第1章计算机网络基础

实用网络设计与项目管理王晓菊课程介绍课程学时：总学时：16学时理论教学：10学时上机教学：4学时考核：2学时课程安排上机时间：第12周周六5-6节第13周周六1-2节上机地点：基础四实验室（信息楼）主要教学内容：了解网络的建设与运作计算机网络概述计算机网络互连设备局域网的规划与设计结构化综合布线网络服务与网络安全设计参考书陈鸣编著，《网络工程设计教程系统集成方法》，机械工业出版社，2010年4月计算机网络概述

基本概念1计算机网络模型-OSI参考模型2IP地址、MAC地址3基本概念1计算机网络的定义2计算机网络的功能3计算机网络的分类定义：把地理位置不同且具有独立功能的多个计算机系统，通过通信设备和线路将其连接起来，在网络软件支持下进行数据通信，以实现计算机资源共享的系统。1.计算机网络的定义给你发E-mail共享资源数据传输负荷均衡和分布处理东西丢了！！提高可靠性没关系！2、计算机网络的功能3计算机网络分类按照地理范围划分局域网城域网广域网按照拓扑结构划分总线网络星状网络环状网络树状网络网状网络采用局域网，传输率较高，误码率较低。组网方便，技术简单。局域网(LAN):几公里的地理范围内将计算机、外设和通信设备互连在一起的网络系统。网络按地理范围分类城域网（MAN）覆盖范围为几公里到几十公里之间，由多个单位或一个城市组建的计算机网络。建立的主要目的：为网内用户进行通信、数据传输以及声音、图像的集成服务等。传输距离远，传输速率较低，误码率较高。机制复杂。广域网(WAN)

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涉及范围较大，通常可以达到几十公里、几百公里，甚至更远。总线型网络结构

总线型结构优点：（1）结构简单，可扩充性好，组网容易（2）多个节点共用一条传输信道，信道利用率高；（3）传输速率较高。总线型结构缺点：（1）发生故障时往往需要检测网络上的每个节点。（2）故障一旦发生在公用总线上，可能影响整个网络的运行星型网络结构

中心节点星型结构优点：（1）网络结构简单，组网容易，便于管理；（2）故障诊断容易。缺点：（1）网络需要智能的、可靠的中央节点设备。中央节点的故障会使整个网络瘫痪；（2）中央节点负荷太重；（3）每个计算机直接与中央节点相连，需要大量的电缆；（4）专用的通信电缆利用率不高。环型网络结构环型拓扑结构优点：（1）网络结构简单；（2）缆线长度比较短；（3）网络整体效率比较高。环型拓扑结构缺点：（1）故障的诊断和隔离较困难。（2）环路是封闭的，不便于扩充。树型网络结构

树型结构优点：（1）结构简单，成本低。（2）网络中节点扩充方便灵活。（3）故障隔离方便。缺点：对根节点的依赖性太大，如果根发生故障，全网都不能正常工作。网状型网络结构节点网状型网络的每一个节点都与其他节点有一条专门线路相连（全联通）。网状拓扑结构广泛应用于广域网中。网状型结构优点：（1）节点间路径多，碰撞和阻塞减少。（2）局部故障不影响整个网络，可靠性高（3）网络扩充和主机入网比较灵活简单。网状型结构缺点：（1）网络关系复杂，建网较难。（2）网络控制机制复杂。按照传输介质划分有线网无线网按交换方式划分线路交换方式报文交换方式分组交换方式三种交换的比较P1P2P3P4P1P2P3P4P3P4报文报文报文ABCDABCDABCD报文交换电路交换分组交换t连接建立数据传送报文P2P1连接释放数据传送的特点比特流直达终点报文报文报文分组分组分组存储转发存储转发存储转发存储转发计算机网络概述

基本概念1计算机网络模型-OSI参考模型2IP地址、MAC地址32计算机网络参考模型-OSI模型OSI的七层框架名称功能实例应用层用户接口HTTP、ftpTelnet表示层数据的表现形式、特定功能的实现如-加密ASCII、EBCDICJPEG会话层对应用会话的管理、同步操作系统/应用读取传输层可靠与不可靠的传输、传输前的错误检测、流控TCP、UDP网络层提供逻辑地址、选路IP数据链路层封装成帧、用MAC地址访问媒介、错误检测与修正802.3/802.2HDLC物理层设备之间的比特流的传输、物理接口、电气特性等EIA/TIA-232

V.35数据的封装与解封装过程3－1InternetHello!IP包头数据的封装与解封装过程3－2Hello物理层数据链路层网络层传输层会话层表示层应用层比特帧报文段PDUHelloTCP/UDP头HelloIP包头LLC子层TCP/UDP头HelloIP包头LLC子层MAC子层TCP/UDP头HelloTCP/UDP头高层数据MAC子层LLC子层FCSIP包头数据的封装与解封装过程3－3Hello物理层数据链路层网络层传输层会话层表示层应用层比特帧报文段PDUHelloTCP/UDP头HelloIP包头LLC子层MAC子层TCP/UDP头HelloIP包头LLC子层MAC子层FCSTCP/UDP头HelloTCP/UDP头高层数据LLC子层OSI模型数据传输网络通信协议-TCP/IP协议模型1.TCP/IP的发展OSI模型和TCP/IP模型比较计算机网络概述

