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1、第第3章控制网络基础章控制网络基础第1页，共43页，编辑于2022年，星期二3.1.1定义定义 计算机网络是指将地域分散且具有独立功能的多台计算机，通过通信计算机网络是指将地域分散且具有独立功能的多台计算机，通过通信线路和设备相互连接起来，以实现信息交换和资源共享的系统。线路和设备相互连接起来，以实现信息交换和资源共享的系统。3.1.2分类分类局局域域网网（LocalAreaNetwork，LAN）是是指指范范围围在在几几百百米米到到十十几几公公里里内内，办办公公楼楼群或校园内的计算机相互连接所构成的计算机网络。群或校园内的计算机相互连接所构成的计算机网络。城城域域网网（MetroPolita
2、nAreaNetwork，MAN）所所采采用用的的技技术术基基本本上上与与局局域域网网相相类类似似，城城域域网网既既可可以以覆覆盖盖相相距距不不远远的的几几栋栋办办公公楼楼，也也可可以以覆覆盖盖一一个个城城市。市。广广域域网网（WideAreaNetwork，WAN）通通常常跨跨接接很很大大的的物物理理范范围围，如如一一个个行行业业、一一个国家。广域网包含很多用来运行用户应用程序的机器集合。个国家。广域网包含很多用来运行用户应用程序的机器集合。3.1 计算机网算机网络第2页，共43页，编辑于2022年，星期二3.2.1控制网络的节点控制网络的节点 控控制制网网络络是是以以分分散散的的具具有有通
3、通信信能能力力的的测测量量控控制制设设备备作作为为网网络络节节点点，并并通通过过通通信信线线路相互连接起来，以实现信息交换，完成测量控制任务的网络系统。路相互连接起来，以实现信息交换，完成测量控制任务的网络系统。3.2 控制网控制网络第3页，共43页，编辑于2022年，星期二3.2.2控制网络的任务与环境控制网络的任务与环境1、实时性。、实时性。2、抗干扰能力。、抗干扰能力。3.2.3控制网络的实时性要求控制网络的实时性要求1、实时系统、实时系统2、硬硬实实时时系系统统要要求求实实时时任任务务必必须须在在规规定定的的时时限限完完成成，否否则会产生严重的后果。则会产生严重的后果。3、软软实实时时
4、系系统统实实时时任任务务在在超超过过截截止止期期后后的的一一定定时时限限内内系系统仍可正常运行。统仍可正常运行。第4页，共43页，编辑于2022年，星期二网网络络拓拓扑扑结结构构是是指指网网络络中中节节点点的的互互连连形形式式，常常见见拓拓扑扑为为环环形形、星星形形、总总线线形形、树形。树形。3.3.1环形拓扑环形拓扑 在环形拓扑中，通过网络节点的点对点链在环形拓扑中，通过网络节点的点对点链路的连接，构成一个封闭的环路。每个设备路的连接，构成一个封闭的环路。每个设备只与逻辑或空间上与它相连的设备连接，以只与逻辑或空间上与它相连的设备连接，以实现单向传输，且每个节点都应具有存取逻实现单向传输，且
5、每个节点都应具有存取逻辑和收发控制逻辑。特点：辑和收发控制逻辑。特点：(1)、不需要进行路径选择，控制比较简单。、不需要进行路径选择，控制比较简单。(2)、传输信息的延迟时间固定，有利于分布控制。、传输信息的延迟时间固定，有利于分布控制。(3)、环路上的每个节点均有机会获得网络控制权。、环路上的每个节点均有机会获得网络控制权。3.3 网网络拓扑拓扑第5页，共43页，编辑于2022年，星期二3.3.2星形拓扑星形拓扑在星形拓扑中，每个节点通过点对在星形拓扑中，每个节点通过点对点链接到中央节点，任何两节点间的点链接到中央节点，任何两节点间的通信均由中央节点控制，这种拓扑采通信均由中央节点控制，这种
6、拓扑采用集中式控制策略。特点：用集中式控制策略。特点：(1)、结构简单，易于管理。、结构简单，易于管理。(2)、控制简单，建网容易，通信功能简单。、控制简单，建网容易，通信功能简单。(3)、网络延迟时间小，传输误差较低。、网络延迟时间小，传输误差较低。(4)、中央节点是系统可靠工作的关键。、中央节点是系统可靠工作的关键。第6页，共43页，编辑于2022年，星期二3.3.3总线拓扑总线拓扑在总线型拓扑中，由一条主干电缆在总线型拓扑中，由一条主干电缆作为传输介质，各网络节点通过分支作为传输介质，各网络节点通过分支与总线相连。在总线传输中，任一时与总线相连。在总线传输中，任一时刻只允许一个节点发送信
