计算机网络基础及应用课件.ppt

1、1第四章第四章 计算机网络基础及应用计算机网络基础及应用2本章概要本章概要计算机网络技术是现代高科技的重要计算机网络技术是现代高科技的重要组成部分，组成部分，是计算机技术和通信技术紧密是计算机技术和通信技术紧密结合的产物结合的产物。计算机网络技术综合了计算。计算机网络技术综合了计算机和通信两方面的新技术，涉及面宽，应机和通信两方面的新技术，涉及面宽，应用范围广，对信息技术的发展有着深刻的用范围广，对信息技术的发展有着深刻的影响。离开计算机网络就谈不上信息化社影响。离开计算机网络就谈不上信息化社会。任何企事业单位的信息管理系统、办会。任何企事业单位的信息管理系统、办公自动化系统、商业自动化系统、

2、生产科公自动化系统、商业自动化系统、生产科研系统、金融系统等都离不开计算机网络。研系统、金融系统等都离不开计算机网络。3本章主要内容本章主要内容计算机网络的基本概念计算机网络的基本概念局域网局域网局域网互连局域网互连互联网技术及应用互联网技术及应用44.1.1 计算机网络的发展与定义计算机网络的发展与定义计算机网络的发展经历了三个阶段计算机网络的发展经历了三个阶段1. 以单机为中心的通信系统以单机为中心的通信系统 一台计算机连接多个终端，在这样的一台计算机连接多个终端，在这样的系统中除了中心计算机具有运算功能系统中除了中心计算机具有运算功能外，其余的终端都不具备自主处理功外，其余的终端都不具备

3、自主处理功能。是为能。是为第一代计算机网络第一代计算机网络，又称，又称面面向终端的计算机网络向终端的计算机网络4.1 计算机网络的基本概念5第一阶段：面向终端的联机系统终端中心主机前端处理机电话网PSTN高速线路终端终端ModemModem集中器低速线路62. 多台计算机互联的计算机网络多台计算机互联的计算机网络 20世纪世纪60年代出现。年代出现。 这种网络将分散在不同地点的计算机通这种网络将分散在不同地点的计算机通过通信线路互相连接起来，主机之间无主过通信线路互相连接起来，主机之间无主从关系，网络用户可以共享网络中的软硬从关系，网络用户可以共享网络中的软硬件资源。是为件资源。是为第二代计算

4、机网络，也称共第二代计算机网络，也称共享系统资源的计算机网络享系统资源的计算机网络。 美国美国ARPANET为典型代表，其杰出贡为典型代表，其杰出贡献为：献为： 采用采用资源子网和通信子网资源子网和通信子网组成的两级网络组成的两级网络结构结构 采用分组交换方式采用分组交换方式 采用层次结构的网络协议采用层次结构的网络协议7第二阶段：计算机互联网络阶段节点E节点C节点B节点AIBM兼容机Mac计算机笔记本工作站小型机H1H3H4H5H2通信子网节点F节点D8因特网的前身ARPANET1962年，年，MIT教授教授利克莱德利克莱德(J.C.R. Licklider)，发表一篇论文，提出，发表一篇论

5、文，提出星云网络（星云网络（Galactic Network）的概）的概念。在他的笔记，也是最早记载有关互联念。在他的笔记，也是最早记载有关互联网络构想的书面文件中，利克莱德提出将网络构想的书面文件中，利克莱德提出将全球计算机连结，以便可以从任一节点获全球计算机连结，以便可以从任一节点获取资料的观念。现代的网络思想，可以说取资料的观念。现代的网络思想，可以说是从这篇文章开始萌芽的。是从这篇文章开始萌芽的。 9后来，在同一年，利克莱德成为后来，在同一年，利克莱德成为ARPA（美国高等研究计划署，（美国高等研究计划署，Advanced Research Project Agency）的领导人。为了

6、实现这个把全世界计的领导人。为了实现这个把全世界计算机联结起来的构想，利克莱德不但算机联结起来的构想，利克莱德不但在自己的任期内身体力行，也不断向在自己的任期内身体力行，也不断向后继者，如劳伦斯后继者，如劳伦斯 罗伯特罗伯特（Lawrence G. Roberts）等人鼓吹网）等人鼓吹网络概念的重要性络概念的重要性10等到等到劳伦斯劳伦斯 罗伯特罗伯特成为成为ARPA的主持的主持人之后，终于在人之后，终于在1968年诞生了年诞生了ARPANET（阿尔帕网）。如同现代计算机起源于二（阿尔帕网）。如同现代计算机起源于二次大战，网络其实是冷战时代的产物。至次大战，网络其实是冷战时代的产物。至于美国军

