计算机网络第5章局域网互联协议
计算机网络(第三版)第5章 习题答案
1．广义的网络互连可以在那几个层次上实现？分别需要用到哪些网络互连设备？答：广义的网络互连包括：物理层的互连、数据链路层互连、网络层互连、高层互连。
1）物理层的互连是在不同的电缆段之间复制位信号。
物理层的连接设备主要是中继器。
2）数据链路层互连是在网络之间存储转发数据帧。
互连的主要设备是网桥。
3）网络层互连是在不同的网络之间存储转发分组。
互连的主要设备是路由器。
4）传输层及以上各层的互连属于高层互连。
实现高层互连的设备是网关。
2．为什么说因特网可以在不可靠的网络层上实现可靠的传输服务？答：因为因特网的网络层使用数据报通信，没有应答，重传等保证机制，所以提供的是一种不可靠的网络服务；因特网的可靠传输服务主要由TCP协议来完成，TCP协议不仅保证可靠传输，还提供流量控制和拥塞控制等服务，这样TCP与IP协议的结合就可以完成可靠的网络传输服务。
3．有人说，既然局域网接入因特网需要使用路由器，而路由器已经能完成本地网络与因特网之间的连接问题，何必还要使用NAT或PAT？请你对这个疑问做出合理的解答。
答：（略）4．因特网中存在三种地址和两种地址转换机制，这两种机制的特点和区别是什么？这三种地址存在的意义何在？答：因特网上普遍存在的三种地址分别是主机域名，IP地址和局域网卡上的MAC地址，两种地址转换机制分别是DNS（用于完成主机域名到IP地址的转换，是一个全球性的分布式应用）和ARP（完成局域网内主机IP到MAC地址的转换，是一种局部性的应用）。
存在的意义是主机域名可以帮助人们记忆网络主机地址，因为它是用英文拼写，IP地址则是完成TCP/IP网络通信所必须，是用IP地址可以唯一性的确定通信所需的网络主机或路由器，所有域名也必须转换成IP地址之后才能用于网络通信。
MAC地址是网卡的物理地址，它由48位二进制数表示。
MAC地址是网卡的物理地址。
每块网卡都有一个唯一的MAC地址。
虽然此地址没法改变，但是可以通过软件的方法欺骗系统。
第5章无线局域网
802.11网络的基本元素——BSS
基本服务集BSS：Basic Service Set，将无线局域网进行结构化的 划分后，每个单元称为一个BSS
5.1.3 无线局域网的拓扑结构
1. 基本服务集和无线局域网的设备类型
Stations (STA)：任何的无线终端设备 AP （Access Point）：一种特殊的STA SSID：Service Set ID 服务集识别码
常见有PCI接口、Mini PCI接口、PCMCIA接口、 USB接口。
2．无线路由器的选择
（1）采用的无线网络标准 IEEE 802.11b：家庭用户以及各种小型局域网用户
适用 IEEE 802.11g：兼容IEEE 802.11b IEEE 802.11n等
（2）有效传输距离 对于无线网络设备而言相当重要，影响联网效果。 实际应用应看重信号穿透能力，可采用天线或其它提高发 射功率的方法。
ESS （Extended Service Set）：是采用相同的SSID的多个BSS 形成的更大规模的虚拟BSS
2. 对等无线网络
WLAN有两种主要的拓扑结构 对等无线网络：无基础设施拓扑结构 结构化无线网络：有基础设施拓扑结构，基础设施
是指用户已经建立的有线局域网或无线基站。
对等无线局域网又称为临时结构网络或特定结构网络（Ad Hoc Networking），这是因为无线站点之间的连接都是临时 的、随意的、不断变化的，它们在互相能到达的范围内动态 地建立并配置它们之间的通信链路。这种拓扑结构对于小型 无线网络来说，是一种最方便的连接方式，最适用于需要临 时搭建网络的场合，如运动会、展览会、抢险救灾等。
（3）红外线技术 红外线是一种光线，具有普通光的性质，可以以
计算机网络 第5章_介质访问控制子层---第二次课
B 发送数据 B
TB
A 检测 到冲突
TJ t
信 道 占 用 时 间
B 也能够检测到冲突，并立即停止发送数据帧，接 着就发送干扰信号。这里为了简单起见，只画出 A 发送干扰信号的情况。
10
随机延迟重发
？ 问 题 ？
考虑这样的一种情形：当某站正在发送数据时，另外 两个站有数据要发送。这两个站进行载波监听，发现总 线忙，于是就等待；当它们发现总线变为空闲时，就立 即发送自己的数据。但这必然再次发生碰撞；经检测发 现了碰撞，就停止发送。然后再重新发送，……，这样 下去，一直不能发送成功。
解决这一问题，需要采用 所谓的退避算法。
11
退避算法
二进制指数类型退避算法 (truncated binary exponential type)
这样做是为了减小 再 次发生碰撞的概率。
——就是让发生碰撞的站在停止发送数据后，不是立即再发送 数据，而是推迟（这叫做退避）一个随机时间才能再发送数据。 具体做法是： （1）确定基本退避时间，一般是取为争用期2 τ 。 （2）定义参数k，它等于重传次数，但k不超过10 (k 10) ，即 k=min(重传次数，10)。 （3）从离散整数集合[0,1,2,…,(2 k-1)]中随机地取出一个数，记为r。 重传所需的时延就是r倍的基本退避时间。 （4）当重传达16次仍不能成功时，则丢弃该帧，并向高层报告。
