1、LOGO 计算机网络基础全册配套计算机网络基础全册配套 精品完整课件精品完整课件 LOGO 第第1章计算机网络概述章计算机网络概述 3 第第1章章 计算机网络概述计算机网络概述 目录目录 1.1 1.1 计算机网络概述计算机网络概述 1.21.2计算机网络的拓扑结构计算机网络的拓扑结构 1.3 1.3 网络协议和标准化组织网络协议和标准化组织 1.4 1.4 计算机网络体系结构计算机网络体系结构 1.5 1.5 传输介质传输介质 4 课课 程程 简简 析析 课程地位（专业技术平台课）课程地位（专业技术平台课） 课程性质及后续课程课程性质及后续课程 学习本课程的目的学习本课程的目的 学习本课程的
2、方法学习本课程的方法 本学期课程主要讲授内容本学期课程主要讲授内容 重点章节：重点章节：2、3、4、5、8、9、10 难点章节：难点章节：2、3、5、9 学分、学时数、实验数和考核办法学分、学时数、实验数和考核办法 5 两两 份份 名名 单单 全是清朝全是清朝 科举状元科举状元 清朝落清朝落 第秀才第秀才 到后来平平淡淡，湮没无闻，被人遗忘到后来平平淡淡，湮没无闻，被人遗忘 著名思想家、文学家、农民领袖、一代枭雄著名思想家、文学家、农民领袖、一代枭雄 6 第第1章章 计算机网络概述计算机网络概述 本章要点本章要点 了解计算机网络的产生和发展过程了解计算机网络的产生和发展过程 了解计算机网络的分
3、类方法了解计算机网络的分类方法 掌握计算机网络的通信子网类型和拓扑结构掌握计算机网络的通信子网类型和拓扑结构 掌握计算机网络体系结构、分层原理等掌握计算机网络体系结构、分层原理等 掌握掌握OSI/RMOSI/RM、TCP/IPTCP/IP和和IEEE 802IEEE 802三种模型三种模型 7 1.1 计算机网络概述计算机网络概述 计算机网络计算机网络(Computer Network)是是计算机技术计算机技术 和和通信技术通信技术紧密结合的产物。紧密结合的产物。 1.1.11.1.1计算机网络的定义和演变计算机网络的定义和演变 1. 1. 计算机网络的定义计算机网络的定义 把分布在不同地理位
4、置计算机、终端，通过通信设备和把分布在不同地理位置计算机、终端，通过通信设备和 线路连接起来，以功能完善的网络软件（网络通信协议，信线路连接起来，以功能完善的网络软件（网络通信协议，信 息交换方式及网络操作系统等），实现互相通信及网络资源息交换方式及网络操作系统等），实现互相通信及网络资源 共享的系统。共享的系统。 IEEEIEEE高级委员会坦尼鲍姆博士给它的定义是高级委员会坦尼鲍姆博士给它的定义是“计算机网计算机网 络是一组自治计算机互联的集合络是一组自治计算机互联的集合”。 l人的身体内部也有人的身体内部也有 网络哟网络哟，如神经系如神经系 统、消化系统网络。统、消化系统网络。 l生活中就
5、存在许生活中就存在许 多网络，例如电话多网络，例如电话 网、铁路网等。网、铁路网等。 8 1.1 计算机网络概述计算机网络概述 Extranet Intranet 9 第第1章章 计算机网络概述计算机网络概述 Extranet Internet 10 1.1 计算机网络概述计算机网络概述 具有通信功能的多机系统具有通信功能的多机系统 局域网局域网 计算机网络计算机网络 面向终端的计算机网络面向终端的计算机网络 1.1.11.1.1计算机网络的定义和演变计算机网络的定义和演变 2. 2. 计算机网络的演变计算机网络的演变 11 1.1 计算机网络概述计算机网络概述 1.1.11.1.1计算机网络
6、的定义和演变计算机网络的定义和演变 3. 3. 网络发展的里程碑网络发展的里程碑 建立的建立的ARPAARPA网网 19691969 7070年代年代 8080年代年代 19931993 19931993 出现局域网，特别是以太网出现局域网，特别是以太网( (Ethernet)Ethernet) CCITTCCITT建立了传输声音数据的国际标准，建立了传输声音数据的国际标准，ISOISO 制定了制定了OSI/RMOSI/RM。 克林顿政府提出了克林顿政府提出了NIINII IETFIETF成立了成立了Ipng(IPv6)Ipng(IPv6)工作组工作组 19891989 WebWeb技术的出现
7、，使技术的出现，使InternetInternet得到了普及得到了普及 19951995 IPngIPng工作组完成工作组完成IPv6IPv6的协议文本的协议文本 12 1.1 计算机网络概述计算机网络概述 1.1.11.1.1计算机网络的定义和演变计算机网络的定义和演变 4. 4. 我国的网络发展我国的网络发展 19891989年年1111月月CNPACCNPAC建成运行。建成运行。19931993年建成年建成 CHINAPACCHINAPAC。19931993年下半年开始规划实施年下半年开始规划实施“金桥金桥”、 “金卡金卡”和和“金关金关”的三金工程。的三金工程。 我我国国四大四大公用计
