知识资料信息与计算机基础(九)(新版)

朽木易折，金石可镂。千里之行，始于足下。PAGE第页/共页7六、常用局域网1、局域网标准美国电气和电子工程师学会（IEEE）于1980年2月成立了局域网标准委员会（简称IEEE802委员会），专门从事局域网标准化工作，目前最常用的局域网标准有两个：IEEE802.3（以太网）和IEEE802.11（无线局域网）。为实现局域网内随意两个计算机之间的通信，要求网中的每个计算机都要有一个唯一的地址。IEEE802标准为局域网的每一个设备规定了一个48位的全局地址，称为媒体拜访控制地址，简称MAC地址（也称为物理地址），它固化在网卡的ROM中，通常用十六进制数来表示，如00-19-21-ZE-DA-EC。当局域网中某计算机需要发送数据时，数据中必须包含自己的物理地址和接收计算机的物理地址；在传输过程中，其他计算机的网卡都要检测数据中的目的物理地址，来决定是否应该接收该数据。2．以太网采用IEEE802.3标准组建的局域网就是以太网（Ethernet）。以太网是有线局域网，在局域网中历史最为悠久、技术最为成熟、应用最为广泛，目前组建的局域网十之八九采用以太网技术。以太网最初由美国Xerox公司研制胜利，到目前为止已发展出四代产品：①标准以太网1975年推出，网络速率为10MbPs②迅速以太网（FastEthernet,FE)1995年推出，网络速率为100Mbps。③千兆以太网（GlgabitEthernet,GE)1998年推出，网络速率为l000Mbp、／1Gbps。④万兆以太网（loGigabitEthernet,10GE)2002年推出，网络速率为l0000Mhps/10Gbps经过近40年的迅速发展，以太网的连网方式从最初使用同轴电缆衔接成总线型结构，发展到现在使用双绞线／光纤和集线器／交换机衔接成星型／树型／网状结构，衔接和管理也越来越方便。不同阶段的以太网都开辟了使用不同传输媒体的组网方式，当前较多采用的是100Base--TX（命名有一定的语法，如图845所示）。采用100BaseTX组建的以太网可以使用100Base-TX集线器衔接成星型／树型，也可以使用100BaseTX交换机衔接成星型／树型／网状，每个人网操作的计算机需先插人100MbpS网卡，然后通过5类UTP衔接到集线器／交换机，距离不得超过100m。5类UTP共有4对双绞线，但100Base-TX只使用到其中的第1、2、3、6共4根线（两对），另两对未使用。图846给出了100Base--TX组网案例。3．无线局域网采用IEEE802.11标准组建的局域网就是无线局域网（WirelessLAN,WIAN)，它是20世纪90年代局域网与无线通信技术相结合的产物，采用红外线或者无线电波举行数据通信，能提供有线局域网的所有功能，同时还能按照用户的需要方便地移动或改变网络。目前无线局域网还不能彻低脱离有线网络，它只是有线网络的扩展和补充。架设无线局域网需要的网络设备主要有：①无线网卡是计算机的无线网络接入设备，相当于以太网中的有线网卡②无线拜访接人点（AccessPoint.AP）相当于以太网中的集线器，在AP笼罩范围内的无线站点可以通过它举行互相通信。③无线路由器不仅具有无线AP的功能，能够衔接无线站点；还具有路由器的功能，能够接人Internet。七、网络互连网络互连是指采用各种网络互连设备将同一类型的网络或不同类型网络及其产品互相衔接起来，组成地理笼罩范围更大，功能更强的网络。网络互连主要有三种形式：局域网与局域网（LAN一LAN）、局域网与广域网（LAN-WAN)，广域网与广域网（WAN一WAN）。1．中继器中继器是衔接网络线路的一种装置，常用于两个网络节点之间物理信号的双向转发工作。中继器是最容易的网络互联设备，它工作在OSI模型中的物理层，负责在两个节点的物理层上按位传递信息，完成信号的复制、调节和放大功能，以此来延伸网络的长度。因为传输线路噪音的影响，在线路上传输的信号功率会逐渐衰减，衰减到一定程度时将造成信号失真，因此会导致接收错误。