7、方为何会如此支持这个计划，完于美国军方为何会如此支持这个计划，完全是出于战略的考量全是出于战略的考量将计算机系统与北将计算机系统与北约串联成一个网络。这样即使任何一个节约串联成一个网络。这样即使任何一个节点遭到苏联炸弹的攻击，连成一气的信息点遭到苏联炸弹的攻击，连成一气的信息系统也不会因此瘫痪，还是可以绕道传送系统也不会因此瘫痪，还是可以绕道传送讯息。在网络上，信息得以以违反数学原讯息。在网络上，信息得以以违反数学原则的方式传送。不管路径多么繁复，经过则的方式传送。不管路径多么繁复，经过多少国家，能达到目的地就是最好的路径。多少国家，能达到目的地就是最好的路径。11分组交换理论的出现 网络发展

8、的实际关键，在分组交换理论网络发展的实际关键，在分组交换理论（packet switching theory）的出现。）的出现。MIT的教的教授授李奥纳多李奥纳多克莱瑞克克莱瑞克（Leonard Kleinrock） 曾在曾在1961年发表分组交换理论，并在年发表分组交换理论，并在1964出版出版最早的一本有关分组交换的书籍，使人类朝向最早的一本有关分组交换的书籍，使人类朝向网络之梦迈进了一大步。网络之梦迈进了一大步。 用分组交换取代电路交换的方式传递数字用分组交换取代电路交换的方式传递数字信息使网络大大地提高了效率。我们可以说，信息使网络大大地提高了效率。我们可以说，因为有了分组理论的出现，

9、才促成网络的诞生。因为有了分组理论的出现，才促成网络的诞生。12 克莱瑞克于克莱瑞克于1964年说服了年说服了ARPA的领的领导人劳伦斯导人劳伦斯罗伯特分组理论的可行性。罗伯特分组理论的可行性。1966年罗伯特提出年罗伯特提出ARPANET计划，计划，此计画在此计画在1967年发表。在这场关键性的会年发表。在这场关键性的会议中，同时有来自议中，同时有来自MIT、RAND、NPL的的团队提出类似的概念。足见一整个时代的团队提出类似的概念。足见一整个时代的科学家在科学家在Internet的发展过程中，都被同样的发展过程中，都被同样的问题所盘绕，并在不知道彼此研究的情的问题所盘绕，并在不知道彼此研究

10、的情况下，往相同的方向寻求突破。最后，该况下，往相同的方向寻求突破。最后，该计划在计划在1968年由年由ARPA顺利执行成功，由顺利执行成功，由于克莱瑞克是最早提出分组构想的人，他于克莱瑞克是最早提出分组构想的人，他在在UCLA的研究中心遂成为的研究中心遂成为ARPANET的第的第一个基地。一个基地。13电路交换方式通信过程与话音通信过程相似：摘机拨号呼叫建立一条空闲链路，通话结束挂机，拆线电话电话交换局呼叫时建立的物理通路14分组交换网络网络网络网络网络网络网络路由器路由器路由器路由器路由器路由器AB查找路由表目 的 地 下一跳路由器查找路由表目 的 地 下一跳路由器查找路由表目 的 地 下

11、一跳路由器15软件E-mail的出现 1972年年10月，月，ARPANET正式在正式在ICCC（International Computer Communication Conference）对外公开。同年，）对外公开。同年，ARPANET最最热门的热门的E-mail软件出现，很快地成为网络的软件出现，很快地成为网络的核心价值。当时的核心价值。当时的E-mail就已具备今天的雏就已具备今天的雏形，有传送、接收、转寄各项功能。值得注形，有传送、接收、转寄各项功能。值得注意的是原本发展意的是原本发展E-mail的动机在于将各地的的动机在于将各地的办公室串联起来工作，后来却演变为兴盛至办公室串联起

12、来工作，后来却演变为兴盛至今的人际沟通接口（今的人际沟通接口（people-to-people traffic），开启了人与人之间沟通的），开启了人与人之间沟通的无穷的可能性无穷的可能性163. 国际标准化的计算机网络国际标准化的计算机网络 这种网络具有统一的网络体系这种网络具有统一的网络体系结构，遵循结构，遵循国际标准化协议国际标准化协议。其目。其目的是使不同的计算机和计算机网络的是使不同的计算机和计算机网络能方便地互联起来。能方便地互联起来。 目前存在两个标准化的体系结目前存在两个标准化的体系结构，一个是国际标准化组织构，一个是国际标准化组织ISO公公布的布的OSI/RM体系结构体系结构，

13、它并未获，它并未获得实际的使用。另一个是并非真正得实际的使用。另一个是并非真正标准却真正被实际广泛使用成为事标准却真正被实际广泛使用成为事实上标准的实上标准的TCP/IP体系结构。体系结构。174. 计算机网络的定义计算机网络的定义 在计算机网络技术发展的不同阶段，在计算机网络技术发展的不同阶段，人们对计算机网络的定义和理解也有所不人们对计算机网络的定义和理解也有所不同。同。 本书对计算机网络采用如下定义：本书对计算机网络采用如下定义：互联起来的且又相互独立的计算机的集合。互联起来的且又相互独立的计算机的集合。计算机网络由计算机网络由通信子网和资源子网通信子网和资源子网组成组成。18分类标准很