公司：Cisco 3Com IBM 00-00-0c 00-20-AF 08-00-5A Novell 00-00-1B 00-60-8C 00-00-D8
29
网卡上的硬件地址
路由器由于同时连接到两个网络上， 因此它有两块网卡和两个硬件地址。
1A-24-F6-54-1B-0E 00-00-A2-A4-2C-02
计算机网络习题答案(第五版)
第1章概述（P22）1、计算机网络的发展可划分为几个阶段?每个阶段各有何特点?答：计算机网络的发展可分为以下四个阶段。
（1）面向终端的计算机通信网：其特点是计算机是网络的中心和控制者，终端围绕中心计算机分布在各处，呈分层星型结构，各终端通过通信线路共享主机的硬件和软件资源，计算机的主要任务还是进行批处理，在20世纪60年代出现分时系统后，则具有交互式处理和成批处理能力。
（2）以分组交换网为中心的多主机互连的计算机网络系统：分组交换网由通信子网和资源子网组成，以通信子网为中心，不仅共享通信子网的资源，还可共享资源子网的硬件和软件资源。
网络的共享采用排队方式，即由结点的分组交换机负责分组的存储转发和路由选择，给两个进行通信的用户段续（或动态）分配传输带宽，这样就可以大大提高通信线路的利用率，非常适合突发式的计算机数据。
（3）具有统一的网络体系结构，遵循国际标准化协议的计算机网络：为了使不同体系结构的计算机网络都能互联，国际标准化组织ISO提出了一个能使各种计算机在世界范围内互联成网的标准框架—开放系统互连基本参考模型OSI.。
这样，只要遵循OSI标准，一个系统就可以和位于世界上任何地方的、也遵循同一标准的其他任何系统进行通信。
（4）高速计算机网络：其特点是采用高速网络技术，综合业务数字网的实现，多媒体和智能型网络的兴起。
2、试简述分组交换的特点答：分组交换实质上是在“存储-转发”基础上发展起来的。
它兼有电路交换和报文交换的优点。
分组交换在线路上采用动态复用技术传送按一定长度分割为许多小段的数据——分组。
每个分组标识后，在一条物理线路上采用动态复用的技术，同时传送多个数据分组。
把来自用户发端的数据暂存在交换机的存储器内，接着在网内转发。
到达接收端，再去掉分组头将各数据字段按顺序重新装配成完整的报文。
分组交换比电路交换的电路利用率高，比报文交换的传输时延小，交互性好。
3、试从多个方面比较电路交换、报文交换和分组交换的主要优缺点。
《计算机网络实用技术》-第5章 网络的扩展与互连技术
(1) 中继器——常用于局域网的扩展，在物理
层实现互连。
(3) 网桥——主要用于局域网与局域网之间的 互连，是一种在数据链路层实现互连的存储转发设 备。 (4) 以太网交换机——工作在OSI模型的数据链 路层，过滤、转发和涌出基于每帧目的端地址的帧 的网络设备。
(5) 路由器——是用来连接多个不同的网络或 网段，它工作在OSI模型的第三层，即网络层，它决 定网络通信能够通过的最佳路径。 (6) 网关——是用来连接两个协议差别很大的 计算机网络，又称为网络协议转换器，它工作在OSI 模型
接收通过RS-232接口从计算机或终端送来的数据。 这些数据被调制为具有音频频段的模拟信号送入电 话线。接收端的调制解调器解调信号，生成数字信 号送入计算机或终端。
图5-7 RS-232和调制解调器
1.内置调制解调器 调制解调器有内置式和外置式，内置式和普通 的计算机插卡一样，都称为传真卡，外置式的却只 能叫做调制解调器或Modem了。如图5-8所示。
且也是集线器的理想替代物。 与网桥和集线器相比，交换机从下面几方面改进 了性能： （1）通过支持并行通信，提高了交换机的信息吞 吐量。 （2）将传统的一个大局域网上的用户分成若干工 作组，每个端口连接一台设备 或连接一个工作组， 有效地解决拥挤现象。这种方法人们称之为网络微 分段（Micro一segmentation）技术。 （3）虚拟网（VirtuaI LAN）技术的出现，给交 换机的使用和管理带来了更大的灵活性。 （4）端口密度可以与集线器相媲美,一般的网络 系统都是有一个或几个服务器，而绝大部分都是普 通的客户机。
5．2．1中继器(REPEATER)
《计算机网络》第二版_部分习题参考答案
《计算机网络》第二版_部分习题参考答案第一章绪论1. 什么是计算机网络？什么是互联网？2. 计算机网络的最重要功能是什么？3. 按照网络覆盖范围的大小可以将网络划分哪几类？每一类各有什么特点？4. 无线网可以分为哪几种？每一种的特点是什么？5. 简述ISO/OSI参考模型中每一层的名称和功能。
6. 简述TCP/IP参考模型中每一层的名称和功能。
7. 比较ISO/OSI和TCP/IP参考模型的异同点。
