计算机网络基础复习提纲

1、北京大学远程教育计算机网络基础复习提纲 1考试题型满分 100 时间 90分钟一、填空题 20二、单选题 20三、简答题 16四、应用题 22 小型局域网设计园区主干网设计五、计算填表 22已知IP地址,填写缺省掩码、网络地址、主机地址和广播地址已知IP地址和子网掩码，填写网络地址和广播地址用掩码将一个网络地址划分为多个子网 2园区主干网设计，要求熟悉千兆以太网技术1. 一个校园有4个中心节点，用千兆以太网将4个节点连起来构成校园主干网，具体要求如下：画出网络连接图，图中注明所用网络设备名称和传输介质及介质连接部件写出搭建主干网所需要的网络设备的配置和数量，以及传输介质和全部配件的数量应用练习

2、题一CDB270米500米7公里28公里A3应用练习题一270米500米7公里28公里10m单模光纤1000Base-LX交换机AGBIC-ZXGBIC-ZX10m单模光纤GBIC-LXGBIC-LX62.5m多模光纤GBIC-SXGBIC-SX62.5m 多模光纤GBIC-LXGBIC-LX交换机B交换机C交换机D1000Base-SX1000Base-LX1000Base-ZX带两个GE端口的三层核心交换机 4GBIC-SX 2GBIC-LX 4GBIC-ZX 2m 多模光缆770米 10m 单模光缆 35公里GBIC-SX 4GBIC-LX 2GBIC-ZX 250m多模光纤 500米方

3、案二交换机C-交换机D1000Base-SX GBIC-SX 50m多模光纤4小型局域网设计一用100Base-T技术将6台计算机连成一个局域网，将它们分到3个VLAN中，要求相互之间能够通信，自选网络设备和传输介质。分配IP网络地址。具体要求如下：画出网络连接图，图中注明所用网络设备、传输介质和介质连接部件图中画出VLAN的划分为每个站点分配一个IP地址和掩码应用练习题二交换机路由器VLAN11VLAN12VLAN135类UTPRJ-45PC6PC5PC4PC3PC2PC1网卡E0E1E2交换机路由器PCPCPCPCPCPCVLAN11VLAN12VLAN13Trunk VLAN1-35IP

4、地址分配IP网络地址 掩码 92 11111111.11111111.11111111.11000000 4个子网 VLAN11 00 4VLAN12 01 28VLAN13 10 92 11 VLAN11 E0 interface vlan11 PC1 VLAN12 E1 interface vlan12 VLAN13 E2 interface vlan13应用练习题二6小型局域网设计二请分别用共享式和交换式100Base-T技术，将6台计算机连成一个小型局域网，具体要求如下：画出网络拓扑图，图中注明所用网络设备、传输介质及介质连接部件类型说明共享式和交换式局域网的主要区别 关键是选好连网的

5、核心设备应用练习题三7计算填表题练习1.已知IP地址,填缺省掩码、网络地址、主机地址和广播地址IP地址 类别 缺省掩码 网络地址 主机地址 广播地址8 已知IP地址和子网掩码，填写网络地址和广播地址IP地址 类别 掩码 网络地址 广播地址 用掩码划分子网，自选掩码，要求写出每个子网的掩码、网络地址、可用主机地址空间和广播地址。将 网络地址划分为4个子网8课程重点及要求第1章 计算机网络概论1.计算机网络的基本组成2.计算机网络的逻辑结构3.计算机网络的拓扑结构4.计算机网络的分类(按网络覆盖的地理范围) 9课程重点及要求第2章 计算机网络体系结构1.计算机网络体系结构的几个基本概念 协议 协议

6、分层 计算机网络体系结构2. 协议分层的特性与原则及几个术语 接口 服务访问点 实体 对等实体3.OSI参考模型的分层结构4. 分层结构中每个层次的主要作用主要功能主要协议各层之间的主要区别10课程重点及要求第3章 数据通信基础1.数据通信的基本概念信息、数据和信号的概念；信道及信道的带宽和容量香农定理公式2.通信方式3.数据传输方式4.编码技术，要求会画曼彻斯特和差分曼彻斯特波形图。5.多路复用技术，6.交换技术7.传输介质的分类及各类介质的特性和应用环境。11课程重点及要求第4章 局域网技术1.局域网的基本组成，各组成部分的主要功能与作用。2.局域网体系结构MAC和LLC子层MAC地址概念

7、3.两种介质访问控制方法画原理图 简单叙述工作原理4.以太网的技术特性，以太网的系列标准，各种以太网标准 编码方案、硬件组成及其组网规则。5.交换式局域网定义及特点，它与共享式网络的主要区别 交换机的工作原理及种类 要求能用交换以太网技术搭建一个小型局域网12课程重点及要求第4章 局域网技术6.虚拟网 定义 技术特性 标识方法 划分方法 会用VLAN技术组建大型局域网。7.千兆以太网 两个标准 4个介质标准及其特性和组网规则 要求能够用千兆以太网设计一个园区主干网8.万兆以太网 标准 技术特性13课程重点及要求第5章 网络互连1.工作在OSI模型每个层次的网络设备 每种设备的主要功能和特性 各