中继器就是为解决这一问题而设计的。它完成物理线路的衔接，对衰减的信号举行放大，保持与原数据相同，不过它同时也转发了信号的噪音，从这个意义上讲，它们不是智能设备。普通情况下，中继器的两端衔接的是相同的媒体，但有的中继器也可以完成不同媒体的转接工作。2．集线器集线器（Hub）是一个将多台计算机衔接起来组成一个局域网的设备，它总是处于网络中央，如图8-4-8所示。集线器通常有多个端口，例如8口、16口和24口等，也有非标准端口数集线器。按照网络速率的不同，可以采用不同带宽的集线器，主要有10MbPs、100Mbps、I000Mbps。集线器的缺点是分享带宽，集线器所有端口分享集线器带宽，比如说一个带宽为100MbPs的集线器上衔接了8台计算机，则每台计算机真正所拥有的带宽是100／8=12.5MbPs。因此，接人的计算机越多，每台计算机可用的带宽越低。3．交换机为了提高数据速率、通信效率和数据传输的安全性，可以将图8-4-9集线器改为交换机。交换机通常有多个端口，例如：8口、12口、16口、24口、48口等，也有非标准端口数交换机。按照所用网络不同，可以采用不同带宽的交换机，主要有10Mbps、100Mbps、1000MbpS和l0GbpS，另外还有10/100Mbps、100/1000Mbps、10/100/I000Mbps自适应交换机。集线器和交换机两者形状十分相似，但工作方式却相差很大。交换机的优点是独享带宽，无需同其他计算机竞争使用。比如说，使用100MbPs交换机衔接多个计算机，当计算机A向计算机C发送数据时，计算机B可同时向计算机D发送数据，而且这两个传输都独占网络的所有带宽（即l00Mbps）。目前局域网内主要采用交换机衔接计算机。4．路由器集线器和交换机都是网内互连设备，目的在一个局域网内用于计算机之间的互连。倘若需要将局域网与其他网络（例如Internet）相连，此时需要另一种互连设备：路由器(Router）。路由器也是一个多端口的设备。相对于集线器和交换机来说，路由器是衔接不同网络的设备，属网际互连设备。路由器宛若网络间的纽带，可以把多个不同类型、不同规模的网络彼此衔接起来组成一个更大范围的网络，使不同网络内计算机的通信变得快捷、高效，让网络系统发挥更大的效益。因特网l)IP地址IP地址是Intel上的通信地址，每一台网络上的主机必须有一个唯一的IP地址。TCP/IP协议规定，每个IP地址长度为32位，分为4个字节，以×.×．×．×表示，每个×为8位，取值为0一255。这种地址格式被称为点分十进制表示法。需注重，IP地址只是一种逻辑编号，而不是计算机的物理地址，它只是用来表示计算机与网络的衔接，而不是计算机本身的号码。当一台计算机在网络上位置改变时，其IP地址也随之改变。IP地址分为网络号和主机号两部分，其中，网络号用来表示一个网络，主机号用来表示这个网络中的一台主机。普通将IP地址分成五类：A类、B类、C类、D类和E类，如图7－6－1所示。=1\*GB3①A类该类地址的第一个字节的首位总为二进制0，其他7位为网络号（但全0和全1保留作其他用途），后三个字节为主机号，表示范围是一55，适用于具有大量主机的大型网络。②B类该类地址的第一个字节的前两位总为二进制10，其他6位和第二个字节为网络号，后两个字节为主机号，表示范围是128.0.0．0一55，这是一个可含有216-2=65534台主机的中型网络，这样的网络可有214=16384个。C类地址用于主机数量不超过254台的小网络，IP地址的特征是其二进制表示的最比3位为110，第一字节地址范围在192一223(0B一1B）之间。采用点分十进制编址方式可以很容易通过第一字节值识别Internet地址属于哪一类。侧如，6是C类地址。因为地址资源紧张，因而在A、B、C类1P地址中，按表841所示的范围保留部分绝址，保留的lP地址段不能在Intemet上使用，但可重复地使用在各个局域网内，它们也被称为私网地址。