Exploration_Network_Chapter_2 网络通信

1、思科网络技术学院理事会.http:/1网络通信Network Fundamentals Chapter 22思科网络技术学院理事会.http:/内容内容网络三要素：设备、介质、服务网络三要素：设备、介质、服务网络协议：网络协议：OSI和和TCP/IP模型模型网络编址：物理地址、网络地址和端口号网络编址：物理地址、网络地址和端口号思科网络技术学院理事会.http:/32.1 通信平台4思科网络技术学院理事会.http:/2.1.1 通信要素通信要素 人们使用许多不同的通信方式来交流数据信息人们使用许多不同的通信方式来交流数据信息 三个共同的要素三个共同的要素消息来源消息来源通道通道消息的目的地址

2、消息的目的地址5思科网络技术学院理事会.http:/2.1.2 传达消息传达消息 分段分段 将通信划分为多个片段将通信划分为多个片段.（见（见flash演示）演示）6思科网络技术学院理事会.http:/2.1.2传达消息传达消息 多路复用多路复用 交替发送经过介质的片段交替发送经过介质的片段.7思科网络技术学院理事会.http:/2.1.2传达消息传达消息 使用分段和多路复用在网络上传输消息的弊端是使用分段和多路复用在网络上传输消息的弊端是提高了该过程的复杂程度。提高了该过程的复杂程度。8思科网络技术学院理事会.http:/2.1.3网络的组成部分网络的组成部分设备设备介质介质服务服务9思科网

3、络技术学院理事会.http:/10思科网络技术学院理事会.http:/11思科网络技术学院理事会.http:/12思科网络技术学院理事会.http:/2.1.3网络的组成部分网络的组成部分 设备和介质是网络的物理要素，即硬件设备和介质是网络的物理要素，即硬件. 设备：分为终端设备和中间设备。设备：分为终端设备和中间设备。13思科网络技术学院理事会.http:/2.1.4 终端设备及其在网络中的作用终端设备及其在网络中的作用 终端设备包括终端设备包括:计算机（工作站、笔记本电脑、文件服务器、计算机（工作站、笔记本电脑、文件服务器、Web 服服务器）务器）网络打印机网络打印机VoIP 电话电话安全

4、摄像头安全摄像头移动手持设备（如无线条码扫描仪、移动手持设备（如无线条码扫描仪、PDA）14思科网络技术学院理事会.http:/2.1.5 中间设备及其在网络中的作用中间设备及其在网络中的作用 中间网络设备包括中间网络设备包括:网络接入设备（集线器、交换机和无线接入点）网络接入设备（集线器、交换机和无线接入点）网间设备（路由器）网间设备（路由器）通信服务器和调制解调器通信服务器和调制解调器安全设备（防火墙）安全设备（防火墙） 这些设备将每台主机连接到网络，并且可以将多这些设备将每台主机连接到网络，并且可以将多个独立的网络连接成网际网络。个独立的网络连接成网际网络。15思科网络技术学院理事会.h

5、ttp:/2.1.5中间设备及其在网络中的作用中间设备及其在网络中的作用 中间网络设备上运行的进程执行以下功能中间网络设备上运行的进程执行以下功能:重新生成和重新传输数据信号重新生成和重新传输数据信号维护有关网络和网际网络中存在哪些通道的信息维护有关网络和网际网络中存在哪些通道的信息将错误和通信故障通知其它设备将错误和通信故障通知其它设备发生链路故障时按照备用路径转发数据发生链路故障时按照备用路径转发数据根据根据 QoS 优先级别分类和转发消息优先级别分类和转发消息根据安全设置允许或拒绝数据的通行根据安全设置允许或拒绝数据的通行 16思科网络技术学院理事会.http:/2.1.3网络的组成部分

