chp06_因特网简介
IPV6原理及应用
IPV6原理及应用1. 简介IPV6〔Internet Protocol Version 6〕是因特网协议的第6个版本，是因特网工程任务组〔IETF〕于1998年制定的下一代网络协议。
相比于IPv4，IPv6具有更大的地址空间，更好的路由选择、更强的平安性以及更好的性能等优势。
本文将介绍IPv6的原理和应用。
2. IPV6原理2.1 地址长度IPv6的地址长度为128位，相比IPv4的32位地址长度要大得多。
IPv6的地址可以被表示为8组16进制数字，每组数字之间用冒号分隔。
例如，一个IPv6地址可以是2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334。
IPv6地址的长度优势使得因特网可以支持更多的终端设备和更多的网络。
2.2 地址类型IPv6地址分为三种类型：单播地址、组播地址和任播地址。
其中单播地址用于点对点通信，组播地址用于一对多的通信，任播地址用于将数据发送到一个组中的任何一台设备。
2.3 自动地址配置IPv6引入了自动地址配置〔Autoconfiguration〕的概念，使得主机能够自动获取IPv6地址。
其中最常用的自动地址配置方式是通过使用无状态地址配置〔Stateless Address Autoconfiguration，SLAAC〕协议来获取全局唯一的IPv6地址。
2.4 寻址与路由IPv6使用前缀和子网标识来进行寻址，并且支持更多的子网数量。
IPv6的路由表也有了一些变化，增加了路由聚合功能，减少了路由表的规模，提高了网络的路由效率。
3. IPV6应用3.1 互联网接入随着IPv4地址的耗尽，越来越多的互联网效劳提供商转向IPv6。
IPv6的广泛应用使得用户能够更方便地接入互联网，并获得更好的网络性能。
3.2 云计算由于IPv6拥有更大的地址空间和更好的路由选择功能，使得云计算应用能够更好地支持大规模的设备连接和数据传输。
IPv6的广泛应用为云计算提供了更好的根底设施。
因特网
远端计算机
中心计算机
远端计算机
服务器
它是用来为网络用户提供各种服务的设备， 它除了具备计算机的所有软硬件之外，还 必须安装一套网络操作系统。它相当于网 络的心脏，它将保证网络间通信的畅通。
是指任意一台连入网络的计算机。
工作站
是指用来连接服务器和工作站的相关软 网络通信系统 件设备，如集线器、调制解调器等。
5、混合型结构
混合型结构是由上面几种拓 扑结构混合而成的网络结构， 如图所示。混合型结构比较实用，用户可以根据实际情 况的需要进行结构设计。
1、局域网（Local Area Network,简称LAN）
是指覆盖范围较小的网络，传输距离可以从几十米到几千 米。通常一个公司、一家工厂、一所学校内都属于局域网。 2、城域网（Metropolitan Area Network ,简称MAN） 地指将远距离的网络和资源连接起来的网络。通常使用高 速的光纤将一个特定范围内的局域网连接起来，如大学校 园、城市等。城域网的距离可以从几十公里到上百公里。 3、广域网（Wide Area Network,简称WAN ） 广域网又称远程网，是一种比城域网覆盖范围更大的网 络，传输距离可以从几十公里到几千、几万公里。广域 网通过电话线和卫星提供跨国或全球间的联系。
因特网的发展史：可以说计算机网络革命就始于因特网。1969年， 美国国防部高级研究工程局（DAROA）决定开发一个计算机网络， 可以在美国遭受攻击时能不受破坏。这个军方项目的最初结果是 ARPANET网（高级研究工程局网络），很快， ARPANET 变得越来 越普遍（今日计算机网络成长的前奏）。
有人说：“没有联网的计算机，只不过是一个无用的孤岛。”使用 它的人们都清楚地意识到了网络的潜力，并且开始利用它做许多事 情（比如传送文件、个人间的通讯）。70年代后期，ARPANET网这 个实验项目已经成为一个成熟的网络，并继续发展壮大。80年代初 期， ARPANET上的文件传送协议被批准，允许数据在不同操作系 统的计算机间传送。同时ARPANET被分为两个网络：小的网络被称 为ARPANET，另一个则称为MILNET，人们开始称这两部分网络为------Internet。 到1990年，计算机科学网的许多早期成员也都相继连接到这个网络 上来，Internet就这样演变成了一个不断扩展的、世界上最大的计 算机互联群。
