精简版网络基础培训课程-工程师课程

1、工程师序列培训网络教程（基础）2006年9月大大 纲纲导论导论OSI参考模型参考模型 网络协议网络协议网络传输介质网络传输介质 网络拓扑结构网络拓扑结构 网络硬件网络硬件 TCP/IP连网和连网和Internet 上网方式简介上网方式简介 windows系统中网络配置和管理系统中网络配置和管理 OSI参考模型参考模型 网络标准化组织网络标准化组织 OSI模型模型 应用应用OSI模型模型 IEEE网络规范网络规范 OSI参考模型参考模型 网络标准化组织网络标准化组织 OSI模型模型 应用应用OSI模型模型 IEEE网络规范网络规范 OSI模型模型 I S O创建了一个有助于开发和理解计算机的通信

2、模型，即开放系统互连O S I（模型）。O S I模型将网络结构划分为七层：即物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。 物理层物理层物理层是O S I模型的最低层或第一层，该层包括物理连网媒介，如电缆连线连接器。物理层的协议产生并检测电压以便发送和接收携带数据的信号。在桌面P C上插入网络接口卡，就建立了计算机连网的基础。换言之，提供了一个物理层。尽管物理层不提供纠错服务，但它能够设定数据传输速率并监测数据出错率。网络物理问题，如电线断开，将影响物理层。同样地，如果没有将网络接口卡在计算机的电路板中插得足够深，计算机也将在物理层出现网络问题。数据链路层数据链路层数据链路层是

3、O S I模型的第二层，它控制网络层与物理层之间的通信。它的主要功能是将从网络层接收到的数据分割成特定的可被物理层传输的帧。帧是用来移动数据的结构包，它不仅包括原始（未加工）数据，或称“有效荷载”，还包括发送方和接收方的网络地址以及纠错和控制信息。其中的地址确定了帧将发送到何处，而纠错和控制信息则确保帧无差错到达。不同种类的帧以不同的方式安排它们的组成部分。 网络层网络层网络层，即O S I模型的第三层，其主要功能是将网络地址翻译成对应的物理地址，并决定如何将数据从发送方路由到接收方。网络层通过综合考虑发送优先权、网络拥塞程度、服务质量以及可选路由的花费来决定从一个网络中节点到另一个网络中节点

4、的最佳路径。由于网络层处理路由，而路由器因为连接网络各段，并智能指导数据传送，所以属于网络层。在网络中，“路由”是基于编址方案、使用模式以及可达性来指引数据的发送。 网络层协议还能补偿数据发送、传输以及接收的设备能力的不平衡性。为完成这一任务，网络层对数据包进行分段和重组。传输层传输层传输层主要负责确保数据可靠、顺序、无错地从点到传输到点（、点可能在也可能不在相同的网络段上）。因为如果没有传输层，数据将不能被接受方验证或解释，所以，传输层常被认为是O S I模型中最重要的一层。传输协议同时进行流量控制或是基于接收方可接收数据的快慢程度规定适当的发送速率。除此之外，传输层按照网络能处理的最大尺寸

5、将较长的数据包进行强制分割。 工作在传输层的一种服务是T C P / I P协议套中的T C P（传输控制协议），另一项传输层服务是I P X / S P X协议集的S P X（序列包交换）。 会话层会话层会话层负责在网络中的两节点之间建立和维持通信。术语“会话”指在两个实体之间建立数据交换的连接；常用于表示终端与主机之间的通信。所谓终端是指几乎不具有（如果有的话）自己的处理能力或硬盘容量，的而只依靠主机提供应用程序和数据处理服务的一种设备。会话层的功能包括：建立通信链接，保持会话过程通信链接的畅通，同步两个节点之间对话，决定通信是否被中断以及通信中断时决定从何处重新发送。会话层通过决定节点通

6、信的优先级和通信时间的长短来设置通信期限。最后，会话层监测会话参与者的身份以确保只有授权节点才可加入会话。表示层表示层表示层如同应用程序和网络之间的翻译官，在表示层，数据将按照网络能理解的方案进行格式化；这种格式化也因所使用网络的类型不同而不同。表示层管理数据的解密与加密 ，除此之外，表示层协议还对图片和文件格式信息进行解码和编码。 应用层应用层O S I模型的顶端也即第七层是应用层。应用层负责对软件提供接口以使程序能使用网络服务。术语“应用层”并不是指运行在网络上的某个特别应用程序，而是提供的服务包括文件传输、文件管理以及电子邮件的信息处理。 在上述七层中，上五层一般由软件实现，而下面的两层

