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数据通信知识基础,Page 2,学习完此课程，您将会： 理解TCP/IP分层模型 掌握IP地址和IP路由 了解几种常见的局域网和广域网技术,目 标,Page 3,第1章 数据通信概述 第2章 TCP/IP 第3章 局域网和广域网,内容介绍,Page 4,什么是数据通信,数据通信是通过数据电路将分布在远地的数据终端设备与计算机系统连接起来，实现数据传输、交换、存储和处理的系统 。 数据通信网是为提供数据通信业务而组成的网络,Page 5,数据通信的特点,无连接:通讯的两者之间不具备唯一独立的链路 包交换:每个包有目的地址、源地址、错误控制信息等等，具有自己去找目的地的能力,Page 6,标准化组织,ISO 国际标准化组织 IEEE 电子电器工程师协会 ANSI 美国国家标准局,Page 7,第1章 数据通信概述 第2章 TCP/IP 第3章 局域网和广域网 第4章 虚拟局域网,内容介绍,Page 8,主要内容,TCP/IP各分层的功能 IP地址的作用和格式 IP路由的作用,Page 9,什么是TCP/IP,TCP/IP是传输控制协议/网际协议 不同于OSI的七层模型，TCP/IP使用更为简单的五层模型 TCP/IP已经成为网际互连事实上标准,Page 10,TCP/IP协议族,TCP/IP是Internet的核心技术 TCP/IP是一个协议族 HTTP、TELNET、FTP RIP、OSPF、BGP PIM、DVMRP TCP、UDP、RAW IP IP IGMP ARP ICMP IP是TCP/IP的核心协议,Page 11,TCP/IP分层模型,Page 12,OSI模型 VS TCP/IP模型,Page 13,TCP/IP的体系结构,IP是TCP/IP体系中最重要的协议之一 与IP协议配套的三个协议： 地址转换协议ARP 反向地址转换协议RARP Internet控制报文协议ICMP,Page 14,数 据 封 装,Page 15,为应用程序提供网络接口,应用层功能,Page 16,传输层功能,数据分段和数据段合并 建立端到端的连接 将数据段从一台主机发往另一台主机 保证数据传送正确性（可选）,Page 17,TCP/UDP的高层应用,TCP应用 面向连接的传输方式 提供可靠的传输 Telnet、FTP、HTTP UDP应用 无连接的传输方式 提供不可靠的传输 RIP、SNMP、RADIUS、VOD,Page 18,端口号范围：065535 0254 公共应用 2551023 分配给各个公司 1024以上 随机端口号 端口号用于标识净荷部分属于那个应用程序,传输层数据段格式,传输层端口号的作用,Page 19,常见端口号,20 FTP文件传输协议 数据通道 21 FTP文件传输协议 命令通道 23 Telnet（远程登录） 25 SMTP简单文件传输协议 53 DNS域名解析协议 80 HTTP超文本传输协议 119 NNTP网络新闻传输协议 161 SNMP简单网络管理协议 162 SNMP TRAP简单网络管理协议 (陷阱报文）,Page 20,完成数据包寻址和路由的功能,网络层功能,Page 21,IP地址的作用,网络层协议定义了识别网络中主机的地址 地址包括网络部分和主机部分 IP址址唯一的确定了网络中的一台主机,Page 22,IP 地址的结构和表示方法,例如,255,最大值,255,255,255,主机ID,网络ID,Page 23,二进制和十进制的转换,二进制数10011111转换为十进制数：159,Page 24,十进制和二进制的转换,十进制数234转化为二进制数：11101010,Page 25,IP 地址分类,Page 26,特殊IP地址,Page 27,主机地址,网络地址主机地址标识主机在网络中唯一地址,,0,192.168. 2.12,,1,18,E1,网络,端口, ,E0 E1,路由表,,,E0,Page 28,11111111,计算可用的主机地址,172 16 0 0,10101100,00010000,00000000,00000000,16 15 14 13 12 11 10 9,8 7 6 5 4 3 2 1,网络,主机,00000000,00000001,11111111,11111111,11111111,11111110,.,.,00000000,00000011,11111101,1,2,3,65534,65535,65536,-,.,2,65534,N,2N-2 = 216-2 = 65534,Page 29,IP地址分类练习,地址,类别,网络,主机,,00,4,,6,20,Page 30,IP地址分类练习（答案）,地址,类别,网络,主机,,00,4,,6,20,A,B,C,C,B,不存在,,,,,,,00,4,,6,Page 31,IP路由,网络层的重要作用就是寻径，即根据IP数据报中的目的IP地址，将这个数据包转发给目的主机 具体完成这项工作的设备就是路由器,Page 32,IP数据包的格式,Page 33,路由器的特点和作用,作为路由器，必须具备 两个或两个以上的网络层接口，用于连接不同的网络 协议至少实现到网络层 路由器主要有两个作用 产生路由表 把数据包转发到其它网络,Page 34,路由器连接示例,Page 35,路由器A上的路由表,Page 