IPv6基础介绍
IPv6基础介绍文档摘要：IPv6协议，IPv6优点，IPv6基本功能关键字：IPv6，ICMPv6，DHCPv6，PPPoEv6一、IPv6协议介绍IPv6是Internet Protocol Version 6的缩写，其中Internet Protocol译为“互联网协议”。
IPv6是IETF（互联网工程任务组，Internet Engineering TaskForce）设计的用于替代现行版本IP协议（IPv4）的下一代IP协议。
目前IP协议的版本号是4（简称为IPv4），它的下一个版本就是IPv6。
1、IPv4设计的不足（a）IPv4地址空间不足IPv4地址采用32比特标识，理论上能够提供的地址数量是43亿。
但由于地址分配的原因，实际可使用的数量不到43亿。
另外，IPv4地址的分配也很不均衡：美国占全球地址空间的一半左右，而欧洲则相对匮乏；亚太地区则更加匮乏。
与此同时，移动IP和宽带技术的发展需要更多的IP地址。
IPv4地址资源紧张直接限制了IP技术应用的进一步发展。
针对IPv4的地址短缺问题，也曾先后出现过几种解决方案。
比较有代表性的是CIDR(Classless Inter-Domain Routing)和NAT(IP Network AddressTranslator)。
但是CIDR和NAT都有各自的弊端和不能解决的问题，由此推动了IPv6的发展。
（b）骨干路由器维护的路由表表项过于庞大由于IPv4发展初期的分配规划问题，造成许多IPv4地址分配不连续，不能有效聚合路由。
日益庞大的路由表耗用较多内存，对设备成本和转发效率产生影响，这一问题促使设备制造商不断升级其路由器产品，以提高路由寻址和转发性能。
（c）不易进行自动配置和重新编制由于IPv4地址只有32比特，并且地址分配不均衡，导致在网络扩容或重新部署时，经常需要重新分配IP地址。
因此需要能够进行自动配置和重新编址以减少维护工作量。
IPv6技术-新一代网路技术课程设计
IPv6技术-新一代网路技术课程设计1. 课程介绍本课程是一门介绍IPv6技术的新一代互联网技术课程。
IPv6技术是互联网协议第六版，是互联网下一代核心协议，目前被广泛应用于互联网、移动通信、物联网等领域。
本课程将介绍IPv6的基本原理、特点和应用，并帮助学生了解互联网的未来发展。
课程内容包括：IPv6的网络结构和地址表示、IPv6与IPv4之间的转换、IPv6的路由协议、IPv6在实际应用中的部署等。
2. 学习目标1.了解IPv6的基本原理和特点。
2.掌握IPv6地址的表示方式、子网划分、IPv4与IPv6之间的转换等基本技术。
3.掌握IPv6的路由协议，并能在网络中实现IPv6路由。
4.了解IPv6的实际应用场景，学习如何部署IPv6网络。
3. 课程大纲第一章 IPv6概述本章将介绍IPv6的概念、特点及对互联网未来的意义，包括IPv6的基本原理和适用场景。
第二章 IPv6地址表示与管理本章将介绍IPv6地址的表示方式和管理，包括IPv6地址的格式、地址类型、地址分类、子网划分、地址分配和命名规则。
第三章 IPv6与IPv4之间的转换本章将介绍IPv6与IPv4之间的转换，包括地址转换技术、协议转换技术以及双栈技术等。
第四章 IPv6路由协议本章将介绍IPv6的路由协议和路由机制，包括邻居发现协议、路由选择协议和路由器发现协议等。
第五章 IPv6实际应用本章将介绍IPv6在实际应用中的部署，包括IPv6的应用场景、IPv6的应用案例以及IPv6的部署策略和实施过程等。
4. 教材1.《IPv6网络协议》2.《IPv6基础与应用》3.《IPv6技术入门》5. 实践环节1.搭建IPv6网络环境，实现IPv6地址的分配和路由。
2.使用Wireshark抓包工具对IPv6网络数据包进行分析和测试。
3.对IPv6协议进行实战演练，例如通过IPv6协议实现跨网段通信和远程访问等。
6. 评估方式1.学生的平时表现和课堂参与度。
IPv6技术完整课件
64位接口ID
无状态地址自动配置—接口ID生成
链路本地地址的接口ID生成
MAC 地址：0000:0b0a:2d51 二进制：
在公司-ID和节点-ID之间插入fffe：
设置U/L 位为1：
生成EUI-64地址：0200:0bff:fe0a:2d51
2002:ac10:0202::1
172.16.2.2
IPv6地址分类
