@）網絡技術基礎

第一課計算機網絡基礎（一）

本課介紹如下知識：

1.1計算機網絡概述

1.1.1計算機網絡的發展和定義

1.1.2計算機網絡的應用

1.1.3計算機網絡的組成

1.2計算機網絡的類型

1.2.1對等網絡和基于服務器的網絡

1.2.2局域網和廣域網

1.2.3Internet和Intranet

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第一章計算機網絡基礎

知識點：

?計算機網絡概述：

計算機網絡的發展和定義、計算機網絡的應用、計算機網絡的組成。

?計算機網絡的類型：

對等網絡和基于服務器的網絡、局域網和廣域網。

?Internet和Intranet的概念。

?數據通信的基本概念：^^^^-

數據通信的定義、數據通信的特點、數據通信的的質量指標。

@）網絡技術基礎

?數據信號的傳輸:

基帶傳輸、頻帶傳輸。

?信息的傳輸方式：

通信方式、傳輸方式、同步方式、復用方式。

?差錯控制：

差錯控制的產生、常用的檢糾錯碼。

?數據交換方式：

線路交換、報文交換、分組交換

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1.1計算機網絡概述

1.1.1計算機網絡的發展和定義

起源：Internet開始于1980年，是ARPA（AdvancedResearchProjectsAgency,遠景

規劃局）投資的結果，最初是用于軍事目的。

在網絡環境下，使得幾個計算機文件在網絡上得以共享。計算機之間的文件可以在網

絡上相互調用，不用再用軟盤復制來達到共享的目的，大大提高了效率。除了共享文件外,

網絡中還可以共享設備。

計算機網絡其實和現實生活中的郵遞系統很相似。比如：傳遞的是什么信息呢？對網

絡系統來說其中傳遞的是電信號，而郵遞系統傳遞得是信件；傳遞過程中應遵守的標準呢?

對網絡系統來說是各種網絡協議，而郵遞系統是制訂的各種郵遞規則；最后這些信息送到

那里呢？對網絡系統是到達不同得計算機，對郵遞系統是到達不同的郵箱、辦公室或收信

人手中。

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1.1.2計算機網絡的應用

在多維化發展的趨勢下，許多網絡應用的形式不斷涌現，如：

1.網頁瀏覽——這是網絡應用最多地地方。任何人只要能連到Internet網上就能

瀏覽網頁，看到社會新聞，企業信息等。

2.電子郵件——這應該是普遍地一種網絡交流方式之一。和傳統地郵遞系統相比,

大大提高了效率，節省了成本。

3.網上交易——就是通過網絡做生意。其中有一些是要通過網絡直接結算，運用

電子貨幣。這就要求網絡的安全性要比較高。

4.視頻點播——這是一項新興的娛樂或學習項目，在智能小區、酒店或學校應用

較多。它的形式跟電視選臺有些相似，不同的是節目內容是通過網絡傳遞的。

5.聯機會議——也稱視頻會議，顧名思義就是通過網絡開會，實現了異地會議。

它與視頻點播的不同在于所有參與者都需主動向外發送本地圖像。實現數據、圖像、

聲音地實時傳送，對網絡的處理速度提出了較高的要求。

網絡技術基礎

1.1.3計算機網絡的組成

計算機網絡的基本功能可分為數據處理和數據通信。因此，對應的結構也可以

分為兩部分，為通信子網和資源子網。

1.通信子網

包括負責數據通信的通信控制設備和通信線路，如路由器、交換機及各類網線。

主要完成網絡中主機之間的數據傳輸、交換、控制等任務。

2.資源子網

負責處理數據的計算機和終端設備，如PC機、服務器。主要向網絡客戶提供各

種網絡資源和網絡服務。網絡資源包括文件資源、數據資源、硬件資源等；網絡服

務包括DNS服務、代理服務等。

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1.2計算機網絡的類型

1.2.1對等網絡和基于服務器的網絡

1.對等網絡

最簡單的網絡類型就是對等網。在對等網中，每臺主機既充當客戶機同時又是服務

器。軟、硬件資源和數據都分布存儲在網絡中的各自獨立的主機之中。每個用戶都負責

本地主機的數據和資源，并且有各自獨立的權限和安全設置。如圖1.1所示，為一個對

等網。

對等網可以使用目前所流行的所有操作系統，這些操作系統都支持網絡功能，如：

Windows98、WindowsNT、Windows2000>Linux或OS/2等。

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?對等網絡優點：

簡單的；

低成本的；

?對等網絡缺點：

適合小型網絡環境，當計算機數量較多時，不利于管理;

安全級別低，不利于數據的共享和管理；

客戶機客戶機

圖1.1一個對等網絡

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2.基于服務器的網絡

在基于服務器的網絡中，通常有一臺或一臺以上的服務器專門用來做軟、

硬件資源的共享服務。

服務器應該選用穩定可靠、有好的性能和大的硬盤空間的計算機。服務器

的性能包括：CPU、內存、網卡和硬盤等的性能。

文件服務客戶機

器

圖1.2基于服務器的網絡

如果網絡中有多于十個用戶，那么就應該考慮使用基于服務器的網絡。

基于服務器的網絡中的客戶機可以使用目前所流行的所有操作系統,’如:

Windows98、WindowsNT>Windows2000>Linux或OS/2等。

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■基于服務器網絡的優點

便于服務器對信息進行維護。

易于保證文件的同步一致。

通過復制工具，有效地將信息存儲備份到其它服務器上，防止了單點故障。

使用基于服務器的網絡，安全管理也很容易得到控制。

通過登錄名的不同，對服務器上的文件的權限也將有所不同，

■基于服務器網絡的缺點.