8、层网络设备的主要区别及应用场合2.交换机的工作原理及种类3.路由器基本功能工作原理路由选择算法路由协议（RIP/OSPF）。14课程重点及要求第6章 网络互联协议TCP/IP的体系结构协议簇包含的各层协议的内容及用途协议的作用及重要的IP地址概念。IP地址的表示与分类子网掩码的概念网络地址、主机地址、广播地址的表示形式IP地址的分配方法。的传输层协议TCP和UDP的区别及其应用环境。传输层地址(TSAP)的格式。端口的概念5.常用应用层协议6.计算机网络管理的五大功能和系统结构15课程重点及要求第7章 Internet及应用1.Internet基本概念2.Internet基本信息服务的工作原理

9、、客户端应用程序的使用方法。DNS名字系统的概念，名字空间的结构及命名规则；DNS的工作原理和名字解析的过程。Mail 系统的组成、协议telnetftpwww16北京大学远程教育计算机网络基础复习提纲第1章 北京大学计算中心张立云 17第1章 计算机网络概论1.1 计算机网络定义1. 定义将分布在不同地理位置上的具有独立功能的多台计算机、终端及附属设备，用通信线路和通信设备连接起来，再配有功能完善的网络软件（网络操作系统、网络协议软件等），实现资源共享的系统，称为计算机网络。181.2 计算机网络的基本组成与逻辑结构 1.基本组成四大要素计算机系统通信线路和通信设备网络协议网络软件第1章 计

10、算机网络概论192. 逻辑结构资源子网提供访问网络和数据处理以及管理和分配共享资源的能力通信子网提供网络的通信功能，专门负责计算机间通信的控制与处理，为资源子网提供信息传输服务第1章 计算机网络概论通信子网资源子网H : 主机T: 终端201.3 计算机网络的拓扑结构 拓朴结构是计算机网络节点和通信链路所组成的几何形状1.总线型总线型结构采用一条单根的通信线路（总线）作为公共的传输通道，所有的节点都通过相应的接口直接连接到总线上，并通过总线进行数据传输。2.环型环型结构是将各个网络节点通过环接口连在一条首尾相接的闭合环型通信线路中。第1章 计算机网络概论213.星型每个节点都有一条单独的链路与

11、中心节点相连，信息的传输是通过中心节点的存储转发技术实现的，并且只能通过中心站点与其它站点通信 属于集中控制方式的拓扑结构4.树型结构树型结构是从总线型和星型结构演变来的，网上各结点按一定的层次连接起来，形状像一棵倒置的树。第1章 计算机网络概论225. 网状网状结构是指将各网络节点与通信线路互连成不规则的形状，每个节点至少与其它两个结点相连，或者说每个节点至少有两条链路与其他节点连接6.混合型结构 混合型拓扑结构是由以上几种拓扑结构混合而成的环星型结构、总线型和星型混合结构广州北京西安成都武汉南京上海沈阳第1章 计算机网络概论231.3 计算机网络的分类按网络覆盖的地理范围 局域网（LAN)

12、 城域网(MAN) 广域网(WAN)局域网（LAN- Local Area Network）将较小的地理区域内的计算机或数据终端设备连接在一起的通信网络广域网（WAN- Wide Area Network） 广域网是在一个广阔的地理区域内进行数据、语音、图象信息传输的通信网城域网（MAN-Metroplitan Area Network） 是一种大型的LAN，它的覆盖范围介于局域网和广域网之间，网络的覆盖范围在一个城市内第1章 计算机网络概论24北京大学远程教育计算机网络基础答疑第2章 北京大学计算中心张立云 cczly 25第2章 计算机网络体系结构与协议2.1 几个重要概念协议 协议分层

13、计算机网络体系结构1. 协议协议是关于通信双方通信过程的一组约定和规则协议的关键成分: 三要素 语义控制信息的内容，需要做出的动作及响应 语法数据与控制信息的格式、数据编码、信号电平 时序事件发生的先后顺序和速度匹配。控制什么时候 开始交流信息、讲话顺序、讲话速度等26第2章 计算机网络体系结构与协议2.协议分层把开放系统的信息交换问题分解到一系列较易控制的软硬件模块（层）中，各层可独立进行修改或功能扩充 协议分层的几个概念实体对等实体接口服务访问点27第2章 计算机网络体系结构与协议1）接口 相邻两层之间的边界，低层通过接口为上层提供服务，上层通过接口调用低层提供的服务。接口定义本层的基本操

14、作和向上一层提供的服务n-PDUIDUICISDUICISDU报头SDUSAP接口n+1层n层服务提供者服务用户2）服务访问点（SAP-Service Access Point)下一层实体向上一层实体提供服务的交互处28第2章 计算机网络体系结构与协议3）实体（entity) 每一层中的活动元素通常称为实体，实体是指能够发送和接收信息的任何物体。包括软件实体（一个应用进程）和硬件实体4）对等实体不同机器上同一层的实体叫做对等实体 3.计算机网络体系结构计算机网络体系结构是层和协议的集合29 2.2 OSI参考模型ISO/OSI国际标准化组织/开放系统互联参考模型第2章 计算机网络体系结构与协议

15、应用层表示层会话层传输层网络层数据链路层物理层应用层表示层会话层传输层网络层数据链路层物理层传输介质5234167301. 物理层（physical layer)1)物理层的主要作用物理层是OSI参考模型的最低层，它建立在传输介质之上，主要作用是建立物理连接，确保二进制比特流的正确传输。2）物理层的接口特性DTE与DCE之间标准接口的机械特性 电气特性 功能特性 规程特性 DTE 数据终端设备 DCE 数据链路端接设备计算机 Modem路由器交换机 HUB第1章 计算机网络概览31机械特性接插连接器（插头/插座）的形状、规格尺寸、插针、插孔的数量与排列顺序、固定和锁定装置等电气特性规定了信号线

