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网络的定义、组成和分类(GYzD0050l001)【模块描述】本模块介绍网络定义、组成和分类等基础知识。通过概念讲解，掌握计算机网络的定义、组成和分类以及网络协议的定义，熟悉常用的网络协议。网络基础知识【正文】一、网络产生的过程在计算机网络出现的前期，计算机都是独立的设备，每台计算机独立工作，互不联系。计算机与通信技术的结合，对计算机系统的组织方式产生了深远的影响，使计算机之间的相互访问成为可能。、不同种类的计算机通过同种类型的通信协议(protoc01)相互通信，产生了计算机网络(computernetwork)。网络基础知识计算机网络，就是把分布在不同地理区域的计算机以及专门的外部设备利用通信线路互联成一个。规模大、功能强的网络系统，从而使众多的计算机可以方便地互相传递信息，共享信息资源。网络基础知识二、网络的分类由于连接介质的不同，通信协议的不同，计算机网络的种类划分方法名目繁多。但一般来讲，计算机网络可以按照它覆盖的地理范围，划分成局域网、城域网、广域网。网络基础知识1．局域网局域网是将小区域内的各种通信设备互联在一起所形成的网络，覆盖范围一般局限在房间、大楼或园区内。局域网的特点是距离短、延迟小、数据速率高、传输可靠。局域网络常用网络设备有：线缆(Cable)、网卡(NetworkInterfaceCard，NIc)、集线器(Hub)、交换机(Switch)、；路由器(Router)。网络基础知识2．城域网城域网是在一个城市范围内所建立的计算机通信网，简称MAN。这是20世纪80年代末，在LAN的发展基础上提出的，在技术上与L,AN有许多相似之处，而与广域网(WAN)区别较大。MAN的传输媒介主要采用光缆，传输速率在100Mbit／s以上。所有联网设备均通过专用连接装置与媒介相连，只是媒质访问控制在实现方法上与LAN不同。网络基础知识3．广域网广域网(WAN)连接地理范围较大，WAN的目的是为了让分布较远的各局域网互联。广域网常用设备有路由器(Router)、调制解调器(Modem)。网络基础知识【思考与练习】1．简述网络分类的方法。2．网络中存在哪些网路设备?网络基础知识模块2计算机网络体系结构(GYzD00501002)【模块描述】本模块介绍计算机网络体系结构。通过功能介绍，掌握OSI七层参考模型的层次划分以及各层的功能。网络基础知识OSI七层参考模型1．物理层物理层涉及在通信信道(channel)上传输的原始比特流，它实现传输数据所需要的机械、电气、功能特性及过程等手段。物理层涉及电压、电缆线、数据传输速率、接口等的定义。物理层的主要网络设备为中继器、集线器等。网络基础知识2．数据链路层数据链路层的主要任务是提供对物理层的控制，检测并纠正可能出现的错误，使之对网络层显现一条无错线路，并且进行流量调控(可选)。流量调控可以在数据链路层实现，也可以由传输层实现。数据链路层与物理地址、网络拓扑、线缆规划、错误校验、流量控制等有关。数据链路层主要设备为以太网交换机。网络基础知识3．网络层网络层检查网络拓扑，以决定传输报文的最佳路由，其关键问题是确定数据包从源端到目的端如何选择路由。网络层通过路由选择协议来计算路由。存在于网络层的设备主要有路由器、三层交换机等。网络基础知识4．传输层传输层的基本功能是从会话层接受数据，并且在必要的时候把它分成较小的单元，传递给网络层，并确保到达对方的各段信息正确无误。传输层建立、维护虚电路，进行差错校验和流量控制。网络基础知识5．会话层会话层允许不同机器上的用户建立、管理和终止应用程序间的会话关系，在协调不同应用程序之间的通信时要涉及会话层，该层使每个应用程序知道其他应用程序的状态。同时，会话层也提供双工(duplex)协商、会话同步等。网络基础知识6．表示层表示层关注所传输的信息的语法和意义，它把来自应用层与计算机有关的数据格式处理成与计算机无关的格式，以保障对端设备能够准确无误地理解发送端数据。