第七章计算机网络.ppt

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1、第七章第七章 计算机网络计算机网络Nanjing University of Information Science&Technology,Dept.Computer Science本章要求：本章要求：n n基本知识点基本知识点w熟悉计算机网络的概念、功能、分类熟悉计算机网络的概念、功能、分类熟悉计算机网络的概念、功能、分类熟悉计算机网络的概念、功能、分类w了解常用的计算机网络传输介质了解常用的计算机网络传输介质了解常用的计算机网络传输介质了解常用的计算机网络传输介质w 理解局域网、城域网、广域网的含义理解局域网、城域网、广域网的含义理解局域网、城域网、广域网的含义理解局域网、城域网、广域网的

2、含义,了解了解了解了解计算机局域网的特点计算机局域网的特点计算机局域网的特点计算机局域网的特点w了解计算机网络常用网络设备及其作用了解计算机网络常用网络设备及其作用了解计算机网络常用网络设备及其作用了解计算机网络常用网络设备及其作用w掌握网络体系结构（掌握网络体系结构（掌握网络体系结构（掌握网络体系结构（TCP/IP TCP/IP 和和和和OSIOSI模型模型模型模型)w理解理解理解理解IPIP地址的作用及其组成地址的作用及其组成地址的作用及其组成地址的作用及其组成主要内容主要内容n n7.1 计算机网络的概述计算机网络的概述n n7.2 数据传输介质数据传输介质n n7.3 网络组成设备网络

3、组成设备 n n7.4计算机网络体系结构计算机网络体系结构n n7.5 IP 地址地址一一群群地地理理上上分分散散的的、具具有有独独立立功功能能的的计计算算机机通通过过通通信信设设备备及及传传输输媒媒体体被被互互联联起起来来，在在通通信信协协议议的的支支持持下下，实实现现计计算算机机间间资资源源共共享享、信信息息交交换换或或协协同同工作的系统。工作的系统。7.1 7.1 计算机网络的概述计算机网络的概述什么是计算机网络什么是计算机网络7.1.1 7.1.1 计算机网络的定义计算机网络的定义n n定义定义n n组成组成 w若干个主机（若干个主机（若干个主机（若干个主机（HostHost）w一个通

4、信子网一个通信子网一个通信子网一个通信子网 w一系列的通信协议一系列的通信协议一系列的通信协议一系列的通信协议 7.1.2 7.1.2 计算机网络的发展计算机网络的发展n n从现代网络的发展出发，我们将计算机从现代网络的发展出发，我们将计算机网络分为四个阶段。网络分为四个阶段。w以数据通信为主的第一代计算机网络以数据通信为主的第一代计算机网络以数据通信为主的第一代计算机网络以数据通信为主的第一代计算机网络w以资源共享为主的第二代计算机网络以资源共享为主的第二代计算机网络以资源共享为主的第二代计算机网络以资源共享为主的第二代计算机网络w体系标准化的第三代计算机网络体系标准化的第三代计算机网络体系

5、标准化的第三代计算机网络体系标准化的第三代计算机网络 w以以以以InternetInternet为核心的第四代计算机网络为核心的第四代计算机网络为核心的第四代计算机网络为核心的第四代计算机网络以数据通信为主的第一代计算机网络（以数据通信为主的第一代计算机网络（1 1）以数据通信为主的第一代计算机网络（以数据通信为主的第一代计算机网络（2 2）以资源共享为主的第二代计算机网络（以资源共享为主的第二代计算机网络（1 1）以资源共享为主的第二代计算机网络（以资源共享为主的第二代计算机网络（2 2）体系标准化的第三代计算机网络体系标准化的第三代计算机网络以以InternetInternet为核心的第四

6、代计算机网络为核心的第四代计算机网络7.1.3 7.1.3 计算机网络在我国的发展计算机网络在我国的发展n n我国现有的公用及专用网如下：我国现有的公用及专用网如下：我国现有的公用及专用网如下：我国现有的公用及专用网如下：w w 中国公用计算机互联网中国公用计算机互联网中国公用计算机互联网中国公用计算机互联网 CHINANETCHINANETw w 中国教育和科研计算机网中国教育和科研计算机网中国教育和科研计算机网中国教育和科研计算机网 CERNETCERNETw w 中国科学技术网中国科学技术网中国科学技术网中国科学技术网 CSTNETCSTNETw w 中国联通互联网中国联通互联网中国联通

