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1、计算机组网技术,补充：计算机网络概述,计算机网络是计算机技术和通信技术两者结合的产物。1.计算机网络的基本概念 计算机网络是利用通信线路和通信设备，把地理上分散的、具有独立功能的多个计算机系统互相联接起来，按照网络协议进行数据通信，用功能完善的网络软件实现资源共享的计算机系统的集合。,2.计算机网络的基本组成（四大要素）：（1）计算机系统：（硬件）即至少存在两台以上具有独立操作系统的计算机（指硬件），相互间需要共享资源、信息交换。（2）通信线路和通信设备：（硬件）两个以上独立操作的计算机之间要拥有某种通信手段或方法进行互连。（3）网络协议：（软件）协议指通信双方必须共同遵守的约定和通信规则。,
2、（4）网络软件：（软件）在网络环境下使用和运行或者控制和管理网络工作的计算机软件。（一）网络系统软件：是控制和管理网络运行，提供网络通信，分配和管理共享资源 的网络软件。包括：网络操作系统、网络协议软件、通信控制软件、管理软件（二）网络应用软件：指为某一应用目的而开发的网络软件，例远程教学软件等。上述四要素是必要和充分的，缺一不可。,3.计算机网络的基本功能（1）资源共享（包括软硬件和信息）（2）通信（3）负荷均衡（4）分布处理（5）提高系统的安全与可靠性,4.计算机网络的基本应用（1）在科研和教育中的应用（2）在企事业单位中的应用（3）在商业上的应用（4）在通信与娱乐上的应用 可以说计算机网
3、络几乎遍及社会的每一个角落，几乎涉及到了人们日常生活和工作方方面面。,计算机网络应用举例（1）,1.共享打印机等各种硬件设备,计算机网络应用举例（2）,2.共享数据资源,计算机网络应用举例（3）,3.共享应用程序,一、根据网络的覆盖范围分类 1、局域网（LAN Local Area Network）覆盖的地理范围：有限范围（如实验室内、大楼内、校园内）特点：（1）覆盖的地区域较小（0.1km-10km）（2）数据传输速率高（1Mbps-10Gbps），延迟小，误码率低（通常低于10-8）（3）拓扑结构简单，常用的拓扑结构有：总线型、星型、环型等（4）单位自己建设和拥有，易于维护和管理,5.计算
4、机网络的分类,2、城域网（MAN Metropolitan Area Network）覆盖的地理范围：几十千米之内（城市或大型集团）特点：（1）传输介质相对比较复杂（2）数据传输速率低于局域网（3）传输距离相对局域网要长、信号易受干扰（4）组网较复杂，成本较高,3、广域网（WAN Wide Area Network）覆盖的地理范围：几十千米到几千千米利用电话线和卫星提供的跨国或全球间的联系通常利用公用网络进行组建，其特点如下：（1）覆盖的范围大（2）传输介质复杂，通常利用公用网络（3）数据传输速率低（4）网络拓扑结构复杂（5）是一个公共网络，不属于一个机构或国家,二、根据网络传输技术分：1、广
5、播式网络（Broad Network)所有计算机共享一个公共的通信信道 工作原理：所有节点共享一个通信信道，任何一个节点发送报文信息时，其他节点都会接收到信息，发送报文信息中带有目的地址与源地址，其他节点将检查目的地址，如与本地址相同，则接收，否则丢弃。2、点到点式网络（Point-Point Network)每条物理线路连接一对计算机（每对计算机之间都有一条专用的通信信道）A-B-C,三、根据网络使用范围分类（1）公用网 由政府的电信部门建立和管理，提供有偿数据通信服务（2）专用网 由某个部门或企事业单位自行组建，不允许其他部门或单位使用。根据网络环境可以分为部门网络、企业网络和校园网络。,
6、四、根据逻辑功能分类 从逻辑功能上看，计算机是由通信子网和资源子网两部分组成的。计算机网络中实现网络通信功能的设备及其软件的集合称为通信子网，网络中实现资源共享功能的设备及其软件的集合称为资源子网。在局域网中，通信子网由网卡、传输介质、中继器、集线器、网桥、路由器、交换机等设备和相关软件组成。资源子网由联网的服务器、工作站、共享的打印机和其它设备及相关软件组成。,一、网络拓扑结构的概念 1、概念：网络拓扑结构：研究网络中各节点（结点）之间的连线（链路）的物理布局；或：是一个网络的通信链路和节点的几何排列或物理图形布局。注：只考虑节点的位置关系，不考虑节点间的距离和大小。2、网络中的节点分类：（
