教育网络安全员培训—网络基础

1、Version 1.0网络基础网络基础教育网络安全员培训教育网络安全员培训Chapter2/54本章目标本章目标v计算机网络的概述计算机网络的概述 v计算机网络的分类计算机网络的分类vOSI模型模型vTCP/IP模型模型v计算机网络拓扑计算机网络拓扑v计算机网络计算机网络IP地址与子网划分地址与子网划分Chapter3/54计算机网络的产生和发展计算机网络的产生和发展41v第一代计算机网络的诞生第一代计算机网络的诞生 1946年产生第一台数字计算机年产生第一台数字计算机 1954年收发器终端的产生年收发器终端的产生 60年代初，由多重线路控制器参与组成的网络，被称年代初，由多重线路控制器参与组

2、成的网络，被称为第一代计算机网络为第一代计算机网络ModemModemModemModemChapter4/54计算机网络的产生和发展计算机网络的产生和发展42v第二代计算机网络的第二代计算机网络的诞生诞生 1964年，年，Baran提出提出存储转发概念存储转发概念DABCdata暂存，查找转发表，暂存，查找转发表，转发到相应的端口转发到相应的端口Chapter5/54计算机网络的产生和发展计算机网络的产生和发展43分组首部分组首部分组首部分组首部分组首部分组首部010111001010011110111110v第二代计算机网络的第二代计算机网络的诞生诞生 1964年，年，Baran提出提出存

3、储转发概念存储转发概念 1966 年，年，David 提出提出分组概念分组概念 1969 年，年，DARPA 的的计算机分组交换网计算机分组交换网ARPANET 投入运行投入运行Chapter6/54计算机网络的产生和发展计算机网络的产生和发展44v1977年年OSI参考模型的提出，标志着计算机网络参考模型的提出，标志着计算机网络进入到第三个阶段进入到第三个阶段Chapter7/54网络体系的演变过程网络体系的演变过程40年代年代中期中期60年代年代初期初期70年代年代初期初期80年代年代初期初期90年代年代初期初期90年代年代末期末期21世纪世纪网络概念网络概念萌芽阶段萌芽阶段提出分组提出分

4、组交换概念交换概念稳步发展稳步发展与应用与应用提出提出OSI参考模型参考模型体系结构体系结构成熟发展成熟发展Internet广泛应用广泛应用后后TCP/IP模型时代模型时代Chapter8/54阶段总结阶段总结 第一代计算机网络第一代计算机网络由多重线路控制器参与组成的网络由多重线路控制器参与组成的网络面向终端的通信网计算机是网络的控制中心面向终端的通信网计算机是网络的控制中心第二代计算机网络第二代计算机网络以资源子网为中心以资源子网为中心ARPANET的成功运行的成功运行第三代计算机网络第三代计算机网络OSI参考模型出现参考模型出现Chapter9/54计算机网络的分类计算机网络的分类v网络

5、的分类网络的分类v以太网络的分类以太网络的分类Chapter10/54网络的分类网络的分类v计算机网络按传输距离可分为三类计算机网络按传输距离可分为三类 局域网（局域网（LAN） 城域网（城域网（MAN） 广域网（广域网（WAN） v按工作方式可划分为二类按工作方式可划分为二类 对等网（对等网（peertopeer） 客户客户/服务器网（服务器网（client/server）Chapter11/54以太网络的分类以太网络的分类v标准以太网标准以太网 v快速以太网快速以太网 v千兆以太网千兆以太网 Chapter12/54计算机网络的功能计算机网络的功能v数据通信数据通信DataChapter1

6、3/54什么是协议什么是协议v什么是协议？什么是协议？ 为了使数据可以在网络上从源传递到目的地，网络上为了使数据可以在网络上从源传递到目的地，网络上所有设备需要所有设备需要“讲讲”相同的相同的“语言语言” 描述网络通信中描述网络通信中“语言语言”规范的一组规则就是协议规范的一组规则就是协议 例如：两个人交谈，必须使用相同的语例如：两个人交谈，必须使用相同的语 言，如果你说汉语，他说阿拉伯语言，如果你说汉语，他说阿拉伯语v数据通信协议的定义数据通信协议的定义 决定数据的格式和传输的一组规则或者一组惯例决定数据的格式和传输的一组规则或者一组惯例#&$Chapter14/54协议分层协议分层21v网