7、息，故应由刻只允许一个节点发送信息，故应由介质存取访问控制方式决定总线的访介质存取访问控制方式决定总线的访问权。特点：问权。特点：(1)、较好的扩充性，网络节点增删容易。、较好的扩充性，网络节点增删容易。(2)、不需要中央控制器，有利于分布控制，可靠性高。、不需要中央控制器，有利于分布控制，可靠性高。(3)、多台设备共用一条总线，信道利用率高。、多台设备共用一条总线，信道利用率高。第7页，共43页，编辑于2022年，星期二3.3.4树形拓扑树形拓扑树形拓扑的传输介树形拓扑的传输介质是不封闭的分支电质是不封闭的分支电缆。将多个总线型或缆。将多个总线型或星形网连接在一起就星形网连接在一起就构成了树
8、形拓扑结构构成了树形拓扑结构，它非常适用于分主，它非常适用于分主次、分等级的层次型次、分等级的层次型管理系统。管理系统。第8页，共43页，编辑于2022年，星期二3.4 网网络的的传输介介质3.4.1双绞线双绞线1 1、物理特性、物理特性 它由按规则螺旋结构排列的它由按规则螺旋结构排列的2 2根或根或4 4根绝缘线组成。根绝缘线组成。2 2、传输特性、传输特性 适适用用于于语语音音信信号号的的模模拟拟传传输输，在在一一条条双双绞绞线线上上可可采采用用频频分分多多路路技技术术传传输输多多个个语音信号。语音信号。3 3、连通性、连通性 点对点、点对多点连接点对点、点对多点连接 4 4、地理范围、地
9、理范围 15Km15Km 5 5、抗抗干干扰扰性性 当当相相邻邻线线对对以以不不同同的的节节距距(扭扭绞绞长长度度)进进行行扭扭绞绞时时，可可减减少少由由于于相互感应而形成的干扰。误码率处于相互感应而形成的干扰。误码率处于1010-5-51010-6-6。第9页，共43页，编辑于2022年，星期二3.4.2同轴电缆同轴电缆 1 1、物理特性、物理特性 它由内导体、外屏蔽层、绝缘层及外部保护层组成。它由内导体、外屏蔽层、绝缘层及外部保护层组成。2 2、传输特性、传输特性 按按带带宽宽分分：基基带带同同轴轴电电缆缆和和宽宽带带同同轴轴电电缆缆，按按特特征征阻阻抗抗分分：5050（用用于于数数字字通
10、通信）和信）和7575（用作模拟传输系统，如有线电视系统（用作模拟传输系统，如有线电视系统CATVCATV中）欧姆。中）欧姆。3 3、连通性、连通性 点对点、点对多点连接点对点、点对多点连接 4 4、地理范围、地理范围 几公里几公里几十公里几十公里 5 5、抗干扰性、抗干扰性 介于双绞线与光缆两者之间，误码率低于介于双绞线与光缆两者之间，误码率低于1010-7-7。内导体铜芯线外导体屏蔽层绝缘层塑料保护外层第10页，共43页，编辑于2022年，星期二网络适配器（网卡）与连接网络适配器（网卡）与连接网络适配器（网卡）与连接网络适配器（网卡）与连接第11页，共43页，编辑于2022年，星期二以太网
11、物理结构以太网物理结构(小型小型)交换器交换器交换器交换器第12页，共43页，编辑于2022年，星期二3.4.3光缆光缆 1 1、物物理理特特性性 光光纤纤是是直直径径为为5050 m m100100 m m能能传传导导光光波波的的柔柔软软介介质质。它它通通常常由由非常透明的石英玻璃抽成细丝，并由纤芯和包层构成双层通信圆柱体。非常透明的石英玻璃抽成细丝，并由纤芯和包层构成双层通信圆柱体。2 2、传输特性、传输特性 光光导导纤纤维维通通过过内内部部的的全全反反射射来来传传输输一一束束经经过过编编码码的的光光信信号号。光光纤纤传传输输分分单单模模（纤纤芯芯直直径径为为 8 810 10 mm）与与
12、多多模模（纤纤芯芯直直径径为为 50 50 或或 62.5m62.5m），两两类类，所所谓谓单单模模光光纤纤是是指指光光纤纤的的光光信信号号仅仅与与光光纤纤轴轴成成单单个个可可分分辨辨角角度度的的单单光光纤纤传传输输。所所谓谓多多模模光光纤纤是是指指光纤的光信号与光纤轴成多个可分辨角度的多光纤传输。光纤的光信号与光纤轴成多个可分辨角度的多光纤传输。3 3、连通性、连通性 点对点、点对多点连接点对点、点对多点连接 4 4、地理范围、地理范围 6Km6Km8Km8Km 5 5、抗抗干干扰扰性性 不不受受外外界界电电磁磁干干扰扰与与噪噪声声的的影影响响，无无串串音音干干扰扰，传传输输损损耗耗小小，中
