计算机网络基础

第1章

计算机网络概述

本章要点： ◆

了解计算机网络的产生和开展过程◆

了解计算机网络的分类方法◆掌握计算机网络的通信子网类型和拓扑结构◆

掌握计算机网络的体系结构、分层原理和标准化组织◆初步掌握OSI/RM、TCP/IP和IEEE802三种模型Lizq98@1第1章

计算机网络概述

目录

1.1计算机网络概述

1.2计算机网络的拓扑结构1.3网络协议和标准化组织1.4计算机网络体系结构Lizq98@21.1计算机网络概述

1.1.1计算机网络的定义和演变

1.计算机网络的定义把分布在不同地理位置计算机、终端，通过通信设备和线路连接起来，以功能完善的网络软件网络通信协议，信息交换方式及网络操作系统等〕，实现互相通信及网络资源共享的系统。IEEE高级委员会坦尼鲍姆博士给它的定义是“计算机网络是一组自治计算机互联的集合〞。人的身体内部也有网络哟，如神经系统、消化系统网络。生活中就存在许多网络，例如网、铁路网等。没有严格的定义，内涵也不断变化。

Lizq98@31.1计算机网络概述◆

具有通信功能的多机系统◆

局域网◆计算机网络◆

面向终端的计算机网络1.1.1计算机网络的定义和演变1.计算机网络的定义2.计算机网络的演变Lizq98@41.1计算机网络概述1.1.1计算机网络的定义和演变1.计算机网络的定义2.计算机网络的演变3.网络开展的里程碑建立的ARPA网196970年代80年代19931993出现局域网，特别是以太网(Ethernet)CCITT建立了传输声音数据的国际标准，ISO制定了OSI/RM。克林顿政府提出了NIIIETF成立了Ipng(IPv6)工作组19891995IPng工作组完成IPv6的协议文本Lizq98@51.1计算机网络概述1.1.1计算机网络的定义和演变1.计算机网络的定义2.计算机网络的演变3.网络开展的里程碑4.我国的网络开展◆1989年11月CNPAC建成运行。1993年建成CHINAPAC。1993年下半年开始规划实施“金桥〞、“金卡〞和“金关〞的三金工程。Lizq98@61.1计算机网络概述1.1.2计算机网络的分类、组成和网络性能

1.计算机网络的分类

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按覆盖范围分为：WAN、LAN、MAN◆按通信速率分为：低速网、中速网、高速网◆按带宽分为：基带网络、宽带网络◆其它分类方法:

……◆按网络协议分类◆按网络操作系统分类

……Lizq98@71.1计算机网络概述1.1.2计算机网络的分类、组成和网络性能2.计算机网络的组成◆

通信子网通信子网提供网络通信功能，能完成网络主机之间的数据传输、交换、通信控制和信号变换等通信处理工作，由通信控制处理机CCP、通信线路和其它通信设备组成的数据通信系统。◆资源子网资源子网为用户提供了访问网络的能力，它由主机系统、终端控制器、请求效劳的用户终端、通信子网的接口设备、提供共享的软件资源和数据资源(如数据库和应用程序)构成。……Lizq98@81.1计算机网络概述1.1.2计算机网络的分类、组成和网络性能3.网络性能◆

带宽〔Bandwidth〕是指网络上数据在一定时刻内从一个节点传输到任意节点的信息量。可以用链路每秒钟能传输的比特数表示，如以太网的带宽有10Mbps、100Mbps和10GMbps等。也可以用传输每个比特所花的时间长短来衡量，如一个10Mbps的网络上，传输每个比特所花的时间为0.1μs。◆延迟〔Delay〕是指将一个比特从网络的一端传输到另一端所花费的时间。造成延迟的原因有三种：第一个因素是传输介质的传播延迟；第二个因素是发送一个数据单元花费的时间，它和网络的带宽和数据分组的大小密切相关；第三个因素是网络内部的排除延迟，因为交换机在将分组转发出去之前一般要将它存储一段时间。另外，由于网络设备的速率不匹配或中间节点产生拥塞可能会导致更大的延迟或数据的丧失。Lizq98@91.2计算机网络的拓扑结构1.2.1网络拓扑的概念1.2.2通信子网的信道类型◆点到点式网络〔Point-to-PointNetworks〕每条物理线路只连接一对设备〔计算机或节点交换机〕，发送的数据在信道另一端只有惟一的一个设备接收。没有信道竞争，几乎不存在访问控制问题，但点到点信道浪费一些带宽。◆播送式网络〔BroadNetworks也称多点共享所有节点共享一个通信信道，任何一个节点发送报文信息时，所有其它节点都会接收到该信息。会引起争用信道而产生的介质访问冲突的问题。Lizq98@101.2计算机网络的拓扑结构1.2.3计算机网络的拓扑结构

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总线型结构优点：结构简单，价格低廉、安装使用方便。缺点：故障诊断和隔离比较困难。Lizq98@111.2计算机网络的拓扑结构1.2.3计算机网络的拓扑结构

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环型结构

优点：简化了路径选择控制，传输延迟固定。实时性强。可靠性较高。缺点：节点过多时，影响传输效率。环某处断开会导致整个系统的失效，节点的参加和撤出过程复杂。Lizq98@121.2计算机网络的拓扑结构1.2.3计算机网络的拓扑结构

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星型结构优点：单点故障不影响全网，结构简单。增删节点及维护管理容易；故障隔离和检测容易，延迟时间较短。缺点：本钱较高，通信资源利用率低；网络性能过于依赖中心节点。Lizq98@131.2计算机网络的拓扑结构1.2.3计算机网络的拓扑结构

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树型结构优点：结构比较简单，本钱低。扩充节点方便灵活。缺点：对根的依赖性大。Lizq98@141.2计算机网络的拓扑结构1.2.3计算机网络的拓扑结构

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网状结构优点：具有较高的可靠性。某一线路或节点有故障时，不会影响整个网络的工作。缺点：结构复杂，需要路由选择和流控制功能，网络控制软件复杂，硬件本钱较高，不易管理和维护。Lizq98@151.2计算机网络的拓扑结构1.2.3计算机网络的拓扑结构

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卫星通信网络的拓扑结构卫星通信网络中，通信卫星就是一个中心交换站，它通过和分布在地球不同地理位置的地面站将各个地区网络相互连接。