16、的电器连接及有关的电路特性。功能特性规定各接口信号线的功能及相互间的操作关系规程特性规定利用信号线进行二进制位流传输的一组操作过程。3）数据单元 位 （bit)第1章 计算机网络概览322.数据链路层（data link layer) 1）数据链路层的主要作用在物理层提供的比特服务的基础上，加强物理层传输原始比特流的功能，使之成为逻辑上无错的数据链路，确保在一段物理链路上数据帧的正确传输。 2）数据链路层协议标准 面向字符型与面向比特型广域网常用的两个数据链路层协议是： HDLC-高级数据链路控制（只支持同步串行） PPP-点到点协议 （支持同步串行和异步串行） 3）数据链路层进行数据转发依据

17、的地址是 物理地址 MAC地址 48比特 6字节 4）数据单元 幀 (frame)第1章 计算机网络概览33第1章 计算机网络概览局域网数据链路层的分层介质访问控制层（Media Access Control）MAC 向下与物理层通讯逻辑链路控制层（Logical Link Control）LLC向上与网络层通讯343.网络层（Network layer)1）主要作用网络层主要用于控制通信子网的运行。将从高端传送下来的数据分组打包，再进行必要的路由选择、流量控制、差错控制、顺序检测等处理，使数据正确无误地传送到目的端。它解决的是在通信子网中由多段物理链路组成的数据链路的数据传输问题2）两个基本

18、功能 路径选择数据转发第1章 计算机网络概览353)基本数据单元 包 packet 4）网络层地址（网络地址，逻辑地址） 路由器路径选择和数据转发依据的地址 IPV4地址 32位（bit) 4字节(byte)IPV6地址 128位（bit) 16字节(byte)第1章 计算机网络概览365)网络层协议IP、ARPR、ARP、ICMP（TCP/IP)IPX DECNET APPLEtalk路由选择协议 RIP OSPF IGRP BGP4第1章 计算机网络概览374. 传输层（Transport Layer)1）主要作用传输层是OSI参考模型的第四层,传输层的主要作用是为利用通信子网进行通信的两

19、个主机，提供端到端(两个应用进程）的可靠的、透明的通信服务。2）传输地址传输地址 - 传输服务访问点（TSAP) TSAP ( IP地址，端口号）用于识别应用进程，使一个应用进程与一个远程应用进程建立连接3）基本数据单元数据报 4）协议 TCP UDP第1章 计算机网络概览385. 会话层（ Session Layer) OSI参考模型的第五层会话层允许在不同机器上的两个应用进程之间，建立、使用和结束会话，主要作用是管理两个应用进程之间的会话6. 表示层（ Prosentation Layer) 表示层位于OSI参考模型的第6层，包含处理网络应用程序数据格式的协议，使被传输的数据保持原来的含义

20、7. 应用层（ Aoolication Layer)应用层的作用是实现开放系统中的应用进程的相互通信，同时完成一系列与处理业务有关的服务功能第1章 计算机网络概览39数据封装的图示各层数据单元：物理层 二进制位（bit)数据链路 幀 (frame)网络层数据包(packet)高层数据报(data stream)第2章 计算机网络体系结构与协议40北京大学成人本科计算机网络课程第3章 北京大学计算中心张立云 cczly 413.1 几个基本概念信息是对客观物质的反映，信息有文字、声音、图象等各种存在形式。从通信的角度看，信息是人们要通过通信系统传递的内容。2. 数据数字化的信息称为数据。3. 信

21、号数据的电磁编码、电编码或光编码4. 噪声信号在传输过程中受到的干扰第3章 数据通信基础425. 信道 是传送信号的一条通路6. 信道容量是信道允许的最大数据传输速率 香农（Shannon）定理香农定理计算公式C=Blog2(1+S/N) （bps) 其中： C 信道容量 B 信道的带宽 S 信号能量 N 噪声能量 S/N 信噪比第3章 数据通信基础437. 信道带宽信道所能传送电磁波的有效频率范围 信道带宽=最高信号频率-最低信号频率8. 吞吐量 在单位时间内信道能够成功传输的信息总量9.误码率 传送中数据被传错的比例10.传输速率 调制速率 单位：波特（baud) 公式： B = 1/ T

22、 （T 调制信号波的周期） 传输速率 单位：bits/s bps 公式：S = 1/T log2N S = B*log2N (N 调制信号波的状态数)第3章 数据通信基础443.3 通信方式1.单工 数据只能沿信道的一个固定方向传送2.半双工 允许数据沿两个方向传输，但在每一时刻信息只能在一个方向传输数据，它不能同时进行双向传输。3.全双工 允许数据同时沿两个方向传输。即通信双方能同时在两个相反的方向上传输信息。AB发送端接收端AB发送端接收端AB发送端接收端第3章 数据通信基础453.4 数据传输方式1.根据被传输的数据信号的特点基带传输 频带传输 宽带传输 1）基带传输 直接利用基带信号通

