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1、实用网络设计与项目管理,王晓菊,课程安排,第13周周二、周四11-12节上机地点：基础三,主要内容,了解网络的建设与运作计算机网络概述计算机网络互连设备局域网的规划设计与综合布线网络服务建设网络安全设计,参考书,陈鸣编著，网络工程设计教程系统集成方法，机械工业出版社，2010年4月,计算机网络概述,基本概念,1 计算机网络的定义2 计算机网络的功能3 计算机网络的分类,定义：把地理位置不同且具有独立功能的多个计算机系统，通过通信设备和线路将其连接起来，在网络软件支持下进行数据通信，以实现计算机资源共享的系统。,1.计算机网络的定义,给你发E-mail,共享资源,数据传输,分布式数据处理,东西丢
2、了！,提高可靠性,没关系！,2、计算机网络的功能,3 计算机网络分类,按照地理位置划分局域网城域网广域网,按照拓扑结构划分总线网络星状网络环状网络树状网络网状网络,采用局域网，传输率较高，误码率较低。组网方便，技术简单。,局域网(LAN):几公里的地理范围内将计算机、外设和通信设备互连在一起的网络系统。,网络按地理范围分类,城域网（MAN）,覆盖范围为几公里到几十公里之间，由多个单位或一个城市组建的计算机网络。建立的主要目的：为网内用户进行通信、数据传输以及声音、图像的集成服务等。,传输距离远，传输速率较低，误码率较高。机制复杂。,广域网(WAN):涉及范围较大，通常可以达到几十公里、几百公里
3、，甚至更远。,总线型网络结构,总线型结构优点：,（1）结构简单，可扩充性好，组网容易（2）多个节点共用一条传输信道，信道利用率高；（3）传输速率较高。,总线型结构缺点：,（1）发生故障时往往需要检测网络上的每个节点。（2）故障一旦发生在公用总线上，可能影响整个网络的运行,星型网络结构,星型结构优点：（1）网络结构简单，组网容易，便于管理；（2）故障诊断容易。,缺点：（1）网络需要智能的、可靠的中央节点设备。中央节点的故障会使整个网络瘫痪。（2）中央节点负荷太重。,（3）每个计算机直接与中央节点相连，需要大量的电缆；（4）专用的通信电缆利用率不高,环型网络结构,环型拓扑结构优点：（1）网络结构简
4、单（2）缆线长度比较短。（3）网络整体效率比较高。,环型拓扑结构缺点：,（1）故障的诊断和隔离较困难。（2）环路是封闭的，不便于扩充。,树型网络结构,树型结构优点：（1）结构简单，成本低。（2）网络中节点扩充方便灵活。（3）故障隔离方便。,缺点：对根节点的依赖性太大，如果根发生故障，全网都不能正常工作。,网状型网络结构,网状型网络的每一个节点都与其他节点有一条专门线路相连（全联通）。网状拓扑结构广泛应用于广域网中。,网状型结构优点：（1）节点间路径多，碰撞和阻塞减少。（2）局部故障不影响整个网络，可靠性高（3）网络扩充和主机入网比较灵活简单。,网状型结构缺点：（1）网络关系复杂，建网较难。（2
5、）网络控制机制复杂。,按照传输介质划分有线网无线网,按交换方式划分线路交换方式报文交换方式分组交换方式,三种交换的比较,A B C D,A B C D,A B C D,报文交换,电路交换,分组交换,t,数据传送的特点,比特流直达终点,报文,报文,报文,分组,分组,分组,存储转发,存储转发,存储转发,存储转发,计算机网络概述,2 计算机网络参考模型-OSI模型,OSI的七层框架,数据的封装与解封装过程31,Internet,Hello!,IP包头,数据的封装与解封装过程32,Hello,物理层,数据链路层,网络层,传输层,会话层,表示层,应用层,比特,帧,报文,段,PDU,Hello,LLC子层
6、,MAC子层,TCP/UDP头,高层数据,MAC子层,LLC子层,FCS,IP包头,数据的封装与解封装过程33,Hello,物理层,数据链路层,网络层,传输层,会话层,表示层,应用层,比特,帧,报文,段,PDU,Hello,LLC子层,MAC子层,MAC子层,FCS,TCP/UDP头,高层数据,LLC子层,OSI模型数据传输,网络通信协议-TCP/IP协议模型,1.TCP/IP的发展,OSI模型和TCP/IP模型比较,计算机网络概述,IP 地址1.IP 地址及其表示方法,IP 地址就是给每个连接在因特网上的主机（或路由器）分配一个在全世界范围是唯一的 32 位的标识符。IP 地址现在由因特网名
7、字与号码指派公司ICANN(Internet Corporation for Assigned Names and Numbers)进行分配.,IP 地址的编址方法,分类的 IP 地址：这是最基本的编址方法，在 1981 年就通过了相应的标准协议。子网的划分：这是对最基本的编址方法的改进，其标准在 1985 年通过。构成超网：这是比较新的无分类编址方法。1993 年提出后很快就得到推广应用。,分类 IP 地址,每一类地址都由网络号 net-id和主机号 host-id两部分组成。两级的 IP 地址可以记为：IP 地址:=,net-id24 位,host-id24 位,net-id16 位,ne
8、t-id8 位,IP 地址中的网络号字段和主机号字段,0,A 类地址,host-id16 位,B 类地址,C 类地址,0,1,1,D 类地址,1 1 1 0,多 播 地 址,E 类地址,保 留 为 今 后 使 用,1 1 1 1,0,1,net-id24 位,host-id24 位,net-id16 位,net-id8 位,IP 地址中的网络号字段和主机号字段,0,A 类地址,host-id16 位,B 类地址,C 类地址,0,1,1,D 类地址,1 1 1 0,多 播 地 址,E 类地址,保 留 为 今 后 使 用,1 1 1 1,0,1,A 类地址的网络号字段 net-id 为 1 字节,
