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1、,IP网络基础知识主讲人：*,内容提要,TCP/IP体系结构,计算机网络及其分类,主要网络设备,泰州IP城域网简介,Internet及应用,第一章 计算机网络及其分类,什么是计算机网络？,就是利用通讯设备和线路，将地理位置不同的、功能独立的多个计算机系统互联起来，以功能完善的网络软件（即由网络通讯协议、信息交换方式及网络操作系统等构成）实现网络中资源共享和信息传递的系统。,1,2,3,4,资源共享硬件设备资源（如存储设备、打印设备、光驱、扫描仪等）软件资源（如程序、数据、图像、数据库等）,计算机网络的功能,数据传输,改善可靠性,分布处理将原来集中在一台大型计算机上所做的工作，分散到网络中其它计
2、算机去并行处理,一般按网络规模和作用范围的大小进行分类，将计算机网络分为：局域网（LAN）、城域网（MAN）、广域网（WAN）和互联网（Internet）。,计算机网络的分类,计算机网络的分类,局域网,传输速率高：一般为10Mbps-100Mbps，光纤高速网可达1000MbpS。,局域网的特征,支持传输介质种类多。,通信处理一般由网卡完成。,传输质量好，误码率低。,有规则的拓扑结构。,局域网,局域网的组成,局域网一般由服务器、用户工作站、网卡、传输介质四部分组成。,局域网,局域网的组成,网卡：将工作站式服务器连到网络上，实现资源共享和 相互通信，数据转换和电信号匹配。网卡(NTC)的分类：(
3、1)按速率：10Mbps、100Mbps、10/100M AUTO、1000M(2)传输介质接口：单口：BNC(细缆)或RJ一45(双绞线),广播式：一台计算机发送的信息能被 其他所有的计算机接收。,点-点网络：包含若干条电缆，每条都联接一对计算机或中间结点。,局域网,局域网拓扑结构,局域网,局域网图例,局域网,网络资源的使用,程序或数据的共享。允许多个用户同时访 问同一个应用程序或数据文件,网络硬件资源的共享。如打印机的共享、光盘刻录机的共享,第二章 TCP/IP体系结构,网络协议概念,计算机之间的信息交流,网络上的计算机有各式各样的。硬件：微处理器不同、总线格式不同或网络部件不同；软件：操
4、作系统不同、网络应用软件不同。它们导致了信息通讯中的形式可能不一致，通讯会出现困难。解决的办法：制定大家公认的通讯形式（标准语言），它应与软硬件结构无关。,网络协议概念,计算机之间的信息交流,把大家公认的通讯形式（标准语言）称为网络协议。协议是计算机彼此交流的标准语言。每台联网的计算机都必须配有标准语言（协议）网络与协议是紧密联系在一起的，因特网使用的是称为“TCPIP”的协议。所有的网络操作系统都支持“TCPIP”协议。,网络协议概念,一个计算机网络有许多相互连接的节点，这些节点之间不断进行数据交换，要做到有条不紊地交换数据，每个节点必须遵守一些预先约定好的规则，这些规则明确地规定了所有交换
5、数据的格式以及有关的同步问题。这些为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定即称为网络协议。,分层的网络体系结构,通信网主要是若干个用户终端（信源和信宿）、节点（信息处理和交换）以及它们之间的传输链路组成。这是一种物理结构的描述。若从逻辑结构上来描述，计算机通信网是网络功能分层和协议的集成，即所谓网络体系结构。,网络体系结构,1,2,分层的网络体系结构,协议分层结构,协议为什么要分层？,分层的网络体系结构,协议分层结构,网络的主要功能：,通过数据链路控制、误码监测和重传，实现无差错传输；通过寻址、路由选择，绕过有故障和繁忙的节点和链路；适应缓冲区容量，避免重发长信息，报文分组和信息组装 功
6、能；用户终端和网络之间的速率匹配，缓冲信息流量控制；用户会话管理，请求、响应方式；,分层的网络体系结构,协议分层结构,分层,完整而有效地实现上述功能的网络是很复杂的，为了便于理解和实现，通常将这些功能分解为若干个部分，即所谓的分层。,好处：通过对网络结构分层，使各层相对独立，层间通过接口连接，这样各层可以采用最适合的技术和工作方法，灵活性好，易于实现和维护，易于标准化。,OSI参考模型,随着网络技术的进步和各种网络产品的出现，一个实际问题摆在人们面前就是对网络公司或广大用户来说，希望解决不同系统的互联问题。1977年，国际标准化组织（ISO）在分析和消化已有网络基础上，提出了一种不基于特定机型