與普通的工作站比，通常服務器要昂貴的多。

由于數據和安全設置是在服務器上單獨維護，必須有一個網絡管理員來單獨維護。

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1.2.2局域網和廣域網

根據網絡分布規模來劃分的網絡，可分為：局域網、城域網和廣域網。

1.局域網（LAN）

局域網（LAN—Localareanetwork）是局部區域的計算機網絡，通常只用來連接一

座或幾座樓中的計算機。因為局域網覆蓋了較短的距離，所以局域網的特點是：數據速率

高、距離短、延遲小、傳輸可靠。

目前常見的局域網類型包括：以太網（Ethernet）＞令牌環網（TokenRing）＞光

纖分布式數據接口（FDDI）、異步傳輸模式（ATM）等，它們在拓撲結構、傳輸介質、傳

輸速率、數據格式等多方面都有許多不同。其中應用最廣泛的當屬以太網——是目前發

展最迅速、最經濟的局域網。

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2.廣域網(WAN)

廣域網(WAN―Wideareanetwork)是連接地理范圍的較大的計算機網絡，地理范

圍通常是一個國家或一個洲I。隨著局域網的發展，越來越多的企業建立了自己的局域網,

但各個局域網之間卻無法進行交流。而廣域網就是用來連接多個局域網的，這樣只要是

局域網內的計算機就都可以互享資源。

大型的廣域網可以由各大洲的許多局域網組成。最廣為人知的廣域網就是Internet,

它由全球成千上萬的局域網和廣域網組成。

3.城域網(MAN)

城域網是介于局域網和廣域網之間的一種大范圍的高速網絡。因為，隨著局域網的

廣泛使用，逐漸要求擴大局域網的使用區域范圍，或是要求將局域網互連起來，從而形

成城市范圍內的網絡。設計目標是要滿足幾十公里范圍的大量局域網的互連要求。

由于種種原因，城域網的技術沒有在世界范圍內廣泛推廣使用，而是在實踐中使用

廣域網的技術來構建城域網的目標范圍、大小相當的網絡。因此，本書將不對城域網做

更多的介紹。

網絡技術基礎

4.局域網和廣域網的區別

有時局域網和廣域網間的邊界非常不明顯，很難確定局域網在何處終止，或是廣域

網在何處開始。

識別局域網和廣域網方法是確定私有網絡和公共網絡的起始點和終止點。例如，有

一個具有3個私有網絡的組織，在3個子機構間建立了一個局域網，該局域網由地區的電

話系統連接。私有的局域網和公共廣域網間的邊界就是局域網與電話網絡相連接的位置。

現代的網絡設備和軟件使得定位分界線越來越困難。看待網絡的另一種方式，是從

系統和用戶的多樣性出發的，連接著一個組織內部或多個組織之間各種各樣的用戶，并

為這些用戶提供了大量的資源，則稱為企業網。大型的局域網可以是企業網，但是一個

企業網更有可能是由多個局域網組成，形成廣域網。企業網的關鍵特點在于用戶可以利

用其中存在的廣泛資源從事商務、完成科研和教學任務。例如，一所大學的計算機系統

通過局域網上一系列計算機和打印機融合了學術、會計、學生服務、人力資源、薪水名

冊和校友會開發資源等，這個系統就是企業網。

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0I.

1.2.3Internet和Intranet

互聯網通常可分為Internet和Intranet兩種。

1.Internet

Internet即國際互連網，通常稱為因特網，是各種網絡互聯的一個大系統。Internet

是用TCP/IP協議將不同結構的網絡連接起來的計算機信息網絡。在Internet中任何一個用

戶都可以使用網絡上的資源。

2.Intranet

Intranet即企業內部互連網，是使用了TCP/IP技術的和信息技術的局域網。該網具

有與Internet連接的功能，是隨著Internet的發展而建立起來的。：

@）網絡技術基礎

一—一

Internet和Intranet的最主要的區別是:

?Intranet是屬于某個企業事業單位自己組建的內部計算機信息網絡，而Internet

不屬于任何一個部門所獨有的計算機信息網絡。

?Intranet上的企業內部私有的資源信息，需要嚴格的保護；企業內部的公開信息,

則希望社會上的用戶盡可能多地訪問。在Internet中任何一個用戶都可以使用網絡上的

資源，比如訪問網頁資源。

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小結：

這一講的重點知識是：

?計算機網絡的定義;

?計算機網絡的類型;

?Internet與Intranet；

難點知識是：

?計算機網絡的定義;

