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1TCP/IP之一基本原理新疆通信规划设计院2010年7月新疆通信规划设计院2现在网络已经不仅仅是一个时髦的名词。事实上它已经成为人们生活不可缺少的一部分。新疆通信规划设计院3学习完此课程，您将会：–理解网络的基本概念和结构–区分ISOOSI参考模型的分层结构及各层的功能–了解TCP/IP协议栈各层的主要协议新疆通信规划设计院4第1章网络概述第2章OSI参考模型第3章TCP/IP协议新疆通信规划设计院5第1章网络概述第1节网络定义第2节LAN和WAN第3节网络拓扑第4节标准化组织新疆通信规划设计院6计算机网络SOHOServerIPHotelIntranet移动新疆通信规划设计院7网络协议•网络协议(Protocol)是网络设备之间通信规则的正式描述。5432154321TCP/IP协议栈SourceHostADestinationHostB好啊！我刚好也懂TCP/IP。请问可以用TCP/IP和你通信吗?TCP/IP协议栈新疆通信规划设计院8网络的演进Host主机网络低速连接HostWAN简单连接1960’s–1970’s基于网络的连接1970’s–1980’s网络互联1980’s–新疆通信规划设计院9第1章网络概述第1节网络定义第2节LAN和WAN第3节网络拓扑第4节标准化组织新疆通信规划设计院10LAN的定义•LAN定义：通常指几公里以内的，可以通过某种介质互联的计算机、打印机、modem或其他设备的集合。•特点：距离短、延迟小、数据速率高、传输可靠。•标准（standard）：描述了协议的规定，设定了最简的性能集。新疆通信规划设计院11LAN常用设备•LAN的设计目标：–运行在有限的地理区域；–允许同时访问高带宽的介质；–通过局部管理控制网络的私有权利；–提供全时的局部服务；–联接物理相临的设备。HUB交换机路由器ATM交换机新疆通信规划设计院12广域网的定义与分类•WAN定义：在大范围区域内提供数据通信服务，主要用于互连局域网。•WAN分类：–综合业务数字网：ISDN–数字数据网：DDN–X.25分组交换网–帧中继：FrameRelay–异步传输模式：ATM新疆通信规划设计院13广域网的交换模式•电路交换：基于电话网的电路交换–优点：时延小、透明传输；–缺点：带宽固定，网络资源利用率低。•分组交换：以分组为单位存储转发–优点：多路复用，网络资源利用率高；–缺点：实时性差。新疆通信规划设计院14广域网的常用设备•WAN的设计目标：–运行在广阔的地理区域；–通过串行链路进行访问；•网络控制服从公共服务的规则；–提供全时的或部分时间的联接性；–联接物理上分离的、遥远的、甚至全球的设备。Modem/CSU/DSU路由器广域网交换机接入服务器新疆通信规划设计院15带宽与延迟•带宽：描述网络上数据在一定时刻从一个节点传送到任意节点的信息量。•以太网带宽：10M、100M、1000M等。•广域网各类服务带宽。–Modem拨号上网带宽为56kbps–ISDNBRI带宽最高为128Kbps–E1/PRI带宽为2Mbps–E3带宽为34Mbps–OC-3带宽为155Mbps–高速带宽：2.5G、10G、40G……•延迟：节点间数据传送所需要的时间。新疆通信规划设计院16第1章网络概述第1节网络定义第2节LAN和WAN第3节网络拓扑第4节标准化组织新疆通信规划设计院17常见网络拓扑结构•拓扑结构：–总线、星型、树型–环型、网型新疆通信规划设计院18第1章网络概述第1节网络定义第2节LAN和WAN第3节网络拓扑第4节标准化组织新疆通信规划设计院19标准化组织•国际标准化组织（ISO）•电子电器工程师协会（IEEE）•美国国家标准局（ANSI）•电子工业协会（EIA/TIA）•国际电信联盟（ITU）•INTERNET架构委员会（IAB）新疆通信规划设计院20第1章网络概述第2章OSI参考模型第3章TCP/IP协议新疆通信规划设计院21第2章OSI网络参考模型第1节OSI网络参考模型概述第2节物理层第3节数据链路层第4节网络层第5节传输层第6节会话层、表示层和应用层新疆通信规划设计院22OSI网络参考模型•OSIRM：开放系统互连参考模型（OpenSystemInterconnectionReferenceModel）网络世界的法律!新疆通信规划设计院23七层功能•分层有什么好处？应用层表示层会话层传输层网络层数据链路层物理层1234567底层:负责网络数据传输高层:负责主机之间的数据传输新疆通信规划设计院24七层功能应用层表示层会话层传输层网络层数据链路层物理层1234567提供应用程序间通信处理数据格式、数据加密等建立、维护和管理会话建立主机端到端连接寻址和路由选择提供介质访问、链路管理等比特流传输新疆通信规划设计院25对等通信•每一层利用下一层提供的服务与对等层通信；每一层使用自己的协议HostAHostBAPDUPPDUSPDUSegmentPacketFrameBit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表示层会话层传输层网络层数据链路层物理层新疆通信规划设计院26数据封装与解封装•数据封装和解封装过程。DataH主机服务器交换机路由器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表示层会话层传输层网络层数据链路层物理层DataDataHHDataHDataDataHH新疆通信规划设计院27第2章OSI网络参考模型第1节OSI网络参考模型概述第2节物理层第3节数据链路层第4节网络层第5节传输层第6节会话层、表示层和应用层新疆通信规划设计院28物理层（1）•物理层：定义电压、接口、线缆标准、传输距离等。