2.2局域网的构建详解

第二节局域网的构建课程回顾计算机网络的主要功能;网络的几种拓扑结构;常用的网络硬件;计算机网络的主要功能：数据传送、资源共享、提高计算机的可靠性和可用性、分布处理网络的几种拓扑结构：星形、总线形、环形常用的网络硬件：交换机、集线器、路由器、网卡、网线、光纤、同轴电缆局域网的构建思考：为什么构建局域网？一句话：给我们的工作和生活带来方便。怎样构建网络？[任务一]选择相应的硬件设备名称是否采用详细参数、数量、用途网卡√网线√光缆选用HUB交换机√路由器√计算机√（若采用，请打“√”）2、连接硬件（需要考虑采用什么类型的拓扑结构）3、检查网卡驱动是否已经正确安装。如果网卡没安装好，在此会有一个黄色的感叹号(!),则需重新安装网卡驱动程序。表示网卡安装正确[任务二]（讨论）以上我们把硬件都安装好了，那么是不是网络可以正常使用了呢？如果没有，还缺什么？除了硬件，最核心的部分还是软件。网络通信软件——协议什么是协议？协议：即规则，约定俗成的规范。任何形式的通信，都要有一套通信规则的保证才能正常进行。如何安装协议？TCP/IP协议是广域网协议，为互联网中采用的标准。end计算机网络是个非常复杂的系统，为了说明这一点，可以设想一个最简单的情况：连接在网络上的两台计算机要互相传送文件，那么这两台计算机就需要有一条传送数据的通路。但实际上这是远远不够的！至少还有以下工作需要去完成：发起通信的计算机必须将数据通信的通路进行“激活”。所谓激活就是需要发送一些命令，保证要传送的数据能在这条通路上正确地发送和接收。要告诉网络如何识别接收数据的计算机。发送通信的计算机必须查明对方计算机是否已经开机，并且与网络连接正常。发起通信的计算机必须弄清楚，对方计算机是否已经做好数据的接收和存储的准备。若计算机文件格式不兼容，则至少其中一台计算机应能完成格式转换的功能。对出现的各种差错或意外事故，如数据传送错误、重复或丢失、网络中某台交换机出现故障、其中一台计算机出现死机或断电等，应当有可靠的措施保证对方计算机最终能接收到正确的文件。。。。。。。其实人们已经在实践中得出解决以上问题的方法。那就是提出著名的《计算机网络体系结构》这个概念。网络体系结构是指通信系统的整体设计。即是为网络硬件、软件、协议、存取控制和拓扑结构等提供标准。它广泛采用的是国际标准化组织（ISO）在1979年提出的开放系统互连基本参考模型（OpenSystemsInterconnectionReferenceModel)，简称OSI。。70年代以来，国外一些主要计算机生产厂家先后推出了各自的网络体系结构，但都属于专用的。如果购买某厂商的产品，当需要扩大网络容量时，就必须一直购买该公司的产品，这种情况显然有利于某一个公司垄断市场。为使不同计算机厂家的计算机能够互相通信，以便在更大的范围内建立计算机网络，有必要建立一个国际范围的网络体系结构标准。国际标准化组织ISO就是1979年提出了一个标准化的网络系统结构——开放系统互联参考模型(OpenSystemsInterconnectionreferencemodel)OSI/RM,简称OSI。由于这个标准模型的建立，使得各种计算机网络向它靠拢，大大推动了网络通信的发展。“开放”这个词表示：只要遵循OSI标准，一个系统可以和位于世界上任何地方的、也遵循OSI标准的其他任何系统进行连接。OSI参考模型应用层与用户应用程序的直接接口“做什么”表示层数据格式的转换“对方看起来象什么”会话层会话管理与数据传输同步“该谁讲话”，“从哪儿讲起”传输层端到端可靠的数据传输“对方在哪儿”网络层分组传送，路由选择，流量控制“走哪条路可以到达对方”数据链路层相邻结点间无差错地传送帧“每一步该怎么走”物理层在物理媒体上透明传输位流“怎样利用物理媒体”分层功能与作用形象比喻应用层是OSI参考模型的最高层，直接面向用户，负责两个应用进程（应用程序）之间的通信。它是用户使用OSI功能的唯一窗口。