7、互联网中国联通互联网 UNINETUNINETw w 中国网通公用互联网中国网通公用互联网中国网通公用互联网中国网通公用互联网 CNCNETCNCNETw w 中国国际经济贸易互联网中国国际经济贸易互联网中国国际经济贸易互联网中国国际经济贸易互联网 CIETNETCIETNETw w 中国移动互联网中国移动互联网中国移动互联网中国移动互联网 CMNETCMNETw w 中国长城互联网中国长城互联网中国长城互联网中国长城互联网 CGWNETCGWNETw w 中国卫星集团互联网中国卫星集团互联网中国卫星集团互联网中国卫星集团互联网 CSNETCSNET近近1010年我国因特网的发展情况年我国因特

8、网的发展情况7.1.4 7.1.4 计算机网络的功能计算机网络的功能n n计算机网络具有的功能如下：计算机网络具有的功能如下：w数据通信数据通信数据通信数据通信w资源共享资源共享资源共享资源共享w实现分布式的信息处理实现分布式的信息处理实现分布式的信息处理实现分布式的信息处理w提高计算机系统的可靠性和可用性提高计算机系统的可靠性和可用性提高计算机系统的可靠性和可用性提高计算机系统的可靠性和可用性 计算机网络功能图计算机网络功能图 7.1.5 7.1.5 计算机网络的分类计算机网络的分类（1）按照网络的交换功能分成三类：）按照网络的交换功能分成三类：n n电路交换电路交换n n报文交换报文交换n

9、 n分组交换分组交换电路交换电路交换n n电路交换是一种直接交换方式。在数据传送期电路交换是一种直接交换方式。在数据传送期电路交换是一种直接交换方式。在数据传送期电路交换是一种直接交换方式。在数据传送期间，发送点与接收点之间构成一条实际连接的间，发送点与接收点之间构成一条实际连接的间，发送点与接收点之间构成一条实际连接的间，发送点与接收点之间构成一条实际连接的专用物理线路。它分为线路建立、数据传送和专用物理线路。它分为线路建立、数据传送和专用物理线路。它分为线路建立、数据传送和专用物理线路。它分为线路建立、数据传送和线路释放三个阶段。线路释放三个阶段。线路释放三个阶段。线路释放三个阶段。报文交

10、换报文交换 n n在通信技术中，将需要传输的整块数据在通信技术中，将需要传输的整块数据加上控制信息后称为报文。特点是：两加上控制信息后称为报文。特点是：两个实体之间的通信不需要事先建立好一个实体之间的通信不需要事先建立好一个连接，两个进行通信的实体也不需要个连接，两个进行通信的实体也不需要同时处于激活状态。这样就将报文一站同时处于激活状态。这样就将报文一站一站地从发送点传送到接收点（存储转一站地从发送点传送到接收点（存储转发）。发）。分组交换分组交换 n n也称为包交换。当一个主机向另一个主也称为包交换。当一个主机向另一个主机发送数据时，首先将需要发送的数据机发送数据时，首先将需要发送的数据划

11、分成一个个平均大小保持不变的小组划分成一个个平均大小保持不变的小组作为传送的单位，在每个数据段前加上作为传送的单位，在每个数据段前加上收发控制信息，就构成一个分组。分组收发控制信息，就构成一个分组。分组交换也不需要建立一条专用的线路，在交换也不需要建立一条专用的线路，在传输过程中逐段占有线路，每个分组可传输过程中逐段占有线路，每个分组可以有自己独立的传送路径。以有自己独立的传送路径。分组交换分组交换 三种交换方式的比较三种交换方式的比较 7.1.5 7.1.5 计算机网络的分类计算机网络的分类（2）按照网络的拓扑结构进行分类）按照网络的拓扑结构进行分类 n n星型结构星型结构n n总线结构总线

12、结构n n环形结构环形结构n n树型结构树型结构 网络的拓扑结构网络的拓扑结构7.1.5 7.1.5 计算机网络的分类计算机网络的分类（3）按照网络的管理性质分类）按照网络的管理性质分类 n n公用网公用网n n专用网专用网 7.1.5 7.1.5 计算机网络的分类计算机网络的分类（4）按照网络的作用范围进行分类）按照网络的作用范围进行分类n n局域网局域网n n广域网广域网n n城域网城域网 局域网和广域网局域网和广域网 7.2 7.2 数据传输介质数据传输介质n n网络联网的通信介质是网卡与网络设备、网络联网的通信介质是网卡与网络设备、网络设备与网络设备之间的物理连线。网络设备与网络设备之

13、间的物理连线。通信介质两端通过连接器连接到网络设通信介质两端通过连接器连接到网络设备的网络接口，从而实现主机与设备、备的网络接口，从而实现主机与设备、设备与设备的互联。设备与设备的互联。7.2.1 7.2.1 有线介质有线介质 n n双绞线双绞线n n同轴电缆同轴电缆n n光缆光缆 双绞线双绞线 n双绞线双绞线(twisted pair)是网络布线系统中最常用是网络布线系统中最常用的一种通信介质。双绞线一般由两根绝缘铜导的一种通信介质。双绞线一般由两根绝缘铜导线相互缠绕而成，双绞线的两根绝缘的导线按线相互缠绕而成，双绞线的两根绝缘的导线按一定密度互相绞在一起，可降低信号干扰的程一定密度互相绞在

