[计算机硬件及网络]2011-9《网络基础》教案打印版.doc

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1、任务1.1认识数据通信系统授课时间:2010年9月16日星期四(第1次)授课班级:10级网络技术、网络管理、电子商务授课学时:4学时教学目的:1. 了解数字通信系统基本模型2. 了解基本数据传输技术教学重点:1. 数据通信系统模型2. 数据传输方式3. 数据传输技术4. 数据编码技术5. 多路复用技术6. 同步异步传输教学难点:1. 基本名词:信道、传输率、带宽、信道容量、误码率2. 数字数据的数字信号编码、数字数据的模拟信号编码3. 多路复用技术教学方法:1. 理论讲解2. 小组讨论3. 多媒体演示4. 项目驱动实训条件:1. 已经联网并能正常运行的计算机2. 安装visio或亿图教学步骤:

2、1. 任务分析2. 小组讨论3. 启发引导4. 现场教学(讲解或演示)5. 模仿演练6. 总结评价作业:1. 习题1、2、3直接在教材上完成2. 习题4写在作业本上3. 绘制拓扑图的电子文档上交到作业服务器,文件命名方式为:学号+姓名(例如:0931003101丛振龙)小结:(教学效果、存在问题及改进方法)学生基础较差,学习主动性不够。对数字数据的编码掌握一般三个班级中,网络管理掌握较好、网络技术一般、电子商务相对差点(预科上来的学生纪律较差)。作业比较认真,存在抄袭现象1.1.1相关知识通信(communication):指信息或消息的传输与交换。即利用电波、光波等信号来传送文字、语言、图象

3、、数据等。消息(message):有待于传输的语言、图像、文字、数据等。前者为连续消息,后者为离散消息,均具有不确定性。信息(information):消息中所包含的人们原来不知而待知的内容,即有意义的内容,是通信系统的传输对象。不同形式的消息可以包含相同的信息。信号(signal):与消息(信息)相对应的电量,是消息(信息)的物质载体。通信的根本目的是传输代表消息(信息)的信号,即研究信号的传输问题。通信系统(communicationsystem):实现信息传递所需的一切设备和传输媒介的总和。数字通信系统通信系统的一般模型如图1-1所示,由发送端(信源和发送设备)、信道和接收端(接收设备和

4、信宿)三部分组成。图1-1通信系统的一般模型信源(informationsource):消息的产生地,其作用是把各种消息转换成原始电信号,称为消息信号或基带信号。信源分为模拟信源和数字信源。发送设备(sendequipment):其作用是将信源和信道匹配起来,即将信源产生的消息信号变换成适合在信道中传输的信号。其变换主要包括调制和编码。信道(channel):又称为传输媒介(transmissionmedium),是传输信号的通道,即传输信号的物理媒质。分为无线和有线两类。噪声源(noisesource):信道中自身存在的噪声和分散在通信系统各处噪声的集中表示,影响通信质量。接收设备(rece

5、ivingequipment):其作用是完成发送设备的反变换,即解调和解码等,其主要任务是从带有干扰的接收信号中正确恢复出相应的原始基带信号。信宿(destination):传输信息的归宿点,其作用是将复原后的原始信号转换成相应的消息。(1) 数据与信号数据有模拟数据和数字数据;信号有模拟信号和数字信号。(2) 信道(3) 主要技术指标 数据传输速率(DataTransferRate)数据传输速率在数值上,等于每秒钟传输构成数据代码的二进制比特数,单位为比特/秒,记做bps。常用的数据传输速率单位有:Kbps、Mbps、Gbps与Tb/s 带宽(BandWidth)信道可以不失真地传输信号的频

6、率范围,即最高频率与最低频率的差值,单位是赫兹(Hz)。例如:人的声音频率范围20-20000Hz,则带宽为20000Hz-20Hz。 信道容量(channelcapacity)信道在单位时间内可以传输的最大信号量,表示信道的传输能力。信道容量有时也表示为单位时间内可传输的二进制位的位数(称信道的数据传输速率,位速率),以位/秒(b/s)形式予以表示,简记为bps。 误码率(BER:biterrorratio)衡量数据在规定时间内数据传输精确性的指标。误码率=传输中的误码/所传输的总码数*100%。计算机网络通信系统中,误码率要求低于10-9。数据传输方式(1) 单工(SimplexCommu

