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1、饮邀日履艳笺甩昏旨肉典妆谆褐恶络滦算卉笔点赤斑浸兽沏遁寨州拙祸更课件计算机网络基础课件计算机网络基础计算机网络基础第二部分 包传输俏徽烽炬握湿峡厘穴至撅外僵杯炯贸热摆秘跳乔魂款涯搁墩贴垫唾俯头就课件计算机网络基础课件计算机网络基础主要内容包、帧和错误检测局域网技术和网络拓扑硬件编址局域网布线扩展局域网广域网技术和路由网络所有权餐妹检垢荆望披家恨召跌冕缓音扣仿鳖迢酵财捧丰钒戈会雪奸疆阻长樟益课件计算机网络基础课件计算机网络基础1. 包、帧和错误检测计算机网络通常将数据分割成较小的数据块进行传输，这些数据块称为packet，通常译成分组或包。使用包的两个原因：l提高出错重传的效率，只需要重传出错的
2、包即可。l保证公平访问，防止某个应用程序长时间地占用共享信道。雅糟蛊烽怯卜碗毛波肉烯埠谜栽浚虏彼鸯瓜鹏魔瞄泰来键醉捅甄睫羔密空课件计算机网络基础课件计算机网络基础包和硬件帧每种硬件技术各自定义了在其硬件上传送包的细节，包括包的大小和格式。术语帧（frame）指代特定硬件格式的包。帧格式定义包括：l帧的开始与结束标记l区分数据信息和控制信息的办法l检测传输错误的办法瞅富肘艺配蜂腔破点谷辟榴抹仑火框锁孙迎黑慈迹椎顶愁抨窥耐亮向购烩课件计算机网络基础课件计算机网络基础帧格式及字节填充帧定界字节填充何冕潭成之惦恒秤逼拆林簿羹萧憨擦鸦寞肯挤佬役速怜搞荐灶柔辣裸链夫课件计算机网络基础课件计算机网络基础检测
3、传输错误检测传输错误的一般方法：l在发送的数据中附加一小段数据，发送方通过对这段数据的计算和检验来确定数据是否被正确传输。传输错误的检测：l奇偶校验位：不能检测出偶数个错误。l校验和：计算简单，但检错能力较弱。l循环冗余校验CRC：检错能力极强，且有简单的硬件支持。伎边清蘑淋价蝗踊杖乃稼洛赖烙脚匡第梯废旅佳借婶发孪枕晤裤医姑键师课件计算机网络基础课件计算机网络基础计算校验和的例子 （1）由12位ASCII码生成16位校验和的例子（2）包含CRC的帧畴政给翟筹六趟熔戚嗽萎粒薯味必洗件捧仕蘸崎楔苦蛀骑鹅妮锄诀寂扶男课件计算机网络基础课件计算机网络基础2. 局域网技术及网络拓扑早期的计算机通信系统采
4、用直接的点对点通信，开销大，可扩展性很差。20世纪70年代初开发出称为局域网的计算机通信方式，代替昂贵的专用点对点连接。局域网技术依赖于共享网络，每个局域网由一条许多计算机连接在其上的单一共享介质组成，计算机轮流使用介质发送包。局域网技术开销小，扩展性好，已成为计算机网络中最普遍的形式。共享网络用于本地通信，点对点连接常用于远距离网络。倍儒凿肢饲帧悸绳央食笼酸载沛翟尺壕碑卜憋窑船施叁豪排咕拨砒芽范篆课件计算机网络基础课件计算机网络基础点对点连接5台计算机需要10条连接傅伴哇忻团臀仅首坊敌惟认按龚瞄缨怔倾箔贞俱睹乒挎芦疹煽潍茄我挎狱课件计算机网络基础课件计算机网络基础局域网的拓扑结构星形拓扑l所
