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1、计算机网络基础知识,黄陂区电化教育站,学习目标,理解网络结构知道局域网和广域网的基本概念掌握ISO参考模型的基本结构了解TCP/IP模型交换机和路由器的功能,2015黄陂区教育城域网管理员培训,网络概述,网络定义LAN和WAN拓扑结构标准化组织,2015黄陂区教育城域网管理员培训,计算机网络,SOHO,移动用户,企业内部网,酒店网,Internet,2015黄陂区教育城域网管理员培训,服务器储存群,通信协议,TCP/IP协议栈,TCP/IP协议栈,网络协议是网络设备之间通信规则的正式描述。,Source Host A,Source Host B,请问可以用TCP/IP和你通信吗？,好啊，我也懂
2、TCP/IP,2015黄陂区教育城域网管理员培训,网络的演进,Host,基于网络的连接1970S1980S,网络互联1980S,简单连接1960S1970S,Host,2015黄陂区教育城域网管理员培训,LAN定义,LAN定义:通常指几公里以内的,可以通过某种介质互联的计算机、打印机、modem或其它设备的集合。特点：距离短、延迟小、数据速率高、传输可靠。标准：描述了协议的规定，设定了最简的性能集。,2015黄陂区教育城域网管理员培训,LAN常用设备,LAN的设计目标： -运行在有限的地理区域 -允许网络设备同时访问高带宽的介质 -通过局部管理控制网络的权限 -提供全时的局部服务 -连接物理上
3、相邻的设备 HUB 交换机 路由器 ATM交换机路由器作用，使不同的网段能够转发交换数据包,2015黄陂区教育城域网管理员培训,主要局域网技术,以太网,WAN的定义和分类,WAN定义：在大范围区域内提供数据通信服务，主要用于互连局域网。WAN分类： -公用电话网：PSTN -综合业务数字网：ISDN -数字数据网：DDN -X. 25共用分组交换网 -帧中继：Frame Relay -异步传输模式：ATM,2015黄陂区教育城域网管理员培训,WAN的常用设备,WAN的设计目标 -运行在广阔的地理区域； -通过低速串行链路进行访问 -网络控制服从公共服务的规则； -提供全时的或部分时间的连接；
4、-连接物理上分离的、遥远的、甚至全球的设备。 Modem/CSU/DSU 路由器 广域网交换机 接入服务器,2015黄陂区教育城域网管理员培训,带宽和延迟,带宽：描述在一定时间范围内数据从网络的一个节点传送到任意节点的容量，通常用bit/s表示以太网带宽：10Mbit/s、100Mbit/s、1000Mbit/s等。延迟：描述网络上数据从一个节点传送到另一个节点所经历的时间。,2015黄陂区教育城域网管理员培训,常见的网络拓扑结构,总线型,星型,树型,环型,网形,拓扑结构：,2015黄陂区教育城域网管理员培训,标准化组织,国际标准化组织（ISO）电子电器工程师协会（IEEE）美国国家标准局（A
5、NSI）电子工业协会（EIA/TIA）国际电信联盟（ITU）INTERNET架构委员会（IAB）,2015黄陂区教育城域网管理员培训,OSI参考模型,物理层数据链路层网络层传输层会话层、表示层和应用层,2015黄陂区教育城域网管理员培训,OSI参考模型,OSI RM：开放系统互连参考模型（Open System Interconnection Reference Model)OSI RM:定义了网络中设备所遵守的层次结构。分层结构的优点： -简化网络的操作 -提供设备间兼容性和标准接口 -促进标准化工作 -结构上可以分隔 -易于实现和维护,2015黄陂区教育城域网管理员培训,七层功能,7,6,
6、5,4,3,2,1,高层：负责主机之间的数据传输,底层：负责网络数据传输,2015黄陂区教育城域网管理员培训,七层功能,7,6,5,4,3,2,1,提供应用程序间通信,提供介质访问、链路管理等,处理数据格式、数据加密等,建立、维护和管理会话,建立主机端到端连接,寻址和路由选择,比特流传输,2015黄陂区教育城域网管理员培训,每一层都利用下层提供的服务与对等层通信；每一层都使用自己的协议。,HostA,HostB,APDU,PPDU,SPDU,Segment（段）,Packet（包）,Frame（帧）,Bit（比特）,2015黄陂区教育城域网管理员培训,对等层通信,数据封装,主机,交换机,路由,
7、服务器,数据的封装和解封装过程,M,M,M,M,M,M,M,M,M,M,M,M,2015黄陂区教育城域网管理员培训,物理层,物理层：定义电压、接口、线缆标准、传输距离等物理层介质：同轴电缆（coaxial cable）：细缆和粗缆双绞线（twisted pair）：UTP、STP光纤（fiber）：单模、多模无线（wireless）：红外线、蓝牙Blue Tooth、WLAN技术,应用层,表示层,会话层,传输层,网络层,数据链路层,物理层,2015黄陂区教育城域网管理员培训,物理层,局域网与物理层线缆标准：10Base-T、 100Base-T、 100Base-TX/FX、1000Base-