单播地址 组播地址 任播地址
IPv6组播地址
在IPv6中，组播地址有特定的前缀，但是和IPv4中的D类 地址前缀不同。
IPv6组播地址
8
4
4
标志 范围
112 组 ID
最高8位：全1
目 前字段只意标定义志：义０（，最fl预gs留低）：的030200位/1ID， １，节点本地范围
注意：可聚合全球单播地址的前缀前3位固定是 001 有效地址范围前缀（2000~3FFF）
可聚合全球单播地址
前缀前3位固定是001 有效地址范围前缀（2000~3FFF） 目前只使用了下面两个前缀地址段，其它的为保留地址段
2001::/64 首批使用的可聚合全球单播地址
2002::/64 IPv4网络中建立6to4隧道的地址
IPv6地址表示 十六进制 2001:0410:0000:0001:0000:0000:0000:45ff
IPv6地址表示
IPv6地址的压缩表示 2001:0410:0000:0001:0000:0000:0000:45ff
::压缩 2001:0410:0000:0001::45ff
错误压缩 2001:0410::0001::45ff 错误！
高中信息技术试讲教案《因特网服务类型》
高中信息技术试讲教案《因特网服务类型》第一章：引言1.1 教学目标让学生了解因特网的基本概念。
让学生了解因特网的服务类型。
1.2 教学内容因特网的定义和发展历程。
常见的因特网服务类型。
1.3 教学方法讲授法：讲解因特网的定义和发展历程。
探究法：引导学生探讨常见的因特网服务类型。
1.4 教学步骤1. 导入：引导学生思考什么是因特网，它的作用是什么。
2. 讲解：讲解因特网的定义和发展历程。
3. 探究：引导学生探讨常见的因特网服务类型。
第二章：电子邮件服务2.1 教学目标让学生了解电子邮件服务的基本概念和工作原理。
让学生学会使用电子邮件服务。
2.2 教学内容电子邮件服务的定义和工作原理。
电子邮件服务的使用方法。
讲授法：讲解电子邮件服务的定义和工作原理。
实践法：引导学生实际操作使用电子邮件服务。
2.4 教学步骤1. 导入：引导学生思考什么是电子邮件服务，它的作用是什么。
2. 讲解：讲解电子邮件服务的定义和工作原理。
3. 实践：引导学生实际操作使用电子邮件服务。
第三章：信息搜索服务3.1 教学目标让学生了解信息搜索服务的基本概念和工作原理。
让学生学会使用信息搜索服务。
3.2 教学内容信息搜索服务的定义和工作原理。
信息搜索服务的使用方法。
3.3 教学方法讲授法：讲解信息搜索服务的定义和工作原理。
实践法：引导学生实际操作使用信息搜索服务。
3.4 教学步骤1. 导入：引导学生思考什么是信息搜索服务，它的作用是什么。
2. 讲解：讲解信息搜索服务的定义和工作原理。
3. 实践：引导学生实际操作使用信息搜索服务。
第四章：文件传输服务让学生了解文件传输服务的基本概念和工作原理。
让学生学会使用文件传输服务。
4.2 教学内容文件传输服务的定义和工作原理。
文件传输服务的使用方法。
4.3 教学方法讲授法：讲解文件传输服务的定义和工作原理。
实践法：引导学生实际操作使用文件传输服务。
4.4 教学步骤1. 导入：引导学生思考什么是文件传输服务，它的作用是什么。
IPv6技术完整课件
OSPFv3配置步骤
配置OSPFv3包括启动OSPFv3进程、指定路由器ID、配置网络接口、 定义区域等步骤。
EIGRP for IPv6协议原理与配置
IPv6技术完整课件
汇报人：XX
目 录
• IPv6技术概述 • IPv6地址结构 • IPv6协议栈与报文结构 • IPv6路由协议与配置 • IPv6过渡技术 • IPv6安全与可靠性 • IPv6应用场景与实践
IPv6技术概述
01
IPv6的发展历程
起源与早期发展
IPv6的设计起源于20世纪90年代初，当时IPv4地址空间即将耗尽，IETF（Internet Engineering Task Force）开始着手设计下一代IP协议。
EIGRP for IPv6配置步骤
配置EIGRP for IPv6பைடு நூலகம்括启动EIGRP进程、指定AS号、配置网络接口、定义邻居等步骤。同时，还可以 进行高级配置，如调整参数、优化性能等。
IPv6过渡技术
05
双栈技术原理与实现
双栈技术定义
双栈技术是指在网络设备或 终端上同时支持IPv4和IPv6
协议栈的技术。
隧道技术定义