第二章数据通信基础1．什么是数据、信号和传输？2．数字传输有什么优点？3．什么是异步传输方式？什么是同步传输方式？4．什么是单工、半双工和全双工传输方式？5．什么是信号的频谱与带宽？6．什么是信道的截止频率和带宽？7．简述信号带宽与数据率的关系。
8．有线电视公司通过CATV电缆为每个用户提供数字通信服务。
假设每个用户占用一路电视信号带宽（6MHz），使用64QAM技术，那么每个用户的速率是多少？答：根据香农定理C = 2*W*log2M由于采用64-QAM技术，所以其M为64，W为6MHz，代入香农定理计算得出C = 2*W*log2M = 2*6*5 = 60Mbps9．要在带宽为4kHz的信道上用4秒钟发送完20KB的数据块，按照香农公式，信道的信噪比应为多少分贝（取整数值）？答：（1）根据计算信道容量的香农定理C=W*log2(1+S/N)（2）按题意C=20K×8÷4＝40Kbps；而W＝4KHz（3）故得解：log2(1+ S/N)＝10；其中S/Pn=210-1=1023（4）dB=10log10(S/N)=10log10(1023)≈30，所以该信道的信噪比应为30分贝。
10．对于带宽为3kHz、信噪比为30dB的电话线路，如果采用二进制信号传输，该电话线路的最大数据率是多少？答：此题用香农定理来解答。
信道的带宽B=3000Hz，信/噪比S/N＝30dB，则10lg（S/N）= 30dB，∴S/N = 1000。
计算机网络与Internet应用基础教程 第5章 局域网组网技术
AUI端口，用于连接细缆的BNC端口，也可以是光 纤连接端口，这类端口称为向上连接端口。 从结点到集线器的非屏蔽双绞线最大长度为100m， 利用集线器向上连接端口级联可以扩大局域网覆盖 范围。单一集线器结构适宜于小型工作组规模的局 域网。如果需要联网的结点数超过单一集线器的端 口数时，通常需要采用多集线器的级联结构，或者 是采用可堆叠式集线器。
2. 网络工作站 网络工作站是指用户能够在网络环境中工作，访问 网络共享资源的计算机系统，通常又被称为客户机 （Client）。网络工作站是连接在局域网上的一台 计算机，用户通过它来访问网络，共享资源。它的 主要作用是为网络用户提供一个访问网络服务器， 共享网络资源，与网上的其他结点交流信息的操作 台和前端窗口，使用户能够在网上工作。 在网络工作站上，必须安装一块网络接口卡，并通 过传输介质及介质连接设备和网络设备把它连接到 网络上，成为局域网上的一个站点。在网络工作站 上，除运行自己的操作系统外，还必须运行有关的 网络软件，包括： 网络协议软件、网络应用软件 或网络操作系统的客户端软件。
1. 局域网交换机的分类 （1） 简单的10Mbps局域网交换机 （2） 10/100Mbps自适应局域网交换机 （3） 大型局域网交换机 2. 典型的局域网交换机 目前，应用最广泛的局域网交换机主要有： Cisco 公司的Catalyst系列交换机，3Com公司的 SuperStack Ⅱ系列交换机，Nortel公司的BayStack 300系列与EtherSpeed系列交换机，Intel公司的 Express系列交换机，以及Accton公司的Cheetack Switch Workgroup系列交换机等。
（2） 按照网卡支持的传输速率分类，主要分为以 下四类： ○ 10Mbps网卡； ○ 100Mbps网卡； ○ 10/100Mbps自适应网卡； ○ 1000Mbps网卡。 （3） 按网卡所支持的传输介质类型分类，主要分 为以下四类： ○ 双绞线网卡； ○ 粗缆网卡； ○ 细缆网卡； ○ 光纤网卡。
第5章2 局域网技术及组建
2
组网结构
使用交换机的组网方式,网络结构可分为平面式 使用交换机的组网方式,网络结构可分为平面式 分层式两种结构 两种结构. 和分层式两种结构. 平面式结构可分为级联 端口聚合,堆叠3种方式 级联, 种方式. 平面式结构可分为级联,端口聚合,堆叠 种方式.
◆ 级联方式是最常用的组网方式,它通过交换机上 是最常用的组网方式,
2
◆ ◆ ◆ ◆ ◆ ◆
综合布线系统组成
综合布线系统采用标准化部件和模块化组 合方式,主要由6个独立子系统组成 个独立子系统组成: 合方式,主要由 个独立子系统组成:
工作区子系统( 工作区子系统(Work Area) ) 水平布线子系统( 水平布线子系统(Horizontal Cabling) ) 管理子系统( 管理子系统(Administration) ) 垂直干线子系统( 垂直干线子系统(Backbone Cabling) ) 设备间子系统( 设备间子系统(Equipment Rooms) ) 建筑群接入子系统( 建筑群接入子系统(Premises Entrance Facilities) )
利用蓝牙技术,不仅可以实现设备互连, 利用蓝牙技术,不仅可以实现设备互连, 还可以传输文件,支持语音通信, 还可以传输文件,支持语音通信,建立数据 链路等. 链路等. 为局域设备提供互连. ◆ 为局域设备提供互连. ◆ 支持移动办公,车载等 支持移动办公, 家庭网络.娱乐,居家等. ◆ 家庭网络.娱乐,居家等.