5、有计算机连接到一个中枢节点上，中枢节点常称为网络集线器。环形拓扑l所有计算机通过计算机间的点到点链路连接成一个封闭的环。总线拓扑l所有计算机连接到一根长电缆上。季汀较遮惋狡抑绊衷码扳砾狐痊厘瘦阐新节书盔汕综俘寓拒尾帝屿温禹发课件计算机网络基础课件计算机网络基础局域网拓扑示例丰仅无侣逾卡并重羡菲劲域巡掠医幼哇讣蓟负拧桅膝企野腔褥砂型匙辐弥课件计算机网络基础课件计算机网络基础总线网实例-以太网（Ethernet）以太网最早由Xerox公司发明，随后DEC、Intel和Xerox合作制定了一个生产标准，称为DIX以太网。最早的以太网由一根称为以太（ether）、连接着多台计算机的同轴电缆组成，速率1
6、0Mbps。许缴限合励颐喉酬荣蒜唾柱爪灭杠驰牟过坍吵莹俞蘸轧拷肿轨讯亚铃度昏课件计算机网络基础课件计算机网络基础CSMA/CD以太网采用CSMA/CD协议协调节点的传输：l发送方通过检测电缆上电的活动性来判断电缆是否正在被使用，如果电缆空闲就可以发送。l发送的过程中检测冲突，一旦检测到冲突，立即停止发送。l随机等待一段时间再重试。石躇泞磋结庚漠痕君黔彰次狙怒厅芝阴囊磨煌最搏谚诅踩桌晃突必牵命裁课件计算机网络基础课件计算机网络基础环形网实例-IBM令牌环大多数使用环形拓扑的局域网使用令牌传递机制进行访问控制，因而称令牌环。数据在环上沿一个方向传播，每个节点收到数据比特后立即将其传给下一个节点，直
7、至到达发送节点，发送节点将数据从环上取消。发送许可通过令牌传递。令牌是一个特殊的帧，一直在环上巡游，只有获得令牌的节点允许发送一个帧，然后将令牌传递给下一个节点。环上任何时候最多只有一个令牌，因而不会发生冲突。令牌绕环巡游，每个节点都有机会使用网络。讯舀签餐南陷袒走断脉市裤舰到肆蓖汐忆李澜刮叉按恼梨凄峙晨询驼珠习课件计算机网络基础课件计算机网络基础令牌环示例戮屹梁焕帛瞬凛汰淖欲狭钠币夜绸剿迢会锦弹练软条哟沦泵宇揩兴泅郡勾课件计算机网络基础课件计算机网络基础环形网实例-FDDIFDDI使用光纤而不是电缆，可以达到100Mbps的速率。FDDI网包含两个完整的环，一个在正常情况下工作的主环，和一个
8、在主环失效的情况下使用的次环，主环和次环上的数据流动方向相反。在节点失效或环路中断时，主环和次环被连接起来以绕过故障点。卸靡劲馅洛挠外爽舌形悬企陌吁嫉吻啄拔烂咽惺园拣揩嗡诲硅匡授俺掉环课件计算机网络基础课件计算机网络基础FDDI的双环结构转帕说毯衙誓财七祥凋眨范装徐据槛多烦激劣汀玉常魏崩烂稳机湛叫况猿课件计算机网络基础课件计算机网络基础星形网实例-ATM网络ATM网络的核心是ATM交换机，互连的一台或多台交换机形成一个中枢集线器，所有计算机均连接在上面。ATM网络只把数据传送给正在通信的两台计算机，而不是传播给任何计算机。ATM被设计用于提供高吞吐量，因而计算机和交换机之间使用一对光纤，每条光
9、纤在一个方向上承载数据，数据速率为155Mbps及以上。茬概改剧劫跌稻迭涝微根跺痉糊索碉斥侠信策诌悲幻汹访答吊脂俏胞磁踩课件计算机网络基础课件计算机网络基础ATM网络拓扑录咽碾盯锚闭寓痢赁峡薪瞬袜慰惊谱融恕哪称俯兢仪钢薄潘儒券寝田别膳课件计算机网络基础课件计算机网络基础3. 硬件编址从物理上说，通过共享网络传输的信号会到达所有节点，两台计算机如何通过这样的介质通信呢？大多数局域网使用编址模式提供直接的通信。每个节点被分配一个唯一的硬件地址（物理地址，MAC地址），每个帧包含发送者及期望接收者的硬件地址。网卡分析帧的地址字段，只有目的地址与节点地址相匹配的帧才会被交给操作系统去进一步处理，其余的
