知識(shí)資料信息與計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)(九)(新版)

朽木易折，金石可鏤。千里之行，始于足下。PAGE第頁(yè)/共頁(yè)7六、常用局域網(wǎng)1、局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)美國(guó)電氣和電子工程師學(xué)會(huì)（IEEE）于1980年2月成立了局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)（簡(jiǎn)稱(chēng)IEEE802委員會(huì)），專(zhuān)門(mén)從事局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化工作，目前最常用的局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)有兩個(gè)：IEEE802.3（以太網(wǎng)）和IEEE802.11（無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)）。為實(shí)現(xiàn)局域網(wǎng)內(nèi)隨意兩個(gè)計(jì)算機(jī)之間的通信，要求網(wǎng)中的每個(gè)計(jì)算機(jī)都要有一個(gè)唯一的地址。IEEE802標(biāo)準(zhǔn)為局域網(wǎng)的每一個(gè)設(shè)備規(guī)定了一個(gè)48位的全局地址，稱(chēng)為媒體拜訪(fǎng)控制地址，簡(jiǎn)稱(chēng)MAC地址（也稱(chēng)為物理地址），它固化在網(wǎng)卡的ROM中，通常用十六進(jìn)制數(shù)來(lái)表示，如00-19-21-ZE-DA-EC。當(dāng)局域網(wǎng)中某計(jì)算機(jī)需要發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，數(shù)據(jù)中必須包含自己的物理地址和接收計(jì)算機(jī)的物理地址；在傳輸過(guò)程中，其他計(jì)算機(jī)的網(wǎng)卡都要檢測(cè)數(shù)據(jù)中的目的物理地址，來(lái)決定是否應(yīng)該接收該數(shù)據(jù)。2．以太網(wǎng)采用IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)組建的局域網(wǎng)就是以太網(wǎng)（Ethernet）。以太網(wǎng)是有線(xiàn)局域網(wǎng)，在局域網(wǎng)中歷史最為悠久、技術(shù)最為成熟、應(yīng)用最為廣泛，目前組建的局域網(wǎng)十之八九采用以太網(wǎng)技術(shù)。以太網(wǎng)最初由美國(guó)Xerox公司研制勝利，到目前為止已發(fā)展出四代產(chǎn)品：①標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)1975年推出，網(wǎng)絡(luò)速率為10MbPs②迅速以太網(wǎng)（FastEthernet,FE)1995年推出，網(wǎng)絡(luò)速率為100Mbps。③千兆以太網(wǎng)（GlgabitEthernet,GE)1998年推出，網(wǎng)絡(luò)速率為l000Mbp、／1Gbps。④萬(wàn)兆以太網(wǎng)（loGigabitEthernet,10GE)2002年推出，網(wǎng)絡(luò)速率為l0000Mhps/10Gbps經(jīng)過(guò)近40年的迅速發(fā)展，以太網(wǎng)的連網(wǎng)方式從最初使用同軸電纜銜接成總線(xiàn)型結(jié)構(gòu)，發(fā)展到現(xiàn)在使用雙絞線(xiàn)／光纖和集線(xiàn)器／交換機(jī)銜接成星型／樹(shù)型／網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，銜接和管理也越來(lái)越方便。不同階段的以太網(wǎng)都開(kāi)辟了使用不同傳輸媒體的組網(wǎng)方式，當(dāng)前較多采用的是100Base--TX（命名有一定的語(yǔ)法，如圖845所示）。采用100BaseTX組建的以太網(wǎng)可以使用100Base-TX集線(xiàn)器銜接成星型／樹(shù)型，也可以使用100BaseTX交換機(jī)銜接成星型／樹(shù)型／網(wǎng)狀，每個(gè)人網(wǎng)操作的計(jì)算機(jī)需先插人100MbpS網(wǎng)卡，然后通過(guò)5類(lèi)UTP銜接到集線(xiàn)器／交換機(jī)，距離不得超過(guò)100m。