?對等網絡；

?基于服務器的網絡;

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第二課計算機網絡基礎（二）

本次課介紹如下知識：

1.3數據通信基礎

1.3.1數據通信的基本概念

1.3.2數據信號的傳輸

@）網絡技術基礎

1.3數據通信基礎

1.3.1數據通信的基本概念

計算機之間互傳數據是通信的一個方面。很多家庭選用有線電視服務，通過光纖和同

軸電纜將電視信號帶進家里。通信技術的其他應用還有局域網和廣域網，分別允許近距離

（LAN）或遠距離（WAN）的不同計算機進行通信。一旦連接完畢，用戶就可以收發數據文

件，進行遠程登錄，發送郵件。

數據通信與傳統的電話通信相比，它們之間的在技術和原理上都有很大的不同。

1.數據通信的定義

數據通信是依照通信協議，利用數據傳輸技術在兩個功能單元之間傳遞數據信息。

而數據傳輸是傳播處理信號的數據通信，將源站的數據編碼成信號，沿傳輸介質傳播

至目的站工數據傳輸的品質取決于被傳輸信號的品質和傳輸介質的特性。,

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2.數據通信的特點

與傳統的電報和電話通信相比，數據通信的特點如下：

■數據通信是實現的人與機器或是機器與機器之間的通信。而電話機僅僅能完成人與

人之間的通信。由于計算機不具備人腦的思維能力，因此要實現與人或與其它計算機之

間的交流就一定要靠人預先編制的程序來完成。這遠比電話系統要復雜。

?數據傳輸的準確性和可靠性要求高。在數據通信中，通常是用二進制的“1”和“0”

表示信息的。任何錯誤都可能造成嚴重的后果。因此需要較低的誤碼率，并且傳遞系統

應有自動糾正錯誤的能力。

?傳輸速率高，響應時間快。數據信號的傳輸速率依照所使用的帶寬不同而不同。通

常比電話線傳輸要迅速快捷。

?通信的持續時間差異較大。數據通信的平均信息長度和平均時延隨著應用的不同而

不同。

■數據通信具有靈活的接口，能滿足各種設備之間的相互通信。

從以上可以看出，數據通信與傳統的電話通信有很大不同，面臨的問題也更為雜。

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3.數據通信的質量指標

數據通信的目的就是為了及時有效地傳遞信息。傳遞衡量數據傳輸的質量標準是從

有效性和可靠性兩方面來考慮的。

⑴有效性

有效性是指在給定的信道內所能傳輸的信息量大小。有效性越高的系統性能越好。

通常衡量有效性的指標是信息傳輸速率。在計算機數據通信中，用比特每秒（bit/s）

來表示傳輸速率。

⑵可靠性

是指在給定的信道內接收信息的可靠程度。通常衡量可靠性的指標是誤碼率。在

計算機二進制系統中，誤碼率的定義為：出現錯誤的比特數/傳輸的總比特數。

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1.3.2數據信號的傳輸

在數據通信系統中，信號的傳輸方式有兩種，分別為：基帶傳輸和頻帶傳輸。

1.基帶傳輸

基帶傳輸是將基帶信號直接在信道中傳輸。基帶傳輸是一種簡單基本的通信方式。基帶

傳輸設備簡單，費用便宜，適用于傳輸距離不長的場合，如用在一個企業網的內部或校園網

內部的數據傳輸。

2.頻帶傳輸

也稱為載波傳輸。頻帶傳輸是借助于正弦波，將基帶信號的頻譜搬移（即調制），然后再

傳輸。

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一—一

對于要將數字信號傳播到較遠距離時，可以將數字信號轉化成能在長距離傳輸的模擬

信號。

其中調制就是利用調制信號去改變高頻震蕩載波的某一個或兒個參量的波形變換過程。

解調即將線路上傳輸的模擬信號轉換為可被計算機所識別的數字信號的過程。

1011010011

數字信息

調制信號是數字信號，通常只有“0”和“I”兩種狀態，將其轉換成能在網絡上傳輸

的模擬信號的方法有：幅移鍵控、頻移鍵控和相移鍵控三種調制方式。

@）網絡技術基礎

幅移鍵捽

@）網絡技術基礎

小結:

這一講的重點知識是：

?數據通信的定義、特點及質量指標；

?數據信號的傳輸：基帶傳輸，頻帶傳輸;

難點知識是：

?頻帶傳輸的三種調制方式;

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第三課計算機網絡基礎（三）

本次課介紹如下知識:

