模块二 网络的层次和划分

B 类地址的网络号字段 net-id 为 2 字节
多播地址
E 类地址 1 1 1 10
保留为今后使用
A 类地址 0 net-id 8位 B 类地址 1 0 host-id 24 位
net-id 16 位
C 类地址 1 1 0 net-id 24 位
host-id 16 位
host-id 8位
D 类地址 1 1 1 0
A 类地址的网络号字段 net-id 为 1 字节
多播地址
E 类地址 1 1 1 10
保留为今后使用
A 类地址 0 net-id 8位 B 类地址 1 0 host-id 24 位
net-id 16 位
C 类地址 1 1 0 net-id 24 位
host-id 16 位
host-id 8位
D 类地址 1 1 1 0
2.2.3 开放系统互联参考模型（OSI/RM）
应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 数据链路层 物理层
逻辑链路控制子层 介质访问控制子层
2.2.3 开放系统互联参考模型（OSI/RM）
功能特点： 每一层均有自己的一套功能集，并与紧 邻的上层和下层交互作用 在顶层，应用层与用户使用的软件进行 交互 在底端是携带信号的网络介质和连接设 备
2.1 网络基本概念
（7）传输方式 串行传输 并行传输
2.1 网络基本概念
（8）传输方式（区分数据的开始和结束） 同步传输： 接收端能区分数据单元的开始和结束，知道什 么时候应接收，传输的是一整块数据流 异步传输： 在被传送的每个字符前后加起止位，传输时一 个字符一个字符的传输 （双方不需要某种方式来“对时”）
数据链路层
向 上 组 合
会话层 传输层 网络层
数据链路层
物理层
传输介质
物理层
传输介质
2.2 网络层次结构
（记忆） 下三层： 物理（介质） 上四层： 传输了一次会话， 表示了一次应用
数据链路
网络
2.2 网络层次结构
（3）各层功能（下3层） 物理层：利用传输介质提供物理链接，实现 比特流的传输 数据链路层：将有差错的物理信道变为无差 错的传输帧的数据链路 网络层：通过路由选择算法，为报文或分组 选择最适当路径
只要采样频率大于或等于有效信号最高频率
（带宽）的两倍，则采样值便可包含原始信
号的全部信息，就可以从这些采样中还原出
原始信号
2.1 网络基本概念
（4）采样、量化、编码 采样定理：
2.1 网络基本概念
（5）信道 A 有线信道和无线信道 有线信道：使用有线传输介质 无线信道：使用无线传输介质，以电磁波在 空间传播
2.3 子网划分机制
（3）编址机制 两部分 网络地址 标识所属网络 主机地址 标识给定网络上的某个确定 主机 位置：
网络地址
主机地址
2.5.3 编址机制
机器中存放的 IP 地址 是 32 位 二进制代码 10000000000010110000001100011111
每隔 8 位插入一个空格 10000000 00001011 00000011 00011111 能够提高可读性
2.1.11-B-b2 分组交换
b2-[1] 数据报分组交换: 相对较自由的分组交换 b2-[2] 虚电路分组交换分组交换： 先建立链路 通过链路存储转发 拆除链路
2.1.11-A 电路交换
2.1.11-A 电路交换
2.1.11-A 电路交换
2.1.11-B-b1 报文交换
2.1.11-B-b1 报文交换
2.1.10-B 时分多路复用
适合数字信号传输
2.1.10-C 波分多路复用
2.1 网络基本概念
（11）数据交换技术 A 电路交换 在进行交换数据前，要通过线路连接，建立 一条实际的专用物理通路 完成后通路释放 B 存储转发交换 结点（交换设备）先存储，再选择路径转发
2.1 网络基本概念
（11）数据交换技术-B 存储转发交换 b1 报文交换: 网络中每一个结点先将数据完整接收并存储 下来，再选择路径转发到下一结点 b2 分组交换： 数据被分成很多数据分组（包，Packet）, 再经过不同结点传输，达到后组合成原数据
D 码分多路复用（CDM） 也叫码分多址（CDMA）,用于移动通信 不同手机使用同一频率，每个手机分到一个 独立的地址码