14、多，目前比较公认的分类标准很多，目前比较公认的能反映网络技术本质的分类方法是按能反映网络技术本质的分类方法是按计算机网络的分布距离分类，因为在计算机网络的分布距离分类，因为在距离、速度、技术细节这三大因素中，距离、速度、技术细节这三大因素中，距离影响速度，速度影响技术细节。距离影响速度，速度影响技术细节。计算机网络网络按分布距离可分计算机网络网络按分布距离可分为局域网（为局域网（LAN）、城域网（）、城域网（MAN）和广域网（和广域网（WAN）4.1.2 计算机网络分类191. 局域网（局域网（Local Area Network）作用范围小，分布在一个房间、一个作用范围小，分布在一个房间、一

15、个建筑物或一个企事业单位。地理范围建筑物或一个企事业单位。地理范围在在10m1km，传输速率在，传输速率在1Mbps以以上。目前常见的局域网的传输率有上。目前常见的局域网的传输率有10Mbps，100Mbps和和1000Mbps。局域。局域网技术成熟，发展快，是计算机网络网技术成熟，发展快，是计算机网络中最活跃的领域。中最活跃的领域。202. 城域网城域网(Metropolitan Area Network) 作用范围为一个城市，地理范围为作用范围为一个城市，地理范围为5km10km，传输速率在，传输速率在 1Mbps 以以上上3. 广域网（广域网（Wide Area Network）作用范作

16、用范围大，可以是一个地区、一个省、一围大，可以是一个地区、一个省、一个国家或几个国家，地理范围一般在个国家或几个国家，地理范围一般在100km以上，传输速率较低以上，传输速率较低(0.1Mbps)21计算机网络的拓扑结构是指网络结计算机网络的拓扑结构是指网络结点和通信线路组成的几何排列方式。点和通信线路组成的几何排列方式。 1.1.总线型总线型：在一条单线上连：在一条单线上连接着所有的工作站（网络上的计接着所有的工作站（网络上的计算机常称为工作站）和共享设备算机常称为工作站）和共享设备（文件服务器、打印机等），其（文件服务器、打印机等），其特点是结构简单便于扩充。特点是结构简单便于扩充。 典型

17、的总线网是以太网。典型的总线网是以太网。 这种结构的网在过去用得较这种结构的网在过去用得较多，近年来已演化为带集线器的多，近年来已演化为带集线器的星型网。星型网。4.1.3 计算机网络的拓扑结构计算机网络的拓扑结构22（）总线型拓扑结构1.1. 结构形式：所有的站点（计算机或结构形式：所有的站点（计算机或共享设备）都挂在（连接到）一条共享设备）都挂在（连接到）一条公共的信道上。公共的信道上。23 C D A E匹配电阻（用来吸收总线上传播的信号）匹配电阻不接受不接受不接受接受B只有 D 接受B 发送的数据广播式传输242. 星型星型以中央结点为中心与各结以中央结点为中心与各结点连接。其点连接。

18、其特点是系统稳定性特点是系统稳定性好，故障率低好，故障率低。由于任意两个。由于任意两个结点间通信都要经过中央结点，结点间通信都要经过中央结点，此点一旦出现故障招致全网瘫此点一旦出现故障招致全网瘫痪，所以要求中央结点具有很痪，所以要求中央结点具有很高的可靠性。目前的局域网大高的可靠性。目前的局域网大多数采用星型结构，其中央结多数采用星型结构，其中央结点大多采用可靠性很高的集线点大多采用可靠性很高的集线器（器（Hub），结点间则以廉价），结点间则以廉价的双绞线相连。的双绞线相连。 25（二）星型拓扑1.1. 结构结构：以中央节点为中心，各节点以点到以中央节点为中心，各节点以点到点的链路与中央节点相

19、连。点的链路与中央节点相连。264.4. 用途：共享型用途：共享型HUBHUB构成具有星型拓构成具有星型拓扑结构的以太网。扑结构的以太网。笔记本IBM 兼容机苹果计算机打印机桌面计算机服务器集线器273.环型环型 工作站、共享设备通过通工作站、共享设备通过通信线路将设备连接成一个闭合信线路将设备连接成一个闭合的环。其特点是信息在网络中的环。其特点是信息在网络中沿固定方向流动，两个节点间沿固定方向流动，两个节点间有唯一的通路，可靠性高。在有唯一的通路，可靠性高。在局域网中常被采用。由于整个局域网中常被采用。由于整个网络构成闭合的环，故网络扩网络构成闭合的环，故网络扩充起来不太方便。充起来不太方便