8、算机网络（自治系统）公用计算机网络（自治系统） l中国公用计算机互联网（中国公用计算机互联网（CHINANETCHINANET） l中国金桥信息网（中国金桥信息网（CHINAGBNCHINAGBN） l中国教育和科研计算机网（中国教育和科研计算机网（CERNETCERNET） l中国科学技术网（中国科学技术网（CSTNETCSTNET） lGLOBALNETGLOBALNET、NCFCNCFC、UNINETUNINET、CNCNETCNCNET、CMNETCMNET、 CIENETCIENET、CGWNETCGWNET、CSNETCSNET和利用军队资源的数据网等。和利用军队资源的数据网等。
9、13 1.1 计算机网络概述计算机网络概述 1.1.2 1.1.2 计算机网络的分类、组成和网络性能计算机网络的分类、组成和网络性能 1. 1. 计算机网络的分类计算机网络的分类 按覆盖范围分为：按覆盖范围分为：WANWAN、LANLAN、MANMAN 按通信速率分为：低速网、中速网、高速网按通信速率分为：低速网、中速网、高速网 按带宽分为：基带网络、宽带网络按带宽分为：基带网络、宽带网络 其它分类方法其它分类方法: : 按网络协议分类按网络协议分类 按网络操作系统分类按网络操作系统分类 14 1.1 计算机网络概述计算机网络概述 1.1.2 1.1.2 计算机网络的分类、组成和网络性能计算机
10、网络的分类、组成和网络性能 2. 2. 计算机网络的组成计算机网络的组成 通信子网通信子网 通信子网提供网络通信功能，完成网络主机之通信子网提供网络通信功能，完成网络主机之 间的数据传输、交换、通信控制和信号变换等通信间的数据传输、交换、通信控制和信号变换等通信 处理工作，由通信控制处理机处理工作，由通信控制处理机CCPCCP、通信线路和其、通信线路和其 它通信设备组成的数据通信系统。它通信设备组成的数据通信系统。 资源子网资源子网 资源子网由主机系统、终端控制器、请求服务资源子网由主机系统、终端控制器、请求服务 的用户终端、通信子网的接口设备、提供共享的软的用户终端、通信子网的接口设备、提供
11、共享的软 件资源和数据资源件资源和数据资源( (如数据库和应用程序如数据库和应用程序) )构成。构成。 15 1.1 计算机网络概述计算机网络概述 1.1.2 1.1.2 计算机网络的分类、组成和网络性能计算机网络的分类、组成和网络性能 3. 3. 网络性能网络性能 带宽（带宽（BandwidthBandwidth） 是指网络上数据在一定时刻内从一个节点传输到任意是指网络上数据在一定时刻内从一个节点传输到任意 节点的信息量。可以用链路每秒钟能传输的比特数表示，节点的信息量。可以用链路每秒钟能传输的比特数表示， 如如1010MbpsMbps、100Mbps100Mbps和和1010GMbpsGM
12、bps等。也可以用传输每个比特等。也可以用传输每个比特 所花的时间长短来衡量，如所花的时间长短来衡量，如0.10.1ss。 延迟（延迟（DelayDelay）（平时说网络（平时说网络“超卡超卡”） 是指将一个比特从网络的一端传输到另一端所花费的是指将一个比特从网络的一端传输到另一端所花费的 时间。造成延迟的原因有：一是传输介质的传播延迟；二时间。造成延迟的原因有：一是传输介质的传播延迟；二 是发送一个数据单元花费的时间，它和网络的带宽和数据是发送一个数据单元花费的时间，它和网络的带宽和数据 分组的大小密切相关；三是网络内部延迟，因为交换机在分组的大小密切相关；三是网络内部延迟，因为交换机在 将
13、分组转发出去之前一般要将它存储一段时间。将分组转发出去之前一般要将它存储一段时间。 16 1.2计算机网络的拓扑结构计算机网络的拓扑结构 1.2.1 1.2.1 网络拓扑的概念网络拓扑的概念 （重要概念重要概念） 拓扑学中先将实体抽象为与大小、形状无关的拓扑学中先将实体抽象为与大小、形状无关的 点，再将连接实体的线路抽象为线，进而研究点、点，再将连接实体的线路抽象为线，进而研究点、 线之间的特性，它是一种橡皮泥技术。线之间的特性，它是一种橡皮泥技术。 而计算机网络的拓扑结构，是研究网络中各节而计算机网络的拓扑结构，是研究网络中各节 点之间的连线（链路）的物理布局（点之间的连线（链路）的物理布局
