传输猫就是路由器吗

总模块L理论知识分模块LA基础知识子模块LA2网络基础知识一、网络的定义及功能网络的定义:网络是指将地理位置不同的具有独立功能的多台计算机及其外部设备,通过通信线路连接起来,在网络操作系统、网络管理软件及网络通信协议的管理和协调下,实现资源共享和信息传递的计算机系统.
通俗来说,网络就是通过电缆、电话线或无线通信等互联的计算机的集合.
网络的功能:通过网络,可以和其他连到网络上的用户一起共享网络资源,如磁盘上的文件及打印机、调制解调器等,也可以和它们互相交换数据信息.
二、计算机网络的四大要素(1)能向用户提供若干台独立的主机系统.
至少两台不存在主从关系;共享的资源包括硬件资源、软件资源和信息资源.
(2)由通信线路和通信设备组成通信子网.
通信线路指的是传输介质及其介质连接部件.
通信设备指网络连接设备、网络互联设备,包括:网卡、集线器(HUB)、中继器(Repeater)、交换机(Switch)、网桥(Bridge)和路由器(Router)以及调制解调器(Modem)等其他的通信设备.
(3)主机与主机,主机与通信子网、通信子网中各结点机间建立的一系列协议约定规程.
协议是指通信双方必须共同遵守的约定和通信规则;协议规定了分层原则、层间关系、执行信息传递过程的方向、分解与重组等约定.
实现协议要用硬件、软件.
(4)具有网络软件,包括网络系统软件、网络应用软件.
三、网络的分类1.
按地理范围分类(1)局域网(LAN,LocalAreaNetwork):将较小的地理区域内的计算机或数据终端设备连接在一起的通信网络.
局域网覆盖的地理范围一般在几十米到几十千米之间.
它常用于组建一个办公室、一栋楼、一个楼群或一个校园和一个企业的计算机网络.
(2)城域网(MAN,MetropolisAreaNetwork):是一种大型的LAN,它的覆盖范围介于局域网和广域网之间,一般为几千米到几十千米,城域网的覆盖范围在一个城市内.
(3)广域网(WAN,WideAreaNetwork):在一个广阔的地理区域内进行数据、语音、图像信息传输的通信网.
广域网通信线路大多借用公用通信网络,传输速率比较低,这类网络的作用是实现远距离计算机之间的数据传输和信息共享.
广域网覆盖的地理区域大,通常在几千米至几千、几万千米,可以覆盖一个城市、一个国家甚至于全球(如Internet).
2.
按网络拓扑结构分类1)星型网络每个结点都由一条点到点链路与中心结点(公用中心交换设备,如交换机、HUB等)相连.
信息的传输是通过中心结点的存储转发技术实现的,并且只能通过中心站点与其他站点通信,其结构如图LA2-1所示.
2)环型结构环型结构是各个网络结点通过环接口连在一条首尾相接的闭合环型通信线路中,其结构如图LA2-2所示.
图LA2-1星型结构图LA2-2环型结构环型结构有两种类型,即单环结构和双环结构.
令牌环(TokenRing)是单环结构的典型代表,光纤分布式数据接口(FDDI)是双环结构的典型代表.
3)总线型结构总线型结构采用一条单根的通信线路(总线)作为公共的传输通道,所有的结点都通过相应的接口直接连接到总线上,其结构如图LA2-3所示.
图LA2-3总线型结构总线型网络使用广播式传输技术,总线上的所有结点都可以发送数据到总线上,所有结点共享同一条公共通道,数据可以被总线上的其他所有结点接收.
粗、细同轴电缆以太网就是这种结构的典型代表.
4)树型结构树型结构是从总线型和星型结构演变来的,它有两种类型:一种是由总线型拓扑结构派生出来的,它由多条总线连接而成;另一种是星型结构的变种,各结点按一定的层次连接起来,形状像一棵倒置的树,故得名树型结构,其结构如图LA2-4所示.
图LA2-4树型结构5)网状结构网状结构是指将各网络结点与通信线路互连成不规则的形状,每个结点至少与其他两个结点相连,或者说每个结点至少有两条链路与其他结点相连.
大型互联网一般都采用这种结构,如我国的教育科研示范网CERNET、国际互联网Internet的主干网都采用网状结构,其结构如图LA2-5所示.
图LA2-5网状结构6)混合型结构混合型拓扑结构是由以上几种拓扑结构混合而成的,如环星型结构,它是令牌环网和FDDI网常用的结构.