20、。 典型的环形网是典型的环形网是IBM 公司公司的令牌网（的令牌网（Token Ring） 28（三）环型拓扑1.1. 结构：各站点经过链路两两互连构结构：各站点经过链路两两互连构成成 一个闭合环。一个闭合环。294.网状网网状网网状结构的网络是由分布网状结构的网络是由分布在不同地理位置的计算机经传在不同地理位置的计算机经传输介质和通信设备连接而成，输介质和通信设备连接而成，每两个结点之间的通信链路可每两个结点之间的通信链路可能有多条。网状结构的能有多条。网状结构的优点是优点是系统可靠性高，缺点是结构复系统可靠性高，缺点是结构复杂。杂。广域网多采用这种结构。广域网多采用这种结构。 30总线拓扑

21、总线拓扑星型拓扑星型拓扑环型拓扑环型拓扑网状拓扑网状拓扑311. 网络协议网络协议 为了使网络中许多互相连接的结点为了使网络中许多互相连接的结点间的数据交换能协调地、有条不紊地进间的数据交换能协调地、有条不紊地进行，每个结点必须遵守一些事前约定好行，每个结点必须遵守一些事前约定好的规则。这些规则规定了数据交换的格的规则。这些规则规定了数据交换的格式及同步机制。这些式及同步机制。这些为网络进行数据交为网络进行数据交换而建立的规则、标准或约定叫做网络换而建立的规则、标准或约定叫做网络协议协议 (Network Protocol) 。4.1.4 计算机网络协议计算机网络协议322. 网络分层网络分层

22、 对于复杂系统采用分层结构进行分层处对于复杂系统采用分层结构进行分层处理可分解处理的难度。网络协议的设计也不理可分解处理的难度。网络协议的设计也不例外。一般的例外。一般的分层原则分层原则为：为：各层相对独立，某一层的内部变化不影各层相对独立，某一层的内部变化不影响另一层。响另一层。层次数量适中，不应过多也不宜太少层次数量适中，不应过多也不宜太少每层具有特定的功能，类似功能尽量集每层具有特定的功能，类似功能尽量集中在同一层。中在同一层。每层对高层提供的服务与低层如何完成每层对高层提供的服务与低层如何完成无关无关相邻层之间的接口应有利于标准化相邻层之间的接口应有利于标准化 333.网络的网络的体系

23、结构体系结构（Architecture） 计算机网络的分层及其协议的集合计算机网络的分层及其协议的集合称为网络的体系结构称为网络的体系结构。它是计算机网。它是计算机网络及其部件所应完成的功能的精确定络及其部件所应完成的功能的精确定义。世界上著名的网络体系结构有：义。世界上著名的网络体系结构有：ARPANET 美国美国ARPA创建于创建于1969年年SNA 美国美国 IBM 公司于公司于1974年公布年公布DNA 美国美国 DEC 公司于公司于1975年提出年提出 OSI ISO 于于1983年形成正式文件年形成正式文件 344. OSI参考模型参考模型缘起：不同厂商生产的不同类型的缘起：不同厂

24、商生产的不同类型的计算机网络使用不同的硬件，具有不同计算机网络使用不同的硬件，具有不同的网络体系结构，它们之间很难实行互的网络体系结构，它们之间很难实行互联。为了解决这种异构网的互联，要求联。为了解决这种异构网的互联，要求有一个公共的标准，只要按此标准生产，有一个公共的标准，只要按此标准生产，其产品就能实现相互通信。在此情况下其产品就能实现相互通信。在此情况下OSI参考模型应运而生。参考模型应运而生。35ISO于于1983年正式发布了年正式发布了ISO7498国际标准，称为开放系统互联参考模国际标准，称为开放系统互联参考模型，记为型，记为 OSI/RM (Open System Interco

25、nnection / Reference Model), 其中的其中的“开放开放”是指无论哪家厂商只是指无论哪家厂商只要遵循要遵循OSI标准，一个系统就可以和标准，一个系统就可以和其他任何地方的遵循同一标准的系统其他任何地方的遵循同一标准的系统互相通信。互相通信。OSI参考模型参考模型在逻辑上将整个网在逻辑上将整个网络的通信功能划分为络的通信功能划分为7个层次。个层次。36OSI参考模型及协议参考模型及协议传输37主机主机A与主机与主机B之间的同一层次称之间的同一层次称为为对等层对等层。双方对等层之间的通信规。双方对等层之间的通信规则称为则称为协议协议。主机主机A和主机和主机B之间通信，实际的