7、络通信的过程很复杂网络通信的过程很复杂 数据以电子信号的形式穿越介质到达正确的计算机，数据以电子信号的形式穿越介质到达正确的计算机，然后转换成最初的形式，以便接收者能够阅读然后转换成最初的形式，以便接收者能够阅读 为了降低网络设计的复杂性，将协议进行了分层设计为了降低网络设计的复杂性，将协议进行了分层设计Chapter15/54协议分层协议分层22v分层设计的意义分层设计的意义 用户服务层的模块设计可相对独立于具体的通信线路用户服务层的模块设计可相对独立于具体的通信线路和通信硬件接口的差别和通信硬件接口的差别 而通信服务层的模块设计又可相对独立于具体用户应而通信服务层的模块设计又可相对独立于具

8、体用户应用要求的不同用要求的不同例如：文件传输或电子邮件服务模块的设计，例如：文件传输或电子邮件服务模块的设计，不必关心底层通信线路是光纤还是双绞线不必关心底层通信线路是光纤还是双绞线Chapter16/54服务与服务访问点服务与服务访问点v服务服务 是网络中各层向其相邻上层提供的一组操作是网络中各层向其相邻上层提供的一组操作v服务访问点（服务访问点（SAP） N+1层实体是通过层实体是通过N层的层的SAP来使用来使用N层所提供的服务层所提供的服务 SAP相当于相邻层之间的接口相当于相邻层之间的接口Chapter17/54服务类型服务类型v面向连接的服务面向连接的服务 先建立连接再传输数据，之

9、后再断开连接先建立连接再传输数据，之后再断开连接 数据传输过程中，数据包不需要携带目的地址数据传输过程中，数据包不需要携带目的地址 保证数据传输的可靠性保证数据传输的可靠性v无连接的服务无连接的服务 不需要事先建立连接，直接发送数据不需要事先建立连接，直接发送数据 每个报文都带有完整的目的地址每个报文都带有完整的目的地址 不保证报文传输的可靠性不保证报文传输的可靠性Chapter18/54OSI 协议模型协议模型通信通信协议协议协议协议分层分层OSI7OSI7层层模型模型通信的双方需要通信的双方需要“讲讲”相同的语言相同的语言网络通信的过程很复杂，为了降低复杂性网络通信的过程很复杂，为了降低复

10、杂性1974年，年，ISO组织发布了组织发布了OSI参考模型参考模型v OSI(Open System Internetwork)是开放的通信系统互联参考模型是开放的通信系统互联参考模型Chapter19/54邮局实例邮局实例21写信人写信人邮局邮局运输部门运输部门收信人收信人邮局邮局甲地甲地乙地乙地Chapter20/54邮局实例邮局实例22v邮局对于写信人来说是下层邮局对于写信人来说是下层v运输部门是邮局的下层运输部门是邮局的下层 下层为上层提供服务下层为上层提供服务v写信人与收信人之间使用相同的语言写信人与收信人之间使用相同的语言v邮局之间的约定邮局之间的约定 同层次之间使用相同的协议同

11、层次之间使用相同的协议Chapter21/54OSI的七层框架的七层框架21物理层物理层物理层物理层数据链路层数据链路层数据链路层数据链路层网络层网络层网络层网络层传输层传输层传输层传输层会话层会话层会话层会话层表示层表示层表示层表示层应用层应用层应用层应用层物理层协议物理层协议数据链路层协议数据链路层协议网络层协议网络层协议传输层协议传输层协议会话层协议会话层协议表示层协议表示层协议应用层协议应用层协议 比特比特 帧帧 报文报文TPDUSPDUPPDUAPDU1 接口接口2 接口接口3 接口接口4 接口接口5 接口接口6 接口接口主机主机A主机主机B数据单元数据单元层层Chapter22/5

12、4OSI的七层框架的七层框架22名称名称功能功能实例实例应用层应用层用户接口用户接口HTTPTelnet表示层表示层数据的表现形式、特定功能的实现如数据的表现形式、特定功能的实现如- -加密加密ASCII、EBCDICJPEG会话层会话层对应用会话的管理、同步对应用会话的管理、同步操作系统操作系统/ /应用读取应用读取传输层传输层可靠与不可靠的传输、传输前的错误检测、流可靠与不可靠的传输、传输前的错误检测、流控控TCP、UDP网络层网络层提供逻辑地址、选路提供逻辑地址、选路IP数据链路层数据链路层成帧、用成帧、用MACMAC地址访问媒介、错误检测与修正地址访问媒介、错误检测与修正802.3 /

