一网络基础知识与概念PPT课件

网络基础知识与概念,培训目标,网络概述OSI开放系统互联7层参考模型识别集线器hub、交换机switch、路由器router的功能以及在网络中扮演的角色.描述数据封装与解除封装,计算机网络概述,网络：计算机与通信技术相结合，不同种类计算机通过同类通信协议相互通信，形成计算机网络。目前两台主机通信的方法，讲解CCNA中的网络内容,网络连接类型,1请学员告诉我公司的网络拓扑图，讲解网络的几种连接类型。,常见的网络拓补结构,拓补topology结构定义了连接网络设备的方法。LAN有总线型bus（线性网络介质，线路布局简单、难于进行故障诊断和故障隔离）、星型star（易于设计和安装、易于维护与故障定位，但容易发生单点故障）、环型loop等结构（主要由令牌环和FDDI）。WAN有星型、树型、网状（mesh）和半网状结构。,网络实例（1）,MainOffice,BranchOffice,HomeOffice电话拨号,MobileUsers,Internet,专线,各种标准化组织,国际标准化组织ISO：OSI参考模型、与Internet相关的标准等。电子电气工程师协会IEEE：主要提供网络硬件标准，IEEE802协议族定义了主要的LAN标准。802.3以太网标准、802.5令牌环网标准、802.11无线局域网标准等。美国国家标准局ANSI：主要定义了光纤分布式数据接口FDDI标准。电子工业协会EIA/TIA：定义网络联结线缆的标准，如rs232、cat5、hssi、v.24、v.35等，以及布线标准EIA/TIA568B。国际电信联盟ITU：定义了用作广域网络连接的电信网络标准，如x.25、帧中继等。Internet行动委员会IAB：下设IETF工程任务委员会、IRTF研究任务委员会、IANA号码分配委员会，负责各种internet标准的制定。,OSI开放系统互联参考模型,各大厂商为占据网络领域的主要地位，纷纷推出自己的网络架构体系和标准（如IBM的SNA、NOVELL的IPX/SPX、APPLE的APPLETALK、DEC的DECnet、TCP/IP等），并生产出各种不同的硬件和软件。多协议的共存以及各厂商设备互不兼容使得网络越来越复杂。为了使各厂商的设备相互兼容，ISO组织于1984年制定了OSI开放系统互联参考模型。OSI模型的特点：各层间有清晰的边界，便于理解每层实现特定的功能层次的划分有利于国际标准协议的制定共有7层，各层的功能互不重复,OSIModelOverview,面向端到端的数据流DataFlowLayers,TransportLayer,DataLink,NetworkLayer,Physical,面向应用的上层Application(Upper)Layers,Session,Presentation,Application,OSI开放系统互连参考模型是一种协议规范，用来规范网络协议的设计与实现。引入OSI参考模型的目的在于使得各厂家之间的网络设备能够互联互通,TelnetFTP,ASCIIEBCDICJPEG,数据编码code数据格式presented数据加密encryption,EXAMPLES,Presentation,RoleofApplicationLayers（1）,网络应用程序，提供用户界面UserInterface,Application,建立、维护、管理会话保持不同应用程序间数据的独立性,同一系统运行多个不同的应用程序，如SQL,RPC,Session,TransportLayer,DataLink,NetworkLayer,Physical,TCPUDPSPX,802.3/802.2HDLC,EIA/TIA-232V.35,IPIPX,Presentation,Application,Session,EXAMPLES,RoleofDataFlowLayers（2）,ReliableorunreliabledeliveryErrorcorrectionbeforeretransmit,CombinesbitsintobytesandbytesintoframesAccesstomediausingMACaddressErrordetectionandcorrection,MovebitsbetweendevicesSpecifiesvoltage,wirespeedandpin-outcables,Transport,DataLink,Physical,Network,Providelogicaladdressingwhichroutersuseforpathdetermination,Transport,DataLink,Physical,Network,Presentation,Application,Session,Segment段,Packet包,Bits位,Frame帧,PDU协议数据单元,OSI对等层间通信（不同计算机中相同层间的通信）,每一层利用下层提供的服务与对等层通信每一层使用自己的协议,Transport,DataLink,Physical,Network,Presentation,Application