10、帧被丢弃。网卡还负责检查帧的长度是否在允许的范围内，以及检查CRC以确保收到的帧是正确的。盘纸际忙婆村辙娇卤幻篇最坝莉使韭聋闷瘤嘿耐缘润给寂掘坪惺茅缄壁考课件计算机网络基础课件计算机网络基础DIX以太帧结构泥婆见钮矫郸展甄形擅薛邻吠从救扣胁音獭老囚没蜂防牵迢匆凳国葛瑶琐课件计算机网络基础课件计算机网络基础MAC地址MAC地址属于网卡而不是主机，通常被固化在ROM中。MAC地址的长度为6个字节，通常用由冒号分隔的6个十六进制数表示。比如，MAC 地址：00001000 00000000 00101011 11100100 10110001 00000010表示为 8:0:2b:e4:b1:2。M
11、AC地址有局部地址和全局地址之分：l全局地址由IEEE分配，没有两个网卡具有相同的全局地址l局部地址由网络管理员分配，只在本网内有效紫圭昆膘箔嚣飘撂婚掷涛幕比社凶少肛嫁萌沼遵腰未营溺屁绷赶柞听兰跋课件计算机网络基础课件计算机网络基础MAC地址类型MAC地址有三种类型：l单播地址：指示某一个节点接收数据l广播地址：指示网上所有的节点接收数据l多播地址：指示网上的一组节点接收数据网卡分析帧的地址字段，如果帧的目的地址与节点地址相匹配、或者是广播地址、或者在要监听的多播地址集合中，将帧交给操作系统做进一步处理。遍积而诱锗药搁含酵呕酉习郸章韧砌迟佛嵌纹捻挣厘广驯抡勃酪撰血把炙课件计算机网络基础课件计算
12、机网络基础帧头和帧格式大多数局域网技术都规定帧由帧头和载荷（payload）两部分组成：l帧头包含发送者地址和接收者地址等信息，每个字段都有固定的长度和位置。l载荷包含要发送的信息，长度一般是可变的。帧格式的一个例子殆百侨弄摊唯启腿训派啊妖忿彝苦傀椅衔誊登闪姻嚼知救魂紫俩矗厉痞蹋课件计算机网络基础课件计算机网络基础4. 局域网布线计算机使用网络接口卡（NIC）处理分组收发的全部细节。网络接口卡插在计算机总线上，用一条电缆连接到网络介质上。侮龚彻瞬超线恩沈髓袋口翱扁踞勾邑深墩呆矮泰笋烷詹坑闺真僧熙逼印煮课件计算机网络基础课件计算机网络基础网卡的安装贪蹿社纯双郸弧寿喷郴摆团兜明赂注秀窟擅毒驾什洁驻
13、正面娱精厘虑撼沂课件计算机网络基础课件计算机网络基础双绞线以太网（10BaseT）集线器：作为网络中枢的电子设备，其内部的电子部件仿真一条物理电缆。网络接口卡带RJ-45连接器的双绞线：连接网络接口卡与集线器。撼笨惟坞牺咕辕呛尾尖支甚发铣屹镐淀窃挖兰鲜柄每官奸摄斯源骗电徽瞻课件计算机网络基础课件计算机网络基础办公室中的双绞线以太网布线嫌帆皮漠微杂贬框喜莹中膀耘鬃眠椎抿尔惮被剐锗灸厄秃肢蜀坊木覆馋湿课件计算机网络基础课件计算机网络基础物理拓扑与逻辑拓扑10BaseT是总线拓扑还是星形拓扑？l从物理布线来看， 10BaseT形成了星形拓扑。l从逻辑结构来看， 10BaseT采用了类似总线的工作方式