23、过传输信道进行传输的方式基带信号未经调制的数字信号 2）频带传输 将基带信号经调制后，再通过传输信道进行传输的方式，称为频带传输 3）宽带传输 在数据传输过程中，用编码表示的数字基带信号经高频调制后在信道中传输，我们把这种传输方式称为宽带传输。第3章 数据通信基础462.根据传送的单位并行 串行 1)并行传输 数据在多条信道上同时传输的方式称为并行传输。 2）串行传输数据在一条信道上按位依次传输的方式称为串行传输。3.根据串行传输的同步方式 异步（起止同步） 同步 1) 异步传输起止同步法,字符同步 2）同步传输 同步传输方式不对每个字符进行同步，而是对一组字符组成的数据块进行同步。在数据块前

24、面加同步字符（SYN）第3章 数据通信基础473.5 编码技术1.数字数据转换为模拟信号 调制解调 调幅（ASK） 调频(FSK） 调相（PSK）2.数字数据转换为数字信号(二进制数据编码）非归零编码（NRZ）曼彻斯特编码（Manchester) 每比特中间跳变，低到高 ，表示“1” 高到低 ，表示“0”差分曼彻斯特编码（Difference Manchester) 不论是“0”还是“1”每个比特中间有一次跳变两比特之间边界有跳变，下一位是“0” 两比特中间边界无跳变，下一位是“1”第3章 数据通信基础48第3章 数据通信基础 0 1 0 1 1 0 0 1 0数字数据(a)NRZ编码NRZ编

25、码的同步时钟(b)曼彻斯特编码(c)差分曼彻斯特编码高变低 0低变高 1下一位0 有跳变下一位1 无跳变低电平 0高电平 13.模拟数据转换为数字信号脉码调制（PCM - Pulse Code Modulation)493.6 多路复用技术1.时分多路复用（TDM）2.统计时分复用（STDM）3.频分多路复用（FDM ）4.波分多路复用（WDM， DWDM)第3章 数据通信基础503.6 交换技术电路交换（circuit switching)报文交换 (message switching)分组交换(packet switching)第3章 数据通信基础513.7 传输介质 1.有线传输介质（硬

26、介质） 1)双绞线屏蔽双绞线（STP )无屏蔽双绞线（UTP) Category 1、2、3、4、5、超5类 、6、7 2)同轴电缆 (Coaxial cable)50同轴电缆传输数字信号75同轴电缆传输模拟信号 3)光纤(Optical Fiber)2.无线传输介质 微波 卫星第3章 数据通信基础52北京大学远程教育计算机网络基础答疑第4章 北京大学计算中心张立云 cczly 53第4章 局域网技术4.1 局域网概述1.局域网的基本组成硬件系统网络服务器网络工作站网卡网络设备、传输介质及其介质连接部件 54第4章 局域网技术网卡网络接口卡（网卡）是工作在数据链路层设备网卡的主要功能网卡实现计

27、算机与传输介质的物理连接网卡实现物理层和数据链路层的大部分功能介质访问控制（如：CSMA/CD）错误校验数据帧的拆装 帧的发送与接收数据信号的编/解码（如：曼彻斯特代码的转换）数据的串、并行转换等功能55第4章 局域网技术应用层表示层会话层传输层网络层数据链路层物理层OSI 参考模型传输媒体物理层物理层传输媒体MAC子层LLC子层MAC子层LLC子层高层协议 局域网参考模型高层协议高层协议IEEE802标准范围4.2 局域网体系结构与IEEE802标准数据链路分为两个子层LLCMAC56第4章 局域网技术MAC地址是数据链路层转发数据依据的地址 00-D0-59-C0-49-36（12个16进

28、制数） 查看计算机网卡MAC地址的命令：winipcfg (Windows 98)ipconfig/all (Win2000,NT)厂家标识码 （Vendor Code）系列号（Serial Number）24 bits24 bits57第4章 局域网技术4.3 介质访问控制协议 争用型 CSMA/CD 无争用型 令牌环（Token Ring)协议 要求会画原理图，并能讲述其工作原理及工作流程工作原理：要发送数据的站点，先监听电缆上的载波信号有载波为线路忙，继续监听信道，直到线路闲。无载波为线路闲，开始发送数据。在发送数据时，边发送边检测冲突信号，若检测到冲突信号，所有冲突站点都停止数据发送，

29、并发送JAM然后，按二进制指数退避算法（Backoff）计算等待时间，在等待一个随机时间后，再重新尝试发送若无冲突信号则传输完毕58第4章 局域网技术CSMA/CD工作原理图 注意：书中图有误，传输数据并检测冲突信号 错为传输数据并监听信道 准备发送站准备发送站监听信道传输数据并检测冲突信号 信道空闲 信道忙检测到冲突无冲突传输完成发送JAM信号 按Backoff策略等待59第4章 局域网技术 2.令牌环(Token Ring) 令牌控制网络站点的发送权工作原理环网中的每个环接口有两种操作模式，侦听和发送令牌一直在环中单向绕环传递环接口令牌站点SDACEDByte 1 1 1a.令牌开始界符(

30、SD)访问控制(AC)结束界符(ED60第4章 局域网技术环结点接收令牌，没有信息发送，就把令牌直接传递给下一个环结点有信息发送，则先把令牌标志位从“0”转变为“1”，删除令牌，然后开始发送数据帧环上的各站都接收数据帧，检查帧中的目的MAC地址， 不是指向本站，把帧重发到环上，直接转发给下一站 是指向本站，拷贝幀，将信息帧连同接收状态、地址识别指示位和帧拷贝指示位等信息一并重发到环上当信息返回到源发送站点时，发送站丢弃或保存该幀、错误校验。发送站发送完最后一帧的最后一个比特时便释放令牌，令牌标志为从“1”转变为“0”61第4章 局域网技术4.3 以太网（Ethernet） 重点掌握高速以太网和