26、之间通信，实际的信息传递顺序为：主机信息传递顺序为：主机A的应用层的应用层表示层表示层会话层会话层传送层传送层网络层网络层数据链路层数据链路层物理层物理层主机主机B的物理的物理层层数据链路层数据链路层网络层网络层传送层传送层会话层会话层表示层表示层应用层。应用层。38需要指出的是：需要指出的是：OSI模型的制定虽模型的制定虽然获得了一些理论研究的成果，但在然获得了一些理论研究的成果，但在市场化方面却失败了，至今市场上几市场化方面却失败了，至今市场上几乎找不到有什么厂家生产出符合乎找不到有什么厂家生产出符合OSI标准的商用产品。标准的商用产品。39网络安全是指网络系统的硬件、网络安全是指网络系统

27、的硬件、软件以及系统中的数据受到保护软件以及系统中的数据受到保护，使，使之不因偶然的或是恶意的原因而遭到之不因偶然的或是恶意的原因而遭到破坏、更改、泄露，使网络系统连续破坏、更改、泄露，使网络系统连续可靠正常地运行，从而保证网络服务可靠正常地运行，从而保证网络服务不中断。不中断。4.1.5 计算机网络安全简介计算机网络安全简介40 从实用的角度看，网络安全技术从实用的角度看，网络安全技术大体包含以下内容：大体包含以下内容：实时硬件安全技术实时硬件安全技术软件系统安全技术软件系统安全技术数据信息安全技术数据信息安全技术网络站点安全技术网络站点安全技术病毒防治技术病毒防治技术防火墙技术防火墙技术

28、其其核心技术是：数据加密技术、核心技术是：数据加密技术、病毒防治技术和防火墙技术病毒防治技术和防火墙技术411.数据加密技术数据加密技术加密是指对数据进行编码加密是指对数据进行编码，使它成，使它成为一种不可理解的形式，即密文。解密为一种不可理解的形式，即密文。解密是将密文还原成原来可理解的形式。是将密文还原成原来可理解的形式。加密加密E解密解密D明文明文M密文密文C明文明文MKe加密密钥加密密钥Kd解密密钥解密密钥422.病毒防治技术病毒防治技术 计算机病毒及其特征计算机病毒及其特征计算机病毒是一种计算机病毒是一种入侵程序入侵程序，它可以，它可以通过插入自我复制的代码副本来感染通过插入自我复制

29、的代码副本来感染计算机，并删除重要文件、修改系统计算机，并删除重要文件、修改系统或执行某些其它操作，从而造成对计或执行某些其它操作，从而造成对计算机中的数据或计算机本身的损害。算机中的数据或计算机本身的损害。其特征为其特征为l隐蔽性隐蔽性l欺骗性欺骗性l执行性执行性l感染性和传播性感染性和传播性l可触发性可触发性l破坏性破坏性43 计算机病毒的防范计算机病毒的防范l对新购置的计算机软硬件系统进对新购置的计算机软硬件系统进行行测试测试，确保无病毒后才使用。，确保无病毒后才使用。l再确保硬盘无病毒的情况下，计再确保硬盘无病毒的情况下，计算机应尽量使用算机应尽量使用硬盘启动硬盘启动。并在。并在启动前

30、将软盘从软驱中取出。启动前将软盘从软驱中取出。l重要数据文件要有重要数据文件要有备份备份，避免计，避免计算机遭病毒破坏时，受到损失。算机遭病毒破坏时，受到损失。443.防火墙技术防火墙技术什么是防火墙什么是防火墙防火墙是指两个网络之间执行访防火墙是指两个网络之间执行访问控制策略（允许、拒绝、检测）的问控制策略（允许、拒绝、检测）的一系列部件的组合，包括硬件和软件一系列部件的组合，包括硬件和软件，目的是保护网络不被他人侵扰。目的是保护网络不被他人侵扰。防火墙防火墙网络网络1网络网络245防火墙的功能防火墙的功能l安全策略的检查站安全策略的检查站l有效防止内部网络的相互影有效防止内部网络的相互影响

31、响l网络安全的屏障网络安全的屏障l对网络存取和访问进行监控对网络存取和访问进行监控审计审计46 1. 局域网的特点局域网的特点连网范围较小。一般距离在几百米到几连网范围较小。一般距离在几百米到几公里，如公司、校园、厂区或一个建筑物等。公里，如公司、校园、厂区或一个建筑物等。传输速率高。传输速率范围为传输速率高。传输速率范围为0.1Mbps1000Mbps误码率低。低至误码率低。低至10-810-11。保密性好，可靠性高，便于安装和维护保密性好，可靠性高，便于安装和维护4.2 局域网局域网4.2.1 局域网特点及分类局域网特点及分类472.常用传输介质常用传输介质双绞线双绞线根据有无屏蔽可分为非

