1、,第五讲第1章 网络基础,2.8 以太网技术（P53） 2.8.1以太网简介,1、 1972年：世界上第一个局域网是以太网，它是由美国施乐（Xerox）公司在加州的研究中心建立的实验系统。目的是想把工作站与计算机资源连接起来分享资源。 以太网名称是源于“电磁辐射是可以通过发光的以太类传播”这一想法。后来与三家公司联合开发组网标准。 19821990：10Mbps以太网发展成熟 19831997：LAN网桥接与交换 19921997：网络容量快速增长 1996至今：千兆以太网,2、IEEE802.3定义了两个类别的标准， 一个是基带，基带标准有： 10Base5、 10Base2、 10Base
2、-T、 100Base-T、 1000Base-T等。 一个是宽带，基带标准有：10Broade36 以太网使用CSMA/CD介质访问控制，在数据链路层传输的是帧。总线形网络是以太网最典型代表，这种以太网称为共享式以太网。,以太网发送的数据都使用 曼彻斯特（Manchester）编码 （把1个码元分为2个相等的间隔）,基带数字信号,曼彻斯特编码,码元,1,1,1,1,1,0,0,0,0,0,出现电平转换,载波监听多点接入/碰撞检测 CSMA/CD,CSMA/CD 表示 Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection。 “多点接入”表
3、示许多计算机以多点接入的方式连接在一根总线上。 “载波监听”是指每一个站在发送数据之前先要检测一下总线上是否有其他计算机在发送数据，如果有，则暂时不要发送数据，以免发生碰撞。 总线上并没有什么“载波”。因此， “载波监听”就是用电子技术检测总线上有没有其他计算机发送的数据信号。,碰撞检测,“碰撞检测”就是计算机边发送数据边检测信道上的信号电压大小。 当几个站同时在总线上发送数据时，总线上的信号电压摆动值将会增大（互相叠加）。 当一个站检测到的信号电压摆动值超过一定的门限值时，就认为总线上至少有两个站同时在发送数据，表明产生了碰撞。 所谓“碰撞”就是发生了冲突。因此“碰撞检测”也称为“冲突检测”
4、。,5、以太网原理：使用载波监听多点接入/碰撞检测 CSMA/CD协议,2.8.2 10base-T以太网,1、10base2、 10base5以太网 采用总线拓扑，使用CSMA/CD协议，传输介质为同轴电缆，这是共享式以太网。 共享式以太网是半双工的，不能同时接收和发送。 2、10base-T以太网采用星型拓扑的交换式工作方式，交换式工作方式是点对点和全双工的工作方式，全双工能够同时接收和发送数据。 速率为10Mb/s，T表示使用双绞线传输介质。 使用两对双绞线电缆连接（3、4、5类），一对用于传输数据，另一对用于接收数据。网卡有一个RJ-45接口。,9,2.8.3 快速以太网（P55）,符
5、合100Base-T规格的以太网称为快速以太网。快速以太网是对802.3标准的补充，它有两种不兼容的标准：1、100Base-T的802.3u标准2、100VG-AnyLAN的802.12标准 1、IEEE 802.3u标准包括以下三种版本： （1）100Base-T4 采用4对非屏蔽双绞线，3对线传输速率为100bps，另1对线用于冲突监测，目前应用较少。 （2） 100Base-TX 采用2对5类线UTP电缆，第一对用于接收数据，另一对用于发送数据，连接器为RJ-45，网络节点之间距离为100m。这是目前应用最广泛的一种标准。 （3） 100Base-FX 采用2芯多模光纤作为传输介质，一
6、芯接收，另一芯发送，并规定网络节点之间的最大距离为400m。,10,2、100VG-AnyLAN的802.12标准： 采用的是需求优先访问控制协议，由于该标准与主流 100Base-T 标准兼容性差，因此没有得到广泛应用。IEEE 802.3定义了自动协商协议： 该协议适用于10/100Mbps双速以太网卡，速率自动检测，自行配置。 快速以太网的特点： 简单、实用、价格便宜并易于普及，传输速率为传统以太网的10倍。却无需进行大的投资。,11,2.8.4 千兆以太网（P55）,千兆位以太网的传输速度为每秒1000兆位（1Gbps），千兆位以太网制定了基于光纤和同轴电缆的 IEEE802.3z以太