基本概念1计算机网络模型-OSI参考模型2IP地址、MAC地址3IP地址

1.IP地址及其表示方法

IP地址就是给每个连接在因特网上的主机（或路由器）分配一个在全世界范围是唯一的32位的标识符。IP地址现在由因特网名字与号码指派公司ICANN(InternetCorporationforAssignedNamesandNumbers)进行分配.IP地址的编址方法分类的IP地址：这是最基本的编址方法，在1981年就通过了相应的标准协议。子网的划分：这是对最基本的编址方法的改进，其标准在1985年通过。构成超网：这是比较新的无分类编址方法。1993年提出后很快就得到推广应用。分类IP地址每一类地址都由网络号net-id和主机号host-id两部分组成。两级的IP地址可以记为：IP地址::={<网络号>,<主机号>}::=代表“定义为”net-id24位host-id24位net-id16位net-id8位IP地址中的网络号字段和主机号字段0A类地址host-id16位B类地址C类地址011host-id8位D类地址1

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0多播地址E类地址保留为今后使用1

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101net-id24位host-id24位net-id16位net-id8位IP地址中的网络号字段和主机号字段0A类地址host-id16位B类地址C类地址011host-id8位D类地址1

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0多播地址E类地址保留为今后使用1

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101A类地址的网络号字段net-id为1字节net-id24位host-id24位net-id16位net-id8位IP地址中的网络号字段和主机号字段0A类地址host-id16位B类地址C类地址011host-id8位D类地址1

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0多播地址E类地址保留为今后使用1

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01B类地址的网络号字段net-id为2字节net-id24位host-id24位net-id16位net-id8位IP地址中的网络号字段和主机号字段0A类地址host-id16位B类地址C类地址011host-id8位D类地址1

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0多播地址E类地址保留为今后使用1

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101C类地址的网络号字段net-id为3字节net-id24bithost-id24位net-id16位net-id8位IP地址中的网络号字段和主机号字段0A类地址host-id16位B类地址C类地址011host-id8位D类地址1

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0多播地址E类地址保留为今后使用1

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101A类地址的主机号字段host-id为3字节B类地址的主机号字段host-id为2字节C类地址的主机号字段host-id为1字节D类地址是多播地址

E类地址保留为今后使用

点分十进制记法10000000000010110000001100011111机器中存放的IP地址是32位二进制代码10000000000010110000001100011111每隔8位插入一个空格能够提高可读性采用点分十进制记法则进一步提高可读性1128

11331将每8位的二进制数转换为十进制数A类地址网络地址：A类地址的网络字段占一个字节，只有7个比特可供使用(该字段的第一个比特已固定为0)但可提供使用的网络号是126个(即27—2)。第一，00000000

——“本网络”第二，01111111

——本地软件环回测试A类地址主机地址：x．0．0．0——本主机x.255.255.255——

本网络的所有主机因此每一个A类网络中的最大主机数是224－2＝16777214B类地址网络地址：B类地址的网络字段占2个字节，只有14个比特可供使用(该字段的前两个比特已固定为10)网络地址由于前两位是10，所以不会出现网络地址全0和全1的可能性，但可提供使用的网络号是1638个(即214—1)。减1的原因是：不指派。B类地址主机地址：x.x.0.0——本主机x.x.255.255——

本网络的所有主机因此每一个B类网络中的最大主机数是216－2＝65534C类地址网络地址：C类地址的网络字段占3个字节，只有21个比特可供使用(该字段的前两个比特已固定为110)网络地址由于前两位是110，所以不会出现网络地址全0和全1的可能性，但可提供使用的网络号是2097151个(即221—1)。减1的原因是：不指派。C类地址主机地址：x.x.x.0——本主机x.x.x.255——

本网络的所有主机因此每一个C类网络中的最大主机数是28－2＝2542.常用的三种类别的IP地址IP地址的使用范围

网络类别最大网络数第1个可用的网络最后一个可用的网络每个网络的主机数A126(27–2)112616777214B16,383(214

1)128.1191.25565534C2,097,151(2211)192.0.1223.255.255254几种特殊的IP地址网络地址主机号各位全为0的IP地址，如8，网络地址为，主机号为68广播地址直接广播地址：主机号各位全为1的IP地址，用于将一个分组发送给特定的网络上的所有主机，即对全网广播，如：的直接广播地址为55几种特殊的IP地址（续）有限广播地址：网络号主机号都为1的IP地址，即55，它也是对当前网络进行广播，多数是用在当一台主机在运行引导程序是，但又不知道其IP地址需要向服务器获取IP，这是用该地址作为目的地址发送分组。RFC1918指明