计算机网络基础完整版课件全套ppt整本书电子讲义全书ppt电子课件最全教学教程

1、1计算机网络基础2项目一 认识网络环境3学习目标1. 能够认识计算机网络的发展、定义、组成、功能、分类、应用及其发展趋势。2. 能够认识常见的网络设备和传输介质，独立制作网线并将相关的网络设备连接起来。3. 会使用Visio绘制常见的网络拓扑结构图。4. 初步形成良好的合作观念，会进行简单的业务洽谈，具备与用户沟通的能力。5. 初步形成按操作规范进行操作的习惯。6. 初步具备严谨细致的工作态度和追求完美的工作精神 。4项目一 认识网络环境任务1 网络现状调查51.1.1 任务目的及要求基本概念：网络的软、硬件组成；网络功能及其应用；网络的发展趋势等组成调查小组，确定人员分工，设计小组访问调查表

2、格；选择一家有网络的企业或校园网，实地查看并记录企业中的网络组成状况；访问相关人员，了解企业网络使用情况、建设和维护成本，或者通过访问互联网，确定网络软、硬件设备成本；完成调查报告，综述网络给企业带来的利弊。 61.1.2 背景知识1、计算机网络的发展72、计算机网络的定义基于资源共享的观点： 利用通信线路将地理上分散的、 具有独立功能的计算机系统和通信设备按不同的形式连接起来、以功能完善的网络软件实现资源共享和信息传递的复合系统。特征对象：地理位置分散、功能独立的多个计算机系统。方法：通过通信线路连接起来，由功能完善的网络软件将其有机地联系到一起并进行管理。目的：实现信息传送与资源共享83、

3、计算机网络的功能与应用数据通信功能资源共享功能其他功能：高可靠性、均衡负荷、协调运算、分布式处理 9计算机网络主要功能示意图104、计算机网络的组成计算机网络的逻辑组成资源子网：面向用户、负责数据的处理工作 通信子网：数据通信系统，它用于信息交换的网络节点处理器和通信链路组成，主要负责通信处理工作 11因特网的核心部分因特网的边缘部分主机网络路由器12计算机网络的硬件组成 硬件：组成计算机网络的各种物理设备网络主体设备网络连接设备网络传输介质软件：组成计算机网络的各种软件系统 网络协议软件网络通信软件网络操作系统网络管理软件和网络应用软件13计算机网络硬件组成示意图145、计算机网络的分类1）

4、按网络传输技术（1）广播式网络（2）点到点式网络2）按网络所覆盖的地理范围（1）局域网（2）城域网（3）广域网15网络边缘网络核心运行P2P 程序运行P2P 程序D CEF运行P2P 程序运行P2P 程序16176、计算机网络的发展趋势综合化、宽带化、智能化3个规律：摩尔定律、超摩尔定律和联网定律 计算机网络、广播电视网与电信网的三网融合 18三网合一示意图191.1.3 实训操作实训条件具备网络环境的公司或企业或学校。实训内容填写计算机网络使用情况调查表，参考表1-1，体会为什么使用计算机网络，计算机网络的主要作用设计小组调查表格，参考表1-2 实地查看企事业单位中的网络 访问企事业单位信息

5、部技术人员 完成调查报告，给出综述 计算机网络基础20项目一 认识网络环境任务2 认识传输介质211.2.1 任务目的及要求了解计算机网络传输介质的分类；掌握常见传输介质，双绞线、光纤的特性及其应用等。每人制作直通网线、交叉线各1条，会用简单的网线测试工具对制作的网线进行测试。221.2.2 背景知识1、传输介质的分类232、同轴电缆50 同轴电缆（粗缆，传输数字信号）50 同轴电缆（细缆，传输数字信号）75 同轴电缆（有线电视，传输模拟信号）243、双绞线无屏蔽双绞线 UTP (Unshielded Twisted Pair) 屏蔽双绞线 STP (Shielded Twisted Pair

6、)25三种UTP线缆类型及其作用直连线（Straight-through cable） 用于连接计算机与集线器/交换机交叉线（Crossover cable ）用于连接计算机与计算机全反电缆（Rollover cable ）用于连接一台工作站到交换机或路由器的控制端口（Console口），以访问这台交换机或路由器。264、光纤光纤是光导纤维的简称，是一种由石英玻璃纤维或塑料纤维制成的且直径很细、能传导光信号的媒体 2728高折射率(纤芯)低折射率(包层)光线在纤芯中传输的方式是不断地全反射输入脉冲输出脉冲单模光纤输入脉冲输出脉冲多模光纤光纤插头SC插头、ST插头 295、无线传输介质无线电波：

7、802.11系列无线局域网微波：地面微波接力通信、卫星通信 红外线激光301.2.3 实训：网线的制作1、 实训条件水晶头若干只、非屏蔽超5类双绞线若干米、剥线钳、压线钳各1把、电缆测试工具1台 2、操作步骤剥线理线插线压线测试31计算机网络基础32项目一 认识网络环境任务3 认识网络拓扑 331.3.1 任务目的及要求了解计算机网络的拓扑结构类型掌握常见拓扑结构的特性及其应用场合根据给定的网络拓扑图，确定拓扑类型从一个实际的网络结构中绘制相应的网络拓扑结构使用Visio绘图软件设计、绘制相对复杂的网络结构图341.3.2 背景知识1、拓扑结构 网络拓扑结构：用传输介质连接各种设备的物理布局组