再如:总线型和星型的混合结构等.
中国教育科研计算机网络(CERNET)可认为是网状形网、树形网和环形网的复合.
其主干网为网状形结构,连接的每一所大学大多是树形结构或环形结构.
3.
按传输介质分类1)有线网络有线传输介质包括双绞线、同轴电缆和光纤.
(1)双绞线(twistedpair).
每一对双绞线由绞合在一起的相互绝缘的两根铜线组成,这样可以减少电磁干扰,提高传输质量.
电话线就是双绞线.
双绞线可以用于传输模拟传输或数字传输.
计算机局域网中使用的双绞线有屏蔽和非屏蔽之分.
屏蔽双绞线(STP):抗干扰性好,性能高,用于远程中继线时,最大距离可以达到十几公里.
但成本也较高,所以一直没有广泛使用.
非屏蔽双绞线(UTP):传输距离一般为100m,由于它较好的性能价格比,目前被广泛使用.
非屏蔽双绞线常用的有3、4、5和超5类等.
(2)同轴电缆(coaxialcable).
基带同轴电缆又分为粗缆和细缆.
粗缆多用于局域网主干,支持2500m的传输距离,可以连接数千台设备,但其价格较高;细缆多用于与用户桌面连接,级联使用可支持800m的传输距离,但一般不超过180m,可以连接数千台设备.
基带同轴电缆的最大优点是抗干扰性强,而且支持多点连接.
缺点是物理可靠性不好,在公用机房、教学楼等人员嘈杂的地方,极易出现故障,而且一点发生故障,整段局域网都无法通信,所以基本已被非屏蔽双绞线所取代.
(3)光纤(opticalfiber).
光纤即光导纤维.
利用光导纤维作为光的传输介质,以光波为信号载体的光纤通信,只有40/50年的历史.
1966年,英籍华人高锟博士提出,石英玻璃可制成光纤.
光纤通信的原理:入射角逐渐增大,基于光线由光密介质进入光疏介质时,在入射角足够大的情况下会发生全反射.
光纤分为单模光纤和多模光纤.
单模光纤指光纤做得极细,接近光波波长,光信号只能与光纤轴成单个可辨角度传输.
多模光纤的纤芯比单模的粗,光信号与光纤轴成多个可辨角度传输.
2)无线网络无线传输介质包括无线电、微波、卫星、红外线、激光通信等各种通信介质.
(1)地面微波通信.
传输频率:300MHz~300GHz;传输距离:40~60km.
(2)卫星通信.
商用的通信卫星一般被发射在赤道上方3.
6万公里的同步轨道上,另外也有中低轨道的小卫星通信,如1990年Motorola公司的"铱计划"(77颗卫星,后修改为66颗的"镝计划").
(3)红外线和激光通信.
红外线和激光传输频率太高,波长太短,不能穿透固体物体;对环境因素敏感.
四、OSI七层模型国际标准化组织(ISO)在1979年建立了一个分委员会来专门研究一种用于开放系统互联的体系结构(OpenSystemsInterconnection),简称OSI.
OSI参考模型分为7层,分别是物理层,数据链路层,网络层,传输层,会话层,表示层和应用层.
1.
物理层物理层主要定义物理设备标准,如网线的接口类型、光纤的接口类型、各种传输介质的传输速率等.
它的主要作用是传输比特流(就是由1、0转化为电流强弱来进行传输,到达目的地后再转化为1、0,也就是我们常说的数模转换与模数转换).
这一层的数据叫作比特.
2.
数据链路层数据链路层定义了如何格式化数据以进行传输,以及如何控制对物理介质的访问.
这一层通常还提供错误检测和纠正,以确保数据的可靠传输.
3.
网络层网络层在位于不同地理位置的网络中的两个主机系统之间提供连接和路径选择.
Internet的发展使得从世界各站点访问信息的用户数大大增加,而网络层正是管理这种连接的层.
4.
传输层传输层定义了一些传输数据的协议和端口号(WWW端口80等),如:TCP(传输控制协议,传输效率低,可靠性强,用于传输可靠性要求高、数据量大的数据),UDP(用户数据报协议,与TCP特性恰恰相反,用于传输可靠性要求不高,数据量小的数据,如QQ聊天数据就是通过这种方式传输的).
传输层主要是将从下层接收的数据进行分段和传输,到达目的地址后再进行重组.
常常把这一层数据叫作段.
