IP网络基础知识培训

Page1IP网络技术培训主讲：宋公兴2012年9月Page2第1章TCP/IP协议与OSI参考模型第2章IP地址分类与子网划分第3章数据封装和转发第4章主要网络设备第5章常用网络维护命令Page3第1章TCP/IP协议与OSI参考模型第2章IP地址分类与子网划分第3章数据封装和转发第4章主要网络设备第5章常用网络维护命令Page4TCP/IP协议与OSI参考模型计算机网络协议是指连接在网络上的计算机进行相互通信的规则约定。计算机网络协议Page5OSI七层模型的目的让不同厂牌的计算机拥有共通的通信协议Page6TCP/IP协议和OSI参考模型TCP/IP协议栈具有简单的分层设计，与OSI参考模型有清晰的对应关系。应用层表示层会话层传输层网络层数据链路层物理层应用层传输层网络层7654321物理层数据链路层OSI参考模型TCP/IPPage7TCP/IP协议栈的封装过程用户数据用户数据Appl首部应用数据Tcp首部Ip首部应用数据Tcp首部以太网首部应用数据Tcp首部Ip首部以太网首部TCP段IP数据报1420204以太网帧46-1500字节应用程序TCPIP以太网驱动程序Page8TCP/IP协议数据封装方式TELNET23FTP20/21SMTP25TFTP69SEGMENTIPPACKETSFRAMESBITSPage9TCP/IP协议栈HTTP、Telnet、FTP、TFTP、Ping、etcTCP/UDPARP/RARPIPICMP802.3接口和线缆应用层传输层网络层数据链路层提供应用程序网络接口建立端到端连接寻址和路由选择物理介质访问二进制数据流传输物理层Page10传输层协议概述应用层传输层网络层网络接入层TCPUDPPage11端口号传输层协议用端口号来标识和区分各种上层应用程序。HTTPFTPTelnetSMTPDNSTFTPSNMPTCPUDPIP数据包8020/2123255369161Page12TCP连接clientserverPage13断开TCP连接clientserverPage14网络层协议概述网络接入层应用层传输层网络层IPARPRARPICMPPage15IP报文格式版本报文长度服务类型总长度标识符标志片偏移生存时间协议报头校验和源IP地址目的IP地址IP选项Page16ARP－地址解析协议需要10.0.0.2的MAC地址？IP:10.0.0.1/24MAC:00-E0-FC-00-00-11IP:10.0.0.2/24MAC:00-E0-FC-00-00-12ARPRequest?ARPReply10.0.0.2对应的MAC：00-E0-FC-00-00-12Page17ICMP协议B可达吗？ICMPEchoRequestICMPEchoReply我在。ABPage18LAN数据链路层标准IEEE802制定了系列局域网标准IEEE802.3：以太网IEEE802.4：令牌总线IEEE802.5：令牌环IEEE802.11：无线局域网IEEE802标准涵盖了物理层和数据链路层Page19物理层物理层位于OSI参考模型的最底层，它直接面向实际承担数据传输的物理媒体(即信道)。物理层的传输单位为比特。物理层是指在物理媒体之上为数据链路层提供一个原始比特流的物理连接。物理层协议规定了与建立、维持及断开物理信道所需的机械的、电气的、功能性的和规程性的特性。其作用是确保比特流能在物理信道上传输。Page20常见的物理层接口10M以太网接口100M以太网接口1000M以太网接口Page2110M以太网接口10Base-T目前使用最广泛的局域网标准之一使用双绞线作为物理传输介质10Base5曾经广泛应用于主干局域网使用粗同轴电缆作为物理传输介质10Base2使用细同轴电缆作为物理传输介质Page2210Base-T的物理介质3类双绞线4类双绞线5类双绞线超5类双绞线6类双绞线有屏蔽与非屏蔽之分均为8芯电缆双绞线的类型由单位长度内的绞环数确定Page235类双绞线的线序直连网线交叉网线Side1Side2Side112345678123456781=白/橙2=橙3=白/绿4=蓝5=白/蓝6=绿7=白/棕8=棕Side2Side1Side2Side1Side212345678123456781=白/橙2=橙3=白/绿4=蓝5=白/蓝6=绿7=白/棕8=棕1=白/橙2=橙3=白/绿4=蓝5=白/蓝6=绿7=白/棕8=棕1=白/绿2=绿3=白/橙4=蓝5=白/蓝6=橙7=白/棕8=棕Page24100M以太网接口100Base-TX物理介质采用5类以上双绞线网段长度最多100米100Base-FX物理介质采用单模光纤，网段长度可达10公里物理介质采用多模光纤，网段长度最多2000米Page251000M以太网接口1000Base-T物理介质采用5类以上双绞线，网段长度最多100米1000Base-F物理介质采用多模光纤，网段长度最多500米Page26设备连接方式主机路由器交换机普通口主机crosscrossnormal路由器crosscrossnormal交换机普通口normalnormalcrossPage27第1章TCP/IP协议与OSI参考模型第2章IP地址分类与子网划分第3章数据封装和转发第4章主要网络设备第5章常用网络维护命令Page28在全球电话网上，可唯一标识的电话号码在全球互联网上，可唯一标识的主机地址Page293、IP地址的的含义（1）、普通IP地址电话号码86－10－6278－0203国家城市市内电话局局内电话机IP地址166.111.32.155网络部分主机部分区分不同的网络在同一网络中区分不同的主机Page30010110111011110Network(7bit)Network(14bit)Network(21bit)组播地址保留Host(24bit)Host(16bit)Host(8bit)A类地址B类地址C类地址D类地址E类地址