第4章计算机网络与因特网

1、1第四章 计算机网络与因特网2 从广义的角度来说，各种信息的传递均可称之为通信。从广义的角度来说，各种信息的传递均可称之为通信。但现代通信指的是使用电波或光波传递信息的技术，通常称但现代通信指的是使用电波或光波传递信息的技术，通常称为电信，如电报、电话、传真等。为电信，如电报、电话、传真等。 3 信源：信息的发送者信源：信息的发送者 信宿：信息的接收者信宿：信息的接收者 信道：信息的载体与传播媒介。信道：信息的载体与传播媒介。信信 道道信源信源( (宿宿) )信宿信宿( (源源) )信信号号信信号号图图 通信系统的简单模型通信系统的简单模型信道的任务是迅速、可靠而准确的将信号从信源传输信道的任

2、务是迅速、可靠而准确的将信号从信源传输到信宿。到信宿。4通信系统中被传输的信息都必须以某种电（或光）通信系统中被传输的信息都必须以某种电（或光）信号的形式才能通过传输介质进行传输。信号的形式才能通过传输介质进行传输。电（或光）信号有两种形式：连续形式和离散形式。电（或光）信号有两种形式：连续形式和离散形式。连续形式的信号也叫模拟信号。它通过连续变化的物连续形式的信号也叫模拟信号。它通过连续变化的物理量来表示信号，例如人们打电话或者播音员播音时声理量来表示信号，例如人们打电话或者播音员播音时声音经话筒转换得到的电信号。音经话筒转换得到的电信号。离散形式的信号也叫数字信号，它使用有限个状态来离散形

3、式的信号也叫数字信号，它使用有限个状态来表示信息，例如电报机、传真机和计算机发出的信号都表示信息，例如电报机、传真机和计算机发出的信号都是数字信号。是数字信号。t(a) (a) 连续信号连续信号t(b) (b) 离散信号离散信号567纤芯纤芯包层包层保护层保护层光波光波多根光纤多根光纤保护层保护层防止光泄漏的吸收外壳防止光泄漏的吸收外壳起保护作用的防护层起保护作用的防护层外绝缘层外绝缘层(a) (a) 单芯光缆单芯光缆(b) (b) 光波在光纤中的传播光波在光纤中的传播 (c) (c) 多芯光缆多芯光缆8 910 卫星通信卫星通信 11 12 移动移动电话电话交换交换中心中心固定固定电话电话交

4、换交换局局移动台移动台基站基站1 1基站基站2 2移动电话网移动电话网移动台移动台 (a) (a) 移动电话网移动电话网 13 (b) (b) 基站的有效区域基站的有效区域 移动台是移动的通信终端，它移动台是移动的通信终端，它是接收无线信号的接收机，包括是接收无线信号的接收机，包括手机、呼机、无绳电话等。基站手机、呼机、无绳电话等。基站是与移动台联系的一个固定收发是与移动台联系的一个固定收发机，它接收移动台的无线信号，机，它接收移动台的无线信号，每个基站负责与一个特定区域的每个基站负责与一个特定区域的所有的移动台进行通信。基站和所有的移动台进行通信。基站和移动交换中心之间通过微波或有移动交换中

5、心之间通过微波或有线信道交换信息，线信道交换信息，移动交换中心移动交换中心再与公共电话网进行连接。每个基站的有效区域既相互分割再与公共电话网进行连接。每个基站的有效区域既相互分割，又彼此有所交叠，整个移动通信网就像是蜂窝，所以也称，又彼此有所交叠，整个移动通信网就像是蜂窝，所以也称为为“蜂窝式移动通信蜂窝式移动通信”。1415 由于导体存在电阻，电信号直接传输的距离不能太由于导体存在电阻，电信号直接传输的距离不能太远。研究发现，高频震荡的正弦波信号在长距离通信远。研究发现，高频震荡的正弦波信号在长距离通信中比其他信号传送的更远，因此可以把正弦波信号作中比其他信号传送的更远，因此可以把正弦波信号

6、作为携带信息的为携带信息的“载波载波”，在信息传输时，利用信源信，在信息传输时，利用信源信号去调整载波的某个参数，这个过程称为号去调整载波的某个参数，这个过程称为“调制调制”，所使用的设备称为所使用的设备称为“调制器调制器”。 16 由于大多数情况下通信总是双向进行的，所以调制器与由于大多数情况下通信总是双向进行的，所以调制器与解调器需要一起使用，通常就把实现调制和解调功能的设备解调器需要一起使用，通常就把实现调制和解调功能的设备成为成为“调制解调器调制解调器”（MODEM）。信信 道道信源信源( (宿宿) )信宿信宿( (源源) )调制后调制后的载波的载波信号信号调制后调制后的载波的载波信号

7、信号调制调制解调器解调器调制调制解调器解调器载波载波载波载波 经过调制后的载波携带着被传输的信号在信道中进行长经过调制后的载波携带着被传输的信号在信道中进行长距离传输，到达目的地时，接收方再把载波所携带的信号距离传输，到达目的地时，接收方再把载波所携带的信号检测出来恢复为原始信号的形式，这个过程称为检测出来恢复为原始信号的形式，这个过程称为“解调解调”，所使用的设备称为所使用的设备称为“解调器解调器”。图图 模拟通信与调制解调器模拟通信与调制解调器1718 通信系统中，传输线路的成本占整个系统相当通信系统中，传输线路的成本占整个系统相当大的份额。为了提高传输线路的利用率，采取的措大的份额。为了