7、是由硬件和软件实现的。 OSI参考模型参考模型 网络标准化组织网络标准化组织 OSI模型模型 应用应用OSI模型模型 IEEE网络规范网络规范 11OSI模型如何传输数据大大 纲纲导论导论OSI参考模型参考模型 网络协议网络协议网络传输介质网络传输介质 网络拓扑结构网络拓扑结构 网络硬件网络硬件 TCP/IP连网和连网和Internet 上网方式简介上网方式简介 windows系统中网络配置和管理系统中网络配置和管理 网络协议网络协议 协议介绍协议介绍 TCP/IP协议协议 IPX/SPX NetBIOS和和NetBEUI AppleTalk 协议介绍协议介绍O S I模型各层的任务实际上是由

8、网络协议执行的。 在网络中，术语“协议”用于指示一组联合作用的单个协议。一组中的各个协议均被安排了不同的任务，例如数据翻译、数据处理、错误校验以及编址，这些协议对应用于O S I模型的不同层。 T C P / I P是目前为止使用最广泛的协议。其次是I P X / S P X、N e t B I O S和N e t B E U I，最后是A p p l e Ta l k。 TCP/IP协议协议T C P / I P最大的优势之一是其可路由性，也就意味着它可以携带被路由器解释的网络编址信息。T C P / I P还具有灵活性，可在多个网络操作系统( N O S )或网络介质的联合系统中运行。 1

9、5TCP/IP协议栈体系 The Architecture of the TCP/IP Protocol Suite传输层TransportInternet层网络接口层Network Interface应用层ApplicationEthernetFrame RelayToken RingATMHTTPFTPSMTPDNSRIPSNMPTCP/IP Protocol SuiteTCPUDPIPARPIGMPICMP16TCP/IP Protocol SuiteTCP/IPOSITCP/IP模型和OSI模型的关系 How Does the TCP/IP Model Relate to the OS

10、I Model?TCPUDPARPIGMPICMPIPEthernetFrame RelayToken RingATMApplicationTransportNetwork InterfaceHTTPFTPSMTPDNSRIPSNMPApplicationTransportNetworkData-LinkPresentationSessionPhysicalInternet大大 纲纲导论导论OSI参考模型参考模型 网络协议网络协议网络传输介质网络传输介质 网络拓扑结构网络拓扑结构 网络硬件网络硬件 TCP/IP连网和连网和Internet 上网方式简介上网方式简介 windows系统中网络配置

11、和管理系统中网络配置和管理 18同轴电缆 Coaxial网络电缆 Network CablesThinNetThickNet光线 Fiber-Optic双绞线 Twisted-PairUnshielded (UTP)Shielded (STP)100BaseT10Base2, 10Base519数据传输方式 Types of Data Transmissions广播Broadcast单播Unicast多播 Multicast网络传输介质网络传输介质 数据发送数据发送 介质特性介质特性 网络电缆网络电缆 无线传输介质无线传输介质 选择正确的传输介质选择正确的传输介质 网络电缆网络电缆基带和宽带传

12、输基带和宽带传输基带是一种传输形式，其中，数字信号通过直流脉冲被发送，这种直流形式需要独占电线的容量。因此，基带系统一次仅能传输一个信号或一个信道。基带系统中的每个设备都共享相同的信道。当基带系统上一个节点在传输数据，网络中所有的其他节点在发送数据前必须等待前面的传输结束。基带传输支持双向信号流，即意味着计算机能在相同长度的电缆上同时发送和接收信息。基带传输易受衰减影响，也就是一个数字信号随着它从源出发向远处传输时将逐渐损失能量。E t h e r n e t是在许多商业局域网中发现的基带系统的一个例子 同轴电缆同轴电缆同轴电缆包括：有绝缘体包围的一根中央铜线、一个网状金属屏蔽层以及一个塑料封

13、套。在同轴电缆中，铜线传输电磁信号；网状金属屏蔽层一方面可以屏蔽噪声，另一方面可以作为信号地；绝缘层通常由陶制品或塑料制品组成 ,它将铜线与金属屏蔽物隔开，若这两者接触，电线将会短路；塑料封壳可使电缆免遭物理性破环，它通常由柔韧性好的防火塑料制品制成。随着时间的推移，大部分现代局域网中，双绞线电缆逐渐取代了同轴电缆。 一种典型的使用总线拓扑结构的同轴电缆网络 双绞线电缆双绞线电缆双绞线（T P）电缆类似于电话线，由绝缘的彩色铜线对组成，每根铜线的直径为0 . 4毫米 0 . 8毫米，两根铜线互相缠绕在一起。双绞线对中的一根电线传输信号信息，另一根被接地并吸收干扰。将两根线缠绕在一起有助于减少保