7、nication)单工通信:消息只能单方向传输的工作方式,因此只占用一个信道。如广播、遥测、遥控、无线寻呼等。(2) 半双工(half-duplextransmissionmode)通信双方都能收发消息,但不能同时进行收和发。如使用同一载频的对讲机等。(3) 全双工(full-duplextransmissionmode)全双工通信:通信双方可以同时进行收发消息的工作方式。一般情况下全双工通信的信道必须是双向信道。如普通电话、手机等。图1-2数据传输方式数据传输技术(1) 基带传输基带传输是指在线路上直接传输基带信号或略加整形后进行的传输。基带是原始信号所占用的基本频带,当终端把数字信息转换为

8、适合于传送的电信号时,这个电信号所固有的频带即为基带。数字信号的基带传输就是以原来的“0”和“1”的形式直接用数字信号在信道上传输。这是一种最简单的传输方式,一般在微机通信中采用。(2) 频带传输当进行远距离通信时,往往将数字数据转换成模拟信号后传输,在接收端再进行信号的恢复,当调制成频率信号的频率范围在音频范围(200Hz3.4kHz)内时,这种传输方式称为频带传输。(3) 宽带传输通过借助频带传输,可以将链路容量分解成两个或更多的信道,每个信道可以携带不同的信号,这就是宽带传输。数据编码技术(1) 数字数据的数据信号编码 不归零编码(NRZ:NonReturntoZero):通常数字信号用

9、两种不同的电平脉冲序列来表示,如是正逻辑,高电平为“1”,低电平为“0”。这种编码方式称为不归零编码。 曼彻斯特编码从高电乎跳到低电平为“l”,从低电平跳到高电平为“0”。 差分曼彻斯特编码而在微分曼彻斯特编码中是以每位数据位的开始是否有跳变来表示这位数据是“1”还是“0”。通常,无跳变表示“1”,有跳变表示“0图1-3数字数据的数字信号编码(2) 数字数据的模拟信号编码 调幅方式ASK(AmplitudeShiftKeying)也称为移幅键控法,它是用固定频率的正弦信号的两种不同幅度来表示二进制数的“1”和“0”。通常对“l”信号,调制器送出一幅度恒定的固定频率的模拟信号;而对于“0”,输出

10、幅度为0的信号,调幅制方式的特点:实现容易,设备简单,但抗干扰能力差。 调频方式FSK(FrequencyShiftKeying)也称移频键控法,它是用载波信号的两种不同的频率来表示二进制数的“1”和“0”。一般用载波频率附近的两个不同频率表示两个二进制的值。在有些情况下,用振幅恒定载波的存在与否来表示两个二进制字。调频方式的特点:实现简单,抗干扰能力优于调幅方式,广泛应用于高频的无线电传输,甚至也能用于较高频率的局域网络。 调相方式PSK(PhaseShiftKeying)即移相键控法,它是用载波信号的不同相位来表示二进制数。根据确定相位参考点的不同,调相方式可分为绝对调相和相对调相(或差分

11、调相)。绝对调相是以未调载波信号的相位作为参考点,如已调载波信号的相位与参考点一致则为二进制数“l”,如相位差180o则为“0”。相对调相是以前一位数据的已调载波信号的相位为参考点,如与前一位的相位一致则为二进制数“l”,如相差180o则为“0”。图1-4数字数据的模拟信号编码多路复用技术多路复用技术就是把许多信号在单一的传输线路上用单一的传输设备来进行传输。采用多路复用技术能把多个信号组合起来在一条物理电缆上进行传输,可大大节省电缆的安装和维护费用。图1-5多路复用原理(1) 频分多路复用(FDM)在物理信道能提供比单个原始信号宽得多的带宽的情况下,就可将该物理信道的总带宽分割成若干与传输的

12、当个信号带宽相同(或略为宽一点)的子信道来传输一路信号,这就是频分多路复用。多路的原始信号在频分复用前,首先要通过频谱搬移技术,将各路信号的频谱搬移到物理通频谱的不同段上,这可以通过频率调制时采用不同的载波来实现图1-6频分多路复用原理图1-7PSTN(公用交换电话网)采用FDM技术(2) 时分多路复用(TDM)时分多路复用就是将一条物理的传输线路按时间分成若干时间片,轮换地为多个信号使用。每一时间片由复用的一个信号占用,而不像FDM那样,同一时间同时发送个路信号。图1-8时分多路复用原理(3) 波分多路复用(WDM)波分多路复用实质上就是在光信道上采用的一种频分多路复用的变种。不同的信源使用