31、交换以太网技术，会使用这些技术设计、组建小型局域网1.10Mb/s以太网(标准以太网） 10Base-5粗同轴电缆10Base-2细同轴电缆10Base-T无屏蔽双绞线 10Base-F光缆 编码方案： 曼彻斯特6210Base-T组网规则各网络站点须通过HUB连入网络中传输介质用3类或5类无屏蔽双绞线（UTP）双绞线与网络接口卡，或与HUB之间的连接使用RJ-45标准接口网络站点与HUB之间的最大距离长度为100米在需要扩展网络时，可以将HUB级连起来，但最多只能连接4个HUB，且HUB到HUB之间的最大距离长度为100米第4章 局域网技术632. 快速以太网（Fast Ethernet）1

32、)快速以太网标准IEEE802.3u(1995年6月) 100Base-T（ 100Base-TX和100Base-T4）100Base-X（ 100Base-TX和100Base-FX）（ 100VG-AnyLAN）以太网媒体访问控制第4章 局域网技术64Base-TX 信号编码采用4B/5B编码方案(FDDI标准) 组网规则各网络站点必须通过HUB(100M)连入网络中传输介质用5类无屏蔽双绞线或150屏蔽双绞线双绞线与网络接口卡，或与HUB之间的连接，使用8针RJ-45标准连接器网络站点与HUB之间的最大距离长度为100米在一个冲突域中只能连接一个I 类集线器，网络的最大直径（站点HUB

33、站点）为200米。在一个冲突域中可连接两个II类集线器，网络的最大直径（站点HUBHUB站点）为205米。第4章 局域网技术65Base-FX100Base-FX是光纤介质快速以太网 组网规则使用光纤芯径为m，外径为125m(62.5/125)，波长 为1310nm的多模光缆，支持单模光纤支持半双工、全双工。全双工方式传输距离为 2000米当站点与站点不经过HUB而直接连接，且工作在半双工方式时，两点之间的最大距离为412米SC、ST、 MIC标准光纤介质连接器编码方案4B/5B共享带宽第4章 局域网技术664.4 交换式以太网(Switching Ethernet)重点掌握什么是交换式局域网

34、与共享式局域网的区别虚拟网技术1.什么是交换式局域网交换式局域网是指以数据链路层的帧或更小的数据单元（信元）为数据交换单位，以交换设备为基础构成的网络第4章 局域网技术672.共享式与交换式局域网的主要区别交换式局域网 共享式局域网独享传输通道 共享传输通道独享带宽 共享带宽系统总带宽=B * N 一个碰撞域的系统总带宽固定每个站点带宽固定 每个站点平均带宽等于总带宽/N同时允许多对站点通信 同时只能一对站点通信交换机端口之间不受 受CSMA/CD约束CSMA/CD约束第4章 局域网技术683.虚拟网（VLAN） 要求理解虚拟网，掌握其技术特性及应用 虚拟网是以交换式网络为基础,把网络上的用户

35、分为若干个逻辑工作组,每个逻辑工作组就是一个VLAN。1）虚拟网的技术特性虚拟网技术是OSI第二层的技术虚拟网技术实质是将连接到交换机上的用户进行逻辑分组。每个逻辑分组是一个独立的逻辑网段。每个VLAN等效于一个广播域虚拟网是一个独立的逻辑网络，都有唯一的子网号。虚拟网之间通信不能直接通信，必须通过路由器转发第4章 局域网技术69 2）虚拟网的标识VLAN 名（VLAN name） VLAN 号（VLAN ID） 3）虚拟网中继（VLAN Trunk） 4）VLAN国际标准 5) VLAN的划分方法基于端口划分VLAN基于 MAC地址划分VLAN基于第三层协议类型或地址划分VLAN第4章 局域

36、网技术路由器交换机VLAN1VLAN2TrunkVLAN1 & VLAN2704.5 千兆以太网(Gigabit Ethernet)要求重点掌握千兆以太网标准、特别是物理层的4种介质标准，包括标准的细节，能够用千兆以太网设计组建一个园区主干网千兆以太网的技术特点传输速率高，1Gbps千兆以太网支持全双工操作，最高速率可以达到2Gbps仍是以太网,与传统以太网的帧格式、帧大小完全相同，仍采用CSMA/CD介质访问控制方法千兆以太网系统采用8B/10B编码方案第4章 局域网技术712.千兆以太网标准 1）定义的三种介质系统 第4章 局域网技术1000Base-SX 1000Base-X1000Ba

37、se-LX 1000Base-CX 采用8B/10B编码方案支持全双工/半双工3种类型收发器、传输媒体72 2）IEEE802.3ab 长铜线千兆以太网标准，1000Base-T1997年3月 成立工作组1999年6月正式公布标准1000Base-T长铜线介质系统标准1000Base-T标准使用4D-PAM5编码方案支持4对5类无屏蔽双绞线（UTP）传输距离最长: 100米网络直径：200米与10Base-T、100Base-T完全兼容第4章 局域网技术73 3.千兆以太网物理层标准 物理层规定了4种介质标准短波长激光光纤系统标准1000Base-SX长波长激光光纤介质系统标准1000Base

