网络技术基础

郑州市教育局网管人员培训-网络基本技术,河南威帆信息技术股份有限公司侯炜houwei2009.3,网络基础技术,目录网络基本概念OSI七层架构TCP/IP协议IP地址分类及子网划分常见网络接口与线缆简介,网络基本概念,网络定义LAN和WAN网络拓扑标准化组织,网络是如何产生及发展起来的？,在单机环境中，单台计算机独立、自行工作，既不高效，也不经济发展中需要解决的3个问题设备和资源的重复建设不能高效率地进行通信缺乏网络管理,什么是计算机网络？,地理位置分散具有独立功能通过通信设备和线路连接配有相应的网络软件实现信息传输和资源共享,计算机网络系统,通信协议,网络协议是网络设备之间通信规则的正式描述。,网络的演进,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（standard）：描述了协议的规定，设定了最简的性能集。,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,中继器,WAN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：E1专线公用分组交换网：X.25帧中继：FrameRelay异步传输模式：ATM,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,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。广域网各类服务带宽。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。,常见网络拓扑结构,拓扑结构：总线型、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）,网络基础技术,目录网络基本概念OSI七层架构TCP/IP协议IP地址分类、子网划分常见网络接口与线缆简介,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应用层,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,OSI参考模型,开放系统互连参考模型（OpenSystemInterconnectionReferenceModel）,OSI七层功能,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。,数据封装与解封装过程,主机,主机,二层交换机,路由器,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,物理层,局域网与物理层网络设备：中继器、集线器等；常见接口：10Base-T、100Base-T、100Base-TX/FX、1000Base-T、1000Base-SX/LX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,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,MAC/物理地址,MAC地址有48bit，用16进制数表示,00e0.fc01.2345,LAN与数据链路层,IEEE802标准：定义了系列局域网标准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令牌环网局域网设备：以太网交换机HUB,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：网络地址和主机地址。网络地址是全局唯一的。,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,网络层协议操作,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。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。,应用层,表示层,会话层,传输层,网络层,数据链路层,物理层,端到端通信,应用数据,WWW,FTP,传输数据包,21,1028,80,1027,Data,传输层虚电路,Host,Data,高层协议,会话层协议：SQL、NFS、RPC等；表示层协议：ASCII、MPEG、JPEG等；应用层协议：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,主要功能：主机间通信建立、维护、终结应用程序之间的会话,主要功能：定义数据格式与结构协商上层数据格式,主要功能：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,网络基础技术,目录网络基本概念OSI七层架构TCP/IP协议IP地址分类及子网划分常见网络接口与线缆简介,TCP/IP协议和OSI参考模型,TCP/IP协议栈具有简单的分层设计，与OSI参考模型有清晰的对应关系。,TCP/IP,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,数据链路层,物理层,OSI参考模型,TCP/IP,TCP/IP协议栈,TCP/IP协议数据封装,应用层协议,应用层,传输层,网络层,数据链路层,物理层,文件传输FTP、TFTP邮件服务SMTP、POP3网络管理SNMP远程登录Telnet网络服务HTTP、DNS、WINS,传输层协议,应用层,传输层,网络层,数据链路层,物理层,TCP（TransmissionControlProtocol）UDP（UserDatagramProtocol）,TCP/UDP报文格式,端口号,传输层协议用端口号来标识和区分各种上层应用程序。