8、成：电缆的物理布局，以及在电缆上传送信号所遵循的逻辑路径。分类：总线型、星型、环型、树型和网状等352、分类：（1）总线型总线：所有工作站和其他共享设备（如服务器、打印机）等通过相应的硬件接口连接到的公共信道总线有一定的负载能力，而且总线的长度有一定限制，一条总线只能连接一定数量的节点通信方式：某一时刻只能有一个站点发送数据，另一个站点接收数据 36（2）星型星型拓扑中有一个中心节点，通常采用Hub或者交换机,其他各节点通过各自的线路与中心节点相连,形成辐射型结构在星型网中，各节点间的通信必须通过中心节点作用，所以中心节点产生故障会直接造成整个网络的瘫痪结构简单、易于组网、易于管理37集线器/

9、交换机星形网（3）环型 各节点和通信线路连接形成闭合的环，任何一个节点发出的数据都可以被环上的其他节点接收到由于信息是沿固定方向流动，两个节点间仅有唯一的通路，简化了路径选择的控制 节点过多时，传输效率低，网络响应时间变长；扩充不方便 38干线耦合器环形网（4）树型 树型拓扑结构可以认为是星型拓扑的一种扩展，也称扩展星型拓扑。它采用分层结构，它包括根节点和各分支节点结构比星状复杂，数据在传输中要经过多条链路，时延较大，适用于汇集信息的场合，如需要进行分级管理和收集信息的网络。 393、典型网络拓扑结构分析 40小型校园网解决方案41大型校园网解决方案实现的功能有：网络化多媒体教学、图书馆多媒体

10、访问、多媒体电子阅览、因特网的访问、远程教育、视频会议、学籍管理、行政管理、无纸化办公、对外交流与宣传等。整个网络系统采用了“主干千兆、支干千兆、百兆交换到桌面”的以太网技术，校园网中核心和各个节点以光纤连接，充分满足了应用发展对主干带宽的需求，并能顺利过渡到万兆以太网；在网络出口部署了路由器用以连接至因特网；并且为了充分保证网络的安全性与可靠性，在网络入口处部署了防火墙。硬件系统包括：服务器、交换机、路由器、防火墙、机柜、终端设备等。软件系统包括：系统软件（Windows Sever 2003等）；应用软件（办公自动化系统、教育教学管理系统、图书管理与阅览系统、校园一卡通系统、网上教学与VO

11、D点播系统、校园网站信息管理系统、教学资源及教师备课系统、校园网络安全系统等）。424、Visio软件介绍 431.3.3 操作步骤1实训条件安装有Windows XP操作系统的计算机并安装有Microsoft Visio 2003或2007的软件。2按步骤绘制网络拓扑图44计算机网络基础45项目二 处理计算机网络问题的基本方法 46问题描述小王在一家著名的集团公司从事网络管理工作，该集团公司由5个分公司组成，因公司业务规模扩大，确保信息化办公的正常开展，最近对公司的网络进行了一次网络升级改造。改造完成后，其中一个分公司的网络用户报告说其中一台客户端在调整办公室后无法连接总部的服务器。由于总公

12、司到分公司的路途遥远，小王只能采取电话支持和网络设备远程排错的方法来解决客户端不能访问服务器的故障问题。现假定你就是小王，你怎样指导这位客户解决解决该网络故障问题？47问题分析在网络工程和网络管理中，客户端无法访问网络的情况在企业网络故障中应该是最常见的一种，小王指导该客户，将这台主机搬回到原信息点后就能够访问网络，说明这台客户端的物理链路出现了问题。小王在处理该故障的时候，是将复杂的问题分解成一系列相互衔接的小任务，然后逐一解决，最终到达整个问题的解决，于是网络分层解决问题的方法被认为是最可行的 48学习目标1. 掌握计算机通信协议的基本概念。2. 能够认识OSI模型的产生背景及各层功能3.

13、 掌握 TCP/IP各层功能，OSI模型与TCP/IP模型的区别。 49项目二 处理计算机网络问题的基本方法任务1 TCP/IP协议502.1.1 任务目的及要求掌握协议的基本概念常见的网络通信协议网络通信协议的选择原则针对TCP/IP不同层次协议的功能和特点，在Windows系统上安装TCP/IP协议，利用Windows自带的常见的网络测试工具ping，检测是否正确安装TCP/IP通信协议512.1.2 背景知识 1、协议的基本概念协议（protocol）：通信双方为了实现通信而设计的约定或对话规则协议的优劣直接影响网络的性能网络协议包括语义、语法和同步语法：数据的结构或格式，也就是数据呈现

14、的顺序，定义怎么做语义：语义是比特流的每一部分的意思，定义做什么同步：数据在何时应当发送出去以及数据应当发送得多快，定义何时做52532、Windows系统的三个基本协议 1） NetBEUI协议 NetBEUI(NetBIOS Extended User Interface，用户扩展接口)最初由IBM开发，用于实现PC间相互通信。NetBEUI主要为20到200个工作站的小型局域网设计的，NetBEUI是一个紧凑、快速的非路由广播型协议，用于携带NETBIOS通信。NETBEUI帧中唯一的地址是数据链路层媒体访问控制（MAC）地址，该地址标识了网卡但没有标识网络。不支持多网段网络，也即通常所

