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计算机网络基础知识 黄陂区电化教育站 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ISO参考模型的基本结构了解TCP IP模型交换机和路由器的功能 2015黄陂区教育城域网管理员培训 网络概述 网络定义LAN和WAN拓扑结构标准化组织 2015黄陂区教育城域网管理员培训 计算机网络 SOHO 移动用户 企业内部网 酒店网 Internet 2015黄陂区教育城域网管理员培训 服务器储存群 通信协议 TCP IP协议栈 TCP IP协议栈 网络协议是网络设备之间通信规则的正式描述 SourceHostA SourceHostB 请问可以用TCP IP和你通信吗 好啊 我也懂TCP IP 2015黄陂区教育城域网管理员培训 网络的演进 Host 基于网络的连接1970 S 1980 S 网络互联1980 S 简单连接1960 S 1970 S Host 2015黄陂区教育城域网管理员培训 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或其它设备的集合 特点 距离短 延迟小 数据速率高 传输可靠 标准 描述了协议的规定 设定了最简的性能集 2015黄陂区教育城域网管理员培训 LAN常用设备 LAN的设计目标 运行在有限的地理区域 允许网络设备同时访问高带宽的介质 通过局部管理控制网络的权限 提供全时的局部服务 连接物理上相邻的设备HUB交换机路由器ATM交换机路由器作用 使不同的网段能够转发交换数据包 2015黄陂区教育城域网管理员培训 主要局域网技术 以太网 WAN的定义和分类 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 公用电话网 PSTN 综合业务数字网 ISDN 数字数据网 DDN X 25共用分组交换网 帧中继 FrameRelay 异步传输模式 ATM 2015黄陂区教育城域网管理员培训 WAN的常用设备 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连接 连接物理上分离的 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 2015黄陂区教育城域网管理员培训 带宽和延迟 带宽 描述在一定时间范围内数据从网络的一个节点传送到任意节点的容量 通常用bit s表示以太网带宽 10Mbit s 100Mbit s 1000Mbit s等 延迟 描述网络上数据从一个节点传送到另一个节点所经历的时间 2015黄陂区教育城域网管理员培训 常见的网络拓扑结构 总线型 星型 树型 环型 网形 拓扑结构 2015黄陂区教育城域网管理员培训 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 2015黄陂区教育城域网管理员培训 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 2015黄陂区教育城域网管理员培训 OSI参考模型 OSIRM 开放系统互连参考模型 OpenSystemInterconnectionReferenceModel OSIRM 定义了网络中设备所遵守的层次结构 分层结构的优点 简化网络的操作 提供设备间兼容性和标准接口 促进标准化工作 结构上可以分隔 易于实现和维护 2015黄陂区教育城域网管理员培训 七层功能 7 6 5 4 3 2 1 高层 负责主机之间的数据传输 底层 负责网络数据传输 2015黄陂区教育城域网管理员培训 七层功能 7 6 5 4 3 2 1 提供应用程序间通信 提供介质访问 链路管理等 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 比特流传输 2015黄陂区教育城域网管理员培训 每一层都利用下层提供的服务与对等层通信 每一层都使用自己的协议 HostA HostB APDU PPDU SPDU Segment 段 Packet 包 Frame 帧 Bit 比特 2015黄陂区教育城域网管理员培训 对等层通信 数据封装 主机 交换机 路由 服务器 数据的封装和解封装过程 M M M M M M M M M M M M 2015黄陂区教育城域网管理员培训 物理层 物理层 定义电压 接口 线缆标准 传输距离等物理层介质 同轴电缆 coaxialcable 细缆和粗缆双绞线 twistedpair UTP STP光纤 fiber 单模 多模无线 wireless 红外线 蓝牙BlueTooth WLAN技术 应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 数据链路层 物理层 2015黄陂区教育城域网管理员培训 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 2015黄陂区教育城域网管理员培训 数据链路层 