第二章-网络通信

计算机网络实用技术西南石油大学计算机科学学院-网络教研室第2页计算机网络实用技术第2章网络通信目录2.1通信平台2.2局域网、广域网和网际网络2.3协议2.4分层模型2.5网络编址第3页计算机网络实用技术通信要素使用许多不同的通信方式来交流数据信息三个共同的要素消息来源通道消息的目的地址传达消息网络传输的消息大小不一；若一次性传输大文件，对带宽和传输质量有什么影响？措施：分段–将通信划分为多个片段多路复用多个分段相互融合共享同一条传输媒体；增强网络通信效率分段为网络传输增加了复杂性；传达消息标识多个片段以便定向和重组.标识用于在片段到达时对其排序和重组网络的组成部分设备和介质是网络的物理要素，即硬件服务和过程是网络设备上运行的通信程序，即软件设备介质服务和过程终端设备及其在网络中的作用设备----终端设备：指一系列设备，或者为源、或者为目标，包括:计算机（工作站、笔记本电脑、文件服务器、Web服务器）网络打印机VoIP电话安全摄像头移动手持设备（如无线条码扫描仪、PDA）中间设备及其在网络中的作用网络接入设备（集线器、交换机和无线接入点）网间设备（路由器）通信服务器和调制解调器安全设备（防火墙）设备----中间设备：将每台主机连接到网络，并且可以将多个独立的网络连接成网际网络，包括:中间网络设备上运行的进程执行以下功能:•重新生成和重新传输数据信号•维护有关网络和网际网络中存在哪些通道的信息•将错误和通信故障通知其它设备•发生链路故障时按照备用路径转发数据•根据QoS优先级别分类和转发消息•根据安全设置允许或拒绝数据的通行中间设备及其在网络中的作用中间设备可控制数据的路径但并不会生成或更改数据的内容.网络介质传输介质的主要类型有线传输介质同轴电缆双绞线光纤无线传输介质卫星微波红外线第12页计算机网络实用技术常用的传输介质双绞线同轴电缆光纤电缆无线与卫星通信信道第13页计算机网络实用技术双绞线（twistedpair）由一对直径为1mm的绝缘铜线缠绕而成。减少线间的电磁干扰。有屏蔽与非屏蔽之分，均为8芯电缆，双绞线的类型由单位长度内的绞环数确定。Category3UTPCategory5UTP第14页计算机网络实用技术双绞线屏蔽双绞线STP非屏蔽双绞线UTP屏蔽层外皮STP双绞线UTP双绞线第15页计算机网络实用技术双绞线的类别EIA/TIA已颁布了六类(Category,简写为Cat)线缆的标准。其中：Cat1：适用于电话和低速数据通信；Cat2：适用于ISDN及T1/E1，支持16MHz的数据通信；Cat3：适用于10Base-T或100Mbps的100Base-T4，支持达20MHz的数据通信；Cat5：适用于100Mbps的100Base-TX和100Base-T4，支持高达100MHz的数据通信。Cat6：适用于1000Mbps的1000Base-TX，支持高达1000MHz的数据通信。第16页计算机网络实用技术双绞线的结构第17页计算机网络实用技术双绞线的颜色序号12345678颜色白橙橙白绿蓝白蓝绿白棕棕5类双绞线的线序直连网线Side1Side2Side112345678123456781=白/橙2=橙3=白/绿4=蓝5=白/蓝6=绿7=白/棕8=棕Side21=白/橙2=橙3=白/绿4=蓝5=白/蓝6=绿7=白/棕8=棕直通缆（标准568B）：两端线序一样，线序是：白橙，橙，白绿，蓝，白蓝，绿，白棕，棕。第19页计算机网络实用技术网线种类第19页Side1Side2Side1Side212345678123456781=白/橙2=橙3=白/绿4=蓝5=白/蓝6=绿7=白/棕8=棕1=白/绿2=绿3=白/橙4=蓝5=白/蓝6=橙7=白/棕8=棕交叉缆：一端为直通缆的线序，另一端为：白绿，绿，白橙，蓝，白蓝，橙，白棕，棕。