13、 802.2HDLC物理层物理层设备之间的比特流的传输、物理接口、电气特设备之间的比特流的传输、物理接口、电气特性等性等EIA/TIA-232V.35Chapter23/54数据的封装与解封装过程数据的封装与解封装过程31InternetHello!Chapter24/54IP包头包头数据的封装与解封装过程数据的封装与解封装过程32Hello物理层物理层数据链路层数据链路层网络层网络层传输层传输层会话层会话层表示层表示层应用层应用层 比特比特 帧帧 报文报文段段PDUHelloTCP/UDP头头HelloIP包头包头LLC子层子层TCP/UDP头头HelloIP包头包头LLC子层子层MAC子层

14、子层TCP/UDP头头HelloTCP/UDP头头高层数据高层数据MAC子层子层LLC子层子层FCSChapter25/54IP包头包头数据的封装与解封装过程数据的封装与解封装过程33Hello物理层物理层数据链路层数据链路层网络层网络层传输层传输层会话层会话层表示层表示层应用层应用层 比特比特 帧帧 报文报文段段PDUHelloTCP/UDP头头HelloIP包头包头LLC子层子层MAC子层子层TCP/UDP头头HelloIP包头包头LLC子层子层MAC子层子层FCSTCP/UDP头头HelloTCP/UDP头头高层数据高层数据LLC子层子层Chapter26/54阶段总结阶段总结 协议协议

15、 协议分层协议分层 服务服务 服务访问点服务访问点OSI 7层框架层框架 数据包封装与解封装的过程数据包封装与解封装的过程Chapter27/54阶段练习阶段练习J 什么是协议？什么是协议？ J OSI 参考模型包含哪参考模型包含哪7层？其中物理层的作用是层？其中物理层的作用是什么？数据链路层的作用是什么？什么？数据链路层的作用是什么？J 数据在传输时，传输层的数据到网络层后，网络数据在传输时，传输层的数据到网络层后，网络层会做什么动作？层会做什么动作？Chapter28/54TCP/IP协议参考模型协议参考模型v TCP/IP是是20世纪世纪70年代中期美国国防部为年代中期美国国防部为ARP

16、ANET开发的网络体系结构开发的网络体系结构网络接口层网络接口层互联网层互联网层传输层传输层应用层应用层TCP/IP 4层模型层模型物理层物理层数据链路层数据链路层网络层网络层OSI 7层模型层模型会话层会话层表示层表示层应用层应用层传输层传输层互联网层互联网层传输层传输层应用层应用层物理层物理层数据链路层数据链路层TCP/IP 5层模型层模型Chapter29/54TCP/IP模型与模型与OSI模型的比较模型的比较v相同点相同点 两者都是以协议栈的概念为基础两者都是以协议栈的概念为基础 协议栈中的协议彼此相互独立协议栈中的协议彼此相互独立 下层对上层提供服务下层对上层提供服务v不同点不同点

17、OSI是先有模型；是先有模型；TCP/IP是先有协议，后有模型是先有协议，后有模型 OSI适用于各种协议栈；适用于各种协议栈；TCP/IP只适用于只适用于TCP/IP网络网络 层次数量不同层次数量不同Chapter30/54计算机网络拓扑计算机网络拓扑v总线结构总线结构v星型结构星型结构v环型结构环型结构v树型结构网络树型结构网络v混合拓扑结构混合拓扑结构Chapter31/54总线结构总线结构v优点优点 网络结构简单，易于布线网络结构简单，易于布线 v缺点缺点 单点故障单点故障 Chapter32/54星型结构星型结构v优点优点 扩展方便扩展方便 v缺点缺点 对中心节点的依赖性较大对中心节点

