笫一講

一、計算機網絡的概述

（-）計算機網絡的產生卻發展

?第一代計算機網絡的誕生

?1946年產生第一臺數字計算機

?1954年收發器終端的產生

?60年代初，由多重線路控制器參與組成的網絡，被稱為第一代計算機網絡

?第二代計算機網絡的誕生

?1964年，Baran提出存儲轉發概念

?1966年，David提出分組概念

?1969年，DARPA的計算機分組交換網ARPANET投入運行

?1977年OSI參考模型的提出，標志著計算機網絡進入到第三個階段

（-）計算機網絡的定義

計算機網絡就是將分布在不同地理位置，具有獨立功能的多臺計算機，通過通信線路和通信設

備相互連接起來，進行數據通信，實現資源共享。

二、計算機網絡的分類

（-）網絡的分類

?計算機網絡按傳輸距離可分為三類：

局域網（LAN）

城域網（MAN）

廣域網（WAN）

?按工作方式可劃分為二類：

對等網（peer—to-peer）

客戶/服務器網（client/server）

（二）以太網

?以太網是在20世紀70年代研制開發的一種基帶局域網技術，使用同軸電纜作

為網絡媒體.采用載波多路訪問和沖突檢測（CSMA/CD）機制.數據傳輸速率達到

10MBPSo但是如今以太網更多的被用來指各種采用CSMA/CD技術的局域網。以太網的

幀格式與IP是一致的，特別適合于傳輸IP數據。以太網由于具有簡單方便、價格低、速

度高等。

?以太網絡的分類：

標準以太網

快速以太網

千兆以太網

?以太網命名方法：

N-信號一物理介質

?N：以兆位為單位的數據速率，如10、100、1090

?信號：基帶還是寬帶

?物理介質：標識介質類型

例如：100BASE-TX

（三）網絡傳輸介質.光纖

?1000BASE-SX代表1000M傳輸速率，多模光纖，傳輸距離為550米。

?1000BASE-LX代表單模/多模接口，傳輸距離從550米-10千米。

?1000BASE-TX代表RJ45接口

（四）網絡傳輸介質?網線

?線序標準：

568A綠白、綠、橙白、藍、藍白、橙、棕白、棕

568B橙白、橙、綠白、藍、藍白、綠、棕白、棕

?線纜種類

交叉線相同設備類型接口使用

直連線不同設備類型接口使用

?智能MDI/MDIX

不需要知道電纜另一端為MDI還是MDIX設備兩種電纜（普通、交叉）都可連接交換機、

集線器或NIC設備。

消除由于電纜配錯引起的連接錯誤簡化10/100M網絡安裝維護，降低開銷。

（五）協議

?什么是協議？

為了使數據可以在網絡上從源傳遞到目的地，網絡上所有設備需要“講”相同

的“語言”描述網絡通信中“語言”規范的一組規則就是協議

例如：兩個人交談，必須使用相同的語言

?數據通信協議的定義：

決定數據的格式和傳輸的一組規則或者一組慣例協議分層

（六）協議的分層

?網絡通信的過程很復雜

數據以電子信號的形式穿越介質到達正確的計算機，然后轉換成最初的形式，

以便接收者能夠閱讀

為了降低網絡設計的豆雜性，將協議進行了分層設計

（七）服務與服務訪問點

?服務

?是網絡中各層向其相鄰上層提供的一組操作

?服務訪問點（SAP）

?N+1層實體是通過N層的SAP來使用N層所提供的服務

?SAP相當于相鄰層之間的接口

?服務類型：

面向連接的服務

?先建立連接再傳輸數據，之后再斷開連接

?數據傳輸過程中，數據包不需要攜帶目的地址

?保證數據傳輸的可靠性

無連接的服務

?不需要事先建立連接，直接發送數據

?每個報文都帶有完整的目的地址

?不保證報文傳輸的可靠性

郵局實例一加深理解協議與服務

?郵局對于寫信人來說是下層

?運輸部門是郵局的下層一一下層為上層提供服務

寫信人與收信人之間使用相同的語言

?郵局之間的約定一一同層次之間使用相同的協議

第二講

三、OSI參考模型

(-)OSI參考模型

?OSI參考模型：OpenSystemInterconnect開放系統互連參考模型

?OSI參考模型是由ISO(國際標準化組織)定義的網絡世界的法律！

?OSI模型每層都有自己的功能集

?層與層之間相互獨立又相互依靠

?上層依賴于下層，下層為上層提供服務

網絡設備傳輸數據的過程是按照OSI參考模型來運動的。

(-)各層間的聯系

?應用層

?應用層由協議構成,作用主要是為應用程序提供芟口，從而使得應用程序能夠使用

網絡服務。

?應用層由協議構成,作用主要是為應用程序提供透口，從而使得應用程序能夠使用

網絡服務。

?常見的應用層協議http、ftp、smtp>pop3>telnet>dns等

?表示層

?表示層的功能：

數據的編碼和解碼。

數據的加密和解密。

數據的壓縮和解壓縮。

?表示層是各節點應用程序、文件傳輸的翻譯官。

?加密解密實例：

我畫藍江水悠悠，

愛晚亭上楓葉愁。

秋月溶溶照佛寺，

香煙裊裊繞經樓。

?會話層

?會話層的作用主要是建立、維護、管理應用程序之間的會話。

?會話層的責任主要有：對話控制、何步

?傳輸層

?傳輸層負責建立端到端的連接，負責數據在端到端之間的傳輸

?傳輸層通過端口號區分上層服務

?網絡層

?為網絡設備提供邏輯地址

?負責數據從源端發送到目的端

?負貢數據傳輸的尋徑和轉發

?數據鏈路層

?管理設備的MAC地址

?數據鏈路層決定數據通訊的機制，差錯檢測

?數據鏈路層的構成

IEEE802.3以太網標準

?MAC層管理畫絡設備的物理地址，物理地址也被稱作MAC地址。

?LLC層主要負責對各種網絡協議進行封裝，使得協議能在物理線路上傳輸。

?EthernetII的幀格式

?物理層

?物理層的主要蚱用是負責二進制信號在物理線路上的傳輸。

?物理層是不提供數據的糾錯服務，但是能對數據的傳輸速度作一定的控制，并能監

測數據的出錯率。

?在物理層傳輸電氣信號的載體我們稱之為位流或比特流.