36,路由器B上的路由表,Page 37,路由表的产生方式,静态路由 由操作人员一条条地录入 动态路由 由路由协议产生路由表项 常见的路由协议有OSPF协议和RIP协议,Page 38,路由器的工作流程,Page 39,数据链路层功能,数据链路层的主要功能是将数据通过物理介质在发送端与接收端传送,Page 40,物理地址（MAC地址）,网络上的设备有一个唯一的地址MAC地址 MAC地址由48bit组成，通常用12位16进制表示 前6位16进制数字由IEEE负责统一分发，用来确定厂商的唯一性 后6位16进制数字由各厂商自己负责管理,Page 41,华为网络产品MAC地址的前6位是0x00E0FC,物理地址（MAC地址）,Page 42,地址解析协议ARP,IP地址只是主机在网络层中的地址，若要将网络层中传送的数据包交给目的主机，必须知道该主机的物理地址,Page 43,地址解析协议ARP,Page 44,物理地址 VS 网络地址,物理地址（MAC地址） 固化在物理设备上 每个端口仅有一个物理地址 访问物理介质时使用 一般在本局域网内有效类似于人名 网络地址（IP地址） 在软件系统中设定 每个端口可有多个网络地址 网间寻址时使用 一般在所有网络内有效类似于通信地址,Page 45,物理层功能,物理层定义了电气上、机械上的过程和功能，以实现两端系统连接时线路的激活、保持与拆除 物理层定义了如下特性： 电压水平 数据传送速率 最大传送距离 物理连接方式,Page 46,第1章 数据通信概述 第2章 TCP/IP 第3章 局域网和广域网 第4章 虚拟局域网,内容介绍,Page 47,局域网（LAN）和广域网（WAN）,覆盖地域范围不同 局域网：面对有限的地理区域 广域网：用于远程连接 速度不同 局域网：10M、100M、1000M 广域网：64K、128K、384K、2M 使用技术不同,Page 48,局域网类型,以太网 交换以太网（现在成为局域网的主流） 令牌环网 FDDI（光纤分部式数字接口）,Page 49,什么是以太网,以太网是IEEE Std 802.3定义的局域网实现技术，是LAN/MAN标准中的一部分 802.X协议簇规定的是网络访问的方式，交换以太网络、快速以太网的技术都称为802.X协议,Page 50,总线型（早期的10BASE2、10BASE5）,A,B,星型（从10BASE-T以后的其他以太网）,C,H,I,J,D,E,F,K,L,M,中继器,集线器/网桥,A,B,C,D,E,F,集线器/网桥,以太网物理结构,Page 51,以太网工作原理 CSMA/CD,CSMA/CD：载波侦听与冲突检测 载波侦听：发送之前的检测 冲突检测：发送过程中的检测 回退：检测到冲突后的处理,Page 52,以太网的发展,Page 53,LAN中常用设备,HUB（集线器） LAN SWITCH（局域网交换机） ROUTER（路由器） 双绞线 光纤 网卡,Page 54,HUB,工作在物理层，在电缆之间逐个复制二进制位（bit） 是一种共享的网络设备，将连接到各个机器的网络连线集中在一起的设备，即每个时刻只能在两个端口间通讯 在网络中逐渐被淘汰,Page 55,LAN SWITCH,工作在链路层，在LAN之间存储和转发帧（frame） 通过网络线将许多HUB连接在一起，组成一个比较大的网络 连接计算机终端，组成局域网,Page 56,路 由 器,工作在网络层，在不同的网络之间存储和转发分组（packet） 连接广域网 隔离网络,Page 57,双绞线（10BASE）,10BASE-T 10：传输速率为10Mbps；BASE：使用基带信号；T：双绞线；传输距离：3/4/5类非屏蔽双绞线最远100m，5类屏蔽双绞线最远100m 100BASE-TX 100：传输速率为100Mbps；传输距离：5类非屏蔽双绞线最远100m，5类屏蔽双绞线最远100m 10BASE2 2：细同轴电缆，最大传输距离为185米 10BASE5 5：粗同轴电缆，最大传输距离为500米,Page 58,光 纤,100BASE-FX 100Mbps以太网，单模光纤最远传15km，多模光纤最远传2km 1000BASE-SX 短波长光纤，1000Mbps以太网，多模光纤最远传220m 1000BASE-LX 长波长光纤，1000Mbps以太网，多模光纤最远传550m，单模光纤最远传10km,Page 59,共享式以太网,集线器（HUB） 任一个端口收到包后，直接向所有端口转发 （广播），逻辑上构成共享介质 如果两个以上端口同时收到包，要产生冲突， 由DTE执行CSMA/CD算法 某一时刻只能有一个DTE进行有效发送,Page 60,交换式以太网,网桥（LAN SWITCH） 根据接收包的SA进行地址学习，建立地址与端口对应关系 收到包后，按包的DA查表，转发到特定端口 某一时刻可以有多个DTE进行有效发送，而不会互相干扰,Page 61,共享式以太网 VS 交换式以太网,共享式以太网 交换式以太网,Page 62,广域网类型,分组交换网X.25 数字数据网络（DDN） 帧中继（Frame Relay）,Page 63,分组交换网X.25,X.25协议是数据终端设备DTE和数据电路终接设备DCE之间的接口规程 X.25协议涵盖三层物理层、数据链路层、网络层,Page 64,数字数据网络（DDN）,DDN是点到点连接的网络，