15、说的“不可路由”，NetBEUI安装非常简单，不需要进行配置，占用内存最少542） IPX/SPX协议IPX/SPX(Internetwork Packet Exchange/Sequential Packet Exchange)互连网包交换/顺序包交换 ，是由Novell提出的用于客户/服务器相连的网络协议。使用IPX/SPX协议能运行通常需要NetBEUI支持的程序，通过IPX/SPX协议可以跨过路由器访问其他网络 IPX/SPX协议一般可以应用于大型网络（比如Novell）和局域网游戏环境中IPX具有完全的路由能力，可用于大型企业网，它包括32位网络地址，在单个环境中允许有许多路由网络I

16、PX/SPX和TCP/IP的一个显著不同是不使用IP地址，而是使用网卡的物理地址即（MAC）地址553） TCP/IP协议TCP/IP（Transmission Control Protocol/Internet Protocol）传输控制协议/互联网络协议， TCP/IP规范了网络上的所有通信设备，其目的是使不同厂家生产的计算机能够在各种网络环境下通信。TCP/IP是一种可路由的协议，能很容易确定并找到网络上的用户，并支持任意规模的网络，几乎可连接所有的工作站。TCP/IP需要针对不同的网络进行不同的设置，如：“IP地址”，“子网掩码”，“默认网关 ”和“主机名Microsoft公司为了简化

17、TCP/IP在局域网中的设置，在Windows NT中配置了一个动态主机配置协议（DHCP），为客户端自动分配IP地址，简化TCP/IP的设置。 563、协议选择原则 1） 所选协议要与网络结构和功能相一致2） 尽量只选择一种通信协议3） 注意协议的版本4） 协议的一致性572.1.3 实训操作1实训条件装有Windows2003/XP的计算机，Windows2003/XP CD-ROM或者DVD，PCI接口的以太网卡及驱动程序。2按步骤安装TCP/IP协议58计算机网络基础59项目二 处理计算机网络问题的基本方法任务2 协议的配置、协议分析仪分析TCP/IP模型的层次结构 602.2.1 任

18、务目的及要求掌握ISO/OSI参考模型的层次结构和各层功能OSI参考模型中数据的封装和传递TCP/IP体系结构的各层功能和典型协议利用EtherPeek协议分析仪了解层次模型的结构及各层主要协议，学会用EtherPeek协议分析仪捕获数据包的方法612.2.2 背景知识 1、网络的层次结构62Alice要给她的朋友Bob写一封信，Bob最后怎样得到信件？ Alice：撰写信件；封装信件，填写信封；投递信件，交给邮局。 发信局：根据信封上的目的地址的邮编分拣信件，封装成邮包，交给运输部门。 运输部门：根据发信邮局要求将邮包运送到目的地，并交给收信局。 收信局：签发邮包，打开邮包，按信封目的地址分

19、发信件。 Bob：签收邮件，从信封获知是Alice的来信，拆开信封，阅读信件，获取Alice要传递的信息。63信件的传输工作被分为三个层次：用户、邮局和运输部门，每个层次完成各自的任务用户、邮局和运输部门提供的服务运输部门提供运输服务，同时为邮局提供邮包运输服务。 邮局利用运输部门提供的运输服务实现自己的邮件传递功能，为用户提供邮件传输服务。 用户利用邮局的投递服务最终完成通过信件交流信息服务。在分层模型中，每层都是利用下一层提供的传输服务，同时又为上一层提供服务 64用户、邮局和运输部门之间的约定(协议)相邻层的约定如下： 用户邮局约定：邮资、信封填写格式、业务种类等 邮局运输部门约定：运费

20、、到站地点、到站时间等 对等层约定如下： 用户用户约定：信息的表达（语言）、信息的格式（抬头、落款）等 邮局邮局约定：处理流程、包裹标准、运输方式等 运输部门运输部门约定：运输工具、运输时间等 协议是“水平的”，是控制对等实体间通信的规则；服务是“垂直的”，是通过层间接口由下层向上层提供的 65重要术语 实体(entity) 表示任何可发送或接收信息的硬件或软件进程不同节点上位于同一层次、完成相同功能的实体被称为对等（peer to peer）实体协议是控制两个对等实体进行通信的规则的集合 在协议的控制下，两个对等实体间的通信使得本层能够向上一层提供服务要实现本层协议，需要使用下层所提供的服务

21、N层向相邻的高层提供服务，N层向相邻的低层调用服务，相邻的高层协议通过服务访问点(SAP)调用低层协议 66接口数据单元 ( Interface Data Unit，IDU ) 服务数据单元 ( Service Data Unit，SDU ) 协议数据单元 ( Protocol Data Unit，PDU ) 67协 议服 务 用 户提 供 服 务服 务 提 供 者第 n 层第 n + 1 层服 务 用 户SAPSAP层间服务（service）分层通信体系中，下层通信实体（服务提供者）为上层实体（服务用户）提供的通信功能。只规定了做什么，没有规定怎么做。层协议（protocal）分层体系结构中

22、，某层的功能实现方法和方式。通信双方同层的协议必须一致。层协议则规定了本层的功能是如何实现的。如：运输部门向邮局提供运输功能(服务)，但运输部门之间如何运输（轮船、汽车、飞机等），则由双方商定（协议）。68分层的好处（1）各层之间相互独立。（2）灵活性好。（3）各层都可以采用最合适的技术来实现。（4）易于实现和维护。（5）有利于促进标准化。692、网络的体系结构计算机网络的体系结构(architecture)是计算机网络的各层及其协议的集合。 国际标准化组织（International Standard Organization，ISO）制定开发了开放系统互连参考模型（Open System