14、（只考虑节点的只考虑节点的 位置关系而不考虑节点间的距离和大小位置关系而不考虑节点间的距离和大小）。网络拓）。网络拓 扑结构将网络中的具体设备（计算机、交换机等网扑结构将网络中的具体设备（计算机、交换机等网 络单元）抽象为节点，而把网络中的传输介质抽象络单元）抽象为节点，而把网络中的传输介质抽象 为线。这样从拓扑学的角度看计算机网络就变成了为线。这样从拓扑学的角度看计算机网络就变成了 点和线组成的几何图形，即通信链路和节点的几何点和线组成的几何图形，即通信链路和节点的几何 排列或物理图形布局。排列或物理图形布局。 只考虑节点的位置只考虑节点的位置 关系而不考虑节点间的关系而不考虑节点间的 距离
15、和大小距离和大小 17 1.2计算机网络的拓扑结构计算机网络的拓扑结构 点到点式点到点式网络（网络（Point-to-Point NetworksPoint-to-Point Networks） 每条物理线路只连接一对设备（计算机或节点每条物理线路只连接一对设备（计算机或节点 交换机），发送的数据在信道另一端只有惟一的一交换机），发送的数据在信道另一端只有惟一的一 个设备接收。个设备接收。 没有信道竞争，几乎不存在访问控制问题，但没有信道竞争，几乎不存在访问控制问题，但 点到点信道浪费一些带宽。点到点信道浪费一些带宽。 广播式广播式网络（网络（Broad Networks Broad Netw
16、orks 也称也称多点共享多点共享，任何一个节点发送报文信息时，任何一个节点发送报文信息时， 所有其它节点都会接收到该信息。所有其它节点都会接收到该信息。 会引起争用信道而产生的介质访问冲突的问题。会引起争用信道而产生的介质访问冲突的问题。 1.2.2 1.2.2 通信子网的信道类型通信子网的信道类型 18 1.2计算机网络的拓扑结构计算机网络的拓扑结构 1.2.3 1.2.3 计算机网络的拓扑结构计算机网络的拓扑结构 总线型结构总线型结构（广播式广播式） 优点：结构简单，价格低廉、安装使用方便。优点：结构简单，价格低廉、安装使用方便。 缺点：故障诊断和隔离比较困难。缺点：故障诊断和隔离比较困
17、难。 19 1.2计算机网络的拓扑结构计算机网络的拓扑结构 1.2.3 1.2.3 计算机网络的拓扑结构计算机网络的拓扑结构 环型结构环型结构（广播式广播式） 优点：简化了路径选择控制，传输延迟固定。实时优点：简化了路径选择控制，传输延迟固定。实时 性强，可靠性较高。性强，可靠性较高。 缺点：节点过多时，影响传输效率。环某处断开会缺点：节点过多时，影响传输效率。环某处断开会 导致系统失效，节点的增删过程复杂。导致系统失效，节点的增删过程复杂。 20 1.2计算机网络的拓扑结构计算机网络的拓扑结构 1.2.3 1.2.3 计算机网络的拓扑结构计算机网络的拓扑结构 星型结构星型结构（点到点式点到点
18、式） 优点：单点故障不影响全网，结构简单。增删节点及维护优点：单点故障不影响全网，结构简单。增删节点及维护 管理容易；故障隔离和检测容易，延迟时间较短。管理容易；故障隔离和检测容易，延迟时间较短。 缺点：线路增加成本较高，线路利用率低；网络性能过于依缺点：线路增加成本较高，线路利用率低；网络性能过于依 赖中心节点赖中心节点 。 21 1.2计算机网络的拓扑结构计算机网络的拓扑结构 1.2.3 1.2.3 计算机网络的拓扑结构计算机网络的拓扑结构 树型结构树型结构（点到点式点到点式） 优点：结构比较简单，成本低。扩充节点方便灵活。优点：结构比较简单，成本低。扩充节点方便灵活。 缺点：对根的依赖性
19、大。缺点：对根的依赖性大。 22 1.2计算机网络的拓扑结构计算机网络的拓扑结构 1.2.3 1.2.3 计算机网络的拓扑结构计算机网络的拓扑结构 网状结构网状结构（点到点式点到点式） 优点：具有较高的可靠性。某一线路或节点有故障时，不会优点：具有较高的可靠性。某一线路或节点有故障时，不会 影响整个网络的工作。影响整个网络的工作。 缺点：结构复杂，需要路由选择和流控制功能，网络控制软缺点：结构复杂，需要路由选择和流控制功能，网络控制软 件复杂，硬件成本较高，不易管理和维护。件复杂，硬件成本较高，不易管理和维护。 23 1.2计算机网络的拓扑结构计算机网络的拓扑结构 1.2.3 1.2.3 计算
20、机网络的拓扑结构计算机网络的拓扑结构 实际组建网络时，网络的拓扑结构通常是几实际组建网络时，网络的拓扑结构通常是几 种拓扑结构的组合种拓扑结构的组合。 在选择网络拓扑结构时，应考虑可靠性、费在选择网络拓扑结构时，应考虑可靠性、费 用、灵活性、响应时间和吞吐量等因素用、灵活性、响应时间和吞吐量等因素。 无线拓扑结构通过空气作为介质传输数据，无线拓扑结构通过空气作为介质传输数据， 主要有微波红外线、卫星通信等形式。主要有微波红外线、卫星通信等形式。 无线拓扑结构无线拓扑结构 混合型拓扑混合型拓扑 24 1.3 网络协议和标准化组织网络协议和标准化组织 网络协议就是指网络中计算机、设备之间相互网络协