交叉网线第20页计算机网络实用技术网络设备的定义和设备连接方式DTE类设备和DCE类设备同类设备间相连使用交叉线方式；异类设备间相连使用直通线方式。DTE（DataTerminalEquipment）数据终端设备，也就是具有一定的数据处理能力以及发送和接收数据能力的设备DCE（DataCircuit-terminatingEquipment）数据电路端设备，它在DTE和传输线路之间提供信号变换和编码的功能，并且负责建立、保持和释放数据链路的连接DTE类设备：PC、路由器、交换机级联口、HUB级联口DCE类设备：交换机普通口、HUB普通口第21页计算机网络实用技术设备连接方式主机路由器交换机普通口交换机级联口主机交叉交叉直连交叉路由器交叉交叉直连交叉交换机普通口直连直连交叉直连交换机级联口交叉交叉直连交叉同类设备间相连使用交叉线方式；异类设备间相连使用直通线方式。第22页计算机网络实用技术制作和测试双绞线(UTP)准备工具和材料连接UTP和RJ45接头制作和测试网线第22页UTP压线钳RJ45接头简易测线仪第23页计算机网络实用技术网线的制作准备工作：RJ45卡线钳一把水晶头双绞线制作步骤：共有四步，可以简单归纳为四个字：“剥”，“理”，“插”，“压”第24页计算机网络实用技术步骤一剥线剥线的长度约为20mm，不宜太长或太短第25页计算机网络实用技术步骤二理线按顺序整理平，保留约13mm长度，整齐切断。第26页计算机网络实用技术步骤三插线平行插入到水晶头顶端，以免触不到金属片第27页计算机网络实用技术步骤四压线压过的水晶头的金属脚比没压要低第28页计算机网络实用技术线缆检测发射器和接收器两端的灯同时亮为正常目录2.1通信平台2.2局域网、广域网和网际网络2.3协议2.4分层模型2.5网络编址第29页计算机网络实用技术网络分类不同作用范围的网络局域网LAN广域网WAN网际网络从网络的使用者进行分类公用网(publicnetwork)专用网(privatenetwork)第30页计算机网络实用技术局域网独立的网络通常覆盖一个地域，向位于同一个组织结构（如一个企业、园区或地区）内的人们提供服务和应用程序。这种类型的网络称为局域网(LAN)。第31页计算机网络实用技术LAN通常由一个组织管理。用于规范安全和访问控制策略的管理控制措施将在网络层执行。32Q:如何将终端系统连接到网络边缘的路由器?一种粗糙分类：住宅接入网络机构接入网络(学校,公司)无线接入网络注意:接入网络的带宽(bps)?共享/独占?接入网络33拨号线路上使用modem可达56Kbps直接接入边缘路由器(实际远小于该值,数字模拟调制解调)不能同时网上冲浪和拨打电话:不能一直在线ADSL:非对称数字用户线路（asymmetricdigitalsubscriberline）可达1Mbps上行速率(目前典型256kbps)可达8Mbps下行速率(目前典型1Mbps)FDM频分复用技术住宅接入网络:点对点接入34ADSLATU-CATU-CATU-RATU-C用户线电话分离器区域宽带网至ISP居民家庭基于ADSL的接入网端局或远端站DSLAM至本地电话局PSPS数字用户线接入复用器DSLAM(DSLAccessMultiplexer)接入端接单元ATU(AccessTerminationUnit)ATU-C（C代表端局CentralOffice）ATU-R（R代表远端Remote）电话分离器PS(POTSSplitter)35HFC:光纤/同轴电缆混合网(hybridfibercoax)非对称:可达2Mbps上行速率,30Mbps下行速率光纤/同轴电缆混网连接家庭住宅到ISP路由器各住宅共享到路由器之间的广播信道引起问题:拥塞,规模部署:可以通过广电公司提供该网络接入服务cablemodems（线缆调制解调器）36homecableheadendcabledistributionnetwork(simplified)CableNetworkArchitecture:Overview37公司/大学局域网localareanetwork(LAN)连接端系统到边缘路由器以太网Ethernet:共享（共享式以太网）或独占（交换式以太网）链路连接端系统和边缘路由器10Mbs,100Mbps,GigabitEthernet,10Gbps部署:机构、住宅局域网正在普及机构接入网络:localareanetworks(LAN)38共享的无线接入网络连接端系统到边缘路由器通过机站，即接入点“accesspoint”无线局域网wirelessLANs:802.11a/b(WiFi):2/11Mbps广域无线接入网wider-areawirelessaccess由电信运营商提供,均支持IPCDPD蜂窝式数字分组数据网络,几十KWAP/GPRSorCDMAinEurope3G~384kbps现在进行时APmobilehostsrouter无线移动接入网络广域网单个组织一般通过电信服务提供商网络租用连接。连接分布于不同地理位置的LAN的这些网络称为广域网(WAN)。第39页计算机网络实用技术网际网络由LAN和WAN组成网际网络。第40页计算机网络实用技术目录2.1通信平台2.2局域网、广域网和网际网络2.3协议2.4分层模型2.5网络编址第41页计算机网络实用技术用于规范通信的规则无论是面对面还是通过网络进行的所有通信都要遵守预先确定的规则，即协议!一个协议制定一套规则以两人面对面通信为例，如图所示：我们可以使用三个层来描述此活动。第43页计算机网络实用技术协议的要素网络协议的三要素语义（做什么）：用于解释比特流的每一部分的意义；在HDLC协议中，标志Flag(7EH)表示报文的开始和结束在BSC协议中，SOH(01H)表示报文的开始。STX(02H)表示报文正文的开始，ETX(03H)表示报文正文的结束语法（怎么做）：语法是用户数据与控制信息的结构与格式，以及数据出现的顺序的意义；时序（什么时候做）：事件实现顺序的详细说明。FlagAddressCtrlDataFCSSFlagHDLC第44页计算机网络实用技术关于协议要素的一个比喻信封的格式由语法来定义，而格式的含义由语义来规定。协议簇和行业标准标准：指已经受到网络行业认可，经过标准化组织批准的流程或协议.协议簇：网络中不同主机之间的成功通信需要在许多不同协议之间进行交互。执行某种通信功能所需的一组内在相关协议称为协议簇。这些协议通过加载到各台主机和网络设备中的软件和硬件执行。国际标准化组织（ISO）（定义了OSI标准）。电子电器工程师协会（IEEE）（定义了大量LAN标准）。电子工业协会（EIA/TIA）（定义了网络连接线缆的标准，如RS-232，V.24等）。国际电信联盟（ITU）（定义了WAN标准。FR，X.25等）。INTERNET架构委员会（IAB）（制定RFC）因特网工程部InternetEngineeringTaskForce（IETF）（制定RFC）几个重要的标准化组织协议的交互协议簇在网络通信中的典型应用示例：Web服务器和Web浏览器之间的交互技术无关协议网络协议描述的是网络通信期间实现的功能。规定要做什么，而不规定如何完成！许多不同类型的设备可以使用相同的协议集通信.这是因为协议指定的是网络功能而非支持此功能的底层技术目录2.1通信平台2.2局域网、广域网和网际网络2.3协议2.4分层模型2.5网络编址第48页计算机网络实用技术OSIvs.TCP/IP参考模型使用分层模型的优点有助于协议设计，因为对于在特定层工作的协议而言，它们的工作方式及其与上下层之间的接口都已经确定促进竞争，因为可以同时使用不同厂商的产品。避免一个协议层的技术或功能变化