8、提高传输线路的利用率，采取的措施是使多路数据传输合用一条传输线。这就是多路施是使多路数据传输合用一条传输线。这就是多路复用技术。复用技术。 19 20 21交换技术 电路交换通话前经过拨号接通双方的线路（建立一条物理通路），通话后再释放（拆线） 分组交换计算机需要传输的信息预先都划分为若干个数据包(ptcket，简称包，也称为分组)，以包为单位在网络中传输，到达目的地计算机后，再把这些包拼装恢复为原先的形式。 （P158）22分组交换机与存储转发 分组交换机或包交换机(packet switch) 分组交换机的基本工作模式是“存储转发”。每当交换机收到一个包后，检查该数据包的目的地地址，决定应

9、该送到哪个端口进行发送。考虑到往往会有许多包必须在同一端口发送，包交换机的每个端口都有一个缓冲区(队列)，需要发送的包都存放在该端口的缓冲区中，端口每发送完一个包，就从缓冲区队列中提取下一个包进行发送。23分组交换机与存储转发 存储转发技术的优点 存储转发技术使包交换机能对同时到达的许多包进行处理，而不会发生冲突 能使数据包以硬件容许的最快速度在网络中进行传送。 转发表 公用分组交换网、局域网、蜂窝移动通信系统中也采用了分组交换技术，包格式和计算机编址方案不同。24计算机网络是利用通信设备和网络软件，把地理计算机网络是利用通信设备和网络软件，把地理位置分散且功能独立的多台计算机（或其他智能设备

10、）位置分散且功能独立的多台计算机（或其他智能设备）以相互共享资源和进行信息传递为目的连接起来的一以相互共享资源和进行信息传递为目的连接起来的一个系统。个系统。计算机网络是一种数据通信系统，计算机之间传计算机网络是一种数据通信系统，计算机之间传输的都是二进制形式的数据。输的都是二进制形式的数据。 25( (1)1)数据通信：数据通信：电子邮件、网上聊天、收发传真、打电子邮件、网上聊天、收发传真、打IPIP电电话、召开视频会议等。话、召开视频会议等。(2)(2)资源共享：资源共享：共享整个计算机网络中的全部软件、硬件、共享整个计算机网络中的全部软件、硬件、数据等资源。如使用浏览器浏览和下载远程数据

11、等资源。如使用浏览器浏览和下载远程WEBWEB网站上的网站上的信息、访问其他计算机中的文件等。信息、访问其他计算机中的文件等。(3)(3)实现分布式的信息处理：实现分布式的信息处理：实现分散在网络中的多台实现分散在网络中的多台计算机合作完成一项大型信息处理任务。计算机合作完成一项大型信息处理任务。(4)(4)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： 互为后备；可将负荷重的计算机的部分任务分配给较空互为后备；可将负荷重的计算机的部分任务分配给较空闲的计算机去完成。闲的计算机去完成。26 按按传输介质传输介质分：有线网和无线网。分：有线网和无线网。 按按使用性质使用性质分：

12、公用网和专用网。分：公用网和专用网。 按按使用对象使用对象分：企业网、政府网、金融网和校园网等。分：企业网、政府网、金融网和校园网等。 按按使用的协议使用的协议分：分：TCP/IPTCP/IP网、网、SNASNA网、网、IPXIPX网等。网等。 按按作用范围作用范围分：局域网、广域网、城市网（城域网）分：局域网、广域网、城市网（城域网） 局域网（局域网（LANLAN）-专用高速通信线路；一幢楼房、一专用高速通信线路；一幢楼房、一个单位、一个小区；个单位、一个小区； 广域网（广域网（WANWAN）-相距遥远；几十公里到几千公里相距遥远；几十公里到几千公里 城域网（城域网（MANMAN）-介于广域

13、网与局域网之间，作用范介于广域网与局域网之间，作用范围是一个城市；围是一个城市；5km-50km5km-50km27 计算机计算机 数据通信链路数据通信链路 网络协议网络协议 网络操作系统和网络应用软件网络操作系统和网络应用软件网络操作系统（网络操作系统（NOS）是指运行在服务器上的、提供网络资源共享功能并负责管理）是指运行在服务器上的、提供网络资源共享功能并负责管理整个网络的一种操作系统，有时也称作服务器操作系统。目前使用的网络操作系整个网络的一种操作系统，有时也称作服务器操作系统。目前使用的网络操作系统主要有三类：统主要有三类： Windows版版：Windows NT Server 、W

14、indows 2000 Server以及最新的以及最新的Windows Server 2003R2等。一般用于中低档服务器中。等。一般用于中低档服务器中。 UNIX:如如UNIX SVR4.2稳定性和安全性好，可用于大型的网站。稳定性和安全性好，可用于大型的网站。Linux:新型的网络操作系统新型的网络操作系统（4）数据传输速率与带宽 数据传输速率(简称数据速率, data rate) 指实际进行数据传输时单位时间内传送的二进位数目 计量单位： “比特/秒”(bps) 、“千比特/秒”(kb/s) 、“兆比特/秒”(Mb/s) 或“吉比特/秒”(Gb/s)等 带宽(也称为信道容量, bandw

15、idth) 数据链路能够达到的最高数据传输速率 误码率(error rate) 指数据传输中规定时间内出错数据占被传输数据总数的比例 端端延迟(end-end delay) 指数据从信源传送到信宿所花费的时间。 与传输介质、传输技术和通信控制设备等有关计算机网络中数据链路的重要性能参数：计算机网络中数据链路的重要性能参数：下面关于通信技术的叙述中，错误的是_。 A任何一个通信系统都有信源、信道和信宿这三个基本组成部分 B为了实现远距离传输信息，在模拟通信和数字通信中均采用载波技术 C为了降低传输信息的成本，在通信中广泛采用多路复用技术 D数字通信系统的一个主要性能参数是信道带宽,它指实际进行数

