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D001网络基础知识 华为网络技术培训中心 引入 现在网络已经不仅仅是一个时髦的名词 事实上它已经成为人们生活不可缺少的一部分 就象空气和水一样 学习目标 理解网络结构知道局域网和广域网的基本概念掌握ISOOSI参考模型的基本结构 学习完本课程 您应该能够 课程内容 网络概述OSI参考模型 网络概述 网络定义LAN和WAN网络拓扑标准化组织 计算机网络 计算机网络 就是把分布在不同地理区域的计算机以及专门的外部设备利用通信线路互连成一个规模大 功能强的网络系统 从而使众多的计算机可以方便地互相传递信息 共享信息 按照地理覆盖范围可分为局域网 LAN 广域网 WAN 和城域网 MAN 通信协议 网络协议是网络设备之间通信规则的正式描述 5 4 3 2 1 5 4 3 2 1 TCP IP协议栈 SourceHostA DestinationHostB 好啊 我刚好也懂TCP IP 请问可以用TCP IP和你通信吗 TCP IP协议栈 网络的演进 Host WAN 简单连接1960 s 1970 s 基于网络的连接1970 s 1980 s 网络互联1980 s LAN定义 LAN定义 通常指几公里以内的 可以通过某种介质互联的计算机 打印机 modem或其他设备的集合 特点 距离短 延迟小 数据速率高 传输可靠 标准 standard 描述了协议的规定 设定了最简的性能集 目前我国常见的局域网类型包括 以太网 Ethernet 异步传输模式 ATM 等 其中应用最广泛的当属以太网 一种总线结构的LAN 是目前发展最迅速 也最经济的局域网 以太网的工作原理 网络中所有主机的收发都依赖于同一套物理介质同一时刻只能有一台主机在发送 但可以有多台主机同时接收 广播 CSMA CD 载波侦听多路复用与冲突检测CS 载波侦听 在发送数据之前进行监听 以确保线路空闲 减少冲突的机会 MA 多址访问 每个站点发送的数据 可以同时被多个站点接收 CD 冲突检测 边发送边检测 发现冲突就停止发送 然后延迟一个随机时间之后继续发送 称之为回退 LAN常用设备 LAN的设计目标 运行在有限的地理区域 允许同时访问高带宽的介质 通过局部管理控制网络的私有权利 提供全时的局部服务 联接物理相临的设备 HUB 交换机 路由器 ATM交换机 集线器 物理层设备 PC1 PC2 PC3 PC4 PC5 PC6 集线器 物理层设备 所有端口属于同一个冲突域接入设备越多冲突机率越大用CSMA CD技术 一个冲突域经验上可连接64台以内的电脑以获取较好的性能 交叉路口 交换机 数据链路层设备 PC1 PC2 PC3 PC4 交换机 基于目的地址转发 MAC地址 所在端口 MAC1 3 MAC2 11 MAC3 19 MAC4 8 MAC4 MAC1 端口3 MAC4 MAC1 端口8 二层交换机的操作 查MAC转发表处理转发 对于表中不包含的地址 通过广播的方式转发 使用地址自动学习和老化机制进行地址表维护 一般不对帧格式进行修改 二层交换机原理 接收网段上的所有数据帧 利用接收数据帧中的源MAC地址来建立MAC地址表 源地址自学习 使用地址老化机制进行地址表维护 在MAC地址表中查找数据帧中的目的MAC地址 如果找到就将该数据帧发送到相应的端口 如果找不到 就向所有的端口发送 向所有端口转发广播帧和多播帧 正确答案 接收网段上的所有数据帧 利用接收数据帧中的源MAC地址来建立MAC地址表 源地址自学习 使用地址老化机制进行地址表维护 在MAC地址表中查找数据帧中的目的MAC地址 如果找到就将该数据帧发送到相应的端口 不包括源端口 如果找不到 就向所有的端口发送 不包括源端口 向所有端口转发广播帧和多播帧 不包括源端口 交换机 数据链路层设备 每个端口是一个冲突域广播信息向所有端口 除接收端口 转发 缓冲区 交换 立交桥 交换机 数据链路层设备 PC1 PC2 PC3 PC4 PC5 PC6 交换机 HUB 路由器 网络层设备 隔离广播域逻辑寻址提供WAN连接 广域网定义及分类 WAN定义 在大范围区域内提供数据通信服务 主要用于互连局域网 WAN分类 共用电话网 PSTN综合业务数字网 ISDN数字数据网 DDNX 25共用分组交换网帧中继 FrameRelay异步传输模式 ATM WAN交换模式 电路交换 基于电话网的电路交换优点 时延小 透明传输 缺点 带宽固定 网络资源利用率低 分组交换 以分组为单位存储转发优点 多路复用 网络资源利用率高 缺点 实时性差 WAN常用设备 WAN的设计目标 运行在广阔的地理区域 通过低速串行链路进行访问 网络控制服从公共服务的规则 提供全时的或部分时间的联接性 联接物理上分离的 遥远的 甚至全球的设备 Modem CSU DSU 路由器 广域网交换机 接入服务器 带宽和延迟 带宽定义 描述网络上数据在一定时刻从一个节点传送到任意节点的信息量 以太网带宽 10M 100M 1000M等 广域网各类服务带宽 延迟 节点间数据传送时间 常见网络拓朴结构 拓扑结构 总线 星型 树型环型 网型 标准化组织 国际标准化组织 ISO 电子电器工程师协会 IEEE 