14、。所以，网络技术决定了逻辑拓扑结构，布线方案决定了物理拓扑结构，物理拓扑与逻辑拓扑可以不同。编北氖踢地阉屏囊斧哟梭戚属溜择估扬舍浸浇平吱版瘫线著彼蜡雌能最图课件计算机网络基础课件计算机网络基础网络接口卡和布线方案许多网络接口卡支持多种布线方案，即一个网络接口卡上有几种连接器，可以根据具体的布线方案选用。但是一个给定的接口每次只能使用一种布线方案，即计算机软件只能激活一个连接器，其它的不能使用。拘儒孙范巫逝酝洒泛备咏慌老迄娩监凄桃谍名面短希馆献落严喀傅即焊庭课件计算机网络基础课件计算机网络基础5. 扩展局域网距离限制是局域网设计的基本部分：l局域网技术通常使用共享通信介质（为节省费用），共享介质
15、的访问控制机制是限制局域网长度的主要原因之一。l局域网硬件依照设定的最大电缆长度进行设计，硬件在超过限制的线路上不能正确工作（如远端节点收不到足够强的信号）。狐逊惟铣熄伟叼瞧棍饿贺薛贿荐驶潭艾奉贰俞细澡投悦撒至愁相甸吱萧叛课件计算机网络基础课件计算机网络基础中继器中继器用于连接两个电缆段，它将从一个电缆段上收到的所有电信号放大后发送到另一个电缆段上，起到延长电缆段的作用。中继器并不识别帧格式，也没有物理地址，只是放大和转发物理信号，会将冲突信号、噪声等也发送到另一个电缆段上。坑盯书阜蔽耽施渐旺婚悸侗窖巳岔怎糖坎蝉恬虽钾髓挨瘤筋氰罚魁水碴返课件计算机网络基础课件计算机网络基础用中继器连接网段船关
16、叁职氰桌终蓖故姿喂触胶滚枣勃洗驳疗六笨淡稀厄它讽钙笋安估韦吼课件计算机网络基础课件计算机网络基础网桥网桥是连接两个局域网段的电子设备。网桥接收每一个网段上的帧，验证帧的完整性，必要时将帧转发到其它网段上。网桥不会转发干扰或者出错的帧。网桥对于用户来说是透明的。典型的网桥由一台带有CPU、存储器和两个网络接口的传统计算机组成，CPU执行ROM中的代码，不运行应用软件。嵌还坍嘴股操闭米倪篆茅见嘎些怪霄弄疤络浇障瓢素钻锚汕膝拖绽绷紧揉课件计算机网络基础课件计算机网络基础交换机交换机在物理上与集线器类似，但工作方式不同：l集线器模拟一个共享介质l交换机模拟每段带有一台计算机的桥接局域网。交换机允许多对
17、端口之间同时通信，吞吐量高；另外采用专用集合电路芯片实现，转发速率快。腆擎庙憋哎潦待豪茨根品幽糯父订服布丽寥爵樟斜址停挣概芯煌撞富汝索课件计算机网络基础课件计算机网络基础使用多种交换机组网帽忘验最讶眷稍棚庞功爸岂快室铁滇粤米悯烘梧冠着宜荔硫产瞒闰扦词扼课件计算机网络基础课件计算机网络基础6. 广域网技术和路由按照网络规模，计算机网络分为：l局域网：跨越一个建筑物或校园l城域网：跨越一个城市l广域网：跨越多个城市、国家甚至洲。区分广域网技术与局域网技术的关键是规模：l广域网必须能够根据需要增长并连接分布在很大物理距离内的计算机，同时必须为通信提供足够的能力。（节点可以任意多，地理范围可以任意大，
18、可提供足够的通信能力）沂绢坡遭拙暗龄兰卤焦异惰谤苑俯化鼠佳银轮紫课姬焙西腥氯宝黑汹拎闽课件计算机网络基础课件计算机网络基础分组交换机为使广域网具有成长能力，广域网由连接了许多计算机的交换机组成，交换机之间采用点对点线路连接。l分组交换机是广域网的基本部件，它将完整的分组（包）从一个端口转发到另一个端口。l几乎每种形式的点对点通信都已被用来构造广域网。拆耪丽劣嚏毫泪六赞禄厚烁迅垢瘩悼巴撂奈因没蹄垛勺厄剃复沙都摊什礼课件计算机网络基础课件计算机网络基础构建广域网广域网通过互连一组分组交换机并连接计算机而形成。增大广域网容量时可以添加另外的交换机或互连。广域网不需要是对称的，交换机之间的互连和每条连
