1、第六讲：主流的网络操作系统第七讲：网络拓扑结构详述第二章：网络互联设备第一讲：网络拓扑结构总线形：介质为同轴电缆。成本低，易建网。线路争用，同一时只能有一个设备传输数据，其它处于等待状态；只要有一段线路出问题，整个网络便瘫痪。现在只用于食堂、停车场等数据量小的区域。环形拓扑，主要用在城域网，或是大型局域网的核心部分。一般局域网用的少。用双环实现容错。通过交换机，还可实现逻辑上的环形结构。网状结构：大网络中，要求节点两两之间都要有连接，采用该结构。容错好，分担负荷好，但线缆多，容易形成环路。第二讲 网络传输介质有线介质：电缆：同轴电缆：一般用于总线型。标准有：粗缆（10BASE5）/细缆（10B
2、ASE2）双绞线：应用最广、价格低。UTP（非屏蔽）/STP（屏蔽）。10BASE-T（3类）20BASE-T（4类）/100BASE-T（5类）/200BASE-T（6类）/1000BASE-T（7类）制作水晶头（RJ45）：直通线：两端线序一样，常用于不同设备间相连交叉线：两端线序不一样，常用于相同设备间相连光纤：与光缆不一样（将光纤包覆后才是光缆）。标准：单模/多模（性能差）无线介质：无线电：微波：卫星信号：激光：红外线：常用网络互联设备的工作原理以下是网络设备的分类：网卡：实现数据收发，还有过滤、优化、管理功能。传输的是帧。中继器：只有两个接口。局域网中用的较少。一般控制距离1000M
3、左右。集线器：多个接口，本质上就是一个多接口的中继器。主要用于星形结构的中心设备在用集线器组建局域网时，是共享带宽的。网桥：用于分割局域网的。常用于外网租用电路接入和无线局域网内联。交换机：就是多单口的网桥。样子与集线器相似，但功能更强大。主要指标：背板各端口和与集线器区别：一是工作的层次不同（物理层，数据链路层）；二是传输的方式不同（比特流/广播式、帧/转发式）；三是带宽占用方式不同（争用、独占）网关：也称协议转换器，工作在网络所有层次上，用于连接类型不同、协议差别较大的计算机网络。如下图：网关在两个网络之间充当翻译角色（令牌网、环网之间）路由器：多端口，实现不同局域网和广域网之间的互联。工
4、作在第三层（网络层）；实际上是充当网关角色，默认网关就是路由器的IP地址。集线器、中继器只需要连接就能使用，但交换机、路由器都需要配置才能使用。我们可以这样想：如果两台计算机连接，可以用电缆，距离长的话就加中继器；如果多台连接可以用集线器；如果因多台连接性能受损，可以利用交换机/网桥连接（解决争用带宽问题）；如果要连接不同类型或协议的网络，就需要用路由器/网关。第三章：网络标准和OSI模型网络标准化组织IEEE：电气与电子工程师学或称为I-3-EISO：国际标准化组织IEEE802网络规范：802.3：以太网包括介质和接口所有形式802.11：无线网络对于多种广播频率及技术的无线网络标准什么是
5、协议：是个软件，需要讲相同“语言”，对语言规范的一组规则就是协议。协议的三个要素：语法（格式）、语义（功能）、时序（收发顺序）。如银行转账。协议分层意义：相对独立，层次间用接口相连。例如：文件或电子邮件服务模块的设计，不必关心底层通信线路是光纤还是双绞线服务与服务访问点（SAP）：下层为上层提供服务，上层为下层提供指令。不能跨层操作。服务类型：面向连接服务：如打电话，需要先建立连接，数据包不需要携带目的地址，可靠性高。信道利用率低无连接服务：如发信息，不需要建立连接，需要携带目的地址。不保证传输可靠性（短信不一定能收到）服务元素：请求（拨号）指示（被呼叫用户电话铃响）响应（被呼叫用户摘机）确认