23、Interconnection / Reference Mode，OSI参考模型）。 美国国防部开发TCP/IP模型 ，TCP/IP模型成为了Internet赖以发展的实际标准（工业标准）。 703、OSI模型 71OSI各层的功能概述 网络通信物理层：实现相邻节点之间二进制数据（比特流）的传输；物理层协议涉及与信号传输相关的机械特性、电气特性、功能特性和规程特性数据链路层：确保数据的可靠传输（基于数据帧）、建立可靠的数据链路级连接；数据链路层协议涉及目的地（物理地址）寻址、网络介质访问、差错控制、流量控制等方面的标准。 网络层：负责从源主机到目的主机的路由（基于数据报），沿着该路径逐节点转发

24、，最终实现跨网络数据传输，即网络互联；网络层协议主要涉及到如何定位主机的网络位置，如何选择传输路径等方面的标准。 “物理层数据链路层网络层”解决了网络上任何两台主机之间的通信问题，无论两台计算机位于网络的什么位置72传输层传输层承上启下，依靠“物理层数据链路层网络层”提供的网络通信功能建立两台主机之间的连接，为“会话层表示层应用层”的应用程序之间的信息交互提供数据传输服务，即建立位于两台主机之上的应用进程之间的传输链路。如果主机上运行多个网络应用程序，如何区分通过网络传送的数据到底属于那个应用进程？为了去不同的网络应用，传输层为每一种网络应用分配唯一的端口号。 73程序交互会话层：会话层是指通

25、信双方一次完整的信息交互，负责发起、维护、终止应用程序之间的通信（会话）；会话层协议涉及传输方式（半双工、全双工）、会话质量（传输延迟、吞吐量等、同步控制等方面的标准。 表示层：表示层负责规定通信双方信息传输时数据的组织方式；表示层协议主要涉及编码（ASCII、EBCDIC）、加密/解密、压缩/解压、格式（声音、图片、图像）等方面的标准。 应用层：应用层负责为网络应用（程序）提供网络通信服务的接口；应用层协议涉及定义网络应用的接口；74相邻层次之间的关系物理层基于传输介质提供的信号（光/电）传输功能，为上层提供二进制数据的传输服务，并屏蔽了物理设备与传输介质的差异。 数据链路层基于物理层提供的

26、物理链路的数据传输功能，为上层提供数据传输服务，并屏蔽了物理传输链路的不可靠性。 网络层基于数据链路提供的可靠传输链路，为上层提供跨网段的数据传输服务，并屏蔽掉了网络路由的过程（寻址）。 传输层基于网络层提供网络通信功能，为上层建立两用户端用程序之间的连接，并屏蔽掉了数据通过网络传输的过程。 高3层基于传输层提供的应用程序的连接，为应用程序提供信息交互。 75示例：计算机 1 向计算机 2 发送数据 765432154321计算机 1AP2AP1计算机 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 PDU示例：计算机 1 向计算机 2 发送数据775432154321计算机 1AP2

27、AP1计算机 2应用层 PDU 再传送到运输层加上运输层首部，成为运输层报文示例：计算机 1 向计算机 2 发送数据785432154321计算机 1AP2AP1计算机 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）示例：计算机 1 向计算机 2 发送数据795432154321计算机 1AP2AP1计算机 2IP 数据报再传送到数据链路层加上链路层首部和尾部，成为数据链路层帧示例：计算机 1 向计算机 2 发送数据805432154321计算机 1AP2AP1计算机 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示例：计算机 1 向计算机 2 发送数

28、据应用层(application layer) 815432154321物理传输媒体计算机 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计算机 2示例：计算机 1 向计算机 2 发送数据825432154321计算机 1AP2AP1计算机 2物理层接收到比特流，上交给数据链路层示例：计算机 1 向计算机 2 发送数据835432154321计算机 1AP2AP1计算机 2数据链路层剥去帧首部和帧尾部取出数据部分，上交给网络层示例：计算机 1 向计算机 2 发送数据845432154321计算机 1AP2AP1计算机 2网络层剥去首部，取出数据部分上交给运输层

29、示例：计算机 1 向计算机 2 发送数据855432154321计算机 1AP2AP1计算机 2运输层剥去首部，取出数据部分上交给应用层示例：计算机 1 向计算机 2 发送数据865432154321计算机 1AP2AP1计算机 2应用层剥去首部，取出应用程序数据上交给应用进程示例：计算机 1 向计算机 2 发送数据875432154321计算机 1AP2AP1计算机 2我收到了 AP1 发来的应用程序数据！示例：计算机 1 向计算机 2 发送数据885432154321计算机 1AP2AP1计算机 2应 用 程 序 数 据应用层首部H510100110100101 比 特 流 1101011

30、10101注意观察加入或剥去首部（尾部）的层次应 用 程 序 数 据H5应 用 程 序 数 据H4H5应 用 程 序 数 据H3H4H5应 用 程 序 数 据H4运输层首部H3网络层首部H2链路层首部T2链路层尾部示例：计算机 1 向计算机 2 发送数据895432154321计算机 1AP2AP1计算机 210100110100101 比 特 流 110101110101计算机 2 的物理层收到比特流后交给数据链路层H2T2H3H4H5应 用 程 序 数 据示例：计算机 1 向计算机 2 发送数据90H3H4H5应 用 程 序 数 据5432154321计算机 1AP2AP1计算机 2数据链