7、、操作系统或公司的分层网络体系结构，即开放系统互联参考模型（也就是OSI参考模型）。,OSI参考模型,节点A,节点B,传输媒介,低,高,OSI参考模型,物理层,物理层并不是指连接计算机的具体的物理设备或具体的传输媒体。,OSI参考模型,数据链路层,数据链路是指物理链路加上必要的通信规程，就像一个数字管道。,其主要功能归纳为:(1)成帧(2)流量控制(3)差错控制(4)链路管理(5)将数据和控制信息分开(6)透明传输(7)寻址,OSI参考模型,网络层,网络层主要负责从源端向目的端传送分组。,其主要功能归纳为:(1)路由选择(2)流量控制(3)拥塞控制(4)差错控制(5)网络互联(6)根据传输层的
8、要求选择网络服务质量,OSI参考模型,传输层,传输层是整个网络体系结构中的关键部分，它是利用通信子网提供的服务，实现两个用户进程之间端到端的可靠通信。,其主要功能归纳为:(1)寻址(2)多路复用(3)连接建立、数据传送和连接拆除(4)流量控制(5)差错控制,OSI参考模型,高层协议,会话层。负责会话的管理和数据传输的同步。,表示层。负责数据格式的转换。,应用层。提供与用户进程的接口。,TCP/IP体系结构,TCPIP协议是因特网上标准的网络协议。TCPIP协议包括传输控制协议TCP和网际协议IP两部分 TCP/IP这个术语还包括许多与之相关的协议和应用程序,是一个协议族。除IP和TCP外，还有
9、地址解析（ARP）、反向地址解析（RARP）、差错与控制协议（ICMP）、路由协议、用户数据报协议（UDP）等等。,TCPIP协议,TCP/IP体系结构,TCP/IP结构功能,TCP/IP,OSI参考模型,TCP/IP体系结构,IP（Internet Protocol），网际协议；IP是TCP/IP 的底层，高层协议都要转化为IP包，IP包含了源地址和目的地址，路由决策也发生在IP层。,协议介绍,计算机网络通信中，IP 协议起着核心作用：其一，提供无连接的数据报传输机制，虽不能保证传输的可靠性，却简单有效；其二，利用IP地址和IP数据报将各种物理网络技术统一起来，达到屏蔽底层细节，向上提供一致
10、性目的；其三，IP数据报传送及其在网间路由选择，即IP路由选择.,子网1,子网2,子网n,该往哪儿传？,某些包也可能经其它路径传输,IP协议寻找目的地,TCP/IP体系结构,甲,已,TCP/IP体系结构,TCP（Transmission Control Protocol），传输控制协议。TCP运行在IP之上，是基于数据流连接和面向的协议，应用程序把数据要经过TCP/IP的分割成若干包，这样数据就以字节流发送和接收，到达目的地后，TCP/IP 再按顺序进行组装。TCP/IP 要保证机器与机器之间的连接的可靠性，还要有纠错。TCP是否被选择，取决于应用程序或服务。,协议介绍,TCP/IP体系结构,
11、TCP：我只管分割拼装报文，传错了找我。怎么传不管！,IP：我只管设法传到，出错别找我！,TCP/IP,ARP（Address Resolution Protocol），地址解析协方，把IP地址转换为硬件物理地址，比如我们所用的网卡的物理地址，类似aa:bb:cc:dd:ee:ff。,ICMP（Internet Control Message Protocol），网际报文协议；它包括了数据包的错误、控制等相关信息。比如ping 命令就是利用ICMP来测试一个网络的连接情况的工具。,UDP（User Datagram Protocol），用户数据报协议，与TCP一样运行在IP之上，是基于数据报或
12、分组的协议，UDP/IP 可以直接发送和接收数据报文，而不必做验证，这一点与TCP/IP 不同。TCP是否被选择，取决于应用程序或服务。,TCP/IP体系结构,协议介绍,TCP/IP体系结构,TCP/IP的三个关键点,TCP/IP是一族用来把不同的物理网络联在一起构成网际网的协 议。TCP/IP联接独立的网络形成一个虚拟的网，在网内用来确认身份的不是物理网络地址，而是IP地址。,TCP/IP使用多层体系结构，该结构清晰定义了每个协议的责任。TCP和UDP向网络应用程序提供了高层的数据传输服务，并都需要IP来传输数据包。IP有责任为数据包到达目的地选择合适的路由。,在Internet主机上，两个
