网络系统培训1-网络基本概念

2019/9/171网络基础知识介绍主讲人：施峥嵘2019/9/172提纲基本概念常见招投标参数常用网络拓朴结构参考资料2019/9/173基本概念路由与交换OSI参考模型与TCP/IP模型局域网技术以太网VLANIP地址划分2019/9/174计算机网络计算机网络：通信与计算机技术的结合产生了计算机网络。它是一些互相连接的、自治的计算机的集合。组成部分：主机：它们向用户提供服务通信子网：有专用的通信处理机和连接通信结点的链路组成协议：通信双方事先约定好的必须遵守的规则发展历史：以主机为中心面向终端的计算机网络；以通信子网为中心的计算机网络；面向异种机互连的开放系统。网络协议：为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定。三个要素：语法：数据语控制信息的结构和格式语义：需要发出何种控制信息、完成何种动作以及做出何种应答同步：事件实现顺序的详细说明2019/9/175路由和交换路由和交换是网络世界中两个重要的概念。传统的交换发生在网络的第二层，即数据链路层，路由发生在第三层，网络层。路由－－L3–路由是把信息从源穿过网络传递到目的的行为，在路上，至少遇到一个中间节点。路由通常与桥接来对比，在粗心的人看来，它们似乎完成的是同样的事。它们的主要区别在于桥接发生在OSI参考协议的第二层（链接层），而路由发生在第三层（网络层）。这一区别使二者在传递信息的过程中使用不同的信息，从而以不同的方式来完成其任务。交换－－L2–从本意上来讲，交换只是一种技术概念，即完成信号由设备入口到出口的转发。因此，只要是和符合该定义的所有设备都可被称为交换设备。由此可见，“交换”是一个涵义广泛的词语，当它被用来描述数据网络第二层的设备时，实际指的是一个桥接设备；而当它被用来描述数据网络第三层的设备时，又指的是一个路由设备。2019/9/176路由和交换的工作层次物理层网络层数据链路层传输层应用层OSI协议分层工作方式网络设备地址集线器电信号交换交换机MAC地址路由路由器IP地址2019/9/177网络协议体系结构网络体系结构是掌握企业网技术的理论框架开放系统互连（ISO/OSI）是标准的体系结构TCP/IP是工业界默认的开放网络协议在网络体系结构中,网络结点对应协议栈,网络连接对应协议连接在网络体系结构中理解网络协议、知识和产品2019/9/178计算机网络中采用层次结构，它有以下一些好处：各层之间相互独立。灵活性好。各层实现技术的改变不影响其他层。易于实现和维护。有利于促进标准化。2019/9/179OSI七层参考模型物理层(PhysicalLayer)：利用传输介质为数据链路层提供物理连接，实现比特流的透明传输。数据链路层(DataLinkLayer)：在物理层提供比特流服务的基础上，线路变成无差错的数据链路。网络层(NetworkLayer)：为数据在结点之间传输创建逻辑链路，通过路由选择算法为分组通过通信子网选择最适当的路径，以及实现拥塞控制授、网络互连功能。传输层(TransportLayer)：向用户提供端到端(最终用户到最终用户)的透明的、可靠的数据传输服务。会话层(SessionLayer)：为表示层提供建立、维护和结束会话连接的功能，并提供会话管理服务等功能。表示层(PresentationLayer)：用于处理在两个通信系统中交换信息的表示方式，主要包括数据格式变换、数据加密与解密、数据压缩与恢复等功能。应用层(ApplicationLayer)：为网络用户或应用程序提供各种服务，如文件传输(FTP)、电子邮件(E－mail)、分布式数据库以及网络管理等。