13、不同波长的光波来传播数据,各路光波经过一个棱镜衍光栅合成一个光束在光纤干道上传输,在接受端利用相同的设备将各路光波分开。图1-9波分多路复用原理同步传输和异步传输同步是指接收端要按照发送端所发送的每个数据的起止时间和重复频率来接收数据,既收发双方在时间上必须一致。数据传输的同步方式有异步传输与同步传输两种。(1) 异步传输异步传输是以字符为单位的数据传输。每个字符都要附加1位起始位和l位停止位以标记一个字符的开始和结束。此外,还要附加1位寄偶校验位,可以选择奇校验或偶校验方式对该字符实施简单的差错控制。起始位对应于二进制值“0”,以低电平表示,占用1位宽度。停止位对应于二进制值“1”,以高电平

14、表示,占用12位宽度。一个字符占用58位。图1-10异步传输数据格式(2) 同步传输同步传输是以数据块为单位的数据传输。每个数据块的头部和尾部都要附加一个特殊的字符或比特序列,标记一个数据块的开始和结束,一般还要附加一个校验序列(如16位或32位CRC校验码),以便对数据块进行差错控制。图1-11同步传输的数据格式81任务1.2认识计算机网络授课时间:2010年9月23日星期四(第3次)授课班级:10级网络技术、网络管理、电子商务授课学时:4学时教学目的:1. 了解计算机网络的发展和应用2. 了解计算机网络软硬件组成3. 认识计算机网络中常用设备教学重点:1. 计算机网络的定义2. 计算机网络

15、的功能3. 计算机网络的组成4. 计算机网络的分类教学难点:1. 计算机网络的定义2. 计算机网络的组成教学方法:1. 理论讲解2. 小组讨论3. 多媒体演示4. 项目驱动实训条件:1. 已经联网并能正常运行的计算机2. 安装visio或亿图教学步骤:1. 任务分析2. 小组讨论3. 启发引导4. 现场教学(讲解或演示)5. 模仿演练6. 总结评价作业:1. 习题1、2、3直接在教材上完成2. 习题4写在作业本上3. 绘制拓扑图的电子文档上交到作业服务器,文件命名方式为:学号+姓名(例如:0931003101丛振龙)小结:(教学效果、存在问题及改进方法)1.2.1相关知识1. 计算机网络的产生

16、和发展(1) 第一代计算机网络该系统又称终端计算机网络,是早期计算机网络的主要形式。它将一台计算机经通信线路与若干终端直接相连,首次实现了计算机技术与通信技术的结合。面向终端的计算机网络是以单个计算机为中心的远程联机系统,终端不具备自主处理功能,多台终端共享一台主机资源。1-12面向中端的计算机系统(2) 第二代计算机网络多台具有独立处理能力的主机通过通信线路互联起来为用户提供服务,它们之间不存在主从关系。(3) 第三代计算机网络第三代开放式标准化网络,它具有统一的网络体系结构,遵循国际标准化协议。OSI参考模型:国际标准化组织ISO制定颁布了一个称为开放系统互连基本参考模型的国际标准ISO7

17、982,遵守这种模型的网络系统可以互连通信,ISO模型已被国际社会公认为计算机网络体系结构的基础。(4) 第四代计算机网络高速互联网络2. 计算机网络的定义计算机网络是将地理位置不同,且有独立功能的多个计算机系统利用通信设备和线路互相连接起来,且以功能完善的网络软件(包括网络通信协议、网络操作系统等)实现网络资源共享的系统。计算机网络涉及到以下几个问题:n 连接介质n 通信协议n 网络连接设备n 网络管理软件n 网络管理员:3. 计算机网络的功能(1) 数据通信(2) 资源共享n 硬件资源共享n 软件资源共享(3) 提高可靠性(4) 分布式处理(负载均衡、云处理技术)(5) 集中处理4. 计算