14、一起，可降低信号干扰的程度，每一根导线在传输中辐射的电波会被另一度，每一根导线在传输中辐射的电波会被另一根线上发出的电波抵消。根线上发出的电波抵消。n双绞线包括无屏蔽双绞线双绞线包括无屏蔽双绞线(Unshielded Twisted Pair，UTP。也称为非屏蔽双绞线也称为非屏蔽双绞线)和屏蔽双绞和屏蔽双绞线线(Shielded Twisted Pair，STP)两类。两类。STP包包括括3类和类和5类两种，类两种，UTP包括包括3类、类、4类、类、5类类/超超5类、类、6类和类和7类等。类等。双绞线双绞线n双绞线主要应用场合为星型局域网布线。双绞双绞线主要应用场合为星型局域网布线。双绞线的

15、局域网标准包括线的局域网标准包括10BASE-T、100BASE-TX/T4/T2和和1000BASE-T。n双绞线的优点是组网方便，价格便宜，应用广双绞线的优点是组网方便，价格便宜，应用广泛，缺点是传输距离小于泛，缺点是传输距离小于100米。米。双绞线双绞线RJ-45RJ-45插头和制作工具插头和制作工具 双绞线的色谱标准双绞线的色谱标准 双绞线中电线的功能分配双绞线中电线的功能分配 同轴电缆同轴电缆 n n同轴电缆同轴电缆(coaxial cable)是由一根空心的是由一根空心的外圆柱体及其所包围的单根导线组成，外圆柱体及其所包围的单根导线组成，柱体和导线之间用绝缘材料填充。柱体和导线之间

16、用绝缘材料填充。n n同轴电缆的频率特性比双绞线好，能进同轴电缆的频率特性比双绞线好，能进行较高速率的传输。又由于它的屏蔽性行较高速率的传输。又由于它的屏蔽性能好，抗干扰能力强，因此通常用于基能好，抗干扰能力强，因此通常用于基带传输。带传输。同轴电缆产品示意图和结构同轴电缆产品示意图和结构 同轴电缆分类同轴电缆分类n n按照带宽的不同，可以把同轴电缆可分为按照带宽的不同，可以把同轴电缆可分为按照带宽的不同，可以把同轴电缆可分为按照带宽的不同，可以把同轴电缆可分为2 2种种种种基本类型，即基带同轴电缆和宽带同轴电缆。基本类型，即基带同轴电缆和宽带同轴电缆。基本类型，即基带同轴电缆和宽带同轴电缆。

17、基本类型，即基带同轴电缆和宽带同轴电缆。n n目前常用的是基带电缆，其屏蔽层是用铜丝做目前常用的是基带电缆，其屏蔽层是用铜丝做目前常用的是基带电缆，其屏蔽层是用铜丝做目前常用的是基带电缆，其屏蔽层是用铜丝做成的网状套，特征阻抗为成的网状套，特征阻抗为成的网状套，特征阻抗为成的网状套，特征阻抗为5050欧姆欧姆欧姆欧姆(如如如如RG-8RG-8型和型和型和型和RG-58RG-58型型型型)。n n宽带同轴电缆的屏蔽层通常是用铝冲压成的，宽带同轴电缆的屏蔽层通常是用铝冲压成的，宽带同轴电缆的屏蔽层通常是用铝冲压成的，宽带同轴电缆的屏蔽层通常是用铝冲压成的，特征阻抗为特征阻抗为特征阻抗为特征阻抗为7

18、575欧姆欧姆欧姆欧姆(如如如如RG-59RG-59型型型型)。n n按照电缆直径的大小，基带同轴电缆可以分成按照电缆直径的大小，基带同轴电缆可以分成按照电缆直径的大小，基带同轴电缆可以分成按照电缆直径的大小，基带同轴电缆可以分成粗同轴电缆和细同轴电缆两种。粗同轴电缆的粗同轴电缆和细同轴电缆两种。粗同轴电缆的粗同轴电缆和细同轴电缆两种。粗同轴电缆的粗同轴电缆和细同轴电缆两种。粗同轴电缆的直径是直径是直径是直径是10mm10mm，特性阻抗是特性阻抗是特性阻抗是特性阻抗是5050。光缆光缆 n n光缆是光导纤维电缆的简称。光导纤维光缆是光导纤维电缆的简称。光导纤维是一种传输光束的纤细而柔韧的介质。