16、据传输时单位时间内传输的二进位数目题解题解人们往往会用我用的是10M宽带上网来说明白己计算机连网的性能，这里的10M指的是数据通信中的_指标。 A.最高数据传输速率 B.平均数据传输速率 C.每分钟数据流量 D.每分钟IP数据包的数目题解题解31 网络应用中，网络中的计算机可以扮演不同的角色。网络应用中，网络中的计算机可以扮演不同的角色。从共享资源的角度来看，提供共享资源的计算机是从共享资源的角度来看，提供共享资源的计算机是服务服务器器，使用服务器资源的计算机是，使用服务器资源的计算机是工作站工作站（客户机），每（客户机），每一台联网的计算机或者是工作站，或者是服务器，或者一台联网的计算机或者

17、是工作站，或者是服务器，或者两者都是。两者都是。32计算机网络有两种基本的工作模式：计算机网络有两种基本的工作模式： 对等模式对等模式： peer-to-peer，简称，简称P2P每台计算机既可作工作站也每台计算机既可作工作站也可作服务器；一般限于小型网络，性能不高，安全性也较可作服务器；一般限于小型网络，性能不高，安全性也较差差。文件共享：BitTorrent(BT下载)，eMule(电驴)，迅雷即时通信：QQ、MSN Messenger流媒体服务： Skype（网络IP电话）对等协同计算 33计算机网络有两种基本的工作模式：计算机网络有两种基本的工作模式：客户客户/服务器模式服务器模式（

18、Client/Server，简称，简称C/S ）：）：工作站与服务工作站与服务器（专门设计的性能较高的计算机）固定器（专门设计的性能较高的计算机）固定。服务器大多是一些专门设计的性能较高的计算机，并发处理能力强，存储容量大，网络数据传输速率高服务器按用途分为：Web服务器、打印服务器、邮件服务器、文件服务器、数据库服务器等344.2.2 局域网的基本原理局域网的基本原理35局域网局域网(LAN)的特点与组成的特点与组成 n单位自建自管，地理范围有限单位自建自管，地理范围有限n使用专门铺设的传输介质进行使用专门铺设的传输介质进行连网连网n数据传输速率高数据传输速率高(10Mbps10Gbps)、

19、延迟时间短、延迟时间短n数据传输误码率低数据传输误码率低(10-810-11)路由器路由器防火墙防火墙服务器服务器共享共享打印机打印机局域网局域网集线器集线器/交换机交换机广域网广域网广域网广域网双绞线、同轴电缆、光双绞线、同轴电缆、光纤或者无线电波纤或者无线电波连接的每台设备都装有网络接连接的每台设备都装有网络接口卡口卡(网卡网卡)，计算机通过网卡，计算机通过网卡和传输介质相互连接和传输介质相互连接计算机计算机36局域网的数据传输方法局域网的数据传输方法n网络上的每个网络上的每个节点节点（如工作站、服务器、打印机等），（如工作站、服务器、打印机等），都是数据传输的都是数据传输的“源源”或者或

20、者“目的地目的地”n介质访问地址介质访问地址(MAC地址地址)：为了相互区别，局域网中：为了相互区别，局域网中的的每个节点都有一个惟一的地址每个节点都有一个惟一的地址，称为，称为MAC地址，地址，MAC地址使用地址使用48位位表示表示n数据传输方法：数据传输方法：n采用采用时分多路复用时分多路复用技术，多个节点共享传输介质技术，多个节点共享传输介质n不允许任何节点连续传输任意长的数据，必须把要传输的数不允许任何节点连续传输任意长的数据，必须把要传输的数据分成小块（称为据分成小块（称为“帧帧”，frame），每个节点每次只传输），每个节点每次只传输一个帧，确保任何节点都有传输数据的机会一个帧，确

21、保任何节点都有传输数据的机会37局域网数据帧的格式局域网数据帧的格式 有效载荷有效载荷(传输的数据传输的数据)校验校验信息信息发送节点发送节点MAC地址地址接收节点接收节点MAC地址地址发给哪一台计发给哪一台计算机？算机？校验信息随同数据一起进行传校验信息随同数据一起进行传输，供接收节点在收到数据之输，供接收节点在收到数据之后验证数据传输是否正确后验证数据传输是否正确哪一台计算机发哪一台计算机发送的数据帧送的数据帧需要传输的数据，如程序、需要传输的数据，如程序、邮件、邮件、MP3音乐等音乐等 不同类型的局域网，数据帧的格式各不相同：不同类型的局域网，数据帧的格式各不相同： MAC地址的长度不同

22、地址的长度不同 有效载荷的最大长度限制不同有效载荷的最大长度限制不同 使用的校验方法不同使用的校验方法不同 其它组成部分其它组成部分38网卡网卡（网络接口卡（网络接口卡）n网卡就是计算机的网卡就是计算机的网络通信控制器网络通信控制器n网卡的任务：负责发送数据和接收数据网卡的任务：负责发送数据和接收数据网卡及其安装网卡及其安装笔记本电脑使用的网卡笔记本电脑使用的网卡n网络中每个节点网络中每个节点( (工作站或服务器工作站或服务器) )都必须安装网卡都必须安装网卡，不同类型，不同类型的网络，需安装使用不同类型的网卡的网络，需安装使用不同类型的网卡n由于芯片组集成度的提高，现在网卡的功能大多已集成在