,Session,Transport,DataLink,Physical,Network,Presentation,Application,Session,Segment,Packet,Bits,Frame,PDU,OSI相邻层间通信（同一计算机中相邻层间的通信）,同一台计算机中相邻层之间的通信：发送数据时，从高层到低层接收数据时，从低层到高层,Transport,DataLink,Physical,Network,UpperLayerData,UpperLayerData,TCPHeader,Data,IPHeader,Data,LLCHeader,0101110101001000010,Data,MACHeader,Presentation,Application,Session,Segment,Packet,Bits,Frame,Userdata,数据封装EncapsulatingData,封装：在发送端，每一层位要发送的数据加上报文头并发送给下一层，在物理层转换为比特流。,UpperLayerData,LLCHdr+IP+TCP+UpperLayerData,MACHeader,IP+TCP+UpperLayerData,LLCHeader,TCP+UpperLayerData,IPHeader,UpperLayerData,TCPHeader,0101110101001000010,Transport段,DataLink帧,Physical位,Network包,Presentation,Application,Session,解除封装De-encapsulatingData,解除封装：在接收端，比特流转换为帧，然后逐层去掉本层的报文头，取出本层的数据发往上一层。,Transport段,DataLink帧,Physical位,Network包,Presentation,Application,Session,TCP/IP、NetWare、与OSI模型的比较,OSI,TCP,网络接口,IP,ARP,ICMP,Application,TCP/IP,UDP,MAC协议,IPX,SAP,NCP,NetWare,SPX,Networkprocessestoapplication,End-to-Endconnections,Addressesandbestpath,Accesstomedia,Binarytransmission,以太网的工作原理（1）,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,以太网的工作原理（2）,CSMA/CD载波侦听多路访问与冲突检测提供了一种共享网络介质的机制：一个节点要在向网络发送数据之前检测当前网络是否有其他数据在发送；如果网络空闲，该节点就向网络发数据，在发送数据的同时，该节点仍要监视网络以确定是否有其他设备在同时发数据。如果两个网络设备恰好同时向网络传输数据，就会发生碰撞。当正在发送数据的设备检测到碰撞发生时，就向网络发送一个拥塞信号，并在网上传播足够长的时间，以确保其它节点能检测到产生的碰撞。发生碰撞的设备停止向网络发送数据，并在一个随机的时间后重新传送。如果经过16次传送都发生了碰撞，系统会放弃数据传送。如果网络发生碰撞比较频繁，第二次的回退时间将加倍。以太网通过广播技术向整个网络发送广播消息，要求同一网络上的其他所有设备都接收并处理该广播报文。以太网使用MAC地址FFFF.FFFF.FFFF来发送广播。,物理层在终端设备间传送比特流，需要规定：传输介质（同轴电缆、双绞线、光纤、无线电波）与最大传输距离传输接口与最大传输速率Connectortype电压与电气规范Signalingtype线缆标准（传输距离、价格、带宽需求、设备支持的线缆标准）,物理层PhysicalLayer（1）,局域网络物理层国际标准：Ethernet、IEEE802.3线缆标准：10Base-T、100Base-T、1000Base-SX网络设备：中继器repeater、集线器hub广域网络物理层DCE设备：DSU/CSU、Modem、广域网交换机DTE设备：路由器、终端主机等常用接口：RS-232、V.24、V.35等,Ethernet,802.3,V.35,Physical,EIA/TIA-232,物理层PhysicalLayer（2）,注意：DTE是用户终端设备，DCE是数据链路端接设备，DCE必须提供用于同步DTE和DCE设备之间数据传输的时钟信号。