隧道技术是指将IPv6数据包封装 在IPv4数据包中，通过IPv4网络 进行传输的技术。
实现原理
在隧道的入口将IPv6数据包封装 在IPv4数据包中，并在隧道的出 口将封装的IPv6数据包解封装， 还原成原始的IPv6数据包进行传 输。
实现方式
隧道技术需要在隧道的入口和出 口进行相应的配置，包括隧道的 源地址、目的地址、封装格式等 信息。常见的隧道技术包括手工 配置隧道、自动隧道（如6to4隧 道、ISATAP隧道等）。
Internet及应用
B类地址
八位组的最高两位总是为“10”，剩下的第一个八 位组的六位和第二个八位组的八位共14bit表示网络 ID号 。
主机ID号HostID为16位，除去全为“0”和全为“1” （专用地址，不能使用）外，每个网络中主机数最 多可达216-2，即66534台
一般分配给中等规模的网络使用
• 用子网掩码判断IP地址的网络号与主机号
其方法是用IP地址与相应的子网掩码进行与运算， 可以区分出网络号部分和主机号部分。
例如:10.68.89.1是A类IP地址，所以，默认子网掩 码为255.0.0.0，分别转化为二进制进行与运算后， 得出网络号为10。
• 用来划分子网
采用的方法就是将主机号标识部分的一些二进制 位划分出来用来标识子网。
二、局域网接入方式（DDN专线、B-ISDN）
网络接入方式是指将自己单位的计算机组建成一个 局域网络，这个网络再通过路由器或其他设备接入 Internet 。
三、专线接入（B-ISDN）方式
电话专线接入又称为窄带综合业务数字网接入方式， 俗称一线通 。
ISDN接入所需的设备也简单，用户只要具备一到计 算机，一组ISDN终端设备（TA），一条ISDN电话线， 使用普通的拨号程序和浏览软件就可以利用电话拨 号上网。
§2 地址和域名 一、IP地址 1．什么是IP地址 一个IP地址：是Internet网上一台主机的标识。
通常我们用IP地址来标识网络上一台主机的地址， IP地址是惟一的，IP地址可以是动态的或静态的。
2．IP地址结构
一个IP地址通常由网络标识符和主机标识符两部分 组成。
3．IP地址表示及分类
（1）IP地址表示
按照TCP/IP协议的规定，每个IP地址用32bit二 进制数表示。
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计算机网络的概念
2010年6月13日 多媒体文化基础 10 of 58
6.1 因特网是计算机网络(7)
3. 计算机网络举例 以太网(Ethernet)是使用最广泛的计算机网络 以太网是1973年发明的局域网，美国Xerox PARC公司的Robert Metcalfe、David Boggs 与Intel和DEC公司联合开发 以太网的结构
第6章 因特网基础知识
林福宗 清华大学 计算机科学与技术系 linfz@ 2010年6月
多媒体文化基础
第二部分 网络基础与技能 因特网是全球范围内的计算机和网络设备组成 的网络，互联网可认为是因特网的一个组成部 分，而万维网是全球电子文档的集合。在不至 于引起误会的情况下，用“网络”这个笼统的 术语来表示因特网、互联网和万维网 在因特网上开发了许多应用，如万维网、电子 邮件、BBS、信息查询、商业应用、个人娱乐、 文件传输和即时通信。其中万维网、电子邮件 和即时通信被认为是最重要的应用
2010年6月13日
多媒体文化基础
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6.1 因特网是计算机网络(2)
互连网络系统
2010年6月13日
多媒体文化基础
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6.1 因特网是计算机网络(3)
网关(gateway)
连接多个物理网络的计算机 连接传统的电话网络和因特网 全世界的计算机网络组成的网络 由电话机、电话交换机、地区线路和长途线路组 成的通信网络 PSTN没有存储功能，作为计算机网络的接入网
4. 路由器 用于连接多个不同传输速率或执行不同协议的局域 网或广域网的设备 主要任务是在不同网络之间传送数据包(packet)
数据包是由数据包头和数据组成的传输单元，长度固定
数据包头中含有识别号、源地址、目的地址及错误控制信息
工作原理
首先查找数据包的目的地址，然后根据当前的交通负荷、 线路成本、传送速度和线路质量等因素，确定数据包到目 的地的最佳路径