18、机网络组成(1) 通信子网和资源子网通信子网:通信子网由通信控制处理机(CCP)、通信线路与其他通信设备组成,负责完成网络数据传输、转发等通信处理任务。资源子网:资源子网由主机系统、终端、终端控制器、连网外设、各种软件资源与信息资源组成。资源子网实现全网的面向应用的数据处理和网络资源共享,它由各种硬件和软件组成。(2) 网络硬件和网络软件 网络硬件网络服务器、网络工作站、传输介质和网络设备等。 网络软件网络操作系统、网路协议、通信控制软件和管理软件等5. 计算机网络的分类表1-1计算机网络的分类分类标准分类名称覆盖范围管理方法网络操作系统网络协议网络拓扑交换方式传输介质通信传播方式LAN、MA

19、N、WANC/S、peer-to-peerWindiows、UNIX、LinuxNetBEUI、IPX/SPX、TCP/IP总线型、星型、环型线路交换、报文交换、分组交换有线网络、无线网络广播式网络、点到点网络任务1.3绘制网络拓扑图授课时间:2010年9月16日星期四(第4次)授课班级:10级网络技术、网络管理、电子商务授课学时:4学时教学目的:1. 掌握常见网络拓扑结构2. 掌握使用visio绘制网络拓扑图教学重点:1. 网络拓扑结构2. Visio应用教学难点:1. 使用visio绘制网络拓扑图教学方法:1. 多媒体演示2. 项目驱动实训条件:1. 已经联网并能正常运行的计算机2. 安装

20、visio或亿图教学步骤:1. 任务分析2. 小组讨论3. 启发引导4. 现场教学(讲解或演示)5. 模仿演练6. 总结评价作业:1. 习题1、2、3直接在教材上完成2. 习题4写在作业本上3. 绘制拓扑图的电子文档上交到作业服务器,文件命名方式为:学号+姓名(例如:0931003101丛振龙)小结:(教学效果、存在问题及改进方法)1.3.1相关知识拓扑这个名词是从几何学中借用来的.网络拓扑是网络形状,或者是它在物理上的连通性.构成网络的拓扑结构有很多种。网络拓扑结构是指用传输媒体互连各种设备的物理布局,就是用什么方式把网络中的计算机等设备连接起来。拓扑图给出网络服务器、工作站的网络配置和相互

21、间的连接,它的结构主要有总线结构、星型结构、环型结构、树型结构、网状结构等。1-13常用的网络拓扑结构总线形拓扑结构如图1-13(a)所示,其特点如下:n 总线形拓扑结构中只有一条双向通路,便于进行广播式传送信息;n 总线形拓扑结构属于分布式控制,无需中央处理器,故结构比较简单n 节点的增、删和位置的变动较容易,变动中不影响网络的正常运行,系统扩充性能好;n 节点的接口通常采用无源线路,系统可靠性高;n 设备少,价格低,安装使用方便;n 由于电气信号通路多,干扰较大,因此对信号的质量要求高。负载重时,线路的利用率较低。网上的信息延迟时间不确定,故障隔离和检测困难。星形结构使用中央交换单元以放射

22、状连接到网中的各个节点,如图1-13(b)所示。中央单元采用电路交换方式以建立所希望通信的两节点间专用的路径。通常用双绞线将节点与中央单元进行连接。其特点为:n 维护管理容易,重新配置灵活;n 故障隔离和检测容易;n 网络延迟时间短;n 各节点与中央交换单元直接连通,各节点之间通信必须经过中央单元转换;n 网络共享能力差;n 线路利用率低,中央单元负荷重。环形结构的信息传输线路构成一个封闭的环形,各节点通过中继器连入网内,各中继器间首尾相接,如图1-13(c)所示。信息单向沿环路逐点传送。其特点为:n 环形网中信息的流动方向是固定的,两个节点仅有一条通路,路径控制简单;n 有旁路设备,节点一旦

23、发生故障,系统自动旁路,可靠性高;n 信息要串行穿过多个节点,在网中节点过多时传输效率低,系统响应速度慢;n 由于环路封闭,扩充较难。树形结构是总线形结构的扩充形式,传输介质是不封闭的分支电缆。如图1-13(d)所示。它主要用于多个网络组成的分级结构中。其特点同总线形网。网状结构无严格的布点规定和形状,各节点之间有多条线路相连,如图1-13(e)所示。其特点如下:n 分布式网有较高的可靠性,当一条线路有故障时,不会影响整个系统工作;n 资源共享方便,网络响应时间短;n 由于节点与多个节点连接,故节点的路由选择和流量控制难度大,管理软件复杂;n 硬件成本高。广域网与局域网所使用的网络拓扑结构有所

