路由与交换型网络基础与实践教程一.pptVIP

第1章 计算机网络基础 1.1 计算机网络概述 1.1.1 计算机网络的定义 1.1.2 计算机网络的分类 1.1.3 计算机网络的组成 1.2 以太网技术标准 1.2.1 十兆以太网标准 1.2.2 快速以太网标准 1.2.3 千兆以太网标准 1.2.4 万兆以太网标准 1.3 IP地址 1.3.1 结构与分类 1.3.2 保留IP地址 1.3.3 子网与子网掩码 1.3.4 CIDR和VLSM 1.4 MAC地址 1.4.1 MAC地址概述 1.4.2 地址解析 思考与练习 1.1 计算机网络概述 1.1.1 计算机网络的定义 概括起来说，一个计算机网络必须具备以下3个基本要素： 至少有两个具有独立操作系统的计算机，且它们之间有相互共享某种资源的需求； 两个独立的计算机之间必须有某种通信手段将其连接； 网络中的各个独立的计算机之间要能相互通信，必须制定相互可确认的规范标准或协议。 以上3条是组成一个网络的必要条件，三者缺一不可。 2. 按网络的覆盖范围划分 根据计算机网络所覆盖的地理范围、信息的传输速率及其应用目的，计算机网络通常被分为接入网（AN）、局域网（LAN）、城域网（MAN）、广域网（WAN）。这种分类方法也是目前较为流行的一种分类方法。 （1）广域网（WAN，Wide Area Network） （2）城域网（MAN，Metropolitan Area Network） （3）局域网（LAN，Local Area Network） （4）接入网（AN，Access Network） 3. 按传输方式分类 4. 按通信传输介质划分 5. 按使用网络的对象分类 6. 按网络组件的关系分类 1.1.3 计算机网络的组成 1. 网络的逻辑组成 计算机网络按逻辑功能可分为资源子网和通信子网两部分。 2. 网络的物理组成 网络软件系统和网络硬件系统是网络系统赖以存在的基础,在网络系统中，硬件对网络的选择起着决定性作用，而网络软件则是挖掘网络潜力的工具 计算机网络的物理组成由网络硬件和网络软件两大系统组成。 1.2 以太网技术标准 1.2.1 十兆以太网标准 10M以太网在物理层可以使用粗同轴电缆、细同轴电缆、非屏蔽双绞线、屏蔽双绞线、光缆等多种传输介质，并且在IEEE802.3i标准中，规定了介质访问控制规则为CSMA/CD（带冲突检测的载波侦听多路访问），为不同的传输介质制定了不同的物理层标准，IEEE803.3i体系结构如图1.4所示。 图1.4 10M以太网的体系结构 1.2.2 快速以太网标准 快速以太网技术是由10BASE-T标准以太网发展而来，其协议标准为1995年颁布的IEEE802.3u，可支持100Mbps的数据传输速率，并且与10Base-T一样可支持共享式与交换式两种使用环境，在交换式以太网环境中可以实现全双工通信。 IEEE802.3u在MAC子层仍采用CSMA/CD作为介质访问控制方法，并保留了IEEE802.3的帧格式。但是，为了实现100Mbps的传输速率，在物理层作了一些重要的改进。例如在编码上，采用了效率更高的4B/5B编码方式，而没有采用曼彻斯特编码。 IEEE802.3u标准同时规定了不同物理层标准的传输特性，这些传输特性见表1.2所示。 表1.2 IEEE802.3u标准物理层传输特性 1.2.3 千兆以太网标准 千兆位以太网标准是对以太网技术的再次扩展，其数据传输率为1000Mbps即1Gbps，因此也称吉比特以太网。千兆位以太网基本保留了原有以太网的帧结构，所以向下和以太网与快速以太网完全兼容，从而原有的10Mbps以太网或快速以太网可以方便地升级到千兆以太网。千兆位以太网标准实际上包括支持光纤传输的IEEE802.3z和支持铜缆传输的IEEE802.3ab两大部分。IEEE802.3z标准在LLC子层使用IEEE 802.2标准，在MAC子层使用CSMA/CD方法。在物理层定义了千兆介质专用接口（GMII，Gigabit Media Independent Interface。 IEEE802.3z千兆以太网标准定义了三种介质系统，其中两种是光纤介质标准，包括1000Base-SX和1000Base-LX，另一种是铜线介质标准，称为1000Base-CX。IEEE802.3ab千兆以太网标准定义了双绞线标准，称为1000Base-T。图1.6给出了千兆以太网协议的体系结构。 图1.6 千兆以太网协议标准的体系结构 1.3 IP地址 1.3.1 结构与分类 1. IP地址结构 IP地址以32位二进制位的形式存储于计算机中。32位的IP地址结构由网络标识和主机号两部分组成 由于32位的IP地址不太容易书写和记忆，通常又采用带点十