31、路层剥去帧首部和帧尾部后把帧的数据部分交给网络层H2T2H3H4H5应 用 程 序 数 据示例：计算机 1 向计算机 2 发送数据91H4H5应 用 程 序 数 据H3H4H5应 用 程 序 数 据5432154321计算机 1AP2AP1计算机 2网络层剥去分组首部后把分组的数据部分交给运输层示例：计算机 1 向计算机 2 发送数据92H5应 用 程 序 数 据H4H5应 用 程 序 数 据5432154321计算机 1AP2AP1计算机 2运输层剥去报文首部后把报文的数据部分交给应用层示例：计算机 1 向计算机 2 发送数据93应 用 程 序 数 据H5应 用 程 序 数 据5432154

32、321计算机 1AP2AP1计算机 2应用层剥去应用层 PDU 首部后把应用程序数据交给应用进程计算机 1 向计算机 2 发送数据 945432154321计算机 1AP2AP1计算机 2我收到了 AP1 发来的应用程序数据！4、 TCP/IP模型 95TCP/IP模型各层功能及特点 网络接口层 ：仅定义了网络接口；任何已有的数据链路层协议和物理层协议都可以用来支持TCP/IP；如：Ethernet、Token Ring、HDHL、X.25、ATM、PPP、SLIP、ARP、代理ARP、RARP等。 网际（网络）层：把数据报通过最佳路径送到目的端（寻址（IP地址）、路由选择、封包/拆包）；如：

33、IP、ICMP、ARP、RARP、IGMP等传输层：提供进程间（端到端）可靠的传输服务。典型例子：TCP和UDP 应用层：为文件传输、电子邮件、远程登录、网络管理、Web浏览等应用提供了支持；如：FTP、SMTP、POP3、TELNET、HTTP、SNMP、DNS等965、OSI与TCP/IP的比较TCP/IP与OSI/RM层次模型对比976、编址（1）物理地址也叫做链路地址，是节点的地址，由所在的局域网或广域网定义。物理地址含在数据链路层使用的帧中。物理地址是最低一级的地址。物理地址直接管理网络（局域网或广域网）。这种地址的长度和格式是可变的，取决于网络。例如，以太网使用写在网络接口卡（NI

34、C）上的6字节（48位）的物理地址。物理地址可以是单播地址（一个接收者）、多播地址（一组接收者）或广播地址（由网络中的所有系统接收）。98（2）Internet地址Internet地址对于通用的通信服务是必需的，这种通信服务与底层的物理网络无关。因为不同网络可以使用不同的地址格式，所以，需要一种通用的编址系统，用来惟一地标识每一个主机，而不管底层是使用什么样的物理网络。目前Internet的地址是32位地址，可以用来标志连接在Internet上的每一个主机。在Internet上没有两个主机具有同样的IP地址。Internet地址也可以是单播地址（一个接收者）、多播地址（一组接收者）或广播地址（

35、由网络中的所有系统接收）。99（3）端口地址到达目的主机并非在Internet上进行数据通信的最终目的。计算机是多进程设备，即可以在同一时间运行多个进程。Internet通信的最终目的是使一个进程能够和另一个进程通信。例如，计算机A和计算机C使用TELNET进行通信。与此同时，计算机A还和计算机B使用FTP通信。为了能够使不同的进程同时通信，这些进程需要有独立的地址；在TCP/IP体系结构中，给一个进程指派的标号叫做端口地址。TCP/IP中的端口地址是16位长。1007、EtherPeek协议分析仪简介协议分析仪的功能 数据捕获 网络监控 数据显示：几乎所有的协议分析仪都有相同的显示格式 通知

36、 101配置并使用分析仪捕获配置过滤协议过滤器：只捕获包含某一特定协议的报文地址过滤器：针对某些特定主机的数据进行捕获（3） 专家分析（Expert Analysis）：是指一些分析仪所具有的人工智能，他可以使分析仪报告网络中发生的网络故障。（4） 性能评估延迟（Latence）：从事务开始到该事务的第一个响应所经过的时间吞吐量(Throughput)：在一段时间里一个设备传输给另一个设备的通信量1022.2.3 实训操作1、TCP/IP协议的配置操作步骤实训条件：交换机或HUB各1台；两台安装Windows2003/XP的计算机（一台安装有Windows2003，一台安装有Windows X

37、P）；PCI接口的以太网卡及驱动程序；直通双绞线2条。 按要求进行TCP/IP进行配置2、协议分析仪分析参考模型层次结构操作步骤下载并安装EtherPeek协议分析仪，启动协议分析仪，设置相关捕获规则，进行数据的捕获及分析 103计算机网络基础104项目三 组建共享式网络 105问题描述张晓明和李华是成立了网络工作部，主要业务是维护学院网站。学院还提供一间10平方米左右的房间，作为日常工作的办公地点，购置2台安装有Windows XP操作系统的计算机和一台8口HUB，与校园网连通。随着业务增加，校园网的维护工作增加8人。学院为了解决办公拥挤的局面，在办公室的隔壁又提供了一间10平方米左右的房间

38、作为网络工作部的办公室，并购置了一台打印机。在网络工作部办公室的隔壁还有创业部、学习部、科技部等办公室，为了大家能协同办公，共享打印机和文件资源，需组建共享式办公局域网，网络整个结构为简单的对等网络模式。整个局域网结构如图3-2所示。106问题分析在网络方案设计领域中，将网络方案设计选型等技术方案称为逻辑网络设计，将网络布线等施工方案称为物理网络设计。张晓明和李华为了完成组建共享式网络方案设计的需求，必须对局域网的体系结构、局域网的工作原理、局域网的组网规范有深入的理解。目前该网络工作部只有一台8口的集线器，工作站需求数量为10台，显然不能将所有的工作站都连上集线器，为了解决这个问题，张晓明和