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混合型拓扑实际组建网络时，网络的拓扑结构通常是几种拓扑结构的组合。在选择网络拓扑结构时，应考虑可靠性、费用、灵活性、响应时间和吞吐量等因素。Lizq98@161.3网络协议和标准化组织1.3.1网络协议网络协议就是指网络中计算机、设备之间相互通信和进行数据处理及数据交换而建立的规那么〔标准或约定〕。◆语法如何讲◆语义讲什么◆时序讲话次序Lizq98@171.3网络协议和标准化组织Lizq98@181.4计算机网络体系结构1.4.1网络体系结构◆分层结构的优点◆分层原那么◆常见的网络体系结构1.OSI/RM2.TCP/IP3.IEEE802Lizq98@191.4计算机网络体系结构1.4.2OSI七层参考模型1.OSI七层参考模型Lizq98@201.4计算机网络体系结构1.4.2OSI七层参考模型2.OSI/RM各层功能简介

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物理层(PhysicalLayer，PH)

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数据链路层(DataLinkLayer，DL)

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网络层(NetworkLayer，N)

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传输层(TransportLayer，T)

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会话层(SessionLayer，S)

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表示层(PresentationLayer，P)

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应用层(ApplicationLayer，A)Lizq98@211.4计算机网络体系结构1.4.2OSI七层参考模型3.OSI/RM数据封装过程

Lizq98@221.4计算机网络体系结构1.4.3TCP/IP参考模型

1.TCP/IP概述

2.TCP/IP体系结构

◆

网络接口层

Ethernet、ATM、FDDI、X.25、PPP、Token-Ring

◆

网际层

IP、ARP、RARP、ICMP、IGMP

◆

传输层

TCP、UDP

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应用层

HTTP、FTP、TFTP、SMTP、SNMP、Telnet、RPC、DNS、Ping…Lizq98@231.4计算机网络体系结构TCP/IP协议也采用对等层通信的模式，封装和解除封装也在各层进行。发送方在发送数据时，应用程序将要发送的数据加上应用层头部交给传输层，TCP或UDP再将数据分成大小一定的数据段，然后加上本层的报文头。TCP/IP的数据封装过程如下图。4.TCP/IP和OSI/RM的比较1.4.3TCP/IP参考模型3.TCP/IP的数据封装Lizq98@24应用层表示层会话层传输层网络层数据链路层Physical应用层表示层会话层传输层网络层数据链路层物理层TCP头部数据IP头部应用数据帧头部IP数据包物理层◆OSI/RMTCP/IP1.4计算机网络体系结构数据传输过程.Lizq98@251.4计算机网络体系结构1.4.4IEEE802标准1.IEEE802局域网标准2.IEEE802局域网体系结构◆物理层主要完成编码、解码、时钟同步、发送和接收数据、载波检测及提供与数据链路层的接口。◆数据链路层：分为LLC子层和MAC子层l逻辑链路控制〔LLC〕子层：不是针对特定的传输介质，和介质访问控制方法无关，对高层提供统一的界面。l介质访问控制(MAC)子层：对不同类型的局域网是不同的。主要完成介质访问控制功能，解决共享传输介质而引起的争用介质问题。Lizq98@26Lizq98@27第2章数据通信根底Lizq98@28第2章数据通信根底Lizq98@292.1数据通信的根本概念2.1.1数据通信根本概念1.数据分为模拟数据和数字数据两种。2.信息以某种格式组织起来的数据。3.信号是数据的具体物理表现。分为模拟信号和数字信号两种，如下图。Lizq98@302.1数据通信的根本概念2.1.1数据通信根本概念4.信道传输信息时信号沿发送端到接收端的通路。5.通信和数据通信通信是信息的传输与交换。数据通信是以传送数据为业务的通信。6.数据通信网是数据通信系统的网络形式。7.码元和码字码元是一个信号编码单元。码字由假设干码元组成的字符串序列。8.数据分组把较大的数据块分成较小的数据段。不同的网络或层中，分组名称也不同，如帧(frame)、信元(cell)、IP数据报等。通常数据分组也称为数据包。Lizq98@312.1数据通信的根本概念1.比特(bit)率S指单位时间内所传送的二进位序列的位〔bit〕数，是度量通信系统每秒传送的信息量。用每秒比特数〔bit/s或bps〕表示。常用的单位换算关系式如下：1Kbps=1024bps；1Mbps=1024Kbps；1Gbps=1024Mbps2.波特(Baud)率B指数字信号经过调制后的传输速率，或者是说每秒传输的脉冲〔波形〕信号个数〔通过信道传输的码元数〕。B=1/T；其中，T为每个脉冲〔波形〕信号的持续时间，单位为秒。◆比特率和波特率的关系：S=B*log2n3.误码率Pe指数据位被传错的概率，也称出错率。Pe=Ne/N；N为传输的码元总数，Ne为接收码元中被传错的码元数。Lizq98@322.1数据通信的根本概念4.信道容量指物理信道能到达的最大传输能力，用比特率S表示。。5.带宽〔Bandwidth〕指信道所能传送的信号的频率宽度，也就是可传送信号的最高频率与最低频率之差，单位是Hz〔赫〕、kHz〔千赫〕、MHz〔兆赫〕。6.带宽、数据传输速率和信道容量的区别7.延迟、抖动、呑吐量和丢包率。Lizq98@332.1数据通信的根本概念2.1.3数据通信系统1.数据通信系统根本模型2.模拟通信系统和数字通信系统数字通信系统是比模拟通信系统费用低，抗干扰能力强，不易失真；但数字信号比模拟信号易衰减；模拟信号比数字信号传输距离要远。3.信号衰减的克服数字信号衰减的克服方法是使用中继器，把数字信号“0〞、“1〞整形恢复为标准电平后继续传输。Lizq98@342.2数据编码和调制2.2.1数字数据的数字信号编码

2．双极性不归零码(BNRZ)

用正电平和负电平分别表示二进制数据的1和0，正和负的幅值相等。

1.单极性不归零编码(NRZ)

单极性不归零编码只使用一个电压值，用高电平表示1，没电压表示0。Lizq98@352.2数据编码和调制2.2.1数字数据的数字信号编码3．双极性归零编码〔BRZ〕使用了正、负和零三个电平，信号本身携带同步信息，解决了同步问题。缺点是编码一个比特，需要两次信号变化，增加了占用带宽，且线路上的平均电压值还不为零。Lizq98@362.2数据编码和调制2.2.1数字数据的数字信号编码

4.双相位编码(biphaseencoding)信号在每个比特内部的中间发生改变，但不归零而是将电压变为相反。◆曼彻斯特编码〔Manchesterencoding〕◆差分曼彻斯特编码〔differentialManchesterencoding〕Lizq98@372.2数据编码和调制2.2.2模拟数据的数字信号编码1.脉冲振幅调制〔PAM〕对原始的模拟信号每间隔一个相等的时间进行采样一次2.脉码调制〔PCM〕将PAM所产生的采样结果修改成完全数字化的信号。2400011000-1510001111125011111013800100110-8011010000110011011104800110000-501011001090010110103900100111520011011088010110002600011010127011111117701001101