7、1）转接和交换信息的转接节点：如交换机、集线器和终端控制器等（2）访问节点：如主计算机和终端等,6.计算机网络的拓扑结构,二、计算机网络的拓扑结构 主要指通信子网的拓扑结构，分为总线型、环型、星型、树型、网状型和 混合型等 1、总线型结构,总线拓扑结构示意图,总线,总线（Bus）型拓扑结构是一种广播式网络，采用单根传输线（总线）作为传输介质，所有的站点都通过接口连接到总线上。总线型的优点：（1）结构简单灵活，易于扩展；共享能力强，便于广播式传输；（2）可靠性较高，网络响应速度快；（3）易于安装，费用低；（4）所需通信线的长度少（连线长度小于星型结构），若需增加长度，可通过中继器增加一个网段；缺
8、点：故障诊断和隔离比较困难，总线任务重（数据通信量较大），易产生冲突和碰撞问题。,2、环型结构,环型拓扑结构示意图,环（Ring）型拓扑结构是由站点和连接站点的链路组成的一个闭合环，环路中的各站点的地位相同，环路上任何节点均可请求发送信息，请求一旦成功，便可向环路发送信息。信息流单向沿环路逐点传输，一个节点发送的信息必须通过环路的全部环接口，只有当传输信息中的目的地址与环上的某节点的地址相同时，信息才会被此节点接收，并继续流向下一环路，直到回到发送节点为止。为了提高通信速率，可采用双环结构实现双向通信。优点：（1）简化了路径选择控制：两节点间仅有唯一通路。（2）控制软件较简单，传输延迟固定，实
9、时性强：节点收发信息由环接口控制。,缺点：(1)节点故障会引起全网故障：因为环上的数据传输要通过连接在环上的每一个节点。(2)故障检测困难：这与总线拓扑相似，需在各个节点进行诊断和隔离。(3)环型拓扑结构的媒体访问控制协议都采用令牌传递的方式，在负载较轻时，信道利用率相对来说就比较低。（4）当节点过多时，会影响传输速率，并使网络响应时间变长。,3、星型拓扑,星（Star）型结构，中心节点是主节点，网络中的各节点通过点到点的方式连接到一个中心节点上，由中心节点向目的节点传输信息。工作原理：当一个节点要传输信息时，首先向中心节点发送一个请求，以便同另一个目的节点建立连接，一旦节点建立了连接，则进行
10、信息传送。优点：(1)结构简单，便于管理和维护；结构易扩充，易升级；(2)故障诊断和隔离容易，网络延迟时间较短。中央节点对连接线路可以逐一隔离、进行故障检测和定位。(3)单节点或链路故障不会影响整个网络,缺点：成本高，通信资源利用率底：每个站点都要和中央节点直接连接(2)中央节点的负荷较重，形成信息传输速率的瓶颈：(3)对中央节点的可靠性和冗余度要求较高：中央节点一旦发生故障，将使全网瘫痪。,4、树型结构（也叫星型总线拓扑结构）,树形拓扑结构示意图,树（Tree）型结构（从总线型和星型结构演变而来）是层次优级结构，树型结构除了叶节点外，根节点和所有分支节点都是转发节点，属于集中控制式网络，适用
11、于分组管理的场合和控制型网络。,优点：(1)易于扩展。这种结构可以延伸出很多节点和子分支(2)结构简单，成本低；(3)网络中任意两节点间不产生回路，每个链路都支持双向传输。缺点：(1)除叶节点及其相连的链路外，任何一个节点或链路产生故障都会影响 网络系统的正常运行。(2)各个节点对根的依赖性太大：如果根发生故障，则全网不能正常工作。,5、网状结构（分布式结构）,网型拓扑结构示意图,网状（Mesh）结构，没有严格的布点规定和形状，节点之间的连接是任意的，每两个节点之间可以有多条路径可供选择，当某一线路或节点有故障时，不会影响整个网络的工作。,优点：可靠性高。因可选路径多，故可选择最佳路径，减少时
12、延，改善流量分配，提高网络性能。缺点：(1)各个节点通常和多个节点连接，结构复杂，不易管理维护；(2)协议复杂：需要路由选择和流量控制的功能；(3)线路成本比较高。,6、混合型拓扑结构,“星环”拓扑示意图,将总线型、星型、环型中的某两种单一拓扑结构混合起来，取两者的优点构成的拓扑称为混合型拓扑结构。常见的一种是星型拓扑和环型拓扑混合成的“星环”拓扑星型和总线型混合的“星总”拓扑,“星总”拓扑示意图,优点：(1)故障诊断和隔离较为方便。一旦网络发生故障，只要诊断出哪个集线器有故障，将该集线器和全网隔离即可。(2)易于扩展。要扩展用户时，可以加入新的集线器，也可以在设计时，在每个集线器留出一些备用