5.
会话层会话层通过传输层(端口号:传输端口与接收端口)建立数据传输的通路,主要在系统之间发起会话或者接受会话请求(设备之间需要互相认识,可以是IP也可以是MAC或者是主机名).
6.
表示层表示层可确保一个系统的应用层所发送的信息可以被另一个系统的应用层读取.
例如,PC程序与另一台计算机进行通信,其中一台计算机使用扩展二-十进制交换码(EBCDIC),而另一台则使用美国信息交换标准码(ASCII)来表示相同的字符.
如有必要,表示层会通过使用一种通用格式来实现多种数据格式之间的转换.
7.
应用层应用层是最靠近用户的OSI层.
这一层为用户的应用程序(例如电子邮件、文件传输和终端仿真)提供网络服务.
五、TCP/IP协议常用网络协议有NETBEUI、IPX/SPX、TCP/IP三种.
NetBEUI是由MS公司为IBM开发的非路由协议,缺乏路由和网络层寻址功能,这既是其最大的优点,也是其最大的缺点.
因为它不需要附加的网络地址和网络层头尾,所以很快并很有效且适用于只有单个网络或整个环境都桥接起来的小工作组环境.
IPX是NOVELL用于NETWARE客户端/服务器的协议群组,避免了NETBEUI的弱点.
IPX具有完全的路由能力,可用于大型企业网.
IPX的可扩展性受到其高层广播通信和高开销的限制.
服务广告协议SAP(ServiceAdvertisingProtocol)将路由网络中的主机数限制为几千.
TCP/IP协议(TransferControlProtocol/InternetProtocol)叫作传输控制/网际协议,又叫网络通信协议,这个协议是Internet国际互联网络的基础.
1.
TCP/IP协议族TCP/IP是一个协议族,是因为TCP/IP协议包括TCP、IP、UDP、ICMP、RIP、TELNETFTP、SMTP、ARP、TFTP等许多协议,这些协议一起称为TCP/IP协议.
其中:TCP(TransportControlProtocol)——传输控制协议IP(InternetworkingProtocol)——网际协议UDP(UserDatagramProtocol)——用户数据报协议ICMP(InternetControlMessageProtocol)——互联网控制信息协议SMTP(SimpleMailTransferProtocol)——简单邮件传输协议SNMP(SimpleNetworkmanageProtocol)——简单网络管理协议FTP(FileTransferProtocol)——文件传输协议ARP(AddressResolationProtocol)——地址解析协议从协议分层模型方面来讲,TCP/IP由四个层次组成:网络接口层、网间网层、传输层、应用层.
2.
IP地址网际协议地址(即IP地址)是为标识Internet上主机位置而设置的.
Internet上的每一台计算机都被赋予一个世界上唯一的32/64位Internet地址(InternetProtocolAddress,简称IPAddress),这一地址可用于与该计算机有关的全部通信.
为了方便起见,在应用上我们以8bit为一单位,组成四组十进制数字来表示每一台主机的位置.
一般的IP地址由4组数字组成,每组数字介于0~255,如某一台电脑的IP地址可为202.
206.
65.
115,但不能为202.
206.
259.
3.
每个IP地址都包含两个部分:网络ID和主机ID.
网络ID标识在同一个物理网络上的所有宿主机,主机ID标识该物理网络上的每一个宿主机,于是整个Internet上的每个计算机都依靠各自唯一的IP地址来标识.
IP地址根据网络ID的不同分为5种类型:A类地址、B类地址、C类地址、D类地址和E类地址.
1)A类IP地址一个A类IP地址由1字节的网络地址和3字节的主机地址组成,网络地址的最高位必须是"0",地址范围从1.
0.
0.
0到126.
0.
0.
0.
可用的A类网络有126个,每个网络能容纳1亿多个主机.
2)B类IP地址一个B类IP地址由2字节的网络地址和2字节的主机地址组成,网络地址的最高位必须是"10",地址范围从128.
0.
0.
0到191.
255.
255.
255.
可用的B类网络有16382个,每个网络能容纳6万多个主机.
3)C类IP地址一个C类IP地址由3字节的网络地址和1字节的主机地址组成,网络地址的最高位必须是"110".
范围从192.
0.
0.
0到223.
255.
255.
255.
C类网络可达209万余个,每个网络能容纳254个主机.
4)D类IP地址D类IP地址第一个字节以"1110"开始,它是一个专门保留的地址.