3.采样频率

是原始的有效信号中最高频率分量或其带宽的２倍。Lizq98@382.2数据编码和调制2.2.3数字数据的模拟调制1.幅移键控法〔ASK〕2.频移键控法〔FSK〕

3.相移健控法〔PSK〕4.正交调幅〔QAM〕(a)3振幅，12相位(b)4振幅，8相位(c)2振幅，8相位

Lizq98@392.2数据编码和调制2.2.4模拟数据的模拟调制

1.调幅

2.调频

3.调相

Lizq98@402.3数据传输方式2.3.1并行传输l概念并行传输是指数据以成组方式在多个并行的信道上同时传输，相应地需要假设干根传输线。一般用于计算机内部或近距离设备的数据传输，如计算机和打印机之间的通信，一次传送一个字节的信号，所以传输信道需要８根数据线，同时还需要其它的控制信号线。

l优缺点并行传输优点是速度快，缺点是费用高。因为并行传输需要一组传输线，所以并行传输一般用在短距离范围且传输速度要求高的场合。Lizq98@412.3数据传输方式2.3.2串行传输串行传输是指数据在信道上一位一位的逐个传输，从发送端到接收端只需一根传输线，本钱少，易于实现，是计算机网络中普遍采用的传输方式。数据通信采用串行传输方式时，发送端需要通过并/串转换装置将并行数据位流变为串行数据位流，然后送到信道上传输，在接收端再通过串/并转换，复原成８位并行数据流。PC机和外界进行串行通信是通过串行端口〔COM〕完成的。

◆

串行传输可以用两种方式进行：l同步传输l异步传输〔下一节介绍〕Lizq98@422.3数据传输方式2.3.2串行传输串行信号在传输线上的传送方向有以下三种方式：1.单工通信〔双线制〕单工〔simplex〕通信只允许传送的信息始终向一个方向流动。实际应用中，单工通信的信道采用双线制。例如，播送、电视系统；BP机；道路交通单行道。2.半双工通信〔双线制＋开关〕半双工〔halfduplex〕通信允许信息流向两个方向的都可传输，但同一时刻只能朝一个方向传输。例如，无线电对讲机就是半双工通信。3.全双工通信〔四线制〕全双工〔fullduplex〕通信是指在同一时刻，能同时进行双向通信。例如，常用的系统就是全双工通信。Lizq98@432.4同步传输和异步传输2.4.1同步传输

同步传输方式传输时是将一个大的数据块一起发送。传输时，需要在数据块前放上两个或以上的同步信号字符SYN，在数据块结束加上后同步信号。同步传输线路利用率高，多用于字符信息块的高速传送。但这种方式收发双方控制复杂。2.4.2异步传输

异步传输也叫做起止式传输，它以字符为单位，在每个字符前增加一个起始位，字符代码后增加１、1.5、２位停止位。它允许码字之间存在不确定的空闲时间。

异步传输设备简单，费用不高，但速率较低。Lizq98@44FDM把信道的频谱分割成假设干个互不重叠的子信道，各相邻子信道间留有保护带，每个子信道传送一路信号2.5.2时分多路复用〔TDM〕

TDM将物理信道按时间分成许多等长的时间片，轮流、交替地分配给多路信源。分为同步和异步TDM两种。

Lizq98@452.5.3波分多路复用(WDM)

WDM的原理同FDM相似，用于光纤通信。光信号用波长而不是频率来表示所使用的光载波。WDM和FDM不同之处是光波频率很高。

密集波分多路复用DWDM可在一根光纤上复用80路以上的光信号。Lizq98@462.6传输介质2.6.1有线传输媒体1.双绞线(TP)

分为非屏蔽双绞线UTP和屏蔽双绞线STP两种。1类线

1对线，用于模拟电话线和低速数字传输

2类线

4对双绞线，用于数字电话、ISDN和T1线路等。

3类线

4对双绞线，用于电话线、令牌环网、以太网等。4类线

4对双绞线，用于语音、令牌环网、以太网等。

5类线

4对双绞线，用于令牌环网、以太网、ATM等。

超5类线

是5类线更高级别的版本。目前使用最多。

6类线

4对双绞线，目前还很少使用于网络中。

STP用于、令牌环网、以太网及全息图像传输等。

Lizq98@472.6传输介质2.6.1有线传输媒体

3.光纤

光纤通信是利用光纤传递光脉冲信号实现的。

1.双绞线(TP)

2.同轴电缆

同轴电缆具有较高的抗干扰能。以太网使用二种规格：一种是粗缆构建的10Base-5

，称为标准以太网。另一种是细缆构建的10Base-5，称为廉价以太网。

室外非金属光缆

室外金属光缆

室内单芯单模光缆

室内多芯多模光缆Lizq98@482.6传输介质2.6.2无线传输

1.无线电波段分配

2.微波通信

3.卫星通信

4.红外通信和激光通信Lizq98@49

Lizq98@50第3章

OSI/RM各层功能

Lizq98@51第3章

OSI/RM各层功能

目录

3.1物理层3.2数据链路层3.3网络层3.4传输层3.5高层协议Lizq98@523.1物理层3.1.1物理层的作用和特性

1.物理层提供的功能

l

保证数据按位传送的正确性，同时提供通信接口定义、控制信号、数据传输速率、接口信号电平等；l

物理层管理；l

建立、维持和释放物理连接。物理层的作用是在网络节点之间的物理媒体上提供线路的建立、维持和释放，实现二进制位流的透明传输，并进行过失检查等。物理层是对DTE和DCE之间通信接口的描述和规定,如下图。Lizq98@533.1物理层3.1.1物理层的作用和特性

1.物理层提供的功能

2.物理层的特性l

机械特性机械特性详细说明了接插式连接器的大小、形状、尺寸、引脚的排列方式锁定装置以及相应通信介质的参数和特性等。l

电气特性

电气特性规定了信号及有关电路的特性。l

功能特性功能特性规定了接口信号的来源、作用以及其它信号之间的关系。l

规程特性规程特性就是协议，定义了DTE和DCE接口进行二进制比特流传输前的控制步骤，包括各信号线的工作规程和时序。Lizq98@543.1物理层3.1.2

物理层协议〔接口标准〕举例1.EIA-RS-232C接口标准l

EIA-RS-232C的机械特性DB25针式〔凸插座〕和DB25引式〔凹插座〕结构。另有一个9芯标准连接器简化标准。l

EIA-RS-232C的电气特性逻辑“1〞的电平范围是﹣5～﹣15V；逻辑“0〞的电平范围是+5～+15V。l

EIA-RS-232C的功能特性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〔9、10、11、18、25〕做备用或末定义。l