5類(lèi)UTP共有4對(duì)雙絞線(xiàn)，但100Base-TX只使用到其中的第1、2、3、6共4根線(xiàn)（兩對(duì)），另兩對(duì)未使用。圖846給出了100Base--TX組網(wǎng)案例。3．無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)采用IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)組建的局域網(wǎng)就是無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)（WirelessLAN,WIAN)，它是20世紀(jì)90年代局域網(wǎng)與無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，采用紅外線(xiàn)或者無(wú)線(xiàn)電波舉行數(shù)據(jù)通信，能提供有線(xiàn)局域網(wǎng)的所有功能，同時(shí)還能按照用戶(hù)的需要方便地移動(dòng)或改變網(wǎng)絡(luò)。目前無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)還不能徹低脫離有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)，它只是有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)展和補(bǔ)充。架設(shè)無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)需要的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備主要有：①無(wú)線(xiàn)網(wǎng)卡是計(jì)算機(jī)的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)接入設(shè)備，相當(dāng)于以太網(wǎng)中的有線(xiàn)網(wǎng)卡②無(wú)線(xiàn)拜訪(fǎng)接人點(diǎn)（AccessPoint.AP）相當(dāng)于以太網(wǎng)中的集線(xiàn)器，在AP籠罩范圍內(nèi)的無(wú)線(xiàn)站點(diǎn)可以通過(guò)它舉行互相通信。③無(wú)線(xiàn)路由器不僅具有無(wú)線(xiàn)AP的功能，能夠銜接無(wú)線(xiàn)站點(diǎn)；還具有路由器的功能，能夠接人Internet。七、網(wǎng)絡(luò)互連網(wǎng)絡(luò)互連是指采用各種網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備將同一類(lèi)型的網(wǎng)絡(luò)或不同類(lèi)型網(wǎng)絡(luò)及其產(chǎn)品互相銜接起來(lái)，組成地理籠罩范圍更大，功能更強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)互連主要有三種形式：局域網(wǎng)與局域網(wǎng)（LAN一LAN）、局域網(wǎng)與廣域網(wǎng)（LAN-WAN)，廣域網(wǎng)與廣域網(wǎng)（WAN一WAN）。1．中繼器中繼器是銜接網(wǎng)絡(luò)線(xiàn)路的一種裝置，常用于兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間物理信號(hào)的雙向轉(zhuǎn)發(fā)工作。中繼器是最容易的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備，它工作在OSI模型中的物理層，負(fù)責(zé)在兩個(gè)節(jié)點(diǎn)的物理層上按位傳遞信息，完成信號(hào)的復(fù)制、調(diào)節(jié)和放大功能，以此來(lái)延伸網(wǎng)絡(luò)的長(zhǎng)度。因?yàn)閭鬏斁€(xiàn)路噪音的影響，在線(xiàn)路上傳輸?shù)男盘?hào)功率會(huì)逐漸衰減，衰減到一定程度時(shí)將造成信號(hào)失真，因此會(huì)導(dǎo)致接收錯(cuò)誤。中繼器就是為解決這一問(wèn)題而設(shè)計(jì)的。它完成物理線(xiàn)路的銜接，對(duì)衰減的信號(hào)舉行放大，保持與原數(shù)據(jù)相同，不過(guò)它同時(shí)也轉(zhuǎn)發(fā)了信號(hào)的噪音，從這個(gè)意義上講，它們不是智能設(shè)備。普通情況下，中繼器的兩端銜接的是相同的媒體，但有的中繼器也可以完成不同媒體的轉(zhuǎn)接工作。2．