1.3數據通信基礎

1.3.3信息的傳輸方式

1.3.4差錯控制

1.3.5數據交換方式

@）網絡技術基礎

一—一

1.3.3信息的傳輸方式

1.通信方式

⑴單工通信

單工通信是指在兩個通信設備之間，信息只沿著一個方向傳遞。就是說，在通信的兩個

設備之間，一方是的作用是發送信息，另一方的作用是接收信息。如有線電視廣播系統、尋

呼系統和信息采集系統等都屬于單工通信的例子。

⑵半雙工通信

半雙工通信是指在兩個通信設備之間，信息交換是雙向傳遞的，但信息的雙相交換不能同

時進行。就是說，在相同時間內僅能有一個設備在一個方向上傳遞信息給另一個設備。這種通

信要求雙方的通信設備既有發信號的功能，同時還應有接收信號的功能。如對講機系統就是半

雙工的例子。

⑶全雙工通信

全雙工通信是指在兩個通信設備之間，可同時進行雙向傳遞。通常全雙通信之間的設備連

線可以采用二線或是四線電路連接。較高級的局域網就是實現全雙工通信的例子。

@）網絡技術基礎

一—一

2.傳輸方式

⑴并行傳輸

并行傳輸是指數字信號以成組的方式在多條并行的線路上傳輸。通常是將構成一個字符

代碼的幾位（如8位）在同時刻和同一時鐘頻率上發送出去，因此需要更多的傳輸介質。

⑵串行傳輸

串行傳輸就是將比特逐位在一條信道上傳輸。由于數據是串行的，必須解決收發雙方如

何保持字符的同步問題，否則對于接收端無法正確區分每2一個字符。

@）網絡技術基礎

3.同步方法

模擬或是數字信號通信的基本要求是接收端應知道發送端發送數據的開始時間和結束

時間。

對于串行線路為了有效地傳輸數據，必須使字符碼同步傳輸。目前的兩種同步方式有：

異步傳輸方式和同步傳輸方式，下面分別介紹。

⑴異步傳輸方式

異步傳輸方式又稱為起止同步傳輸方式。這是最早使用和最簡單的一種同步方式。

這種方式是以字符為單位進行同步的。在通信過程中，發送端會給一個字符加上開始和結

尾信息，即在字符前設置“起”信號和在結尾處設置“止”信號。一?

異步傳輸方式的優點是每一個字符本身就包括了字符的同步信息，不需要在線路兩段專門

設置同步設備。其缺點是每發一個信息就要添加起止信號，造成了附加數據開銷。異步傳輸方

式目前仍被廣泛使用o

@）網絡技術基礎

⑵同步傳輸方式

同步傳輸方式是以固定的時鐘頻率來發送串行信號的。同步傳輸方式有被稱為比特同

步傳輸方式。

實現同步傳輸方式的同步時鐘有兩種方法：

一種是外部同步法，該方法是在傳輸線路中加一條時鐘信號線，以連接到接收設備的時

鐘上。

另一種是自同步法，該方法是讓接收端的調制解調器從接收數據信息中直接提取同步信

號，并以此獲得同步的時鐘頻率。自同步法通常用于遠距離的傳輸。

同步傳輸方式避免了異步傳輸方式中每個字符都需要附加信息的缺點，因此效率較高。

但實現起來有點復雜，所以通常用于需要高速傳輸的網絡。

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4.復用方式

用一對傳輸線路傳輸多路信息的方法稱為復用，即通過在一條線路上同時傳輸多個信

號。多路復用的目的在于提高通信線路的利用率，充分利用現有資源。同時也能有效提高

通信的能力。并且通過共享線路達到分攤成本，降低通信費用的目的。

多路復用的三種技術為：頻分多路復用（FDM）、時分多路復用（TDM）和波分多路復

用（WDM）。下面分別做以介紹。

⑴頻分多路復用

頻分多路復用（FDM）應用于模擬信號傳輸中。頻分多路復用器是把傳輸介質的可用帶

寬分割成一個個頻段，每個輸入裝置都有一個頻段。

⑵時分多路復用

時分多路復用（TDM）是為數字信號的傳輸而開發的。時分多路復用器采用時分技術，

把傳輸線路的可用時間進行分配。即將時間分成若干小時間片，每個用戶占用一個指定的

時間片。這樣就可以每個用戶輪流使用同一信道。-

⑶波分多路復用

波分復用（WDM）是用于光信號的復用技術。是在一根光纖中同時傳輸多個波長的光信

號。基本原理是在發送端將不同的光信號組合起來，再將組合起來的光信號通過一條光纜

進行傳輸，在接收端在將組合的光信號區分開來，在經過處理即可恢復原信號后送入不同

的終端。

@）網絡技術基礎

一—一

1.3.4差錯控制

1.差錯控制的產生

在實際的數據通信中，不可避免地要產生錯誤。內部原因如信號衰減、延遲等；外部

原因如電磁干擾、工業噪音等。都會對傳輸產生不可預料的影響。

差錯控制有兩層含義，分別是檢錯和糾錯。

當傳輸信息改變時將它探測出來的能力叫做檢錯。

當錯誤被檢測到時能被完全糾正而無須重發，這就是糾錯。

差錯控制方法是使構成傳輸數據的編碼或是編碼組具有一定的邏輯性，接收端根據接

收編碼所發生的邏輯錯誤來識別和糾正錯誤。

@)網絡技術基礎

2.常用的檢糾錯碼

⑴奇偶碼

奇偶碼是將所需要傳輸的數據碼分組，然后再每個分組的后面加上一位校驗位。

⑵等重碼

等重碼也稱恒比碼。在等重碼中每個碼組中“1”和“0”的個數保持一定比例。如果

接收到的碼不符合一個恒定的比例，那么就判斷為數據出錯。

⑶方陣檢驗碼

方陣檢驗碼也稱行列監督碼，其碼字種的每一個碼元進行行和列的兩次校驗。即把要

發的碼組排成矩陣，在矩陣的每列和行上進行奇數或偶數校驗。

(4)循環冗余檢驗碼

循環冗余檢驗碼是典型而重要的線性分組碼。它易于實現、方法簡單，同時還有很強

的檢錯能力。在計算機網絡中得到了廣泛的應用。

⑸卷積碼'