13、中继继距距离离长长，对对远远距距离离传传输输特特别别经经济济。且且保保密密性性好好，也也不不易易被被窃窃听听或或截截取取数数据据。误误码码率低于率低于1010-10-10。第13页，共43页，编辑于2022年，星期二第14页，共43页，编辑于2022年，星期二第15页，共43页，编辑于2022年，星期二3.4.4无线通信无线通信 无无线线通通信信主主要要有有微微波波通通信信、红红外外通通信信及及其其它它可可见见光光。相相应应的的电电磁磁波波频频谱谱、应用领域以及国际通信组织（应用领域以及国际通信组织（ITU)ITU)对通信波段的命名如下所示：对通信波段的命名如下所示：第16页，共43页，编辑于
14、2022年，星期二 1 1、微微波波通通信信 工工作作频频率率10109 9101010 10 HzHz，微微波波通通信信可可传传输输电电话话、电电报报、图图像像、数数据据等等信信息息。它它由由地地面面微微波波接接力力通通信信、卫卫星星通通信信、对对流流层层散散射射通通信信三三种种工工作作方方式，其主要特点是：式，其主要特点是：（1 1）、微波波段频率高，其频段范围宽，通信信道的容量大；）、微波波段频率高，其频段范围宽，通信信道的容量大；（2 2）、微波传输质量及可靠性较高；）、微波传输质量及可靠性较高；（3 3）、相邻站之间必须直视，不能有障碍物阻挡；）、相邻站之间必须直视，不能有障碍物阻挡
15、；（4 4）、微波通信与电缆通信相比，其隐蔽性和保密性较差；）、微波通信与电缆通信相比，其隐蔽性和保密性较差；（5 5）、微波的传播会受恶劣气候的影响。）、微波的传播会受恶劣气候的影响。第17页，共43页，编辑于2022年，星期二卫星波束覆盖范围内的多址通信图卫星波束覆盖范围内的多址通信图第18页，共43页，编辑于2022年，星期二 2 2、红红外外线线 工工作作频频率率10101111101014 14 HzHz，使使用用发发送送或或接接收收电电信信号号调调制制的的非非相相干干红红外外线线即即可可实现通信。实现通信。3 3、激光、激光 工作频率工作频率10101414101015 15 Hz
16、Hz，使用调制解调的相干激光实现激光通信。，使用调制解调的相干激光实现激光通信。第19页，共43页，编辑于2022年，星期二3.5 网网络传输介介质的的访问控制方式控制方式3.5.1载波侦听多路存取技术载波侦听多路存取技术/冲突检测（冲突检测（CSMA/CD）CSMA/CD的的要要点点就就是是侦侦听听到到信信道道空空闲闲就就发发送送数数据据帧帧，并并继继续续侦侦听听下下去去，如如果果侦侦听听到到发发生生冲冲突突，则则双双方方立立即即停停止止发发送送，并并放放弃弃此此数数据据帧帧的的发发送送，等等待待一一个个随随机机长长的的时时间间，重复上述过程。重复上述过程。CSMA坚持退避算法：坚持退避算法
17、：1、非坚持非坚持CSMA介质空闲则传送，反之则等待一段随机时间，重复第一步。介质空闲则传送，反之则等待一段随机时间，重复第一步。2、1-坚坚持持CSMA介介质质空空闲闲则则传传送送，反反之之则则继继续续侦侦听听直直至至介介质质空空闲闲，立立即即发发送送；假假如如发生冲突，则等待一段随机时间，重复第一步。发生冲突，则等待一段随机时间，重复第一步。3、p-坚坚持持CSMA介介质质空空闲闲则则以以p概概率率传传送送或或以以1-p的的概概率率延延迟迟一一个个时时间间单单位位后后再侦听；反之则继续侦听直至介质空闲，重复第一步。再侦听；反之则继续侦听直至介质空闲，重复第一步。第20页，共43页，编辑于2
18、022年，星期二3.5.2介质访问控制的令牌方式介质访问控制的令牌方式 令牌访问控制方式适用于环形令牌访问控制方式适用于环形(IEEE802.5)(IEEE802.5)与总线形与总线形(IEEE802.4)(IEEE802.4)网络。网络。1 1、令牌环中令牌传递的工作原理、令牌环中令牌传递的工作原理 当所发送出去的数据帧最后回到源站时，可能会出现以下几种情况：当所发送出去的数据帧最后回到源站时，可能会出现以下几种情况：(1)(1)、目的站不存在或未加入到环路中（、目的站不存在或未加入到环路中（A=CA=C0 0）；）；(2)(2)、目的站工作但未将此数据帧复制（、目的站工作但未将此数据帧复制