7、网标准，和基于超五类UTP的的 IEEE802.3ab以太网标准。（1）IEEE 802.3ab工作组负责制定UTP电缆的半双工链路标准。 （2） IEEE 802.3z工作组负责制定光纤和同轴电缆的全双工链路标准。,12,IEEE 802.3z标准包括以下4个： （1） 1000Base-SX： 短距离使用的多模光纤，距离可达300m-550m。（2） 1000Base-LX ： 使用单模光纤，距离达到3000m。 （3） 1000Base-CX ： 使用双绞线铜缆实现高性能传输，距离为25m。 （4） 1000Base-T ： 最大距离达到 100m，用超5类双绞线缆。,13,千兆以太网使
8、用的是与10/100Mbps网络相同的CSMA/CD媒体接入协议及相同的格式和帧长。兼容性好，所以千兆以太网非常适合用作主干来连接其他网络设备。千兆以太网是由千兆交换机、千兆网卡、综合布线系统等构成的。,2.8.5 10千兆以太网（P56）,10千兆以太网制定了IEEE 802.3ae标准，它具有以下特性： 1、向后兼容性： 帧格式与10Mbps、100Mbps和1Gbps以太网完全相同。 2、工作在全双工方式下： 不使用CDMA/CD协议，无信道冲突，速度可大大提高。 3、传输介质采用单模光纤。 4、定义了两种不同的物理层： （1）局域网物理层（LAN PHY） （2） 广域网物理层（WAN
9、 PHY）,14,2.3 令牌环网,令牌环网是使站点轮流发送数据，令牌环网的标准是IEEE802.5，它使用差分曼彻斯特编码。 令牌环网采用环形拓扑结构，环由屏蔽双绞线、站点和中继器构成，每个站点有个中继器，中继器有一对输入/输出端口，将一个站点的输出端口连接到另一个站点的输入端口，形成一个环。环中只有一个令牌，每次轮到时只能发送一帧，确保在某一时间内网络中只有一台设备可以传送数据。因此不会发生冲突。,令牌环网发送的数据都使用差分曼彻斯特编码,1.令牌环网的工作原理,令牌环网的原理是使用一个令牌，令牌由一个8位的包组成，当环上所有的站点都处于空闲时，令牌沿着环不停旋转。当某一站点想发送数据时必
10、须等待，直至检测到经过该站点的令牌为止。这时，该站点可以用改变令牌中特定位的值的方式将令牌抓住，并将令牌转变成数据帧的一部分，同时，该站点将自己要发送的数据附带上去发送。环上的其他各站点检测并转发环上的数据帧，当目的地址与自身站点地址相符时，复制该帧并将该帧转发出去，使数据帧在环上从一个站传到下一个站。数据帧环绕一周返回到发送站，由发送站点负责将数据从环中删去，并生成一个新的令牌发送到环上。,令牌传递过程图,2.4 令牌总线,令牌总线（IEEE802.4）综合了以太网和令牌环网优点，它采用了和以太网一样的总线拓朴结构，逻辑上使用令牌环网的令牌技术，使站点轮流公平地访问传输介质。令牌总线网的工作
11、原理是令牌总线将总线上的站点构成一个环，首尾相连，每站都了解其先行站和后继站的地址，总线上各站的物理位置与逻辑位置无关。网络中只有一个令牌，站点只有取得令牌，才能发送帧。令牌总线的工作过程是 （1）逻辑环出初始化生成一个访问顺序。 （2）令牌传递。 （3）修改逻辑环上站点的插入或退出顺序。 （4）故障处理。网络令牌丢失、断环、产生多个令牌等。,令牌总线的逻辑位置,2.5光纤分布数据接口,光纤分布数据接口(FDDI)是世界上第一个高速局域网标准。它采用令牌传递的方法，使用令牌环协议。 FDDI采用双环的拓朴结构。一个为主环，另一个为辅环，两个环的数据传输方向相反。 FDDI的工作步骤有三个，站点
12、连接、环初始化和数据传输。 FDDI使用单模光纤的连接距离达5000米。每帧长4500字节(包括头和尾),环上最多可容纳500个工作站,环周长可达100km。,FDDI的工作原理,在FDDI中，发送数据的站点在抓住令牌后，可以发送一个或多个数据帧，当数据发送完毕，或规定时间用完，则立即释放令牌，而不管发出的数据帧是否绕行一周回到发送站点。这样在数据帧还没回到发送它的站点且被清除之前，其他站点有可能抓住令牌，并且发送数据帧。所以，在FDDI的环路中可能同时有多个站点发出的数据帧在流动。这就提高了信道的利用率。,FDDI的结构是两个环路,8.1.2 因特网的域名结构,因特网采用了层次树状结构的命名
13、方法。 任何一个连接在因特网上的主机或路由器，都有一个唯一的层次结构的名字，即域名。 域名的结构由标号序列组成，各标号之间用点隔开： . 三级域名 . 二级域名 . 顶级域名 一个服务器所负责管辖的范围叫做区(zone)。 各单位根据具体情况来划分自己管辖范围的区。但在一个区中的所有节点必须是能够连通的。,一、域名采用层次命名结构（树型结构）： 域、子域、(.子域 (.子域)，它体现了一种隶属关系。域名命名最长255个字符。,二、域名服务器有以下四种类型,1、根域名服务器 根域名服务器是最高层次的域名服务器，也是最重要的域名服务器。所有的根域名服务器都知道所有的顶级域名服务器的域名和 IP 地