为了能将使用这些保留地址的计算机接人Internet，只需要在衔接这个网络的路由器上设计网络地址转换（NAT），就会自动将内部地址转换为合法的外部网IP地址。图84一13所示为两个局域网内都有一台主机使用保留地址，通过路由器分离转换为加0和，这样就相当于两个具有不同外部IP地址的路由器在通信。国内中国移动、电信联网的时候给用户的地址是保留地址，采用NAT的技术来上网。随着互联网迅速发展，IPv4地址紧张的情况越发凸现，据预测在2012年前后会耗尽伊地址。采用IPv6地址是解决IPv4地址耗尽问题的根本途径，IPv6使用128位IP编址计划，共有2128个IP地址，有充沛地址量。未来几年是从IPv4的网络过渡到IPv6网络的时期。与“点分十进制”地址类似，IPv6采用冒号十六进制表示：每16位划分为一段，每段被转换成一个4位的十六进制数，并用冒号隔开。例如：FDEC:BA09:7694:3810:ADBF:BB67:2922:37B3。(3）子网掩码子网掩码也是一个32位的模式，它的作用是识别子网和判别主机属于哪一个网络。当主机之间通信时，通过子网掩码与IP地址的逻辑与运算，可分离出网络地址，倘若得出的结果是相同的，则说明这两台计算机是处于同一个子网络上的，可以举行直接的通讯。设置子网掩码的规矩是：凡IP地址中表示网络地址部分的那些位，在子网掩码对应位上置l，表示主机地址部分的那些位设置为0。例如，中国教诲科研网的地址6，属于C类，网络地址共3个字节，故它缺省的子网掩码为：0，其点分十进制形式是。显然，A类地址缺省的子网掩码应是，B类地址缺省的子网掩码是。例如，计算机A的IP地址是，计算机B的IP地址是54,子网掩码都是，判别它们是否在同一局域网上。将计算机A与计算机B的数据转化为二进制举行运算：运算结果网络地址均为，所以系统会把这二台计算机视为在同一个子网络，然后举行直接通讯。2．域名系统因为数字形式的IP地址难以记忆和理解，为此，Internet引人了一种字符型的主机命名机制―域名系统，用来与各自的lP地址对应。(1）域名系统DNS域名系统主要由域名空间的划分、域名管理和地址转换三部分组成。TCP/IP采用分层次结构主意命名域名，使囫囵域名空间成为一个倒立的分层树形结构，每个结点上都有一个名字。一台主机的名字就是该树形结构从树叶到树根路径上各个结点名字的一个序列，如图84一14所示。很显然，只要一层不重名，主机名就不会重名。一个命名系统，以及按命名规矩产生的名字管理和名字与IP地址的对应主意，称为域名系统（DomainNameSystem，DNS）。域名的写法类似于点分十进制的IP地址的写法，用点号将各级子域名分隔开来，域的层次次序从右到左（即由高到低或由大到小），分离称为顶级域名、二级域名、三级域名等。典型的域名结构如下：主机名．单位名．机构名．国家名例如，域名表示中国（cn）教诲机构（edu）同济大学（ton图i)校园网上的一台主机（jsjjc）。Intemet上几乎在每一子域都设有域名服务器，服务器中包含有该子域的全体域名和地址信息。Internet每台主机上都有地址转换哀求程序，负责域名与IP地址转换。域名和地址之间的转换工作称为域名解析，囫囵过程是自动举行的。有了DNS系统，凡域名空间中有定义的域名都可以有效地转换成IP地址，反之，IP地址也可以转换成域名。因此，用户可以等价地使用域名或IP地址。(2）顶级域名为了保证域名系统的通用性，Internet规定了一些正式的通用标准，分为区域名和类型名两类。区域名用两个字母表示世界各国和地区，表842列出了部分国家或地区域名代码。类型域名用共有14个，如表8-4-3所示。在域名中，除了美国的国家域名代码us可缺省外，其他国家的主机若要按区域型申请记下域名，则顶级域名必须先采用该国家的域名代码后再申请二级域名。按类型名记下域名的主机，其地址通常源自于美国（俗称国际域名）。例如，C表示一个在中国记下的域名，而163.com表示该网络的域名是在美国记下注册的，但网络的物理位置在中国。(3）中国互联网络的域名体系中国互联网络的域名体系顶级