19、是一种传输光束的纤细而柔韧的介质。n n光缆由一束纤维组成。光缆是数据传输光缆由一束纤维组成。光缆是数据传输中最有效的一种通信介质，它的频带较中最有效的一种通信介质，它的频带较宽、电磁绝缘性能好、衰减较小，适合宽、电磁绝缘性能好、衰减较小，适合在较长距离内传输信号。在较长距离内传输信号。缆芯的结构缆芯的结构 常用的光缆常用的光缆n n常用的光缆有以下几种：常用的光缆有以下几种：w芯径芯径芯径芯径8.3m8.3m、外层外层外层外层125m125m、单模。单模。单模。单模。w芯径芯径芯径芯径62.5m62.5m、外层外层外层外层125m125m、多模。多模。多模。多模。w芯径芯径芯径芯径50m50

20、m、外层外层外层外层125m125m、多模。多模。多模。多模。w芯径芯径芯径芯径100m100m芯、外层芯、外层芯、外层芯、外层140m140m、多模多模多模多模光学连接器光学连接器 通信介质在局域网中的分布通信介质在局域网中的分布w光缆主要用于网络设备的互联光缆主要用于网络设备的互联w同轴电缆和双绞线主要用于网络设备同轴电缆和双绞线主要用于网络设备到桌面主机的连接。到桌面主机的连接。w同轴电缆用于总线型局域网布线，双同轴电缆用于总线型局域网布线，双绞线用于星型局域网布线绞线用于星型局域网布线 典型的布线方式典型的布线方式 7.2.27.2.2无线介质无线介质n n无线电无线电n n微波微波n

21、 n红外线红外线 微波微波 n n微波的频率范围是微波的频率范围是微波的频率范围是微波的频率范围是300MHz300MHz300GHz300GHz，但主要但主要但主要但主要使用的范围是使用的范围是使用的范围是使用的范围是2 240GHz40GHz。目前，无线网络目前，无线网络目前，无线网络目前，无线网络（WLANWLAN）实际利用的范围是实际利用的范围是实际利用的范围是实际利用的范围是2.4GHz2.4GHz5GHz5GHz。由于微波会穿透地球电离层，因而不能被反射由于微波会穿透地球电离层，因而不能被反射由于微波会穿透地球电离层，因而不能被反射由于微波会穿透地球电离层，因而不能被反射到地面上很

22、远的地方。这样，微波通信就需要到地面上很远的地方。这样，微波通信就需要到地面上很远的地方。这样，微波通信就需要到地面上很远的地方。这样，微波通信就需要中继。微波中继方式包括两种，即地面微波站中继。微波中继方式包括两种，即地面微波站中继。微波中继方式包括两种，即地面微波站中继。微波中继方式包括两种，即地面微波站中继和通信卫星中继。在第一种方式中微波站中继和通信卫星中继。在第一种方式中微波站中继和通信卫星中继。在第一种方式中微波站中继和通信卫星中继。在第一种方式中微波站起到中继器的作用，在第二种方式中卫星起到起到中继器的作用，在第二种方式中卫星起到起到中继器的作用，在第二种方式中卫星起到起到中继器

23、的作用，在第二种方式中卫星起到中继器的作用。中继器的作用。中继器的作用。中继器的作用。n nWLANWLAN设备设备设备设备(无线网无线网无线网无线网卡、卡、卡、卡、AP)AP)使用微波通使用微波通使用微波通使用微波通信时要外接天线。根信时要外接天线。根信时要外接天线。根信时要外接天线。根据网络结构和传输距据网络结构和传输距据网络结构和传输距据网络结构和传输距离的要求，用户应该离的要求，用户应该离的要求，用户应该离的要求，用户应该选择不同的天线。使选择不同的天线。使选择不同的天线。使选择不同的天线。使用红外线通信的用红外线通信的用红外线通信的用红外线通信的WLANWLAN设备上有一个设备上有一

24、个设备上有一个设备上有一个红外端口。红外端口。红外端口。红外端口。n nAPAP设备具有与主机无线网卡通信、桥接以及设备具有与主机无线网卡通信、桥接以及设备具有与主机无线网卡通信、桥接以及设备具有与主机无线网卡通信、桥接以及介质转换功能。目前，介质转换功能。目前，介质转换功能。目前，介质转换功能。目前，APAP设备主要包括以下设备主要包括以下设备主要包括以下设备主要包括以下两种，即两种，即两种，即两种，即APAP接入点和接入点和接入点和接入点和LAN-LANLAN-LAN无线网桥。无线网桥。无线网桥。无线网桥。以以以以3Com3Com公司产品为例，公司产品为例，公司产品为例，公司产品为例，3C