同时，表示层也负责数据加密等。网络基础知识7．应用层应用层是OSI参考模型最靠近用户的一层，为应用程序提供网络服务。应用层识别并验证目的通信方的可用性，使协同工作的应用程序之间同步。【思考与练习】1．简述OSI七层网络模型各层对应的网络协议。2．应用层是OSI网络模型的哪一层协议?网络基础知识模块3常见传输介质及网络接口(GYzD00501003)【模块描述】本模块介绍常见传输介质及网络接口。通过性能介绍，熟悉常用的传输介质和网络接口及其性能。网络基础知识【正文】一、常见的传输介质1．局域网常见线缆(1)双绞线(’Twistedpair)。由收发各由两条拧在一起并相互绝缘的铜线组成。两条线拧在一起可以减少线间的电磁干扰。双绞线最大有效传输距离是距集线器100m。(2)光纤。分为多模光纤和单模光纤，使用百兆多模光纤的时候，传输距离最大可到2km，使用单模光纤时最大可达160km。网络基础知识2．广域网常见线缆广域网常见线缆包括电缆和光纤。常见光纤接头如图GYZD00501003—1所示。二、常见的网络接口(1)局域网常见接口包括10Base-T、100Base-T、100Base-FX／FX、1000Base-lT、1000Base．SXA。X等。(2)广域网常见接口包括RS-232、V.24、V.35、BRI、CEl等。【思考与练习】1．如何识别区分单模与多模光纤?2．局域网常见接口有哪些?网络基础知识模块4MAc地址的概念(GYzD0050l004)【模块描述】本模块介绍MAC地址的概念。通过概念讲解，掌握MAC地址概念、作用及其组成。网络基础知识一、MAC地址概念MAC地址是指数据链路层物理地址，每块网卡在生产出来后，除了基本的功能外，都有一个唯一的编号标识自己。全世界所有的网卡都有自己的唯一标号，是不会重复的。当有数据发送时，源网络设备查询对端设备的：MAC地址，然后将数据发送过去。网络基础知识二、MAC地址组成MAC地址通常存在于一个平面地址空间，没有清晰的地址层次，只适合于本网段主机的通信，．MAC地址是由48位二进制数组成的，如：通常分成6段，用十六进制表示就是类似00-D0-09-A1-D7-B7的一串字符。由于它的唯一性，因此就用它来标识网卡。网络基础知识【思考与练习】1．MAC地址使用二进制与十六进制分别如何表示?2．MAC地址是属于OSI模型中的哪一层?网络基础知识模块5IP地址的概念和分类(GYzD00501005)【模块描述】本模块介绍IP地址的概念和分类。通过概念讲解和图文结合，掌握IP地址的组成、分类和用途。网络基础知识【正文】一、IP地址的组成IP地址，又称逻辑地址，与MAC地址一样，IP地址也是独一无二的。每一台网络设备用口地址来唯一的标识。IP地址由32个二进制位组成，这些二进制数字被分为四个八位数组(octets)，又称为四个字节。网络基础知识由于IP地址有32个二进制位，在互联网络上，如果每一台三层网络设备，例如路由器，为了彼此通信，储存每一个节点的IP地址，可以想象路由器会有多么大的路由表，这对路由器来说是不可能的。为了减少路由器的路由表数目，更加有效地进行路由，清晰地区分各个网段，决定对IP地址采用结构化的分层方案。IP地址的结构化分层方案将IP地址分为网络部分和主机部分，区分网络部分和主机部分需要借助地址掩码(Mask)。网络部分位于IP地址掩码前面的连续二进制“1”位，主机部分是后面连续二进制“0”位。网络基础知识IP地址采用分层设计，这样，每一台第三层网络设备就不必储存每一台主机的IP地址，而是储存每一个网段的网络地址(网络地址代表了该网段内的所有主机)，大大减少了路由表条目，增加了路由的灵活性。网络基础知识IP地址的网络部分称为网络地址，网络地址用于唯一地标识一个网段，或者若干网段的聚合，同一网段中的网络设备有同样的网络地址。IP地址的主机部分称为主机地址，主机地址用于唯一的标识同一网段内的网络设备。