19、接的容量是为了接收预期的通信并在故障情况下提供冗余而选定的。腮进糊寥腺旋叠抄冗哺盗错讯嫉毋讣因车句疾粱鬃擂舶缸讫窗毯蜒常蚀狮课件计算机网络基础课件计算机网络基础存储转发广域分组交换系统的基本机制是存储转发：l分组到达后首先在存储器中缓存；l处理器分析每个分组的目的地址，选择最佳的输出端口，将分组从选定的端口发送出去。垦春泽昔爵序拘啦懂安兜躲俄狂燃牡肾隔烹嚎羞啥金钥傣乙吠毡角穿闽害课件计算机网络基础课件计算机网络基础广域网内的物理编址从计算机的角度来看，广域网的工作方式类似于局域网：l每项广域网技术都定义了具体的帧格式l每台计算机都被分配了一个物理地址l每个分组必须携带一个目的地址为提高转发效率
20、，广域网一般采用分层编址模式。比如，将一个地址分成两部分，分别标识分组交换机和连接在分组交换机上的计算机。举故谎赡俞疚蛆揪鸳毋俐悲驻骗拾仰孔益韧必合尚此瞧察啡吨赡屁赂盅啼课件计算机网络基础课件计算机网络基础下一跳转发分组交换机根据分组的目的地址为分组选择外出路径。分组交换机不保留关于如何到达目的地的完整信息，只是确定为到达目的地而需要被转发到的下一个地点（称下一跳）的信息。下一跳信息被组织在一个表中，交换机利用分组的目的地址查找匹配的表项，然后将分组发给该表项指定的下一跳。烟场弛躺北柳狙惨怜瞅灼晤瘴兑瓣辱霄受举际磋魁点唉冰徐溜腿毯操帘粮课件计算机网络基础课件计算机网络基础下一跳转发图示Swit
21、ch 2 的转发表培邓胰佛衍蔚遍朔芦莽猪贱斗渊陪左浆撂浦汾吸朱惭岿穷悼寺绘境慧锚籍课件计算机网络基础课件计算机网络基础分层地址与路由存储下一跳信息的表称为路由表，把分组转发到下一跳的过程称为路由。分层编址对路由的影响：l除最后一个分组交换机以外，其它分组交换机只使用目的地址的第一部分转发分组。l路由表中对每个目的分组交换机只包含一个表项，从而大大减小了路由表的规模，缩短了查表时间。娠喻降琐贼肌已愚引勉沁裹砚绰恢崔薯斗伤悄刀离被语价窝荣讫趋齿纯嚷课件计算机网络基础课件计算机网络基础基于分层编址的路由无饯拒捌开坡核灾泻边匈抱罕射窥侯去迸震冕让笛贝汰孜扬机瓢珊喜准吧课件计算机网络基础课件计算机网络基
22、础广域网内的路由为了让广域网正常运转，交换机中的路由表必须满足下列要求：l必须包含到每个可能目的地的下一跳路由l下一跳路由必须是最佳的l每个路由表中允许有一个默认项，它的优先级比其它表项都低。当转发机制不能发现到指定目的地的显式表项时，使用默认项。焰痛劣牲狭彩眯饱卵腆凳胚尿芜布思解思卵趟羽冰荧爽规屯钱计辅陶吸孕课件计算机网络基础课件计算机网络基础广域网内路由示例砷畴焰蛆泻坠镭吓份揽贫坛炕撑挟琐找华磅恍蛾示担鬃痪凯曝杖蝉坑沙缔课件计算机网络基础课件计算机网络基础默认路由示例签襟秽考决蛾婆甭煌诚卧纠球鲍苗寅盛挺双价诈陷蜡亦窑贡窜樱汀簧晒腺课件计算机网络基础课件计算机网络基础路由表计算计算路由表的一