（三）數據的封裝與解封裝過程

其實數據鏈路層是把網絡層的數據加上頭和尾形成幀再交付給物理層。這就是封

裝。

之所以要加上頭和尾是因為物理層只管電信號，必須要有一個特殊的電信號告訴物理層這是一

個幀的開始和結尾。

一般頭和尾的電信號是連續的10101010這樣的形式，當物理層接收到信號后，知道這是一

個幀來了，經過模數轉換后交付給數據鏈路層，數據鏈路層剝離頭和尾把數據交付給上面的網

絡層，這就是解封裝的過程。

其實網絡的七層結構基本上都是封裝和解封裝的過程，上層數據下來的時候就給他

加特定的頭，相當于裝了人信封，就這樣一層層的裝下來。下層的數據送到上層就一層層的剝

離頭（信封），直到最后沒有信封得到最終的數據為止。

第三講

四、TCP/IP協議棧

（一）TCP/IP協議棧

?協議棧：利用一組協議完成OSI所實現的功能。

?TCP/IP協議棧：是一組由不同的協議組合在一遠構成的協議棧。

（二）TCP/IP中的協議

?應用層

?Telnet遠程登陸協議

?FTP文件傳輸力議

?Email電子郵件月艮務

?WWW服務

?SMTP簡單郵件傳輸協議

?TCP/傳輸層

?TCP/IP尋址

?端口號

?傳輸層利用端口號來區分上層的應用協議

?Well-known端口：0-1023

?注冊端口：1024-49151

9動態或私有端口：49152-65535

9常見的端口號

FTPTCP20,21

TelnetTCP23

HTTPTCP80

DNSTCP,UDP53

TFTPUDP69

?源/目的端口號

?應用客戶端使用的源端口號?般為系統中未使用的且大于1023

?目的端口號為所進行的操作。如HTTP為80。

?TCP和UDP的應用場合

回顧：

?面向連接的服務

?先建立連接再傳輸數據，之后再斷開連接

?數據傳輸過程中，數據包不需要攜帶目的地址

?保證數據傳輸的可靠性

?無連接的服務

?不需要事先建立連接，直接發送數據

?每個報文都帶有完整的目的地址

?不保證報文傳輸的可靠性

?IP/網絡層

?網絡層也叫Inlernet網絡層，它主要的目的是實現兩個通訊端系統之間的數據透

明準確地傳送，在復雜的網絡系統中能準確地找到對方。

?網絡層作用

?為網絡中的設備提供邏輯地址

?負責數據包的尋徑和轉發

?IP數據包格式

?ARP（地址解析協議）

?ARP的作用：將IP地址解析為MAC地址

?RARP

?ARP一地址解析協議，已知IP地址，解析為MAC地址。

?RARP…反向ARP,已知MAC地址，解析為IP地址。

?ARP欺騙

五、計算機網絡拓撲

?總線結構

?星型結構

?環型結構

?樹型結構網絡

?混合拓撲結構

（一）總線結構

?優點

?網絡結構簡單，易于布線

?缺點

?單點故障

（-）星型結構

?優點

?擴展方便

?缺點

?對中心節點的依賴性較大

（三）環型結構

?優點

?結構簡單，擴展方便

?缺點

?單點故障

（四）樹型結構網絡

?優點

?擴展方便

?缺點

?對非葉子節點的依賴性大

（五）混合拓撲結構

?優點

?應用廣泛，擴展靈活

?缺點

?較難維護

第四講

六、進制轉換與IP地址

（-）10-2進制轉換

?10進制的8轉換成2進制數是多少？

因此，10進制的8轉換成2進制為1000

?加深理解

?2位十進制數能表示多少個數？3位呢？N位呢？

?2位二進制數能表示多少個數？3位呢？N位呢？

（二）IP地址的作用

?用來標識一個節點的網絡地址

（三）IP地址

?IP地址屬于網絡層地址，用于標識網絡中的節點設備。

?IP地址由32bit構成，每8bit一組，共占用上個字節

?IP地址由兩部分組成，網絡位和主機位

9

網絡位定義IP地址屬于哪-?個網絡的部分主

機位定義主機在一個特定網絡中的位置

子網掩碼表明IP地址中哪幾位是網絡位

?子網掩碼的使用

子網掩碼：255.255.255.0

（四）IP地址分類