19、（A Al l，C=0C=0）；）；(3)(3)、目的站工作且复制了此数据帧（、目的站工作且复制了此数据帧（A AC Cl l）。）。(4)(4)、差差错错比比特特 是是指指结结束束字字段段中中的的最最后后一一个个比比特特即即E E比比特特，在在帧帧发发送送时时，置置E E0 0。ABCDABCDABCDTABCDT第21页，共43页，编辑于2022年，星期二 IEEE802.5 IEEE802.5的的MACMAC帧结构帧结构第22页，共43页，编辑于2022年，星期二2、令牌总线中令牌传递的工作原理令牌总线中令牌传递的工作原理 令令牌牌总总线线在在物物理理上上是是一一个个总总线线网网，在在逻
20、逻辑辑上上却却是是一一个个令令牌牌环环网网。例例如如在在图图中中所所示示的的7 7个个站站中中，C C站站有有故故障障而而G G站站未未工工作作。剩剩下下的的5 5个个站站在在逻逻辑辑上上组组成成了了一一个个令令牌牌环环网网。其其令令牌牌传传递递的的顺顺序序与与站站的的物物理理位位置置无无关关。在在图图中中设设令令牌牌按按照照ADBEFAADBEFA的顺序传递。的顺序传递。第23页，共43页，编辑于2022年，星期二 令牌总线的介质访问控制应具备以下功能：令牌总线的介质访问控制应具备以下功能：1 1、令令牌牌传传递递算算法法 是是指指先先前前发发完完帧帧的的站站点点在在将将令令牌牌传传递递给给
21、后后继继站站后后，应应侦侦听听总总线线上上的信号，以确认后继站获得了令牌。的信号，以确认后继站获得了令牌。2 2、逻逻辑辑环环的的初初始始化化 是是指指网网络络在在启启动动时时或或由由于于其其他他原原因因，使使活活动动站站点点的的时时间间超超过过设设定定值值，则则系系统统启启动动初初始始化化争争用用进进程程，从从而而使使一一个个站站点点获获得得令令牌牌，其余站点则按站点插入算法加入。其余站点则按站点插入算法加入。3 3、站站点点插插入入算算法法 在在逻逻辑辑环环中中采采用用争争用用处处理理算算法法周周期期性性的的处处理理新新站站点点的的插插入入请求。请求。4 4、站点退出算法站点退出算法 5
22、5、令牌恢复算法令牌恢复算法 6 6、实令牌与虚令牌实令牌与虚令牌 (1)(1)、实令牌、实令牌 是指在网络传输中独立存在且专门充当令牌的数据帧。是指在网络传输中独立存在且专门充当令牌的数据帧。(2)(2)、虚令牌、虚令牌 是指将令牌隐含在数据帧中且并不独立存在。是指将令牌隐含在数据帧中且并不独立存在。第24页，共43页，编辑于2022年，星期二3.5.3时分复用时分复用(TDM)时时分分多多路路复复用用是是将将传传输输信信号号的的时时间间进进行行分分割割，使使不不同同的的节节点点在在不不同同时时间间内内传传送送，即即将将整整个个传传输输时时间间分分为为许许多多时时间间间间隔隔（称称为为时时间
23、间片片、时时隙隙等等，slot slot timetime），每个时间片被一个节点占用。），每个时间片被一个节点占用。1 1、同步时分复用、同步时分复用 同同步步时时分分复复用用采采用用固固定定时时间间片片分分配配方方式式，即即将将传传输输信信号号的的时时间间等等长长度度划划分分成成多多个个时时间间片片，并并将将每每个个时时间间片片以以固固定定的的方方式式分分配配给给各各个个节节点点，获获得得时时间间片片的节点即可发送数据。的节点即可发送数据。2 2、异步时分复用、异步时分复用 异异步步时时分分复复用用亦亦被被称称为为统统计计时时分分复复用用（statistical statistical t