集線(xiàn)器集線(xiàn)器（Hub）是一個(gè)將多臺(tái)計(jì)算機(jī)銜接起來(lái)組成一個(gè)局域網(wǎng)的設(shè)備，它總是處于網(wǎng)絡(luò)中央，如圖8-4-8所示。集線(xiàn)器通常有多個(gè)端口，例如8口、16口和24口等，也有非標(biāo)準(zhǔn)端口數(shù)集線(xiàn)器。按照網(wǎng)絡(luò)速率的不同，可以采用不同帶寬的集線(xiàn)器，主要有10MbPs、100Mbps、I000Mbps。集線(xiàn)器的缺點(diǎn)是分享帶寬，集線(xiàn)器所有端口分享集線(xiàn)器帶寬，比如說(shuō)一個(gè)帶寬為100MbPs的集線(xiàn)器上銜接了8臺(tái)計(jì)算機(jī)，則每臺(tái)計(jì)算機(jī)真正所擁有的帶寬是100／8=12.5MbPs。因此，接人的計(jì)算機(jī)越多，每臺(tái)計(jì)算機(jī)可用的帶寬越低。3．交換機(jī)為了提高數(shù)據(jù)速率、通信效率和數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩?，可以將圖8-4-9集線(xiàn)器改為交換機(jī)。交換機(jī)通常有多個(gè)端口，例如：8口、12口、16口、24口、48口等，也有非標(biāo)準(zhǔn)端口數(shù)交換機(jī)。按照所用網(wǎng)絡(luò)不同，可以采用不同帶寬的交換機(jī)，主要有10Mbps、100Mbps、1000MbpS和l0GbpS，另外還有10/100Mbps、100/1000Mbps、10/100/I000Mbps自適應(yīng)交換機(jī)。集線(xiàn)器和交換機(jī)兩者形狀十分相似，但工作方式卻相差很大。交換機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是獨(dú)享帶寬，無(wú)需同其他計(jì)算機(jī)競(jìng)爭(zhēng)使用。比如說(shuō)，使用100MbPs交換機(jī)銜接多個(gè)計(jì)算機(jī)，當(dāng)計(jì)算機(jī)A向計(jì)算機(jī)C發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，計(jì)算機(jī)B可同時(shí)向計(jì)算機(jī)D發(fā)送數(shù)據(jù)，而且這兩個(gè)傳輸都獨(dú)占網(wǎng)絡(luò)的所有帶寬（即l00Mbps）。目前局域網(wǎng)內(nèi)主要采用交換機(jī)銜接計(jì)算機(jī)。4．路由器集線(xiàn)器和交換機(jī)都是網(wǎng)內(nèi)互連設(shè)備，目的在一個(gè)局域網(wǎng)內(nèi)用于計(jì)算機(jī)之間的互連。倘若需要將局域網(wǎng)與其他網(wǎng)絡(luò)（例如Internet）相連，此時(shí)需要另一種互連設(shè)備：路由器(Router）。路由器也是一個(gè)多端口的設(shè)備。相對(duì)于集線(xiàn)器和交換機(jī)來(lái)說(shuō)，路由器是銜接不同網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備，屬網(wǎng)際互連設(shè)備。路由器宛若網(wǎng)絡(luò)間的紐帶，可以把多個(gè)不同類(lèi)型、不同規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)彼此銜接起來(lái)組成一個(gè)更大范圍的網(wǎng)絡(luò)，使不同網(wǎng)絡(luò)內(nèi)計(jì)算機(jī)的通信變得快捷、高效，讓網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)發(fā)揮更大的效益。因特網(wǎng)l)IP地址IP地址是Intel上的通信地址，每一臺(tái)網(wǎng)絡(luò)上的主機(jī)必須有一個(gè)唯一的IP地址。TCP/IP協(xié)議規(guī)定，每個(gè)IP地址長(zhǎng)度為32位，分為4個(gè)字節(jié)，以×.×．×．×表示，每個(gè)×為8位，取值為0一255。這種地址格式被稱(chēng)為點(diǎn)分十進(jìn)制表示法。需注重，IP地址只是一種邏輯編號(hào)，而不是計(jì)算機(jī)的物理地址，它只是用來(lái)表示計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)的銜接，而不是計(jì)算機(jī)本身的號(hào)碼。當(dāng)一臺(tái)計(jì)算機(jī)在網(wǎng)絡(luò)上位置改變時(shí)，其IP地址也隨之改變。