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1、网络基础,Page 2/31,主要内容,网络模型分层思想OSI参考模型TCP/IP参考模型数据封装和解封装数据的传输,Page 3/31,教学目的,任务：理解数据如何从一台主机传输到网络上的另一台主机？,Page 4/31,理论基础,通信的双方需要“讲”相同的语言,网络通信的过程很复杂，为了降低复杂性,1974年，ISO组织发布了OSI参考模型,TCP/IP参考模型定义了现在建立大多数网络时所使用的网络标准与协议。,OSI参考模型太复杂太难实施,IBM的SNA、Mac的Apple Talk、Novell的NetWare,Page 5/31,协议分层,网络通信的过程很复杂数据以电子信号的形式穿越
2、介质到达正确的计算机，然后转换成最初的形式，以便接收者能够阅读为了降低网络设计的复杂性，将协议进行了分层设计,Page 6/31,协议分层,分层设计的意义用户服务层的模块设计可相对独立于具体的通信线路和通信硬件接口的差别而通信服务层的模块设计又可相对独立于具体用户应用要求的不同,例如：文件传输或电子邮件服务模块的设计，不必关心底层通信线路是光纤还是双绞线,Page 7/31,邮局实例,运输部门,甲地,乙地,Page 8/31,邮局实例,邮局对于写信人来说是下层运输部门是邮局的下层 下层为上层提供服务写信人与收信人之间使用相同的语言邮局之间的约定 同层次之间使用相同的协议,Page 9/31,O
3、SI的七层框架,物理层,物理层,数据链路层,数据链路层,网络层,网络层,传输层,传输层,会话层,会话层,表示层,表示层,应用层,应用层,物理层协议,数据链路层协议,网络层协议,传输层协议,会话层协议,表示层协议,应用层协议,比特,帧,报文,TPDU,SPDU,PPDU,APDU,1 接口,2 接口,3 接口,4 接口,5 接口,6 接口,主机A,主机B,数据单元,层,Page 10/31,OSI的七层框架,Page 11/31,TCP/IP协议参考模型,TCP/IP是20世纪70年代中期美国国防部为ARPANET开发的网络体系结构,Page 12/31,TCP/IP协议参考模型,TCP/IP协
4、议栈是由一组不同功能的协议组合在一起构成的协议栈利用一组协议完成OSI所实现的功能,Page 13/31,TCP/IP模型与OSI模型的比较,相同点两者都是以协议栈的概念为基础协议栈中的协议彼此相互独立下层对上层提供服务不同点OSI是先有模型；TCP/IP是先有协议，后有模型OSI适用于各种协议栈；TCP/IP只适用于TCP/IP网络层次数量不同,Page 14/31,TCP/IP模型与OSI模型的比较,OSI层次间存在严格的调用关系，两个（N）层实体的通信必须通过下一层（N-1）层实体，不能越级，而TCP/IP可以越过紧邻的下一层直接使用更低层次所提供的服务（这种层次关系常被称为“等级”关系
5、），因而减少了一些不必要的开销，提高了协议的效率。 OSI只考虑用一种标准的公用数据网将各种不同的系统互联在一起，后来认识到互联网协议的重要性，才在网络层划出一个子层来完成互联作用。而TCP/IP一开始就考虑到多种异构网的互联问题，并将互联网协议IP作为TCP/IP的重要组成部分。 OSI开始偏重于面向连接的服务，后来才开始制定无连接的服务标准，而TCP/IP一开始就有面向连接和无连接服务，无连接服务的数据报对于互联网中的数据传送以及分组话音通信都是十分方便的。,Page 15/31,TCP/IP模型与OSI模型的比较,OSI与TCP/IP对可靠性的强调也不相同。对OSI的面向连接服务，数据链