23、芯片由于芯片组集成度的提高，现在网卡的功能大多已集成在芯片组中，即所谓的组中，即所谓的“集成网卡集成网卡”39网卡的具体功能网卡的具体功能1 在计算机与网络之间建立一个通信链路在计算机与网络之间建立一个通信链路(link)，通过传输介，通过传输介质发送信息和接收信息质发送信息和接收信息2 将数据分成将数据分成帧帧(frame)、以、以帧帧为单位发送和接收信息为单位发送和接收信息3 将计算机的输出转换为适合网络传输的信号将计算机的输出转换为适合网络传输的信号(并串转换、并串转换、码型转换、电平转换码型转换、电平转换)n每块网卡均由生产厂家分配一个全球惟一的每块网卡均由生产厂家分配一个全球惟一的M

24、AC地址，该地址，该地址就是使用这块网卡的节点地址就是使用这块网卡的节点MAC地址地址网卡转换成串行网卡转换成串行信号通过网线发信号通过网线发送到网络送到网络计算机需发送的信息计算机需发送的信息以并行方式送至网卡以并行方式送至网卡404.2.3 常用局域网常用局域网近几年局域网技术的变化与发展方向是：近几年局域网技术的变化与发展方向是： 技术单一化（交换式以太网）技术单一化（交换式以太网） 传输高速化（千兆网、万兆网）传输高速化（千兆网、万兆网） 主干采用树形结构主干采用树形结构 无线局域网（无线局域网（WLAN）开始普及）开始普及41局域网的类型局域网的类型n按传输介质可分为：有线网和无线网

25、按传输介质可分为：有线网和无线网n按网络中设备互连的拓扑结构可分为：按网络中设备互连的拓扑结构可分为：n总线网、环形网、星型网、混合网等总线网、环形网、星型网、混合网等总线结构环型结构星型结构n 按传输介质使用的访问控制方法可分为：按传输介质使用的访问控制方法可分为：以太网（广泛使用）、以太网（广泛使用）、FDDI网、令牌网（后两种已很少使用）网、令牌网（后两种已很少使用）42不同局域网采用不同的拓扑结构不同局域网采用不同的拓扑结构总线型局域网总线型局域网环型局域网环型局域网星型局域网星型局域网树形局域网树形局域网(令牌网、令牌网、FDDI)(交换式以太网交换式以太网)(共享总线以太网共享总线

26、以太网)(千兆千兆/万兆以太网万兆以太网)43常用局域网之常用局域网之1：共享式：共享式以太网以太网n以共享式集线器以共享式集线器(hub)为中心，为中心，每个节点通过每个节点通过以太网卡以太网卡和和双绞线双绞线连接到集线器的一个端口，通过集线器与其他节点连接到集线器的一个端口，通过集线器与其他节点相互通信相互通信n最早使用的一种以太网最早使用的一种以太网，总线式拓扑结构总线式拓扑结构 集线器集线器ABCD把一个端口接收到的帧把一个端口接收到的帧以以广播方式广播方式向所有端口向所有端口分发出去，并对信号进分发出去，并对信号进行放大，以扩大网络的行放大，以扩大网络的传输距离，起着中继器传输距离，

27、起着中继器的作用的作用 有效载荷有效载荷(传输的数据传输的数据)校验校验信息信息发送节点发送节点MAC地址地址接收节点接收节点MAC地址地址AD(以太网数据帧以太网数据帧)44常见局域网之常见局域网之2：交换式：交换式以太网以太网n以以太网交换机以以太网交换机(Ethiernet Switcher)为中心为中心构成构成n交换机是一种高速电子开关，交换机是一种高速电子开关，连接在交换机上的所有节点连接在交换机上的所有节点均可同时相互通信均可同时相互通信n采用采用星形拓扑结构星形拓扑结构共享式以太网共享式以太网交换式以太网交换式以太网Hub向所有节点发送数据帧，由节点选择向所有节点发送数据帧，由节

28、点选择接收接收Switcher按按MAC地址将数据帧直接发送地址将数据帧直接发送给指定的节点给指定的节点1次只允许次只允许1对节点进行数据帧的传输对节点进行数据帧的传输允许多对节点同时进行数据帧的传输允许多对节点同时进行数据帧的传输总线式拓扑结构总线式拓扑结构星形拓扑结构星形拓扑结构所有节点共享一定的带宽所有节点共享一定的带宽每个节点各自独享一定的带宽每个节点各自独享一定的带宽 交换式交换式 集线器集线器12345645常见局域网之常见局域网之3：千：千(万万)兆位以太网兆位以太网Web服务器服务器邮件服务器邮件服务器数据库服务器数据库服务器网管工作站网管工作站防火墙防火墙千兆千兆交换机交换机

29、路由器路由器光缆光缆光缆光缆光缆光缆光缆光缆双绞线双绞线百兆百兆交换机交换机双绞线双绞线光缆光缆光缆光缆网络信息中心网络信息中心双绞线双绞线教学楼教学楼图书馆图书馆化学楼化学楼物理楼物理楼实验室实验室万兆万兆交换机交换机不同速率的以太不同速率的以太网交换机可以按网交换机可以按层次方式互相连层次方式互相连接起来，构成接起来，构成“校校院系院系室、室、组组”的多层次的的多层次的局域网局域网传输介质传输介质(光纤光纤)的的长度可达长度可达几公里几公里46以太网以太网使用的传输介质使用的传输介质n同轴电缆（早期使用）同轴电缆（早期使用）速率为速率为10Mbps 的的以太网，以太网，价格高价格高n双绞线