25、om AP3Com AP接入点设接入点设接入点设接入点设备主要用于办公室内和楼内的无线连接。备主要用于办公室内和楼内的无线连接。备主要用于办公室内和楼内的无线连接。备主要用于办公室内和楼内的无线连接。7.3 7.3 网络组成设备网络组成设备n n网络服务器网络服务器网络服务器网络服务器 n n网络工作站网络工作站网络工作站网络工作站 n n网络适配器网络适配器网络适配器网络适配器 (网卡网卡网卡网卡)n n中继器中继器中继器中继器 n n集线器集线器集线器集线器 n n网桥网桥网桥网桥 n n交换机交换机交换机交换机 n n路由器路由器路由器路由器 7.3.17.3.1网络服务器网络服务器 n

26、 n在网络中，计算机网络主机是网络资源在网络中，计算机网络主机是网络资源的主要载体，是网络服务的主要提供者的主要载体，是网络服务的主要提供者和使用者。网络中的计算机往往被称为和使用者。网络中的计算机往往被称为主机（主机（host）。）。n n按用途和功能的不同，主机系统可以分按用途和功能的不同，主机系统可以分为工作站和服务器。为工作站和服务器。n n网络服务器的作用：网络服务器的作用：网络服务器的作用：网络服务器的作用：w w文件服务文件服务文件服务文件服务：网络用户可以从服务器上下载文件。提：网络用户可以从服务器上下载文件。提：网络用户可以从服务器上下载文件。提：网络用户可以从服务器上下载文

27、件。提供文件服务的主机称为文件服务器。供文件服务的主机称为文件服务器。供文件服务的主机称为文件服务器。供文件服务的主机称为文件服务器。w w打印服务打印服务打印服务打印服务：网络用户可以使用连接在服务器上的打：网络用户可以使用连接在服务器上的打：网络用户可以使用连接在服务器上的打：网络用户可以使用连接在服务器上的打印机设备打印自己的文件。提供打印服务的主机称印机设备打印自己的文件。提供打印服务的主机称印机设备打印自己的文件。提供打印服务的主机称印机设备打印自己的文件。提供打印服务的主机称为打印服务器。为打印服务器。为打印服务器。为打印服务器。w w通信服务通信服务通信服务通信服务：网络用户可以

28、通过服务器与其他网络用：网络用户可以通过服务器与其他网络用：网络用户可以通过服务器与其他网络用：网络用户可以通过服务器与其他网络用户通信。提供通信服务的主机称为通信服务器。户通信。提供通信服务的主机称为通信服务器。户通信。提供通信服务的主机称为通信服务器。户通信。提供通信服务的主机称为通信服务器。w w电子邮件服务电子邮件服务电子邮件服务电子邮件服务：网络用户可以和服务器之间交换电：网络用户可以和服务器之间交换电：网络用户可以和服务器之间交换电：网络用户可以和服务器之间交换电子邮件子邮件子邮件子邮件(E-mail)(E-mail)。提供电子邮件服务的主机称为邮提供电子邮件服务的主机称为邮提供电

29、子邮件服务的主机称为邮提供电子邮件服务的主机称为邮件服务器。件服务器。件服务器。件服务器。w wWWWWWW服务服务服务服务：当网络用户使用浏览器软件打开服务：当网络用户使用浏览器软件打开服务：当网络用户使用浏览器软件打开服务：当网络用户使用浏览器软件打开服务器上的多媒体文件时，我们说该用户正在使用器上的多媒体文件时，我们说该用户正在使用器上的多媒体文件时，我们说该用户正在使用器上的多媒体文件时，我们说该用户正在使用WWW(World Wide Web)WWW(World Wide Web)服务。提供服务。提供服务。提供服务。提供WWWWWW服务的服务的服务的服务的主机称为主机称为主机称为主机

30、称为WWWWWW服务器。我们上网使用的就是服务器。我们上网使用的就是服务器。我们上网使用的就是服务器。我们上网使用的就是WWWWWW服务。服务。服务。服务。7.3.2 7.3.2 网络工作站网络工作站 n n网络工作站是指从事上网操作的主机系统。网网络工作站是指从事上网操作的主机系统。网网络工作站是指从事上网操作的主机系统。网网络工作站是指从事上网操作的主机系统。网络用户通过操作网络工作站使用网络，完成自络用户通过操作网络工作站使用网络，完成自络用户通过操作网络工作站使用网络，完成自络用户通过操作网络工作站使用网络，完成自己的网络工作。网络工作站常常简称为工作站己的网络工作。网络工作站常常简称

31、为工作站己的网络工作。网络工作站常常简称为工作站己的网络工作。网络工作站常常简称为工作站(Work Station)(Work Station)。n n按照配置的不同，工作站可以分成四类按照配置的不同，工作站可以分成四类按照配置的不同，工作站可以分成四类按照配置的不同，工作站可以分成四类w w第一类，商用台式个人计算机第一类，商用台式个人计算机第一类，商用台式个人计算机第一类，商用台式个人计算机(含笔记本含笔记本含笔记本含笔记本)；w w第二类，无盘工作站第二类，无盘工作站第二类，无盘工作站第二类，无盘工作站(diskless workstation)(diskless workstation

