网络工程师-1-网络基础

Chapter1网络基础,网络基础,网络：自主的互连的计算机的集合连网的目的：资源共享网络的类型-LAN，WAN网络协议与分层：协议：人为制定的规则网络协议：保证网络正常通讯的规则例：TCP/IP，IPX/SPX，Netbios网络的分层,网络的构成1,MainOffice,BranchOffice,HomeOffice,MobileUsers,Internet,Floor2,Floor1,ServerFarm,网络的构成2,BranchOffice,Telecommuter,ISDN,Remote,Campus,网络的目的：资源共享,网络的类型,LocalAreaNetwork,WideAreaNetwork,网络分层,分层的目的：复杂问题简单化保证各个厂商的设备的互连、互换分层的原则：每一层只对它的上层负责，每一层只关心本层应该完成的任务层与层之间通过接口、协议相连向下层传送数据增加自己的包头，向上层传送数据解除自己的包头,分层实例,Name,Address,网络数据的打包、解包过程,ISO/OSI参考模型概述,ISO国际标准化组织提出，是一个参考模型，并未完全实施按照网络通讯分层的原则制定，共7层。每一层内部可分为多个子层是各种网络协议制定的参考基准TCP/IP协议与之有很好的对应关系,OSI上三层,Application(Upper)Layers,Session,Presentation,Application,OSI下四层,DataFlowLayers,TransportLayer,DataLink,NetworkLayer,Physical,应用层,TelnetHTTP,服务、应用程序,EXAMPLES,Application,TelnetHTTP,ASCIIEBCDICJPEG,服务、应用程序,数据编码加密,EXAMPLES,Presentation,Application,表示层,TelnetHTTP,ASCIIEBCDICJPEG,连接的建立、断开、保持使不同的应用程序数据分离,服务、应用程序,数据编码加密,OperatingSystem/ApplicationAccessScheduling,EXAMPLES,Session,Presentation,Application,会话层,连接的建立、断开、保持使不同的应用程序数据分离,服务、应用程序,数据编码加密,TransportLayer,DataLink,NetworkLayer,Physical,EXAMPLES,Session,Presentation,Application,统称应用层,物理层,EIA/TIA-232V.35,EXAMPLES,Physical,控制bit的流动定义线缆电气特性与规范,802.3/802.2HDLC,EIA/TIA-232V.35,EXAMPLES,数据链路层,DataLink,Physical,将Frame转为bit流定义MAC地址纠错,控制bit的流动定义线缆电气特性与规范,802.3/802.2HDLC,EIA/TIA-232V.35,IPIPX,EXAMPLES,网络层,Network,DataLink,Physical,将Frame转为bit流定义MAC地址纠错,控制bit的流动定义线缆电气特性与规范,定义逻辑地址路径选择,TCPUDPSPX,802.3/802.2HDLC,EIA/TIA-232V.35,IPIPX,EXAMPLES,传输层,Transport,DataLink,Physical,数据分段与重组维护可靠、不可靠的传输出错重传,将Frame转为bit流定义MAC地址纠错,控制bit的流动定义线缆电气特性与规范,Network,定义逻辑地址路径选择,TCPUDPSPX,802.3/802.2HDLC,EIA/TIA-232V.35,IPIPX,Presentation,Application,Session,EXAMPLES,统称数据流动层,数据分段与重组维护可靠、不可靠的传输出错重传,将Frame转为bit流定义MAC地址纠错,控制bit的流动定义线缆电气特性与规范,Transport,DataLink,Physical,Network,定义逻辑地址路径选择,Transport,DataLink,Physical,Network,UpperLayerData,UpperLayerData,TCPHeader,Data,IPHeader,Data,LLCHeader,0101110101001000010,Data,MACHeader,Presentation,Application,Session,Segment,Packet,Bits,Frame,PDU,数据封装,UpperLayerData,LLCHdr+IP+TCP+UpperLayerData,MACHeader,IP+TCP+UpperLayerData,LLCHeader,TCP+UpperLayerData,IPHeader,UpperLayerData,TCPHeader,0101110101001000010,Transport,DataLink,Physical,Network,Presentation,Application,Session,数据解封装,Defines介质类型连接器类型信号类型,Ethernet,802.3,V.35,Physical,EIA/TIA-232,物理层功能,物理层:Ethernet/802.3,Hub,Hosts,Host,10Base2ThickEthernet10Base5ThickEthernet,10BaseTTwistedPair,A,B,C,D,Physical,在同一个冲突域中同一个广播域中共享带宽,Hub工作在物理层,连接在一个hub上的所有设备：,冲突域,多于2个设备同时发送数据时产生冲突CSMA/CD机制-载波侦听多路访问/冲突检测设备增加，网络性能下降,广播域,在一个范围内，当一台设备发送广播时，其它设备都不能同时发送数据，此范围就是一个广播域三种数据包广播包Broadcast多播包Multicast单播包Unicast,Defines物理地址（源、目的）网络拓扑Frame序列流控,DataLink,Physical,EIA/TIA-232v.35,Ethernet,FrameRelay,HDLC,802.2,802.3,数据链路层功能,Data,Sourceadd,FCS,Length,Destadd,Variable,2,6,6,4,0000.0Cxx.xxxx,Vendorassigned,IEEEassigned,MACLayer-802.3,Preamble,EthernetIIuses“Type”hereanddoesnotuse802.2.,MACAddress,8,#Bytes,数据链路层功能(cont.),Switches、Bridges能识别2层地址每个端口（segment）是一个冲突域所有端口在一个广播域内,DataLink,OR,1,2,3,1,2,Switches、Bridges在数据链路层,Switches交换机,EachsegmenthasitsowncollisiondomainBroadcastsareforwardedtoallsegments,Memory,Switch,定义逻辑3层地址（源、目的）定义网络路径选择连接多个数据链路层网络,Network,IP,IPX,DataLink,Physical,EIA/TIA-232v.35,Ethernet,FrameRelay,HDLC,802.2,802.3,网络层功能,Data,Sourceaddress,Destinationaddress,IP,Header,,Node,Network,LogicalAddress,NetworkLayerEndStationPacket,网络层功能(cont.),网络层功能(cont.),11111111,11111111,00000000,00000000,10101100,00010000,01111010,11001100,BinaryMask,BinaryAddress,04,172,16,122,204,255,Address,Mask,255,0,0,Network,Host,RoutingTable,NET,INT,Metric,1,2,4,S0,S0,E0,1,0,0,1.0,4.0,1.3,E0,4.3,S0,2.2,E0,2.1,S0,4.1,4.2,1.1,1.2,RoutingTable,NET,INT,Metric,1,2,4,E0,S0,S0,0,0,1,LogicaladdressingallowsforhierarchicalnetworkConfigurationrequiredUsesconfiguredinformationtoidentifypathstonetworks,网络层功能(cont.),Routers:工作在网络层,Router能识别3层地址隔离广播控制多播最佳路径选择流量管理逻辑划分网络连接广域网,Routers连接远程访问,Internet,Telecommuter,BranchOffice,ModemorISDNTA,MobileUser,MainOffice,区分上层应用程序（Port）数据的分段与重组建立端到端的连接流控纠错提供可靠、不可靠的数据传输,Network,IPX,IP,Transport,SPX,TCP,UDP,传输层,Synchronize,Acknowledge,Synchronize,Acknowledge,DataTransfer,(SendSegments),Sender,Receiver,ConnectionEstablished,可靠的数据传输（TCP）,三次握手,1.2网络互联设备,网络互联设备用于局域网（LAN）的网段，它们有四种主要的类型：中继器网桥路由器网关,1.2网络互联设备,1.2.1中继器和集线器中继器的主要功能在于延长电缆的有效连接长度，因为在传输过程中信号的衰减会限制电缆的有效连接长度。此外，中继器还能起到改变以太网的拓扑结构的作用。集线器（Hub）与中继器类似，是能够集中完成多台设备连接的专用设备。,1.2网络互联设备,1.2.2网桥网桥（Bridge）是一种在数据链路层实现互联的存储转发设备。网桥从一个网段将数据帧段转发至另一个网段。网桥工作在OSI参考模型的数据链路层。1.2.3路由器路由器实现网络互联是发生在网络层。主要功能有路由选择，多路重发以及出错检测等。,1.2网络互联设备,1.2.4网关网关（Gateway）实现的网络互联发生在网络层之上，它是网络层以上的互联设备的总称。目前，典型的网络结构通常是由一主干网和若干段子网组成，主干网与子网之间通常选用路由器进行连接，子网内部往往有若干个局域网，这些局域网之间采用中继器或网桥来进行连接。校园网、公用交换网、卫生网络和综合业务数字网络等，一般都采用网关进行互联。,常见的网关,电子邮件网关：通过这种网关可以从一种类型的系统向另一种类型的系统传输数据。IBM主机网关：通过这种网关，可以在一台个人计算机与IBM大型机之间建立和管理通信。因特网网关：这种网关允许并管理局域网和因特网间的接入。因特网网关可以限制某些局域网用户访问因特网。反之亦然。局域网网关：通过这种网关，运行不同协议或运行于OSI模型不同层上的局域网网段间可以相互通信。路由器甚至只用一台服务器都可以充当局域网网关。局域网网关也包括远程访问服务器。它允许远程用户通过拨号方式接入局域网。,Hub,Bridge,Switch,Router,冲突域,1444,广播域,1114,网络设备总结,OSI层,1223,SelectionIssues:Needfor10Mbpsor100MbpsonmediaPortdensityNeedformanagementconsoleEasyOperations,Cisco1500MicroHub,CiscoFastHub300,Cisco1528MicroHub10/100,CiscoFastHub400,CiscoFastHub200,CiscoFastHub100,CiscoHubProducts,SelectionIssues:Needfor10Mbps,100Mbps,or1000MbpsonmediaNeedfortrunkingandinter-switchlinksWorkgroupsegmentation(VLANs)PortdensityneedsDifferentuserinterfaces,Desktop/WorkgroupSolutions,WiringCloset/BackboneSolutions,Cisco1548MicroSwitch10/100,Catalyst3000series,Catalyst2900seriesXL,Catalyst1900/2820series,Catalyst2900series,Catalyst5000series,Catalyst8500series,CatalystSwitchProducts,DoNotDeleteOverflowTextonNotesPage,SelectionIssues:ScaleoftheroutingfeaturesneededPortdensity/varietyrequirements