6、网络的组成部分 介质介质 17思科网络技术学院理事会.http:/2.1.6 网络介质网络介质 现代网络主要使用三种介质来连接设备并提供传现代网络主要使用三种介质来连接设备并提供传输数据的途径。这三种介质是输数据的途径。这三种介质是:无线传输无线传输18思科网络技术学院理事会.http:/2.1.6网络介质网络介质 铜缆与光纤铜缆与光纤电缆内部的金属电线电缆内部的金属电线玻璃或塑料纤维（光缆）玻璃或塑料纤维（光缆）19思科网络技术学院理事会.http:/2.1.3网络的组成部分网络的组成部分 服务和过程是网络设备上运行的通信程序，称为服务和过程是网络设备上运行的通信程序，称为软件。软件。思科网

7、络技术学院理事会.http:/202.2 LANs, WANs, and 网际网络21思科网络技术学院理事会.http:/2.2.1 局域网局域网 网络基础架构在以下方面可能存在巨大差异网络基础架构在以下方面可能存在巨大差异:覆盖的区域大小覆盖的区域大小连接的用户数量连接的用户数量可用的服务数量和类型可用的服务数量和类型 为家庭、建筑或园区提供服务的网络视为局域网为家庭、建筑或园区提供服务的网络视为局域网（LAN）22思科网络技术学院理事会.http:/2.2.2 广域网广域网 分布于不同地区的局域网由称为广域网的网络连分布于不同地区的局域网由称为广域网的网络连接在一起接在一起思科网络技术学院

8、理事会.http:/232.3 协议 24思科网络技术学院理事会.http:/2.3.1 用于规范通信的规则用于规范通信的规则协议协议 无论是面对面还是通过网络进行的所有通信都要无论是面对面还是通过网络进行的所有通信都要遵守预先确定的规则，即遵守预先确定的规则，即协议协议。 协议被显示为协议被显示为分层的架构分层的架构，每种上层服务都依赖，每种上层服务都依赖于其余下层协议所定义的功能。于其余下层协议所定义的功能。 执行某种通信功能所需的一组内在相关协议称为执行某种通信功能所需的一组内在相关协议称为协议簇协议簇。25思科网络技术学院理事会.http:/2.3.2 协议的作用协议的作用 网络协议确

9、保设备通信成功网络协议确保设备通信成功. 1.协议规范消息的格式和结构协议规范消息的格式和结构26思科网络技术学院理事会.http:/2.3.2 协议的作用协议的作用 2.网络设备共享有关于其他网络之间通信的信网络设备共享有关于其他网络之间通信的信息时使用的流程息时使用的流程.27思科网络技术学院理事会.http:/2.3.2协议的作用协议的作用 3.设备之间传送错误消息和系统消息的方式设备之间传送错误消息和系统消息的方式与时间与时间.28思科网络技术学院理事会.http:/2.3.2协议的作用协议的作用 4.数据传送会话的建立和终止数据传送会话的建立和终止.29思科网络技术学院理事会.htt

10、p:/2.3.4 协议的交互协议的交互 Web 服务器和服务器和 Web 浏览器之间的交互是协议簇浏览器之间的交互是协议簇在网络通信中的典型应用示例在网络通信中的典型应用示例. 30思科网络技术学院理事会.http:/2.3.5 技术无关协议技术无关协议 网络协议描述的是网络通信期间应实现的功能。网络协议描述的是网络通信期间应实现的功能。 许多不同类型的设备可以使用相同的协议集通信许多不同类型的设备可以使用相同的协议集通信.这是因为协议指定的是网络功能而非支持此功能这是因为协议指定的是网络功能而非支持此功能的底层技术的底层技术思科网络技术学院理事会.http:/312.4 使用分层模型32思科

11、网络技术学院理事会.http:/2.4.1 使用分层模型的优点使用分层模型的优点 有助于协议设计，因为对于在特定层工作的协议而言，有助于协议设计，因为对于在特定层工作的协议而言，它们的工作方式及其与上下层之间的接口都已经确定它们的工作方式及其与上下层之间的接口都已经确定 促进竞争，因为可以同时使用不同厂商的产品。促进竞争，因为可以同时使用不同厂商的产品。 避免一个协议层的技术或功能变化影响相邻的其它层。避免一个协议层的技术或功能变化影响相邻的其它层。 提供了描述网络功能和能力的通用语言提供了描述网络功能和能力的通用语言33思科网络技术学院理事会.http:/2.4.2 协议模型和参考模型协议模

