第01讲网络基础知识

CCNA信息技术中心培训部主讲 :朱林平E_mail:CISCO网络工程师 1朱林平主要内容 网络的基础知识 IP地址规划及 VLSM 介绍 ROUTER IOS及 ROUTER常规配置 RIP,IGRP,EIGRP,OSPF的配置 SWITCH的配置 ,VLAN的配置 管理 CISCO网络及 CISCO网络安全 广域网技术 组建 CISCO多层交换园区网CISCO网络工程师 2朱林平第一讲 网络的基础知识CISCO网络工程师 3朱林平第一章 网络术语 网络模型 涉及网络通信处理过程的图形表示。流行的模型将这些处理表示为层或等级；因此，它们称为分层模型（ layered models）。 最常用的参考模型是 OSI的 7层模型和 4层 DoD模型。 NIC 网络接口卡，也叫网络适配器。 介质 信号通过电缆或无线方式从一台计算机发送到另一台计算机的手段和设备。 无线介质 没有永久有形物理连接的情况下将信号从一台计算机携带到另一台计算机。如：无线电、激光、红外线和卫星微波技术等。 同轴电缆 与有线电视电缆相似，为铜芯电缆，外面包有厚重的外皮。包括粗同轴电缆和细同 轴电缆CISCO网络工程师 4朱林平第一章 网络术语 双绞线 一种电缆，可以用于电话通信。可分为两种基本类型： UTP（ 无屏蔽双绞线）和 STP（ 屏蔽双绞线） 。 UTP最常用在现代以太网中。 Cat5指的是类别 5速率，支持最高的速度为 100Mbit/s。 光纤 简称光缆，指具有由多股玻璃或塑料（代替铜线）组成芯的电缆。光纤在长距离传输的速度和信号完整性方面具有超过铜线的优点；不过，它的价格更昂贵，而且更难处理。 连接设备 包含了转发器、集线器、交换机、网桥、路由器等。 协议 网络协议是一系列规则。通过它，计算机可以进行通信。协议有时可以与语言相比，但是更确切的说，协议就像是语言的语法。CISCO网络工程师 5朱林平第一章 网络术语 NOS 网络操作系统，通常指服务器软件，如：Windows 2000 server、 UNIX/Linux。 位（ bit） 计算机中最小的数据单位。用 1或 0来表示，这是数据由计算机处理时采用的二进制格式。 字节（ byte） 字节是用来描述数据文件的大小、磁盘或其他存储介质上空间容量或通过网络发送的数据量测量单位。 1字节通常等于 8位。 KB/s（ 千字节每秒） 1KB=1024byte kbit/s（ 千比特每秒） 1kbit=1024bit MB/s（ 兆字节每秒） 1MB=1024KB 注意：常见的错误是将 KB与 kb、 MB与 Mb混淆。CISCO网络工程师 6朱林平第一章 网络术语 IEEE电气和电子工程师协会（ Institute of Electrical and Electronics Engineers）， 开发了较低级别网络技术的标准和 规范。 802.1LAN和 MAN管理、在 MAC子层上操作的网桥以及防止网桥循环而采用的生成树（ Spanning-Tree） 算法。 802.2逻辑链路控制（ LLC）， 这个标准的提供将 OSI数据链路层分层两个子层。 802.3CSMA/CD， 这个规范使用带有冲突检测的载波侦听多路访问方法来控制以太网 ,并制定以太网包 (帧 )格式标准。CISCO网络工程师 7朱林平第一章 网络术语 802.3u快速 Ethernet 100Base T标准 802.4令牌总线，为实现物理或逻辑总线拓扑的网络设立标准。 802.5令牌环，该规范设置物理星型、逻辑环状拓扑的物理标准和介质访问方法，是基于 IBM的令牌环开发的。 802.6MAN， 为规模大于 LAN， 小于 WAN的网络设立标准。 802.7宽带，为设立使用宽带传输技术的网络提供标准。CISCO网络工程师 8朱林平第一章 网络术语 802.8光纤，为使用光缆的网络提供规范，包括 FDDI。 802.9集成式语音及数据，这个标准针对通过 ISDN进行的语音与数据的传输。 802.10LAN安全性，这些规范适用虚拟专用网（ VPN）。 802.11无线，提供实现无线（无电缆） LAN技术的指南。 802.12100VG Any LAN， 这个标准适用于惠普开发的请求优先级的介质访问方法。CISCO网络工程师 9朱林平第一章 网络术语 封装 ( e n c a p s u l a t i o n )在数据上加入报头或将数据包在里面的过程。术语 “ 包装 ”和 “ 封装 ” 指加入到每个数据包上的报头和报尾。报头用于标志数据包的开始，通常包括地址和其他特性，这依赖于协议和层。报尾通常用于差错校验。报头受到更多的注意，因为它们包含大多数协议特性实现。封装在 O S I参考模型的每层上都会出现。来自每层的完整的数据包将插入到下一个层的数据字段中，并且加入另外一个报头。当接收到数据时，接收节点上的对应层将在把数据传送到下一个层之前，重新装配数据字段。