39、李华应当考虑工作站和工作站之间的互联问题，才能确保所有的工作站都能连入校园网。在几乎不增加网络设备的情况下，解决的方法是使用计算机的COM口将多余的终端连接起来。因此张晓明和李华还必须具备数据通信方面的基础知识。107学习目标1. 了解物理层的基本功能2. 掌握数据通信的基本概念3. 掌握物理层常见协议及接口的应用4. 掌握组建共享式网络的组网规范5. 了解快速以太网和高速以太网的组网规范 108项目三 组建共享式网络任务1 使用COM口实现双机互连 1093.2.1 任务目的及要求熟悉RS-232串口的物理特性和功能特性；了解利用RS-232串口进行异步通信的原理与过程，理解和掌握异步通信过

40、程中各种通信参数的设置和使用；掌握计算机串口直连技术组成一个小组，每组两台计算机，实现双机的互连1103.2.2 背景知识 1、物理层的功能（OSI第一层）物理层的数据交换单元为二进制比特具体表现形式：模拟信号、数字信号、光信号比特的同步异步传输、同步传输等线路的连接点到点专用链路连接、共享链路的多点连接传输方式单工、半双工、全双工1112、数据通信基础基本概念 信息：有用的知识或消息，通信的目的是为了交换信息数据(data)：运送信息的实体。数据可分为模拟数据和数字数据。模拟数据是在某区间内连续变化的值；数字数据是离散的值。 信号(signal)：数据在传输过程中的表示形式。 模拟信号、数字

41、信号，模拟信号是随时间连续变化的电流、电压或电磁波；数字信号则是一系列离散的电脉冲。信道：向一个方向传输的媒体(分为模拟信道和数字信道)112数据传输方式按被传输的数据信号特点：基带传输、频带传输和宽带传输；按数据代码传输的顺序：并行传输和串行传输；按数据传输的同步方式：同步传输和异步传输；按数据传输的方向和时间关系：单工、半双工和全双工数据传输。 113基带传输和数字数据编码 基带传输：在通信线路上原封不动地传输由计算机或终端产生的“0”或“1”数字脉冲信号特点：信道简单，成本低；基带传输占据信道的全部带宽，任何时候只能传输一路基带信号，信道利用率低。基带传输中数据信号的编码方式主要有几种，

42、不归零码、曼彻斯特编码、差分曼彻斯特。 114不归零编码（Non-Return to Zero，NRZ）采用两种高低不同的电平来表示二进制的“0”和“1”。通常，用高电平表示“1”，低电平表示“0” 曼彻斯特编码（Manchester） 将每比特的信号周期T分为前T/2和后T/2。用前T/2传比特的反（原）码，用后T/2传送该比特的原（反）码；则每一位波形信号的中点（即T/2处）都存在一个电平跳变 差分曼彻斯特编码（Difference Manchester） 每位二进制数据的取值，根据其开始边界是否发生跳变来决定；若一个比特开始处存在跳变则表示“0”，无跳变则表示“1” 115116频带传输

43、与模拟数据编码 频带传输：发送时将数字信号调制成音频信号后再进行发送和传输，到达接收端时再把音频信号解调成原来的数字信号特点：利用已有电信网线路，用于远距离传输 117振幅键控（ASK）用载波的两种不同幅度来表示二进制的两种状态，如载波存在时，表示二进制“1”；载波不存在时，表示二进制“0”频移键控（FSK）用载波频率附近的两种不同频率来表示二进制的两种状态，如载波频率为高频时，表示二进制“1”；载波频率为低频时，表示二进制“0” 相移键控（PSK）用载波信号的相位移动来表示数据，如载波不产生相移时，表示二进制“0”；载波有180相移时，表示二进制“1”118119宽带传输 宽带传输：通常采用

44、75的电视同轴电缆（CATV）或光纤作为传输媒体，带宽为300MHz。使用时通常将整个带宽划分为若干个子频带，分别用这些子频带来传送音频信号、视频信号以及数字信号。宽带同轴电缆是用来传输电视信号的，当用它来传输数字信号时，需要利用电缆调制解调器（Cable Modem）把数字信号变换成频率为几十兆赫兹到几百兆赫兹的模拟信号。120并行和串行传输 并行传输：一次同时传输若干比特的数据，从发送端到接收端的信道需要用相应的若干根传输线；速度快，造价高，不需要同步串行传输：二进制代码序列在一条数据线上以位为单位，按时间顺序逐位传输的方式；实现简单，速度慢，需要同步121异步传输和同步传输 同步：接收端

45、要按发送端所发送的每个码元的重复率和起止时间接收数据。异步传输（起止方式）：每次只传输一个字符。每个字符用一位起始位引导、一位或二位停止位结束同步传输：传输信息格式是一组字符或一个二进制位组成的数据块（帧 ），发送数据之前先发送一个同步字符SYN或一个同步字节，用于接收方进行同步检测，从而收发双方进入同步状态。然后连续发送任意多个字符或数据块，发送完毕后，再使用同步字符或字节来标识整个发送过程的结束 122单工、半双工和全双工 单工传输信道是单向信道，数据信号仅沿一个方向传输，发送方只能发送不能接收，而接收方只能接收而不能发送，不能改变信号传送方向，如，无线电广播和电视都属于单工传输半双工传输