DTE和DTE间近距离连接交叉跳接信号线接线方法2.EIA的RS-449、RS-422和RS-423接口标准3.数据传输的DTE/DCE接口标准X.21Lizq98@553.2数据链路层3.2.1成帧和帧同步l

成帧

成帧的目的是为了一旦在数据传输时出错，只重传或纠正有错的帧，而不必重发全部数据，从而提高效率。l

帧同步

为了能在收到的比特流中明确区分出一帧，发送方必须建立和识别帧的边界，一般是在帧的开始和结束位置增加一些特殊的位组合来实现，这就是帧同步问题。

数据链路层的作用是利用物理层提供的位串传输功能，将物理层传输原始比特流时可能出错的物理连接，改造成为逻辑上无过失的数据链路，在相邻节点间实现透明的高可靠性传输，同时为网络层提供有效的效劳。l

常用的帧同步方法有下面几种：

1.字节计数法2.使用字符填充的首尾定界符法3.使用比特填充的首尾定界符法4.违法编码法Lizq98@563.2数据链路层3.2.2过失控制过失产生的原因主要是由于线路本身电气特性所产生的随机噪声〔热噪声〕、信号振幅、频率和相位的衰减或畸变、电信号在传输介质上的反射回音效应、相邻线路的串扰、外界的电磁干扰和设备故障等因素造成的。Lizq98@573.2数据链路层3.2.2过失控制

2.检错码和纠错码

3.奇偶校验码奇偶校验〔Parity〕码地通过在信息位的后面附加一个检验位，使得码字中“1〞的个数保持为奇数或偶数的编码方法。Lizq98@583.2数据链路层3.2.2过失控制1.过失类型2.检错码和纠错码3.奇偶校验码4.循环冗余校验码循环冗余校验码〔CRC〕是一种最常用的检错码。CRC是通过在信息位的后面附加一串冗余比特实现的。方法是将要发送的二进制比特序列当作一个多项式F(x)的系数，在发送端，用双方预先约定的G(x)生成多项式对应的比特序列去除，〔F(x)对应的比特序列后要加上n个0，n是一个比G(x)生成多项式对应的比特序列的位数减1的数〕，求得一个余数多项式，它就是循环冗余校验码，然后将它附加在放在信息位的后面组成CRC码进行传输。在接收端，用同样的G(x)去除接收到的比特序列，假设能被其整除，表示传输正确，否那么表示有错。例如：Lizq98@593.2数据链路层【例3.1】〔7,3〕码中，信息码有3位，可分别表示十进制数据1～7，设G(x)为x4+x3+x2+1，对应的生成多项式比特序列为11101，有5位组成，因此冗余校验码应是4位，通过计算，得表3.3。000000000010010011100010011101101101001101001001111101101001011011101011111101003.2.2过失控制1.过失类型2.检错码和纠错码3.奇偶校验码4.循环冗余校验码Lizq98@603.2数据链路层l

本来7位二进制码可以有27(128)个码字，表中所得的8个CRC码是从这128个码字中，按照一致校验方程组挑选出来的，它有如下特性：1)封闭性。表中任两个CRC码的对应位进行模2相加后得到的结果，仍然是表3.3中8个码字中的一个。2)循环性。表中任意一个〔7,3〕CRC码字循环右移一位或多位后，仍是表中8个〔7,3〕CRC码字中的一个。【例3.1】〔7,3〕码中，信息码有3位，可分别表示十进制数据1～7，设G(x)为x4+x3+x2+1，对应的生成多项式比特序列为11101，有5位组成，因此冗余校验码应是4位，通过计算，得表3.3。00000000001001001110001001110110110100110100100111110110100101101110101111110100Lizq98@613.2数据链路层l

本来7位二进制码可以有27(128)个码字，表中所得的8个CRC码是从这128个码字中，按照一致校验方程组挑选出来的，它有如下特性：1)封闭性。表中任两个CRC码的对应位进行模2相加后得到的结果，仍然是表3.3中8个码字中的一个。2)循环性。表中任意一个〔7,3〕CRC码字循环右移一位或多位后，仍是表中8个〔7,3〕CRC码字中的一个。◆

目前广泛使用的生成多项式主要有四种：

CRC12＝x12+x11+x3+x2+1CRC16＝x16+x15+x2+1〔IBM公司〕CRC16＝x16+x12+x5+1〔CCITT〕CRC32＝x32+x26+x23+x22+x16+x11+x10+x8+x7+x5+x4+x2+x+1l

循环冗余码的产生和校验均有集成电路产品，发送端能够自动生成CRC码，接收端自动校验。Ethernet采用的是32位CRC码，它由专用的以太网系列器件来实现。

Lizq98@623.2数据链路层3.2.2过失控制5.海明码设信息位为k位，冗余位r位，构成n=k+r位码字。假设希望用r个监督关系式产生r个校正因子来判断码字在传输后是否出错，并确定n个不同的错误位置，那么要求满足以下关系式：2r≥n+1或2r≥k+r+1例如，当k=4时，为了满足上述不等式，那么需要r≥3。现取r=3，那么n=k+r=7。也就是说，在4位信息位a6a5a4a3后面加上3为冗余位a2a1a0,构成7位码字a6a5a4a3a2a1a0。其中a2、a1和a0分别可通过4位信息位中某几位按半加方法得到。在校验时，a2、a1和a0就分别和这些位构成三个不同的监督关系式。如果传输后没有错误，这三个监督关系式的值s2、s1和s0应该全为“0〞。a6a5a4a3a2a1a0中某一位过失与S2S1S0的其对应关系可规定如表3.4所示〔当然也可以规定成另外的对应关系〕。

Lizq98@633.2数据链路层S2S1S0值

000001010011100101110111出错码无错a0a1

a2a3a4a5a6

a2、a4、a6中有一个传输出错都应使S2=1，即：

S2=a2⊕a4⊕a5⊕a6同理，可以得到监督关系式：S2=a2⊕a4⊕a5⊕a6

S1=a1⊕a3⊕a5⊕a6(3.1)S0=a0⊕a3⊕a4⊕a6

3.2.2过失控制5.海明码Lizq98@643.2数据链路层将〔3.1〕式中的S2、S1和S0取值为零，那么：a2⊕a4⊕a5⊕a6=0a1⊕a3⊕a5⊕a6=0(3.2)a0⊕a3⊕a4⊕a6=0