卷積碼也稱為連環碼，在沒有循環冗余檢驗碼時得到了廣泛應用，實現起來也比較簡

單，但在計算機網絡中沒有得到廣泛應用。

網絡技術基礎

1.3.5數據交換方式

交換技術是采用交換機或節點機等交換系統，通過路由選擇技術在想進行通信的雙方

之間建立物理的邏輯的連接，形成一條通信電路，實現通信雙方的信息傳輸和交換的一種

技術。有兩種類型的通信方式，分別為：線路交換和分組交換。

1.線路交換

線路交換(CircuitSwitching),也被稱為面向連接的交換。線路交換時通過網絡中

的節點在發送端和接收端之間建立一條專用的通信線路。

⑴線路建立

⑵數據傳送--

⑶線路拆除一牝產

線路交換的優點是可充分保證通信容量，一旦建立一條線路，沒有任何活動能減少線

路的容量。線路交換的延時也較小。線路交換的缺點是線路資源耗費較大，線路的資源耗

費是固定的，與通信量的大小無關。線路交換要建立一條連接，這個線路的建立時間較長。

@）網絡技術基礎

一—一

2.報文交換

?在報文交換中，報文被每個節點暫時存儲。在電路交換中，節點象一個交換設備一樣，

只負責轉發數據。例如，你的電話通話不會被中間節點所存儲。因為報文交換會導致傳輸延遲,

所以這種連接方式并不適用于電話網絡。

?在電路交換中，兩節點間的所有信息交換都使用同一條路徑。而在報文交換中，不同的

報文可能經過不同的路由。由于路由的選擇因時而異，同時不同的報文可以分時共享同一公共

線路，這樣，網絡的利用率就提高了。

?電路交換在發送數據時，要求收發雙方共同參與。而報文交換則不需要。報文被發送到

目的地，然后存儲起來等待取用。

網絡技術基礎

3.分組交換

第三種連接方式是分組交換(PacketSwitching),也被稱為面向非連接的交換。

⑴分組交換網絡需要將較大的數據分成較小的數據段，并依次發出。

這樣可能存在的情況是發送端發送的數據段經過一定的路徑到達接收端。但選擇的網

絡路徑有可能出現前后不一致的情況。

⑵在數據報的方法中，每個分組都可以被單獨地處理。

如果此時需傳輸大數據文件，那么該文件將被分成幾片，即分成幾個分組。每個分組都

被獨立地傳輸。但每個分組內都會有一個“片偏移”標志位，用來區別該數據文件各個分組

的前后順序。通過“片偏移”標志位，使不同的分組到達目的端后，目的端可以對其進行重

組。

@）網絡技術基礎

小結:

這一講的重點知識是:

?通信方式：單工通信，半雙工通信，全雙工通信；

?傳輸方式：并行，串行；

?同步方法：異步傳輸方式，同步傳輸方式；

?復用方式：頻分多路方式，時分多路方式，波分多路方式;

?常用的檢糾錯碼；

?數據交換方式：線路交換，報文交換，分組交換；

難點知識是：

?頻分多路復用;

?波分多路復用;

?報文交換；

?分組交換；

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第四課OSI參考模型（一）

本次課介紹如下知識:

2.10SI參考模型概述

2.1.1標準的建立

2.1.2制訂標準的機構

2.1.30SI參考模型的結構

@）網絡技術基礎

第二章OSI參考模型

知識點：

?osi參考模型的基本概念：

osi參考模型的建立、osi參考模型的的結構、osi參考模型的各層之間的通

訊、TCP/IP協議。

?物理層的功能及其組成。

?數據鏈路層的功能及其組成。

?網絡層的功能、IP地址、子網掩碼及尋址。

,傳輸層、會話層、表不層和及用層的功能。

@）網絡技術基礎

2.1OSI參考模型概述

2.1.1標準的建立

在計算機之間建立通信，就是怎樣確保數據由一臺計算機流向另一臺計算機的問題。

但由于各種計算機總是不盡相同，所以它們之間的數據傳輸要比想象中的復雜得多。

目前有兩種類型的標準。

一種標準因其被廣泛使用而產生發展的標準稱為事實標準。

另一種標準是由那些得到國家或國際公認的機構正式認證并采納的標準。

@）網絡技術基礎

2.1.2制訂標準的機構

制訂標準的機構作用在于在飛速發展的計算機通信領域中確立行業規范。

下面列出的標準組織在計算機網絡和數據通信領域有重要的地位。

美國國家標準協會(AmericanNationalStandardsInstitute,ANSI)