它并不指向特定的网络,目前这一类地址被用在多点广播(Multicast)中.
多点广播地址用来一次寻址一组计算机,它标识共享同一协议的一组计算机.
5)E类IP地址E类IP地址第一个字节以"11110"开始,它是一个专门保留的地址.
六、常用网络设备1.
网络适配器网络适配器又称网卡或网络接口卡(NIC),英文名为NetworkInterfaceCard.
它是使计算机联网的设备.
平常所说的网卡就是将PC机和LAN连接的网络适配器.
网卡(NIC)插在计算机主板插槽中,负责将用户要传递的数据转换为网络上其他设备能够识别的格式,通过网络介质传输.
它的主要技术参数为带宽、总线方式、电气接口方式等.
它的基本功能为:从并行到串行的数据转换,包的装配和拆装,网络存取控制,数据缓存和网络信号.
目前主要有8位和16位网卡.
2.
集线器(HUB)它是一个共享设备,主要功能是对接收到的信号进行再生放大,以扩大网络的传输距离.
依据总线带宽的不同,HUB分为10M、100M和10/100M自适应三种;若按配置形式的不同可分为独立型HUB、模块化HUB和堆叠式HUB三种;根据管理方式可分为智能型HUB和非智能型HUB两种.
3.
交换机(SWITCH)交换机的交换技术允许共享型和专用型的局域网段进行带宽调整,交换技术是一个具有简化、低价、高性能和高端口密集特点的交换产品,体现了桥接技术的复杂交换技术在OSI参考模型的第二层操作.
与桥接器一样,交换机按每一个包中的MAC地址相对简单地决策信息转发.
4.
调制解调器(Modem)调制解调器作为末端系统和通信系统之间信号转换的设备,是广域网中必不可少的设备之一.
它分为同步和异步两种,分别用来与路由器的同步和异步串口相连接,同步可用于专线、帧中继、X.
25等,异步用于PSTN的连接.
5.
路由器(Router)路由器(Router)是用于连接多个逻辑上分开的网络,所谓逻辑网络是代表一个单独的网络或者一个子网.
当数据从一个子网传输到另一个子网时,可通过路由器来完成.
因此,路由器具有判断网络地址和选择路径的功能,它能在多网络互联环境中建立灵活的连接,可用完全不同的数据分组和介质访问方法连接各种子网,路由器只接受源站或其他路由器的信息,属网络层的一种互联设备.
它不关心各子网使用的硬件设备,但要求运行与网络层协议相一致的软件.
路由器分本地路由器和远程路由器:本地路由地是用来连接网络传输介质的,如光纤、同轴电缆、双绞线;远程路由器是用来连接远程传输介质,并要求相应的设备,如电话线要配调制解调器,无线要通过无线接收机、发射机.
一般说来,异种网络互联与多个子网互联都应采用路由器来完成.
路由器的主要工作就是为经过路由器的每个数据帧寻找一条最佳传输路径,并将该数据有效地传送到目的站点.
由此可见,选择最佳路径的策略即路由算法是路由器的关键所在.
为了完成这项工作,在路由器中保存着各种传输路径的相关数据——路径表(RoutingTable),供路由选择时使用.
路径表中保存着子网的标志信息、网上路由器的个数和下一个路由器的名字等内容.
路径表可以是由系统管理员固定设置好的,也可以由系统动态修改,可以由路由器自动调整,也可以由主机控制.
1)静态路径表由系统管理员事先设置好固定的路径表称为静态(Static)路径表,一般是在系统安装时就根据网络的配置情况预先设定的,它不会随未来网络结构的改变而改变.
2)动态路径表动态(Dynamic)路径表是路由器根据网络系统的运行情况而自动调整的路径表.
路由器根据路由选择协议(RoutingProtocol)提供的功能,自动学习和记忆网络运行情况,在需要时自动计算数据传输的最佳路径.
6.
协议转换器协议转换器(简称协转,也叫接口转换器)也就是网关,它能使处于通信网上采用不同高层协议的主机仍然互相合作,完成各种分布式应用.
它将以太网信号或V.
35信号转换为E1信号,以E1信号形式在同步/准同步数字网上进行长距离传输.
其主要目的是为了延长以太网信号和V.
35信号的传输距离,是一种网络接入设备.
协议转换器分为GE和GV两种.
简单地说,GE就是将2M转换成RJ45的以太网接口;GV就是将2M转换成V35接口,以便与路由器相接.