24、ime time division division multiplexingmultiplexing）或或智智能能时时分分复复用用（ITDMITDM），它它能能根根据据给给定定时时刻刻可可能能进进行行发发送送的的节节点点数数目目的的统统计计结结果果动动态地决定时间片的分配，以避免每个时间段中出现空闲时间片。态地决定时间片的分配，以避免每个时间段中出现空闲时间片。第25页，共43页，编辑于2022年，星期二信 道1 （f1）信 道2 （f2）信 道3 （f3）信 道4 （f4）信 道5 （f5）信 道6 （f6）多多路路复复用用器器频分多路复用频分多路复用时分多路复用时分多路复用多多路路复复用
25、用器器信号源1信号源2信号源3信号源4信号源5信号源6123456123456123456多多路路复复用用器器123456多多路路复复用用器器信号源1信号源2信号源3信号源4信号源5信号源6第26页，共43页，编辑于2022年，星期二3.6 网网络互互联3.6.1网络互联的基本概念网络互联的基本概念网网络络互互联联是是指指将将分分布布在在不不同同地地理理位位置置的的网网络络、网网络络设设备备连连接接起起来来，构构成成更更大大规规模模的的网网络络系系统统，以以实实现网络的信息交互和资源共享。现网络的信息交互和资源共享。3.6.2网络互联规范网络互联规范网网络络互互联联规规范范是是由由局局域域网网
26、标标准准委委员员会会（IEEE802委委员员会会）制制定定,又又称称LMSC(LAN/MANStandardsCommittee,局域网局域网/城域网标准委员会城域网标准委员会)。第27页，共43页，编辑于2022年，星期二3.6.3网络互联与操作系统网络互联与操作系统 局局域域网网操操作作系系统统通通过过网网卡卡驱驱动动程程序序与与网网卡卡通通信信实实现现介介质质访访问问控控制制和和物物理理层层协议。协议。1 1、LAN LAN ManagerManager 是是微微软软公公司司提提供供的的一一种种开开放放式式局局域域网网操操作作系系统统，采采用用网网络络驱驱动动接口规范接口规范NDISND
27、IS。2 2、NetwareNetware 是是NovellNovell和和AppleApple公公司司提提供供的的支支持持多多种种局局域域网网协协议议的的互互联联技技术术，它它的核心技术是开放数据链路接口的核心技术是开放数据链路接口ODIODI。3 3、Windows Windows NT NT ServerServer 它它采采用用网网络络驱驱动动接接口口规规范范NDISNDIS与与传传输输驱驱动动接接口口标标准准，允允许许用户同时使用不同的网络协议进行通信。用户同时使用不同的网络协议进行通信。3.6.4控制网络互联控制网络互联 控控制制网网络络通通过过网网络络互互连连实实现现不不同同网网
28、段段之之间间（是是指指不不同同的的传传输输介介质质、速速率率、通通信信协协议议）的的网网络络连连接接与与数数据据交交换换。相相同同类类型型的的总总线线的的网网段段通通过过中中继继器器或或网网桥实现连接与扩展，反之则采用一对一的总线互联网关进行连接。桥实现连接与扩展，反之则采用一对一的总线互联网关进行连接。第28页，共43页，编辑于2022年，星期二3.7 网网络互互联的通信参考模型的通信参考模型3.7.1开放式系统参考模型开放式系统参考模型为为了了实实现现异异种种计计算算机机互互联联，于于1978年年由由国国际际标标准准化化组组织织ISO/TC97分分委委会会提提出出了了实实现现开开放放系系统
29、统互互联联的的分分层层模模型型即即OSI参参考考模模型型，它它为为异异种种机机互互联联提提供供了了一一个个共共同同的的基基础础和和标标准准框框架架，并并为为保保持持相相关关标标准准的的一一致致性性和和兼兼容容性性提提供供了共同的参考。了共同的参考。第29页，共43页，编辑于2022年，星期二3.7.2OSI参考模型功能划分参考模型功能划分 分层主要原则：分层主要原则：(1)(1)、当必须有不同级的抽象概念时，应设立一个层次；、当必须有不同级的抽象概念时，应设立一个层次；(2)(2)、每层应执行适当定义的功能；、每层应执行适当定义的功能；(3)(3)、对每一层次上功能的选择应基于国际标准化的协议