14、留的影响。在一对电线中，每英寸的缠绕越多，对所有形式的噪声的抗噪性就越好。质量越好，价格越高的双绞线电缆在每英寸中也必将包含越多的缠绕。每米或每英尺的缠绕率也将导致更大的衰减，为最优化性能，电缆生产厂商必须在串扰和衰减减小之间取得一个平衡。1. 屏蔽双绞线2. 非屏蔽双绞线5类线（C AT 5）：用于新网安装及更新到快速Ethernet 的最流行的U T P形式。C AT 5包括四个电线对，支持100Mbps 吞吐量和100Mbps 信号速率。除100Mbps Ethernet之外，C AT 5电缆还支持其他的快速连网技术，例如异步传输模式（ AT M）。增强C AT 5：C AT 5电缆的更

15、高级别的版本。它包括高质量的铜线，能提供一个高的缠绕率，并使用先进的方法以减少串扰。增强C AT 5能支持高达2 0 0 M H z的信号速率，是常规C AT 5容量的2倍。27以太网中双绞线的线序568B：白橙 | 橙 | 白绿 | 蓝 | 白蓝 | 绿 | 白棕 | 棕568A：白绿 | 绿 | 白橙 | 蓝| 白蓝 | 橙 | 白棕| 棕光缆光缆光导纤维简称为光缆。在它的中心部分包括了一根或多根玻璃纤维，通过从激光器或发光二极管发出的光波穿过中心纤维来进行数据传输。在光纤的外面，是一层玻璃称之为包层。它如同一面镜子，将光反射回中心，反射的方式根据传输模式而不同。这种反射允许纤维的拐角处弯

16、曲而不会降低通过光传输的信号的完整性。在包层外面，是一层塑料的网状的K e v l a r（一种高级的聚合纤维），以保护内部的中心线。最后一层塑料封套覆盖在网状屏蔽物上。 各种类型的光缆最终分成两大类：单模式和多模式。单模光缆携带单个频率的光将数据从光缆的一端传输到另一端。通过单模光缆，数据传输的速度更快，并且距离也更远。但是这种光缆开销太大，因此不被考虑用于一般的数据网络。相反，多模光缆可以在单根或多根光缆上同时携带几种光波。这种类型的光缆通常用于数据网络。 光缆的特性从以下几个方面介绍：吞吐量成本 连接器 抗噪性 尺寸和可扩展性 网络传输介质网络传输介质 数据发送数据发送 介质特性介质特性

17、 网络电缆网络电缆 无线传输介质无线传输介质 选择正确的传输介质选择正确的传输介质 无线传输介质无线传输介质空气也能传输数字信号，通过空气传输信号的网络称为无线网络。无线局域网通常使用红外或射频（红外或射频（ R F）信号传输信息）信号传输信息 。 选择正确的传输介质选择正确的传输介质网络拓扑结构网络拓扑结构 简单局域网拓扑结构简单局域网拓扑结构 混合局域网拓扑结构混合局域网拓扑结构 企业网的拓扑结构企业网的拓扑结构 广域网拓扑结构广域网拓扑结构 网络传输系统网络传输系统 简单局域网拓扑结构简单局域网拓扑结构物理拓扑结构按照基本的几何学图形分为三类：总线形、环形和星形。这些形状也可混合构成混合

18、拓扑结构。总线形总线形 环形环形星形星形混合局域网拓扑结构混合局域网拓扑结构星形环星形环星形环拓扑结构将星形的物理布局与令牌环传递的数据传输方法联合使用。 星形总线星形总线菊花链形菊花链形 层次结构层次结构一个具有三层的层次环形拓扑结构。顶层是网络的主干，第二层对文件服务器提供直接的连接，并对第三层提供中间连接，第三层则为多个工作组提供服务，如管理、销售和信息技术。 网络拓扑结构网络拓扑结构 简单局域网拓扑结构简单局域网拓扑结构 混合局域网拓扑结构混合局域网拓扑结构 企业网的拓扑结构企业网的拓扑结构 广域网拓扑结构广域网拓扑结构 网络传输系统网络传输系统 主干网络主干网络网络主干是连接网络的集