第二节
局域网组建及布线技术
5.2.1 局域网组建
1
基本硬件设备
在用双绞线和光纤组建以太网时,需要 在用双绞线和光纤组建以太网时, 使用以下几种基本硬件设备及材料: 使用以下几种基本硬件设备及材料: 网卡( 接头) ◆ 网卡(带RJ-45接头) 接头 ◆ 交换机. 交换机. 接头. ◆ RJ-45接头. 接头 双绞线( 类非屏蔽 或光纤. 类非屏蔽) ◆ 双绞线(5类非屏蔽)或光纤.
计算机网络_第5章习题答案解析
计算机⽹络_第5章习题答案解析第五章练习题答案5.1⽹络互连有何实际意义？进⾏⽹络互连时，有哪些共同的问题需要解决？答：⽹络互连使得相互连接的⽹络中的计算机之间可以进⾏通信，也就是说从功能上和逻辑上看，这些相互连接的计算机⽹络组成了⼀个⼤型的计算机⽹络。
⽹络互连可以使处于不同地理位置的计算机进⾏通信，⽅便了信息交流，促成了当今的信息世界。
需要解决的问题有：不同的寻址⽅案；不同的最⼤分组长度；不同的⽹络介⼊机制；不同的超时控制；不同的差错恢复⽅法；不同的状态报告⽅法；不同的路由选择技术；不同的⽤户接⼊控制；不同的服务（⾯向连接服务和⽆连接服务）；不同的管理与控制⽅式；等等。
注：⽹络互连使不同结构的⽹络、不同类型的机器之间互相连通，实现更⼤范围和更⼴泛意义上的资源共享。
5.2转发器、⽹桥和路由器都有何区别？答：1）转发器、⽹桥、路由器、和⽹关所在的层次不同。
转发器是物理层的中继系统。
⽹桥是数据链路层的中继系统。
路由器是⽹络层的中继系统。
在⽹络层以上的中继系统为⽹关。
2）当中继系统是转发器或⽹桥时，⼀般并不称之为⽹络互连，因为仍然是⼀个⽹络。
路由器其实是⼀台专⽤计算机，⽤来在互连⽹中进⾏路由选择。
⼀般讨论的互连⽹都是指⽤路由器进⾏互连的互连⽹络。
5.3试简单说明IP、ARR RARP⼝ICMP协议的作⽤。
答：IP :⽹际协议，TCP/IP体系中两个最重要的协议之⼀，IP使互连起来的许多计算机⽹络能够进⾏通信。
⽆连接的数据报传输?数据报路由。
ARP（地址解析协议）实现地址转换，将IP地址映射成物理地址。
RARP（逆向地址解析协议）将物理地址映射成IP地址。
ICMP： Internet 控制消息协议，进⾏差错控制和传输控制，减少分组的丢失。
注：ICMP协议帮助主机完成某些⽹络参数测试，允许主机或路由器报告差错和提供有关异常情况报告，但它没有办法减少分组丢失，这是⾼层协议应该完成的事情。
IP协议只是尽最⼤可能交付，⾄于交付是否成功，它⾃⼰⽆法控制。
计算机网络技术课件(第5章)局域网基础
第五章 局域网基础
§5.3 传统以太网 5.3
5.3.3 10BASE-2 10BASE10BASE1．10BASE-2的组成部分 主要包括以下几个组成部分： （1）细同轴电缆（Coaxial Thin Cable） （2）BNC T型连接器（BNC T Connector） （3）BNC连接器（BNC Connector） （4）BNC圆柱形连接器（BNC Column Connector） （5）BNC终端匹配器（BNC Terminal Connector） （6）网卡（Network Interface Card） 细缆以太网示意图
第五章 局域网基础
优点： 优点： 1）结构简单、建网容易、便于管理 2）易于扩展，添加新站点方便 3）故障检测和隔离方便 4）传输速度快 缺点： 缺点： 1）中央节点负担重，可靠性低 2）通信线路的利用率低 图例
第五章 局域网基础
4.星型总线结构和星型环混合 4.星型总线结构和星型环混合
实际网络结构是多种多样的，其拓扑结构也不一 定是单一结构。它们往往是几种结构的混合体 1）星型总线结构
第五章 局域网基础
2．令牌环 令牌环的技术始于1969年，这就是所谓的Newhall环 路。 在令牌环介质访问控制方法中，使用了令牌，它是 一种被称作令牌的特殊的二进制比特格式的帧。 环路上只有一个令牌，因此任何时刻至多只有一个 结点发送数据，不会产生冲突。而且，令牌环上各结点 均有相同的机会公平地获取令牌。 令牌环的工作原理
第五章 局域网基础
2．宽带系统 当特性阻抗为75Ω的同轴电缆用于频分多路复用FDM的 当特性阻抗为75Ω的同轴电缆用于频分多路复用FDM的 模拟信号发送时，称为宽带。主要特点如下： （1）发送模拟信号，并采用FDM技术。 ）发送模拟信号，并采用FDM技术。 （2）采用总线/树型拓扑结构，介质是宽带同轴电缆。 ）采用总线/ （3）传输距离比基带远，可达数十公里。 （4）采用单向传输技术，信号只能沿一个方向传播。 （5）两条数据通道，且端头处接在一起。 （6）结点的发送信号都沿着同一个通道流向端头。 （7）在物理上，可采用双电缆结构和单电缆结构来实 现输入和输出的通道。 宽带传输技术
(完整版)计算机网络_第5章习题答案