12、型和参考模型 网络模型有两种基本类型：协议模型和参考模型网络模型有两种基本类型：协议模型和参考模型34思科网络技术学院理事会.http:/2.4.4 通信过程通信过程 完整的通信过程包括以下步骤完整的通信过程包括以下步骤:1.在发送方源终端设备的应用层创建数据在发送方源终端设备的应用层创建数据2.当数据在源终端设备中沿协议栈向下传递时对其分段当数据在源终端设备中沿协议栈向下传递时对其分段和封装和封装3.在协议栈网络接入层的介质上生成数据在协议栈网络接入层的介质上生成数据4.通过由介质和任意中间设备组成的网际网络传输数据通过由介质和任意中间设备组成的网际网络传输数据5.在目的终端设备的网络接入层

13、接收数据在目的终端设备的网络接入层接收数据6.当数据在目的设备中沿协议栈向上传递时对其解封和当数据在目的设备中沿协议栈向上传递时对其解封和重组重组7.将此数据传送到目的终端设备应用层的目的应用程序将此数据传送到目的终端设备应用层的目的应用程序35思科网络技术学院理事会.http:/2.4.4通信过程通信过程 完整的消息通过网络传输完整的消息通过网络传输36思科网络技术学院理事会.http:/2.4.5 协议数据单元和封装协议数据单元和封装 封装封装37思科网络技术学院理事会.http:/2.4.5协议数据单元和封装协议数据单元和封装 根据根据 TCP/IP 协议簇的协议来命名协议簇的协议来命名

14、 PDU。数据数据 - 一般术语，泛指应用层使用的一般术语，泛指应用层使用的 PDU数据段数据段 - 传输层传输层 PDU数据包数据包 - 网络层网络层 PDU帧帧 - 网络接入层网络接入层 PDU比特（位）比特（位） - 通过介质实际传输数据时使用的通过介质实际传输数据时使用的 PDU38思科网络技术学院理事会.http:/2.4.6 发送和接受过程发送和接受过程见教材见教材2.4.6flash39思科网络技术学院理事会.http:/2.4.8 比较比较 OSI 模型与模型与 TCP/IP 模型模型 比较比较 OSI 模型与模型与 TCP/IP 模型模型思科网络技术学院理事会.http:/4

15、02.5 网络编址41思科网络技术学院理事会.http:/2.5.1 网络编址网络编址 每个数据片段必须包含充分的标识信息才能到达每个数据片段必须包含充分的标识信息才能到达正确目的地正确目的地. 为了将数据从一台主机上运行的源应用程序成功为了将数据从一台主机上运行的源应用程序成功传送到另一台主机上运行的目的应用程序，必须传送到另一台主机上运行的目的应用程序，必须包含几种不同类型的地址包含几种不同类型的地址.42思科网络技术学院理事会.http:/2.5.2 数据送达终端设备数据送达终端设备 第一个标识符是主机的物理地址，包含于第第一个标识符是主机的物理地址，包含于第 2 层层 PDU（称为帧）

16、的帧头中。（称为帧）的帧头中。 第第 2 层涉及报文在单一本地网络中的传输。第层涉及报文在单一本地网络中的传输。第 2 层地址在本地网络中是唯一的，代表物理介质上层地址在本地网络中是唯一的，代表物理介质上的终端设备地址。的终端设备地址。 在使用以太网的在使用以太网的 LAN 中，此地址称为介质访问控中，此地址称为介质访问控制制 (MAC) 地址。地址。43思科网络技术学院理事会.http:/2.5.2 数据送达终端设备数据送达终端设备 协议数据单元的报头包含设备地址字段协议数据单元的报头包含设备地址字段44思科网络技术学院理事会.http:/2.5.3 数据通过网际网络数据通过网际网络 第第 3 层协议主要用