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数据通信知识基础 新 Page2 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 Page3 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 Page4 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 Page5 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 Page6 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 Page7 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 Page8 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 Page9 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 Page10 TCP IP协议族 TCP IP是Internet的核心技术TCP IP是一个协议族HTTP TELNET FTPRIP OSPF BGPPIM DVMRPTCP UDP RAWIPIPIGMPARPICMPIP是TCP IP的核心协议 Page11 TCP IP分层模型 Page12 OSI模型VSTCP IP模型 Page13 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RARPInternet控制报文协议ICMP Page14 数据封装 Page15 为应用程序提供网络接口 应用层功能 Page16 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 Page17 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 HTTPUDP应用无连接的传输方式提供不可靠的传输RIP SNMP RADIUS VOD Page18 端口号范围 0 655350 254公共应用255 1023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 Page19 常见端口号 20FTP文件传输协议 数据通道 21FTP文件传输协议 命令通道 23Telnet 远程登录 25SMTP简单文件传输协议53DNS域名解析协议80HTTP超文本传输协议119NNTP网络新闻传输协议161SNMP简单网络管理协议162SNMPTRAP简单网络管理协议 陷阱报文 Page20 完成数据包寻址和路由的功能 网络层功能 Page21 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 Page22 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 Page23 二进制和十进制的转换 二进制数10011111转换为十进制数 159 Page24 十进制和二进制的转换 十进制数234转化为二进制数 11101010 Page25 IP地址分类 Page26 特殊IP地址 Page27 主机地址 网络地址 主机地址标识主机在网络中唯一地址 192 168 2 1 192 168 2 10 192 168 2 12 10 1 1 1 10 250 8 11 10 180 30 118 E1 网络 端口 192 168 2 010 0 0 0 E0E1 路由表 192 168 2 2 10 6 24 2 E0 Page28 11111111 计算可用的主机地址 1721600 10101100 00010000 00000000 00000000 161514131211109 87654321 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 Page29 IP地址分类练习 地址 类别 网络 主机 10 2 1 1 128 63 2 100 201 222 5 64 192 6 141 2 130 113 64 16 256 241 201 10 Page30 IP地址分类练习 答案 地址 类别 网络 主机 10 2 1 1 128 63 2 100 201 222 5 64 192 6 141 2 130 113 64 16 256 241 201 10 A B C C B 不存在 10 0 0 0 128 63 0 0 201 222 5 0 192 6 141 0 130 113 0 0 0 2 1 1 0 0 2 100 0 0 0 64 0 0 0 2 0 0 64 16 Page31 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 Page32 IP数据包的格式 Page33 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 Page34 路由器连接示例 Page35 路由器A上的路由表 Page36 路由器B上的路由表 Page37 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 Page38 路由器的工作流程 Page39 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 Page40 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 Page41 华为网络产品MAC地址的前6位是0 x00E0FC 物理地址 MAC地址 Page42 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 Page43 地址解析协议ARP Page44 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 Page45 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 Page46 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 Page47 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 Page48 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 Page49 什么是以太网 以太网是IEEEStd802 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 Page50 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 Page51 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 Page52 以太网的发展 Page53 LAN中常用设备 HUB 集线器 LANSWITCH 局域网交换机 ROUTER 路由器 双绞线光纤网卡 Page54 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 Page55 LANSWITCH 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 Page56 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 Page57 双绞线 10BASE 10BASE T10 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100m100BASE TX100 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100m10BASE22 细同轴电缆 最大传输距离为185米10BASE55 粗同轴电缆 最大传输距离为500米 Page58 光纤 100BASE FX100Mbps以太网 单模光纤最远传15km 多模光纤最远传2km1000BASE SX短波长光纤 1000Mbps以太网 多模光纤最远传220m1000BASE 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 Page59 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 Page60 交换式以太网 网桥 LANSWITCH 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 Page61 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 Page62 广域网类型 分组交换网X 25数字数据网络 DDN 帧中继 FrameRelay Page63 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 Page64 数字数据网络 DDN DDN是点到点连接的网络