF）电气和电子工程师协会（InstituteofElectricalandElectronicEngineers,IEEE）国际标准化组织（InternationalOrganizationforStandardization,ISO）国家标准和技术协会（NationalInstituteofStandardsandTechnology,NIST）国际商用机器公司（InternationalBusinessMachine,IBM）2.1.3OSI参考模型的结构 OSI参考模型是一个描述网络层次结构的模型。描述了网络传输介质信息是如何从一台计算机的应用程序到达另一台计算机的应用程序。OSI参考模型来说该模型共分七层：物理层：物理层定义了通信线路的一些规范。数据链路层：数据链路层规定了物理地址、网络拓扑结构、错误警告机制、所传数据帧的排序和流量限制等。网络层：网络层为处在不同位置的两个设备之间，供应连接和选择一条最佳路径。传输层：传输层保证数据的牢靠传输。会话层：会话层建立、管理和终止应用程序间的会话。表示层：表示层供应多种数据格式之间的转换。应用层：应用层为用户供应相关的服务，如：e-mail服务，ftp服务、www服务等。这一讲的重点学问是：这一讲的重点学问是：OSI OSI参考模型的结构；参考模型的结构；模型每一层完成的功能；模型每一层完成的功能；难点学问是：难点学问是：各层的功能描述；各层的功能描述；小结小结:第五课第五课 OSIOSI参考模型（二）参考模型（二）本次课介绍如下学问：本次课介绍如下学问：2.1 OSI 2.1 OSI参考模型概述参考模型概述 2.1.4 2.1.4 层间通信层间通信 2.1.5 TCP/IP 2.1.5 TCP/IP参考模型参考模型 2.2 2.2 物理层物理层 2.2.1 2.2.1 传输介质传输介质 2.2.2 2.2.2 同轴电缆同轴电缆 2.2.3 2.2.3 双绞线双绞线 2.2.4 2.2.4 光缆光缆 2.2.5 2.2.5 无线传输介质无线传输介质2.1OSI参考模型概述2.1.4层间通信分层的目的就是要达到发送端的计算机（源主机）第N层所发送的数据，就是接收端的计算机（目的主机）第N层所接收到的数据，即每一层只和相同的层之间进行沟通。每一层的数据都可叫做协议数据单元（PDUProtocolDataUnit），但通常每层的数据也有自己专有的名字。发送端的计算机（源主机）要向接收端的计算机（目的主机）发送信息，数据首先必需打包。在计算机网络中，这个打包的过程就叫封装。而相对应，当目的主机收到信息后，必需将包打开，得到所需信息，这个过程叫拆封。源主机目的主机应用层数据应用层表示层数据表示层会话层数据会话层传输层数据段传输层网络层数据包网络层数据链路层数据帧数据链路层物理层比特物理层如下图所示，从上到下依次为数据（Data）、数据段（Segments）、数据包（Packets）、数据帧（Frames）、比特（Bits）。各层的数据名称数据的封装过程：生成数据；分段数据；加入网络头；加入帧头和帧尾；转换成数字信号；2.1.5TCP/IP参考模型TCP/IP协议（TransmissionControlProtocol/InternetProtocol）是目前世界上应用最为广泛的协议。TCP/IP协议是由美国国防部高级高级探讨规划署（DefenseAdvancedResearchProjectsAgency）探讨开发的。TCP/IP协议只有四个层，分别为：网络接口层、网际层、传输层和应用层。TCP/IP参考模型和与OSI参考模型功能上的对应关系如图所示。OSI参考模型TCP/IP参考模型应用层应用层表示层会话层传输层传输层网络层网络层数据链路层网络接口层物理层2.2物理层2.2.1传输介质 传输介质的基本功能是携带数据信息。传输介质有很多类型的，典型的有：同轴电缆、非屏蔽双绞线、屏蔽双绞线、光缆等。影响传输介质选用的指标有：传输距离 成本 安装的难易 容量 抗干扰实力 2.2.2同轴电缆同轴电缆共有四层。最里面的为铜导线，是用来传输电信号的。向外为塑料绝缘层，用来将铜导线和屏蔽铜网分割开来。再向外为屏蔽铜网，是用来为内层铜导线屏蔽电磁干扰。最外为爱护套，符合相应的消防规则和建筑要求。