30、（双绞线（5类线）类线） 大量用于速率为大量用于速率为10Mbps和和100Mbps的的以太网以太网n光纤光纤用于速率为千兆用于速率为千兆(1Gbps)以以太网和万兆太网和万兆(10Gbps)以太以太网网双绞线和双绞线和RJ45插头插头(水晶头水晶头)是目前以太网使用最多的是目前以太网使用最多的传输介质传输介质47以太网以太网使用的网卡使用的网卡n功能：功能：n按照以太网的传输协议按照以太网的传输协议(IEEE 802.3 标准标准)，实现计算机之间的数据通信，实现计算机之间的数据通信n按传输速率分为：按传输速率分为：n10 Mbps 网卡网卡(10Base-T)n100 Mbps 网卡网卡(

31、100Base-T )n10/100 Mbps 自适应网卡自适应网卡 n1000 Mbps 网卡网卡 n按产品形态分为：按产品形态分为：n独立网卡独立网卡n集成网卡集成网卡(由芯片组实现网卡功能由芯片组实现网卡功能)笔记本电脑使用的网卡笔记本电脑使用的网卡台式机使用的网卡台式机使用的网卡48交换式以太网与共享式以太网在技术上交换式以太网与共享式以太网在技术上有许多相同之处，下面叙述中错误的是有许多相同之处，下面叙述中错误的是_。 A、使用的传输介质相同、使用的传输介质相同 B、网络拓扑结构相同网络拓扑结构相同 C、传输的信息帧格式相同、传输的信息帧格式相同 D、使用的网卡相同、使用的网卡相同

32、题解题解49常见局域网之常见局域网之4:无线局域网无线局域网 n无线局域网使用的传输介质无线局域网使用的传输介质主要是主要是2.4GHz和和5.8 GHz两个频段无线电波两个频段无线电波n无线局域网使用通信协议：无线局域网使用通信协议：802.11标准标准(Wi-Fi)50无线局域网的构建无线局域网的构建n无线局域网使用无线局域网使用无线网卡、无线接入点等设备无线网卡、无线接入点等设备构建构建n无线网卡传输速率有无线网卡传输速率有11Mbps、54Mbps或或108Mbps集线器集线器 无线接入点无线接入点无线接入点无线接入点无线网卡无线网卡使用扩频方式通信，具有抗干扰、抗使用扩频方式通信，具

33、有抗干扰、抗噪声能力。室外覆盖距离通常可达噪声能力。室外覆盖距离通常可达100300米，室内一般为米，室内一般为30米左右米左右每个无线节点每个无线节点都需要有都需要有1块块无线网卡无线网卡51无线局域网的构建无线局域网的构建n无线局域网还不能完全脱离有线网路，只是有线网络的补充无线局域网还不能完全脱离有线网路，只是有线网络的补充n“迅驰迅驰”标记：表示使用了标记：表示使用了Intel公司的低功耗移动公司的低功耗移动CPU和相和相应的芯片组以及集成的无线网卡，可实现无线局域网连接应的芯片组以及集成的无线网卡，可实现无线局域网连接n无线接入点无线接入点（WAP或或AP）：实际就是一个无线交换机或

34、无线）：实际就是一个无线交换机或无线Hub，相当于手机通信中的，相当于手机通信中的“基站基站”。n蓝牙蓝牙（bluetooth）构建无线局域网的另一种技术构建无线局域网的另一种技术n短距离、低速率、低成本的无线通信技术短距离、低速率、低成本的无线通信技术n最高数据传输速率可达最高数据传输速率可达1Mbps(有效传输速率为有效传输速率为721kbps)n传输距离在传输距离在10m以内以内n适合于构成一个无线个人区域网络（适合于构成一个无线个人区域网络（WPAN）52小结：几种以太网的比较小结：几种以太网的比较名称名称网络速率网络速率物理层物理层数据链路层数据链路层共享式以共享式以太网太网10 M

35、bps10 Mbps5 5类双绞线类双绞线,100m,100m总线拓扑总线拓扑, ,广播通广播通信信MACMAC帧，帧，MACMAC地址地址CSMA/CDCSMA/CD交换式交换式以太网以太网1010100100MbpsMbps5 5类双绞线或光纤类双绞线或光纤, , 100m,100m,星形拓扑星形拓扑MACMAC帧，帧，MACMAC地址地址千千( (万万) )兆兆以太网以太网1 110 10 GbpsGbps光纤，或光纤，或4 4对对5 5类线，类线，星形拓扑星形拓扑MACMAC帧，帧，MACMAC地址地址半双工方式下使用半双工方式下使用 CSMA /CD CSMA /CD 协议协议无线无

36、线局域网局域网11,54,10811,54,108MbpsMbps无线电波（无线电波（5.8GHz5.8GHz或或2.4GHz2.4GHz频段）频段）MACMAC帧，帧，MACMAC地址地址53在下列关于无线局域网的叙述中，错误在下列关于无线局域网的叙述中，错误的是的是_。 A.在无线局域网中，无线接入点实际上是一种无在无线局域网中，无线接入点实际上是一种无线交换机，在室内覆盖距离可达几十米线交换机，在室内覆盖距离可达几十米 B.目前无线局域网可采用的协议有目前无线局域网可采用的协议有Wi-Fi和蓝牙等，和蓝牙等，后者的数据传输速率比前者后者的数据传输速率比前者更高更高 C.若某电脑贴有若某电