2010年6月13日
多媒体文化基础
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6.1 因特网是计算机网络(17)
1. 网卡 网络接口卡的简称，也称网络适配器 用于将计算机连到局域网上，在服务机上也 有相应的网络适配器 【例】三种类型的网卡
PC网卡
PCMCIA无线网卡
USB 网卡
2010年6月13日
多媒体文化基础
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用总线或星形拓扑，网站用同轴电缆、光缆或双 绞线连接 使用“带冲突检测的载波监听多路访问 (CSMA/CD)协议”管理通信线路上的交通
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多媒体文化基础
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6.1 因特网是计算机网络(8)
总线拓扑 星形拓扑
以太网的拓扑
2010年6月13日
多媒体文化基础
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多媒体文化基础
网络迅速发展和普及逐渐在不知不觉地改变人 们的行为和习惯。现在，人们通常把“使用网 络”称之为“上网”、“浏览”、“冲浪”或 “漫游”，而使用网络的人则称之为“网 民”，网上的朋友称之为“网友”，网上聊天 称之为“网聊” 第6章 因特网简介 第7章 常见的网络协议 第8章 普通的网络应用 第9章 网上信息搜索
(4) 无线局域网(wireless LAN，WLAN)
(5) 移动即兴网络(mobile ad hoc network)
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多媒体文化基础
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6.1 因特网是计算机网络(5)
(6) 蜂窝接入网络(cellular access network)
把通信区域划分成许多称为“蜂元”的小区域 每个区域中的站点通过线路或微波与交换机相连 可将终端用户直接接入到骨干网，也可与公众电 话网络系统通信
2010年6月13日
多媒体文化基础
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客户机A～D发送给服务机的消息都通过交换 机，然后再送给服务机，这样可简化线路
2010年6月13日
多媒体文化基础
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6.1 因特网是计算机网络(21)
交换机的功能 从服务机发送给客户机D的消息只发送给客户机D，而不发送到其他计算机
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多媒体文化基础
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6.1 因特网是计算机网络(22)
多媒体文化基础
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6.1 因特网是计算机网络(11)
计算机网络的结构
按计算机之间相互通信和共享软硬件资源的 连网技术，计算机网络的结构可分成两种
客户机/服务机体系结构(client/server architecture)，简写成 “C/S结构”，也称客户机/ 服务机模型(C/S model)，具有这种结构的网络称 为“C/S网络” 对等体系结构(peer-to-peer architecture)，简写成 “P2P结构”，也称对等模型(peer-to-peer model)，具有这种结构的网络称为“P2P网络”
为便于设计网络、管理网络、降低成本和提高安全 性能等各种目的，在计算机的发展进程中，对计算 机网络做了各种分类 按传输媒体分类
有线网络(wired network) 无线网络(wireless network)
按网络规模分类
家庭网络(homwork，LAN) 城域网(metropolitan area network，MAN) 广域网(wide area network，WAN) 城域网和广域网已不常用，取而代之的是“互联网”