32、屏蔽双绞线根据有无屏蔽可分为非屏蔽双绞线UTP和屏蔽双和屏蔽双绞线绞线STP。既可以传输模拟信号也可以传输数字。既可以传输模拟信号也可以传输数字信号。传输速率可达信号。传输速率可达100Mbps155Mbps，甚至，甚至1000Mbps的局域网也可用双绞线。它安装方便，的局域网也可用双绞线。它安装方便，价格便宜。价格便宜。光纤光纤特点是传输率高，可达几百特点是传输率高，可达几百Mbps甚至更高。没甚至更高。没有电磁干扰，传输损耗小。有电磁干扰，传输损耗小。无线介质无线介质利用电磁波进行信号的传输。无线局域网近年来利用电磁波进行信号的传输。无线局域网近年来得到大力推广，网内各工作站通过基站或无线

33、宽得到大力推广，网内各工作站通过基站或无线宽带路由器相互进行通信，从而避免了累赘的导线带路由器相互进行通信，从而避免了累赘的导线连接，尤其方便了可移动的笔记本电脑，使其在连接，尤其方便了可移动的笔记本电脑，使其在无线局域网作用范围内可以随处联网工作。无线局域网作用范围内可以随处联网工作。48非屏蔽双绞线UTP49屏蔽双绞线 STP50光纤纤芯包层护套层511.什么是以太网（什么是以太网（Ethernet）以太网由美国施乐公司于以太网由美国施乐公司于1975年年研制成功，它是众多局域网类型中的研制成功，它是众多局域网类型中的一种，是应用最为广泛的一种局域网。一种，是应用最为广泛的一种局域网。至至

34、20世纪世纪90年代，以太网在局域网市年代，以太网在局域网市场中已取得了垄断地位，并且几乎成场中已取得了垄断地位，并且几乎成了局域网的代名词。以太网的技术规了局域网的代名词。以太网的技术规范仅支持物理层和数据链路层的协议。范仅支持物理层和数据链路层的协议。4.2.2 Ethernet 网络网络52以太网是一个中等区域范围内实以太网是一个中等区域范围内实现计算机通信的技术规范现计算机通信的技术规范，其数据传，其数据传输速率为输速率为10 Mbps1000 Mbps，采用，采用 CSMA/CD 介质访问控制。介质访问控制。2. CSMA/CDCSMA/CD（载波侦听多路访问载波侦听多路访问/冲突检

35、测）介质访问控制方法冲突检测）介质访问控制方法可以解可以解决多站点共享公共传输介质的问题。决多站点共享公共传输介质的问题。适用于总线结构及星型结构的局域网。适用于总线结构及星型结构的局域网。53其工作过程可简单地概括为四点：其工作过程可简单地概括为四点：先听后发，边听边发，冲突停止，先听后发，边听边发，冲突停止，随机重发随机重发。543.10 BASE-T 网络网络表示表示10Mbps的传输率，基波传输，传的传输率，基波传输，传输介质为非屏蔽双绞线。使用集线器输介质为非屏蔽双绞线。使用集线器（Hub），拓扑结构为星型。主机和），拓扑结构为星型。主机和Hub 之间的最大距离为之间的最大距离为10

36、0米。双绞线两端使用米。双绞线两端使用RJ-45接口，一端接主机，一端接接口，一端接主机，一端接Hub笔记本IBM兼容机苹果计算机打印机桌面计算机服务器集线器55 10BASE-T 的组网规则的组网规则通过通过Hub可以扩展网络，可以扩展网络，Hub之间可以级连，之间可以级连，构成树状结构的网络构成树状结构的网络 10BASE-T 的特点的特点安装容易。安装容易。任何连接上出的问题只会影响某一个设备任何连接上出的问题只会影响某一个设备或某一个网络分段，不影响整个网络的运行，或某一个网络分段，不影响整个网络的运行，增强了网络的适应性，简化了网络故障的检测增强了网络的适应性，简化了网络故障的检测工

37、作。工作。容易移动和改变网络连接。容易移动和改变网络连接。564.100BASE-T 网络网络与与10BASE-T结构相同，传输率提高到结构相同，传输率提高到100Mbps。用户需改用。用户需改用100Mbps的网卡，的网卡，并使用并使用100Mbps的集线器。的集线器。5. 1000 BASE-T 网络网络 大大提高数据传输率，使用大大提高数据传输率，使用6类双绞类双绞线。线。571. 互连的意义互连的意义网络互连就是把网络和网络连结网络互连就是把网络和网络连结起来，在用户之间实现跨网络的通信起来，在用户之间实现跨网络的通信与操作的技术与操作的技术。网络互连可使用户不。网络互连可使用户不但可