美国国家标准局 ANSI 电子工业协会 EIA TIA 国际电信联盟 ITU INTERNET架构委员会 IAB 课程内容 网络概述OSI参考模型 OSI参考模型 物理层数据链路层网络层传输层会话层 表示层和应用层 OSI参考模型 OSIRM 开放系统互连参考模型 OpenSystemInterconnectionReferenceModel 网络世界的法律 七层模型 分层的优点 1 简化网络问题 2 帮助厂商生产互操作设备 3 促进网络标准统一 应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 数据链路层 物理层 1 2 3 4 5 6 7 底层 负责数据在网络间传输 高层 保证主机数据正确传输 中间层 七层功能 应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 数据链路层 物理层 1 2 3 4 5 6 7 提供应用程序间通信 处理数据格式 数据加密等 建立 维护和管理会话 建立主机端到端连接 寻址和路由选择 提供介质访问 链路管理等 比特流传输 对等通信 每一层利用下一层提供的服务与对等层通信 每一层使用自己的协议 HostA HostB APDU PPDU SPDU Segment Packet Frame Bit 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 数据封装 数据封装和解封装过程 Data Data H Data H H 主机 服务器 交换机 路由器 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 Data Data H Data H H 物理层 物理层 定义电压 接口 线缆标准 传输距离等 物理层线缆 同轴电缆 coaxicalcable 细缆和粗缆双绞线 twistedpair UTP STP光纤 fibre 无线电波 wirelessradio 无线局域网WLAN 物理层 局域网与物理层线缆标准 10Base T 100Base T 100Base TX FX 1000Base T 1000Base SX LX 网络设备 中继器 集线器等 广域网与物理层DTE设备 路由器 终端主机等 DCE设备 广域网交换机 Modem CSU DSU等 常见接口 RS 232 V 24 V 35等 数据链路层 数据链路层分为2个子层 LLC子层和MAC子层 数据链路层的功能 物理地址定义网络拓扑结构链路参数差错验证物理介质访问流控制 可选 MAC 物理地址 MAC地址有48位 华为产品前3个字节是0 x00E0FC 00e0 fc01 2345 厂商编号 序列号 24bits 24bits 00e0 fc01 2345 Rom Ram LAN与数据链路层 IEEE802标准 当今最为流行的LAN标准IEEE802 1基本局域网问题IEEE802 2定义LLC子层IEEE802 3以太网标准IEEE802 4令牌总线网IEEE802 5令牌环网以太网交换机 WAN与数据链路层 WAN数据链路层标准 HDLCPPPISDNX 25FrameRelayWAN数据链路层设备 Modem ISDN终端适配器CSU DSU 广域网交换机 网络层 编址和路由 应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 数据链路层 物理层 网络地址 网络层地址由两部分地址组成 网络层地址和主机地址 网络层地址是全局唯一的 IP地址 IPX地址 网络地址 主机地址 10 8 2 48 网络地址 主机地址 1aceb0b1 0000 0c00 6e25 路由协议与可路由协议 可路由协议 IP IPX路由协议 RIP OSPF BGP等 N2 N1 N1 H1 N1 H2 N2 H1 面向连接和无连接的服务 面向连接的服务 适合延迟敏感性应用建立连接数据传输断开连接无连接的服务 适合延迟不敏感的应用无需建立连接资源动态分配 网络层协议操作 网络层 数据链路层 物理层 网络层 数据链路层 物理层 网络层 数据链路层 物理层 网络层 数据链路层 物理层 表示层 会话层 传输层 应用层 A B C D E RouterA RouterB RouterC 传输层 传输层功能 分段上层数据 建立端到端连接 将数据从一端主机传送到另一端主机 保证数据按序 可靠 正确传输 传输层协议 主要有TCP IP协议栈的TCP协议和UDP协议 IPX SPX协议栈的SPX协议等 端到端通信 多路复用 传输虚电路 Host WWW HUAWEI COM FTP HUAWEI COM 应用数据 WWW FTP 传输数据包 21 1028 80 1027 Data Data 多路复用是指多个应用程序共享同一个传输层建立的连接进行数据的传送 传输层把上层发来的不同应用程序数据分成段 按照先到先发的原则 或者其他原则 发送数据段 这些数据段可以去往同一目的地 也可以去往不同目的地 流量控制 流量控制的三种方式 缓存技术 突发缓存 空闲发送 源抑制报文 利用ICMP协议向源端发送sourcequench报文 窗口机制 报文中