2010年6月13日
多媒体文化基础
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第6章 因特网基础知识
6.1 因特网是计算机网络 6.2 电话网络上的网络 6.3 因特网接入方法
2010年6月13日
多媒体文化基础
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6.1 因特网是计算机网络(1)
计算机网络的概念
1. 网络是什么 人与人之间或设备之间进行通信的系统 从计算机科学的角度来看，网络就是通过有 线或无线传输媒体把计算机和相关设备连接 在一起构成的通信系统，如下图所示
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6.1 因特网是计算机网络(19)
集线器的功能
从服务机发送给客户机D的消息，以广播方式传送到 客户机A～D，但只有客户机D接收
2010年6月13日 多媒体文化基础 23 of 58
6.1 因特网是计算机网络(20)
3. 交换机 用于连接和管理通信线路的计算机或机电设 备，其主要功能是控制信号的路径选择 交换机通常将集线器的功能集成在一起
2010年6月13日
多媒体文化基础
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6.1 因特网是计算机网络(12)
1. 客户机/服务机结构 客户机(client)是连接到网上的计算机，安装 有客户程序，可请求和接收服务机的服务 服务机(server)是安装有服务器(软件)并在网 上为其他机器提供服务的计算机 请注意
路由器集成了集线器的功能，以减低制造成本
2010年6月13日
多媒体文化基础
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6.1 因特网是计算机网络(23)
路由器的功能 路径有两条：(1) 计算机A→路由器A→路由器B→路由器C→计算机B (2) 计算机A→路由器A→路由器C→计算机B
2010年6月13日
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客户器(client)/客户程序：与服务器建立联系并从服 务器中获取数据的程序
运行在客户机上 向网络请求服务，接收网络提供的服务 既作服务机又作为客户机使用
多媒体文化基础 28 of 58
服务程序和客户程序可在同一台计算机运行
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6.1 因特网是计算机网络(25)
计算机网络的类型
“远程”用于修饰或说明不在近处的系统、程序、 设备或操作，需要通过电缆或通信线路才能访问
例如，相对于用户A来说，无论用户B与用户A是否在 同一个房间或在同一座大楼，用户B都属于远程用户。 对用户B来说，图上的2台打印机都是远程打印机，计 算机、打印机和机器上的资源称为远程资源
2010年6月13日
(1) 因特网(Internet)
(2) 公共电话交换网(PSTN)
2010年6月13日
多媒体文化基础
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6.1 因特网是计算机网络(4)
(3) 家庭网络(home network)
家中多台计算机和其他设备相互连成的局域网 使用电磁波或其他技术收发数据的局域网 当前WLAN使用以太网协议 传输距离约几十米 为某种目的未事先计划构成的临时性无线网络
6.1 因特网是计算机网络(9)
以太网上的数据传输
数据通过含有收发地址和控制信息的可变长度的 数据帧(data frame)进行传输 一帧长度为72～1518个字节，其中18个字节用于 源地址、目的地址、网络协议和其他开销，因此 一帧中最多含1 500个字节的数据 以太网标准提供10 Mbps的带宽，快速以太网提 供100 Mbps的带宽，千兆以太网提供1 000 Mbps 的带宽
2010年6月13日
多媒体文化基础
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6.1 因特网是计算机网络(15)
对等网络体系结构