38、-LX短铜线介质系统标准1000Base-CX长铜线介质系统标准1000Base-T第4章 局域网技术74 1）1000Base-SX短波长激光（SWL）发送器多模光纤采用短波激光作为信号源，波长：770860nm（800nm）只支持多模光纤m/125 m 50m/ 125 m 传输距离 m/125 m 220-275米 50m/ 125 m 500-550米 光纤连接器：SC第4章 局域网技术75 2)1000Base-LX长波长激光(LWL)发送器光纤介质系统标准长波激光作为信号源，波长为1300nm支持单/多模光纤介质 9m/125m 单模光纤10m /125m 单模光纤m /125m

39、多模光纤50m /125m 多模光纤最大的链路距离多模光纤 550米单模光纤5公里 10公里 光纤连接器： SC 第4章 局域网技术76 3)1000Base-CX 短距离铜线千兆以太网标准 传输介质：150屏蔽双绞线 最大链路距离：25米。 介质连接器： HSSC连接器（9针的D微型连接器） 4) 1000Base-T长铜线千兆以太网标准支持5类以上无屏蔽双绞线（UTP） 1,2 和 4,5 发送 3,6 和 7,8 接收 传输距离 ：100米第4章 局域网技术1659956177 5)千兆以太网接口转换器(GBIC) GBICGigabit Ethernet Interface Conve

40、rter GBIC-SX GBIC-LX GBIC-ZX GBIC-TX第4章 局域网技术78第4章 局域网技术792.3.6 万兆以太网1. 万兆以太网的技术特性 仅工作在全双工通信方式 只支持光纤介质 采用8B/10B 或 64B/66B 编码方案 物理层有两个标准，LANPHY WANPHY 传输速率 10Gbps 传输距离：1310nm 单模光纤2-10公里 1550nm 单模光纤40公里 多模光纤 WWDM300m 单模光纤 WWDM10公里第4章 局域网技术802. 万兆以太网标准 3.万兆以太网物理层的介质标准 1）LAN PHY 10GBase-SR 850nm短波 MMF 1

41、0GBase-LR 1310nm长波 SMF 10GBase-ER 1550nm长波 SMF 10GBase-LX4 1310nm长波 SMF/MMF DWDM波分复用技术 2）WAN PHY 10GBase-SW 850nm短波 MMF 10GBase-LW 1310nm长波 SMF 10GBase-EW 1550nm长波 SMF第4章 局域网技术813.万兆以太网物理层的介质标准总结万兆以太网物理层的LAN PHY和WAN PHY标准10GBase-S 850nm短波 MMF 300m 64B/66B LAN/WAN10GBase-L 1310nm长波 SMF 10km 64B/66B L

42、AN/WAN10GBase-E 1550nm长波 SMF 40km 64B/66B LAN/WAN10GBASE-LX4 1310nm长波 SMF/MMF DWDM 8B/10B LAN第4章 局域网技术82北京大学远程教育计算机网络基础课件第5章 北京大学计算中心张立云 cczly 83第5章 网络互连要求掌握各个层次的网络互连设备，熟悉他们的功能与特性，以及它们之间的区别，能够按实际需求使用这些设备，特别重点掌握路由器和交换机设备网络互连设备物理层 中继器（Repeater）、HUB数据链路层 网桥、交换机、网卡网络层 路由器（Router）传输层-应用层 网关(Gateway）84第5章

43、 网络互连5.1 中继器（Repeater）1.主要作用放大、再生二进制位信号（物理信号），延长电缆长度2.特性只具有简单的放大、再生物理信号的功能只能连接相同或不同传输介质的同类局域网把多个独立的物理网段连成一个大的物理网络用中继器连接的局域网在物理上、逻辑上都是一个网络没有任何隔离功能855.2 集线器（HUB）集线器是中继器的一种形式，也称为多端口中继器 1.主要功能所有网络站点都通过HUB接入到网络中是共享10Base-T、100Base-T的核心设备放大、再生二进制位信号的功能具有自动检测和处理冲突信号的功能具有自动隔离故障站点的功能 第5章 网络互连862.集线器的特性集线器工作在

44、OSI参考模型的第1层，即物理层。集线器是一种共享型设备，所有连在集线器上的站点共享一条传输通道，共享带宽。 集线器采用半双工（Half Duplex）通信方式存在争用信道的问题。以太网集线器使用CSMA/CD介质访问控制方法来控制信道的分配 第5章 网络互连873.集线器的工作原理广播 共享 从一个端口接收到一个数据幀后，便把从端口接收到的所有二进制位信号，无选择的进行放大再生，并把放大后的信号，通过广播的方式向其他所有端口分发出去。 第5章 网络互连HUBABCDHUBABCD88第5章 网络互连5.3 网桥(Bridge) 网桥能将两个以上独立的物理网络连接在一起，构成一个单个的逻辑LA

45、N1.网桥的主要作用将两个以上局域网（物理网络）互连为一个逻辑网络扩大网络覆盖的地理范围，实现更大范围的局域网互连。隔离一个物理网段的故障，提高了网络的可靠性。根据MAC地址对数据帧进行过滤89第5章 网络互连2.网桥的特性工作在数据链路层是一种存储转发设备支持任何网络层及高层协议根据MAC地址过滤数据不能隔离广播信息能互连不同的网络用网桥互连起来的网络是一个单个的逻辑网90 局域网交换机（LAN Switch）1.交换机工作的逻辑机理摆脱了CSMA/CD的约束同时存在多个数据通道是一个受控制的多端口开关矩阵控制逻辑 5 4 3 2 112345XXXXXXXXXXXXXXXXXXXX第5章