21、议就是指网络中计算机、设备之间相互 通信和进行数据处理及数据交换而建立的规则（标通信和进行数据处理及数据交换而建立的规则（标 准或约定）。准或约定）。 语法：语法： 如何讲如何讲 语义：语义： 讲什么讲什么 时序：时序： 讲话次序讲话次序 1.1.3.1 3.1 网络协议网络协议 OSI/RM 、TCP/IP、IEEE 802就是协议，就是协议， 本课程以它们为主线，介绍计算本课程以它们为主线，介绍计算机网络知识。机网络知识。 25 1.3 网络协议和标准化组织网络协议和标准化组织 国际标准化组织国际标准化组织( (ISOISO) ) 国际电信联盟国际电信联盟- -电信标准化部电信标准化部（I
22、TU-TITU-T），CCITTCCITT 美国国家标准化协会（美国国家标准化协会（ANSIANSI） 电气电子工程师协会（电气电子工程师协会（IEEEIEEE） 电子工业协会（电子工业协会（EIA/TIAEIA/TIA） 贝尔（贝尔（BellBell）中心）中心 国际电子技术委员会（国际电子技术委员会（IECIEC） 国家标准和技术协会（国家标准和技术协会（NISTNIST） InternetInternet标准化组织标准化组织 （IETFIETF） 1.1.3.1 3.1 标准化组织标准化组织 红色标记的重红色标记的重 点记，并背出，点记，并背出， 后面常用这种缩后面常用这种缩 写。写。
23、对网络发对网络发 展起重要展起重要 作用的组作用的组 织和机构织和机构 26 1.4 计算机网络体系结构计算机网络体系结构 1.4.1 1.4.1 网络体系结构网络体系结构 计算机网络系统的设计采用结构化方法，计算机网络系统的设计采用结构化方法， 将一个较为复杂的系统将一个较为复杂的系统分解为若干个容易处分解为若干个容易处 理的子系统理的子系统，现代计算机网络都采用了层次，现代计算机网络都采用了层次 化体系结构。化体系结构。 分层及其协议的集合称为计算机网络体分层及其协议的集合称为计算机网络体 系结构系结构CNACNA，它是关于计算机网络系统应设，它是关于计算机网络系统应设 置多少层，每个层能
24、提供哪些功能的精确定置多少层，每个层能提供哪些功能的精确定 义，以及层之间的关系和如何联系在一起的。义，以及层之间的关系和如何联系在一起的。 27 1.4 计算机网络体系结构计算机网络体系结构 1.4.1 1.4.1 网络体系结构网络体系结构 1 1分层结构的优点分层结构的优点 （1 1）分解为相对简单的若干层后，易于实现）分解为相对简单的若干层后，易于实现 和维护。和维护。 （2 2）各层功能明确，相对独立，下层为上层）各层功能明确，相对独立，下层为上层 提供服务，上层通过接口调用下层功能。提供服务，上层通过接口调用下层功能。 不关心下层具体实现细节，各层都可以选择最不关心下层具体实现细节，
25、各层都可以选择最 合适的实现技术。合适的实现技术。 （3 3）当某一层的功能需要更新或被替代时，）当某一层的功能需要更新或被替代时， 只要它和上、下层的接口服务关系不变，则相邻层只要它和上、下层的接口服务关系不变，则相邻层 都不受影响。都不受影响。 （4 4）分层结构易于交流、理解和标准化。）分层结构易于交流、理解和标准化。 28 1.4 计算机网络体系结构计算机网络体系结构 1.4.1 1.4.1 网络体系结构网络体系结构 2 2分层原则分层原则 网络体系结构分层原则：层数要适中，过多则结网络体系结构分层原则：层数要适中，过多则结 构过于复杂，各层组装困难，而过少则层间功能划分构过于复杂，各
26、层组装困难，而过少则层间功能划分 不明确，多种功能在同一层中，造成每层协议复杂；不明确，多种功能在同一层中，造成每层协议复杂； 层间接口要清晰，跨越接口的信息量尽可能要少。层间接口要清晰，跨越接口的信息量尽可能要少。 计算机系统分为计算机系统分为硬件系统硬件系统和和软件系统软件系统。 计算机网络系统由计算机网络系统由通信子网通信子网和和资源子网资源子网 组成，组成，如果只简单地分为这两部分，则功能如果只简单地分为这两部分，则功能 划分不明。划分不明。 29 1.4 计算机网络体系结构计算机网络体系结构 1.4.1 1.4.1 网络体系结构网络体系结构 3.3. 常见的网络体系结构常见的网络体系