38、使用本网络内的资源，还可访问但可使用本网络内的资源，还可访问其他网络的资源。其他网络的资源。4.2.3 网络互连网络互连582. 互连的类型互连的类型 局域网局域网局域网互连局域网互连 局域网局域网广域网互连广域网互连 局域网局域网广域网广域网局域网互连局域网互连 广域网广域网广域网互连广域网互连4.2.3 网络互连网络互连59网络互网络互连连的实例的实例LAN2工作站工作站工作站服务器工作站LAN1LAN3服务器工作站工作站工作站路由器服务器工作站路由器路由器路由器卫星链路ISDNT1通信LAN460 局域网局域网局域网互连局域网互连 同种局域网网段的互连：使用中继同种局域网网段的互连：使用

39、中继器或网桥。器或网桥。 两个局域网相连：通过路由器两个局域网相连：通过路由器 局域网局域网广域网互连广域网互连 一个局域网中的主机要和广域网中一个局域网中的主机要和广域网中的主机互相通信。的主机互相通信。 使用路由器或网关使用路由器或网关61 局域网局域网广域网广域网局域网互连局域网互连 一个局域网经由广域网和另一个局一个局域网经由广域网和另一个局域网相连。域网相连。 通过路由器或网关通过路由器或网关 广域网广域网广域网互连广域网互连通过路由器或网关通过路由器或网关623. 互连设备互连设备 中继器中继器 (Repeater) 集线器集线器 (Hub) 网桥网桥 (Bridge) 交换机交换

40、机 (Switcher) 路由器路由器 (Router) 网关网关 (Gateway)4.2.3 网络互连网络互连63网络互联的实例网络互联的实例LAN2工作站工作站工作站服务器工作站LAN1LAN3服务器工作站工作站工作站路由器服务器工作站路由器路由器路由器卫星链路ISDNT1通信LAN464中继器（中继器（Repeat）中继器的工作原理：中继器的工作原理：中继器工作在物理层中继器工作在物理层，用于，用于互连两个相同类型的网段（例如：两个以太网互连两个相同类型的网段（例如：两个以太网段），主要功能是延伸网段和改变传输媒体，段），主要功能是延伸网段和改变传输媒体，从而实现信息的转发。从而实现信

41、息的转发。65中继器应用实例中继器应用实例66集线器集线器(HUB) 集线器工作原理集线器工作原理 集线器是对网络进行集中管理的最小单元，像集线器是对网络进行集中管理的最小单元，像树的主干一样，它是各分枝的汇集点。树的主干一样，它是各分枝的汇集点。HUB是是一个共享设备，其实质是一个中继器。一个共享设备，其实质是一个中继器。 67应用实例应用实例68网桥网桥网桥工作原理网桥工作原理 网桥是在网桥是在数据链路层上数据链路层上连接两个网络段的网络设备。连接两个网络段的网络设备。主要功能有：过滤通信量、扩大网络的物理范围等。主要功能有：过滤通信量、扩大网络的物理范围等。 69应用实例应用实例网桥连接

42、两个局域网段网桥连接两个局域网段计算机G计算机A计算机B网桥计算机E计算机D计算机FBBDD集线器计算机C70本地网桥和远地网桥的使用本地网桥和远地网桥的使用服务器集线器工作站工作站本地网桥文件服务器工作站工作站PSTN工作站文件服务器工作站远程网桥远程网桥71路由器路由器路由器工作原理路由器工作原理 路由器在网络层一级工作，路由器在网络层一级工作，互连两个或多个独立互连两个或多个独立的相同类型或不同类型的网络：局域网与广域网的相同类型或不同类型的网络：局域网与广域网的互连，局域网与局域网的互连。路由器的主要的互连，局域网与局域网的互连。路由器的主要功能就是进行路由选择。功能就是进行路由选择。

43、72应用实例：用路由器实现网络连接应用实例：用路由器实现网络连接LAN2工 作 站工 作 站工 作 站服 务 器工 作 站LAN1LAN3服 务 器工 作 站工 作 站工 作 站路 由 器服 务 器工 作 站路 由 器路 由 器路 由 器卫 星 链 路ISDNT1通 信LAN4 73网关工作原理网关工作原理 此设备此设备属于网络层以上的互连设备属于网络层以上的互连设备，用于，用于实现不同协议的网络间的通信实现不同协议的网络间的通信 74应用实例应用实例754.3.1 双机互连网络的组建双机互连网络的组建1.最小规模的网络最小规模的网络2. 硬件连接方法硬件连接方法3.安装和协议配置安装和协议配

44、置4.网络连接状态检测网络连接状态检测5.连通性测试连通性测试4.3.2 用集线器组建局域网用集线器组建局域网1.用集线器组网的特点与应用用集线器组网的特点与应用2.单一集线器组网单一集线器组网3.多集线器级联组网多集线器级联组网4.3 局域组网（略）764.3.3 对等网组网对等网组网1. 对等网的概念对等网的概念 2. 对等网的配置对等网的配置3. 共享文件夹的配置共享文件夹的配置4. 访问共享文件夹访问共享文件夹4.3.4 小型无线局域网的组建小型无线局域网的组建1. 无线局域网的特点无线局域网的特点2. 组建无线局域网组建无线局域网77 对等网的概念对等网的概念 局域网络按其工作模式来