局域网数据链路层分为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 应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 数据链路层 物理层 2015黄陂区教育城域网管理员培训 MAC地址 MAC地址为48位二进制数 常用12位16进制数表示 24位OUI 24位EUI 00 E0 FC 01 23 45 操作系统 网络接口卡 RAM IP 10 1 1 3 ROM MAC 00 E0 FC 01 23 45 48位MAC地址 网络层 应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 数据链路层 物理层 编址路由 2015黄陂区教育城域网管理员培训 网络地址 IP地址 IPX地址 网络地址 主机地址 192 168 1 5 网络地址 主机地址 1aceb0b1 0000 0c00 6e25 网络层地址由两部分组成 网络地址和主机地址网络层地址是全局唯一的 2015黄陂区教育城域网管理员培训 路由协议和可路由协议 IP网络 IP网络 1 1 1 1 1 1 2 1 可路由协议 IP路由协议 RIP OSPF BGP 2 1 1 1 RIP OSPF BGP 2015黄陂区教育城域网管理员培训 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 适合于对延迟不敏感的应用无需建立连接资源动态分配 2015黄陂区教育城域网管理员培训 网络层协议操作 2015黄陂区教育城域网管理员培训 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到另一端主机传输层协议 主要有TCP IP协议族的TCP协议和UDP协议 以及IPX SPX协议组的SPX协议等 应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 数据链路层 物理层 2015黄陂区教育城域网管理员培训 会话层 表示层和应用层 应用层协议 为应用程序进程 比如文字处理 邮件 电子表格 提供网络服务SQL NFS RPC等表示层协议 定义数据格式与结构协商上层数据格式ASCII MPEG JPEG等会话层协议 主机间通信建立 维护 终结应用程序之间的会话文字处理 邮件 电子表格等 应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 数据链路层 物理层 TCP IP模型的层次结构 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 应用层 传输层 网络层 网络接口层 1 2 3 4 OSI参考模型 TCP IP模型 网络层 应用层 传输层 网络层 网络接口层 1 2 3 4 TCP IP模型 负责将数据包送达正确的目的数据包的路由路由的维护主要协议IPICMPIGMP 传输层 应用层 传输层 网络层 网络接口层 1 2 3 4 TCP IP模型 负责提供端到端通信数据完整性校验差错重传数据的重新排序主要协议TCPUDP 应用层 应用层 传输层 网络层 网络接口层 1 2 3 4 TCP IP模型 负责处理特定的应用程序细节远程访问资源共享主要协议TelnetFTP TFTPSMTP POP3SNMP HTTP 网络接口层 应用层 传输层 网络层 网络接口层 1 2 3 4 TCP IP模型 负责处理与传输介质相关的细节物理线路和接口链路层通信主要协议以太网 FDDI 令牌环SLIP HDLC PPPX 25 帧中继 ATM Hub 同轴电缆 共享式以太网中 所有的终端主机都处于同一个冲突域中 局域网中的所有接入终端共享总线的带宽 冲突域 冲突域 共享式以太网 交换式以太网 二层交换机 冲突域 冲突域 冲突域 在交换式以太网中 交换机的每个端口处于独立的冲突域中 终端主机独占端口的带宽 网桥 冲突域 冲突域 冲突域 广播域 二层交换机 广播域 路由器或三层交换机的三层接口处于独立的广播域中 终端主机发出的广播帧在三层接口被终止 三层交换机 Hub 广播域 广播域 PCA PCB PCC PCD 交换机的作用 PCB PCA PCD PCC SWA SWB 连接多个以太网物理段 隔离冲突域对以太网帧进行高速而透明的交换转发自行学习和维护MAC地址信息 交换机的特点 主要工作在OSI模型的物理层 数据链路层提供以太网间的透明桥接和交换依据链路层的MAC地址 将以太网数据帧在端口间进行转发 MAC地址表初始化 E1 0 1 E1 0 2 E1 0 3 E1 0 4 PCA PCB PCC PCD 交换机刚启动时 MAC地址表内无表项 MAC地址表学习过程 1 E1 0 1 E1 0 2 E1 0 3 E1 0 4 PCA发出一个到PCD的数据帧交换机把PCA的帧中的源地址MAC A与接收到此帧的端口E1 0 1关联起来交换机把PCA的帧从所有其他端口发送出去 除了接收到帧的端口E1 0 1 PCA PCB PCC PCD MAC A E1 0 1 MAC地址表学习过程 2 E1 0 1 E1 0