同轴电缆外观外护套屏蔽铜网塑料绝缘层铜导线同轴电缆结构示意图2.2.3双绞线（Twisted-paircable）双绞线有两种类型：非屏蔽双绞线（UDPUnshieldedtwisted-paircable）：共有8根电缆。8根电缆外都有绝缘材料将其绝缘开来。非屏蔽双绞线通常运用RJ-45连接器（RJ-45 Connector）来连接到计算机上。非屏蔽双绞线的传输距离可达100米。屏蔽双绞线（STPShielded twisted-pair cable）：是在每一对双绞线外加了一层金属屏蔽爱护膜。在四对双绞线的外面又加了一层金属屏蔽爱护膜。2.2.4光缆（Opticalfiber）光缆是一种能传输光的传输介质。光缆外观图外护套加固材料交换机客户机塑料屏蔽层客户机客户机客户机塑料屏蔽层客户机客户机玻璃纤维和包层光缆结构示意图有两种类型的光缆，分别是单模（singlemode）和多模（multimode）。2.2.5无线传输介质无线传输可以快速部署网络，不会破坏建筑的外观，或是用在须要常常移动计算机的办公场合。这一讲的重点学问是：这一讲的重点学问是：层间通信；层间通信；TCP/IP TCP/IP参考模型；参考模型；传输介质性能指标；传输介质性能指标；5 5种传输介质的特性及用途；种传输介质的特性及用途；难点学问是：难点学问是：层间通信；层间通信；TCP/IP TCP/IP协议；协议；小结小结:第六课第六课 OSIOSI参考模型（三）参考模型（三）本次课介绍如下学问：本次课介绍如下学问：2.3 2.3 数据链路层数据链路层 2.3.1 2.3.1 介质访问限制子层介质访问限制子层 2.3.2 2.3.2 逻辑链路限制子层逻辑链路限制子层 数据链路层规定了物理地址、网络拓扑结构、错误警告机制、所传数据帧的排序和流量限制等。2.3数据链路层2.3.1介质访问限制（MACMediaAccessControl）子层负责物理寻址和对传输介质的物理访问，规定了诸如MAC地址、访问限制方式等。1.MAC地址：对于计算机，这个地址是存储在网络接口卡（NIC卡）上，即通常所说的网卡。网络接口卡 每块网卡都有唯一的物理地址，通常称为MAC（Media Access Control）地址或也称为物理地址。通常网卡地址中前24位是安排给厂商的，后24位是由厂商自己安排的，这样就保证每块了网卡地址的唯一性。2.介质访问限制方式：连接起来的设备必需共同遵守一个传输信息的约定，则须要有一种保证介质访问限制的协议。有两种类型介质访问限制的方式：（1）确定访问限制 确定访问限制有两种类型，分别为：令牌传送类型和轮询类型。（2）通道争用访问限制 通道争用访问限制是用先来先服务（FCFS first-come,first-served）的形式传递数据的。2.3.2逻辑链路限制（LLCLogicalLinkControl）子层数据链路层的逻辑链路限制子层是用来建立和维护网络设备之间的数据链路的，如：本层的流量限制和错误订正。这一讲的重点学问是：这一讲的重点学问是：MAC MAC地址；地址；介质访问限制（介质访问限制（MACMedia Access ControlMACMedia Access Control）子层；）子层；介质访问限制方式：介质访问限制方式：a.a.确定访问限制确定访问限制 ，b.b.通道争用访问限制；通道争用访问限制；逻辑链路限制（逻辑链路限制（LLCLogical Link ControlLLCLogical Link Control）子层；）子层；难点学问是：难点学问是：介质访问限制方式；介质访问限制方式；小结小结:第七课第七课 OSIOSI参考模型（四）参考模型（四）本次课介绍如下学问：本次课介绍如下学问：2.4 2.4 网络层网络层 2.4.1 2.4.1 网络层的功能网络层的功能 2.4.2 IP 2.4.2 IP地址地址 2.4.3 IP 2.4.3 IP地址的分类地址的分类 2.4.4 2.4.4 子网掩码子网掩码 2.4.5 2.4.5 子网寻址子网寻址 2.4.1网络层的功能网络层的核心功能便是依据网络层的地址来获得从源主机到目的主机的路径。网络层设备还要负责进行路由选择。通常在网络中供应路由选择的功能是由路由器（Router）来完成的。路由器示意图2.4.2IP地址 在逻辑链路层可用MAC地址来鉴别不同的计算机。