24、不同,广域网多用分布式或树形结构,而局域网常使用总线形、环形、星形或树形结构。1.3.2使用visio(或亿图)绘制网络拓扑图任务2.1安装操作系统授课时间:2010年9月16日星期四(第1次)授课班级:10级网络技术、网络管理、电子商务授课学时:4学时教学目的:1. 理解网络体系结构2. 理解局域网体系结构及工作模式3. 掌握网络终端设备上安装操作系统教学重点:1. 网络体系结构(基本概念、OSI参考模型)2. 局域网体系结构3. IEEE802系列标准4. 局域网工作模式5. WinXP安装教学难点:1. OSI参考模型2. 局域网体系结构教学方法:5. 理论讲解6. 小组讨论7. 多媒体

25、演示8. 项目驱动实训条件:1. 已经联网并能正常运行的计算机2. 安装visio或亿图教学步骤:1. 任务分析2. 小组讨论3. 启发引导4. 现场教学(讲解或演示)5. 模仿演练6. 总结评价作业:1. 习题1、2、3直接在教材上完成2. 习题4写在作业本上3. 绘制拓扑图的电子文档上交到作业服务器,文件命名方式为:学号+姓名(例如:0931003101丛振龙)小结:(教学效果、存在问题及改进方法)2.2.1相关知识1. 网络体系结构体系结构是研究系统各部分组成及相互关系的技术科学。所谓网络体系就是为了完成计算机之间的通信合作,把每台计算几乎连的功能划分成有明确定义的层次,并固定了同层次的

26、进程通信的协议及相邻之间的接口及服务,将纸屑层次进程通讯的协议及相邻层的接口统称为网络体系结构。(1) 基本概念协议(protocol)协议是通信双方为了正确完成通信所规定的双方必须遵守的规则。协议的关键成分有:语法(Syntax):语法包括数据格式、编码及信号电平等。语义(Semantics):语义包括用于协调同步和差错处理的控制信息。定时(Timing):定时包括速度匹配和排序。层次(layer)为了减少协议设计的复杂性,大多数计算机网络将其功能划分为若干个层次(Layer),每一层都建立在它的下层之上。在网络分层体系结构中,每一层都有一些实体组成,实体既可以是软件实体(如一个进程),也可

27、以是软件实体(如智能输入/输出芯片)。不同的网络,其层的数量、各层的名字、内容和功能都不尽相同。然而,在所有的网络中,每一层的目的都是向它的上一层提供一定的服务,而把如何实现这一服务的细节对上一层加以屏蔽。在实际的数据通信时,数据不是从一台机器的第N层直接传到另一台机器的的第N层,而是把数据和控制信息交给它的下一层,直到最下层。最下层是物理介质,它进行实际的通信。见图2-1接口(Interface)每一对相邻层之间都有一个接口,通过接口下层向高层提供服务,服务在形式上是由一组服务原语来描述的,服务原语可以划分为如表2-1所示的4类。图2-2给出了一个5层的协议,说明了层、协议和接口的关系。图2

28、-1网络分层结构图2-2服务原语协议图表3.1服务原语网络体系结构(NetworkArchitecture)计算机网络的各层协议和层间接口的集合被称为网络体系结构。(2) ISO/OSI参考模型OSI/RM(OpenSystemsInterconnectionReferenceModel),即开放系统互连参考模型。OSI参考模型采用了七层体系结构如下:物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层。OSI/RM参考模型的提出:为了促进计算机网络的发展,国际标准化组织ISO于1977年成立了一个委员会,在现有网络的基础上,提出了不基于具体机型、操作系统或公司的网络体系结构,称为开放系

29、统互联模型(OSI参考,opensysteminterconnection)OSI的设计目的OSI模型的设计目的是成为一个所有销售商都能实现的开放网络模型,来克服使用众多私有网络模型所带来的困难和低效性。OSI划分层次的原则网络中各结点都有相同的层次不同结点相同层次具有相同的功能同一结点相邻层间通过接口通信每一层可以使用下层提供的服务,并向上层提供服务不同结点的同等层间通过协议来实现对等层间的通信OSI/RM分层结构对等层实体间通信时信息的流动过程对等层通信的实质:对等层实体之间虚拟通信;下层向上层提供服务;实际通信在最底层完成在发送方数据由最高层逐渐向下层传递,到接收方数据由最低层逐渐向高层