19、线器、中继器以及路由器的电缆。主干通常比连接工作站到集线器上的电缆有更大的通信容量。由于主干要比网络中的其他电缆处理更大的通信容量，增加主干的通信容量是必须的。 1. 串行主干； 2. 分布式主干： 3. 折叠式主干4. 并行式主干网状网络网状网络 广域网拓扑结构广域网拓扑结构端到端端到端环形环形星形星形网状网状分层分层网络拓扑结构网络拓扑结构 简单局域网拓扑结构简单局域网拓扑结构 混合局域网拓扑结构混合局域网拓扑结构 企业网的拓扑结构企业网的拓扑结构 广域网拓扑结构广域网拓扑结构 网络传输系统网络传输系统 网络传输系统网络传输系统网络传输系统描述了节点间网络的逻辑互连，而不是它们的物理互连，

20、因而有时也称之为网络的逻辑拓扑结构。网络传输系统依赖于O S I模型的物理层所携带的电子脉冲。两个最流行的网络传输系统是以太网和令牌环网。交换交换交换是判定节点间如何创建连接的网络逻辑拓扑结构的一个组件。交换有三种方法：电路交换、报文交换和包交换。每种网络传输系统都依靠这些交换机制的一种。共享的以太网共享的以太网以太网是用于局域网的最流行的逻辑拓扑结构。 以太网系统目前最通用的类型 ：1. CSMA/CD2. 以太网版本10Base2以太网 10BaseT以太网企业级10BaseT以太网 交换以太网交换以太网以太网帧类型以太网帧类型四种以太网数据帧是：以太网8 0 2 . 2、以太网8 0 2

21、 . 3、以太网I I和以太网S N A P。网络硬件 网络接口卡网络接口卡 中继器中继器 集线器集线器 网桥网桥 路由器路由器 网关网关 网络接口卡网络接口卡网络接口卡( N I C )是一种连接设备。网络接口卡常被称为网络适配器。因为它们只传输信号而不分析高层数据，它们属于O S I模型的物理层。在有些情况下，网络接口卡也可以对承载的数据做基本的解释，而不只是简单地把信号传送给C P U以让C P U去解释。网络接口卡类型网络接口卡类型安装网络接口卡安装网络接口卡安装网络接口卡有三步：安装硬件、设置软件以及设置软硬件结合的固件（大多数情况下，不必改变网络接口卡的固件的配置。）。 中继器中继

22、器 集线器集线器-物理层物理层最开始，集线器只是一个多端口的中继器。它有一个端口与主干网相连，并有多个端口连接一组工作站。在以太网中，集线器通常是支持星形或混合形拓扑结构的。在星形结构的网络中，集线器被称为多址访问单元（M A U）。除了连接和个人计算机工作站外，集线器还能与网络中的打印服务器、交换器、文件服务器或其他的设备连接。集线器能够支持各种不同的传输介质和数据传输速率。有些集线器还支持多种传输介质的连接器和多种数据传输速率。 。网桥交换机网桥交换机数据链路层网桥属于O S I模型的，网桥能够解析它所接受的帧，并能指导如何把数据传送到目的地。特别是它能够读取目标地址信息（ M A C），

23、并决定是否向网络的其他段转发（重发）数据包，而且，如果数据包的目标地址与源地址位于同一段，就可以把它过滤掉。当节点通过网桥传输数据时，网桥就会根据已知的M A C地址和它们在网络中的位置建立过滤数据库（也就是人们熟知的转发表）。网桥利用过滤数据库来决定是转发数据包还是把它过滤掉。交换机这种设备可以把一个网络从逻辑上划分成几个较小的段。交换机属于O S I模型的数据链路层（第二层），并且，它还能够解析出M A C地址信息。从这个意义上讲，交换机与网桥相似。但事实上，它相当于多个网桥。 交换机的所有端口都共享同一指定的带宽。事实证明了这种方式确实比网桥的性价比要高一些。交换机的每一个端口都扮演一个

24、网桥的角色，而且每一个连接到交换机上的设备都可以享有它们自己的专用信道。换言之，交换机可以把每一个共享信道分成几个信道。 快捷模式快捷模式采用快捷模式的交换机会在接受完整个数据包之前就读取帧头，并决定把数据转发往何处。存储转发模式存储转发模式运行在存储转发模式下的交换机在发送信息前要把整帧数据读入内存并检查其正确性。 用交换机组建虚拟局域网用交换机组建虚拟局域网交换机可以从逻辑上把一些端口归并为一个广播域，从而来组建虚拟局域网。 路由器路由器路由器是一种多端口设备，它可以连接不同传输速率并运行于各种环境的局域网和广域网，也可以采用不同的协议。路由器属于O S I模型的第三层。不像网桥和第二层交