46、信号可以沿两个方向传送，但同一时刻一个信道只允许单方向传送，即两个方向的传输只能交替进行，而不能同时进行。当改变传输方向时，要通过开关装置进行切换，半双工信道适合于会话式通信。例如，公安系统使用的“对讲机”和军队使用的“步话机”全双工传输全双工传输是指数据可以同时沿相反的两个方向进行双向传输，如，电话机通信 123数据交换技术 电路交换(Circuit Switching）：也称为线路交换，是一种直接的交换方式，为一对需要进行通信的节点之间提供一条临时的专用通道，即提供一条专用的传输通道。电路交换的通信过程包括：电路建立、数据传输、电路拆除三个阶段电路交换必定是面向连接的124(交换机交换机交

47、换机交换机用户线用户线BDCA报文交换（Massage Switching）：也称消息交换，在报文交换中，数据是以报文为单位，长度不定，可以有不同的格式，每个报文除传输的数据外，还必须附加报头信息，报头中包含有源地址和目的地址。 发送数据块时，源节点先将一个目的地址附加在数据块上，形成报文，然后将报文交给第一个节点储存起来，第一个节点根据报文的目的地选择一条合适的空闲线路将报文传输给下一节点，以此类推，直到把报文传输到目的节点。125分组交换（Packet Switching）：在发送端，先把较长的报文划分成较短的、固定长度的数据段；每一个数据段前面添加上首部构成分组；分组交换网以“分组”作为

48、数据传输单元；依次把各分组发送到接收端。126127分组交换分类数据报交换：把任一分组都当作单独的“小报文”来处理，而不管它是属于哪个报文的分组，就像报文交换中把一份报文进行单独处理一样。这种分组交换方式简称为数据报传输方式，作为基本传输单位的“小报文”被称为数据报（Datagram） 虚电路：两个用户终端设备在开始发送和接收数据之前通过通信网络建立逻辑上的连接。“虚”是因为这种逻辑连接通路不是专用的，每个节点到其它节点之间可以并发连接多条虚电路，也可以与多个节点连接虚电路，实现资源共享 128多路复用技术 多路复用技术：把多个低速信道组合成一个高速信道的技术所需设备：多路复用器（Multip

49、lexer）在发送端根据某种约定的规则把多个低带宽的信号复合成一个高带宽的信号；多路分配器（Demultiplexer）在接收端根据同一规则把高带宽的信号分解成多个低带宽信号。分类：频分多路复用（FDM，frequency division multiplexing）、时分多路复用（TDM，time division multiplexing）、波分多路复用（WDM，wave division multiplexing）等 129频分多路复用 (FDM) ：所有用户在同样的时间占用不同的带宽资源。130频率时间频率 1频率 2频率 3频率 4频率 5时分多路复用 (TDM) ：所有用户在不同的

50、时间占用同样的频带宽度。 131频率时间BCDBCDBCDBCDAAAA在 TDM 帧中的位置不变TDM 帧TDM 帧TDM 帧TDM 帧TDM 帧波分多路复用（WDM）：光的频分复用码分复用 CDMA（ Code Division Multiple Access ）：各用户使用经过特殊挑选的不同码型，彼此不会造成干扰；而且发送的信号也有很强的抗干扰能力1323、通信接口 RS-232CRS-232C标准提供了一个利用公用电话网络作为传输媒体，并通过调制解调器将远程设备连接起来的技术规定。 DTE：用来发送和接收数据的计算机或终端系统称为数据终端设备，如计算机；DCE：用来实现信息的收集、处理

51、和变换的设备称为数据通信设备如调制解调器。 133机械特征RS-232C的机械特性规定使用一个25芯的标准连接器，并对该连接器的尺寸及针或孔芯的排列位置等都做了详细说明 134完整25芯标准简化9芯标准电气特征逻辑“1”的电平为-15至-5伏，逻辑“0”的电平为+5至+15伏，+5伏和-5伏之间为过渡区域不做定义 135功能特征RS-232C的功能特性定义了25芯标准连接器中的20根信号线，其中2根地线、4根数据线、11根控制线、3根定时信号线、剩下的5根线做备用或末定义见书 表3-1:RS-232C功能特性136RS-232C的工作过程建立连接阶段 数据传输阶段释放连接阶段RS-232接口的

52、应用采用异步传输方式，两个DTE（如计算机）设备通过电话线路连接，并使用调制解调器作为数据通信设备时的数据传输方式是异步传输。采用同步传输方式，两个DTE设备直接相连1373.1.3 实训步骤计算机与计算机之间的通信,通常可以采用交叉网线连接计算机上的RJ45接口,如上图所示,或采用9芯电缆连接计算机上的COM口,如下图所示；按实训步骤分别用两种方法实现两台计算机之间的连接138计算机网络基础139项目三 组建共享式网络任务2 使用HUB组建共享式网络 1403.2.1 任务目的及要求了解局域网的体系结构和相关标准掌握介质访问控制方法物理层组网设备的应用物理层传输介质和网络设备的组网规范。由3

53、-4人组成一个小组，每组3台计算机，使用直通网线将计算机和集线器连接起来，使用网线通过集线器的Uplink口将3-4个组的集线器级联起来，设置工作组，能实现任意两台计算机之间相互访问及任何一台计算机能够访问打印机。1413.2.2 背景知识 局域网定义在有限的距离内，将计算机、终端和各种外部设备用高速传输线路（有线或无线）连接而成的通信网络。局域网的主要特点距离和站点数目有限。传输速率及可靠性高。所有的站点共享较高的总带宽，即较高的数据传输速率(一般大于10Mbps,常见1Gbps，可达10Gbps),具有较小的时延和较低的误码率。传输介质标准化且各站点之间形成平等关系而不是主从关系。能进行单