30、传递。协议数据单元PDUOSI参考模型中,对等层协议之间交换的信息单元统称为协议数据单元(PDU,ProtocolDataUnit)。而传输层及以下各层的PDU另外还有各自特定的名称: 传输层:数据段(Segment) 网络层:分组(数据包)(Packet) 数据链路层:数据帧(Frame) 物理层:比特(Bit)OSI的七层结构第一层:物理层(PhysicalLayer)规定通信设备的机械的、电气的、功能的和过程的特性,用以建立、维护和拆除物理链路连接。具体地讲,机械特性规定了网络连接时所需接插件的规格尺寸、引脚数量和排列情况等;电气特性规定了在物理连接上传输bit流时线路上信号电平的大小、

31、阻抗匹配、传输速率距离限制等;功能特性是指对各个信号先分配确切的信号含义,即定义了DTE和DCE之间各个线路的功能;过程特性定义了利用信号线进行bit流传输的一组操作规程,是指在物理连接的建立、维护、交换信息时,DTE和DCE双方在各电路上的动作系列。在这一层,数据的单位称为比特(bit)。属于物理层定义的典型规范代表包括:EIA/TIARS-232、EIA/TIARS-449、V.35、RJ-45等。物理层的主要功能:为数据端设备提供传送数据的通路,数据通路可以是一个物理媒体,也可以是多个物理媒体连接而成。一次完整的数据传输,包括激活物理连接,传送数据,终止物理连接。物理层的主要设备:中继器

32、、集线器。第二层:数据链路层(DataLinkLayer)在物理层提供比特流服务的基础上,建立相邻结点之间的数据链路,通过差错控制提供数据帧(Frame)在信道上无差错的传输,并进行各电路上的动作系列。数据链路层在不可靠的物理介质上提供可靠的传输。该层的作用包括:物理地址寻址、数据的成帧、流量控制、数据的检错、重发等。在这一层,数据的单位称为帧(frame)。数据链路层协议的代表包括:SDLC、HDLC、PPP、STP、帧中继等。链路层的主要功能:链路层是为网络层提供数据传送服务的,这种服务要依靠本层具备的功能来实现。链路层应具备如下功能: 链路连接的建立,拆除,分离。 帧定界和帧同步。 顺序

33、控制,指对帧的收发顺序的控制。 差错检测和恢复。还有链路标识,流量控制等等。数据链路层主要设备:二层交换机、网桥第三层是网络层(Networklayer)在计算机网络中进行通信的两个计算机之间可能会经过很多个数据链路,也可能还要经过很多通信子网。网络层的任务就是选择合适的网间路由和交换结点,确保数据及时传送。网络层将数据链路层提供的帧组成数据包,包中封装有网络层包头,其中含有逻辑地址信息-源站点和目的站点地址的网络地址。有关路由的一切事情都在第3层处理。地址解析和路由是3层的重要目的。网络层还可以实现拥塞控制、网际互连等功能。在这一层,数据的单位称为数据包(packet)。网络层协议的代表包括

34、:IP、IPX、OSPF等。网络层主要功能:网络层为建立网络连接和为上层提供服务,应具备以下主要功能: 路由选择和中继 激活,终止网络连接 在一条数据链路上复用多条网络连接,多采取分时复用技术 差错检测与恢复 排序,流量控制 服务选择 网络管理网络层主要设备:路由器第四层是传输层(Transportlayer)第4层的数据单元也称作数据包(packets)。但是,当你谈论TCP等具体的协议时又有特殊的叫法,TCP的数据单元称为段(segments)而UDP协议的数据单元称为“数据报(datagrams)”。这个层负责获取全部信息,因此,它必须跟踪数据单元碎片、乱序到达的数据包和其它在传输过程中

35、可能发生的危险。第4层为上层提供端到端(最终用户到最终用户)的透明的、可靠的数据传输服务。所谓透明的传输是指在通信过程中传输层对上层屏蔽了通信传输系统的具体细节。传输层协议的代表包括:TCP、UDP、SPX等。传输层是两台计算机经过网络进行数据通信时,第一个端到端的层次,具有缓冲作用。当网络层服务质量不能满足要求时,它将服务加以提高,以满足高层的要求;当网络层服务质量较好时,它只用很少的工作。传输层还可进行复用,即在一个网络连接上创建多个逻辑连接。传输层也称为运输层。传输层只存在于端开放系统中,是介于低3层通信子网系统和高3层之间的一层,但是很重要的一层.因为它是源端到目的端对数据传送进行控制