13、的可插入新的站点的接口。(3)安装方便。网络的主电缆只要连通这些集线器即可。缺点：(1)需要选用带智能的集线器。这是为了实现网络故障自动诊断和故障节点的隔离所必需的。(2)像星型拓扑结构一样，集线器到各个站点的电缆安装长度会增加。,本 章 小 结,通过本章的学习，应掌握计算机网络的概念、组成、功能以及分类，掌握计算机网络的拓扑结构。,教学提示和教学目标,教学提示：在当今计算机领域中，局域网的作用已经越来越重要。合理地利用网络可以实现资源共享、协作完成工作、便捷地与他人进行交流，但是使用不当则有可能导致整个系统性能下降，无法获得所需的资源，影响工作的正常进行。本章先介绍局域网的基础知识，包括局域
14、网的组成、作用、常见的网络拓扑结构、网络协议、IP地址、域名等。教学目标：本章的主要目的是了解各种网络拓扑结构，如总线型、环型、星型总线结构，认识局域网的常用协议(例如NetBIOS、IPX/SPX、TCP/IP等协议)，以及IP地址、子网掩码、域名等的基本概念。,第1章 局域网应用基础,教学提示和教学目标1.1 局域网的基本概念1.2 局域网常见的网络拓扑结构1.3 局域网的常用协议1.4 IP地址、子网掩码和域名1.5 常用的网络操作系统,本章要点,局域网常见的网络拓扑结构局域网的常用协议IP地址、子网掩码和域名。,1.1 局域网的基本概念,本节主要介绍局域网的定义、作用、组成及其主要特点
15、。1.1.1 什么是局域网1.1.2 局域网的组成及特点1.1.3 局域网的主要用途1.1.4 局域网的分类,1.1.1 什么是局域网,局域网(Local Area Network，LAN)是在一个局部的地理范围内(如一个学校、工厂和机关内)，将各种计算机、外部设备和数据库等互相连接起来组成的计算机通信网。它可以通过数据通信网或专用数据电路，与远方的局域网、数据库或处理中心相连接，构成一个大范围的信息处理系统。局域网由于覆盖的地理范围有限，一般在几米到几公里范围内，因此，它具有较高的数据传输速率，一般为1Mb/s100Mb/s，光纤可以高达1Gb/s。,1.1.2 局域网的组成及特点,局域网作
16、为计算机网络中的一个重要成员（或者说组成部分），和其他计算机网络一样，是由服务器、工作站、外围设备和网络操作系统和通信协议等4部分组成的，如图1.1所示。需要注意的是，两台计算机在进行通信时必须使用相同的通信协议。目前，在局域网中常使用的通信协议有NetBIOS、TCP/IP和IPX/SPX三种。,概括来说局域网由网络硬件和网络软件两大部分组成。网络硬件包括：服务器和工作站、计算机 外设、网卡、传输介质、网络互联设备。网络软件包括：网络系统软件（网络操作系统）、网络应用软件、网络协议、网络管理软件。,1.1.3 局域网的主要用途,局域网的应用范围非常广泛，下面介绍局域网的主要应用领域：1.中、
17、小型办公网络2.学校机房3.企业办公自动化4.网吧5.管理信息系统,1.1.4 局域网的分类,根据分类角度的不同，有不同的分类，比如：1、根据拓扑结构可分为：总线型局域网、星型 局域网、环形局域网、混合型局域网2、根据传输速度可分为：10M局域网、100M局 域网、1000M局域网、10G局域网3、根据传输介质可分为：有线局域网、无线局 域网,1.2 局域网常见的网络拓扑结构,拓扑结构这个名字来源于拓扑学(Topology)，拓扑学是一种研究与大小、距离无关的几何图形特性的方法。在计算机网络中通常采用拓扑学的方法，分析网络单元彼此互联的形状与其性能的关系，从而实现网络的最佳布局。1.2.1 总
18、线型结构1.2.2 星型结构1.2.3 环型结构,1.2.1 总线型结构,总线型结构是指各工作站和服务器均挂在一条总线上，各工作站地位平等，无中心节点控制，公用总线上的信息多以基带形式串行传递，其传递方向总是从发送信息的节点开始向两端扩散，如同广播电台发射的信息一样，因此又称广播式计算机网络。各节点在接受信息时都进行地址检查，看是否与自己的工作站地址相符，相符则接收网上的信息，总线型网络拓扑结构的网络如图1.2所示。总线型结构使用的电缆一般为细同轴电缆。这种结构使用电缆较少，且容易安装，各工作站和服务器只需通过网卡上的BNC接头与总线上的BNC T型连接器相连即可，但是，在总线主干两端必须安装
19、终端电阻器。,图1.2 总线型结构,1.2.2 星型结构,星型网络结构如图1.3所示。所有的工作站都直接连接到集线器或交换机上。当一个工作站要传输数据到另一个工作站时，则需要通过中心节点(由集线器或交换机担负)转接。在使用星型结构组网时有以下几个特点：（1）用Hub或交换机可以进行级联，但级联最多不能超过4级。（2）工作站接入或退出网络时不会影响系统的正常工作。（3）使用双绞线连接，符合现代综合布线的标准。（4）可以满足从10Mb/s、100Mb/s或者1000Mb/s等多种带宽的要求。,图1.3 星型结构,1.2.3 环型结构,环型结构如图1.4所示。环型结构由网络中若干节点通过点到点的链路