27、结构 1.OSI/RM1.OSI/RM 国际标准、参考模型国际标准、参考模型 2.TCP/IP2.TCP/IP 事实上的工业标准事实上的工业标准 3.IEEE 8023.IEEE 802 局域网标准局域网标准 30 1.4 计算机网络体系结构计算机网络体系结构 1.4.2 1.4.2 OSIOSI七层参考模型七层参考模型 1. OSI1. OSI七层参考模型七层参考模型 高三层高三层 资源子网资源子网 低三层低三层 通信子网通信子网 中间层中间层 31 1.4 计算机网络体系结构计算机网络体系结构 1.4.2 1.4.2 OSIOSI七层参考模型七层参考模型 2. 2. OSI/RMOSI/R
28、M各层功能简介各层功能简介 物理层物理层( (Physical LayerPhysical Layer，PH)PH) 数据链路层数据链路层( (Data Link LayerData Link Layer，DL)DL) 网络层网络层( (Network LayerNetwork Layer，NL)NL) 传输层传输层( (Transport LayerTransport Layer，TL)TL) 会话层会话层( (Session LayerSession Layer，SL)SL) 表示层表示层( (Presentation LayerPresentation Layer，PL)PL) 应用层应
29、用层( (Application LayerApplication Layer，AL)AL) 32 1.4 计算机网络体系结构计算机网络体系结构 1.4.2 1.4.2 OSIOSI七层参考模型七层参考模型 3. 3. OSI/RMOSI/RM各层数据封装各层数据封装 OSI/RMOSI/RM通信过程通信过程flashflash 动画演示动画演示 33 应用层应用层 表示层表示层 会话层会话层 传输层传输层 网络层网络层 数据链路层数据链路层 Physical 应用层应用层 表示层表示层 会话层会话层 传输层传输层 网络层网络层 数据链路层数据链路层 物理层物理层 TCP头 部 数据 IP头部
30、应用数据 帧头部IP数据包 物理层物理层 OSI/RM TCP/IP 1.4 计算机网络体系结构计算机网络体系结构 数据传输过程数据传输过程 . 34 1.4 计算机网络体系结构计算机网络体系结构 1. TCP/IP1. TCP/IP概述概述 1.1.4.3 TCP/IP4.3 TCP/IP参考模型参考模型 TCP/IP主要考虑主要考虑异种网络互联异种网络互联问题，是网络史问题，是网络史 上最为成功的通信协议。上最为成功的通信协议。TCP/IP是由一组通信协议是由一组通信协议 所组成的协议簇，而所组成的协议簇，而TCP和和IP是其中的两个主要协是其中的两个主要协 议。议。 1980年，年，AR
31、PAnet的所有机器都使用的所有机器都使用TCP/IP协协 议，并建立了议，并建立了Internet。为推广。为推广TCP/IP协议，协议，ARPA 以低价出售以低价出售TCP/IP的使用权，还资助一些机构来开的使用权，还资助一些机构来开 发应用于发应用于UNIX操作系统中的操作系统中的TCP/IP协议。协议。 TCP/IP使用范围广，既可用于广域网，又可用使用范围广，既可用于广域网，又可用 于局域网、内部网和外部网等各种网络中。于局域网、内部网和外部网等各种网络中。TCP/IP 协议已成为事实上的国际标准和工业标准。协议已成为事实上的国际标准和工业标准。 35 1.4 计算机网络体系结构计算
32、机网络体系结构 2. 2. TCP/IPTCP/IP体系结构体系结构 网络接口层网络接口层（是各种网络，实际上（是各种网络，实际上TCP/IPTCP/IP没没 定义它）定义它） EthernetEthernet、ATMATM、FDDIFDDI、X.25X.25、PPPPPP、Token-Ring Token-Ring 网际层网际层 IPIP、ARPARP、RARPRARP、ICMPICMP、IGMP IGMP 传输层传输层 TCPTCP、UDP UDP 应用层应用层 HTTPHTTP、FTPFTP、TFTPTFTP、SMTPSMTP、SNMPSNMP、TelnetTelnet、RPCRPC、D
33、NSDNS、PingPing 1.1.4.3 TCP/IP4.3 TCP/IP参考模型参考模型 TCP/IPTCP/IP实际只定义了实际只定义了 网际层、传输层和应网际层、传输层和应 用层三层（用层三层（级级）。）。 36 1.4 计算机网络体系结构计算机网络体系结构 TCP/IPTCP/IP协议也采用协议也采用 对等层通信的模式，封对等层通信的模式，封 装和解除封装也在各层装和解除封装也在各层 进行。进行。 1.4.3 1.4.3 TCP/IPTCP/IP参考模型参考模型 3. 3. TCP/IPTCP/IP的数据封装的数据封装 37 1.4 计算机网络体系结构计算机网络体系结构 4. 4.