13、运行着的应用程序之间传送要通过主机的TCP/IP堆栈上下移动。在发送端TCP/IP模块加在数据上的信息将在接收端对应的TCP/IP模块上滤掉，并将最终恢复原始数据。,IP地址,IP地址概说,IP地址是标识主机在网络中的位置，象是一个门牌号一样。,IP地址,互联网在概念上分为三个层次,互联网,网络1,网络n,主机,主机,主机,主机,主机,网络,互联网,IP地址,IP地址格式,IP地址是一种层次型地址，分为网络标识和主机标识两个部分。,IP地址是由四个字节组成，格式 为A:B:C:D，每个字节又是由8位二进制数字组成，也就是这样的格式 xxxxxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx.xxxx
14、xxxx比如 11000000.10101000.00000001.00000001换算成十进制就是192.168.1.1。,IP地址,掩码,地址中哪几位用来识别网络，哪几位用来识别主机，是通过网络掩码来实现的。,网络掩码也是一个四字节的数，如果换算成二进制的数字，对应网络部份为1，而主机部份为0。,比如掩码为 255.255.255.0，换算成二进制就是 11111111.11111111.11111111.11111111.00000000,IP地址,示例1,11000000.10101000.00000001.00000001,192.168.1.1,11111111.11111111.
15、11111111.00000000,255.255.255.0,Ip地址,掩码,提示：192.168.1.0-192.168.1.255属于同一网络。,网络号位数24位,IP地址,示例2,11000000.10101000.00000001.00000001,192.168.1.1,11111111.11111111.11111111.11111000,255.255.255.248,Ip地址,掩码,提示：192.168.1.0-192.168.1.7属于同一网络。,网络号位数29位,IP地址,网络地址和广播地址,每个网络都有一个网络地址和广播地址。,网络的第一个地址是网络地址，用来标识网络。
16、,例如192.168.1.0/24网段 网络地址：192.168.1.0,网络的最后一个地址是广播地址。,例如192.168.1.0/24网段 广播地址：192.168.1.255,主机不能使用网络地址与广播地址。,第三章 Internet及应用,Internet的概念,什么是Internet?,简单地说，Internet是由世界各地数以千万计的大大小小的电脑和传输线路构成的网，可以交换信息，共享资源，并以此为基础实现各种计算机通信应用项目。,Internet的概念,Internet具有的特点,有众多的计算机网络互联组成；,是一个世界性的网络；,主要采用TCP/IP技术；,采用分组交换技术；,
17、由众多路由器连接而成；,是一个信息资源网。,Internet的概念,NSP,NSP,NSP,ISP,ISP,路由器,网络服务提供商,因特网主干网,因特网服务商,电话线,DDN专线,干线网,HUB,干线网,WWW（World Wide Web）上提供了大量的信息。通过WWW浏览，我们可以查阅各种感兴趣的内容。IE（Internet Explorer）是用于浏览的最常用的工具软件。,Internet的应用,网络浏览,Internet的应用,Internet的应用,下载上传,电子邮件（Electronic Mail）系统功能：,邮件制作与编辑信件发送收信通知信件阅读与检索信件回复与转发信件管理,In
18、ternet的应用,电子邮件,Internet的应用,存储中介,Internet的应用,搜索引擎,Internet 是一个信息的海洋，网上的服务器储存了丰富的信息资源，包括文本、音频及影像资料、软件等。如何在网上快速找到自己所需要的信息，是每一个人所关心的问题。,专业提供信息检索的站点有：百度搜索：http:/Google搜索 http:/,Internet的应用,BBS社区,网友交流讨论的园地,Internet的应用,即时通讯,腾讯 OICQ,Internet的应用,在线影视,Internet的应用,博客,第四章 主要网络设备,集线器,何为集线器？,集线器的英文称为“Hub”。“Hub”是“