第五章练习题答案5.1 网络互连有何实际意义？进行网络互连时，有哪些共同的问题需要解决？答：网络互连使得相互连接的网络中的计算机之间可以进行通信，也就是说从功能上和逻辑上看，这些相互连接的计算机网络组成了一个大型的计算机网络。
网络互连可以使处于不同地理位置的计算机进行通信，方便了信息交流，促成了当今的信息世界。
需要解决的问题有：不同的寻址方案；不同的最大分组长度；不同的网络介入机制；不同的超时控制；不同的差错恢复方法；不同的状态报告方法；不同的路由选择技术；不同的用户接入控制；不同的服务（面向连接服务和无连接服务）；不同的管理与控制方式；等等。
注：网络互连使不同结构的网络、不同类型的机器之间互相连通，实现更大范围和更广泛意义上的资源共享。
5.2 转发器、网桥和路由器都有何区别？答：1）转发器、网桥、路由器、和网关所在的层次不同。
转发器是物理层的中继系统。
网桥是数据链路层的中继系统。
路由器是网络层的中继系统。
在网络层以上的中继系统为网关。
2）当中继系统是转发器或网桥时，一般并不称之为网络互连，因为仍然是一个网络。
路由器其实是一台专用计算机，用来在互连网中进行路由选择。
一般讨论的互连网都是指用路由器进行互连的互连网络。
5.3 试简单说明IP、ARP、RARP和ICMP协议的作用。
答：IP：网际协议，TCP/IP 体系中两个最重要的协议之一，IP 使互连起来的许多计算机网络能够进行通信。
无连接的数据报传输. 数据报路由。
ARP（地址解析协议）实现地址转换，将IP地址映射成物理地址。
RARP（逆向地址解析协议）将物理地址映射成IP 地址。
ICMP：Internet 控制消息协议，进行差错控制和传输控制，减少分组的丢失。
注：ICMP 协议帮助主机完成某些网络参数测试，允许主机或路由器报告差错和提供有关异常情况报告，但它没有办法减少分组丢失，这是高层协议应该完成的事情。
IP 协议只是尽最大可能交付，至于交付是否成功，它自己无法控制。
第5章TCPIP协议
26.01.2021
第5章 TCP/IP协议 计算机网络
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ARP协议和RARP协议
在网际层，提供从IP地址到物理地址映像服务 的协议是地址解析协议（Address Resolution Protocol，ARP），提供从物理地址到IP地址 映射服务的协议是逆向地址解析协议 （Reverse Address Resolution Protocol， RARP），IP地址与物理地址之间的映射称为 地址解析。
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A类 0
网络号
主机号
B类 1 0
网络号
主机号
C类 1 1 0
网络号
主机号
D类 1 1 1 0
多目广播ห้องสมุดไป่ตู้址
E类 1 1 1 1 0
暂时保留
26.01.2021
第5章 TCP/IP协议 计算机网络
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IP地址
在IP地址中，有一些特殊的规定： ①当32位的IP地址为全0时，表示该主机，但只允许在
主机启动时使用，以后不允许再使用。 ②当32位的IP地址为全1时，表示在该网的广播地址，
5
TCP/IP协议族
TCP协议从上层实体接收任意长度的报文，并为上层用户提供面 向连接的、可靠的全双工数据传输服务。
IP协议是一种无连接的采用分组交换方式的网络层协议，它既可 作为单独通信子网中的网络层协议，也可作为由多个通信子网互 连组成的网际网的网络层协议。
地址解析协议。此协议将网络地址映射到硬件地址，属于网络层 协议；
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第05章 路由与交换技术(计算机网络技术)
5.3 虚拟局域网
5.3.1 虚拟局域网概述
通过使用VLAN，能够把原来一个物理的局域网划分成很多 个逻辑意义上的子网，而不必考虑每台设备所处的具体物 理位置，每一个VLAN都可以对应于一个逻辑单位，如部 门、车间和项目组等。另外，交换机划分VLAN后，每一 个VLAN都是一个独立的广播域，相同VLAN内的主机仍 然以传统交换方式通信，感觉不到VLAN的存在，但不同 VLAN中的主机不可以直接通信，必须通过路由器转发数 据包。这样，通过划分VLAN，可以把数据交换限制在各 个虚拟网的范围内，从而减少整个网络范围内广播包的传 输，提高了网络的传输效率；同时各虚拟网之间必须通过 路由器转发，起到了隔离端口的作用，增强了网络的安全 性。由于VLAN可以充分利用网络资源，因而显著降低了 设备成本。
5.1 交换机的配置
5.1.1 交换机的认识 交换机（Switch）是一种用于电信号转发的网络 设备。它可以为接入交换机的任意两个网络节点 提供独享的电信号通路。最常见的交换机是以太 网交换机.