随着数据逐渐在目的地的模型上向上移动，它像一个游戏一样逐渐将分段拼装到一起。CISCO网络工程师 10朱林平第二章 网络模型2.1 OSI模型 物理层 物理层定义了实际的机械规范和电子数据比特流，这个层中包括了传输的数据数率、最大传输距离和物理接头。物理层协议把所有的 0和 1都变成了电子脉冲或光脉冲。物理层是来自其他层的数据和报头被转化成可传输的信号并被送到线路上通过网络来传输（或者，在无线介质的情况下，通过空中电波或其他方式传输）的地方。 NIC、转发器和集线器在该层上工作。 CISCO网络工程师 11朱林平第二章 网络模型 数据链路层 包含两个子层，上一层是 LLC(逻辑链路控制 )，下一层是MAC（ 介质访问控制）。 MAC子层处理物理寻址问题。以太网上的 MAC地址通常表示为 12个 16进制数字，成对出现，每一对都用冒号隔开 (例如： 17:A4:2C:43:2F:09)。在 LLC子层上定义了网络的逻辑拓扑。网桥和 Layer 2 Switches都在这层上工作。数据在这个层分解为小的 “帧”。 网络层 网络层负责让数据包到达目的地。 IP协议在网络层上工作。路由器和 Layer 3 Switches工作在该层上。数据在这个层上分解为 “包 ”。CISCO网络工程师 12朱林平第二章 网络模型 传输层 这一层的主要责任是提供可靠的端对端差错控制和流量控制。传输层可以使用两种协议：面向连接的和无连接的。DNS服务在这层上操作。 会话层该层负责在发送和接受计算机之间建立一对一的会话，并控制传输究竟是作为半双工还是全双工进行的。全双工是双向通信，双方都可以同时收发信息。半双工也是双向的，但是信号每次只能在一个方向上流动。注意：还有一种叫单工，是指信号只能单向传输、不能按照另一个方向返回。 NetBIOS协议工作在该层。CISCO网络工程师 13朱林平第二章 网络模型 表示层 应用层协议接收来自用户应用程序的数据并将它们沿堆栈向下传递给表示层。那么表示层就需要处理数据包装或数据表示的问题。包括：数据的压缩、加密及转换。接收计算机上的表示层负责解压缩、解密以及将数据转换成应用程序能够理解的格式并将它呈现给应用层。 应用层 应用层不是创建消息的用户应用程序。不要把相同名称的应用程序本身和它们所基于的协议搞混了。例如：有很多软件叫 FTP， 它们由不同的生产商提供。这些程序使用FTP协议来传输文件。在该层工作的协议包括： FTP、Telnet、 SMTP、 SNMP、 HTTP和 NNTP等。 CISCO网络工程师 14朱林平第二章 网络模型Application应用层Presentation表示层Session会话层Transport传输层Network网络层Data Link数据链路层Physical物理层第 7层 直接对应用程序提供服务，应用程序可以变化，但要包括电子消息传输第 6层 格式化数据，以便为应用程序提供通用接口。这可以包括加密服务第 5层 在两个节点之间建立端连接。此服务包括建立连接是以全双工还是以半双工的方式进行设置，尽管可以在层 4中处理双工方式第 4层 常规数据递送（面向连接或无连接）。包括全双工或半双工、流控制和错误恢复服务第 3层 本层通过寻址来建立两个节点之间的连接，它包括通过互连网络来路由和中继数据第 2层 在此层将数据分帧，并处理流控制。本层指定拓扑结构并提供硬件寻址第 1层 原始比特流的传输，电子信号传输和硬件接口图 2-1 OSI参考模型CISCO网络工程师 15朱林平第二章 网络模型数 据 数 据发送节点 目标节点1.数据分为应用层信元，应用层报头添加到数据应用层表示层会话层传输层网络层数据链路层物理层应用层表示层会话层传输层网络层数据链路层物理层2.数据分为表示层信元，表示层报头添加到数据3.数据分为会话层信元，会话层报头添加到数据4.数据分为数据报，传输层报头添加到数据5.数据分为数据包，网络层报头添加到数据6.数据分为帧，数据链路层报头添加到数据7.数据分为原始比特流，添加物理控制报头8.来自比特流的数据装配为帧，去掉控制数据9. 数据装配为数据包，去掉数据链路层报头10. 数据装配为数据报 ，去掉网络层报头11. 数据装配为会话层信元 ， 去掉传输层报头12. 数据装配为表示层信元 ， 去掉会话层报头13. 数据装配为应用层信元 ， 去掉表示层报头14. 装配最终数据 ， 去掉应用层报头图 2-2 OSI模型如何传输数据CISCO网络工程师 16朱林平第二章 网络模型2.2 DoD模型（ Department of Defense）美国国防部模型，又称 TCP/IP模型，只由 4层组成，可以大致映射 到 OSI参考模型的 7个层次上。 应用程序处理层DoD模型的顶层包括了 OSI前 3层的所有功能。 主机到主机的（传输）层该层映射到 OSI模型的传输层上。 