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第二章 网络工程理论与技术 网络工程设计和应用是离不开理论指导的，在进行网络设计、网络配置、网络施工、网络验收和维护，以及网络故障排除时，要做到知其然，更要知其所以然。 主要内容: 2.1 计算机网络协议层次和位置 2.2 TCP/IP协议参考模型 2.3 计算机网络的地址 2.4 IP地址划分技术 2.7 虚拟局域网(VLAN)技术 2.5 网络互连技术 2.8 路由寻址技术 2.6 以太网技术 2.9 网络接入技术 2.1 计算机网络协议层次和位置 2.1.1 理论技术在网络设计中的作用 2.1.2 计算机网络体系结构与协议层次 2.1.3 计算机网络协议及协议要素 2.1.4 计算机网络协议的格式PDU 2.1.1 理论技术在网络设计中的作用 网络工程设计和应用需具有一定的计算机网络理论和技术基础知识，结合应用来感受网络设计的特点。 构成计算机网络的所有网络实体可被抽象为两种基本构件：链路的物理介质和节点的计算机设备。 链路可分为：点对点链路，一条物理链路仅与一对节点相连；多点接入链路，多于两个节点共享同一条链路。 “网络云”表示任意类型的网络，可通过互连“网络云”形成更大的“网络云”来构建任意大的网络。 交换机和路由器是设计计算机网络最关键的网络设备。 局域网可通过接入网和广域网形成更大规模的企业网。 企业内部的专用网称内联网(Intranet)。与内联网相应的是外联网(Extranet)，它是内联网的扩展和外延。 2.1.1 理论技术在网络设计中的作用 网络分类的依据及网络名称 2.1.2 计算机网络体系结构与协议层次 计算机网络体系结构按5个层次组织和描述。自顶向下为应用层、运输层、网络层、数据链路层和物理层。 对应各层次的计算机网络协议称为协议数据单元PDU，如IP分组就是网络层的协议数据单元。网络协议数据单元(PDU)依次为报文、报文段、分组、帧和位流。 局域网是通信网，其体系结构仅涉及数据链路层和物理层。数据链路层又分逻辑链路和介质访问控制子层。 网络体系结构对计算机网络功能，以及网络协议、层次、接口和服务进行了描述，但不涉及具体实现。 接口是同一节点内相邻层之间交换信息的连接处，也叫服务访问点(SAP)。低层通过接口向高层提供服务。 高层使用低层服务，不需知道低层服务的实现方法。 2.1.3 计算机网络协议(PDU)层次 在计算机网络中，用协议数据单元(PDU)描述网络协议。 PDU是用二进制语言表示、可被通信双方彼此理解、有结构的、由二进制数据0或1组成的数据块。 网络体系结构每层都有对应的PDU，由控制和数据两部分组成，控制部分就是通信双方遵循的规则和约定，控制部分是该层的协议。PDU数据部分一般为上一层次的协议数据单元，为传输信息。 协议数据单元(PDU)的格式 2.1.4 计算机网络协议与协议要素 计算机网络协议是网络中计算机设备之间相互通信时遵循的规则、标准和约定。 一种网络协议是一组控制数据通信的规则。计算机网络协议有三要素： 语法，即信息格式，协议数据单元(PDU)的结构或格式，包括了有哪些字段，以及字段的作用等。 语义，某些信息位组合的含义，标识通信双方可以理解的含义，即PDU中某一字段二进制位0或1组合含义。 同步，也称为时序，为完成一次通信所需要的不同PDU之间有操作顺序规程。即收、发双方能分辨出通信的开始和结束，知道哪些动作先执行，哪些动作后执行。 语法决定怎么做，语义确定做什么，同步是什么时候做。 2.2 TCP/IP协议参考模型 TCP/IP协议的两个要点 TCP/IP协议结构 网络协议的捆绑 2.2.1 TCP/IP协议的两个要点 TCP／IP协议是互联网采用的网络协议，目前多数操作系统均支持TCP／IP协议，事实上的计算机网络标准。 TCP／IP协议有两个基本要点： 网络的通信要分层次，每个层次只实现一种特定的功能。如IP层功能，实现协议包从源节点到目的节点的网络传输，提供尽力交付服务，并不处理协议包丢失。协议包丢失问题交给TCP层处理。 每层之间用封装方式把上一层内容包装起来，再加上一些本层信息，叫做协议包头，也称协议首部，用来告诉网络和目的地的计算机如何处理这个协议包。 TCP／IP协议特点：开放性(免费)、无关性(系统、网络硬件)、独立性(各层)、统一性(IP)、可扩充性。 2.2.2 TCP/IP协议结构 TCP/IP协议结构包含4个层次，自顶向下依次为：应用层(Application Layer) ；TCP层(Transport Layer)，也称为传输层；IP层(Internet Layer)，也称