20、首尾相连形成一个闭合的环，这种结构使公共传输电缆组成环型连接，数据在环路中沿着一个方向在各个节点间传输，信息从一个节点传到另一个节点。环型局域网数据传输的模式比较特殊，逻辑环路内始终存在一个“令牌传送(token passing)”信号，它沿着整个逻辑环路传输，需要发送信息的源主机首先需要捕捉到这个“令牌传送”信号，然后将其状态标示变为“令牌忙”，宣布占用网络传输数据，然后将“令牌”原有的数据替换成想要传输的数据，并加上目标主机的网卡MAC地址发送出去，此数据包通过网络上的一台台主机传送到目的主机。目的主机收到数据后将“令牌”数据修改，表明其已经成功收到数据，当此“令牌”沿环型网络回传到源主机
21、时，源主机将“令牌”恢复为“令牌空闲”，清除数据，并将“令牌”交给逻辑环路中的下一台主机。环型网的优点在于网络数据传输不会出现冲突和堵塞情况，但同时也有物理链路资源浪费多，而且环路构架脆弱，环路中任何一台主机故障即造成整个环路崩溃的缺点。,图1.4 环型结构,1.3 局域网的常用协议,我们相互之间交流需要语言或者文字，计算机之间交流和通信同样需要语言。计算机之间交流的语言就是网络协议。与不同类型的人交流有不同的语言，同样，与不同的网络交流有不同的网络协议。目前，虽然已经开发了许多协议，但是，只有少数被保留下来，当前局域网中最常见的三种协议是NetBIOS协议、IPX/SPX兼容协议和TCP/I
22、P协议，这些协议主要位于OSI七层模型中的会话层、传输层与网络层，如图1.5所示，下面将分别介绍。1.3.1 NetBIOS协议 1.3.2 IPX/SPX及其兼容协议 1.3.3 AppleTalk协议 1.3.4 TCP/IP协议 1.3.5 无线网络协议,图1.5 OSI七层模型,OSI是国际标准化组织(ISO)提出的“开放系统互联”(OSI，Open System Interconnection)参考模式。OSI开放系统将整个网络的通信功能划分成七个层次，每个层次完成各自的功能，通过各层间的接口和功能的组合与其相邻的层连接，从而实现两系统间、各节点间信息的传输。OSI的七层协议从低到高
23、分别为：物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层。,网络体系结构和通信协议是计算机中非常重要的概念，理解这两个概念对理解计算机网络的工作原理由很大帮助。在介绍局域网的常用协议之前我们很有必要说一下网络体系结构，,补充：网络体系结构和通信协议,网络体系结构是网络的的“灵魂”，它是科学家们为了数据传输的规范性而设计的一种通用型网络结构。它就像动物的骨架或一篇文章的大纲。（它包括层次模型和通信协议）通信协议（网络协议），是指在计算机网络用于规定信息的格式以及如何发送和接收数据信息的一系列规定。它好比人类交流时使用的语言的语法规则。,1.网络体系结构 计算机网络系统的设计采用结构化方
24、法，它把一个较为复杂的系统分解为若干个容易处理的子系统，然后逐个解决，现代计算机网络都采用了层次化体系结构。计算机网络体系结构CNA(Computer Network Architecture):就是计算机网络的分层及各层协议、功能和层间接口的集合。是关于计算机网络系统应设置多少层，每个层能提供哪些功能，以及层之间的关系和如何联系在一起的精确定义。它是个抽象的概念。,2、网络协议 协议(Protocol)是预先规定的格式或约定，是指计算机网络中实体之间有关通信规则约定的集合。实体：是指通信时能发送和接收信息的任何软硬件设施；协议定义的内容：(1)通信内容是什么；(2)如何进行通信；(3)何时进
25、行通信；,补充：网络参考模型,网络参考模型是为了规范和设计网络体系结构提出的抽象模型，具有代表性的参考模型有：OSI参考模型与TCP/IP参考模型。（主要用于开放系统互联）另外还有Novell NetWare参考模型（主要有IPX/SPX协议）和用于局域网的IEEE802参考模型。,1.OSI参考模型,OSI七层模型,OSI参考模型,1、OSI七层参考模型 OSI/RM：开放系统互连参考模型。（1）“开放系统互连”：是指任何两个不同的网络系统，只要遵循OSI标准是相互开放的，那就可以进行互连。（2）七层模型从下到上分别为：物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。,OSI参考