由此可得:

a2=a4⊕a5⊕a6

a1=a3⊕a5⊕a6(3.3)

a0=a3⊕a4⊕a63.2.2过失控制5.海明码Lizq98@653.2数据链路层3.2.1成帧和帧同步3.2.2过失控制3.2.3流量控制3.2.4链路管理链路管理用于面向连接的效劳，它包括链路的建立，维持和释放，它可以为网络层提供几种不同质量的链路效劳。流量控制是限制发送方的数据发送流量，使其发送速率不致超过接收方所能处理的能力，而导致帧的“淹没〞。3.2.5数据链路控制协议l

异步协议：以字符作为信息传输单位，在每个字符的起始处同步，但字符之间的间隔时间是不固定的(即字符之间是异步的)l

同步协议：以许多字符或许多比特组织成的数据块为传输单位，在帧的起始处同步。同步协议又分为面向字符〔字节〕的协议和面向比特的协议两类。Lizq98@663.3网络层物理层和数据链路层考虑节点间直接相连的情形〔LAN内〕，而网络层那么考虑源和目的节点存在许多中间节点的情形〔WAN内〕，如以下图所示。网络层是通信子网的最高层，主要任务是提供路由，以及数据的交换方式、流量控制、阻塞与死锁处理和网际互联等问题。网络层数据单元称为分组或者叫包〔Packet〕。Lizq98@673.3网络层◆网络层的主要作用l

建立网络连接，提供网络地址，提供寻址l

实现网络数据单元〔包〕的传送l

路由选择l

拥塞控制l

过失控制l

消除通信子网的质量差异l

确定网络层效劳质量参数，如网络吞吐量、网络延迟等物理层和数据链路层考虑节点间直接相连的情形〔LAN内〕，而网络层那么考虑源和目的节点存在许多中间节点的情形〔WAN内〕，如以下图所示。网络层是通信子网的最高层，主要任务是提供路由，以及数据的交换方式、流量控制、阻塞与死锁处理和网际互联等问题。网络层数据单元称为分组或者叫包〔Packet〕。Lizq98@683.3网络层Lizq98@693.3网络层1.电路交换电路交换的优点是数据以固定速度传输，传送快，延迟小，适用于实时传输、远程成批处理、发送大量数据和持续通信要求高的场合。缺点是整个连接过程的信道容量完全被通信双方占用，线路利用率不高。而且电路交换系统不具备过失控制能力，交换机也不具备数据存储能力。2.存储转发交换存储转发交换也称报文交换，源于电报传输方式。它不需要通过呼叫建立物理通路，而是以接力方式，报文在网络节点之间逐段传送直到目的地。存储转发交换时，传输前先将需要发送的数据分割成一定大小的块〔报文〕，一个报文被存储在节点上并不立即发送，而是等到信道或路由中的下一节点的缓冲器空闲时再发送出去。传输的路径可以是固定的，也可动态建立，这就充分利用了信道和转接设备的容量。Lizq98@703.3网络层3.3.1数据交换方式3.包交换包交换〔Packetswitching〕也称分组交换。在包交换网络中，数据单元〔包或分组〕是大小可变的数据块，包的长度由网络确定。l

数据报方式数据报方式中，每个包在传输时都是一个独立的传输单元，传输时自己选择传输路径，即使假设干个包可能属于同一个报文时也是如此。Lizq98@713.3网络层3.3.1数据交换方式3.包交换包交换〔Packetswitching〕也称分组交换。在包交换网络中，数据单元〔包或分组〕是大小可变的数据块，包的长度由网络确定。l

数据报方式l

虚电路方式虚电路传输过程时，属于同一个报文的所有包之间的先后顺序被保存了下来，源节点和目的节点之间路径在会话开始的时候先被选中，即先建立一条逻辑通路。Lizq98@723.3网络层3.3.1数据交换方式3.3.2网络层提供的效劳1.面向连接的效劳面向连接的效劳主要是虚电路效劳〔型效劳〕。这种方式在数据传输时，需要经过连接的建立、维持〔数据传输〕和连接的撤除三个阶段。连接建立好后，所有的包沿着虚电路有序、无过失的传输，面向连接的效劳往往是有确认的效劳，适用于可靠性要求高和有大量数据传输的应用领域，典型的提供面向连接的效劳是X.25协议。2.面向无连接的效劳面向无连接的效劳主要是数据报效劳〔电报型效劳〕。数据传输不需建立连接和撤除过程，各个数据包都有自己的控制信息，它将过失控制、流量控制和包的排序等均交给传输层处理。因此.面向无连接的效劳是不可靠的网络效劳，但这种方式因无信道的连接和撤除过程，开销小，在信息不太长时非常适用。典型的面向无连接的效劳是IP协议。Lizq98@733.3网络层3.3.1数据交换方式3.3.2网络层提供的效劳3.3.3路由选择

广域网中源节点和目的节点之间一般有多条传输路径供选择，网络中每个中间节点在收到一个数据包后，都要确定向下一个节点传送的路径，这就是路由选择。完成路由选择的设备是路由器，路由算法有以下几种：

1.静态路由选择策略l

扩散法l

固定路由选择l

随机路由选择

2.动态路由选择策略l

独立路由选择l

集中路由选择l

分布路由选择Lizq98@743.3网络层3.3.1数据交换方式3.3.2网络层提供的效劳3.3.3路由选择3.3.4拥塞控制拥塞也称阻塞，是指源和目的节点之间中某一个中间节点缓存中的包数量过多，使得该局部网络来不及处理，而后续的数据包还不断传送过来，导致缓存中的数据包“淹没〞，以致这局部乃至整个网络性能急剧下降〔甚会至死锁〕。拥塞现象如同交通拥挤一样，在某个瓶颈路段，各种走向的车流相互干扰，使每辆车到达目的地的时间都相对增加(延迟增加)，甚至有时在某段公路上车辆因堵塞而无法开动(局部死锁)。网络层最典型的协议是IP协议、X.25、帧中继〔FrameRelay〕和ATM。Lizq98@753.4传输层3.4.1传输层的功能传输层是OSI/RM的核心，它提供的效劳类似于数据链路层。区别是数据链路层控制局域网中单条链路上“点到点〞传输的情形，而“端到端〞是指从源端到目的端，中间可以有一个或多个交换节点。。传输层功能有下面几个：l

端到端的传递l

寻址l

可靠传递l

流量控制l

复用l

分段和重组传输层处于通信子网和资源子网之间，起着承上启下的作用，它能在源和目的计算机之间提供可靠经济的数据传输效劳，而且独立于所使用的网络〔屏蔽各种通信子网的差异〕，同时向高层提供一个标准及完善的效劳界面。Lizq98@763.4传输层端到端的传递也采用面向连接和面向无连接两种方式。面向连接的协议通过互联网在源端和目的端之间建立一条虚电路或路径，然后，属于同一个的报文的所有数据包都在这一路径上传递。面向连接有连接建立、数据传输和连接终止三个阶段。面向无连接的传输效劳只为上层提供一种类型的效劳，它为所有传输提供单个独立的数据单元。每个单元包含传输所需要的所有协议控制信息，但是不提供顺序和流量控制。TCP/IP协议中的TCP和UDP是传输层协议。其中，传输控制协议TCP协议是面向连接的协议，用户数据报协议UDP是面向无连接的协议。3.4.1传输层的功能3.4.2面向连接和面向无连接