19、中心”的意思，集线器的主要功能是对接收到的信号进行再生整形放大，以扩大网络的传输距离，同时把所有节点集中在以它为中心的节点上。它工作于OSI(开放系统互联参考模型)参考模型第一层，即“物理层”。集线器与网卡、网线等传输介质一样，属于局域网中的基础设备，采用CSMA/CD（一种检测协议）访问方式。,集线器,集线器图例,集线器,集线器数据传输方式,主机之间传输数据包时，都是以广播方式传输的，把数据包发送到每一个端口，再由每一个终端根据数据包头的地址确定是否接收。这样同一时刻只能传输一组数据，发生冲突还得重试。,集线器,HUB联网图,A,B,C,D,E,二层交换机,何为二层交换机？,二层交换技术是发
20、展比较成熟，二层交换机属数据链路层设备，可以识别数据包中的MAC地址信息，根据MAC地址进行转发，并将这些MAC地址与对应的端口记录在自己内部的一个地址表中。,二层交换机,二层交换图例,二层交换机,二层交换机工作流程,（1）当交换机从某个端口收到一个数据包，它先读取包头中的源MAC地址，这样它就知道源MAC地址的机器是连在哪个端口上的；,（2）再去读取包头中的目的MAC地址，并在地址表中查找相应的端口；,（3）如表中有与这目的MAC地址对应的端口，把数据包直接复制到这端口上；,（4）如表中找不到相应的端口则把数据包广播到所有端口上，当目的机器对源机器回应时，交换机又可以学习一目的MAC地址与哪
21、个端口对应，在下次传送数据时就不再需要对所有端口进行广播了。,A,B,C,D,E,二层交换机,交换机,HUB工作在物理层，交换机工作在数据链路层。,HUB共享带宽，效率低；交换机独享带宽，效率高。,HUB广播方式传输数据；交换机端口交换的方式传输 数据。,二层交换机,与集线器的区别,路由器,路由器概念,路由 所谓“路由”，是指把数据从一个地方传送到另一个地方的行为和动作。,路由器 执行“路由”这种行为动作的机器，它的英文名称为Router。是使用一种或者更多度量因素的网络层设备，它决定网络通信能够通过的最佳路径。路由器依据网络层信息将数据包从一个网络前向转发到另一个网络。路由器工作在网络层。,
22、路由器,路由器图例,MSR20-20 前面板,MSR20-20 后面板,SR8808,路由器,路由器功能,路由器是一种连接多个网络或网段的网络设备，它能将不同网络或网段之间的数据信息进行转发，以使它们能够相互通信，从而构成一个更大的网络。,路由器有两大功能：数据通道功能：包括转发决定、背板转发以及输出链路 调度等，一般由特定的硬件来完成；控制功能：一般用软件来实现，包括与相邻路由器之间 的信息交换、系统配置、系统管理等。,路由器,与二层交换机区别,工作层次不同 交换机工作在OSI的第二层（数据链路层）路由器工作在OSI的第三层（网络层）。,传统的交换机只能分割冲突域，不能分割广播域；而路由器可
23、以分割广播域。,数据转发所依据的对象不同 交换机是利用物理地址或者说MAC地址来确定转发数据 的目的地址。而路由器则是利用不同网络的ID号（即IP地址）来确定 数据转发的地址。,三层交换机,前面讲到，局域网间的通信可以利用外部路由器来完成，但外部路由器的主要用途是连接广域网，其内部交换性能在设计上并没有作专门重点的考虑，所以局域网间通讯在路由器处的延迟是比较大的。而且交换能力强大的外部路由器价格非常昂贵。,正是因为此种原因，很多厂商直接在交换机内集成了路由器功能（第三层交换），一个具有三层交换功能的设备，是一个带有第三层路由功能的第二层交换机，但它是两者的有机结合。,三层交换机,三层交换机图例,三层交换机,三层交换机典型应用,第五章 泰州IP城域网简介,泰州IP城域网是一张覆盖四市两区、下达各县市乡镇的IP宽带综合网络。市县骨干采用622M DPT（动态分组传送）环网，可同时开展宽带上网、VPN专线、IP电话等各项业务。,IP城域网概说,拓扑图,市到县骨干,拓扑图,市区DPT及千兆环,拓扑图,乡镇联网,小区接入网,Cable Modem接入,小区接入网,EPON+EOC,混合器,光站,光发射机,光发射机,有线电视分配网,有线电视分配网,数字电视信号,模拟电视信号,光站,小区接入网,EPON+LAN,课程结束 谢谢！,