9、net-id24 位,host-id24 位,net-id16 位,net-id8 位,IP 地址中的网络号字段和主机号字段,0,A 类地址,host-id16 位,B 类地址,C 类地址,0,1,1,D 类地址,1 1 1 0,多 播 地 址,E 类地址,保 留 为 今 后 使 用,1 1 1 1,0,1,B 类地址的网络号字段 net-id 为 2 字节,net-id24 位,host-id24 位,net-id16 位,net-id8 位,IP 地址中的网络号字段和主机号字段,0,A 类地址,host-id16 位,B 类地址,C 类地址,0,1,1,D 类地址,1 1 1 0,多 播
10、地 址,E 类地址,保 留 为 今 后 使 用,1 1 1 1,0,1,C 类地址的网络号字段 net-id 为 3 字节,net-id24 bit,host-id24 位,net-id16 位,net-id8 位,IP 地址中的网络号字段和主机号字段,0,A 类地址,host-id16 位,B 类地址,C 类地址,0,1,1,D 类地址,1 1 1 0,多 播 地 址,E 类地址,保 留 为 今 后 使 用,1 1 1 1,0,1,A 类地址的主机号字段 host-id 为 3 字节,B 类地址的主机号字段 host-id 为 2 字节,C 类地址的主机号字段 host-id 为 1 字节,
11、D 类地址是多播地址,E 类地址保留为今后使用,点分十进制记法,采用点分十进制记法则进一步提高可读性,128.11.3.31,128 11 3 31,将每 8 位的二进制数转换为十进制数,A类地址,网络地址：A类地址的网络字段占一个字节，只有7个比特可供使用(该字段的第一个比特已固定为0)但可提供使用的网络号是126个(即272)。第一，00000000“本网络”第二，01111111 本地软件环回测试,A类地址,主机地址：x000 本主机x.255.255.255 本网络的所有主机因此每一个A类网络中的最大主机数是224216777214,B类地址,网络地址：B类地址的网络字段占2个字节，只
12、有14个比特可供使用(该字段的前两个比特已固定为10)网络地址由于前两位是10，所以不会出现网络地址全0和全1的可能性，但可提供使用的网络号是1638个(即2141)。减1的原因是：128.0.0.0不指派。,B类地址,主机地址：x.x.0.0 本主机x.x.255.255 本网络的所有主机因此每一个B类网络中的最大主机数是216265534,C类地址,网络地址：C类地址的网络字段占3个字节，只有21个比特可供使用(该字段的前两个比特已固定为110)网络地址由于前两位是110，所以不会出现网络地址全0和全1的可能性，但可提供使用的网络号是2097151个(即2211)。减1的原因是：192.0
13、.0.0不指派。,C类地址,主机地址：x.x.x.0 本主机x.x.x.255 本网络的所有主机因此每一个C类网络中的最大主机数是282254,2.常用的三种类别的 IP 地址,IP 地址的使用范围,几种特殊的IP地址,网络地址主机号各位全为0的IP地址，如202.102.192.68，网络地址为202.102.192.0，主机号为68广播地址直接广播地址：主机号各位全为1的IP地址，用于将一个分组发送给特定的网络上的所有主机，即对全网广播，如：202.102.192.0的直接广播地址为202.102.192.255,几种特殊的IP地址（续）,有限广播地址：网络号主机号都为1的IP地址，即25
14、5.255.255.255，它也是对当前网络进行广播，多数是用在当一台主机在运行引导程序是，但又不知道其IP地址需要向服务器获取IP，这是用该地址作为目的地址发送分组。,RFC 1918 指明的专用地址(private address),10.0.0.0 到 10.255.255.255172.16.0.0 到 172.31.255.255192.168.0.0 到 192.168.255.255这些地址只能用于一个机构的内部通信，而不能用于和因特网上的主机通信。专用地址只能用作本地地址而不能用作全球地址。在因特网中的所有路由器对目的地址是专用地址的数据报一律不进行转发。,互联网中的 IP 地
15、址,B,222.1.1.,222.1.1.1,222.1.1.2,222.1.1.3,222.1.1.4,R1,222.1.2.5,222.1.2.2,222.1.2.1,222.1.2.3,222.1.2.4,222.1.2.,222.1.6.1,222.1.5.1,222.1.5.2,222.1.6.2,222.1.4.1,222.1.4.2,222.1.3.3,222.1.3.2,222.1.3.1,R3,R2,222.1.3.,LAN3,N3,N2,222.1.4.,222.1.5.,222.1.6.,N1,LAN2,LAN1,互联网,在同一个局域网上的主机或路由器的IP 地址中的网络号必须是一样的。图中的网络号就是 IP 地址中的 net-id,MAC地址,MAC（Media Access Control）地址，也叫硬件地址，由48位二进制数组成。0-23位叫做组织唯一标志符，是识别LAN节点的标识。24-47位是由厂家自己分配。,MAC地址,出厂时有一个世界范围内唯一的地址，称为网卡的网络地址。网卡的网络地址，全世界总数约70亿(MAC地址)。,ipconfig/all,总结,计算机网络的定义计算机网络的功能计算机网络的分类OSI模型、TCP/IP模型IP地址、MAC地址,