37、脑贴有Intel公司的公司的Centrino(迅驰迅驰)标记，标记，则该电脑应有集成的无线网卡则该电脑应有集成的无线网卡 D.无线网卡有多种类型，例如无线网卡有多种类型，例如PCI无线网卡、无线网卡、USB无线网卡等无线网卡等题解题解54在下列有关最常见局域网、网络设备以在下列有关最常见局域网、网络设备以及相关技术的叙述中，错误的是及相关技术的叙述中，错误的是_。 A、以太网是最常用的一种局域网，它可以采用总、以太网是最常用的一种局域网，它可以采用总线结构线结构 B、每个以太网网卡的介质访问地址（、每个以太网网卡的介质访问地址（MAC地址）地址）是全球惟一的是全球惟一的 C、无线局域网一般采用

38、无线电波或红外线进行数、无线局域网一般采用无线电波或红外线进行数据通信据通信 D、“蓝牙蓝牙”是一种远距离无线通信的技术标准，是一种远距离无线通信的技术标准，适用于山区住户组建局域网适用于山区住户组建局域网 题解题解554.3 因特网的组成因特网的组成4.3.1 网络分层结构与网络分层结构与TCP/IP 协议协议4.3.2 IP协议协议与路由器与路由器4.3.3 因特网的发展及因特网的发展及结构结构4.3.4 因特网的因特网的接入接入564.3.1 网络分层结构与网络分层结构与TCP/IP协议协议（1）网络的分层结构）网络的分层结构（2）TCP/IP网络协议网络协议57(1) 网络的分层结构网

39、络的分层结构58文件处理模块主机 甲主机 乙文件处理模块通信服务模块通信服务模块网络接入模块网络接入模块 物理通信网络网络接口网络接口计算机网络为什么要划分层次？计算机网络为什么要划分层次？例：主机甲通过网络向主机乙传送一个文件，甲乙双方均划例：主机甲通过网络向主机乙传送一个文件，甲乙双方均划分为三层，其分工为：分为三层，其分工为：从指定位置处从指定位置处读出文件，然读出文件，然后交给下层模后交给下层模块进行发送块进行发送把 文 件 保把 文 件 保存 到 指 定存 到 指 定的 文 件 夹的 文 件 夹中中将文件分成一将文件分成一个个包，交给个个包，交给下层模块传输下层模块传输将一个个包将一

40、个个包组装成文件组装成文件负责完成与具体物理网络负责完成与具体物理网络的接口，将数据包转换成的接口，将数据包转换成帧，按帧在物理网上传输帧，按帧在物理网上传输从物理网上接收帧，将从物理网上接收帧，将数据帧转换成数据包数据帧转换成数据包59计算机网络分层的优点计算机网络分层的优点 n优点：优点：n各层之间是独立的各层之间是独立的n灵活性好灵活性好n结构上可分割开结构上可分割开n易于实现和维护易于实现和维护n能促进标准化工作能促进标准化工作n划分为多少层？划分为多少层？n若层数太少，就会使每一层太复杂。若层数太少，就会使每一层太复杂。n若层数太多，描述和综合各层功能时太繁琐若层数太多，描述和综合各

41、层功能时太繁琐国际标准国际标准（7层）层）因特网标准因特网标准（4层）层）60(2) TCP/IP协议协议 计算机网络的分层结构中，不同计算机的同一层必须共同遵循相同的规则和约定，才能正确地进行数据通信，这些规则和约定就是网络协议网络协议 现在大多数局域网和因特网，都采用发源于美国国防部的TCP/IPTCP/IP协议系列协议系列 61网络互连问题网络互连问题n为了把不同类型的网络互连成为一个巨大而统一为了把不同类型的网络互连成为一个巨大而统一的网络，允许网络中的所有计算机均可相互进行的网络，允许网络中的所有计算机均可相互进行通信，必须解决：通信，必须解决：n所有计算机应统一编址所有计算机应统一

42、编址n传输的数据包格式应该统一传输的数据包格式应该统一n(b) 用户所看到的网络用户所看到的网络统一的计算机网统一的计算机网络络EthernetFDDIATM(a) 实际的物理网络实际的物理网络IP路由器路由器n 解决方案：解决方案：统一采用统一采用TCP/IP协议进行网络互连！协议进行网络互连！62什么是什么是TCP/IP协议？协议？nTCP/IP是网络互连的工业标准，它包含了是网络互连的工业标准，它包含了100多个协议，其中：多个协议，其中：TCP（传输控制协议（传输控制协议)和和IP(网络互连协议网络互连协议)是两个最基本、最是两个最基本、最重要的协议重要的协议4321网络接口和硬件层网

43、络接口和硬件层(以太网以太网, FDDI, X.25, ATM等等)网络互连层（网络互连层（IP）传输层（传输层（TCP或或UDP）应用层应用层(SMTP, HTTP, FTP等等)如电子邮件、如电子邮件、HTML文文档等应用数据档等应用数据应用数据转换为应用数据转换为1个或多个个或多个TCP数据段或数据段或UDP数据段数据段TCP或或UDP数据报封装为数据报封装为IP数据报数据报IP数据报封装为以太网信息帧数据报封装为以太网信息帧或或ATM信元后进行传输信元后进行传输负责把数据封装为负责把数据封装为TCP或或UDP数据报，数据报，在两个应用程序之间传送数据在两个应用程序之间传送数据负责把数据