26、模型各层功能总结,为了便于理解，把上述各层的主要功能用较为直观的概念归纳如下。(1)应用层：做什么？(2)表示层：怎样表达？(3)会话层：对方是谁？(4)传输层：对方在何处？(5)网络层：走哪条路可以到达该处？(6)数据链路层：每一段应该怎么走？(7)物理层：每一步应该怎么走？,2、OSI/RM各层功能简介,物理层、数据链路层和网络层属于通信子网的范畴，主要通过硬件来实现；会话层、表示层和应用层属于资源子网的范畴，主要由软件来实现；传输层：是高3层和低3层之间的接口，屏蔽具体通信子网的通信细节，使得高层不关心通信过程而只进行信息的的处理。层与层之间是通过各层之间的接口进行的，上层通过接口向下层
27、提出服务请求，下层通过接口向上层提供服务。对等层中只有物理层和物理层之间存在直接的通信关系（利用通信介质），其余各层是通过各对等层之间的通信协议来进行通信的。,OSI的七层参考模型,思考：OSI七层参考模型是一种网络体系 结构吗？答：OSI七层参考模型本身并不是网络体系结构。按照定义，网络体系结构是网络层次结构和相关协议的集合。通过学习我们不难发现，OSI七层参考模型并没有精确定义各层协议，只是描述了每一层的功能。,2.TCP/IP参考模型1、TCP/IP概述（1）TCP/IP：传输控制协议/网际协议 主要考虑异种网络之间的互联问题，是网络发展至今最成功的通信协议。（2）TCP/IP协议的主要
28、特点：开放的协议标准，可以免费使用可运行于局域网、广域网和互联网中统一的网络地址分配方案标准化的高层协议。,2、TCP/IP体系结构 OSI/RM是分层（Layer）结构 TCP/IP是分级（Level）结构，简化了层次设计，分为四级 自上而下依次是：应用层，传输层，网络互联层（互联层、IP层、网际层），主机-网络层（网络接口层）。,TCP/IP分层体系结构,OSI/RM和TCP/IP的比较,（1）主机-网络层（网络接口）指TCP/IP与各种物理网络的接口，它与OSI/RM的数据链路层和物理层对应，主要由低层网络定义的协议。功能：负责接收数据报，并把数据报发送到指定网络上。实际上，TCP/IP
29、在这一层并没有定义任何特定的协议，网络接口也可以有多种，它支持各种逻辑链路控制和介质访问控制协议，其目的是可以将各种类型的网络（LAN、WAN、MAN）进行互联。TCP/IP可运行在任何网络上。,（2）网络互联层 网络互联层是整个TCP/IP中的关键部分 功能：负责解决两个不同IP地址的计算机之间的通信问题。网络互联层包含下面几个核心协议：网际协议（IP）：Internet Protocol是网际层的重要协议。主要功能是进行寻址和路由选择，并将数据包从一个网络转发到另一个网络。IP是不可靠和无连接的数据报传输协议。它将报文传输到目的主机后，不管传输正确与否都不进行检查，不回送确认，没有流量控制
30、和差错控制功能。这些功能是由传输层的TCP协议来完成的。IP中是尽力传输数据到目的地，但不提供任何保证。,网际控制报文协议（ICMP）：IP数据包传输过程中可能出现差错、故障和发生拥塞等。功能：为IP协议提供差错报告和控制，处理路由，协助IP协议实现提出报文传输的控制机制。地址解析协议（ARP）：局域网使用介质访问控制方法，通过网卡的物理地址确定报文的发送的目的地。IP地址不能确定接收主机的MAC地址。功能：完成IP地址向网卡物理地址的转换。通过采用广播消息的方法，完成IP地址到局域网物理地址的映射工作。,逆向地址解析协议（RARP）：功能：主要解决物理地址到IP地址的转换。RARP协议采用广
31、播消息的方法，来获取MAC地址相对应的网络IP地址。它对在系统引导时无法知道自己IP地址的站点来说显得尤其重要，如无盘工作站或拨号上网的计算机，IP地址是不能从本机获得的。网际组报文协议（IGMP）：功能：是用来帮助播路由器标识LAN中的主机，这些主机是组播组的成员，它与IP协议一起使用。,（3）传输层：负责给应用层提供会话和数据报通信服务。传输层的两个端到端的协议：传输控制协议（TCP）：是一个面向连接的协议，提供有序可靠的全双工虚电路传输服务。它通过认证方式、重传机制等确保数据的可靠传输。功能：为取得可靠的传输而进行的分组丢失检测，对收不到确认的信息自动重传，以及处理延迟的重复数据报等，即