在网络层是用IP地址来鉴别的。2.4.3IP地址的分类网络地址和主机地址共同组成网络层的地址IP地址。IP地址是一个32比特地址，总地址容量为232。IP地址通常表示位点分十进制，即将32位分成4个8位组，每个8位组之间用“”分开。每个8位组的最小数为00000000（十进制为0），最大数为11111111（十进制为255）。这个IP地址标准就是现行的IPv4标准。IP地址是由国际网络信息中心组织（InterNIC）安排的。随着用户数的增长，现有IP地址资源已严峻匮乏，很快将被用光。有预料表明，以目前Internet发展速度计算，全部IPv4地址将在20052010年间安排完毕。解决的方法是推行IPv6标准。1.五类IP地址：1891617242532A0网络地址主机地址B10网络地址主机地址C110网络地址主机地址D1110组播地址E1111保留地址A类地址：它的网络地址是用前1个8位组作为网络地址的。网络地址的第1个8位组地址范围是从“00000000”到“01111111”，即当第1个8位组地址是在0127范围内的都是A类地址。共有128-2=126个A类地址。每个A类地址内可以包含224-2个设备，即16777216-2=16777214个。其中有两个特殊的地址用作特殊用途：IP地址“0000”作为目标地址。IP地址“127xyz”，其中的“x”、“y”、“z”是0-255中的随意一个数。这其中任何一个地址都可用作回路测试。B类地址：它的网络地址是用前2个8位组作为网络地址的。网络地址的第1个8位组地址范围是从“10000000”到“10111111”，即当第1个8位组地址是在128191范围内的都是B类地址，所以共有6428=16384个B类地址。后面的2个8位组地址都是安排给相应网络中的本地设备的。每个B类地址内可以包含216-2个设备，即65536-2=65534个。C类地址：它的网络地址是用前3个8位组作为网络地址的。网络地址的第1个8位组地址范围是从“11000000”到“11011111”，即当第1个8位组地址是在192223范围内的都是C类地址，所以共有322828=2097152个C类地址。每个C类地址内可以包含28-2个设备，即256-2=254个。D类和E类地址：全部以244239开头的地址都称为D类地址，用作组播地址。在这种发送形式中，分组被发送给一系列的特殊指定的主机。全部以240247开头的地址都被称为E类地址，是保留未用的。2.网络地址和定向广播地址：IP地址中，主机地址为全“0”的地址是用来指定该网络段。IP地址中，主机地址为全“1”的地址是保留作为定向广播，即定向广播到该网络段内的全部主机。3.本地广播地址：这种广播地址称为本地广播地址（localbroadcastaddress）或有限广播地址（limitedbroadcastaddress）。本地广播地址为“255255255255”，即全部IP地址位全为“1”。4.私有地址：私有地址（private addresses）是保留并由于未连到Internet的地址。共有1个A类地址，16个B类地址和256个C类地址被用作私有地址。最低地址位最高地址位10.0.0.010.255.255.255172.16.0.0172.31.255.255192.168.0.0192.168.255.2552.4.4子网掩码掩码的功能就是告知设备，IP地址的那一部分是网络地址，那一部分是主机地址。掩码也是一个32比特的数据，分成4个8位组。每类地址都有缺省的子网掩码。IP地址类IP地址子网掩码网络地址主机地址Awxyz255000w000 xyzBwxyz25525500wx00yzCwxyz2552552550wxy0z2.4.5子网寻址对于一个很大的网络来说，广播信息消耗了网络的可用带宽。须要将一个网络划分成几个较小的网络，这样可以限制广播域。分割成的较小部分叫子网。子网地址是由本网络段内的网络管理员来安排。子网地址是A类、B类或C类网络段一部分。网络地址主机地址网络地址子网地址主机地址子网的划分十进制数二进制数网络号子网号主机号IP地址172165010410101100000100000011001001101000子网掩码2552552550111111111111111