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1、盘古开天地-网际互联,一，网络基础概念,1.1 计算机网络概述,计算机网络：计算机与通信技术相结合，不同种类计算机通过同类通信协议相互通信，形成计算机网络。,1.2 计算机网络的主要功能,数据通信,1.3 网络要素,下图显示了一个典型网络的各个要素，包括设备、介质和服务，它们通过规则结合在一起，共同作用来发送消息。,1.4 网络拓扑结构,计算机网络的拓扑结构是指网络中各个站点相互连接的形式拓扑包括物理拓扑和逻辑拓扑物理拓扑是指设备或介质的连接方式逻辑拓扑是指数据传输的方式,1.4 物理拓扑结构,1.4 星型拓扑优缺点,优点：控制简单。任何一站点只和中央节点相连接，因而介质访问控制方法简单，致使
2、访问协议也十分简单。易于网络监控和管理。故障诊断和隔离容易。中央节点对连接线路可以逐一隔离进行故障检测和定位，单个连接点的故障只影响一个设备，不会影响全网。方便服务。中央节点可以方便地对各个站点提供服务和网络重新配置缺点：需要耗费大量的电缆，安装、维护的工作量也骤增。中央节点负担重，形成“瓶颈”，一旦发生故障，则全网受影响。各站点的分布处理能力较低。,1.5 网络介质,现代网络主要使用三种介质来连接设备并提供传输数据的途径。这三种介质是:无线传输,1.5 网络介质,铜缆与光线电缆内部的金属电线玻璃或塑料纤维（光缆）,1.6 双绞线的特点,4对8根铜导线，每2根绞合在一起。绞在一起后，两根导线产
3、生的干扰波会相互抵消，所以导线的辐射波会显著地被削弱，使信号只顺着线路传输。RJ-45接头,1.6 屏蔽双绞线-STP,1.6 非屏蔽双绞线-UTP,1.6 双绞线标准线序,思考：网线可以只用4根吗？,1.8 不断拓展的网络模型,1.8 不断拓展的网络模型,接入层 允许用户访问网络设备分布层 分布层将 WAN 连接聚合在园区网的边缘并进行策略性的连接核心层尽可能迅速地交换数据包.高可用性 良好的扩展性 快速收敛,1.9 国际标准化组织,国际标准化组织ISO：OSI参考模型、与Internet相关的标准等电子电气工程师协会IEEE：主要提供网络硬件标准，IEEE802协议族定义了主要的LAN标准
4、。802.3以太网标准、802.5令牌环网标准、802.11无线局域网标准等。美国国家标准局ANSI：主要定义了光纤分布式数据接口FDDI标准。电子工业协会EIA/TIA：定义网络联结线缆的标准，如rs232、cat5、hssi、v.24、v.35等，以及布线标准EIA/TIA568B。国际电信联盟ITU：定义了用作广域网络连接的电信网络标准，如x.25、帧中继等。,二，协议模型,2.1 什么是协议？,为了使数据可以在网络上从源传递到目的地，网络上所有设备需要“讲”相同的“语言”描述网络通信中“语言”规范的一组规则就是协议 例如：两个人交谈，必须使用相同的语 言，如果你说汉语，他说阿拉伯语数据
5、通信协议的定义决定数据的格式和传输的一组规则或者一组惯例,2.2 协议的标准化,协议的标准化的益处：方便设计简化产品开发促进竞争提供一致的互连方式便于培训客户有更多的厂商可以选择,2.3 协议的标准化举例,以太网自从 1973 年创立以来，其标准经历了多次发展，用于规范更快、更灵活的技术。每个以太网版本都有相关的标准。例如，802.3 100BASE-T 代表使用双绞线电缆标准的 100 兆以太网。此标准的具体解释为：例如：100BASE-T,数据速率为100M,基带，即物理介质为以太网专用,UTP或STP,2.4 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介质到达正确的计算机，然
6、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,2.5 OSI 协议模型,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,OSI(Open System Internetwork)是开放的通信系统互联参考模型,运输部门,甲地,乙地,曾经有一份爱情.,2.5 邮局实例,2.5 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,2.6 OSI的七层框架,物理层,物理层,数据链路层,数据链路层,网络层
7、,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,All People Seems To Need Data Process,2.6 OSI的七层框架,三，数据封装与解封装,3.1 数据传输,Internet,Hello!,IP包头,3.2 数据的封装,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,
8、段,PDU,Hello,LLC子层,MAC子层,TCP/UDP头,高层数据,MAC子层,LLC子层,FCS,IP包头,3.3 数据解封装,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,四，设备功能,4.1 互联网上的设备,4.2 冲突与冲突域,如果冲突过多，则传输效率就会降低,主机A,主机B,主机C,冲突域,4.3 分割冲突域,为了提高传输效率，分割冲突域,.,冲突域1,冲突域2,冲突域3,4.4 交换机背板交换矩阵结构,交换机的每个端口访问另一
9、个端口时，都有一条专有的线路，不会产生冲突。,4.5 冲突域与广播域,广播域指接收同样广播消息的节点的集合，如：在该集合中的任何一个节点传输一个广播帧，则所有其他能收到这个帧的节点都被认为是该广播帧的一部分交换机分割冲突域，但是不分割广播域，即交换机的所有端口属于同一个广播域,.,广播域,广播域,冲突域,冲突域,广播,A,B,C,D,Physical,所有的设备在一个冲突域所有的设备在一个广播域所有的设备共享带宽,4.6 物理层的设备,每一个分段拥有单独的冲突域所有的分段在一个广播域中每一个分段拥有相同带宽,Data Link,OR,1,2,3,1,2,4.7 数据链路层设备,4.7 交换微分段,每个岔路口都有专用车道,Memory,Switch,4.8 网络层设备,广播控制选择最佳路径流量控制逻辑地址广域网接入同时隔离广播域和冲突域,本章习题：,1，列举网络物理拓扑方式，并简要说明各自的优缺点。2，描述OSI模型的结构图，并说明每一层的功能。3，描述数据封装与解封装的过程。4，OSI的下3层各有哪些设备？各自的功能是什么？5，何为广播域？何为冲突域？课堂练习,