5.1 交换机的配置
从广义上来看，网络交换机分为两种：广域网 交换机和局域网交换机。广域网交换机主要应用 于电信领域，提供通信用的基础平台。而局域网 交换机则应用于局域网络，用于连接终端设备， 如PC机及网络打印机等。 从传输介质和传输速度上可分为以太网交换机 、快速以太网交换机、千兆以太网交换机、 FDDI交换机、ATM交换机和令牌环交换机等。 从规模应用上又可分为企业级交换机、部门级 交换机和工作组交换机等。
5.3 虚拟局域网
5.3.4 三层交换技术 三层交换技术（也称多层交换技术，或IP交换技术 ）是相对于传统交换概念而提出的。众所周知， 传统的交换技术是在OSI参考模型中的第二层即 数据链路层进行操作的，而三层交换技术在OSI 参考模型中的第三层网络层中实现了分组的高速 转发。
计算机网络(6,局域网)
对等与不对等局域网
1. 不含服务器的对等网络 每台配有网卡的微机安装Windows操作系统，从网卡接线到 集线器(hub)或交换机上形成对等网络，每台机器既可当服务器 （提供共享资源）又当工作站（使用共享资源）。选择其中一 台微机（通过拨号或专线）接入互联网，作为全网的网关，并 在其上安装代理软件（如Winproxy,Sygate等,目前主要是用路由 器代替代理服务器），使全网通过它联结到Internet。
5.2.2〓IEEE802标准系 P101
(1)802.1A：局域网络和城域网络标准：综述和 体系结构。 802.1B：局域网络的寻址、网络互连及其管 理。 (2)802.2：逻辑链路控制。MAC (3) 802.3：CSMA/CD及100BaseX访问方法及 物理层规范。 (4)802.4：令牌总线访问方法及物理层规范 （已解散）。 (5)802.5：令牌环访问方法及物理层规范。
局域网的基本技术涉及拓扑结 构、传输媒体和媒体访问控制 方法三个方面。
1． 拓扑结构(如何联）
局域网具有三种典型的拓扑 结构：星型、环型、总线。 通常是这三种结构的树形组 合
树形 星型
总线
环型
2． 传输媒体（用什么联）
• 局域网主要采用基带传输方式：传输 媒体有双绞线、同轴电缆（粗，细）、 光纤和电磁波（无线，红外线）等。 • 双绞线适合于总线、环型、星型拓朴 • 同轴电缆适合于总线拓朴 • 光纤适合于环型、星型拓朴 • 无线介质适合于总线、环型、星型拓 朴
第5章 局域网-计算机导论(第2版)-微课版-吕云翔-清华大学出版社
网络连接
• 在城域网和广域网中，信号是在光缆中传 输的。光缆由细如头发的光导纤维制成， 数据在其中可以以光速传播。
• 常用带宽来衡量网络的数据传输能力。带 宽是指单位时间内可传输的最大数据量， 常用比特/秒（bps或b/s）度量。
• 带宽较高的通信系统称为宽带，带宽较低 的称为窄带。宽带和窄带的划分标准并不 是固定的，目前常以4Mbps为分界线进行 划分。
• 网络化外设是可以直接连接到网络的设备。 最新带有网络功能的打印机、扫描仪等都 可看成网络化外设。
小型局域网模型
网络拓扑结构
网络连接
• 有线局域网通过电缆连接各个节点，数据 在电缆中进行传输。
• 网络电缆也称双绞线，是用四对铜线缠绕 而成的，线的末端接以RJ45接头。
• 常用的网络电缆包括五类线（CAT5）、超 五类线（CAT5e）和六类线（CAT6），它们 最长支持100米的传输长度。
• IP地址一般由系统管理员或网络服务提供 商分配，分配的IP地址是半永久的，即每 次启动计算机时都保持一致；也可使用 DHCP（Dynamic Host Configuration Protocol， 动态主机配置协议）协议来自动向DHCP服 务器申请IP地址，通过此方式获得IP地址仅 限此次联网使用，断网后重新获得的IP地 址很有可能是不同的。
通信协议
• 数据在网络节点间传输时，需要遵守一系 列的通信协议。
• 通信协议可以理解为计算机之间进行相互 会话所使用的共同语言，它定义了数据的 编码解码方式、传输顺序、电压高低、纠 错方式等内容，以确保数据能够顺利地传 输。
• 最常用也是最著名的通信协议是TCP/IP协议， 它是管理因特网数据传输的协议，且也已 成为局域网的标准。
第5章 计算机网络互连技术及应用
• 2．网络互连的层次分类
一般情况下，网络互连可以在ISO/OSI 七层模型中的任意一层进 行，主要有以下几种： ① ② ③ ④ 物理层互连 数据链路层互连 网络层互连 高层互连
网络互连的一般原则是从互连层开始，其上各层的协议要相同， 而互连层下面各层的协议的异构特性则由互连层屏蔽。一般来说，互 连的层次越高，互连协议就越复杂。
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• 2．集线器(HUB)
集线器其实是一种特殊的中继器，它有一个端口和主干 网连接，而其他的端口连接一组工作站，如图就是一个典型的集线器 实物图。
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• 3．集线器的种类
根据集线器的功能的不同，可以将集线器分成不同的类型:
① ② ③ ④ 独立式集线器 堆叠式集线器 模块式集线器 智能型集线器
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第 5 章
计算机网络互连技术及应用
1
【本章目标】
• 一个计算机系统，接入计算机通信网络， 可以与其它计算机系统通信。计算机通信 网络互连技术是解决两个计算机通信网络 中的某两个计算机系统相互通信的技术。 本章介绍计算机通信网络互连技术的层次 性，各种互连设备的工作原理，以及路由 协议、IP协议和移动IP、IP组播。
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5.2.6 网络互连设备的比较与应用选择
表中列出中继器（集线器）、网桥（第二层交换机）、路由器 （第三层交换机）、网关等互连方式的特点比较.
