第五章 计算机网络基础
计算机基础知识
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2011-5-3
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第五章 计算机网络基础
5.1 5.2 5.3 5.4 5.5
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计算机网络概述 数据通信技术基础 局域网 IP协议 网络操作系统
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5.3.3 以太网
以太网（Ethernet）在20世纪70年代末开 始就有了正式的网络产品，在其后的20多年 中与PC机同步发展，其数据传输速率自80年 代初的10Mbps发展到90年代的100Mbps、 1000Mbps，是目前使用最广泛的局域网。
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5.4.1 IP地址
IP地址的使用范 全1 Net-id 127 0 Host-id 全1 全1 任意数
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源地址 使用 可以 可以 不可以 不可以 可以
目的地址 使用 不可以 不可以 可以 可以 可以
代表的意义 在本网络上本主机 在本网络上的某个主机 只在本网络上进行广播 对net-id上的所有主机广播 用作本地软件环回测试
...
PC
PC
PC
10BASE-T MAX. 100m HUB UTP 交换机
...
PC
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PC
PC
PC
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5.3.3 以太网
5.3.3 以太网 (高速以太网)
100BASE-T以太网 (快速以太网) 千兆位以太网 使系统主干或者客户站访问服务器的速度 大大提高 升级投资降到最低限度 是一种平滑过渡的技术 10G以太网
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5.4.4 VPN与NAT
3. VPN (Virtual Private
Network 虚拟专用网络)
VPN是指在共用网络上建立专用网络的技术。之所以 称为虚拟网主要是因为整个VPN网络的任意两个结点之 间的连接并没有传统专网建设所需的点到点的物理链路 ，而是架构在公用网络服务商ISP所提供的网络平台之 上的逻辑网络。 用户的数据是通过ISP在公共网络(Internet)中建立 的逻辑隧道(Tunnel)，即点到点的虚拟专线进行传输的 。通过相应的加密和认证技术来保证用户内部网络数据 在公网上安全传输，从而真正实现网络数据的专有性。
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5.4.4 VPN与NAT
路由器相当于……？
江西仪表厂的收发室！
收信人 北京化工厂 收发室 北京化工厂 现代教育中心
发信人
1栋201室
江西仪表厂
对方回信 1栋201室 疑问：几个人同时发信怎办？ 1栋201室 3栋601室
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5.4.1 IP地址
一、IP地址及其表示方法
IP地址的点分十进制表示方法 IP地址长度为32 bits，以圆点分隔分成四组，每 组8位，以10进制值表示。如：210.35.205.52。这 种表示方法称为点分十进制。 在主机或路由器中存放的IP地址都是32位的二进 制代码。为了提高可读性，通常将32位的IP地址中 的每8位用其等效的十进制数字表示，并且在这些 数字之间加上一个点，称为点分十进制记法。
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5.4.1 IP地址
一、IP地址及其表示方法 例如: 10000000 00001011 00000011 00011111 记作 128.11.3.31。 11000000 10101000 00001110 00111111 记作 192.168.14.63。
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5.4 IP协议
IP地址
概念(与地址对比)、形式 判断IP地址所属分类 本地IP地址的概念 VPN与NAT？
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5.4.1 IP地址
一、IP地址及其表示方法
IP（Internet Protocol）地址相当于“邮寄地 址”，是为每个连接在Internet上主机分配的一个 在全世界范围内唯一的地址。 IP地址由网络号(net-id)和主机号(host-id)组 成。在Internet中，先按IP地址的net-id字段找到 主机所在的网络，再按host-id找到主机。 (网络号国家城市；主机号街道号码)
202.120.10.2 Server
202.169.10.1
Internet
192.168.1.2 Server IP Packet 2 IP Packet 2 Source IP : 202.120.10.2 Source IP: 202.120.10.2 Destination IP : 192.168.1.3 Destination IP: 202.169.10.1 202.120.10.3 PC2
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5.4.4 VPN与NAT
路由器相当于……？
江西仪表总厂的收发室 北京仪表分厂的收发室 收信人 5栋306室 发信人 收发室
北京分厂 5栋306室 江西总厂 1栋201室
1栋201室
收信人 5栋306室 1. 总厂内两宿舍通信？ 2. 分处两厂的宿舍通信？
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1996年 10BASE-TX 802.3x 全双工交换式以太网 1998年 1000BASE-X 803.3z 光纤千兆以太网
1999年 1000BASE-T 802.3ab 双绞线千兆以太网 2002年 10G BASE802.3ae R/W/X 万兆以太网
5.3.3 以太网
以太网的连接方法
MAX. 100m UTP 10BASE-T MAX. 100m 交换机 HUB UTP
5.3.3 以太网
介质访问控制策略
CSMA/CD：载波监听多路访问/冲突检测，又称“先 听后讲，边讲边听” (信道即通信线路) （1）先侦听信道，如果信道空闲则发送信息。 （2）信道忙则继续侦听，直到信道空闲时立即发送。
这样能避免冲突吗?
（3）发送信息后进行冲突检测，如发生冲突，立即通 知总线上各站点冲突已发生，使各站点重新开始侦听。 （4）已发出信息的各站点等待一段随机时间，重新进 入侦听发送阶段。 为什么是随机时间？
数据报首部 路由器R2
X
Y
隧道
Internet 194.4.5.6
部门B
10.2.0.3
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5.4.4 VPN与NAT
3. VPN(Virtual Private
Network)与NAT
不同城市的两个部门之间如何互访? 校外如何访问校内的计算机？ 发信人：172.16.1.1
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5.4.4 VPN与NAT
3. VPN与NAT
用隧道技术实现虚拟专用网
加密的从X到Y的内部数据报
加密的从X到Y的内部数据报 路由器R1 部门A
172.16.1.1 125.1.2.3 源地址：125.1.2.3 目的地址：194.4.5.6
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5.3.3 以太网
CSMA/CD 图解
第0 秒 第1 秒
第3秒
第7 秒
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5.3.3 以太网
批准年份 1983年 1988年 1990年 1992年 技 术 10BASE-5 标 准 802.3 描 述 粗缆以太网 细缆以太网 双绞线以太网 光纤以太网 快速以太网 网段长度（m） 500 185 100 2000 100，2000 100 25，550/5000 100 65～40 000 多模/单模光纤
24位
主机号
8位
组播地址 保留为今后使用
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5.4.1 IP地址
1.IP地址及其表示方法(分类)
IP地址分为A、B、C、D和E五类，其区别是用于表示 网络号的二进制位数不同。
0 7 8 15 16 23 24 31
A B C D E
0
1 1
1 1
网络号 主机号 126个网络 1.0.0.0至126.255.255.254 1700万台主机 0 网络号 主机号 16382个网络 128.1.0.0至191.255.255.254 65000台主机 1 0 网络号 主机号 200万个网络 192.0.1.0至223.255.255.254 254台主机 1 1 0 组播 224.0.0.0至239.255.255.255 1 1 1 0 保留
北京分厂 5栋306室 江西总厂 1栋201室
1栋201室
发信人
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校内计算机如何使用有限个宽带访问Internet？ 网络地址转换 NAT
IP Packet 1 IP Packet 1 : 202.169.10.1 Source IP : 192.168.1.3 Source IP : 202.120.10.2 Destination IP : 202.120.10.2 Destination IP 192.168.1.3 PC1 192.168.1.1
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5.4.1 IP地址
2.局域网与本地IP地址
全球IP与本地IP
李住 江西仪表厂 张住 首都钢铁厂
全球IP：不能重复