25、换机，路由器是依赖于协议的。在它们使用某种协议转发数据前，它们必须要被设计或配置成能识别该协议。路由器的特征和功能路由器的特征和功能路由器的稳固性在于它的智能性。路由器不仅能追踪网络的某一节点，还能和交换机一样，选择出两节点间的最近、最快的传输路径。基于这个原因，还因为它们可以连接不同类型的网络，使得它们成为大型局域网和广域网中功能强大且非常重要的设备。所有的路由器都可以完成的工作：连接不同的网络、解析第三层信息、连接从A点到B点的最优数据传输路径，并且，如果在主路径中断后还可以通过其他可用路径重新路由。 TCP/IP连网和连网和Internet 编址和命名解析 TCP/IP子协议 TCP/I

26、P工具 编址和命名解析编址和命名解析 IP编址编址I P地址常见的编址规范：IP地址为3 2位长。每个I P地址被分成四组，每组8位字节。各组数字之间用十分号分隔开。每组数字的大小范围为0 2 5 4，并且表示为二进制地址。、每个地址包含两部分：网络和主机。I P地址中网络部分可以说明该设备是否属于A类、B类、C类、D类或E类网。有些八位字节数字有专门的用途。 可以手工地给每个设备分配I P地址，也可以借助于动态主机配置协议（ D H C P, Dynamic Host Configuration Protocol）服务为一组设备自动地分配地址。一般情况下，支持D H C P的网络都是使用该协

27、议为所有设备分配地址。 56子网掩码 将IP地址（二进制）中的网络号全改为1，主机号全改为0，则是子网掩码。 子网掩码是用来判断任意两台计算机的IP地址是否属于同一子网的根据。 两台计算机各自的IP地址与子网掩码进行二进制“与”（AND）运算后，如果得出的结果是相同的，则说明这两台计算机是处于同一个子网络上的，可以进行直接通信。57IP地址的基础知识 IP地址的组成 The Components of an IP Address IP地址的分类？ What Are the Classes of IP Addresses? 二进制位于十进制的对应关系 How Dotted Decimal Not

28、ation Relates to Binary Numbers 如何转换十进制格式为二进制格式 How to Convert Dotted Decimal Notation to Binary Format 什么是子网掩吗 How Subnet Masks Work IP地址的准则 Guidelines for IP Addressing58IP地址的分类 What Are the Classes of IP Addresses? Class CSmall networkNetwork IDHost ID1 1 0 xwyzClass BMedium networkNetwork IDHost

29、 ID1 0 xwyzClass ALarge networkNetwork IDHost ID0 xwyz59什么是私有和公有IP地址 What Are Private and Public IP Addresses?公有IP地址 Public addresses:私有IP地址 Private addresses:不必注册 Do not have to be registered 可以由网络管理员设置 Can be assigned by the network administrator可以使用在不接入Internet的计算机上 Are used on computers that are

30、 not accessed by the Internet由ISP分配的 Are assigned by an ISP 唯一性 Consist of unique class-based blocks数量有限 Are kept to a limited number60确定IP地址是本地地址还是远程地址(1) 本机A和目标主机D的IP地址分别和本机子网掩码进行与运算，结果相同则是同一个子网上，举例：IP地址A11010000.10101000.00000001.01100100IP地址B11010000.10101000.00000010.01100100子网掩码11111111.111111

31、11. 00000000.00000000IP地址与子网掩码按位“与”运算11000000.10101000.00000000.00000000；11000000.10101000.00000000.00000000运算的结果转化为十进制=；61确定IP地址是本地地址还是远程地址(2) 本机A和目标主机D的IP地址分别和本机子网掩码进行与运算，结果相同则是同一个子网上，举例：IP地址A11010000.10101000.00000001.01100100IP地址B11010000.10101000.00000010.01100100子网掩码11111

32、111.11111111.11111111.00000000IP地址与子网掩码按位“与”运算11000000.10101000.00000001.00000000；11000000.10101000.00000010.00000000运算的结果转化为十进制；62确定本地和远程主机63二进制位于十进制的对应关系 How Dotted Decimal Notation Relates to Binary NumbersBit 7Bit 6Bit 5Bit 4Bit 3Bit 2Bit 1Bit 08 Bit OctetDecimal Value12864

33、32168421272625242322212064IP地址的原则 Guidelines for IP Addressing设置网络和主机ID时 When assigning network and host IDs:不要使用127作为网络ID Do not use 127 for a network ID仅在必要的时候使用公有IP地址 Use public registered addresses only where essential在私有网络内使用私有地址 Use private address range for private addresses不要使用全0的网络ID Do not use all bi