國際電子技術委員會(InternationalElectrotechnicalCommission,IEC)

國際電信聯盟(InternationalTelecommunicatonsUnion,ITU)

電子工業協會(ElectronicIndustriesAssociation,EIA)

因特網工程特別任務組(InternetEngineeringTaskForce,IETF)

電氣和電子工程師協會(InstituteofElectricalandElectronicEngineers,IEEE)

國際標準化組織(InternationalOrganizationforStandardization,ISO)'

國家標準和技術協會(NationalInstituteofStandardsandTechnology,NIST)

國際商用機器公司(InternationalBusinessMachine,IBM)

網絡技術基礎

2.1.3OSI參考模型的結構

0sl參考模型是一個描述網絡層次結構的模型。描述了網絡傳輸介質信息是如何從一臺

計算機的應用程序到達另一臺計算機的應用程序。

OSI參考模型來說該模型共分七層：

物理層：物理層定義了通信線路的一些規范。

數據鏈路層：數據鏈路層規定了物理地址、網絡拓撲結構、錯誤警告機制、所傳數

據幀的排序和流量控制等。

網絡層：網絡層為處在不同位置的兩個設備之間，提供連接和選擇一條最佳路徑。

傳輸層：傳輸層保證數據的可靠傳輸。L

會話層：會話層建立、管理和終止應用程序間的會話。?加曲二

表示層：表示層提供多種數據格式之間的轉換。

應用層：應用層為用戶提供相關的服務，如：e-mail服務，ftp服務、www服務等。

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小結：

這一講的重點知識是：

?OSI參考模型的結構；

?模型每一層完成的功能;

難點知識是：

?各層的功能描述；

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第五課OSI參考模型（二）

本次課介紹如下知識：

2.1OSI參考模型概述

2.1.4層間通信

2.1.5TCP/IP參考模型

2.2物理層

2.2.1傳輸介質

2.2.2同軸電纜

2.2.3雙絞線

2.2.4光纜

2.2.5無線傳輸介質

@）網絡技術基礎

一—一

2.1OSI參考模型概述

2.1.4層間通信

分層的目的就是要達到發送端的計算機（源主機）第N層所發送的數據，就是接收端

的計算機（目的主機）第N層所接收到的數據，即每一層只和相同的層之間進行交流。

發送端的計算機（源主機）要向接收端的計算機（目的主機）發送信息，數據首先必

須打包。在計算機網絡中，這個打包的過程就叫封裝。而相對應，當目的主機收到信息后,

必須將包打開，得到所需信息，這個過程叫拆封。

每一層的數據都可叫做協議數據單元（PDU—ProtocolDataUnit）,但通常每層的數據

也有自己專有的名字。

@）網絡技術基礎

如下圖所示，從上到下依次為數據（Data）、數據段（Segments）＞數據包

（Packets）、數據幀（Frames）、比特（Bits）。

源主機目的主機

應用層數據應用層

表示層數據表示層

會話層數據會話層

傳輸層數據段傳輸層

網絡層數據包網絡層

數據鏈路層數據幀數據鏈路層

物理層比特物理層

各層的數據名稱

@)網絡技術基礎

數據的封裝過程：

生成數據；

分段數據；

加入網絡頭；

加入幀頭和幀尾；

轉換成數字信號；

2.1.5TCP/IP參考模型

TCP/IP協議(TransmissionControlProtocol/InternetProtocol)是目前世界上應

用最為廣泛的協議。TCP/IP協議整由美國國防部高級高級研究規劃署(DefenseAdvanced

ResearchProjectsAgency)研究開發的。

TCP/IP協議只有四個層，分別為：網絡接口層、網際層、傳輸層和應用層。

@）網絡技術基礎

TCP/IP參考模型和與OSI參考模型功能上的對應關系如圖所示。

OSI參考模型TCP/IP參考模型

應用層

表示層應用層

會話層

傳輸層傳輸層

網絡層網絡層

數據鏈路層網絡接口層

物理層

@）網絡技術基礎

2.2物理層

2.2.1傳輸介質

傳輸介質的基本功能是攜帶數據信息。

傳輸介質有許多類型的，典型的有：同軸電纜、非屏蔽雙絞線、屏蔽雙絞線、光纜等。

影響傳輸介質選用的指標有：

?傳輸距離

,成本

?安裝的難易

?容量

?抗干擾能力

@）網絡技術基礎

2.2.2同軸電纜

同軸電纜共有四層。最里面的為銅導線，是用來傳輸電信號的。向外為塑料絕緣層，

用來將銅導線和屏蔽銅網分割開來。再向外為屏蔽銅網，是用來為內層銅導線屏蔽電磁干

擾。最外為保護套，符合相應的消防規則和建筑要求。

@)網絡技術基礎

2.2.3雙絞線(Twisted-paircable)