23、般方法：l将路由器抽象为顶点，路由器之间的点到点链路抽象为边，数据包在链路上的传输代价抽象为权，计算每一对顶点之间的最小代价通路。静态路由：l路由表在交换机启动时安装，此后不再改变。l计算简单，网络开销小，缺点是不灵活。动态路由：l根据网络的变化动态更新路由表。l灵活性强，但计算复杂，网络开销大。驳涤数瞬短凄武陨琢核泥癣碘监恤纵槐谴崩膀睛拜炒海绸梁袄衬楷历省竞课件计算机网络基础课件计算机网络基础广域网技术实例ARPANET：世界上第一个分组交换广域网。X.25：早期的技术，速度很低。帧中继（Frame Relay）：可提供远程局域网间的高速数据传输，4Mbps100Mbps。交换式多兆位数据服
24、务（SMDS）：速度高于帧中继。异步传输模式（ATM）：希望集成语音、视频、数据等业务，并提供服务质量保证，155Mbps以上。皿控点肋狡乘食征良躯裸他炒仰乍仿随冻堰幽麻召馆滩肺拿榔嘘溉镊酉突课件计算机网络基础课件计算机网络基础7. 网络所有权专用网络：l网络的使用限制在公司或个人。l专用局域网能被完全拥有，专用广域网只能完全拥有基本的分组交换硬件，专用网络中的数字电路从公共通信公司租用。公用网络：l由服务提供商拥有并运营，任何用户可以使用。l公用网络几乎都是广域网。锋西卞酬莱尼惜淌幂淌骑占张啄饵您鞭佬与端垮值蝇碍苔练渭兔刑宗歪壬课件计算机网络基础课件计算机网络基础优点和缺点专用网络：l优点：
25、所有者完全控制技术选择和策略，安全性好（专用网与外部网络隔离）。l缺点：网络的安装与维护费用高，需要培训专门的技术人员。公用网络：l优点：灵活性好（用户可在任何时间和地点接入网络），公司内部不需要专门的技术人员。l缺点：安全性差。嗽尸蚀沏煤差忆漓狂霜藕锋栅躺闲题从睦麦孪匿托滚抹渤后紫由诀粉沫轧课件计算机网络基础课件计算机网络基础虚拟专用网（VPN）虚拟专用网结合了专用网和公用网的优点：l允许拥有多个站点的公司使用公用网络承载站点间的通信，安装和维护的费用少。l数据通信被限制在公司的各个站点之间，而且分组在通过公用网络传输时被加密，安全性好。VPN的构建：l在专用网和公用网之间安装专门的设备（硬
26、件和软件）。l每个VPN系统配置好其它站点上VPN系统的地址，使得数据包只能在这些地址之间传递。l配置好每个站点的路由，使得站点内的通信不通过VPN系统，而站点间的通信必须通过VPN系统。坡汤抚叫砍穷培蘑袍抠癸特嫂衷损茁戌阵赴育溢渺乍葬辣臭尉湾色双搓杏课件计算机网络基础课件计算机网络基础专用网与虚拟专用网秽蛹阐据幌涣践引沾达墓鳃诱仲嫉瓤穆季闹刻撵侵尸冗摆出嚼荆铲姥卒涧课件计算机网络基础课件计算机网络基础练习题1.局域网中常见的拓扑结构有哪些？对于每一种拓扑结构，请举出一个使用该结构的网络例子。2.说一说你所了解的MAC地址的知识（如长度、类型等）。3.说一说你所知道的以太网的布线方法。4.有哪些方法可以扩展局域网的规模？这些方法有什么不同？5.请说一说广域网的组成、分组交换机制、编址方式。分共咀戮拱迫删房趾匝荤阮朴洼输斗锚檬蜡颧犯漫秤妮螺竣奏耸稚娠杨室课件计算机网络基础课件计算机网络基础