32、能进行流量控制和差错控制。,用户数据报协议（UDP）：是最简单的传输层协议，和IP一样提供面向无连接、不可靠的数据报传输服务，与IP不同的是提供协议端口号，以保证进程通信。功能：根据端口号对许多应用程序进行多路复用，并利用校验和检查数据的完整性。,（4）应用层 应用层给应用程序提供访问其他层服务的能力，并定义应用程序用于交换数据的协议。应用层的协议主要包括以下几类：基于TCP的应用层协议的有：远程登录Telent、文件传输协议FTP、简单邮件传输协议SMTP等,基于UDP的应用层协议有：简单网络管理协议SNMP、域名服务DNS、NetBIOS名字服务程序NetBIOs-NS、远程过程调用协议R
33、PC等。基于TCP、UDP的应用层协议有：超文本传输协议HTTP、域名系统DNS、简单网络管理协议SNMP和通信管理信息协议CMOT等。,3、Novell NetWare参考模型与IPX/SPX协议 1、Novell NetWare参考模型使用IPX/SPX协议；2、IPX/SPX协议与TCP/IP协议不同的是：IPX/SPX协议是专为局域网而研制的；而TCP/IP协议是为广域网研制的。3、IPX：Internetwork Packet Exchange 互联网分组交换协议 SPX：Sequenced Packed Exchange Protocol 顺序分组交换协议,4.局域网参考模型,IE
34、EE802参考模型与OSI参考模型的对应关系,IEEE 802局域网标准,IEEE 802局域网标准,一、局域网参考模型 局域网参考模型对应OSI参考模型的数据链路层与物理层，它将 数据链路层分为两层子层：介质访问控制子层（MAC，Media Access Control）和逻辑链路控制子层（LLC，Logical Link Control）。1、物理层：作用：确保二进制位信号的正确传输，包括位流的正确传送与正确接收。2、MAC子层：进行合理的信道分配，解决信道竞争问题。3、LLC子层：LLC子层与传输介质无关，作用是在MAC子层提供的介质访问控制和物理层提供的比特服务的基础上，将不可靠的信道
35、处理为可靠的信道，确保数据帧的正确传输。,局域网只涉及通信子网的功能，它是同一个网络中节点与节点之间的数据通信问题，不涉及网络层。而数据链路层的功能，在局域网参考模型中被分成：介质访问控制MAC和逻辑链路控制LLC两个子层。LLC子层与所使用的传输介质无关，MAC子层根据物理介质处理介质访问控制方法。局域网的高层功能由网络操作系统实现。,二、IEEE 802标准1、IEEE 802局域网标准IEEE802.1局域网概述、体系结构、网络管理和互联IEEE802.2逻辑链路控制LLCIEEE802.3CSMA/CD访问方法和物理层规范IEEE802.4令牌总线IEEE802.5令牌环访问方法和物理
36、层规范,2、IEEE 802局域网体系结构 IEEE针对的是局域网，局域网也是一个通信网，故应具有 OSI/RM低三层的功能，而高层协议主要由网络操作系统处理。局域网厂商一开始就按照标准化、互相兼容的方向发展。局域网的拓扑结构很简单，数据传输不经过中间节点的转发，故IEEE 802只定义了物理层、数据链路层两层，而没有定义网络层。对于流量控制、差错控制等功能，在数据链路层中的LLC（逻辑链路控制）子层实现。,这里提到的模型重点掌握 OSI参考模型与TCP/IP参考模型。下面我们来了解局域网中的一些协议。,1.3.1 NetBIOS协议,NetBIOS英文全名为NetBIOS Services
37、Protocols，中文意义为网络基本输入/输出系统协议。该协议是由IBM公司开发，主要用于数十台计算机的小型局域网。NetBIOS协议是一种在局域网上的程序可以使用的应用程序编程接口(API)，为程序提供了请求低级服务的统一的命令集，作用是为了给局域网提供网络以及其他特殊功能。几乎所有的局域网都是在NetBIOS协议的基础上工作的。,1.3.2 IPX/SPX及其兼容协议,IPX/SPX协议的全称是Internetwork Packet Exchange/Sequences Packet Exchange，即网际包交换/顺序包交换。它是Novell公司为了适应网络的发展而开发的通信协议，具有