128.0.0.0~191.255.255.255192.0.0.0~223.255.255.255224.0.0.0~239.255.255.255240.0.0.0~255.255.255.255IP地址分类1.0.0.0~126.255.255.255Page31特殊IP地址网络部分主机部分地址类型用途127any全“0”全“1”Any全“0”Any全“1”网络地址代表一个网段广播地址特定网段的所有节点环回地址环回测试广播地址本网段所有节点所有网络用于指定默认路由Page32私有IP地址10.0.0.0~10.255.255.255172.16.0.0~172.31.255.255192.168.0.0~192.168.255.25510.110.192.11120.130.188.144Page33网络地址与子网掩码IP地址：192.168.1.100子网掩码：网络地址：192.168.1.0255.255.255.0Page34子网规划举例例子：某公司分配到C类地址201.222.5.0。假设需要20个子网，每个子网有5台主机，我们该如何划分？201.222.5.0255.255.255.0201.222.5.8255.255.255.248201.222.5.16255.255.255.248201.222.5.24255.255.255.248201.222.5.32255.255.255.248201.222.5.9255.255.255.248201.222.5.17255.255.255.248201.222.5.25255.255.255.248201.222.5.33255.255.255.248Page35第1章TCP/IP协议与OSI参考模型第2章IP地址分类与子网划分第3章数据封装和转发第4章主要网络设备第5章常用网络维护命令Page36数据的封装和转发我们采用上图对数据的封装和转发过程进行分析。当主机向其他的设备跨网络传输数据时，数据要进行封装，就是在OSI模型的每一层加上协议信息。每一层只与接收设备上相应的对等层进行通信。B公司2M专线PC1:211.139.195.10PC2:211.139.195.11PC1:211.139.197.11PC2:211.139.197.12Fa0/0:211.139.195.1Fa0/0:211.139.197.1S0/0:211.139.196.1S0/0:211.139.196.2A公司交换机A交换机B路由器A路由器BFa0/1:211.139.198.1C公司PC1:211.139.198.11PC2:211.139.198.12交换机CPage37数据封装在上图中当A公司的PC1向B公司的PC1发送数据时，数据的封装过程如下：上层数据上层数据数据数据0010001000比特流应用层表示层网络层物理层数据链路层会话层传输层TCP报头IP报头LLC报头1、用户信息被转为数据2、数据被转换为数据段3、数据段被转换为数据包4、数据包被转换为数据帧5、数据帧被转换为比特流A公司PC1数据封装过程当B公司的PC1接收数据时，按上图相反的过程拆除封装，最终得到A公司PC1发来的用户数据。Page38从A公司PC1到B公司PC1的数据转发过程如下：1、A公司PC1把数据封装后，以比特流的方式发送到交换机A。2、交换机A把比特流还原数据帧，根据目标MAC地址把数据帧转发到路由器A。3、路由器A把数据帧还原数据包，根据数据包的目标IP地址转发到路由器B。4、路由器B根据数据包的的目标IP地址经ARP协议查出对应的MAC地址转发到交换机B。5、交换机B根据MAC地址把数据转发到B公司的PC1。数据转发B公司2M专线PC1:211.139.195.10PC2:211.139.195.11PC1:211.139.197.11PC2:211.139.197.12Fa0/0:211.139.195.1Fa0/0:211.139.197.1S0/0:211.139.196.1S0/0:211.139.196.2A公司交换机A交换机B路由器A路由器BFa0/1:211.139.198.1C公司PC1:211.139.198.11PC2:211.139.198.12交换机CPage39第1章TCP/IP协议与OSI参考模型第2章IP地址分类与子网划分第3章数据封装和转发第4章主要网络设备第5章常用网络维护命令Page40网络设备类型物理层数据链路层MAC寻址(GE、FE）三层交换机BAS宽带接入服务器用户管理控制、认证分配地址等（GE、ATM155M、FE）路由器10G、POS、GEDSLAMADSL接入复用（GE、ATM155M、FE）Page41集线器■集线器图例Page42集线器■集线器数据传输方式主机之间传输数据包时，都是以广播方式传输的，把数据包发送到每一个端口，再由每一个终端根据数据包头的地址确定是否接收。这样同一时刻只能传输一组数据，发生冲突还得重试。Page43集线器HUB联网图ABCDEAB数据丢弃接受Page44二层交换机何为二层交换机？二层交换技术是发展比较成熟，二层交换机属数据链路层设备，可以识别数据包中的MAC地址信息，根据MAC地址进行转发，并将这些MAC地址与对应的端口记录在自己内部的一个地址表中。123Page45二层交换机二层交换图例Page46二层交换机二层交换机工作流程（1）当交换机从某个端口收到一个数据包，它先读取包头中的源MAC地址，这样它就知道源MAC地址的机器是连在哪个端口上的；（2）再去读取包头中的目的MAC地址，并在地址表中查找相应的端口；（3）如表中有与这目的MAC地址对应的端口，把数据包直接复制到这端口上；（4）如表中找不到相应的端口则把数据包广播到所有端口上，当目的机器对源机器回应时，交换机又可以学习一目的MAC地址与哪个端口对应，在下次传送数据时就不再需要对所有端口进行广播了。Page47ABCDEAB