雙絞線有兩種類型：

非屏蔽雙絞線(UDP—Unshieldedtwisted-paircable)：共有8根電纜。8根電纜外都有

絕緣材料將其絕緣開來。

非屏蔽雙絞線通常使用RJ-45連接器(RJ-45Connector)來連接到計算機上。非屏蔽

雙絞線的傳輸距離可達100米。

屏蔽雙絞線(STP—Shieldedtwisted-paircable)：是在每一對雙絞線外加?一層金

屬屏蔽保護膜。在四對雙絞線的外面乂加了一層金屬屏蔽保護膜。

@)網絡技術基礎

2.2.4光纜(Opticalfiber)

光纜是一種能傳輸光的傳輸介質。

光纜外觀圖

外護套加固材料

交換機

客戶機

玻房纖雍和包屋一

客戶機

安門ill

塑料屏蔽層

客戶機

客戶機

光纜結構示意圖

有兩種類型的光纜,分別是單模(singlemode)和多模(multimode)。

@）網絡技術基礎

2.2.5無線傳輸介質

無線傳輸可以快速部署網絡，不會破壞建筑的外觀，或是用在需要經常移動計算機的

辦公場合。

小結：

這一講的重點知識是：

?層間通信；

?TCP/IP參考模型；

?傳輸介質性能指標；

?5種傳輸介質的特性及用途；

難點知識是：

?層間通信；

?TCP/IP協議；

@）網絡技術基礎

第六課OSI參考模型（三）

本次課介紹如下知識:

2.3數據鏈路層

2.3.1介質訪問控制子層

2.3.2邏輯鏈路控制子層

@）網絡技術基礎

2.3數據鏈路層

數據鏈路層規定了物理地址、網絡拓撲結構、錯誤警告機制、所傳數據幀的排序和流

量控制等。

2.3.1介質訪問控制（MAC—MediaAccessControl）子層

負責物理尋址和對傳輸介質的物理訪問，規定了諸如MAC地址、訪問控制方式等。

1.MAC地址：

對于計算機，這個地址是存儲在網絡接口卡（NIC卡）上，即通常所說的網卡o

網絡接口卡

@)網絡技術基礎

一—一

每塊網卡都有唯一的物理地址，通常稱為MAC(MediaAccessControl)地址或也

稱為物理地址。通常網卡地址中前24位是分配給廠商的，后24位是由廠商自己分配的,

這樣就保證每塊了網卡地址的唯一性。

2.介質訪問控制方式：

連接起來的設備必須共同遵守一個傳輸信息的約定，則需要有一種保證介質訪

問控制的協議。

有兩種類型介質訪問控制的方式：

(1)確定訪問控制

確定訪問控制有兩種類型，分別為：令牌傳送類型和輪詢類型。

(2)通道爭用訪問控制-

通道爭用訪問控制是用先來先服務(FCFS—first-come,first-served)

的形式傳遞數據的。

@)網絡技術基礎

2.3.2邏輯鏈路控制(LLC一LogicalLinkControl)子層

數據鏈路層的邏輯鏈路控制子層是用來建立和維護網絡設備之間的數據鏈路的，如:

本層的流量控制和錯誤糾正。

小結：

這一講的重點知識是：

?MAC地址；

?介質訪問控制(MAC—MediaAccessControl)子層；

?介質訪問控制方式：a.確定訪問控制，b.通道爭用訪問控制；

?邏輯鏈路控制(LLC—LogicalLinkControl)子層；

難點知識是：

?介質訪問控制方式;

@）網絡技術基礎

第七課OSI參考模型（四）

本次課介紹如下知識：

2.4網絡層

2.4.1網絡層的功能

2.4.2IP地址

2.4.3IP地址的分類

2.4.4子網掩碼

2.4.5子網尋址

@)網絡技術基礎

2.4.1網絡層的功能

網絡層的核心功能便是根據網絡層的地址來獲得從源主機到目的主機的路徑。

網絡層設備還要負責進行路由選擇。通常在網絡中提供路由選擇的功能是由路由器

(Router)來完成的O

路由器示意圖

2.4.2IP地址

在邏輯鏈路層可用MAC地址來鑒別不同的計算機。

在網絡層是用IP地址來鑒別的。

@）網絡技術基礎

一—一

2.4.3IP地址的分類

網絡地址和主機地址共同組成網絡層的地址——IP地址。IP地址是一個32比特地址，

總地址容量為232。IP地址通常表示位點分十進制，即將32位分成4個8位組，每個8位組之

間用”分開。每個8位組的最小數為00000000（十進制為0）,最大數為11111111（十

進制為255）。這個IP地址標準就是現行的IPv4標準。

IP地址是由國際網絡信息中心組織（InterNIC）分配的。

隨著用戶數的增長，現有IP地址資源已嚴重匱乏，很快將被用光。有預測表明，以目前

Internet發展速度計算，所有IPv4地址將在2005?2010年間分配完畢。解決的辦法是推行

IPv6標準o

1.五類IP地址:

1891617242532

A0網絡地址主機地址

B10網絡地址主機地址

C110網絡地址主機地址

D1110組播地址

E1111保留地址

網絡技術基礎

A類地址：

它的網絡地址是用前1個8位組作為網絡地址的。網絡地址的第1個8位組地址范圍是從

“00000000”到“01111111”，即當第1個8位組地址是在0—127范圍內的都是A類地址。共

有128-2=126個A類地址。每個A類地址內可以包含224-2個設備，即16777216-2=16777214個。

其中有兩個特殊的地址用作特殊用途：

IP地址”0.0.0.0”作為目標地址。IP地址“127.x.y.z"，其中的“x”、"y”、"z

是0-255中的任意一個數。這其中任何一個地址都可用作回路測試。

B類地址：

它的網絡地址是用前2個8位組作為網絡地址的。網絡地址的第1個8位組地址范圍是從

“10000000”到“10111111”，即當第1個8位組地址是在128—191范圍內的都是B類地址，

所以共有64X28=16384個B類地址。后面的2個8位組地址都是分配給相應網絡中的本地設備

的。每個B類地址內可以包含2e2個設備，即65536-2=65534個。.

c類地址：

它的網絡地址是用前3個8位組作為網絡地址的。網絡地址的第1個8位組地址范圍是從

“11000000”到“11011111”，即當第1個8位組地址是在192—223范圍內的都是C類地址，

所以共有32X28X28=2097152個C類地址。每個C類地址內可以包含2注2個設備，即256-2=

254個。

@)網絡技術基礎

D類和E類地址：

所有以244-239開頭的地址都稱為D類地址，用作組播地址。在這種發送形式中，分

組被發送給一系列的特別指定的主機。所有以240—247開頭的地址都被稱為E類地址，是

保留未用的。

2.網絡地址和定向廣播地址：

IP地址中，主機地址為全“0”的地址是用來指定該網絡段。

IP地址中，主機地址為全“1”的地址是保留作為定向廣播，即定向廣播到該網絡段

內的所有主機。

3.本地廣播地址：

這種廣播地址稱為本地廣播地址(localbroadcastaddress)或有限廣播地址(limited

broadcastaddress)。本地廣播地址為“255.255.255.255”，即所有IP地址位全為

4.1私有地址：.丁立

私有地址(privateaddresses)是保留并由于未連到Internet的地址。共有1個A類地

址，16個B類地址和256個C類地址被用作私有地址o

最低地址位最高地址位

55

55

55

@）網絡技術基礎

244子網掩碼

掩碼的功能就是告訴設備，IP地址的那一部分是網絡地址，那一部分是主機地址。掩

碼也是一個32比特的數據，分成4個8位組。

每類地址都有缺省的子網掩碼。

IP地址類IP地址子網掩碼網絡地址主機地址

Aw.x.y.z255.0.0.0w.0.0.0x.y.z

Bw.x.y.z255.255.0.0w.x.0.0y-z

Cw.x.y.z255.255.255.0w.x.y.0z

2.4.5子網尋址

對于一個很大的網絡來說，廣播信息消耗了網絡的可用帶寬。需要將一個網絡劃分成

兒個較小的網絡，這樣可以控制廣播域。分割成的較小部分叫子網。子網地址是由本網絡

段內的網絡管理員來分配。子網地址是A類、B類或C類網絡段一部分。

網絡地址主機地址

網絡地址子網地址主機地址

子網的劃分

@）網絡技術基礎

一—一

舉例：有個B類網，分別借用8位主機地址和3位主機地址作為子網地址來劃分子網。

十進制數二進制數

網絡號子網號主機號

IP地址172.16.50.10410101100000100000011001001101000

子網掩碼255.255.255.011111111111111111111111100000000

子網地址172.16.50.010101100000100000000001000000000

借用8位主機地址時子網地址的計算

十進制數二進制數

網絡號子網號主機苫

IP地址172.16.50.10410101100000100000011001001101000

子網掩碼255.255.248.011111111111111111111100000000000

子網地址172.16.32.010101100000100000010000000000000

借用3位主機地址時子網地址的計算

@）網絡技術基礎

借用3位主機地址時子網的劃分

2進制10進制10進制主機

子網2進制主機地址范圍

子網地址子網地址地址范圍

第1個000172.16.000000.00000000—11111.111111110.0—31.255

第2個001172.16.3200000.00000000—11111.1111111132.0—63.255

第3個010172.16.6400000.00000000—11111.1111111164.0—95.255

第4個011172.16.9600000.00000000—11111.1111111196.0—127.255

第5個100172.16.12800000.00000000—11111.11111111128.0—159.255

第6個101172.16.16000000.00000000—11111.11111111160.0—191.255

第7個110172.16.19200000.00000000—11111.11111111192.0—223.255

第8個111172.16.22400000.00000000—11111.11111111224.0—255.255

@）網絡技術基礎

小結：

這一講的重點知識是：

?IP地址分類;

?子網掩碼；

?子網尋址；

難點知識是：

?網絡地址；

?子網尋址；

@）網絡技術基礎

第八課OSI參考模型（五）

本次課介紹如下知識：

2.5傳輸層、會話層、表示層和應用層

2.5.1傳輸層

2.5.2會話層