6、（呼叫方听到拨号音停止，对方开始收听）如下图：OSI协议模型：各层功能：封闭与解封闭：物理层功能；网络的基础，为数据传输提供可靠环境，如公路是汽车通行的基础一样。数据链路层功能：数据链路的建立、维护、和拆除；帧包装、帧传输、帧同步；帧的差错恢复；流量控制。以太网：主要在数据链路层。我们平常使用的局域网就是以太网。解决三个问题：信道（介质）的访问控制方式（CSMA/CD，主机赿多效率越低）；寻址（MAC地址）；规范的格式（语言）（帧格式）。以太网交换机：能够根据以太网帧中目标地址智能的转发数据；交换分割冲突域，实现全双工通信。关于冲突域：集线器是一个冲突域（多条线路共享一个背板带宽），而交换机的
7、一个端口就是一个冲突域（背板带宽是每个端口带宽之和）。交换机数据转发原理：转发（依据目标地址单播数据帧）；学习（源地址）；广播（如果表中没有目的地址，就广播数据帧）；更新（五分钟不通信就清除。入端口与原来的源地址不同就更新）单工：如广播。半双工：如对讲机。全双工：如电话。冲突域与广播域：网络层：定义了基于IP协议的逻辑地址；连接不同的某介类型；选择数据通过网络的最佳路径。路由和交换的对比：（1）路由工作在网络层，交换工作在数据链路层；（2）路由表“路由”寻址，MAC地址表“交换”寻址；（3）路由隔离广播域，交换隔离冲突域；传输层：网络层提供点到点的连接，而传输层提供端到端的连接，靠端口访问不同
8、服务，找到相应应用进程。会话层：建立、管理、中断会话。多线程同时执行一个任务，加快下载速度。表示层：编码、解码、加密、解密等应用层：应用程序。高三层在软件开发时整体实现使用Sniffer进行TCP/IP协议栈分析：（只有物理层进行的是物理传输，其它各层都是在对等层上进行逻辑传输，实现的是虚拟的通信过程。）第五章：IP地址的格式、组成及分类二进制和十进制数IP地址就是为了帮助查找到目标计算机IP地址的格式、组成A、B、C分别是大型、中型、小型网络。为防止重叠，用第1-4个二进制位来区分：0、10、110、1110、1111。IP地址的分类：专网IP和公网IP：1个A类地址：10.0.0.0/8
9、16个B类地址：172.16.0.0/12 256个C类地址：192.168.0.0/16以上地址只能供私用，不能出现在Internet网中。要联外网必须进行一次地址转换。适合于不需要Internet服务的集团使用。127地址：回送地址，主要用于测试TCP/IP协议栈能否正常发送和接收。不能使用的IP地址：0.0.0.0；255.255.255.255；127.*.*.*；A.0.0.0;A.255.255.255;B.B.0.0;B.B.255.255;C.C.C.0;C.C.C.255;子网：用路由器连接的网段。子网掩码就是为了得到一个主机所在的子网而定的。用它与IP地址相乘（与运算）就得
10、到了子网地址。与打电话一样，区号就是网络号（在不同区打就得输入区号）。路由器的工作原理网络层地址修改进来非常容易，实现的是逻辑寻址；数据链路层的MAC地址是不能修改的，实现的是物理寻址。可变长度子网掩码及其计算：为了合理地利用IP地址，解决目前IP地址已用完的问题。变长子网掩码（VLSM）提供了一个主类（A类、B类、C类）网络内包含多个子网掩码的能力，可以对一个子网再进行子网划分。它的优点：对IP地址更为有效的使用（将大网络划分成小网络来使用）；应用路由归纳能力更强。子网掩码只能有八种取值：11111111 25511111110 25411111100 25211111000 2481111
11、0000 24011100000 22411000000 19210000000 12800000000 0各种网络地址及子网数与主机数年的计算方法：缺省网关：是指缺省的路由器。只有在不同子网之间互相通信时，才需要配置缺省网关的IP地址。无类域间路由（CIDR）：第六章 典型的局域网技术和广域网技术简介局域网：是一种广播网络，即所有的站点都连接到共享的传输媒体上，任何站点发出的数据包，其他站点都能收到。共享信道分配技术是局域网的核心技术，具体涉及拓扑结构、传输媒体和媒体访问控制技术三个方面。局域网主要技术标准是IEEE802协议组（城域网采用的技术与局域网类似）局域网的主要设备是网桥和交换机。