34、 TCP/IP和和OSI/RM的比较的比较 1.4.3 1.4.3 TCP/IPTCP/IP参考模型参考模型 OSI/RM理论性强，学术价值高理论性强，学术价值高，每层功能划分，每层功能划分 清晰，适合于各种网络。缺点是层次过多，会话层清晰，适合于各种网络。缺点是层次过多，会话层 和表示层划分意义不大，反而增加了复杂性。和表示层划分意义不大，反而增加了复杂性。 TCP/IP已成了事实上的工业标准已成了事实上的工业标准。它是先有了。它是先有了 实际网络后再总结出的参考模型，核心协议实际网络后再总结出的参考模型，核心协议IPIP和和TCPTCP 是被仔细设计的。是被仔细设计的。 38 1.4 计算
35、机网络体系结构计算机网络体系结构 1.4.3 1.4.3 TCP/IPTCP/IP参考模型参考模型 （1 1）OSI/RMOSI/RM结构严密，理论性强，学术价值高，结构严密，理论性强，学术价值高， 各种网络、硬件设备和学术文献都参考它。而各种网络、硬件设备和学术文献都参考它。而 TCP/IPTCP/IP相对简单，实用性更强。相对简单，实用性更强。 （2 2）OSIOSI中高层只能调用和它相邻的低层所提中高层只能调用和它相邻的低层所提 供的服务，而供的服务，而TCP/IPTCP/IP可以跨层调用，效率更高。可以跨层调用，效率更高。 （3 3）ISOISO认识到认识到IPIP协议的重要性后，后来
36、又在协议的重要性后，后来又在 网络层划分出一个子层来完成类似网络层划分出一个子层来完成类似IPIP的作用。的作用。 （4 4）TCP/IPTCP/IP一开始就对面向连接服务和面向无一开始就对面向连接服务和面向无 连接服务同样重视，而连接服务同样重视，而OSIOSI很晚才完善标准。很晚才完善标准。 （5 5）OSIOSI强调可靠性，各层都要检测和处理错强调可靠性，各层都要检测和处理错 误。误。TCP/IPTCP/IP的可靠性由主机来承担，这样效率很高。的可靠性由主机来承担，这样效率很高。 39 1.4 计算机网络体系结构计算机网络体系结构 1. 1. IEEE 802IEEE 802局域网标准局
37、域网标准 OSI/RM和和TCP/IP针对广域网制定的，而针对广域网制定的，而 IEEE 802针对的是局域网。针对的是局域网。IEEE 802的发展不同的发展不同 于广域网，局域网厂商一开始就按照标准化、互相于广域网，局域网厂商一开始就按照标准化、互相 兼容的方向发展。局域网的拓扑结构非常简单，数兼容的方向发展。局域网的拓扑结构非常简单，数 据传输不经过中间节点的转发。据传输不经过中间节点的转发。 IEEE 802只定义了物理层和数据链路层只定义了物理层和数据链路层两层，两层， 而没有定义网络层。对于流量控制、差错控制等功而没有定义网络层。对于流量控制、差错控制等功 能，就在数据链路层中的能
38、，就在数据链路层中的LLC中实现了，高层协议中实现了，高层协议 主要由操作系统去处理。主要由操作系统去处理。 1.1.4.4 IEEE 802 4.4 IEEE 802 标准标准 40 1.4 计算机网络体系结构计算机网络体系结构 2. 2. IEEE 802IEEE 802局域网体系结构局域网体系结构 物理层物理层 主要完成编码、解码、时钟同步、发送和接收主要完成编码、解码、时钟同步、发送和接收 数据、载波检测及提供与数据链路层的接口。数据、载波检测及提供与数据链路层的接口。 数据链路层：数据链路层：分为LLC子层和MAC子层 l l逻辑链路控制（逻辑链路控制（LLCLLC）子层：和介质访）
39、子层：和介质访 问控制方法无关，对高层提供统一的界面。问控制方法无关，对高层提供统一的界面。 l l介质访问控制介质访问控制 ( (MAC)MAC)子层：对不同类型子层：对不同类型 的局域网是不同的。主要完成介质访问控制功能，的局域网是不同的。主要完成介质访问控制功能， 解决共享传输介质而引起的争用介质问题。解决共享传输介质而引起的争用介质问题。 1.1.4.4 IEEE 802 4.4 IEEE 802 标准标准 41 1.5 传输介质传输介质 二进制比特流通过物理层处理（二进制比特流通过物理层处理（编码编码/ /调制、串调制、串 行同步、多路复用等行同步、多路复用等）后，需要在传输介质上传