例如：前面所述的A类IP地址：10．110．192．111，网络部分地址为10，主机部分地址为110．192．111。网络基础知识二、IP地址的区分及用途1．IP地址的区分最初互联网络设计者根据网络规模大小规定了地址类，把II)地址分为A、B、C、D、E五类，如图GYZD00501005—2所示。(1)A类IP地址。网络地址为第一个八位数组(octet)，第一个字节以“0”开始。因此，A类网络地址的有效位数为8-1=7(位)，A类地址的第一个字节为1～126之间(127留作它用)。例如10．1．1．1、126．2．4．78等为A类地址。A类地址的主机地址位数为后面的三个字节24位。A类地址的范围为1．0．0．0～126．255．255,255，每一个A类网络共有224个A类IP地址。网络基础知识(2)B类IP地址。网络地址为前两个八位数组(octet)，第一个字节以“10”开始。因此，B类网络地址的有效位数为16-2=14(位)，B类地址的第一个字节为128～191，例如128．1．1．1、168．2．4．78等为B类地址。B类地址的主机地址位数为后面的两个字节16位。B类地址的范围为128．0．0．0～191．255．255．255，每一个B类网络共有216个B类II)地址。网络基础知识(3)C类IP地址。网络地址为前三个八位数组(octet)，第一个字节以“110”开始。因此，C类网络地址的有效位数为24-3=2l(位)，C类地址的第一个字节为192～223，例如192．1．1．1、220．2．4．78等为C类地址。C类地址的主机地址部分为后面的一个字节8位。C类地址的范围为192．0．0．0～223．255．255．255，每一个C类网络共有28×256个C类IP地址。网络基础知识(4)D类地址。第一个8位数组以“1110”开头，因此，D类地址的第一个字节为224～239。D类地址通常作为组播地址。(5)E类地址。第一个字节为240～255，保留用于科学研究。网络基础知识2．IP地址的用途IP地址用于唯一地标识一台网络设备，但并不是每一个IP地址都是可用的。一些特殊的IP地址被用于各种各样的用途，不能用于标识网络设备。对于主机部分全为“0”的IP地址，称为网络地址，网络地址用来标识一个网段，例如，A类地址1．0．0．0，私有地址10．0．0．0、192．168．1．0等。对于主机部分全为“1”的IP地址，称为网段广播地址，广播地址用于标识一个网络的所有主机。例如：10．255．255．255、192．168．1．255等，路由器可以在10．0．0．0或者192．168．1．0等网段转发广播包。广播地址用于向本网段的所有节点发送数据包。网络基础知识对于网络部分为127的Ⅲ地址，例如127．0．0．1，往往用于环路测试目的。全“0”的IP地址0．0．0．0代表所有的主机，路由器用0．0,0~0地址指定默认路由。全“l”的IP地址255．255．255．255，也是广播地址，但255．255．255．255代表所有主机，用于向网络的所有节点发送数据包。这样的广播不能被路由器转发。网络基础知识3．可用的IP地址的计算实例例如：B类网段172．16．0．0，有16个主机位，因此有2№个IP地址，去掉一个网络地址172．16．0．0、一个广播地址172．16．255．255不能用作标识主机，那么共有(2№一2)个可用地址。C类网段192．168．1．0，有8个主机位，共有256个IP地址，去掉一个网络地址192．168．1．0、一个广播地址192．168．1．255，共有254个可用主机地址。现在，可以这样计算每一个网段可用主机地址：假定这个网段的主机部分位数为，?，那么可用的主机地址个数为(2”一2)个。网络基础知识【思考与练习】1．使用IP地址202．113．10．128／25划分4个大小相同的子网，每个子网能容纳30台主机，请写出子网掩码，各子网网络地址及可用的IP地址。