8比特8比特8比特8比特

（五）私有IP地址

A類:至55

B類:至55

C類:至55

（六）特殊的IP地址

?本地回環地址

?

?IP地址的網絡位不變，主機位全為0

?

?IP地址的網絡位不變，主機位全為1

?55

?IP地址的網絡信全為0,主機位隨意

?3

?IP地址的網絡位和主機位全為0

?

?IP地址的網絡位和主機位全為1

?55

（七）IP網絡中主機數的計算方法

公式:2N-2

?“N”代表主機位數

?主機位全“0”表示網絡編號

?主機位全“1”表示該網絡中的廣播

?B類網絡可容納的主機數量

216-2=65534

七、劃分子網

（一）劃分子網的作用

?通過將子網掩碼變長，將大的網絡劃分成多個小的網絡

（-）VLSM（可變長子網掩碼）

?0/30

?/24

?/16

?標準長度的子網施碼:

或/8

或/16

或/24

?可變長的子網布碼:

128(10000000)例如：255,255.255.128或/25

192(11000000)例如：或/18

224(11100000)例如：24或/27

240(11110000)例如：或/12

248(11111000)例如：48或/29

252(11111100)例如：52或/30

例題：

?1、求下列地址的網絡編號和廣播地址

?55/16

?0/28

?2、請問下列地址是否可以分配給主機

?1/28

?55Z19

?3、請問下列地址中哪些地址分配給主機后可以直接通信（無需路由）。

?4/29

?3/29

?1/29

?1/29

注意：網絡編號和廣播地址不能分配給主機使用。

（三）網絡地址規劃

?例1：已知一個C類網絡/24將其劃分為20個子網，每個子網5臺主機

在標準C類網基礎上，通過借用主機位中的5位，標識為網絡位，可劃分25=32個子網。

每個子網主機數為23-2=6

可分子網如下：

—/29

—5/29

63/29

4—1/29

2—9/29

48—55/29

?例2：一個B類子網，/16,要求分成18個子網，如何分配。子網掩碼是

多少，每個子網中可容納多少臺主機，主機的IP地址是如何分配。

（四）計算子網掩碼

?己知子網數目、主機數目。

步驟：1、將子網數目轉換成二進制；

2、取二進制的位數為N；

3、取對應IP地址的類子網掩碼，將主機地址部分前N位置1。

例：B類IP：168.195.09劃分成27個子網

1、27-(11011)2

2、N=5

3、主機部分前5位置1

77

?利用主機數計算

步驟:：1、將主機數目轉換成二進制；

2、如果主機數至254,取主機數的二進制位數為N,否則表示主機地址將

占據不止8位；

3、將該類IP地址的主機地址全部置1,然后由后向前將N位置0o

例：B類IP：劃分成若干子網,每子網700臺主機

1、700=(1010111100)2

2、N=10；

3、主機部分置1-55再由后向前將10位置0

得

(五)階段練習

?3是哪一類IP地址？掩碼長度應該是多少？

?/26,包含的子網數與每子網包含的主機數是多少？每個子網的網絡地址

是什么？

?你是ABC公司的網絡管理員，公司原來使用網段，現在公司網絡重新

設計，并劃分VSN,公司共有5個部門，最大的部門30人，子網掩碼的長度是多少？

?子網計算例2

子網掩碼為255.255.255224時,可以劃分的子網個數和每子網的主機數是多少？

3.網絡ID變成10進制:

00000000-000100C00-*25-32

01000000-26-6401100000f26+25-96

10000000-*27-*12810100000-27+25-160

11000000-*27+26-19211100000—27+26+25-224

4.主機ID變成10進制：

00001-*20-*100010-*21-2

00011—21+20-3

11110-*24