46、网络互连912.交换机的主要功能在发送节点和接收节点之间建立一条虚连接转发数据帧建立并维护交换表 3.交换机的主要特性局域网交换技术操作在OSI的第二层根据MAC地址进行帧转发、帧过滤每个交换机端口独占带宽系统带宽为端口带宽 n (端口个数）内部可同时存在多个通信通道第5章 网络互连923.交换机的工作原理建立和维护一个交换表（转发地址表）在源端口和目的端口直接建立虚连接交换表 目的MAC地址类型 VLAN ID 目的端口0050.ba40.8c5c Dynamic 148 FastEthernet0/80050.babc.3077 Dynamic 148 FastEthernet0/24.

47、交换机种类 二层交换机三层交换机四层交换机第5章 网络互连935.5 路由器（Router)路由器又称选径器 连接两个以上逻辑子网的网络层互连设备逻辑子网一个单独的网络一个独立的广播域每个逻辑子网具有不同的网络地址一个逻辑子网可以是一个独立的物理网段，也可以是虚拟网 第5章 网络互连942.路由器的主要特点有很强的异种网互连能力有很强的广域网互连能力互连不同的逻辑子网具有很强的隔离广播信息的能力具有流量控制、拥塞控制功能网络层协议有关，多协议路由器路由器根据网络层地址，转发数据包（Packet）具有基于IP地址的包过滤功能第5章 网络互连953. 路由器的基本功能 路由选择(路径选择）和数据转

48、发1)路径选择通过路由选择算法确定到达目的站点的最佳路径路由器需要确定下一跳路由器的地址第5章 网络互连HHHHHCCPCCPCCPCCPCCPCCPTTTTT962）路径选择的实现方法 路由表C /24 is directly connected, GigabitEthernet6/1 subnetted, 1 subnetsC 2 is directly connected, GigabitEthernet4/0 subnetted, 200 subnets, 3 masksO /24 110/3 via 8, 02:55:44, GigabitEthernet6/0第5章 网络互连972

49、.数据转发1)指定缺省路由缺省路由与主机在同一个子网的路由器端口的IP地址“0”地址的下一跳路由器的地址 2 5 路由器交换机交换机第5章 网络互连98路由器的缺省路由 目标网络没有直接显示在路由表里的时候，应将数据传送到下一跳路由器的地址“0”地址的下一跳路由器的地址第5章 网络互连99第5章 网络互连ABRouter 1Router 2Router 3传送到：目的主机（网络地址） Router 1（物理地址）数据包 Router 2（物理地址）数据包传送到：目的主机（网络地址） Router 3（物理地址）数据包传送到：目的主机（网络地址） 目的主机（物理地址）数据包传送到：目的主机（网络

50、地址）ABR1R2R31002)关于数据转发的几点说明路由器根据目的网络地址（即IP地址）转发数据包当数据包通过互联网传送时，它的目的物理地址是变化的，目的站的网络地址一直保留不变为了完成端到端的通信，互联网中的每台计算机都须分配一个全球唯一的网络层地址（IP地址）在计算机与路由器之间或路由器与路由器之间的信息传送，仍然依赖于数据链路层完成，因此路由器在具体传送过程中需要进行地址转换（IP地址 MAC)第5章 网络互连1015.6 路由选择算法与路由协议1.静态路由和动态路由 1)静态路由（Static routing）不根据实测或估计的距离、当前通信量和网络拓扑结构等度量权值来进行路由选择，

51、而是由网络管理员预先设定好固定的路由表，这样的路由选择就称为静态路由2)动态路由（Dynamic routing）使用路由选择算法根据实测或估计的距离、时延和网络拓扑结构等度量权值，自动计算最佳路径、建立路由表。这种能自动适应网络拓扑结构变化，实时、动态地更新路由表的路由选择为动态路由。第5章 网络互连1022. 路由选择算法距离矢量 链路状态 1)距离矢量协议：RIP IGRP EIGRP基本要素： 距离和矢量距离是距离矢量选择最佳路径的度量标准度量标准 ：网络的延迟时间 负载情况 网络可靠性 路由器跳数 多种权值综合度量向量（Vector） 指从源路由器到达目的网络的路径第5章 网络互连1

52、03 2)链路状态路由选择算法 协议： OSPF IS-IS 工作原理路由器收集链路状态信息建立和维护一张互联网拓扑结构图用Dijkstra算法，计算出最短路径路由表更新时路由器发送描述自己的链路状态的信息给互联网上的所有路由器链路状态算法的最短路径度量标准路由器个数（跳数）站点之间的距离传输的延迟时间线路的带宽第5章 网络互连1043.路由协议（Routing Protocol） 路由协议是实现路由选择算法的协议 1)动态路由协议内部网关协议外部网关协议 自治系统（AS）自治系统AS（Autonomous System)拥有同一路由选择策略的路由器组内部网关协议（IGP)在AS内部运行的路由