54、播、广播、多播(又称为组播)。142局域网的拓扑结构星型拓扑结构及树型结构相结合的物理布局方便对网络进行扩展，又能在由交换机构成的主干网上高速通信局域网采用的传输介质类型双绞线、光纤和无线通信信道主干网一般采用光纤，到桌面采用双绞线或无线通信信道。1432、局域网的体系结构 IEEE802模型层次结构IEEE于1980年2月成立了局域网标准委员会，专门从事局域网标准化工作，并制定了IEEE802标准。局域网参考模型只对应OSI参考模型的数据链路层与物理层，将数据链路层划分为逻辑链路控制LLC(Logical Link Control)子层与介质访问控制MAC（Media Access Cont

55、rol）子层144IEEE 802 LAN的物理层IEEE802局域网参考模型中的物理层的功能与OSI参考模型中的物理层的功能相同：实现比特流的传输与接收以及数据的同步控制等。采用基带信号传输数据的编码采用曼彻斯特编码传输介质可以是双绞线、同轴电缆、光缆和无线介质等拓扑结构可以是总线型、树型、星型和环型及其混合结构传输速率有10Mbps、11.2Mbps、16Mbps、54 Mbps、100Mbps、1000Mbps等145IEEE 802 LAN的数据链路层LAN的数据链路层分为两个功能子层，即逻辑链路控制子层（LLC）和介质访问控制子层（MAC）LLC和MAC共同完成类似OSI数据链路层的

56、功能：将数据组合成帧，进行传输，并对数据帧进行顺序控制、差错控制和流量控制。此外，LAN可以支持多重访问，即实现数据帧的单播、广播和多播146 IEEE802系列标准IEEE 802.1概述局域网体系结构以及寻址、网络管理和网络互连。IEEE 802.3定义了CSMA/CD总线式介质访问控制协议及相应物理层规范。IEEE 802.5定义了令牌环（token ring）式介质访问控制协议及相应物理层规范。IEEE 802.6定义了城域网（MAN）介质访问控制协议及相应物理层规范。IEEE 802.11定义了无线局域网技术。IEEE 802.15定义了近距离个人无线网络标准。IEEE 802.16

57、定义了宽带无线局域网标准。1473、局域网介质访问控制方法传统的局域网是“共享”式局域网，传输介质是共享的，所有节点都可以通过共享介质发送和接收数据，但不允许两个或多个节点在同一时刻同时发送数据利用共享介质进行数据信息传输时，可能出现两个或多个节点同时发送、相互干扰的情况，导致接收节点收到的信息可能出现锆误，出现了所谓的“冲突”。148 C D A E不接受不接受不接受接受B只有 D 接受B 发送的数据介质访问控制：当局域网中共用信道的使用产生竞争时，如何分配信道使用权争用型介质访问控制协议（随机型的介质访问控制协议）：CSMA/CD（Carrier Sense Multiple Access

58、 with Collision Detection，载波侦听多路访问/冲突检测协议）确定型介质访问控制协议（有序的访问控制协议）：Token（令牌）方式 149载波监听多点接入/碰撞检测CSMA/CD“多点接入”表示许多计算机以多点接入的方式连接在一根总线上。“载波监听”是指每一个站在发送数据之前先要检测一下总线上是否有其他计算机在发送数据，如果有，则暂时不要发送数据，以免发生碰撞。 “碰撞检测”若网上有两个或两个以上工作站同时发送数据，在总线上就会产生信号的混合，这样所有工作站都辨别不出真正的数据是什么。这种情况称为数据冲突，又称为碰撞。 150CSMA/CD的工作过程 当一个站点想要发送数

59、据的时候，检测网络查看是否有其他站点正在传输，即侦听信道是否空闲。如果信道忙，则等待，直到信道空闲；如果信道空闲，站点就准备好要发送的数据在发送数据的同时，站点继续侦听网络，确信没有其他站点在同时传输数据才继续传输数据。边发送边继续侦听，若无冲突则继续发送，直到发完全部数据若有冲突，则立即停止发送数据，并要发送一个加强冲突的JAM（阻塞）信号，使网络上所有工作站都知道发生了冲突，然后，等待一个预定的随机时间，且在总线为空闲时，再重新发送数据151CSMA/CD的特点使用 CSMA/CD 协议的以太网不能进行全双工通信而只能进行双向交替通信（半双工通信）每个站在发送数据之后的一小段时间内，存在着

60、冲突的可能性这种发送的不确定性使整个以太网的平均通信量远小于以太网的最高数据率，因此通常不适合于那些实时性很高的网络应用 1524、局域网的组网规范以太网的命名原则IEEE802.3定义了一种缩写符号来表示以太网的某一标准实现：n -信号-物理介质（如：10BASE-T）n：以兆位每秒为单位的数据率：10Mb/s，100Mb/s 信号： 基带(BASE)或宽带(BROAD)类型物理介质：表示网络的布线特性(同轴电缆以网络的分段长度表示(5500m，2185m)；T表示采用双绞线；C表示采用同轴电缆；F表示传输介质是光纤；X表示编码方式（100M网络中使用4B5B编 码， 1000M网络中使用8