,LANWAN,PhysicalLayer:Ethernet/802.3,Hub,Hosts,Host,10Base2ThinEthernet185m10Base5ThickEthernet500m,10BaseTTwistedPair100m,10M802.3100M802.3u1000M802.3z,A,B,C,D,Physical,AlldevicesinthesamecollisiondomainAlldevicesinthesamebroadcastdomainDevicessharethesamebandwidth,HubsOperateatPhysicallayer,Hubs:OneCollisionDomain,使用CSMA/CD载波侦听多路访问冲突检测协议检测网络有无冲突的方法：在发送数据的同时接收数据，如二者不同表明有冲突，反之无冲突Moreendstationsmeansmorecollisions,DefinesPhysicalsourceanddestinationaddresses指明上层所用的协议(ServiceAccessPoint)NetworktopologyFramesequencing差错检测与FlowcontrolConnection-orientedorconnectionless物理介质访问,DataLink,Physical,EIA/TIA-232v.35,Ethernet,FrameRelay,HDLC,802.2,802.3,数据链路层DataLinklayer,注意：数据链路层分为LLC和MAC两个子层,LANWAN,Data,Sourceadd,FCS,Length,Destadd,Variable,2,6,6,4,0000.0Cxx.xxxx,Vendorassigned序列号,IEEEassigned厂商代码,Preamble,EthernetIIuses“Type”hereanddoesnotuse802.2.,MAC地址共48位，由24位厂商代码和24位厂商分配的顺序号组成，全世界局域网上的每个设备有唯一的MAC地址。每块网卡、路由器的每个局域网口、交换机的每个端口都有一个唯一的MAC地址，但路由器的串口没有MAC地址。MAC子层定义网络对共享介质的访问，把物理层的“0”“1”比特流组成帧,8,#Bytes,MACLayer-802.3,LLCLayer（1）,逻辑链路控制子层LLC位于网络层和MAC子层之间，通过SSAP（源服务访问点）和DSAP（目的服务访问点）负责底层协议与网络层协议之间的通信，进行流量控制和同步。LLC提供面向连接与面向无连接的网络服务，管理通过单一链路连接的两个系统间的通信，允许多个高层网络协议共享同一条链路。,Data,DestSAP,SourceSAP,Data,Sourceadd,FCS,Length,Destadd,Variable,1,1,802.2(SAP-指明高层协议类型),MACLayer-802.3,Ctrl,1or2,3,2,Preamble,Data,DestSAPAA,SourceSAPAA,Variable,1,1,802.2(SNAP-子网访问协议),Ctrl03,1or2,OR,OUIID,Type,#Bytes,#Bytes,LLCLayer（2）-802.2,LAN的数据链路层,IEEE802系列标准是当前最流行的局域网数据链路层标准802.1基本局域网的问题（802.1d生成树协议，802.1qVLAN帧标记标准）802.2定义LLC子层802.3基于CSMA/CD的以太网标准（u为100M，z为1000M）802.5令牌环网标准LAN数据链路层的常用设备：网桥与交换机,EachsegmenthasitsowncollisiondomainAllsegmentsareinthesamebroadcastdomain,DataLink,OR,1,2,3,1,2,SwitchesandBridgesOperateatDataLinkLayer,ConceptofSwitches,每个岔路口都有专用车道EachsegmenthasitsowncollisiondomainBroadcastsareforwardedtoallsegments,Memory,Switch,逻辑地址：定义与具体协议相关的逻辑源和目的地址路由：选择报文从源到目的的最佳网络路径，转发数据流量Interconnectsmultipledatalinks网络层的主要设备：路由器、三层交换机等,Network,IP,IPX,DataLink,Physical,EIA/TIA-232v.35,Ethernet,FrameRelay,HDLC,802.2,802.3,NetworkLayerFunctions,Routers:OperateattheNetworkLayer,BroadcastcontrolMulticastcontrolOptimalpathdeterminationTrafficmanagementLogicaladdressingConnectstoWANservices,对上层数据进行分段，区分上层不同的应用。在应用间建立端到端的逻辑连接以便传送数据。将数据从一端主机传到另一端的主机，计算校验和进行差错检测，通过流量控制避免缓冲区溢出。提供可靠或者不可靠的数据传递服务。部分传输层协议可保证同一数据既不多次传送也不丢失，并保证数据包的接收顺序与发送顺序一致。,Network,IPX,IP,Transport,SPX,TCP,UDP,TransportLayerFunctions,连接与无连接、可靠与不可靠（1）,面向连接的服务：在开始传输数据之前需要在两端设备之间建立逻辑连接，然后进行数据传输，传输完成后要断开连接。保