30、、对每一层次上功能的选择应基于国际标准化的协议；(4)(4)、各层边界的选择应使通过界面的信息流量最少；、各层边界的选择应使通过界面的信息流量最少；(5)(5)、层层的的数数目目应应足足够够的的多多，以以使使各各种种完完全全不不同同的的功功能能不不必必放放在在同同一一层层中中，但也应注意不要使网络变得过分复杂和臃肿。但也应注意不要使网络变得过分复杂和臃肿。1 1、物理层、物理层 物物理理层层是是设设备备间间的的物物理理接接口口，数数据据位位流流通通过过它它从从一一个个设设备备传传送送到到另另一一个个设设备备。它它提提供供用用于于建建立立、保保持持和和断断开开物物理理连连接接的的机机械械、电电气
31、气、功功能能和和过过程程特特性性。最最常常用用的协议是的协议是RS232CRS232C。第30页，共43页，编辑于2022年，星期二2 2、数据链路层、数据链路层 数数据据链链路路层层的的主主要要功功能能是是在在物物理理层层提提供供的的比比特特流流访访问问的的基基础础上上，用用以以建建立立、维维持持和和拆拆除除相相邻邻节节点点间间的的数数据据链链路路，通通过过校校验验、确确认认和和反反馈馈重重传传等等机机制制对对高高层层协协议议屏屏蔽蔽传传输输介介质质的的物物理理特特性性，以以实实现现两两节节点点间间的的无无差差错错传传输输，为为上上层层提提供无错的信道服务。供无错的信道服务。3 3、网络层、
32、网络层 网网络络层层是是在在数数据据链链路路层层提提供供的的两两个个节节点点间间传传输输数数据据帧帧的的基基础础上上，将将原原节节点点发发出出的的数数据据分分组组送送到到目目的的节节点点，以以提提供供传传输输层层最最基基本本的的端端到到端端的的数数据据传传输输服服务务（虚虚电电路路或或数数据报）。据报）。主要功能：寻址和路由选择、流量控制、传输确认、差错控制及故障恢复。主要功能：寻址和路由选择、流量控制、传输确认、差错控制及故障恢复。第31页，共43页，编辑于2022年，星期二4 4、传输层、传输层 传传输输层层亦亦称称端端到到端端协协议议，它它的的主主要要功功能能是是在在网网内内两两个个实实
33、体体间间建建立立端端到到端端的的通通信信信信道道，用用以以传传输输信信息息和和报报文文，为为会会话话层层提提供供可可靠靠、透透明明的的传传输输服服务务，在在不不同同节节点点间间提提供供可可靠靠、透透明明的的数数据据传传送送，进进行行点点到到点点错错误误恢恢复复和和流流控控制制。主主要要特特性性：服服务务类类型型、服服务务级别、连接管理。级别、连接管理。5 5、会话层、会话层 会会话话层层的的主主要要功功能能是是提提供供一一种种有有效效的的手手段段来来协协调调、同同步步表表示示层层内内实实体体组组织织间的对话。间的对话。6 6、表示层、表示层 表表示示层层的的主主要要功功能能是是将将应应用用层层
34、提提供供的的信信息息内内容容进进行行转转换换，并并用用能能够够共共同同理理解解的的语语言言学学方方法描述。主要服务：字符代码转换、数据格式化、数据加密。法描述。主要服务：字符代码转换、数据格式化、数据加密。7 7、应用层、应用层 为为应应用用程程序序提提供供访访问问OSIOSI环环境境的的服服务务。如如通通信信服服务务、虚虚拟拟终终端端、文文件件传传送送、网网络络设设备备管理。管理。第32页，共43页，编辑于2022年，星期二3.7.3典型控制网络模型典型控制网络模型第33页，共43页，编辑于2022年，星期二网网络络互互连连设设备备是是指指具具有有协协议议转转换换和和地地址址映映射射功功能能
35、的的设设备备，如如中中继继器器、网网桥桥、路由器和网关。路由器和网关。3.8 网网络互互联设备3.8.1中继器中继器 中中继继器器亦亦称称做做重重发发器器，是是网网络络物物理理层层的的一一种种介介质质连连接接设设备备，通通过过对对传传输输介介质质中中微微弱弱的的数数据据位位信信号号进进行行整整形形放放大大、重重新新复复制制，以以保保持持与与原原信信号号相相同，从而延伸网段的长度。同，从而延伸网段的长度。它它工工作作在在网网络络的的物物理理层层，只只放放大大信信号号，不不能能隔隔离离不不同同网网段段之之间间不不必必要要的的网网络络数数据据流流量量。适适用用于于使使用用相相同同介介质质访访问问控控