44、封装为负责把数据封装为IP数据数据报，并负责把报，并负责把IP数据报从数据报从发送方计算机通过物理网发送方计算机通过物理网络传送到接受方计算机络传送到接受方计算机负责将负责将IP数据报封装成能在物理数据报封装成能在物理网络（局域网、广域网）中传输网络（局域网、广域网）中传输的帧，并进行传输的帧，并进行传输应用程序应用程序与应用程与应用程序之间通序之间通信时使用信时使用的协议的协议63例例: 浏览网页时使用的浏览网页时使用的TCP/IP协议协议4321网络接口和硬件层网络接口和硬件层(以太网以太网)网络互连层（网络互连层（IP）传输层（传输层（TCP协议）协议） 应用层应用层(HTTP协议协议)

45、 HTML文档（网页）文档（网页） HTML文档转换为多个文档转换为多个 TCP数据报数据报 TCP数据报封装为数据报封装为IP数据数据报报 IP数据报封装为以太网信息帧数据报封装为以太网信息帧 进行传输进行传输浏览器使浏览器使用用HTTP协协议向议向Web服务器请服务器请求网页求网页网页所对应的网页所对应的HTML文档拆分并封装文档拆分并封装为若干个为若干个TCP数据报，由数据报，由Web服务服务器一个一个地进行发送器一个一个地进行发送负责把每个负责把每个TCP报封装为报封装为IP数数据报，在路由器之间进行传送，据报，在路由器之间进行传送，直到目的计算机所在局域网连直到目的计算机所在局域网连

46、接的路由器为止接的路由器为止路由器负责将路由器负责将IP数据报数据报封装成以太网帧，在局封装成以太网帧，在局域网中传输给浏览器域网中传输给浏览器64因特网上有许多不同结构的局域网和因特网上有许多不同结构的局域网和广域网互相连接在一起，它们能相互广域网互相连接在一起，它们能相互通信并协调工作的基础是因为都采用通信并协调工作的基础是因为都采用了了_。 A、ATM协议协议 B、TCP/lP协议协议 C、X.25协议协议 D、NetBIOS协议协议题解题解65TCP/IPTCP/IP协议的主要特点协议的主要特点n适用于多种异构网络的互连适用于多种异构网络的互连n确保可靠的端到端通信确保可靠的端到端通信

47、n与操作系统紧密结合与操作系统紧密结合nTCP/IP既支持面向连接服务，也支持无连接既支持面向连接服务，也支持无连接服务，两者并重服务，两者并重664.3.3 IP协议与路由器协议与路由器（1）IP地址地址（2）IP数据报数据报（3）路由器）路由器67异构网络的互连技术异构网络的互连技术n网络互连的基本构件：网络互连的基本构件：n各种不同类型的局域网和广各种不同类型的局域网和广域网域网n必须解决的问题：必须解决的问题：1)1)所有计算机应统一编址所有计算机应统一编址2)2)传输的数据包格式应该统一传输的数据包格式应该统一n解决方案：解决方案：nTCP/IP协议系列中的网络互协议系列中的网络互连

48、协议连协议IP协议（协议（IP地址地址和和IP数据报）数据报）n使用的网络互连设备：使用的网络互连设备：n路由器路由器TCP/IPEthernetFDDICSMA/CD10M-10G令牌令牌100MATM面向连接面向连接100M-2GX.25（光纤、微波、卫星、同轴、电话、双绞线）（光纤、微波、卫星、同轴、电话、双绞线）虚电路虚电路广域网广域网局域网局域网路由器路由器路由器路由器路由器路由器局域网局域网主机主机A主机主机C主机主机D主机主机B局域网局域网68（1）IP地址地址因特网主机统一编址因特网主机统一编址 n因特网上的每台计算机使用因特网上的每台计算机使用“IP地址地址”作为其标识作为其

49、标识nIP地址的特点：地址的特点：n惟一性：网络上的每台计算机都有一个惟一性：网络上的每台计算机都有一个与众不同的惟一的与众不同的惟一的IP地址地址n简明性：所有地址的长度都是简明性：所有地址的长度都是32个二进位个二进位nIP地址的格式：包含地址的格式：包含类型号类型号、网络号网络号和和主机号主机号 3个部分个部分主机号（主机号（2424位）位）网络号网络号0 0主机号主机号(8(8位位) )网络号网络号0 01 11 1主机号（主机号（1616位）位）网络号网络号0 01 1指明计算机所指明计算机所属网络的编号属网络的编号指明计算机在该指明计算机在该网络中的编号网络中的编号指明该指明该IP

50、地址的类型：分为地址的类型：分为A, B, C, D, E五类五类IP地址地址695类类IP地址的具体格式地址的具体格式0 1 2 3 4 31011 1组播地址组播地址D类类0 1 2 3 4 311111备用备用E类类00 1 8 16 31网络号网络号主机号主机号A类类（超大型网络（超大型网络, 拥有大量主机拥有大量主机(16 777 214)，只有不超过，只有不超过126个网络可获得个网络可获得A类地址）类地址）0 1 2 16 3101网络号网络号主机号主机号B类类（规模适中的网络（规模适中的网络(65 534台主机台主机)使用使用B类地址，首字节大于等于类地址，首字节大于等于128

51、但小于但小于192 ）0 1 2 3 24 3101 1网络号网络号主机号主机号C类类（用于主机不超过（用于主机不超过254台的小型网络，其台的小型网络，其IP地址的首字节大于等于地址的首字节大于等于192但小于但小于224 ）70IP地址分五类，地址分五类，_适用于少数的适用于少数的拥有大量主机的大规模网络来使用的。拥有大量主机的大规模网络来使用的。 A、A类类 B、B类类 C、C类类 D、D类类 题解题解71IP地址的地址的“点分十进制点分十进制”表示表示nIP地址是一个地址是一个32位的地址码，书写和记忆很不方便位的地址码，书写和记忆很不方便n“点分十进制点分十进制”表示：用表示：用4个