32、)；w w第三类，网络计算机第三类，网络计算机第三类，网络计算机第三类，网络计算机(Network Computer(Network Computer，NC)NC)；w w第四类，移动网络终端第四类，移动网络终端第四类，移动网络终端第四类，移动网络终端(mobile network terminal)(mobile network terminal)。7.3.3 7.3.3 网络适配器网络适配器 n n网络适配器网络适配器(Network Adapter)是主机系是主机系统与局域网之间的硬件接口，因此，网统与局域网之间的硬件接口，因此，网络适配器又称网络接口卡络适配器又称网络接口卡(Netwo

33、rk Interface Card，NIC)，简称网卡。网卡简称网卡。网卡可以看作是主机系统的组成部件，也可可以看作是主机系统的组成部件，也可以看作是局域网在主机系统中的延伸。以看作是局域网在主机系统中的延伸。它的基本作用是把主机系统总线与通信它的基本作用是把主机系统总线与通信介质连接起来，在主机和通信介质之间介质连接起来，在主机和通信介质之间发送和接收数据。发送和接收数据。主机、网卡和通信介质之间的联系主机、网卡和通信介质之间的联系 具有不同类型接口的网卡具有不同类型接口的网卡 7.3.4 7.3.4 中继器中继器 n n由于局域网通信介质的长度都有一定限由于局域网通信介质的长度都有一定限制

34、，例如，以太网中粗同轴电缆的最大制，例如，以太网中粗同轴电缆的最大长度是长度是500m，细同轴电缆的最大长度是细同轴电缆的最大长度是185m，双绞线的最大长度是双绞线的最大长度是100m。因此，因此，当主机之间的距离大于一定数值时，就当主机之间的距离大于一定数值时，就需要中继器延长通信介质的距离。需要中继器延长通信介质的距离。中继器典型用途中继器典型用途 7.3.5 7.3.5 集线器集线器n n集线器具有两个功能，第一，实现中继功能集线器具有两个功能，第一，实现中继功能集线器具有两个功能，第一，实现中继功能集线器具有两个功能，第一，实现中继功能(它实质上是一个多端口的中继器它实质上是一个多端

35、口的中继器它实质上是一个多端口的中继器它实质上是一个多端口的中继器)；第二，汇；第二，汇；第二，汇；第二，汇接多台主机，因此，它被形象地称为接多台主机，因此，它被形象地称为接多台主机，因此，它被形象地称为接多台主机，因此，它被形象地称为HubHub。n n集线器的类型：集线器的类型：集线器的类型：集线器的类型：w w按照端口数目的多少，可以把按照端口数目的多少，可以把按照端口数目的多少，可以把按照端口数目的多少，可以把HubHub分为分为分为分为8 8口口口口HubHub、1616口口口口HubHub、2424口口口口HubHub和和和和4848口口口口HubHub四种。四种。四种。四种。w

36、w按照总线带宽的大小，可以把按照总线带宽的大小，可以把按照总线带宽的大小，可以把按照总线带宽的大小，可以把HubHub分为分为分为分为10Mbit/s10Mbit/s、100Mbit/s100Mbit/s和和和和10M10M100M100M自适应自适应自适应自适应HubHub三种。三种。三种。三种。3Com3Com公司的公司的Hub Hub 7.3.67.3.6网桥网桥 n n网桥的作用是互联两个局域网。网桥的作用是互联两个局域网。网桥的作用是互联两个局域网。网桥的作用是互联两个局域网。网桥的工作原理网桥的工作原理 n n网桥从端口接受来自与端口相连的局域网主机网桥从端口接受来自与端口相连的局

37、域网主机网桥从端口接受来自与端口相连的局域网主机网桥从端口接受来自与端口相连的局域网主机发送的信号，进行解码和拆装得到局域网数据，发送的信号，进行解码和拆装得到局域网数据，发送的信号，进行解码和拆装得到局域网数据，发送的信号，进行解码和拆装得到局域网数据，然后把它们存放在数据存储器的缓冲区内。然后把它们存放在数据存储器的缓冲区内。然后把它们存放在数据存储器的缓冲区内。然后把它们存放在数据存储器的缓冲区内。n n网络协议实体对帧进行合法检查。如果帧有差网络协议实体对帧进行合法检查。如果帧有差网络协议实体对帧进行合法检查。如果帧有差网络协议实体对帧进行合法检查。如果帧有差错就将起丢弃。对于有效的数