36、制制方方法法及及相相同同数数据据传传输输速速率率的局域网中。的局域网中。第34页，共43页，编辑于2022年，星期二3.8.2网桥网桥网网桥桥亦亦称称桥桥接接器器，是是存存储储转转发发设设备备。它它适适用用于于网网络络层层（含含网网络络层层）以以上上各各层层的的通通信信协协议议及及逻逻辑辑链链路路控控制制协协议议（LLC）相相一一致致的的，使使用用不不同同介介质质访访问问控控制制协协议议（MAC）、不不同同数数据据传传输输速速率率、不不同同传传输输介介质质的的局局域域网网中中。它它与与中中继继器器的的区区别别在在于于网网桥桥具具有有是是不不同同网网段段之之间间的的通通信信相相互互隔隔离的逻辑。
37、离的逻辑。第35页，共43页，编辑于2022年，星期二1、信号过滤与转发、信号过滤与转发当当A传传送送报报文文给给B时时，网网桥桥处处于于睡睡眠眠状状态态，报报文文不不会会被被下下传传至至网网段段2；当当A传传送送报报文文给给D时时，网网桥桥被被激激活活，报报文文跨跨越越网网段，下传至网段段，下传至网段2。2、网桥类型、网桥类型(1)、简简单单网网桥桥是是指指能能连连接接两两个个网网段段并并包包含含一一个个列列出出了了所所有有位位于于两两个个网网段段的节点地址表的网桥。的节点地址表的网桥。(2)、学学习习网网桥桥是是指指能能自自动动建建立立、维维护护节节点地址表的网桥。点地址表的网桥。(3)、
38、多多点点网网桥桥是是指指可可连连接接两两个个以以上上相相同同类类型的网段。型的网段。第36页，共43页，编辑于2022年，星期二3.8.3路由器路由器路路由由器器用用于于连连接接多多个个网网络络高高层层协协议议（网网络络层层之之上上各各层层的的通通信信协协议议）相相同同的的、逻逻辑辑上上分分开开的的独独立立子子网网。它它主主要要完完成成数数据据在在网网络络中中的的寻寻址址、路路由由选选择择、数数据据编编排排格格式式重重组组。它它与与网网桥桥的的重重要要区区别别在在于于路路由由器器了了解解整整个个网网络络、网网络络拓拓扑扑及及状状态态，从从而而可可选选择择最有效的路径进行数据发送。最有效的路径进
39、行数据发送。第37页，共43页，编辑于2022年，星期二第38页，共43页，编辑于2022年，星期二 路路由由器器可可以以连连接接2 2个个甚甚至至多多个个物物理理网网络络，因因此此，每每个个路路由由器器应应分分配配2 2个个或或多多个个IPIP地地址址。但路由器每个端口的但路由器每个端口的IPIP地址必须与相连子网的地址必须与相连子网的IPIP地址具有相同的子网地址。地址具有相同的子网地址。例例：准准备备IPIP数数据据报报地地址址解解析析封封装装以以太太网网帧帧格格式式路路由由器器取取IPIP数数据据报报地地址解析址解析封装封装FDDIFDDI帧格式帧格式IPIP数据报发送到目的地计算机数
40、据报发送到目的地计算机223.240.129.17 78.0.0.15以太网 131.108.0.0131.108.99.5223.240.129.2FDDI网223.240.129.0.0广域网78.0.0.0以太网131.108.99.5223.240.129.2FDDI网223.240.129.0R1R2131.108.99.2223.240.129.5AB路由器与路由器与路由器与路由器与IPIPIPIP地址地址地址地址第39页，共43页，编辑于2022年，星期二路由表举例：路由表举例：目的地出口下一站1,2端口2交换机11,5端口2交换机12,3端口3交换机23,2计算机C3,5计算机
41、D4,1端口4交换机44,3端口4交换机44,5端口4交换机4目的地出口下一站1,x端口2交换机12,x端口3交换机23,x本地计算机4,x端口4交换机4目的地0下一站1122344（a a a a）交换机）交换机）交换机）交换机3 3 3 3的路由表的路由表的路由表的路由表（b b b b）简化的路由表）简化的路由表）简化的路由表）简化的路由表1 1 1 1（c c c c）简化的路由表）简化的路由表）简化的路由表）简化的路由表2 2 2 2第40页，共43页，编辑于2022年，星期二假设以太网中的计算机假设以太网中的计算机A A要把一个要把一个IPIP数据报发给数据报发给FDDIFDDI网