45、分，主要有局域网络按其工作模式来分，主要有对对等模式等模式和客户机和客户机/服务器（服务器（C/S）模式。）模式。 家庭、办公室网络通常采用对等网模式，家庭、办公室网络通常采用对等网模式，而企业网络通常采用而企业网络通常采用C/S模式。模式。 对等网对等网上各台计算机无主从之分，网上上各台计算机无主从之分，网上任意节点计算机既可以作为网络服务器，任意节点计算机既可以作为网络服务器，为其他计算机提供资源，也可以作为工为其他计算机提供资源，也可以作为工作站，以分享其他服务器的资源。作站，以分享其他服务器的资源。 对等网除了共享文件外，还可以共享打对等网除了共享文件外，还可以共享打印机资源。印机资源

46、。784.4.1 互联网概述互联网概述 出于冷战的需要，美国拟建一个计算出于冷战的需要，美国拟建一个计算机网络，网上各主机独立、平等地工作，机网络，网上各主机独立、平等地工作，使得任何一台主机或一条线路遭到破坏，使得任何一台主机或一条线路遭到破坏，不会影响到其它部分的工作和通信。不会影响到其它部分的工作和通信。 因特网的基础结构大体上经历了三个因特网的基础结构大体上经历了三个阶段的演进。但这三个阶段在时间划分上阶段的演进。但这三个阶段在时间划分上并非截然分开而是并非截然分开而是有部分重叠有部分重叠的，这是因的，这是因为网络的演进是逐渐的而不是突然的。为网络的演进是逐渐的而不是突然的。4.4 互

47、联网技术及应用79因特网发展的第一阶段因特网发展的第一阶段单个网络单个网络ARPANET向互连网发展向互连网发展 1966年美国年美国ARPA提出提出ARPANET计划计划 1969年年ARPANET研制成功。第一个分组交换网研制成功。第一个分组交换网 ARPANET 最初只是一个单个的分组交换网，而非最初只是一个单个的分组交换网，而非互连网。互连网。 1972年年ARPANET正式对外公开。正式对外公开。 1983 年年 TCP/IP 协议成为协议成为标准协议标准协议。 同年，同年，ARPANET分解成两个网络：分解成两个网络： ARPANET进行实验研究用的科研网进行实验研究用的科研网 M

48、ILNET军用计算机网络军用计算机网络 19831984 年，形成了年，形成了因特网因特网 Internet(两网互连两网互连)。 1990 年年 ARPANET 正式宣布关闭正式宣布关闭(实验任务完成实验任务完成)。 80因特网发展的第二阶段建成三级结构的因特网 1986 年，年，NSF 建立了国家科学基金网。建立了国家科学基金网。 NSFNET。它是一个三级计算机网络：。它是一个三级计算机网络： 主干网主干网 地区网地区网 校园网校园网 1991 年，美国政府决定将因特网的主干年，美国政府决定将因特网的主干网转交给私人公司来经营，并开始对接网转交给私人公司来经营，并开始对接入因特网的单位收

49、费。入因特网的单位收费。 1993 年因特网主干网的速率提高到年因特网主干网的速率提高到 45 Mb/s（T3 速率）。速率）。 81三级结构的因特网 各网络之间需要使用各网络之间需要使用路由器路由器来连接。来连接。 有时在结构图中可不画出路由器。有时在结构图中可不画出路由器。校园网校园网校园网校园网校园网校园网国家主干网地区网地区网地区网路由器82三级结构的因特网 主机到主机的通信可能要经过多种主机到主机的通信可能要经过多种网络。网络。校园网校园网校园网校园网校园网校园网国家主干网地区网地区网地区网83因特网发展的第三阶段 从从1993年开始，由美国政府资助的年开始，由美国政府资助的 NSF

50、NET逐渐被若干个商用的逐渐被若干个商用的 ISP 网络所代替。网络所代替。 1994 年开始创建了年开始创建了 4 个网络接入点个网络接入点 NAP (Network Access Point)，分别由，分别由 4 个电信公个电信公司经营。司经营。 NAP 就是用来交换因特网上流量的结点。在就是用来交换因特网上流量的结点。在NAP 中安装有性能很好的交换设施。到本世中安装有性能很好的交换设施。到本世纪初，美国的纪初，美国的 NAP 的数量已达到十几个。的数量已达到十几个。 从从 1994 年到现在，因特网逐渐演变成多级结年到现在，因特网逐渐演变成多级结构网络。构网络。 84多级结构的因特网大