36、从低到高的最后一层。有一个既存事实,即世界上各种通信子网在性能上存在着很大差异.例如电话交换网,分组交换网,公用数据交换网,局域网等通信子网都可互连,但它们提供的吞吐量,传输速率,数据延迟通信费用各不相同。对于会话层来说,却要求有一性能恒定的界面。传输层就承担了这一功能。它采用分流/合流,复用/介复用技术来调节上述通信子网的差异,使会话层感受不到。此外传输层还要具备差错恢复,流量控制等功能,以此对会话层屏蔽通信子网在这些方面的细节与差异。传输层面对的数据对象已不是网络地址和主机地址,而是和会话层的界面端口。上述功能的最终目的是为会话提供可靠的,无误的数据传输。传输层的服务一般要经历传输连接建立

37、阶段,数据传送阶段,传输连接释放阶段3个阶段才算完成一个完整的服务过程。而在数据传送阶段又分为一般数据传送和加速数据传送两种。传输层服务分成5种类型。基本可以满足对传送质量,传送速度,传送费用的各种不同需要。第五层是会话层(Sessionlayer)这一层也可以称为会晤层或对话层,在会话层及以上的高层次中,数据传送的单位不再另外命名,统称为报文。会话层不参与具体的传输,它提供包括访问验证和会话管理在内的建立和维护应用之间通信的机制。如服务器验证用户登录便是由会话层完成的。会话层提供的服务可使应用建立和维持会话,并能使会话获得同步。会话层使用校验点可使通信会话在通信失效时从校验点继续恢复通信。这

38、种能力对于传送大的文件极为重要。会话层,表示层,应用层构成开放系统的高3层,面对应用进程提供分布处理,对话管理,信息表示,恢复最后的差错等.会话层同样要担负应用进程服务要求,而运输层不能完成的那部分工作,给运输层功能差距以弥补.主要的功能是对话管理,数据流同步和重新同步。要完成这些功能,需要由大量的服务单元功能组合,已经制定的功能单元已有几十种。会话层主要功能:为会话实体间建立连接。第六层是表示层(Presentationlayer)这一层主要解决用户信息的语法表示问题。它将欲交换的数据从适合于某一用户的抽象语法,转换为适合于OSI系统内部使用的传送语法。即提供格式化的表示和转换数据服务。数据

39、的压缩和解压缩,加密和解密等工作都由表示层负责。例如图像格式的显示,就是由位于表示层的协议来支持。第七层应用层(Applicationlayer)应用层为操作系统或网络应用程序提供访问网络服务的接口。应用层协议的代表包括:Telnet、FTP、HTTP、SNMP等。图2-32. 局域网体系结构局域网有两个特点: 传输介质是共享的,不存在中间节点和交换的问题,因而不需要路由; 数据以帧寻址方式工作。在IEEE802局域网(LAN)标准中,只定义了物理层和数据链路层两层,并根据LAN的特点,把数据链路层分成逻辑链路控制LLC(LogicalLinkControl)子层和介质访问控制MAC(Medi

40、umAccessControl)子层;还加强了数据链路层的功能,把网络层中的寻址、排序、流控和差错控制等功能放在LLC子层来实现。图2-4为LAN协议的层次以及与OSI/RM参考模型的对应关系。图2-4物理层和OSI物理层的功能一样,主要处理在物理链路上发送、传递和接收非结构化的比特流,包括对带宽的频道分配和对基带的信号调制、建立、维持、撤消物理链路,处理机械的、电气的和过程的特性。其特点是可以采用一些特殊的通信媒体,在信息组成的格式上可以有多种。介质访问控制层MAC主要功能是控制对传输介质的访问,MAC与网络的具体拓扑方式以及传输介质的类型有关,主要是介质的访问控制和对信道资源的分配。MAC