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5.3 路由协议
5.3.1路由协议概述 5.3.2路由信息协议RIP 5.3.3开放式最短路径优先协议OSPF 5.3.4边界网关协议4（BGP-4）
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5.4 IP协议
• • • • 5.4.1 5.4.2 5.4.3 5.4.4 Internet协议概述 IP地址及子网 IP协议 ICMP协议
《计算机网络基础》课件 第5章 网络互联技术
第 6 页 共 134 页
5.1 网络互连概述
5.1.2 网络互联准则
由于不同的计算机网络之间存在各种差异，如不同 的寻址模式，不同的分组长度，不同的网络接口， 不同的介质访问机制，不同的等待时限，不同的路 由寻址技术，不同的差错恢复能力和状态报告等， 所以网络互联主要应当考虑和解决以下一些问题。
对于网卡而言，每块网卡都有一个唯一的标识， 它是网卡生产厂家在生产时烧入ROM（只读存 储芯片）中的，我们把它叫做MAC地址（或物 理地址）。MAC地址由48位二进制组成，为方 便理解和记忆，通常分成6组，每组8位二进制。 每组再用十六进制表示，组与组之间用“-”分 隔，如：00-30-18-A2-18-A6。
网桥协议转换
也就是说，网桥工作在数据链路层，进行相似的网络间帧的转发， 实现MAC子层的连接，例如，以太网—以太网、以太网—令牌环、
网桥
以太网—FDDI等。
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5.2 网络互连设备
5.2.2 数据链路层互联设备
1）网桥的结构
网桥的结构由端口模块，存储模块、 软件模块（端口管理软件、协议转 换软件、地址表）、转发模块四部 分组成，如右图所示。
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5.1 网络互连概述
5.1.2 网络互联准则
此外，网络互联还应当遵守以下基本准则。
屏蔽或者容纳各个 物理网络的差别；
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隐藏各个物理网 络的实现细节；
为用户提供通用 透明服务。
2
3
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5.1 网络互连概述
5.1.3 网络互联的类型
网络互联的类型主要有：局域网与 局域网（LAN/LAN）的互联、局 域网与广域网（LAN/WAN）的互 联、局域网通过广域网 （LAN/WAN/LAN）互联、广域 网与广域网（WAN/WAN）的互 联，如右图所示。
第5章 网 络 互 联
（1）A类地址。 A类地址的网络号长度为8位，网络号（net-id）的第一位为0，其余7位可以 分配。其中，网络号0和127留做特殊用途，10用于专用的地址，其余的125个网 络号可指派给一些机构。 A类地址子网掩码为255.0.0.0。
（2）B类地址。 B类地址的网络号长度为16位，其中可编号14位。 B类地址子网掩码为255.255.0.0。 （3）C类地址。 C类IP地址的网络号长度为24位，其中可编号21位， C类地址子网掩码为255.255.255.0。 （4）D类地址。 D类IP地址覆盖范围为：224.0.0.0～239.255.255.255。 该类地址标识网络多播地址。 （5）E类地址。 E类IP地址暂时保留，地址覆盖范围为：240.0.0.0～247.255.255.255。
5.6 5.1 5.2 5.3 实现互联的思路 IP地址
IP地址映射
IP分组转发
5.7
5.8 5.9
网际控制报文协议：ICMP
IP多播
子 网
5.4
5.5
无分类编址和地址聚合
IP数据报
5.1.1 网络互联 图5.1（a）表示有许多计算机网络通过路由器进行互联。 由于参加互联的计算机网络都使用相同的IP协议，因此可以把互联以后的 网络系统看成如图5.1（b）所示的一个虚拟互联网络。
【例5.4】 X-ISP拥有206.0.64.0/18地址块，ABC公司包含A厂、B厂、C厂和 机关。其中： A厂包含4个部门A1～A4，每个部门有100台计算机连网； B厂包含2个部门B1～B2，每个部门有80台计算机连网； C厂包含2个部门C1～C2，每个部门有50台计算机连网； 机关有90台计算机连网。 如图5.15所示。
20～60字节之间）。 服务类型（8位）：在最初设计IP首部时，这个字段称为服务类型，它指明了 应当如何处理数据报。
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IP 地址的各字段和子网掩码
因特网部分 两级 IP 地址 网络号 net-id 因特网部分 三级 IP 地址 net-id 网络号 子网掩码 划分子网时 的网络地址 本地部分 主机号 host-id 本地部分 subnet-id 子网号 host-id 主机号
划分子网后变成了三级结构