•物理层线缆：–同轴电缆（coaxicalcable）：细缆和粗缆–双绞线（twistedpair）：UTP、STP–光纤（fibre）–无线电波（wirelessradio）：无线局域网WLAN新疆通信规划设计院29物理层（2）•局域网与物理层–线缆标准：10Base-T、100Base-T、100Base-TX/FX、1000Base-T、1000Base-SX/LX；–网络设备：中继器、集线器等。•广域网与物理层–DTE设备：路由器、终端主机等；–DCE设备：广域网交换机、Modem、CSU/DSU等；–常见接口：RS-232、V.24、V.35等。新疆通信规划设计院30MAC/物理地址•MAC地址有48位，不同厂家产品前3个字节是不同的。00e0.fc01.2345厂商编号序列号24bits24bits00e0.fc01.2345RomRam新疆通信规划设计院31第2章OSI网络参考模型第1节OSI网络参考模型概述第2节物理层第3节数据链路层第4节网络层第5节传输层第6节会话层、表示层和应用层新疆通信规划设计院32数据链路层•数据链路层分为2个子层：LLC子层和MAC子层。•数据链路层的功能：–物理地址定义–网络拓扑结构–链路参数–差错验证–物理介质访问–流控制（可选）新疆通信规划设计院33局域网与数据链路层•IEEE802标准：当今最为流行的LAN标准–IEEE802.1基本局域网问题–IEEE802.2定义LLC子层–IEEE802.3以太网标准–IEEE802.4令牌总线网–IEEE802.5令牌环网•LAN数据链路层设备：HUB、网桥、以太网交换机新疆通信规划设计院34广域网与数据链路层•WAN数据链路层标准：–HDLC–PPP–ISDN–X.25–FrameRelay•WAN数据链路层设备：–Modem、ISDN终端适配器–CSU/DSU、广域网交换机新疆通信规划设计院35第2章OSI网络参考模型第1节OSI网络参考模型概述第2节物理层第3节数据链路层第4节网络层第5节传输层第6节会话层、表示层和应用层新疆通信规划设计院36网络层寻址与路由选择应用层表示层会话层传输层网络层数据链路层物理层新疆通信规划设计院37网络地址•网络层地址由两部分地址组成：网络层地址和主机地址。网络层地址是全局唯一的。IP地址IPX地址网络地址主机地址10.8.2.48网络地址主机地址1aceb0b1.0000.0c00.6e25新疆通信规划设计院38路由协议与可路由协议•可路由协议：IP、IPX•路由协议：RIP、OSPF、BGP等N2N1N1.H1N1.H2N2.H1新疆通信规划设计院39面向连接和无连接的服务•面向连接的服务：适合延迟敏感性应用–建立连接–数据传输–断开连接•无连接的服务：适合延迟不敏感的应用–无需建立连接–资源动态分配新疆通信规划设计院40网络层协议操作网络层数据链路层物理层网络层数据链路层物理层网络层数据链路层物理层网络层数据链路层物理层表示层会话层传输层应用层ABCDERouterARouterBRouterC新疆通信规划设计院41第2章OSI网络参考模型第1节OSI网络参考模型概述第2节物理层第3节数据链路层第4节网络层第5节传输层第6节会话层、表示层和应用层新疆通信规划设计院42传输层•传输层功能：–分段上层数据；–建立端到端连接；–将数据从一端主机传送到另一端主机；–保证数据按序、可靠、正确传输。•传输层协议：–TCP/IP协议栈的TCP协议和UDP协议–IPX/SPX协议栈的SPX协议等。新疆通信规划设计院43Data端到端通信传输虚电路Host流量控制•流量控制的三种方式：–缓存技术：突发缓存，空闲发送。–源抑制报文：利用ICMP协议向源端发送sourcequench报文。–窗口机制：报文中包含窗口字段，用于控制源端一次发送数据的多少。新疆通信规划设计院45确认技术Send1,2,3Acknowledge4Send4,5,6Acknowledge4Send4,5,6传输虚电路源目的新疆通信规划设计院46第2章OSI网络参考模型第1节OSI网络参考模型概述第2节物理层第3节数据链路层第4节网络层第5节传输层第6节会话层、表示层和应用层新疆通信规划设计院47高层协议•会话层协议：–SQL、NFS、RPC等；•表示层协议：–ASCII、MPEG、JPEG等；•应用层协议：–文字处理、邮件、电子表格等。新疆通信规划设计院48第1章网络概述第2章OSI参考模型第3章TCP/IP协议新疆通信规划设计院49TCP/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。7654321OSI参考模型TCP/IP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数据链路层物理层54321新疆通信规划设计院50TCP/IP协议栈的封装过程用户数据用户数据App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以太网驱动程序新疆通信规划设计院51TCP/IP协议数据封装方式TELNET23FTP20/21SMTP25TFTP69SEGMENTIPPACKETSFRAMESBITS新疆通信规划设计院52TCP/IP协议栈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HTTP、Telnet、FTPTFTP、Ping、etcTCP/UDPIPEthernet、802.3、PPP接口和线缆新疆通信规划设计院53问题•OSI网络参考模型分为哪几层？它们的功能是什么？•MAC地址和IP地址有什么区别？•TCP/IP协议和OSI参考模型的异同？新疆通信规划设计院54•网络的基本概念和结构•局域网和广域网的定义及常见设备•OSI网络参考模型的分层结构及各层功能•TCP/IP协议栈小结新疆通信规划设计院55谢谢!