8、T、1000Base-SX/LX网络设备：中继器、集线器,2015黄陂区教育城域网管理员培训,数据链路层,局域网数据链路层分为2个子层：LLC子层和MAC子层数据链路层的功能：物理地址定义网络拓扑结构链路参数 差错验证物理介质访问流控制（可选）,应用层,表示层,会话层,传输层,网络层,数据链路层,物理层,2015黄陂区教育城域网管理员培训,MAC地址,MAC地址为48位二进制数，常用12位16进制数表示,24位OUI,24位EUI,00 - E0 - FC - 01 - 23 - 45,操作系统,网络接口卡,RAM,IP: 10.1.1.3,ROM,MAC: 00-E0-FC-01-23-45
9、,48位MAC地址,网络层,应用层,表示层,会话层,传输层,网络层,数据链路层,物理层,编址路由,2015黄陂区教育城域网管理员培训,网络地址,IP 地址,IPX 地址,网络地址,主机地址,192.168.1,.5,网络地址,主机地址,1aceb0b1.,0000.0c00.6e25,网络层地址由两部分组成:网络地址和主机地址网络层地址是全局唯一的,2015黄陂区教育城域网管理员培训,路由协议和可路由协议,IP网络,IP网络,1.1.1.1,1.1.2.1,可路由协议：IP路由协议： RIP、OSPF、BGP,2.1.1.1,RIP,OSPF,BGP,2015黄陂区教育城域网管理员培训,面向连
10、接和无连接的服务,面向连接的服务：适合延迟敏感性应用建立连接数据传输断开连接无连接的服务：适合于对延迟不敏感的应用无需建立连接资源动态分配,2015黄陂区教育城域网管理员培训,网络层协议操作,2015黄陂区教育城域网管理员培训,传输层,传输层功能：分段上层数据建立端到端连接将数据从一端主机传到另一端主机传输层协议：主要有TCP/IP协议族的TCP协议和UDP协议，以及IPX/SPX协议组的SPX协议等。,应用层,表示层,会话层,传输层,网络层,数据链路层,物理层,2015黄陂区教育城域网管理员培训,会话层、表示层和应用层,应用层协议：为应用程序进程（比如文字处理、邮件、电子表格）提供网络服务S
11、QL、NFS、RPC等表示层协议：定义数据格式与结构协商上层数据格式ASCII、MPEG、JPEG等会话层协议：主机间通信建立、维护、终结应用程序之间的会话文字处理、邮件、电子表格等,应用层,表示层,会话层,传输层,网络层,数据链路层,物理层,TCP/IP模型的层次结构,应用层,表示层,会话层,传输层,网络层,数据链路层,物理层,1,2,3,4,5,6,7,应用层,传输层,网络层,网络接口层,1,2,3,4,OSI参考模型,TCP/IP模型,网络层,应用层,传输层,网络层,网络接口层,1,2,3,4,TCP/IP模型,负责将数据包送达正确的目的数据包的路由路由的维护主要协议IPICMPIGMP
12、,传输层,应用层,传输层,网络层,网络接口层,1,2,3,4,TCP/IP模型,负责提供端到端通信数据完整性校验差错重传数据的重新排序主要协议TCPUDP,应用层,应用层,传输层,网络层,网络接口层,1,2,3,4,TCP/IP模型,负责处理特定的应用程序细节远程访问资源共享 主要协议TelnetFTP/TFTPSMTP/POP3SNMP/HTTP,网络接口层,应用层,传输层,网络层,网络接口层,1,2,3,4,TCP/IP模型,负责处理与传输介质相关的细节物理线路和接口链路层通信 主要协议以太网/FDDI/令牌环SLIP/HDLC/PPPX.25/帧中继/ATM,Hub,同轴电缆,共享式以太
13、网中，所有的终端主机都处于同一个冲突域中，局域网中的所有接入终端共享总线的带宽。,冲突域,冲突域,共享式以太网,交换式以太网,二层交换机,冲突域,冲突域,冲突域,在交换式以太网中，交换机的每个端口处于独立的冲突域中，终端主机独占端口的带宽。,网桥,冲突域,冲突域,冲突域,广播域,二层交换机,广播域,路由器或三层交换机的三层接口处于独立的广播域中，终端主机发出的广播帧在三层接口被终止。,三层交换机,Hub,广播域,广播域,PCA,PCB,PCC,PCD,交换机的作用,PCB,PCA,PCD,PCC,SWA,SWB,连接多个以太网物理段，隔离冲突域对以太网帧进行高速而透明的交换转发自行学习和维护M
14、AC地址信息,交换机的特点,主要工作在OSI模型的物理层、数据链路层提供以太网间的透明桥接和交换依据链路层的MAC地址，将以太网数据帧在端口间进行转发,MAC地址表初始化,E1/0/1,E1/0/2,E1/0/3,E1/0/4,PCA,PCB,PCC,PCD,交换机刚启动时，MAC地址表内无表项,MAC地址表学习过程（1）,E1/0/1,E1/0/2,E1/0/3,E1/0/4,PCA发出一个到PCD的数据帧交换机把PCA的帧中的源地址MAC_A与接收到此帧的端口E1/0/1关联起来交换机把PCA的帧从所有其他端口发送出去（除了接收到帧的端口E1/0/1）,PCA,PCB,PCC,PCD,MAC_A,E1/0/1,MAC地址表学习过程（2）,E1/0/1,E1/0/2,E1/0/3,E1/0/4,PCB、PCC、PCD接收到数据后将目标地址和自己的MAC相比较,PCB、PCC丢弃。PCD发出数据帧交换机把接收到的帧中的源地址与相应的端口关联起来,PCA,PCB,PCC,PCD,MAC_D,E1/0/4,MAC_A,E1/0/1,路由器的作用,RTC,RTB,RTA,RTD,RTE,PCB,PCA,连接具有不同介质的链路连接网络或子网，隔离广播对数据报文执行寻路和转发交换和维护路由信息,感谢聆听！,