当没有划分子网时，IP 地址是两级结构， 地址的网络号字段也就是 IP 地址的“因特 网部分”，而主机号字段是 IP 地址的“本 地部分”。 划分子网后 IP 地址就变成了三级结构。划 分子网只是将 IP 地址的本地部分进行再划 分，而不改变 IP 地址的因特网部分。
子网掩码
192.0.0 223.255.255
划分子网
从两级 IP 地址到三级 IP 地址 在 ARPANET 的早期，IP 地址的设计 确实不够合理。
IP 地址空间的利用率有时很低。 给每一个物理网络分配一个网络号会使路 由表变得太大因而使网络性能变坏。 两级的 IP 地址不够灵活。
三级的 IP 地址
AND子网号
subnet-id
1111111111111111 11111111 00000000 net-id host-id 为全 0
A 类、B 类和 C 类 IP 地址的默认子网掩码
A 类 地 址
网络地址
net-id
host-id 为全 0
默认子网掩码 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 255.0.0.0 网络地址 net-id host-id 为全 0
B 类 地 址
默认子网掩码 255.255.0.0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 网络地址 net-id host-id 为全 0
C 类 地 址
默认子网掩码 111111111111111111111111 00000000 255.255.255.0
IP 地址中的网络号字段和主机号字段
A 类地址 0 net-id 8 bit B 类地址 1 0 net-id 16 bit C 类地址 1 1 0 net-id 24 bit D 类地址 1 1 1 0 多播地址 host-id 8 bit host-id 16 bit host-id 24 bit
1.5 IP地址及其应用 地址及其应用
IP地址表示 IP 地址的编址方法
2011年10月8日星期六
浙江理工大学 信电学院
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IP 地址及其表示方法
IP 地址就是给每个连接在因特网上的主 机（或路由器）分配一个在全世界范围是 惟一的 32 bit 的标识符。 IPV4与IPV6 IPV4 IPV6
地址：32--》128 带宽 安全性和QoS
IP 地址的编址方法
分类的 IP 地址。这是最基本的编址方法， 在 1981 年就通过了相应的标准协议。 子网的划分。这是对最基本的编址方法的 改进，其标准[RFC 950]在 1985 年通 过。
分类 IP 地址
每一类地址都由两个固定长度的字段组成， 其中一个字段是网络号 net-id，它标志主机 （或路由器）所连接到的网络，而另一个字 段则是主机号 host-id，它标志该主机（或 路由器）。 两级的 IP 地址可以记为： IP 地 址 ::= { < 网 络 号 >, < 主 机 号 >} (6-1)
划分子网的基本思路（续）
凡是从其他网络发送给本单位某个主机的 IP 数据报， 仍然是根据 IP 数据报的目的网络号 net-id，先找到连 接在本单位网络上的路由器。 然后此路由器在收到 IP 数据报后，再按目的网络号 net-id 和子网号 subnet-id 找到目的子网。 最后就将 IP 数据报直接交付给目的主机。
从 1985 年起在 IP 地址中又增加了一个 “子网号字段”，使两级的 IP 地址变成为 三级的 IP 地址。 这种做法叫作划分子网(subnetting) 。划分 子网已成为因特网的正式标准协议。
划分子网的基本思路
划分子网纯属一个单位内部的事情。这个单位对外仍然 表现为没有划分子网的网络。 从主机号借用若干个比特作为子网号 subnet-id，而主 机号 host-id 也就相应减少了若干个比特。 IP地址 ::= {<网络号>, <子网号>, <主机号>} (6-2)
1111111111111111 11111111 00000000 net-id subnet-id host-id 为全 0
(IP 地址) AND (子网掩码) = 网络地址
因特网部分 两级 IP 地址 网络号 net-id 因特网部分 三级 IP 地址 net-id 网络号 子网掩码 划分子网时 的网络地址 本地部分 主机号 host-id 本地部分 subnet-id host-id
IP 地址的使用范围
网络 最大 类别 网络数 第一个 可用的 网络号 1 128.0 最后一个 可用的 网络号 126 191.255 每个网络 中最大的 主机数 16,777,214 65,534 254
A B C
126 (27 – 2) 16,384 (214) 2,097,152 (221)
E 类地址 1 1 1 1 0
保留为今后使用
点分十进制记法
机器中存放的 IP 地址 是 32 bit 二进制代码 每隔 8 bit 插入一个空格 能够提高可读性 将每 8 bit 的二进制数 转换为十进制数 采用点分十进制记法 则进一步提高可读性 10000000000010110000001100011111 10000000 00001011 00000011 00011111 128 11 3 31