18、的依赖性较大 Chapter33/54环型结构环型结构v优点优点 结构简单结构简单,扩展方便扩展方便v缺点缺点 单点故障单点故障 Chapter34/54树型结构网络树型结构网络v优点优点 扩展方便扩展方便 v缺点缺点 对非叶子节点的依赖性大对非叶子节点的依赖性大 Chapter35/54混合拓扑结构混合拓扑结构v优点优点 应用广泛，扩展灵活应用广泛，扩展灵活 v缺点缺点 较难维护较难维护 Chapter36/54IP地址的作用地址的作用v 用来标识一个节点的网络地址用来标识一个节点的网络地址Chapter37/542进制进制v10进制逢进制逢10升位升位 包含数字包含数字0、1、2、3、4、

19、5、6、7、8、9 v2进制逢进制逢2升位升位 只包含数字只包含数字0、1 10进制数进制数2进制数进制数001121031141005101611071118100091001101010Chapter38/54210进制转换进制转换v10进制的进制的8转换成转换成2进制数是多少？进制数是多少？ 因此，因此，10进制的进制的8转换成转换成2进制为进制为100082422210001余数余数Chapter39/54102进制转换进制转换v2进制的进制的1001对应对应10进制数是多少？进制数是多少？ 因此，因此，2进制的进制的1001是是10进制中的进制中的9 1 0 0 1 23 22 21

20、 20 23 0 0 20 819Chapter40/54IP地址的组成地址的组成点分十进制点分十进制最大值最大值 10101100二进制二进制十进制例子十进制例子二进制例子二进制例子 255 255255 255NetworkHost1286432168421 11111111 11111111 11111111 11111111 00010000 01111010 11001100 172 16 12218 916 1724 253212864321684211286432168421128643216842132bits 202 255 10101100Chapter41/54IP地址的

21、分类地址的分类1A类类:Bits:0NNNNNNNHostHostHost8 916 1724 2532范围范围(1-126)1B类类:Bits:10NNNNNNNetworkHostHost8 916 1724 2532范围范围(128-191)1C类类:Bits:110NNNNNNetworkNetworkHost8 916 17242532范围范围(192-223)1D类类:Bits:1110MMMMMulticast Group Multicast Group Multicast Group8 916 17242532范围范围 (224-239)Chapter42/54子网掩码的使用子

22、网掩码的使用子网掩码子网掩码:255 . 0 . 0 . 0ABCD网络网络ID相同，相同，在同一网段，在同一网段，可以通信可以通信网络网络IDA的主机的主机ID255 . 255. 0 . 0A与与C不在同不在同一网段，不能一网段，不能通信通信255 . 255. 255. 0.2A与与C、D不不在同一网段，在同一网段，不能通信不能通信Chapter43/54划分子网划分子网v划分子网的作用划分子网的作用 通过将子网掩码变长，将大的网络划分成多个小的网络通过将子网掩码变长，将大的网络划分成多个小的网络Ch

23、apter44/54v网络，掩码网络，掩码未划分子网的未划分子网的IP地址地址.Chapter45/54划分子网后的划分子网后的IP地址地址v 掩码变成，掩码变成，网络划分为、网络划分为、网络网络IDChapter46/54变长子网掩码（变长子网掩码（VLSM）v标准长度的子网掩码：标准长度的子网掩码： 或或 /8 或或 /16 或或 /24v可变长的子网掩码：可变长的子网掩码： 128（10000000） 例如：例如：28 或或 /25 192（11000000） 例如：例如：255.255.1

24、92.0 或或 /18 224（11100000） 例如：例如：24 或或 /27 240（11110000） 例如：例如： 或或 /12 248（11111000） 例如：例如：48 或或 /29 252（11111100） 例如：例如：52 或或 /30Chapter47/54子网计算子网计算41Other subnets子网掩码为子网掩码为24时，可以划分的时，可以划分的子网子网个数个数和和每子网的主机数每子网的主机数是多少？是多少？Chapter48/54子网计

25、算子网计算42网络网络ID可可以是：以是：主机主机ID可可以是：以是：000010001000011.11110v，掩码由，掩码由/24变为变为/27（）（）v将掩码变成将掩码变成2进制进制 224：111 00000 000 001 010 011 100 101 110 111Chapter49/54子网计算子网计算433. 网络网络ID变成变成10进制：进制：000 00000 0 001 00000 25 32 010 00000 26 64 011 00000 26 + 25 96 100 00000 27 128 101 00000 27 + 25 160 110 00000 27+26 192 111 00000 27+