38、很强的适应性，安装方便，同时还具有路由功能，可以实现多网段间的通信。其中，IPX协议负责数据包的传送；SPX负责数据包传输的完整性。在微软的Windows NT操作系统中，一般使用NWLink IPX/SPX兼容协议和NWLink NetBIOS两种IPX/SPX的兼容协议，即NWLink协议，该兼容协议继承了IPX/SPX协议的优点，更适应Windows的网络环境。IPX/SPX协议一般可以应用于大型网络(比如Novell)和局域网游戏环境中(比如“反恐精英”、“星际争霸”)。不过，如果不是在Novell网络环境中，一般不使用IPX/SPX协议，而是使用IPX/SPX兼容协议，尤其是在Win
39、dows 9x/2000组成的对等网中。,1.3.3 AppleTalk协议,AppleTalk 是由Apple公司推出的一种多层协议，支持网络路由选择、事务服务、数据流服务以及域名服务，并且通过Apple硬件中的LocalTalk接口全面实现Apple系统间的文件和打印共享服务。通过以太网网桥使用LocalTalk或者Apple机制提供以太网扩展板(add-in boards)等途径能够实现其他网络媒体(如以太网)与AppleTalk之间的连接。一个AppleTalk网络能够支持多达32台计算机设备，并且数据转换速率可以达到230.4kb/s。各设备之间可以相距300多米。在物理层，Appl
40、eTalk是一种具有总线拓扑结构的网络，各连接模块之间通过中继电缆相互连接。在Windows NT/2000/2003版本的Windows操作系统中，集成了AppleTalk协议，用于安装了Mac OS系统的机器与安装Windows网络系统的服务器联网。,1.3.4 TCP/IP协议,TCP/IP协议的开发工作始于20世纪70年代，是用于互联网的第一套协议。TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol的简写，中文译名为传输控制协议/互联网络协议)协议是Internet最基本的协议，简单地说，就是由底层的IP协议和TCP协议组成的。
41、在Internet没有形成之前，各个地方已经建立了很多小型的网络，称为局域网，Internet的中文意义是“网际网”，它实际上就是将全球各地的局域网连接起来而形成的一个“网之间的网(即网际网)”。然而，在连接之前的各式各样的局域网却存在不同的网络结构和数据传输规则，将这些小网连接起来后各网之间要通过什么样的规则来传输数据呢？这就像世界上有很多个国家，各个国家的人说各自的语言，世界上任意两个人要怎样才能互相沟通呢？如果全世界的人都能够说同一种语言(即世界语)，这个问题不就解决了吗？TCP/IP协议正是Internet上的“世界语”。虽然从名字上看TCP/IP包括两个协议、传输控制协议(TCP)和
42、网际协议(IP)，但TCP/IP实际上是一组协议，它包括上百个各种功能的协议，如：远程登录(Telnet)、文件传输(FTP)和电子邮件(SMTP、POP3)等，而TCP协议和IP协议是保证数据完整传输的两个基本的重要协议。通常说TCP/IP是Internet协议族，而不单单是TCP和IP。,1.3.5 无线网络协议,无线局域网(WLAN)已经被越来越多的人所使用了。与我们经常使用的有线局域网不同，无线局域网所使用的协议主要包括：1.802.11b协议2.802.11a协议3.802.11g协议4.WEP协议（安全性协议）,Microsoft公司使用的网络协议（补充内容）微软公司的网络产品有3
43、种协议族：1、NetBEUI：NetBIOS Extended User Interface，（即NetBIOS扩展用户接口）是为小型的、单个服务器单段的网络准备的。2、NWLink：（它是IPX/SPX的兼容协议）适合于中型规模网络或需要访问Novell NetWare文件服务器的网络。3、TCP/IP：是一个复杂的协议族，适用于像Internet那样的跨全球的复杂网络。说明：协议族指一组而不是一个协议。,1.4 IP地址、子网掩码和域名,本节介绍网络中几个重要的术语：IP地址、子网掩码以及域名。它们在局域网或广域网中都起着十分重要的作用。1.4.1 IP地址1.4.2 子网掩码1.4.3
44、域名1.4.4 主机名,1.4.1 IP地址,众所周知，在电话通信中，电话用户是靠电话号码来识别的。同样，在网络中为了区别不同的计算机，也需要给计算机指定一个号码，这个号码就是“IP地址”。那到底什么是IP地址呢？IP地址就是给每个连接在Internet上的主机分配的一个32位地址。按照TCP/IP协议规定，IP地址用二进制来表示，每个IP地址长32位，比特换算成字节，就是4个字节。例如一个采用二进制形式的IP地址是“00001010000000000000000000000001”，这么长的地址，人们处理起来也太费劲了。为了方便人们的使用，IP地址经常被写成十进制的形式，中间使用符号“.”分