2.1 网络基本概念
（10）信道复用技术 E 空分多路复用(SDM) 把空间分成不同区域，构成不同信道
2.1.10 信道复用技术
2.1.10-A 频分多路复用
2.1.10-A 频分多路复用
host-id 16 位
host-id 8位
D 类地址
1110
多播地址
E 类地址
11110
保留为今后使用
A 类地址 0 net-id 8位 B 类地址 1 0 host-id 24 位
net-id 16 位
C 类地址 1 1 0 net-id 24 位
host-id 16 位
host-id 8位
D 类地址 1 1 1 0
2.1 网络基本概念
（6）通信方式 单工通信：发送方和接收方固定，信号传输 方向固定 半双工通信：通信双方都可以发送和接收， 但不能同时，一个时间内只能是一种方向 双工通信：通信双方可以同时发送和接受信 息，有两条通信信道
2.1.6 通信方式
2.1 网络基本概念
（7）传输方式 串行传输：一位一位传送，从发送端到接收 端只需一根传输线 适合远程通信 并行传输：一次同时传输多位数据，需要多 根传输线 适合近距离通信
C 每次能发送多个数据
D 使用多条数据线
课内习题
（2）在数据传输率相同的情况下，同步传输 率高于异步传输率的原因是（ A ） A 附加的冗余信息量少 B 发生错误的概率小 C 字符成组合传送，间隔少
D 采用了不同的传输介质
课内习题
（3）OSI将整个通信功能划分为7个层次，分 层次的原则是（ C ） Ⅰ网中各节点都有对应相同的层次 Ⅱ不同结点的同等层具有相同的功能 Ⅲ同一结点内相邻层之间通过接口通信 Ⅳ每一层都使用高层提供的服务，并无需向 下层提供服务 A Ⅰ. Ⅱ. Ⅳ B Ⅱ. Ⅲ. Ⅳ C Ⅰ. Ⅱ. Ⅲ D Ⅰ. Ⅲ. Ⅳ
2.1 网络基本概念
（2）基带信号和宽带信号（频带信号） 基带信号：将数字信号“0”或“1”用不同 电压表示后直接输送的信号 宽带信号：基带信号经过调制后形成的模拟 信号
2.1.2 基带信号和宽/频带信号
2.1 网络基本概念
（3）调制、解调 调制：将数字信号转换成模拟信号（发送端） 解调：将模拟信号还原成数字信号（接收端）
2.1 网络基本概念
（10）信道复用技术 同一传输介质上同时传送多路信号 A 频分多路复用(FDM) 多个信号调制在不同的载波频率上 B 时分多路复用（TDM） 将传输时间划分为多个短、不重叠的时间片， 信号在不同的时间片上
2.1 网络基本概念
（10）信道复用技术 C 波分多路复用(WDM) 不同波长的光载波同在一个光纤上传输
2.2 网络层次结构
（3）各层功能（上4层） 传输层：提供可靠的端到端的传输控制 会话层：组织和协调两个会话进程之间的通信
表示层：处理用户信息的表示，如编码、数据 格式转换和加密解密 应用层：直接向用户提供服务，完成用户的 各项工作
课内习题
（1）串行传输和并行相比，其优点是（ B ） A 速度快 B 适合远距离传输
报文交换的缺点
2.1.11-B-b2 分组交换
2.1.11-B-b2 分组交换（优点）
2.1.11-B-b2 分组交换（带来问题）
2.1.11-B-b2-[1] 数据报分组交换
2.1.11-B-b2-[2] 虚电路分组交换
2.1.11
数据交换技术
2.1.12
计算机网络宏观组成
2.1.12
2.1 网络基本概念
（9）数据通信的技术指标 E 误码率(无单位) 二进制数据在传输中被传错的概率 一般要求在计算机网络中误码率不高于10-6 F 吞吐量（bit/s） 网络在单位时间内传输的总信息量 若急剧下降，则网络发生了阻塞
2.1 网络基本概念
（9）数据通信的技术指标 G 网络负荷量 单位面积中数据在网络中分布密度 应适中。 过小，网络利用率低。 过大，阻塞。
2.1.8 同步传输和异步传输
实现方法
2.1 网络基本概念
（9）数据通信的技术指标 A 数据传输速率（比特率）：bit/s 单位时间内所传送的二进制代码的有效位 （bit）数 B 信号传输速率（波特率）：Baud 单位时间内所传送的波形单元数
2.1 网络基本概念