IP地址分為網(wǎng)絡(luò)號(hào)和主機(jī)號(hào)兩部分，其中，網(wǎng)絡(luò)號(hào)用來(lái)表示一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，主機(jī)號(hào)用來(lái)表示這個(gè)網(wǎng)絡(luò)中的一臺(tái)主機(jī)。普通將IP地址分成五類(lèi)：A類(lèi)、B類(lèi)、C類(lèi)、D類(lèi)和E類(lèi)，如圖7－6－1所示。=1\*GB3①A類(lèi)該類(lèi)地址的第一個(gè)字節(jié)的首位總為二進(jìn)制0，其他7位為網(wǎng)絡(luò)號(hào)（但全0和全1保留作其他用途），后三個(gè)字節(jié)為主機(jī)號(hào)，表示范圍是一55，適用于具有大量主機(jī)的大型網(wǎng)絡(luò)。②B類(lèi)該類(lèi)地址的第一個(gè)字節(jié)的前兩位總為二進(jìn)制10，其他6位和第二個(gè)字節(jié)為網(wǎng)絡(luò)號(hào)，后兩個(gè)字節(jié)為主機(jī)號(hào)，表示范圍是128.0.0．0一55，這是一個(gè)可含有216-2=65534臺(tái)主機(jī)的中型網(wǎng)絡(luò)，這樣的網(wǎng)絡(luò)可有214=16384個(gè)。C類(lèi)地址用于主機(jī)數(shù)量不超過(guò)254臺(tái)的小網(wǎng)絡(luò)，IP地址的特征是其二進(jìn)制表示的最比3位為110，第一字節(jié)地址范圍在192一223(0B一1B）之間。采用點(diǎn)分十進(jìn)制編址方式可以很容易通過(guò)第一字節(jié)值識(shí)別Internet地址屬于哪一類(lèi)。側(cè)如，6是C類(lèi)地址。因?yàn)榈刂焚Y源緊張，因而在A、B、C類(lèi)1P地址中，按表841所示的范圍保留部分絕址，保留的lP地址段不能在Intemet上使用，但可重復(fù)地使用在各個(gè)局域網(wǎng)內(nèi)，它們也被稱(chēng)為私網(wǎng)地址。為了能將使用這些保留地址的計(jì)算機(jī)接人Internet，只需要在銜接這個(gè)網(wǎng)絡(luò)的路由器上設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換（NAT），就會(huì)自動(dòng)將內(nèi)部地址轉(zhuǎn)換為合法的外部網(wǎng)IP地址。圖84一13所示為兩個(gè)局域網(wǎng)內(nèi)都有一臺(tái)主機(jī)使用保留地址，通過(guò)路由器分離轉(zhuǎn)換為加0和，這樣就相當(dāng)于兩個(gè)具有不同外部IP地址的路由器在通信。國(guó)內(nèi)中國(guó)移動(dòng)、電信聯(lián)網(wǎng)的時(shí)候給用戶(hù)的地址是保留地址，采用NAT的技術(shù)來(lái)上網(wǎng)。隨著互聯(lián)網(wǎng)迅速發(fā)展，IPv4地址緊張的情況越發(fā)凸現(xiàn)，據(jù)預(yù)測(cè)在2012年前后會(huì)耗盡伊地址。采用IPv6地址是解決IPv4地址耗盡問(wèn)題的根本途徑，IPv6使用128位IP編址計(jì)劃，共有2128個(gè)IP地址，有充沛地址量。未來(lái)幾年是從IPv4的網(wǎng)絡(luò)過(guò)渡到IPv6網(wǎng)絡(luò)的時(shí)期。與“點(diǎn)分十進(jìn)制”地址類(lèi)似，IPv6采用冒號(hào)十六進(jìn)制表示：每16位劃分為一段，每段被轉(zhuǎn)換成一個(gè)4位的十六進(jìn)制數(shù)，并用冒號(hào)隔開(kāi)。例如：FDEC:BA09:7694:3810:ADBF:BB67:2922:37B3。(3）子網(wǎng)掩碼子網(wǎng)掩碼也是一個(gè)32位的模式，它的作用是識(shí)別子網(wǎng)和判別主機(jī)屬于哪一個(gè)網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)主機(jī)之間通信時(shí)，通過(guò)子網(wǎng)掩碼與IP地址的邏輯與運(yùn)算，可分離出網(wǎng)絡(luò)地址，倘若得出的結(jié)果是相同的，則說(shuō)明這兩臺(tái)計(jì)算機(jī)是處于同一個(gè)子網(wǎng)絡(luò)上的，可以舉行直接的通訊。設(shè)置子網(wǎng)掩碼的規(guī)矩是：凡IP地址中表示網(wǎng)絡(luò)地址部分的那些位，在子網(wǎng)掩碼對(duì)應(yīng)位上置l，表示主機(jī)地址部分的那些位設(shè)置為0。