42、络中的计算机网络中的计算机B B，其过程大体如下：，其过程大体如下：因因为为目目的的地地计计算算机机B B在在FDDIFDDI网网中中，所所以以源源计计算算机机必必须须先先把把IPIP数数据据报报送送到到路路由由器器R1(IPR1(IP地地址址为为131.108.99.5)131.108.99.5)。源源计计算算机机A A与与路路由由器器R1R1都都连连接接在在同同一一个个以以太太网网中中，它它们们进进行行数数据据通通信信必必须须使使用用MACMAC地地址址，因因此此应应将将计计算算机机A(131.108.99.2)A(131.108.99.2)与与路路由由器器R1R1的的IPIP地地址址(1
43、31.108.99.5)(131.108.99.5)分分别别翻翻译译为为MACMAC地地址址，这这个个过过程程称称为为“地址解析地址解析”，地址解析是在计算机，地址解析是在计算机A A中完成的。中完成的。计计算算机机A A需需发发送送的的IPIP数数据据报报与与以以太太网网的的信信息息帧帧的的格格式式不不一一致致，不不能能直直接接在在以以太太网网上上传传输输，因因此此，必必须须将将IPIP数据报数据报“封装封装”成以太网的帧格式。成以太网的帧格式。在在以以太太网网中中将将信信息息帧帧按按MACMAC地地址址发发送送至至路路由由器器R1R1，路路由由器器收收到到这这一一信信息息帧帧之之后后，从从
44、帧帧中中取取出出IPIP数数据据报，然后丢弃这一帧。报，然后丢弃这一帧。路路由由器器R1R1通通过过查查找找路路由由表表知知道道，计计算算机机B B就就在在本本地地FDDIFDDI网网络络中中，于于是是经经过过地地址址解解析析，把把路路由由器器R1R1的的IPIP地地址址(223.240.129.2)(223.240.129.2)和和计计算算机机B B的的IPIP地地址址(223.240.129.5)(223.240.129.5)解解析析为为FDDIFDDI网网络络中中的的物物理理地地址址（由由路路由由器完成）。器完成）。路由器将收到的路由器将收到的IPIP数据报封装成为数据报封装成为FDDI
45、FDDI的帧格式。的帧格式。在在FDDIFDDI网网络络中中，路路由由器器把把信信息息帧帧按按FDDIFDDI物物理理地地址址发发送送至至目目的的地地计计算算机机B B，目目的的地地计计算算机机收收到到这这一一帧帧信息后，从帧中取出信息后，从帧中取出IPIP数据报，传输任务到此完成数据报，传输任务到此完成。IPIP数据报数据报IPIP数据报数据报帧头部帧头部IPIP数据报数据报IPIP数据报数据报FDDIFDDI帧头部帧头部IPIP数据报数据报第41页，共43页，编辑于2022年，星期二3.8.4网关网关网网关关亦亦称称网网间间协协议议变变换换器器，它它位位于于OSI参参考考模模型型的的高高层
46、层（网网络络层层以以上上各各层层），为为网网络络互互连连双双方方的的高高层层提提供供协协议议转转换换服服务务，且且具具有有路路由由器器的的全全部部功功能能。它它适适用用于于不不同同通通信信协协议议的的网络之间或异种网络操作系统的网络之间的互联。网络之间或异种网络操作系统的网络之间的互联。第42页，共43页，编辑于2022年，星期二习题1 1、试简要说明计算机网络的基本概念，按地域分类可分为哪几类？、试简要说明计算机网络的基本概念，按地域分类可分为哪几类？2 2、试简要说明网络拓扑的定义以及网络拓扑有哪几种形式？、试简要说明网络拓扑的定义以及网络拓扑有哪几种形式？3 3、试简要说明、试简要说明CSMA/CDCSMA/CD的含义及退避算法。的含义及退避算法。4 4、介质访问控制令牌方式有哪几种形式？并简要说明它们的工作原理？、介质访问控制令牌方式有哪几种形式？并简要说明它们的工作原理？5 5、什么是时分复用？它分为哪几种形式？、什么是时分复用？它分为哪几种形式？6 6、什么是、什么是OSIOSI参考模型？它分为哪几层？并简要说明各层的功能。参考模型？它分为哪几层？并简要说明各层的功能。7 7、常用的网络互连设备有哪几种？简要说明它们各自的功能及适用的范围。、常用的网络互连设备有哪几种？简要说明它们各自的功能及适用的范围。第43页，共43页，编辑于2022年，星期二