52、十进制数来表示一个个十进制数来表示一个IP地址，每个地址，每个十进制数对应十进制数对应 IP地址中的地址中的8位位(1个字节个字节)，相互间用小数点，相互间用小数点 “ ” 隔开。隔开。 例如：例如：800011010 00001010 00100011 00110000A类地址类地址810000010 00011000 00100011 01000100B类地址类地址211000110 01110111 00010111 00001100C类地址类地址点分十进制表示点分十进制表示 二进制表示二进制表示 IP地址类型地址类型IP

53、地址地址 首字节取值首字节取值 网络号取值网络号取值 举举 例例 A类类 1 126 1 126 42B类类 128 191 128.0 191.255 1C类类 192 223 192.0.0 223.255.255 2nA、B、C三类三类IP地址的十进制表示：地址的十进制表示：72网络类型、网络号和网络类型、网络号和IP地址举例地址举例15710.

54、0.0.495红色表示红色表示网络号网络号主机主机IP地址地址主机主机IP地址地址主机主机IP地址地址主机主机IP地址地址A类网络类网络C类网络类网络路由器路由器路由器路由器路由器路由器B类网络类网络B类网络类网络73IP地址点分十进制表示形式：地址点分十进制表示形式：XXX .XXX .XXX .XXXn XXX 取值范围：取值范围：0 255考点：合法的主机考点：合法的主机IP地址问题地址问题IP地址地址 网络号取值网络号取值 主机号取值主机号取值 举举 例例 A类类 1 126 0.0.0或或255.255.255 或或61.255

55、.255.255B类类 128 .0 191.255 0.0 或或 255.255 或或55C类类 192.0.0 223.255.255 0或或255 或或55nA、B、C三类特殊三类特殊IP地址从不分配给任何主机使用：地址从不分配给任何主机使用：两个特殊的两个特殊的IP地址：地址：主机号为主机号为“全全0”的的IP地址，称为网络地址，用来表示整个一个网络地址，称为网络地址，用来表示整个一个网络主机号为主机号为“全全1”的的IP地址，称为直接广播地址，指整个网络中的所有主机地址，称为直接广播地址，指整

56、个网络中的所有主机74下面地址中那些不能作为下面地址中那些不能作为Internet上主机上主机的的IP地址？地址？ A、55 B、55 C、21.256.33.48 D、 E、 F、7题解题解75关于子网掩码关于子网掩码n所谓子网，就是把标准所谓子网，就是把标准IP地址中的地址号进一步划分成地址中的地址号进一步划分成“子网号子网号”和和“主机号主机号”两部分。两部分。n如何如何从主机从主机IP地址中得到该主机所在子网的网络号地址中得到该主机所在子网的网络号呢？呢？ 使用子网掩码使用子网掩码n

57、三类三类IP地址的地址的默认子网掩码：默认子网掩码： A类地址类地址: B类地址：类地址： C类地址类地址: n例：例：n若某主机若某主机IP地址为：地址为：2（C类地址）类地址） 它的子网掩码为：它的子网掩码为：n两者的二进制码进行逻辑乘，两者的二进制码进行逻辑乘，n其结果就是网络号为：其结果就是网络号为： （前（前24位）位）76（2）IP数据报数据报n相互连接的异构网络，它们使用的数据包（或帧）格式互不兼容，因此不能相互连接的异构网络，它们使用的

58、数据包（或帧）格式互不兼容，因此不能直接将一个网络送来的包传送给另一个网络直接将一个网络送来的包传送给另一个网络n解决方法：解决方法：IP协议定义了一种独立于各种物理网的统一的数据包格式，称为协议定义了一种独立于各种物理网的统一的数据包格式，称为IP数据报（数据报（IP datagram）nIPv4数据报格式：数据报格式：数据数据( ( 最少最少1B1B，包含头部最大，包含头部最大64KB64KB）接收接收IPIP数据报的主机数据报的主机IPIP地址地址32bit32bit发送发送IPIP数据报的主机数据报的主机IPIP地址地址32bit32bit数据报总长度数据报总长度16bit16bit服

59、务类型服务类型头部长度头部长度版本号版本号标志标志片偏移片偏移13bit头部检验和头部检验和 16bit生成时间生成时间8bit协议协议8bit标识标识16bit可选字段（长度可变）可选字段（长度可变）填充填充源地址和源地址和目的地址目的地址有效载荷有效载荷校验信息校验信息77（3）路由器路由器n路由器是一种能够连接异构网络的路由器是一种能够连接异构网络的分组交换机分组交换机，其作用是：，其作用是：n按照路由表在网络之间按照路由表在网络之间转发转发IPIP数据报数据报n根据需要对根据需要对数据包的格式进行转换数据包的格式进行转换n路由器的路由器的IP地址设置（地址设置（一个路由器通常连接多个网

60、络一个路由器通常连接多个网络）：）：n当路由器某端口连接一个物理网络时，该端口应分配当路由器某端口连接一个物理网络时，该端口应分配IP地址地址n该该端口的端口的IP地址，其网络号必须与所连接物理网络的网络号相同地址，其网络号必须与所连接物理网络的网络号相同n例：例： 57 网络地址网络地址 A类网络类网络网络地址网络地址 B类网络类网络FDDI广域网广域网网络地址网络地址 C类网络类网络R1