45、开不同的字节。于是，上面的IP地址可以表示为“10.0.0.1”。IP地址的这种表示法叫作“点分十进制表示法”，这显然比1和0容易记忆得多。常见的IP地址可以分为A，B，C三大类，除了上述三大类IP地址外，还有D，E两类特殊IP地址。,1.4.2 子网掩码,子网掩码不能单独存在，它必须结合IP地址一起使用。子网掩码只有一个作用，就是将某个IP地址划分成网络地址和主机地址两部分。另外，子网掩码的设定必须遵循一定的规则。与IP地址相同，子网掩码的长度也是32位，左边是网络位，用二进制数字“1”表示；右边是主机位，用二进制数字“0”表示。图1.6就是IP地址为“192.168.1.1”和子网掩码为“
46、255.255.255.0”的二进制对照。其中，“1”有24个，代表与此相对应的IP地址左边24位是网络号；“0”有8个，代表与此相对应的IP地址右边8位是主机号。这样，子网掩码就确定了一个IP地址的32位二进制数字中哪些是网络号、哪些是主机号。这对于采用TCP/IP协议的网络来说非常重要，只有通过子网掩码，才能表明一台主机所在的子网与其他子网的关系，使网络正常工作。,图1.6 IP地址和子网掩码的二进制对照,1.4.3 域名,Internet域名是Internet网络上的一个服务器或一个网络系统的名字，在全世界，没有重复的域名。域名的形式是以若干个英文字母或数字组成，由“.”分隔成几部分，如
47、就是一个域名。互联网上的域名可谓千姿百态，但从域名的结构来划分，总体上可把域名分成两类，一类称为“国际顶级域名”(简称“国际域名”)，一类称为“国内域名”。国际顶级域名：一般国际域名的最后一个后缀是一些诸如.com、.net、.gov、.edu的“国际通用域”，这些不同的后缀分别代表了不同的机构性质。比如.com表示的是商业机构，.net表示的是网络服务机构，.gov表示的是政府机构，.edu表示的是教育机构。国内域名：国内域名的后缀通常要包括“国际通用域”和“国家域”两部分，而且要以“国家域”作为最后一个后缀。以ISO31660为规范，各个国家都有自己固定的国家域，如：cn代表中国、us代表
48、美国、uk代表英国等。例如：就是一个国内域名。就是一个国际顶级域名,1.4.4 主机名,因特网中的主机就像人一样能以多种方式标识。标识方法之一是使用主机名(hostname)。主机名(例如、)是助记性的，人们更愿意使用。然而主机名几乎没有提供关于主机在因特网中的位置信息(主机名为的主机也许是在中国境内，此外不再有别的位置信息了)。(主机名往往作为域名中的一部分）另外，主机名是由可变长度的字母、数字、字符构成的，路由器处理起来有困难。因此因特网中的主机也使用所谓的IP地址标识。,以上简要描述了IP地址、子网掩码和域名和主机名，其中域名和主机名几乎等同，域名常用来标识服务器、网络系统等，且理论上可
49、标识任何东西；主机名主要用来标识PC机（即电脑）。下面我们来详细了解IP地址、子网掩码和域名地址。,一、二进制与十进制之间的转换：1、二进制转换为十进制 按位权展开（符号数字乘相应权值的结果相加）(10011)2=1X20+1X21+0X22+0X23+1X24=1+2+0+0+16=19(101.11)2=1X2-2+1X2-1+1X20+0X21+1X22=0.25+0.5+1+0+4=5.75,进制之间的转换,2、十进制转换为二进制 整数部分和小数部分分开转换 a、整数部分：除2取余倒排法，即将十进制不断地用2除，所得余数从后住前读，便得到等值的二进制。,例如：(13)10=(1101)
50、2,b、小数部分：乘2取整顺排法，即将十进制不断地用2乘，所得余数从前住后读，便得到等值的二进制。例如：（0.3125）10=（0.0101）2 0.3125 x 2 0.625 余0 x 2 1.25 余1 x 2 0.5 余0 x 2 1 余1,二、8进制与10进制之间的转换三、16进制与10进制之间的转换四、2 进制转换成8进制或16进制 1、每位8进制相当于三位2进制 2、每位16进制相当于四位2进制 注：小数点向两边分组，两头不够时补0五、8进制或16进制转换成2进制 1、将每位8进制数分解成三位2进制数 2、将每位16进制数分解成四位2进制数,作业：1、(1011010)2=()1