Lizq98@773.5高层协议3.5.2表示层l

翻译l

数据加密l

认证l

数据压缩3.5.1会话层会话层功能有限，它们提供的效劳主要有：l

数据交换l

隔离效劳l

与会话管理有关的效劳l

会话层与传输层的交互l

同步点3.5.3应用层3.5.4小结Lizq98@78

Lizq98@79Lizq98@80目录 4.1局域网概述4.2以太网4.3快速以太网〔FastEthernet〕4.4交换式以太网4.5千兆位以太网〔GigabitEthernet〕4.6令牌环网4.7令牌总线4.8光纤分布数据接口FDDILizq98@814.1局域网概述

局域网只涉及通信子网的功能，它是同一个网络中节点与节点之间的数据通信问题，它不涉及网络层。数据链路层分为成媒体访问控制MAC和逻辑链路控制LLC两个子层，LLC子层与所使用的传输介质无关，仅让MAC子层根据物理介质处理介质访问控制方法。4.1.1局域网的特点1.局域网(LAN)具有以下特点：l

地理分布范围较小l

数据传输速率高l

误码率低l

局域网的归属较为单一l

一般采用分布式控制和播送式通信l

协议简单、结构灵活、建网本钱低、周期短、便于管理和扩充3.局域网的拓扑结构Lizq98@824.1局域网概述4.1.1局域网的特点4.1.2局域网的介质访问控制方法1.具有冲突检测的载波侦听多路访问〔CSMA/CD〕－“争用型〞l

采用随机访问和竞争机制〔“争用型〞〕。站点以帧的形式发送数据，所有连接在信道上的设备都能检测到该帧。当某个站点检测到目的地址和本站地址相符时，就接收该帧，并给源节点返回一个响应。l

“冲突〔collision〕〞是指二个以上的站点同时发送帧，造成不同信号的叠加互相破坏而变成无意义的噪声，因此要进行冲突检测。l

“载波侦听〞并不能完全消除冲突，如下图。l

同一个冲突域中检测一个冲突的时间为两个站点之间传播时延〔载波信号从一端发送到另一端接收所需时间间隔〕的两倍，如下图。Lizq98@834.1局域网概述4.1.1局域网的特点4.1.2局域网的介质访问控制方法

令牌访问介质方式的优点是：l

不存在竞争，因此不会出现冲突，常用于高负荷通信量较大的网络。l

令牌绕环一周的时间固定，实时性好，适用于控制型或实时性要求较高的场合。l

令牌单向流动，因此可使用带宽高的光纤作为传输介质。l

可以设置优先级，适用于集中管理。l

负荷较高时，有较好的响应方式。

Lizq98@844.1局域网概述4.1.1局域网的特点4.1.2局域网的介质访问控制方法4.1.3网络适配器

1.网络适配器功能完成物理层和数据链路层的功能，实现并行数据和串行信号之间的转换、数据帧的装配与拆装、介质访问控制和数据缓冲等

2.网卡的种类

l

按传输速率分为10Mbps、100Mbps、10/100Mbp和1000Mbps网卡

l

按传输数据信号的位数可分为8位、16位和32位网卡

l

按接口分为AUI接口网卡、BNC接口网卡、RJ-45接口网卡、ST、SC插头网卡和无线网卡等

l

按总线插槽接口可分为ISA、EISA、VESA、PCI和PCMCIA带RJ-45和BNC接口的网卡USB接口网卡

3.Ethernet网卡

4.NIC地址Ethernet网卡已将CSMA/CD功能集成到网卡中，并负责执行IEEE802.3所规定的规程，如构成帧，计算帧检验序列、执行曼彻斯特编码译码转换等。

Lizq98@854.2以太网之所以称为以太网，源于“电磁辐射是可以通过发光的以太来传播〞这一想法。后来由Xerox、DEC和Intel三家公司联合，开发局域网组网标准。4.2.1以太网标准和分类IEEE802.3定义的以太网标准分为10兆以太网、快速〔百兆〕以太网、(FastEthernet)、千兆位以太网(GigabitEthernet)等。4.2.2以太网的体系结构

1.以太网体系结构

2.协议数据单元PDU

3.MAC帧格式

Lizq98@864.2以太网4.2.1以太网标准和分类4.2.2以太网的体系结构4.2.3以太网特点Lizq98@874.2以太网4.2.410兆以太网1.10Base5

2.10Base2

3.10Base-T

4.10Base-F

5.10Broad366.10兆以太网的中继规那么10兆以太网的中继规那么〔也称黄金规那么〕为5-4-3-2-1规那么。l

从任一个发送端到接收端之间只能有5个网段l

从任一个发送端到接收端之间只能经过4个中继器l

其中的3个网段可增加站点l

另2个网段只能作为中继链路，不能连接站点l

整个网络组成了1个冲突域实际组建以太网时可将几种标准混合使用，如下图。Lizq98@884.3快速以太网〔FastEthernet〕4.3.1冲突直径的计算10兆以太网的冲突域直径为2500m，一个站点应在整个帧传送完毕前能检测到是否有冲突。快速以太网速度提高了10倍，因此传输一个最小帧〔512位〕，时间会降低10倍，即需要花费5.12ms，如下图。为了不改变帧的最小长度，应该让冲突域降低10倍，即从2500m降到250m，这样如果发生冲突，能使发送方检测到。Lizq98@894.3快速以太网〔FastEthernet〕4.3.1冲突直径的计算4.3.210兆以太网和快速以太网的区别

1.10兆以太网和快速以太网的相同点

2.10兆以太网和快速以太网的不同点

3.4B/5B编码

4.100Base-T的应用Lizq98@904.3快速以太网〔FastEthernet〕4.3.1冲突直径的计算4.3.210兆以太网和快速以太网的区别4.3.3快速以太网的物理层1.100Base-TX2.100Base-FX3.100Base-T4

4.100Base-T2Lizq98@914.4交换式以太网4.4.1交换的提出4.4.2交换式以太网交换机是一种特殊的网桥，它的一个端口是一个冲突域。交换机能够识别出帧的目的地址，并把帧只发送到目标站点连接的相应端口，而不是像共享式以太网中将帧发送到全网中的所有站点。交换机工作原理如下图。