Internet 网络层这一层紧密对应着 OSI模型的网络层。它处理基于逻辑地址的路由。 网络接口层该层映射到 OSI模型的数据链路层和物理层上。CISCO网络工程师 17朱林平第二章 网络模型图 2-3 DoD模型的 4层及其对应的 OSI参考模型层应用层表示层会话层传输层网络层数据链路层物理层应用程序处理层主机到主机层互连网络层网络接口层DoD模型 OSI模型CISCO网络工程师 18朱林平第二章 网络模型 OSI参考模型的优点1.允许多厂家共同发展网络标准化组件2.允许不同类型的网络硬件和软件相互通信3.防止其中某层的变化影响到其他层 ,避免牵制到整个模型 OSI参考模型每层的任务和功能1.应用层 :提供文件 ,打印 ,数据库等应用程序服务 .2.表示层 :表述数据 ;定义数据的格式 ;对数据的操作 ,如数据加密 ,压缩翻译3.会话层 :会话控制4.传输层 :提供可靠和不可靠的数据投递 ,提供端到端的连接5.网络层 :提供 IP地址 ,用于 ROUTERS的路径选择6.数据链路层 :根据 MAC地址提供对传输介质的访问 ,实行错误检测 ,不实行错误更正7.物理层 :在设备之间传输比特 .定义电压 ,线速 ,针脚 ,物理拓扑等规范CISCO网络工程师 19朱林平第二章 网络模型 OSI参考模型每层所运行的协议1.应用层 :HTTP,FTP,SMTP,NNTP,2.表示层 :JPEG,ASCII,GIF3.会话层 :NFS,SQL,RPC,NetBIOS,ASP4.传输层 :TCP,UDP,SPX5.网络层 :IP,ARP,RARP,ICMP,IPX.路由器 ,3层交换机6.数据链路层 :帧中继 ,PPP.网桥 ,交换机7.物理层 :集线器 ,RJ45配置网络时 ,主要涉及的是第 1-4层 .从物理层开始配置 ,配置好物理后 ,再配置数据链路层 ,依次配置下去 .CISCO网络工程师 20朱林平第二章 网络模型 CISCO网络分层模型1.核心层通过高速转发通信 ,提供优化的 ,可靠的传输结构 .在该层中的设备不应该承担访问列表检查 ,数据加密 ,地址翻译等 .该层交换机主要有6500,7000,7200,7500,8500,12000系列2.汇聚层通过使用访问列表和其他的过滤器限制进入核心层的通信以提供边界的定义 .该层交换机主要有 3550,4000,4500,5000系列3.接入层主要用途是允许终端用户接入网络 .接入层交换机运行在 OSI模型的第 2层 ,提供各种服务 ,如 VLAN.该层交换机主要有 Catalyst 1900 2820 2950系列 .CISCO网络工程师 21朱林平第二章 网络模型 CISCO网络分层模型核心层汇聚层接入层交换机交换机交换机1000M光缆1000M光缆100M双绞线用户CISCO网络工程师 22朱林平第三章 网络的分类3.1 按照物理范围对网络分类 局域网（ LAN）是指处于一个相对狭小区域内的计算机及其他设备，按照某种网络结构相互连接起来，从而实现彼此通信、数据传递和资源共享。局域网的特点： 极高的数据传输速率 较短的距离 较低的误码率 CISCO网络工程师 23朱林平第三章 网络的分类 城域网（ MAN）是指利用光纤作为主干，在同一城市内的通过高速连接而形成的网络。 广域网（ WAN）是指处于一个相对广泛区域内的计算机及其他设备，通过公共电信设施相互连接，从而实现信息交换和资源共享。 CISCO网络工程师 24朱林平第三章 网络的分类3.2 按照管理方式对网络分类 对等网 每台计算机既作为客户机又可作为服务器来工作，每个用户都管理自己机器上的资源。 基于服务器的网络 管理集中在运行特殊的网络操作系统服务器软件上。NOS服务器软件可以认证用户名和密码的信息，确保通过认证的用户能登录并访问资源。 CISCO网络工程师 25朱林平第三章 网络的分类 优缺点对比 对等网的优点 客户机 /服务器网络的优点实现价格较低廉 提供更高的安全性不需要 NOS服务器软件 在网络规模较大时更便于管理不需要专门的网络管理员 所有的数据都在中心位置备份对等网络的缺点 客户机 /服务器网络的缺点不能很好地扩展 需要昂贵的 NOS软件须 培训才能执行管理任务 需要昂贵的、功能更强大的硬件安全性较低 需要专业管理人员会对性能产生负面影响 存在单点失效CISCO网络工程师 26朱林平第三章 网络的分类3.3 按照 NOS对网络分类 Windows网络 Windows基于服务器的网络叫作域。 Windows 2000域建立在Active Directory基础上，它包含了安全账户信息和代表网络资源的对象。 Windows 2000 Professional、 Windows NT Workstation、Windows9x及 MS-DOS都可以作为 Windows 2000服务器的客户。 NetWare网络Novell NetWare是一种流行