38、据，如果数据的错就将起丢弃。对于有效的数据，如果数据的错就将起丢弃。对于有效的数据，如果数据的错就将起丢弃。对于有效的数据，如果数据的目的地位于源主机所在的局域网上，则将它丢目的地位于源主机所在的局域网上，则将它丢目的地位于源主机所在的局域网上，则将它丢目的地位于源主机所在的局域网上，则将它丢弃；如果目的地不在该端口连接的网络上，则弃；如果目的地不在该端口连接的网络上，则弃；如果目的地不在该端口连接的网络上，则弃；如果目的地不在该端口连接的网络上，则查阅站表，以确定目的地址所对应的网桥端口。查阅站表，以确定目的地址所对应的网桥端口。查阅站表，以确定目的地址所对应的网桥端口。查阅站表，以确定目的

39、地址所对应的网桥端口。如果找到对应的端口，则把帧从缓冲中读出，如果找到对应的端口，则把帧从缓冲中读出，如果找到对应的端口，则把帧从缓冲中读出，如果找到对应的端口，则把帧从缓冲中读出，转发给该端口；如果找不到，则向所有端口转发给该端口；如果找不到，则向所有端口转发给该端口；如果找不到，则向所有端口转发给该端口；如果找不到，则向所有端口（除源端口）广播该数据（除源端口）广播该数据（除源端口）广播该数据（除源端口）广播该数据 。网桥的基本功能结构网桥的基本功能结构 7.3.7 7.3.7 交换机交换机 n n交换机是由网桥发展而来的，它相当于交换机是由网桥发展而来的，它相当于一个多端口的网桥。交换机

40、的最初用途一个多端口的网桥。交换机的最初用途是连接局域网，使局域网的网络规模得是连接局域网，使局域网的网络规模得以扩展。交换机还具有提高局域网性能以扩展。交换机还具有提高局域网性能的作用。的作用。交换机的基本用途交换机的基本用途 交换机的基本作用交换机的基本作用 3Com3Com局域网交换机局域网交换机 7.3.8 7.3.8 路由器路由器n n路由器是比局域网交换机功能更丰富的互联设路由器是比局域网交换机功能更丰富的互联设路由器是比局域网交换机功能更丰富的互联设路由器是比局域网交换机功能更丰富的互联设备。当要互联的局域网之间需要对信息交换施备。当要互联的局域网之间需要对信息交换施备。当要互联

41、的局域网之间需要对信息交换施备。当要互联的局域网之间需要对信息交换施加比较严格的控制时，或者把局域网通过广域加比较严格的控制时，或者把局域网通过广域加比较严格的控制时，或者把局域网通过广域加比较严格的控制时，或者把局域网通过广域网（网（网（网（Wide Area NetworkWide Area Network，WANWAN）与远程的局与远程的局与远程的局与远程的局域网互联时，一般采用路由器作为互联设备。域网互联时，一般采用路由器作为互联设备。域网互联时，一般采用路由器作为互联设备。域网互联时，一般采用路由器作为互联设备。n n路由器之所以功能更强，原因在于路由器的互路由器之所以功能更强，原因

42、在于路由器的互路由器之所以功能更强，原因在于路由器的互路由器之所以功能更强，原因在于路由器的互连功能工作在连功能工作在连功能工作在连功能工作在OSIOSI参考模型的第三层（网络层）参考模型的第三层（网络层）参考模型的第三层（网络层）参考模型的第三层（网络层），而局域网交换机工作在，而局域网交换机工作在，而局域网交换机工作在，而局域网交换机工作在OSIOSI参考模型的第二参考模型的第二参考模型的第二参考模型的第二层（数据链路层）。层（数据链路层）。层（数据链路层）。层（数据链路层）。路由器在网络中的分布关系路由器在网络中的分布关系 7.47.4计算机网络体系结构计算机网络体系结构 n n计算机网

43、络体系结构是解决计算机网络计算机网络体系结构是解决计算机网络问题的理论方法，也是研究和开发计算问题的理论方法，也是研究和开发计算机网络的思想方法。因此，理解和掌握机网络的思想方法。因此，理解和掌握计算机网络体系结构也是学习计算机网计算机网络体系结构也是学习计算机网络的有效方法。掌握了体系结构的相关络的有效方法。掌握了体系结构的相关概念后，才能具备交流计算机网络的语概念后，才能具备交流计算机网络的语言基础。言基础。7.4.17.4.1计算机网络体系结构的内容计算机网络体系结构的内容 n n协议参考模型协议参考模型 n n协议栈协议栈 协议参考模型协议参考模型 n n协议参考模型由若干个功能模块组