例如，中國(guó)教誨科研網(wǎng)的地址6，屬于C類(lèi)，網(wǎng)絡(luò)地址共3個(gè)字節(jié)，故它缺省的子網(wǎng)掩碼為：0，其點(diǎn)分十進(jìn)制形式是。顯然，A類(lèi)地址缺省的子網(wǎng)掩碼應(yīng)是，B類(lèi)地址缺省的子網(wǎng)掩碼是。例如，計(jì)算機(jī)A的IP地址是，計(jì)算機(jī)B的IP地址是54,子網(wǎng)掩碼都是，判別它們是否在同一局域網(wǎng)上。將計(jì)算機(jī)A與計(jì)算機(jī)B的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制舉行運(yùn)算：運(yùn)算結(jié)果網(wǎng)絡(luò)地址均為，所以系統(tǒng)會(huì)把這二臺(tái)計(jì)算機(jī)視為在同一個(gè)子網(wǎng)絡(luò)，然后舉行直接通訊。2．域名系統(tǒng)因?yàn)閿?shù)字形式的IP地址難以記憶和理解，為此，Internet引人了一種字符型的主機(jī)命名機(jī)制―域名系統(tǒng)，用來(lái)與各自的lP地址對(duì)應(yīng)。(1）域名系統(tǒng)DNS域名系統(tǒng)主要由域名空間的劃分、域名管理和地址轉(zhuǎn)換三部分組成。TCP/IP采用分層次結(jié)構(gòu)主意命名域名，使囫圇域名空間成為一個(gè)倒立的分層樹(shù)形結(jié)構(gòu)，每個(gè)結(jié)點(diǎn)上都有一個(gè)名字。一臺(tái)主機(jī)的名字就是該樹(shù)形結(jié)構(gòu)從樹(shù)葉到樹(shù)根路徑上各個(gè)結(jié)點(diǎn)名字的一個(gè)序列，如圖84一14所示。很顯然，只要一層不重名，主機(jī)名就不會(huì)重名。一個(gè)命名系統(tǒng)，以及按命名規(guī)矩產(chǎn)生的名字管理和名字與IP地址的對(duì)應(yīng)主意，稱(chēng)為域名系統(tǒng)（DomainNameSystem，DNS）。域名的寫(xiě)法類(lèi)似于點(diǎn)分十進(jìn)制的IP地址的寫(xiě)法，用點(diǎn)號(hào)將各級(jí)子域名分隔開(kāi)來(lái)，域的層次次序從右到左（即由高到低或由大到小），分離稱(chēng)為頂級(jí)域名、二級(jí)域名、三級(jí)域名等。典型的域名結(jié)構(gòu)如下：主機(jī)名．單位名．機(jī)構(gòu)名．國(guó)家名例如，域名表示中國(guó)（cn）教誨機(jī)構(gòu)（edu）同濟(jì)大學(xué)（ton圖i)校園網(wǎng)上的一臺(tái)主機(jī)（jsjjc）。Intemet上幾乎在每一子域都設(shè)有域名服務(wù)器，服務(wù)器中包含有該子域的全體域名和地址信息。Internet每臺(tái)主機(jī)上都有地址轉(zhuǎn)換哀求程序，負(fù)責(zé)域名與IP地址轉(zhuǎn)換。域名和地址之間的轉(zhuǎn)換工作稱(chēng)為域名解析，囫圇過(guò)程是自動(dòng)舉行的。有了DNS系統(tǒng)，凡域名空間中有定義的域名都可以有效地轉(zhuǎn)換成IP地址，反之，IP地址也可以轉(zhuǎn)換成域名。因此，用戶(hù)可以等價(jià)地使用域名或IP地址。(2）頂級(jí)域名為了保證域名系統(tǒng)的通用性，Internet規(guī)定了一些正式的通用標(biāo)準(zhǔn)，分為區(qū)域名和類(lèi)型名兩類(lèi)。區(qū)域名用兩個(gè)字母表示世界各國(guó)和地區(qū)，表842列出了部分國(guó)家或地區(qū)域名代碼。類(lèi)型域名用共有14個(gè)，如表8-4-3所示。在域名中，除了美國(guó)的國(guó)家域名代碼us可缺省外，其他國(guó)家的主機(jī)若要按區(qū)域型申請(qǐng)記下域名，則頂級(jí)域名必須先采用該國(guó)家的域名代碼后再申請(qǐng)二級(jí)域名。按類(lèi)型名記下域名的主機(jī)，其地址通常源自于美國(guó)（俗稱(chēng)國(guó)際域名）。例如，C表示一個(gè)在中國(guó)記下的域名，而163.com表示該網(wǎng)絡(luò)的域名是在美國(guó)記下注冊(cè)的，但網(wǎng)絡(luò)的物理位置在中國(guó)。(3）中國(guó)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的域名體系中國(guó)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的域名體系頂級(jí)