40、输，）后，需要在传输介质上传输， 传输介质是数据传输的物理通道。传输介质是数据传输的物理通道。 需要注意的是，需要注意的是，传输介质不属于物理层，物理传输介质不属于物理层，物理 层只是定义如何在这些介质上实现数据传输，物理层只是定义如何在这些介质上实现数据传输，物理 层直接和它有关层直接和它有关。 传输介质是构成信道的主要部分，信号的传输传输介质是构成信道的主要部分，信号的传输 质量不但与传输的数据信号和收质量不但与传输的数据信号和收/ /发特性有关，而且发特性有关，而且 与传输介质的特性有关。与传输介质的特性有关。 42 1.5.1 有线传输媒体 1. 1. 双绞线双绞线( (TP)TP)
41、双绞线也称为双扭线，价格便宜、易于安装，双绞线也称为双扭线，价格便宜、易于安装， 是最常用的传输介质，性能（传输距离、带宽和数是最常用的传输介质，性能（传输距离、带宽和数 据速率等）较光纤要差。据速率等）较光纤要差。 一对绝缘铜导线扭绞在一起，形成有规则的螺一对绝缘铜导线扭绞在一起，形成有规则的螺 旋形后，可减小一根导线中电流能量对另一根导线旋形后，可减小一根导线中电流能量对另一根导线 的干扰，也减少其他导线信号干扰这对导线。的干扰，也减少其他导线信号干扰这对导线。当两当两 根导线靠得很近但相互垂直时，一根导线中的电流根导线靠得很近但相互垂直时，一根导线中的电流 变化几乎不会在另一根导线上产生
42、电流。变化几乎不会在另一根导线上产生电流。所以，一所以，一 对导线旋绞或不扭绞、扭绞时扭矩多少，效果都大对导线旋绞或不扭绞、扭绞时扭矩多少，效果都大 不一样，扭绞得越密价格越贵，性能也越好。不一样，扭绞得越密价格越贵，性能也越好。 1.5 传输介质传输介质 43 1.5.1 有线传输媒体 1. 1. 双绞线双绞线( (TP)TP) 分为非屏蔽双绞线分为非屏蔽双绞线UTPUTP和屏蔽双绞线和屏蔽双绞线STPSTP两种。两种。 1 1类线类线 1 1对线，用于模拟电话线和低速数字传输对线，用于模拟电话线和低速数字传输 2 2类线类线 4 4对双绞线，用于数字电话、对双绞线，用于数字电话、ISDNI
43、SDN和和T1T1线路等。线路等。 3 3类线类线 4 4对双绞线，用于电话线、令牌环网、以太网等。对双绞线，用于电话线、令牌环网、以太网等。 4 4类线类线 4 4对双绞线，用于语音、令牌环网、以太网等。对双绞线，用于语音、令牌环网、以太网等。 5 5类线类线 4 4对双绞线，用于令牌环网、以太网、对双绞线，用于令牌环网、以太网、ATMATM等等。 超超5 5类线类线 是是5 5类线更高级别的版本。类线更高级别的版本。目前使用最多目前使用最多。 6 6类线类线 4 4对双绞线对双绞线，目前使用较少。目前使用较少。 STP 用于、令牌环网、以太网及全息图像传输等。用于、令牌环网、以太网及全息图
44、像传输等。 1.5 传输介质传输介质 44 1.5.1 有线传输媒体 1. 1. 双绞线双绞线( (TP)TP) STPSTP外面环绕一圈保护层，可提高抗干扰能力，外面环绕一圈保护层，可提高抗干扰能力， 但增加了成本，而但增加了成本，而UTPUTP易受各种电信号的干扰，但成易受各种电信号的干扰，但成 本较低。电话系统使用的双绞线一般是一对双绞线，本较低。电话系统使用的双绞线一般是一对双绞线， 而计算机网络使用的双绞线一般是四对。而计算机网络使用的双绞线一般是四对。 最最常用的常用的UTPUTP是是3 3类、类、5 5类和类和超超5 5类线类线。5 5类线与类线与3 3 类线的主要区别就是一方面