14、址。只要自己无法解析，就首先求助于根域名服务器。在因特网上共有13 个不同 IP 地址的根域名服务器。2、顶级域名服务器 这些域名服务器负责管理在该顶级域名服务器注册的所有二级域名。当收到 DNS 查询请求时，就给出相应的回答（可能是最后的结果，也可能是下一步应当找的域名服务器的 IP 地址）。,3、权限域名服务器 仅负责一个区的域名服务器。当一个权限域名服务器还不能给出最后的查询回答时，就会告诉发出查询请求的 DNS 客户，下一步应当找哪一个权限域名服务器。 4、本地域名服务器 本地域名服务器是一个单位可以拥有的域名服务器。当一个主机发出 DNS 查询请求时，这个查询请求报文就发送给本地域名
15、服务器。这种域名服务器有时也称为默认域名服务器。,5、顶级域名,（1） 国家顶级域名 ：如: .cn 表示中国，.us 表示美国，.uk 表示英国，等等。 （2）通用顶级域名 ：最早的顶级域名是：.com （公司和企业）.net （网络服务机构）.org （非赢利性组织）.edu （美国专用的教育机构（）.gov （美国专用的政府部门）.mil （美国专用的军事部门）.int （国际组织） （3） 基础结构域名：这种顶级域名只有一个，即 arpa，用于反向域名解析，因此又称为反向域名。,新增加了下列的通用顶级域名,.aero （航空运输企业） .biz （公司和企业） .cat （加泰隆人的语
16、言和文化团体） .coop （合作团体） .info （各种情况） .jobs （人力资源管理者） .mobi （移动产品与服务的用户和提供者） .museum （博物馆） .name （个人） .pro （有证书的专业人员） .travel （旅游业）,三、域名的解析过程,1、递归查询-主机向本地域名服务器的查询。如果本地域名服务器不知道被查询域名的 IP 地址，那么就以 DNS 客户的身份，向其他根域名服务器继续发出查询请求报文。最终将查询结果返回给主机，在域名服务器查询期间，客户机将完全处于等待状态。,本地域名服务器采用递归查询,顶级域名服务器 ,权限域名服务,本地域名服务器 ,,根域名
17、服务器,递归查询,递归 查询,需要查找 的 IP 地址,2、迭代查询(反复查询)-本地域名服务器向根域名服务器请求查询。当根域名服务器收到本地域名服务器的请求报文时，要么给出所要查询的 IP 地址，要么告诉“你下一步应当向哪一个域名服务器查询”。然后让本地域名服务器去查询其他域名服务器。如此反复进行下去，直到得到结果或超时为止。,本地域名服务器采用迭代查询,顶级域名服务器 ,权限域名服务,本地域名服务器 ,根域名服务器,迭代查询,,递归 查询,需要查找 的 IP 地址,4、DNS的询问报文格式 内含有10个参数,（4）创建子域 在一个区域中用户可以按不同部门划分多个子域。 例如在区域里增加
18、aa子域： 在DNS控制台内右击区域新建域输入域名aa确定在区域内增加aa子域（5）在子域中新建主机记录接下来就可以在此子域内输入主机资源记录等数据。例如在aa子域里新建D02、D03主机资源记录： 右击子区域aa 新建主机输新主机名D02192.168.166.7 添加主机选确定,（6）在 DNS 服务器上设置DNS转发： 管理工具DNS右击计算机名属性,转发器启用转发器（在IP地址栏输本地的ISP的DNS服务器的IP地址）210.35.240.2 添加确定,五、作业,（一）实验项目名称 实验四 DNS服务器的安装 、配置和管理 （二）实验目的 （1）了解分布式局域网。 （2）了解DNS的工
19、作原理。 （3）学会安装、配置、使用DNS服务器。,（三）实验内容,1、安装DHCP、DNS服务器。 2、 在DHCP服务器中创建IP作用域。 3、在DNS服务器中创建主要区域和添加主机。 4、客户机全部设置成自动获取。 5、客户机上网。,四、主要仪器设备及耗材 五、实验步骤 六、实验数据及处理结果 七、思考讨论题或体会或对改进实验的建议 八、参考资料 计算机网络基础培训教程,上机要求,每个人用自己用的机器做服务器，用虚拟机作客户机。每人5个连续的IP地址。安装DNS服务器的过程与安装DHCP服务器一样，只是安装文件要到C:win2000seri386目录里找。,Thank you very much!,谢谢您的光临，再见！,下一章,