套接字（Socket）IP端口号,80,20/21,23,25,53,69,161,如何使用TCP端口号,服务器IP：,主机,Telnet，目的端口23,1028,23,,源端口,目的端口,IP地址,TCP三次握手建立连接,服务器,主机,SYN(seq=a),SYN(seq=b，acka+1),SYN(seq=a+1，ackb+1),发送SYN,接收SYN，发送SYN，ACK,发送SYN，建立会话,滑动窗口,需要修改窗口大小,发送数据太快了！,ack6145,win2048,网络层协议,应用层,传输层,网络层,数据链路层,物理层,InternetProtocol(IP)InternetControlMessageProtocol(ICMP)AddressResolutionProtocol(ARP)ReverseAddressResolutionProtocol(RARP),IP报文格式,ARP（地址解析协议）,需要的MAC地址？,IP:/24MAC:00-E0-FC-00-00-11,IP:/24MAC:00-E0-FC-00-00-12,ARPRequest,对应的MAC：00-E0-FC-00-00-12,RARP（反向地址解析协议）,我的IP地址是什么？,无盘工作站,RARPServer,RARPRequest,你的IP地址是,网络基础技术,目录网络基本概念OSI七层架构TCP/IP协议IP地址分类及子网划分常见网络接口与线缆简介,IP地址介绍,IP地址唯一标识一台网络设备IP地址以点分十进制的方式进行表示IP地址通常分为网络位和主机位两部分,11,44,IP地址格式,255,255,255,255,11111111,11111111,11111111,11111111,192,168,100,122,11000000,10101000,01100100,01111010,点分十进制,二进制,32bit,2726252423222120,1286432168421,IP地址举例,IP地址分类,（保留）,特殊IP地址,无子网编址,无子网编址是指使用自然掩码，不对网段进行细分。比如B类网段，采用作为掩码。,带子网编址,B类网段,,,,,子网规划,,,,48,6,48,4,48,2,48,,48,7,48,5,48,3,48,B类子网规划实例,C类子网规划实例,网络基础技术,目录网络基本概念OSI七层架构TCP/IP协议IP地址分类及子网划分常见网络接口与线缆简介,常见局域网类型,以太网（Ethernet）令牌总线网（TokenBus）令牌环网（TokenRing）FDDI,以太网的类型,10M以太网（标准以太网）100M以太网（快速以太网）1000M以太网（千兆以太网）10000M以太网（万兆以太网）,10M以太网接口,10Base-T使用最广泛的局域网标准之一使用双绞线作为物理传输介质10Base5曾经广泛应用于主干局域网使用粗同轴电缆作为物理传输介质10Base2使用细同轴电缆作为物理传输介质,10Base-T的物理介质,3类双绞线4类双绞线5类双绞线超5类双绞线6类双绞线,有屏蔽与非屏蔽之分均为8芯电缆双绞线的类型由单位长度内的绞环数确定,5类双绞线的线序,直连网线交叉网线,Side1,Side2,Side1,12345678,12345678,1=白/橙2=橙3=白/绿4=蓝5=白/蓝6=绿7=白/棕8=棕,Side2,Side1,Side2,Side1,Side2,12345678,12345678,1=白/橙2=橙3=白/绿4=蓝5=白/蓝6=绿7=白/棕8=棕,1=白/橙2=橙3=白/绿4=蓝5=白/蓝6=绿7=白/棕8=棕,1=白/绿2=绿3=白/橙4=蓝5=白/蓝6=橙7=白/棕8=棕,设备连接方式,100M以太网接口,100Base-TX物理介质采用5类以上双绞线传输距离最多100米100Base-FX物理介质采用单模光纤，传输距离可达10公里物理介质采用多模光纤，传输距离最多2000米快速以太网由IEEE802.3u标准定义,1000M以太网接口,1000Base-T物理介质采用5类以上双绞线，传输距离最多100米1000Base-F物理介质采用多模光纤，传输距离最多500米IEEE802.3z和802.3ab,10000M以太网接口,10GBaseCX44对同轴电缆，传输距离15米10GBase-S多模光纤，50/62.5um光纤，使用波长为850nm，传输距离300米10GBase-L单模光纤，50/62.5um光纤，使用波长为1310nm，传输距离10km10GBase-E单模光纤，9um光纤，使用波长为1550nm，传输距离40kmIEEE802.3ae和802.3ak,WAN,窄带广域网PSTN：PublicSwitchedTelephoneNetwork，公共交换电话网ISDN：IntegratedServicesDigitalNetwork，综合业务数字网DDN：DigitalDataNetwork，数字数据网FR：FrameRelay，帧中继X.25：公用分组交换网宽带广域网ATM：异步传输模式SDH：同步数字系列,异步&同步串口,异步串口两种异步串口：异步串口分为设置成异步方式的同/异步串口和专用异步串口异步串口可以设为专线方式和拨号方式，常用的是拨号方式同步串口可以工作在DTE和DCE两种方式可以外接多种类型电缆支持多种链路层协议支持IP和IPX网络层协议displayinterfaceserial命令可显示同步串口的信息,V.24规程的机械特性,DB50（路由器端）DB25（外接网络端）可工作在同步和异步两种方式下异步工作方式下最高传输速率是115200bps同步方式下最高传输速率为64000bps,V.24电气特性、传输速率和距离,在路由器中使用V.24的有WAN、AUX、8AS、Console符合标准的RS-232电平：12V传输速率和距离,V.3