ABCMN

OPQ

X

Lizq98@924.4交换式以太网4.4.1交换的提出4.4.2交换式以太网4.4.3共享式以太网和交换式以太网的区别l

信道类型不同

l

带宽的区别l

通信方式的区别

l

拓扑结构不同4.4.4全双工以太网共享式以太网因为共享传输介质，因此都是以半双工方式工作的。采用双绞线和交换机为全双工操作提供了可能，双绞线可以为一个站点发送数据和接收数据提供单独的线路，而同轴电缆却不能做到这一点。

全双工以太网一定是交换式以太网，而交换式以太网不一定是全双工以太网。Lizq98@934.5千兆位以太网〔GigabitEthernet〕4.5.1千兆位以太网的MAC帧Lizq98@944.5千兆位以太网〔GigabitEthernet〕4.5.1千兆位以太网的MAC帧4.5.2千兆位以太网的物理层l

1000Base-SX

l

1000Base-LX

l

1000Base-CXl

1000Base-TLizq98@954.5千兆位以太网〔GigabitEthernet〕4.5.1千兆位以太网的MAC帧4.5.2千兆位以太网的物理层4.5.3千兆位以太网的特点Lizq98@964.6令牌环网4.6.1令牌环工作原理

令牌环网在物理上由一系列环接口和这些接口间的点—点链路构成的闭合环路，各站点通过环接口连接到网络上，令牌和数据帧沿环单向流动。取得令牌的站点，通过环接口将数据帧串行发送到环上，环上的其它各站点检测并转发环上的数据帧，当目的地址与自身站点地址相符时，复制该帧并该帧转发出去，使数据帧在环上从一个站点传至下一个站。数据帧绕环一周返回到发送站点，由发送站点将其删除，并生成一个新的令牌发送到环上。

Lizq98@974.6令牌环网4.6.2令牌环帧格式令牌环MAC帧有令牌帧、异常中止帧和数据/命令帧三种类型，如下图。Lizq98@984.6令牌环网4.6.3令牌环的操作过程网络空闲时，令牌在环中单向绕行。站点要发送数据，必须等待获得令牌

环中各站点转发数据帧，并检查数据帧目的地址，如与本站点地址相符，读取数据，并复制该帧并转发出去

数据帧绕环一周返回到发送站点，发送站将该数据帧从环路上撤消。

发送站点完成数据发送后，重新产生一个令牌4.6.4令牌环的维护4.6.5令牌环的特点Lizq98@994.7令牌总线4.7.1令牌总线工作原理4.7.2令牌总线和令牌环网的区别l

令牌总线采用总线方式连接，是播送式网络。而令牌环网是点到点连接。l

令牌总线不采用集中控制，而令牌环网是通过一个集中的监控站处理如令牌丧失等工作，较为方便容易。l

令牌总线的主要缺点是它的复杂性〔如站点插入和退出逻辑环算法等〕。而令牌环网的缺点是集中式监控站的使用，尽管可以将失效的监控站替换掉。Lizq98@1004.8光纤分布数据接口FDDI4.8.1FDDI的工作原理4.8.2FDDI的寻址和数据编码

FDDI的寻址是使用一个6字节的地址，地址在NIC上，和以太网的地址类似。

FDII采用了二级编码的方法。先按4B/5B编码，然后再利用非归零反相编码NRZ-I进行数据编码。

Lizq98@1014.8光纤分布数据接口FDDI4.8.1FDDI的工作原理4.8.2FDDI的寻址和数据编码4.8.2FDDI的特点l

FDDI采用光纤作为传输媒体，运行效率高。l

使用基于IEEE802.5令牌环标准的令牌传递协议。l

采用双环拓扑结构，使网络的可靠性大大增加，确保网络具有容错能力。l

FDDI具有较大的网络覆盖范围l

具有动态分配带宽的能力，能同时支持同步和异步数据效劳。Lizq98@102

Lizq98@103第5章

网络互联设备和多层交换

本章要点： ◆

了解网络互联的根本概念及各层网络互联设备◆

掌握中继器和集线器的性能、作用和分类◆

掌握网桥和交换机的特点、工作原理和性能参数◆

掌握路由器的结构、分类和工作原理◆

初步了解路由选择、路由表和等根本概念◆

掌握网关的分类和作用◆

掌握三层交换和多层交换的概念Lizq98@104第5章

网络互联设备和多层交换目录

5.1网络互联概述5.2物理层互联设备－中继器

5.3数据链路层互联设备－网桥

5.4网络层互联设备－路由器

5.5高层互联设备－网关

5.6三层交换和高层交换Lizq98@1055.1网络互联概述网络互联类型(1)局域网之间的互联〔LAN-LAN〕l同构网的互联l异构网的互联(2)局域网与城域网的互联〔LAN-MAN〕(3)局域网与广域网的互联〔LAN-WAN〕(4)多个远程局域网利用公用网互联〔LAN-WAN-LAN〕(5)广域网与广域网的互联〔WAN-WAN〕l互连〔Internet-connection〕指仅是物理上连接在一起，实现网络距离上的延伸。例如使用中继器连接扩大网络距离〔连接的是同构网〕。l互联〔Internet-working〕指不仅在物理上连接在一起，而且在逻辑上也连接在一起。包括协议组的转换、数据包的封装等。互联的网络可以是同构的，也可以是异构的。Lizq98@1065.1网络互联概述

网络互联类型网络互联层次OSI/RM共有7个层次，不同功能层次的网络互联时，所选择网络互联设备也不同。它们和OSI/RM的对应关系如下图。l网络互联主要是将不同网段、网络或子网之间通过网络互联设备连接起来。l网络之间互联主要有中继器和网桥〔用于局域网〕。网际之间互联主要有路由器和网关〔用于广域网〕。Lizq98@1075.2物理层互联设备－中继器5.2.1中继器中继器也称转发器或收发器，Hub也是一种中继器。物理层互联设备可以将传送过来的二进制位信号进行复制、整形、再生和转发。主要用于局域网传输距离的延伸，增加节点数，以及连接采用不同传输介质和接口的同构网〔如以太网〕。

l中继器的功能仅仅是将信号整形、再生数字信号，以维持通过局域网的电平，扩大局域网的传输距离。中继器是一个再生器而不是一个放大器，一个中继器可以连接两个以上的网络段，通常用于局域网之间的互联。

l局域网对中继器的使用有一定限制，这就是在4.2节中介绍的5-4-3-2-1中继规那么。利用中继器连接的网络虽然在物理上可以是两个以上的网络，但在逻辑上是将它们合并为一个网络，属于同一个冲突域。由于受冲突直径的限制，构建时一定要遵守中继规那么。如果需要连接的网络希望是各自独立，那么需要选用后面介绍的互联设备。Lizq98@1085.2物理层互联设备－中继器l集线器〔Hub〕作用和中继器类似，执行相同的功能，遵循相同的中继规那么。Hub是一种多端口的中继器，每个端口都具有发送与接收数据的能力。当某个端口收到连接该端口上的主机发来的数据时，就转发至其它端口。在数据转发之前，每个端口都对它进行再生、整形，并重新定时。用Hub连接以太网时，虽然物理上是星型结构，但逻辑上仍是一个总线型结构。