（9）数据通信的技术指标 C 带宽(两种含义) c1:最高数据传输速率（bit/s） c2:物理信道的频带宽度，信道允许的最高 频率和最低频率之差（Hz） D 信道容量（bit/s） 物理信道上能够传输数据的最大能力
将每 8 位的二进制数 转换为十进制数
128
11
3
31
采用点分十进制记法 则进一步提高可读性
128.11.3.31
点分十进制记法
A类网（超大型网络）
0 7位网络号
（0-127）
24位主机
B类网（中等规模网络）
10 14位网络号 16位主机 21位网络号 （128-191） 110
C类网（较小规模的网络）
收件者 收信者 通信者活动 快递服务业务 快递转送业务
快递单号
通信者活动 快递服务业务 快递转送业务
运输单号
航班号
航班号 运输
邮件运输业务
运输
2.2 网络层次结构
（2）层次化结构中的几个概念 协议：通信规约。通信双方都遵守的规则 层次：高层使用低层提供的服务时，并不需 要知道低层服务的具体实现方法 接口：同一结点内，相邻层之间交换信息的 连接点
C 类地址的网络号字段 net-id 为 3 字节
2.3 子网划分机制
（1）TCP/IP参考模型
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
TCP/IP 的体系结构
应用层
各种应用层协议 HTTP, FTP, SMTP, DNS 等
运输层 网际层 网络 接口层
TCP IP
UDP
2.3 子网划分机制
（2）TCP/IP模型中的重要协议 TCP: 传输控制协议 (Transmission Control Protocol) UDP: 用户数据报协议 (User Datagram Protocol) IP: 网际协议
2.1.3 调制、解调
2.1 网络基本概念
（4）采样、量化、编码 采样：以一定的频率，在一定的时间间隔内 以一个点的值代表整个时间间隔 量化：将采样的值变为时间轴上的离散值 编码：将离散值变为二进制数码
2.1 网络基本概念
（4）采样、量化、编码 采样定理： 对连续变化的模拟量进行周期性采样时，
发送方
接收方
应用层 表示层
由软件实现 资源子网
应用层 表示层
由软件实现 资源子网
会话层
传输层
桥梁
会话层
传输层
网络层
由硬件实现 通信子网
数据链路层
网络层
由硬件实现 数据链路层 通信子网
物理层
物理层
发送方
接收方
应用层
数据
应用层
表示层
向 下 分 解
数据单元 数据单元
报文 分组 帧 比特序列
表示层
会话层 传输层 网络层
模块二 网络的层次和划分
本模块主要内容
网络基本概念
层次结构 子网的划分
2.1 网络基本概念
（1）模拟信号和数字信号 信号：数据的具体物理表现
2.1 网络基本概念
（1）模拟信号和数字信号 模拟信号：波高和频率是连续变化的信号 数字信号：一系列离散的电、磁、光脉冲， 用一瞬间状态表示数据
2.1.1 模拟信号和数字信号
2.1 网络基本概念
（5）信道 B 数字信道和模拟信道 数字信道：传输离散数字信号的信道 模拟信道：传输模拟信号的信道
2.1 网络基本概念
（5）信道 C 物理信道和逻辑信道 物理信道：用来传送信号或数据的物理通路， 也常称为通信链路 逻辑信道：一种只注重信号收、发点，而之 间的具体路径不考虑的通路（常不是实际存 在），常称为连接
（192-223） 8位主机
D类网
1110
（224-239）
不分网络号和主机号，表示一个多播地址 即多目的地传输，可用来识别一组主机 E类网（用于将来扩展）
11110
（240-255）
A 类地址 0 net-id 8位 B 类地址 1 0 host-id 24 位
net-id 16 位
C 类地址 1 1 0 net-id 24 位
计算机网络宏观组成
资源子网（偏重软件）： 主机、终端、软件、资源
通信子网（偏重硬件）： 交换设备、通信链路
2.2 网络层次结构
（1）分层意义
各层之间相互独立，各层选取最适合自己
的技术
灵活性好 易于实现和维护
有益于标准化的实现
2.2 网络层次结构（现实类比）
发件者 发信发者
快递单号 运输单号