网络基础教案

第一章网络入门知识

1.1 网络是什么

一、网络的定义

1．定义：计算机网络是一组自治计算机互连的集合。

自治（或自主）：每个计算机有自主权，不受别人控制

互连：用通信介质进行连接，并达到相互通信的目的

用通俗的描述：

计算机网络是把处在不同地理位置的独立计算机，用通信介质和设备互连，以网络软件进行控制，达到资源共享、协同操作的目的。

网络的目的: 共享资源

1.2 网络类型

即然是计算机互连，连成什么样的网？这就要对网络进行一下分类：

一、网络的简介

简单的网络：

没有网卡没有HUB（集线器），两台计算机用“串口或并口”直接电缆连接 SW（交换机）

有网卡没有HUB，两台计算机用“点到点的线”直连

复杂的网络：

有网卡有HUB，多台计算机用“标准线序的线”互连

LAN与LAN之间的互连，Internet

二、常见网络拓扑结构

1. 总线型拓扑（BUS）

优点：消耗的电缆长度最短，最经济、不便于维护

缺点：重载下性能差，总线上一点故障将导致全网的故障，扩展不容易

说明：1. 适用于同轴电缆

2．属于被动型网络

3．发送信号（在低层基于广播的共享信道）

①在某个时间，只有一台计算机可有效发送信号

②只有地址信号匹配的计算机才能有效接收信号

4．2个终结器（Terminator）：用于吸收信号，起到终端或端子的作用

5．只能一端接地.

2 .星型拓扑（star）

说明：适用于双绞线，属于被动型网络，外观上看是星形，逻辑上是总线

优点：组网容易、一台计算机故障不影响其它计算机通信、改变扩展很容易

缺点：需要的网线比BUS多

HUB /SW故障网络不能工作

我们先分析一下HUB：

HUB是一个多端口中继器，多端口共享一个带宽

主动式HUB：（有源）多端口中继器，可放大信号

被动式HUB：（无源）连接器

混合式HUB：可连接多种类型的缆线

SWITCH是一个改进的多端口网桥，每个端口有一个带宽

优点：可按需要改变或扩展网络，只需简单地接入计算机或另一个HUB

不同的端口可以接不同的缆线

有些HUB可以集中监视网络的活动和流量

3. 环状拓扑（Token ring）

优点：可预知网的性能

缺点：比较贵、任何一台计算机出故障都会影响整个网络

说明：

1.主动式拓扑结构，*外观是星形结构，逻辑上是环型

2.用Token Ring（令牌环）来控制传输

3．信号在环上沿一个方向传递

4．当一台计算机失效，将导致全网失效，但IBM的专用HUB，利用旁路解决这个问题

5．国内用的少，国外用的多

3．标准拓扑类型的变体

*混合型：MESH（多对多）、STAR-BUS、STAR-RING

第二章网络如何工作(理论网络)

2．1 网络模型

一、ISO的OSI模型

1978年国际化标准组织（ISO，International Standards Organization）发表了一系列标准，提出了一个连接不同设备的网络体系结构。这就是OSI（Open Systems Interconnection）模型，又称为参改模型(reference)，或概念模型(conceptual)，或Department of Defense (DOD)。

1．分层结构：共七层，每一层都覆盖不同的网络形为、设备和协议

OSI模型

.

2．各层间的关系：

◇逻辑上是对应层之间的通信

◇物理上通信只发生在一台机器的相邻之间

每一层的目的就是为邻近的上层提供服务，屏蔽掉完成服务的具体细节。这样，每层好像是与另一台计算机相关层之间进行通信（虚电路）。实际上，通信发生在同一台计算机的相邻层之间。每层都有相应的软件，根据一系列

的协议完成某些特定的的网络功能。

在数据传送给另一层时，都要分成报文。报文是一个信息单位，作为一个整体从网络中的一个设备传送给另一个设备。网络按层把报文从一个软件传到另一个软件层。每层软件都给报文增加一些格式或地址信息，以便成功的在网络上传输。

在接收端，报文按相反顺序传递。每层软件读取报文上的相关信息，去掉本层的附加信息并继续往上传。当报文最终到达应用层时，地址信息已被去掉，只剩下了原来的数据，接收方就可以阅读了。

除了最低层外，没有哪一层可以与另一台计算机上的对等层之间直接传递信息。发送计算机上的信息，必须逐次穿越各层。

相邻层之间的交涉都通过接口。接口定义了低层提供了哪些服务以及如何访问这些服务。

（应用程序调用NT或第三方提供的API，而不是直接调用物理层；隐藏了复杂的硬件调用。每一层都在上层的数据前加上本层的头标。物理层按比特流发送，在发送前加上一个发送起始位，也像是头标一样。）

3．各层的功能：

应用层（Application Layer）：

◇充当应用程序访问网络服务的窗口，处理一般的网络访问、流量控制和错误恢复。

表示层(Present Layer)：

◇代表应用进程协商数据表示方式，被称为网络转换器

◇完成协议转换、翻译数据、加密数据、数据压缩、改变或转换字符集以及扩展图形命令

◇Redirector工作在这一层

会话层(Session Layer)：

提供两个进程之建立、维护和结束会话连接的功能

提供交叉会话的功能，有三种数据流方向的控制模式：即一路交叉、两路交叉和两路同时会话模式。

传输层(Transport Layer)：

提供建立、维护和拆除传送连接的功能

选择网络层提供的最合适的服务

在系统之间提供可靠的透明的数据传送，提供端到端的差错恢复和流控制

网络层(Network Layer)：

控制分组传送系统的操作，即路由选择、拥塞控制、网络互连等功能，它的特性对高层是透明的；

根据传输层的要求来选择服务质量

向传输层报告未恢复的差错

数据链路层(Data Link Layer)：

在网络层实体间提供传送数据的功能和过程

提供数据链路的帧流控

检测和校正物理链路产生的差错

物理层(Physical Layer)：

提供为建立、维护和拆除物理链路所需的机械的、电气的、功能的和规程的特性；

提供在物理链路上传输非结构的位流以及故障检测指示；

优点：层次性