应用程序不用去关心实际数据传输过程中的细节，这一切已全部交给执行这些协议的通信软件去处理了。7、应用层6、表示层表示层是对通信双方计算机系统之间交换数据的“表示方式”加以约定。例如，用什么样的二进制数表示A、B、C等字母，一个8位的数字“201412116”是表示日期还是电话号码等。为了传输安全，对传输的信息的加密和解密也由表示层协议解决。5、会话层会话层协议维持两台计算机上的两个应用实体（执行中的程序）之间的交互过程。如同打一次电话的过程。4、传输层传输层的主要作用是为通信的两个主机，提供可靠的“端”到“端”数据传输通道。传输层不关心路径选择。3、网络层网络层协议解决“跨”网络的数据通信问题。包括传输路由选择、传输数据流量控制和差错检测等。2、数据链路层数据链路层在物理层的基础上，为两个相邻的网络实体（计算机、路由路、交换机等）建立一条可靠的数据链路。该层传输的是以一组数据（称为帧）为单位的数据块。帧的收发过程有应答关系，每帧数据都经过校验，错误的数据通过重发加以纠正。网卡的功能就是执行物理层与数据链路层协议。1、物理层物理层是OSI参考模型的最低层，与传输线路直接相连。它定义了硬件接口的标准，如数字信号的“1”和“0”的电压值、规定线缆与网络接口卡的连接头的形状、几何尺寸、引脚线数、引线排列方式、锁定装置等一系列外形特征。在物理层看来，通信线路中传输的是一串以二进制位为单位的电信号，它不管这些二进制电信号的意义及正确与否。TCP头IP头LLC头MAC头应用层表示层上层数据上层数据传输层数据链路层物理层网络层会话层TCP+上层数据IP+TCP+上层数据0101110101001000010LLC头+IP+TCP+上层数据FCS应用层表示层传输层数据链路层物理层网络层会话层上层数据上层数据TCP头TCP+上层数据IP头IP+TCP+上层数据LLC头0101110101001000010LLC头+IP+TCP+上层数据MAC头通信线路发送方接收方OSI参考模型1、在发送方从上层向下层传输数据，每经过一层添加一个协议控制信息。2、在接收方从下层向上层传输数据，每经过一层去掉一个协议控制信息。数据链路层应用层物理层网络层传输层会话层表示层应用层物理层数据链路层网络层传输层会话层表示层发送进程接收进程主机A主机BOSI参考模型通信线路虚拟的数据传输实际的数据传输过程实际的数据传输过程实际的数据传输过程应用程序应用程序互联参考模型的特点每个层次向上一层次提供服务每个层次向下一层次请求服务上层是为下层指引方向的，下层为上层提供更好的服务。ISO/OSI参考模型：物理层：定义硬件接口的标准数据链路层：介质访问网络层：确定地址和最佳路径传输层：端到端连接会话层：互连主机通信表示层：数据表示应用层：为应用程序提供网络服务归纳总结前面我们讲过：TCP/IP协议是是因特网中最基本的网络通信协议，下面我们来了解一下TCP/IP协议有哪些作用和特点。TCP/IP协议——因特网的互联基础TCP/IP协议就是传输控制协议/网际协议，整个协议结构分成：应用层协议、TCP协议层和IP协议层。TCP协议层和OSI参考模型的传输层相当。IP协议层和OSI参考模型网络层相当；TCP/IP协议没有定义数据链路层和物理层，它可以建构在不同的数据链路上面。TCP/IP协议的主要特点⑴开放的协议标准，可以免费使用，并且独立于特定的计算机硬件与操作系统；⑵独立于特定的网络硬件，可以运行在局域网、广域网，更适用于互联网中；⑶统一的网络地址分配方案，使得整个TCP/IP设备在网中都具有惟一的地址；在网络中，使两台计算机上的应用程序间相互通信的前提是什么？前提就是保证应用程序所在的两台计算机能够相互通信。如何做到这一点呢？两台计算机间的通信，这是OSI参考模型网络层解决的问题。我们知道在TCP/IP协议中的IP协议层就工作在网络层，下面我们来看一下IP协议层和TCP协议层它们是怎么工作的？