12、局域网的拓扑结构：总线、星形、环形、树形。环形：单向运行（广播式） 路径固定 扩充不易星形：信息通过中央结点转发（广播式） 扩充容易，故障诊断与隔离容易 电缆长度和安装工作量可观，对中央结点可靠性和冗余度要求很高，且线路利用率低。 连接设备是网桥或交换机。网状：局域网用的少（除非很大的局域网），一般用在广域网上。局域网的传输技术： 两种主要的传输方法： 以太网：IEEE802.3定义了LAN标准 令牌环网：IEEE802.5定义了 FDDI：光纤分布式数据接口，其实是高速令牌环网的变体。 CSMA/CD 易用、成本低，目前世界上80-85%PC和工作站使用该技术连接 为基带传输，采用曼彻斯特等
13、编码技术，只支持LLC层类型操作-不确认的无连接服务（数据报服务），是网 络接口层的一项技术。以太网采取两种重要的措施： 采用较为灵活的无连接的工作方式，即不必先建立连接就可以直接发送数据 以太网对发送的数据帧不进行编号，也不要求对方发回确认。这样做的理由是局域网范围小、距离短,信道质 量很好，因信道质量产生差错的概率是很小的。以太网提供的服务： 以太网提供的服务是不可靠的服务，即尽最大努力的交付 当目的站点收到有差错的数据帧时就丢弃此帧，其他什么也不做。差错的纠正由高层来决定。 如果高层发现丢失了一些数据而进行重传，但以太网并不知道这是一个重传的帧，而是作为一个新的数据 帧 来发送。CSMA
14、/CD执行过程：以太网的MAC子层功能：负责执行CSMA/CD协议以太网帧格式及功能：最大长度帧：最小帧长度：如果一个帧长度是1500K，那么就是能容纳700个汉字，相当于一页书。以太网的类型：传统（10M）、快速（100M）、千兆（1000M）、万兆（10000M）令牌环网：IBM于七十年代开发，国内使用率没有以太网高，甚至是很少。交换机控制，物理上星形拓扑、逻辑上环形拓扑。不需要终结器FDDI：随着快速以太网的发展，FDDI用得越来越少了。两条环路，可容错。用的是令牌环访问方法。三种局域网比较：广域网与局域网：WAN 与LAN都是在拓扑结构和网络传输技术的基础上构造的许多WAN使用了多种令
15、牌或星形结构，WAN网络传输技术非常复杂WAN网络服务是由电信运营商、有线电视公司和卫星供应商的。能够提供各种各样服务的最大的供应商是区域性电信商。在国内有中国电信、中国网通、中国铁通等。而有线电视网络公司有中国广电。它们是WAN连接的一项新的来源。与有线电视进行竞争的是卫星电视公司，如中国卫通。广域网的基础公共传输系统由电信网络提供公共传输平台：物理线路、技术支持、网络服务（音频、视频、数据）；模拟通信（公本地环路，即“最后一公里”）、数字通信。典型的广域网连接可被描述为“点到点”，如北京到上海等。PSTN：即公用电话交换网。缺点在它的通信能力即吞吐量，采用电路交换方式。DDN：用于企业连接
16、。质量高、速度快、网络时延小，同步数据传输网，不具备交换功能。全透明传输网，支持数据、图像、声音等业务。传输安全可靠（因为是网状结构），网络运行管理简单（检错在高层智能设备进行）。是我国中高速信息国道。xDSL：与ISDN不一样就是不用拨号就可直接接入，可以一直不间断地使用。有对称和非对称之分（上下传速率不同）X.25和帧中继：采用包交换技术。比电路交换速率更快、信道利用率更高，因为电路交换只能沿着同一固定路径传输一个数据流。过去二十年一直使用X.25，近几年才出现帧中继。由于这些包交换网络通信方式的不确定性，通常用云状图来表示。ATM：与X.25和帧中继一样，也用虚电路传输方式。对时延要求高的可用这种传输方式，但成本高。综合实例：回顾：交换机只是背板带宽稍大一些的集线器而已。智能交换机需要设置，而傻瓜式交换机就不需要配置了。路由器需要配置。演示实验拓扑：