2.集线器的特点

l优点：l缺点：3.播送风暴l所谓播送风暴是一种在网上播送的消息导致大量响应、每个响应又导致大量响应的状态，网络长时间被大量的播送数据包所占用，使正常的通信无法正常进行。

1.集线器的分类l独立型集线器

l

堆叠式集线器

l

模块化集线器

5.2.1中继器5.2.2集线器Lizq98@1095.3数据链路层互联设备－网桥5.3.1网桥

网桥作用于物理层和数据链路层，用于网络中节点的物理地址过滤、网络分段以及跨网段数据帧的转发。它既可以延伸局域网的距离，扩充节点数，还可以将负荷过重的网络划分为较小的网络，缩小冲突域。◆网桥的作用网桥〔Bridge〕可以根据物理地址对数据帧进行过滤和存储转发，实现网络分段。当一个数据帧通过网桥时，网桥检查数据帧的源和目的物理地址，如果这两个地址属于不同的网段，那么网桥将该数据帧转发到另一个网段，否那么不转发。所以，网桥能起到隔离网段的作用，网络的隔离意味着缩小了冲突域，提高了网络的有效带宽。网桥连接如下图。

◆网桥的作用有两个方面：l将一个负载过重的网络分割成假设干小段，每个网段各自享用自己独立的带宽，以提高网络的效率，从而减少网络的信息流量。l延伸网络的距离，因为使用中继器受网络直径和中继规那么的限制，通过网桥可进一步延伸网络的距离。Lizq98@1105.3数据链路层互联设备－网桥5.3.1网桥

◆网桥的作用◆网桥的分类

l按网桥所处的位置可分为内桥和外桥两种。

l按网桥分布的地理范围可分为本地网桥和远程网桥。

◆网桥的学习功能网桥接收到一个数据帧时，它检查数据帧的源地址〔物理地址〕，并将该地址与网桥中的路径表中各项进行比照，如果在路径中没找到，那么将新的源地址参加路径表中，这就是网桥对网络地址的学习功能。◆网桥的特点延伸网络的距离、隔离网段，但不能隔离播送、也不能控制播送风暴、网桥没有路由功能。Lizq98@1115.3数据链路层互联设备－网桥5.3.2交换机

1.交换机的工作原理交换机也按存储转发的原理工作，具有数据帧的过滤和地址学习功能。地址学习功能是：首先检查端口传送来的数据帧物理地址，与交换机内部的动态路径表进行比较，假设不在路径表中，那么参加路径表中，假设在路径表中，那么将数据帧转发到对应的目标端口，而且只向目标端口转发数据帧。

4.交换机的类型

独立式、模块式和堆叠式三种2.交换机的带宽由一个16口100Mbps交换机组成的交换式以太网，可以为每个端口都提供100Mbps的专用带宽，那么该交换机的最大数据流通量为16×100Mbps。3.交换机的性能参数端口、业务接口、主板〔背板〕、主处理器、FLASH、MAC地址的数量。Lizq98@1125.4网络层互联设备－路由器5.4.1路由器的根本概念网桥根据第二层地址〔MAC地址〕转发数据帧。而路由器转发数据包时，通过第三层地址〔如IP地址〕，以决定一个数据包如何重新包装及送到哪里。当它接收到数据包时，负责寻址，选择转发到下一个节点的最正确路径。它是Internet、Intranet和Extranet中必不可少的设备之一。◆路由器路由器〔router〕用于互联物理层和数据链路层相同或不同的协议、网络层使用路由协议、而传输层以上使用的协议必须是相同或兼容的网络。路由器丢弃所有的播送帧，所以可以抑制播送风暴。

Lizq98@1135.4网络层互联设备－路由器5.4.1路由器的根本概念

◆路由器◆路由表l静态〔static〕路由表：事先设置固定不变的路径表。l动态〔dynamic〕路由表：根据网络拓扑、负载的改变等情况自动调整的路径表。

◆最小费用路由

最小费用路由是指网络中一条路径是最短的或是最经济的。

l路径最短可以用跳步数计数，每经过一个路由为一跳，而不管这条路径的实际长度为多少，都被认为是等长的。

l另一种方法是将一个权值赋予某条链路，权值也称为链路的符号长度。Lizq98@1145.4网络层互联设备－路由器路由器改进了网桥的功能，它将数据帧“封装〞到含有路由和传送信息的数据包中，在公共数据网中传送。当路由器收到一个数据包后，读出其中的源和目标网络地址，然后根据路由表中的信息，利用复杂的路由算法，为数据包选择适宜的路由并转发该数据包。数据包到达目标节点前的路由器后，分解为数据链路层所认识的数据帧，并把它传送到目标节点。5.4.2路由器的工作原理5.4.3路由器的结构、分类和作用1.路由器的结构

主要有CPU、RAM、FLASH、NVRAM、ROM、接口等硬件组成。2.路由器的分类l近程路由器和远程路由器l

静态路由器和动态路由器l单协议路由器和多协议路由器3.路由器的作用

延伸网络距离、局域网接入Internet、多个局域网之间的远程连接。Lizq98@1155.5高层互联设备－网关◆按可转换的协议数分类：双边协议网关和多边协议网关〔综合网关〕◆按网关的应用类型分类l电子邮件网关l局域网协议转换网关lInternet网关l支付网关lIBM主机网关l公用网关接口CGIlVOIP(VoiceoverIP)语音网关l平安网关l综合网关Lizq98@1165.6三层交换和高层交换5.6.1三层交换的概念

2.三层交换机交换机和路由器相比，转发能力更强。但路由器又拥有交换机所没有的路由功能。因此，各个网络设备厂商推出了一个综合路由器和交换机功能的产品，即三层交换机，也称交换路由器或路由交换机。三层交换机可以将第二层的交换〔高性能和强大的网络流量转发能力〕和第三层的的路由功能〔具有网络可伸缩性〕结合起来，再集成一些特殊的效劳面形成的。Lizq98@1175.6三层交换和高层交换5.6.1三层交换的概念

3.三层交换的优点

l多伸缩性

l流量管理