53、协议外部网关协议(EGP)在AS之间运行的路由协议第5章 网络互连1052)路由信息协议（ RIP）距离矢量算法常用协议RIP协议的特性仅以路由器跳数（hop）最少为最佳路径路由表的更新时钟为30秒，每隔30秒自动更新一次路由表更新时，向邻居传送整个路由表的拷贝收敛速度慢，路由更新慢限制跳数，最大hop数为15不支持变长掩码（VLSM)RIP只适合在小型局域网环境中使用第5章 网络互连106 3)开放式最短路径优先协议OSPF链路状态算法最常用的协议 OSPF 的特性传输成本（cost）最低为最佳路径网络的带宽 吞吐量 延迟时间 可靠性更新路由表时，只发送链路状态公告，信息量少。收敛速度快没有

54、路由器跳数的限制支持变长掩码安全性高，在OSPF路由器之间，可使用认证功能OSPF分层结构，把一个自治域划分为多个区域（area)OSPF常用于大型网络环境中第5章 网络互连1074. 路由选择算法和路由协议的对应关系 距离矢量内部路由协议：RIP IGRP EIGRP 链路状态内部路由协议：OSPF IS-IS第5章 网络互连1085.2.5 网关(Gateway)网关又称为协议转换器网关的主要作用在OSI参考模型的传输层到应用层。它是一种实现应用系统级网络互连的设备网关的主要功能是完成传输层以上的协议转换传输网关是在传输层连接两个网络的网关应用程序网关是在应用层连接两部分应用程序的网关，由

55、于应用网关是应用系统之间的转换。网关可以是一个专用设备也可以用计算机作为硬件平台，由软件实现网关的功能第5章 网络互连109北京大学远程教育计算机网络基础课件第6章 北京大学计算中心张立云 cczly 110第6章 网络互联协议TCP/IP本章重点： TCP/IP协议簇IPV4地址的表示与分类子网掩码的概念IP地址的分配与管理要求能够根据掩码计算出网络地址、主机地址和广播地址， 能使用掩码划分子网。111第6章 网络互联协议TCP/IP6.1 TCP/IP参考模型应用层物理层数据链路层网络层传输层会话层表示层OSI参考模型TCP/IP参考模型应用层网络接口层互连层传输层7654321以太网 8

56、02.3802.5 FDDI112第6章 网络互联协议TCP/IP 物理层数据链路层网络层传输层会话层表示层应用层以太网令牌环FDDIIPICMPARP RARPARP RARPTCP UDP NVPSMTPFTPTFTPTelnetSNMPDNSother6.2 TCP/IP协议簇 网路层： IP ICMP ARP RARP 传输层： TCP UDP NVP 应用层： telnet FTP TFTP DNS SMTP POP3 SNMP HTTP113 6.3 Internet地址(IPV4地址)IP地址是用来唯一标识互联网上计算机的逻辑地址互联网地址 Internet地址1.IP地址的表示

57、IP地址长度： 32bits（4个字节）4个以小数点隔开的十进制整数IP地址的构成网络号 标识某个网络主机号标识在该网络上的一台特定的主机IP地址第6章 网络互联协议TCP/IPNetworkHost32Bits8Bits8Bits8Bits8Bits 162 . 105 . 122 . 204114地址的分类共5类： A B CD E A类地址E类地址D类地址C类地址0783115162324110111011组播地址保留0网络号主机号B类地址1网络号主机号01网络号主机号10第6章 网络互联协议TCP/IP115第6章 网络互联协议TCP/IP高位第一个字节的十进制数地址类01126A10

58、128191B110192223C1110224239D11110240E1166. IP地址的分配方法静态分配指定IP地址，固定地址动态分配自动获取IP地址，不固定地址 动态主机配置协议（DHCP)DHCP Serverip dhcp pool 5 dns domain-name DHCP client 自动获得IP地址 自动获得DNS服务器地址 不配默认网关第6章 网络互联协议TCP/IP1176.3.2 子网与子网掩码1.子网掩码（netmask) 掩码的意义 .32.子网(subnet) 大网小网 主机号的一部分位标识子网 主机号字段再分为两部分，子网号 主机号第6章 网络互联协议TC

59、P/IP1183.网络地址网络地址 = 网络号 + 主机号为“0” 网络地址 = 网络号+子网号+ 主机号为“0”4.主机地址每一个设备或接口都必须有一个非 “0”的主机号主机地址= 网络号为“0” + 主机号5.直接广播地址(direct broadcast)直接广播地址 = 网络号 + 主机地址部分为全“1” 地址的每个字节的二进制权值128 64 32 16 8 4 2 1 （0 - 255） 1 1 1 1 1 1 1 1 第6章 网络互联协议TCP/IP119练习题已知IP地址,填写缺省掩码、网络地址、主机地址和广播地址IP地址 类别 缺省掩码 网络地址 主机地址 广播地址8 00

60、已知IP地址和子网掩码，填写网络地址和广播地址IP地址 类别 掩码 网络地址 广播地址 5 6 5 第6章 网络互联协议TCP/IP120 3. 将划分为4个子网，具体要求如下：1）自选子网掩码2）将各子网的网络地址、广播地址和可用的IP地址空间填入表中 第6章 网络互联协议TCP/IP网络地址可用IP地址段广播地址子网掩码-62392428921215. 具有特殊意义的IP地址 1)广播地址（Broadcast)直接广播地址(direct broadcast)直接广播地址 = 网络号 + 主机地址部分为全“1”有限广播地址(limited broadcast address) 有限广播地址或