41、层还实现帧的寻址和识别,完成帧检测序列产生和检验等功能。逻辑链路控制层LLC可提供两种控制类型,即面向连接服务和非连接服务。其中,面向连接服务能够提供可靠的信道。逻辑链路控制层提供的主要功能是数据帧的封装和拆除,为高层提供网络服务的逻辑接口,能够实现差错控制和流量控制任务2.2安装网卡2.2.1相关知识1. 介质访问控制(1) CSMA/CD载波监听多路访问CSMA的技术,也称做无听后说LBT(ListemBeforeTalk)。要传输数据的站点首先对媒体上有无载波进行监听,以确定是否有别的站点在传输数据。如果媒体空闲,该站点便可传输数据;否则,该站点将避让一段时间后再做尝试。这就需要有一种退

42、避算法来决定避让的时间,常用的退避算法有非坚持、1坚持、P坚持三种。以太网的冲突域冲突域(collisiondomain),所有直接连接在一起的,而且必须竞争以太网总线的节点都可以认为是处在同一个冲突域中,说白了就是一次只有一个设备发送信息,其他的只能等待。以太网的MAC地址MAC地址也叫硬件地址,是由48比特长(6字节),16进制的数字组成.0-23位叫做组织唯一标志符(organizationallyunique,是识别LAN(局域网)节点的标识。24-47位是由厂家自己分配。其中第40位是组播地址标志位。以太网的MAC帧格式任务2.3网络协议的安装2.3.1相关知识1. TCP/IP模型

43、TCP/IP模型TCPIP是Internet的基本协议,它是“传输控制协议互联网协议(TransmissionControlProtocolInternetProtocol)”的简称。网络层协议IP的服务质量无连接的(connectionless)和不可靠的(unreliable)。IP的功能 将上层数据(如TCP,UDP数据)或同层的其它数据(如ICMP数据)封装到IP数据报中。 将IP数据报传送到最终目的地。 为了使数据能够在链路层上进行传输,对数据进行分段。 确定数据报到达其它网络中的目的地的路径。IP数据报格式传输层协议任务3.1选择局域网组网技术3.1.1相关知识1. 传统以太网组网

44、技术10base5:是原始的以太网标准,使用直径10mm的50欧姆粗同轴电缆,总线拓扑结构,站点网卡的接口为DB-15连接器,通过AUI电缆,用MAU装置栓接到同轴电缆上,末端用50欧姆/1W的电阻端接(一端接在电气系统的地线上);每个网段允许有100个站点,每个网段最大允许距离为500m,网络直径为2500m,既可由5个500m长的网段和4个中继器组成。利用基带的10M传输速率,采用曼彻斯特编码传输数据。10Base2:是为降低10base5的安装成本和复杂性而设计的。使用廉价的R9-58型50欧姆细同轴电缆,总线拓扑结构,网卡通过T形接头连接到细同轴电缆上,末端连接50欧姆端接器;每个网段

45、允许30个站点,每个网段最大允许距离为185m,仍保持10Base5的4中继器/5网段设计能力,允许的最大网络直径为5x185=925m。利用基带的10M传输速率,采用曼彻斯特编码传输数据。与10base5相比,10Base2以太网更容易安装,更容易增加新站点,能大幅度降低费用。10base-T:是1990年通过的以太网物理层标准。10base-T使用两对非屏蔽双绞线,一对线发送数据,另一对线接收数据,用RJ-45模块作为端接器,星形拓扑结构,信号频率为20MHz,必须使用3类或更好的UTP电缆;布线按照EIA568标准,站点中继器和中继器中继器的最大距离为100m。保持了10base5的4中

46、继器/5网段的设计能力,使10base-T局域网的最大直径为500m。10Base-T的集线器和网卡每16秒就发出“滴答”(Hear-beat)脉冲,集线器和网卡都要监听此脉冲,收到“滴答”信号表示物理连接已建立,10base-T设备通过LED向网络管理员指示链路是否正常。双绞线以太网是以太网技术的主要进步之一,10base-T因为价格便宜、配置灵活和易于管理而流行起来,现在占整个以太网销售量的90%以上。10base-F:是使用光缆的以太网,使用双工光缆,一条光缆用于发送数据,另一条用于接收;使用ST连接器,星形拓扑结构;网络直径为2500m,定义了4种不同的规范:10Base-FL:是10base-F中使用最多的部分,只有10base-FL连接时,光缆链路段的长度可达到2000m,与FOIRL设备混用时,混合段的长度可达100

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