网络的数据链路层和物理层IP协议层OSI的网络层IP协议层IP协议层主要保证网络中计算机到计算机的数据通信。主要功能有：1、IP地址的转换。IP地址是因特网中每台计算机的唯一标识，但在通信链路上使用的不是IP地址而是MAC地址。IP协议层通过“询问”的方式获得对方的MAC地址，并动态地维持着一张通信各方的IP地址和硬件地址的对照表。2、数据传输路由选择。IP协议层还具有数据流量控制、传输差错报告等方面的功能。TCP协议层TCP协议层主要为上层的应用层提供“端”到“端”的通信服务。TCP协议层还执行数据的差错检验等功能。网络的数据链路层和物理层IP协议层TCP协议层OSI的网络层OSI的传输层网络的数据链路层和物理层IP协议层TCP协议层应用层协议简单邮件传送协议文件传送协议超文本传送协议TCP/IP协议OSI的网络层OSI的传输层应用层协议常用的简单邮件传送协议（SMTP）、文件传送协议（FTP）和浏览网页的超文本传送协议（HTTP）都是应用层协议，它们直接支持应用程序对网络通信的要求。end在使用TCP/IP协议的网络中，每台计算机都有自己的IP地址，那什么是IP地址呢？IP地址是什么？IP地址由32位二进制数组成，即4个字节（8位构成一个字节），为方便起见，将IPv4地址表示为4段十进制数。将二进制11111111.11111111.11111111.11111111写成十进制的IP地址是255.255.255.255就可表示网络中的某台主机的地址(点分十进制），每段数字的取值只允许在0-255之间。IP地址的分类按照国际互联网组织的规定，IP地址的4段分成主机地址区域和主机所在的网络地址区域两部分，即网络地址和主机地址。分为：A类、B类、C类、D类、E类等5类地址格式。A类IP地址特点：1、首位是02、网络号占用1个字节，主机号占用3个字节3、第一字节数字从0到127，IP地址范围0.0.0.0~127.255.255.2554、适用于大型网络B类IP地址特点：1、首位是102、网络号占用2个字节，主机号占用2个字节3、第一字节数字从128到191，IP地址范围128.0.0.0~191.255.255.2554、适用于中型网络C类IP地址特点：1.首位是1102.网络号占用3个字节，主机号占用1个字节3.第一字节数字从192到223，IP地址范围192.0.0.0~223.255.255.255适用于小型网络IP地址的分类D类地址被称为组播（MULTICAST）地址，用于多点广播。IP地址范围224.0.0.0~239.255.255.255E类地址保留将来使用。IP地址范围240.0.0.0~255.255.255.2550网络地址主机地址012348162431位数A类B类C类D类E类10网络地址主机地址110网络地址主机主址1110组播地址11110保留将来使用特别提示：在给计算机分配IP地址时，网络地址和主机地址部分中的全“0”和全“1”是保留地址，不分配给主机使用。另外，127.0.0.0~127.255.255.255也作为保留范围不分配给主机使用。在实际应用中，为了使网络便于管理，可以把A、B、C类网络进一步分成若干个子网。方法：把IP地址中表示主机地址的部分划分为两个部分：子网地址和主机地址。子网掩码不同类型的网络对应不同的子网掩码，子网掩码由32位二进数组成。未划分子网的网络子网掩码分别是：A类：255.0.0.0B类：255.255.0.0C类：255.255.255.0子网的子网掩码格式：将子网掩码中与网络地址和子网地址相对应的所有位都设为二进制的1，与主机地址相对应的位全都设为二进制的0。牛刀小试作业：1、将下列十进制数转化为二进制数，要求写出计算步骤：127、191、2232、将下列二进制数转化为十进制数，要求写出计算步骤：111100110100111011100011下列哪些IP不能做为主机的IP地址：100.0.0.1014