45、增加了类线的主要区别就是一方面增加了每单位长度的绞每单位长度的绞 合次数合次数；另一方面在线对间的绞合度和线对内两根；另一方面在线对间的绞合度和线对内两根 导线的绞合度都经过了精心的设计并在生产中加以导线的绞合度都经过了精心的设计并在生产中加以 严格的控制，使干扰在一定程度上得以抵消，从而严格的控制，使干扰在一定程度上得以抵消，从而 提高了线路的传输特性。提高了线路的传输特性。 1.5 传输介质传输介质 45 1.5.1 有线传输媒体 剥双钳剥双钳 测试仪测试仪 RJ-45RJ-45 1.5 传输介质传输介质 46 1.5.1 有线传输媒体 信息模块信息模块 RJ-45RJ-45工具包工具包
46、1.5 传输介质传输介质 47 1.5.1 有线传输媒体 1. 1. 双绞线双绞线( (TP)TP) 10Base-T10Base-T、100Base-Tx100Base-Tx常用常用5 5类或超类或超5 5类双类双 绞线绞线电缆，但只使用电缆，但只使用4 4对双绞线中的对双绞线中的2 2对线（对线（1 1、 2 2用于发送数据，用于发送数据，3 3、6 6用于接收数据用于接收数据）；）； 100Base-T4100Base-T4使用使用3 3类双绞线的全部类双绞线的全部4 4对线；对线； 1000Base-T1000Base-T使用超使用超5 5类双绞线的全部类双绞线的全部4 4对线。每对线
47、。每 一段一段UTPUTP的长度都在的长度都在100m100m以内。以内。 UTPUTP连接到网络设备（连接到网络设备（HubHub、SwitchSwitch）的连）的连 接器，是类似电话插口的咬接式插头，接器，是类似电话插口的咬接式插头，称为称为 RJ-45RJ-45，俗称水晶头，俗称水晶头。 1.5 传输介质传输介质 48 1.5.1 有线传输媒体 直通线连接示意图直通线连接示意图 交叉线连接示意图交叉线连接示意图 1.5 传输介质传输介质 49 1.5.1 有线传输媒体 2. 2. 同轴电缆同轴电缆 同轴电缆能够传输同轴电缆能够传输比双绞线更宽频率比双绞线更宽频率范围的信范围的信 号，号
48、，具有较高的抗干扰能力具有较高的抗干扰能力。中心是实心硬质铜缆，。中心是实心硬质铜缆， 包上一根圆柱形的绝缘皮，外导体为硬金属（金属包上一根圆柱形的绝缘皮，外导体为硬金属（金属 箔）或金属网，它既作为屏蔽层又作为导体的一部箔）或金属网，它既作为屏蔽层又作为导体的一部 分来形成一个完整的回路。外导体外还有一层绝缘分来形成一个完整的回路。外导体外还有一层绝缘 体，最外面是一层塑料皮包裹。体，最外面是一层塑料皮包裹。 1.5 传输介质传输介质 50 1.5.1 有线传输媒体 2. 2. 同轴电缆同轴电缆 同轴电缆根据无线电波控制（同轴电缆根据无线电波控制（RGRG）级别分类：）级别分类： RG-8R
49、G-8： 用于粗缆以太网；用于粗缆以太网； RG-9RG-9： 用于粗缆以太网；用于粗缆以太网； RG-11RG-11：用于粗缆以太网；：用于粗缆以太网； RG-58RG-58：用于细缆以太网；：用于细缆以太网； RG-75RG-75：用于电视系统。：用于电视系统。 同轴电缆具有较高的抗干扰能。以太网使用二同轴电缆具有较高的抗干扰能。以太网使用二 种规格：一种是粗缆的种规格：一种是粗缆的1010Base-5Base-5 ，称为标准以太网。，称为标准以太网。 另一种是细缆的另一种是细缆的1010Base-5Base-5，称为廉价以太网。，称为廉价以太网。 1.5 传输介质传输介质 51 3.3.光纤光纤 光纤通信是利用光纤传递光脉冲信号实现的。光纤通信是利用光纤传递光脉冲信号实现的。 室外非金属光缆室外非金属光缆 室外金属光缆室外金属光缆 室内单芯单模光缆室内单芯单模光缆 室内多芯多模光缆室内多芯多模光缆 1.5 传输介质传输介质 1.5.1 有线传输媒体 52 1.5.1 有线传输媒体 1 1）光纤的传播模式）光纤的传播模式 光纤分为单光纤分为单模光纤模光纤SMFSMF（Single-Mode FiberSingle-Mode Fiber） 和和多模光纤多模光纤MMFMMF（Mul