44、成，这些功协议参考模型由若干个功能模块组成，这些功协议参考模型由若干个功能模块组成，这些功协议参考模型由若干个功能模块组成，这些功能模块彼此独立又相互关联，协同完成计算机能模块彼此独立又相互关联，协同完成计算机能模块彼此独立又相互关联，协同完成计算机能模块彼此独立又相互关联，协同完成计算机之间的数据通信任务。根据每个模块完成任务之间的数据通信任务。根据每个模块完成任务之间的数据通信任务。根据每个模块完成任务之间的数据通信任务。根据每个模块完成任务的逻辑顺序，这些模块被按照一种层次结构进的逻辑顺序，这些模块被按照一种层次结构进的逻辑顺序，这些模块被按照一种层次结构进的逻辑顺序，这些模块被按照一种

45、层次结构进行描述。行描述。行描述。行描述。n n一般来讲，在发送数据时，高层结构模块的功一般来讲，在发送数据时，高层结构模块的功一般来讲，在发送数据时，高层结构模块的功一般来讲，在发送数据时，高层结构模块的功能被先执行；在接收数据时，低层结构模块的能被先执行；在接收数据时，低层结构模块的能被先执行；在接收数据时，低层结构模块的能被先执行；在接收数据时，低层结构模块的功能被先执行。每一层的模块执行一组相关的功能被先执行。每一层的模块执行一组相关的功能被先执行。每一层的模块执行一组相关的功能被先执行。每一层的模块执行一组相关的功能，这些功能为计算机网络协议的制定提供功能，这些功能为计算机网络协议的

46、制定提供功能，这些功能为计算机网络协议的制定提供功能，这些功能为计算机网络协议的制定提供了参考规范。了参考规范。了参考规范。了参考规范。两类重要的协议参考模型两类重要的协议参考模型n n在具体的计算机网络系统开发过程中提出的协议参考在具体的计算机网络系统开发过程中提出的协议参考在具体的计算机网络系统开发过程中提出的协议参考在具体的计算机网络系统开发过程中提出的协议参考模型模型模型模型 w wIBMIBM公司计算机网络遵循的公司计算机网络遵循的公司计算机网络遵循的公司计算机网络遵循的SNASNA（Switched Switched Network ArchitectureNetwork Arch

47、itecture）体系结构体系结构体系结构体系结构w w原原原原DECDEC公司计算机网络遵循的公司计算机网络遵循的公司计算机网络遵循的公司计算机网络遵循的DECNetDECNet模型模型模型模型w w美国国防部在美国国防部在美国国防部在美国国防部在ARPAARPA网络中遵循的模型。网络中遵循的模型。网络中遵循的模型。网络中遵循的模型。n n行业或专业标准化组织提出的局部的协议参考模型行业或专业标准化组织提出的局部的协议参考模型行业或专业标准化组织提出的局部的协议参考模型行业或专业标准化组织提出的局部的协议参考模型 w wIEEEIEEE提出的局域网标准提出的局域网标准提出的局域网标准提出的局

48、域网标准w w国际电联国际电联国际电联国际电联ITUITU提出的通信协议标准提出的通信协议标准提出的通信协议标准提出的通信协议标准w w国际标准化组织（国际标准化组织（国际标准化组织（国际标准化组织（International Standard International Standard OrganizationOrganization，ISOISO）制定的开放系统互联参考模型制定的开放系统互联参考模型制定的开放系统互联参考模型制定的开放系统互联参考模型(Open System Interconnection Reference Model(Open System Interconnecti

49、on Reference Model，OSIRM)OSIRM)。协议栈协议栈 n n协议是通信双方遵守的约定。协议具备以下两协议是通信双方遵守的约定。协议具备以下两协议是通信双方遵守的约定。协议具备以下两协议是通信双方遵守的约定。协议具备以下两方面的基本内容：方面的基本内容：方面的基本内容：方面的基本内容：w w语法：协议的语法方面的规则定义了通信双方所交语法：协议的语法方面的规则定义了通信双方所交语法：协议的语法方面的规则定义了通信双方所交语法：协议的语法方面的规则定义了通信双方所交换的信息的格式。通信双方交换的数据称为协议数换的信息的格式。通信双方交换的数据称为协议数换的信息的格式。通信双

50、方交换的数据称为协议数换的信息的格式。通信双方交换的数据称为协议数据单元据单元据单元据单元(Protocol Data Unit(Protocol Data Unit，PDU)PDU)。PDUPDU由若干字由若干字由若干字由若干字段组成，一个字段又包括若干比特。段组成，一个字段又包括若干比特。段组成，一个字段又包括若干比特。段组成，一个字段又包括若干比特。w w语义：协议的语义定义了通信双方要完成的操作。语义：协议的语义定义了通信双方要完成的操作。语义：协议的语义定义了通信双方要完成的操作。语义：协议的语义定义了通信双方要完成的操作。例如，在什么条件下数据必须重发或丢弃。按照相例如，在什么条件