6、路层、网络层和运输层都要检测和处理错误，尤其在数据链路层采用校验、确认和超时重传等措施提供可靠性，而且网络和运输层也有类似技术。而TCP/IP则不然，TCP/IP认为可靠性是端到端的问题，应由运输层来解决，因此它允许单个的链路或机器丢失数据或数据出错，网络本身不进行错误恢复，丢失或出错数据的恢复在源主机和目的主机之间进行，由运输层完成。由于可靠性由主机完成，增加了主机的负担。但是，当应用程序对可靠性要求不高时，甚至连主机也不必进行可靠性处理，在这种情况下，TCP/IP网的效率最高。,Page 16/31,TCP/IP模型与OSI模型的比较,在两个体系结构中智能的位置也不相同。OSI网络层提供面
7、向连接的服务，将寻径、流控、顺序控制、内部确认、可靠性带有智能性的问题，都纳入网络服务，留给末端主机的事就不多了。相反，TCP/IP则要求主机参与几乎所有网络服务，所以对入网的主机要求很高。 OSI开始未考虑网络管理问题，到后来才考虑这个问题，而TCP/IP有较好的网络管理,Page 17/31,TCP/IP中的主流协议,应用层,表示层,会话层,传输层,网络层,数据链路层,物理层,IP,ICMP,IGMP,RARP,ARP,UDP,TCP,各种应用程序层,SMTP,FTP,DNS,SNMP,NFS,TFTP,由底层网络定义的协议,Ethernet,Token-Ring,FDDI,X.25,Wi
8、rless,ATM,Page 18/31,数据的封装与解封装过程,Internet,Hello!,Page 19/31,IP包头,数据的封装与解封装过程,Hello,物理层,数据链路层,网络层,传输层,会话层,表示层,应用层,比特,帧,报文,段,PDU,Hello,LLC子层,MAC子层,TCP/UDP头,高层数据,MAC子层,LLC子层,FCS,Page 20/31,IP包头,数据的封装与解封装过程,Hello,物理层,数据链路层,网络层,传输层,会话层,表示层,应用层,比特,帧,报文,段,PDU,Hello,LLC子层,MAC子层,MAC子层,FCS,TCP/UDP头,高层数据,LLC子层
9、,Page 21/31,数据在网络上传输的过程,1.0,4.0,1.3,E0,4.3,S0,2.2,E0,2.1,S0,4.1,4.2,1.1,1.2,Router1,Router2,主机1.1要发送数据到4.2，首先对数据进行封装,Page 22/31,数据在网络上传输的过程,1.0,4.0,1.3,E0,4.3,S0,2.2,E0,2.1,S0,4.1,4.2,1.1,1.2,Router1,Router2,交换机接收到数据，查看数据包中的目标MAC地址为CC，查找MAC表,PC1,PC2,PC3,PC4,Page 23/31,数据在网络上传输的过程,1.0,4.0,1.3,E0,4.3,
10、S0,2.2,E0,2.1,S0,4.1,4.2,1.1,1.2,Router1,Router2,路由器接收到数据，查看数据包中的目标地址为4.2，查找路由表,Page 24/31,数据在网络上传输的过程,1.0,4.0,1.3,E0,4.3,S0,2.2,E0,2.1,S0,4.1,4.2,1.1,1.2,Router1,Router2,路由器1根据路由表转发数据到S0口,Page 25/31,数据在网络上传输的过程,1.0,4.0,1.3,E0,4.3,S0,2.2,E0,2.1,S0,4.1,4.2,1.1,1.2,Router1,Router2,路由器2接收到数据包，查看数据包的目标地
11、址，并查找路由表,Page 26/31,数据在网络上传输的过程,1.0,4.0,1.3,E0,4.3,S0,2.2,E0,2.1,S0,4.1,4.2,1.1,1.2,Router1,Router2,路由器2根据路由表转发数据到E0口,主机4.2接收到数据包,Page 27/31,总结,课程采用的教学方法：整个课程采用任务驱动教学法-提出任务（数据传输过程的理解）-讲解理论（OSI参考模型和TCP/IP模型、数据封装解封）-任务分解（数据如何从主机传给交换机、交换机如何给路由器-路由器之间传输-数据交给目的地主机）案例法邮局案例问题教学法（利用提问启发引导）数据传输过程的提问动画演示课件中的动画,