2019/9/1710通信示例及对应的OSI环境APAP通信子系统通信子系统数据通信网计算机到计算机的通信用户到用户的通信计算机A计算机B网络环境APAP76543217654321332211计算机A计算机B本地系统环境网络环境OSI环境2019/9/1711帧构造、帧还原应用层应用层表示层表示层会话层会话层传输层传输层网络层网络层数据链路层数据链路层物理层物理层HostAHostBAHAHPHAHPHSHAHPHSHTHAHPHSHTHNHAHPHSHTHNHDHAHPHSHTHNHDHAHAHAHAHAHAHAHPHPHPHPHPHPHSHSHSHSHSHTHTHTHTHNHNHNHDHDH2019/9/1712TCP/IP协议簇功能模块关系应用传输网络互连网络接口和硬件FTP,SMTP,DHCP,BOOTPTCP/UDPIPICMPARP/RARPIEEE802.3,ATM,X.25,PPPTCP/IP协议簇功能模块关系层的名称功能简述应用层向用户提供一组常用的应用程序，如文件传输、电子邮件等传输层(TCP)提供端到端的数据传输服务网际层(IP)定义数据报，处理路由网络访问层接收网际层数据报，通过网络发送；从网络上接收数据送交IP层2019/9/1713TCP/IP协议簇丰富的应用协议多重协议栈GopherKerbXwinRexecMIMESMTPTelnetFTPDNSTFTPNFSRPCNCSSNMPTCPUDPPingTraceRouteIPARPRARPICMPEthernet,Token-Ring,FDDI,X.25,Wireless,Async,ATM,SNATCP/IP协议簇2019/9/1714TCP/IP与OSI参考模型的对应关系应用层表示层会话层传输层物理层数据链路层网络层7654321OSI参考模型应用层传输层网络接口网际层TCP/IP概念层次Ethernet,802.3,802.5,FDDI等等TCP/IP支持所有的、标准的物理和数据链路协议2019/9/1715ISO/OSI参考模型&TCP/IP协议簇OSI仅仅是一个框架模型TCP/IP是一个具体协议实例网络设备和应用是产品实现开放系统互连（OSI）参考模型应用层表示层会话层运输层网络层数据链路层物理层OSI参考模型对应网络协议举例互连设备/应用系统举例FTP，TFTP，NFSSMTP，POP3SNMP，Telnet，HTTPDHCP，BOOTP，DNSTCP，UDP网关，代理服务器，文件传输服务器、域名服务器，万维网服务器IP，ICMP，ARP，RARP路由器/访问服务器PPP，HDLC，LLC，MAC网桥、局域网交换机，ATM交换机V.24，V.35，局域网物理层转发器、集线器传输子网高层协议网络互连协议2019/9/1716小结(1)网络体系结构与网络协议是网络技术中两个最基本的概念。(2)计算机网络是由多个互连的计算机结点组成的，结点之间要做到有条不紊地交换数据，每个结点都必须遵守一些事先约好的规则。(3)对于结构复杂的计算机网络来说，最好的组织形式是层次结构模型。计算机网络协议就是按照层次结构模型来组织的。(4)网络层次结构模型与各层协议的集合定义为计算机网络体系结构。(5)OSI参考模型定义了开放系统的层次结构、层次之间的相互关系及各层所包括的可能的服务，它对推动网络协议标准化的研究起到了重要作用。(6)TCP/IP参考模型与协议利用正确的策略，抓住了有利时机，伴随着Internet的发展而为目前公认的工业标准。2019/9/1717路由与交换OSI参考模型与TCP/IP模型局域网技术以太网VLANIP地址划分基本概念2019/9/1718局域网参考模型应用层OSI参考模型表示层会话层传输层网络层数据链路层物理层局域网参考模型高层协议LLC子层MAC子层IEEE802标准范围传输媒体传输媒体高层协议高层协议LLC子层MAC子层物理层物理层IEEE802局域网参考模型2019/9/17191.物理层物理层涉及到通信在信道上传输的原始比特流，它的主要作用是确保在一段物理链路上二进制位信号的正确传输。物理层的主要功能包括信号的编码/解码、同步前导码的生成与去除、二进制位信号的发送与接收。2.MAC子层介质访问控制子层(MAC)是数据链路层的一个功能子层，MAC子层构成了数据链路层的下半部，它直接与物理层相邻。MAC子层是与传输介质有关的一个数据链路层的功能子层，它主要制定管理和分配信道的协议规范。2019/9/1720MAC地址:作用：局域网上的计算机利用MAC地址表示自己和他人的身份MAC地址通常存储在网络接口卡NIC中MAC地址位于OSI参考模型的数据链路层2019/9/17213.LLC子层逻辑链路控制子层(LLC)也是数据链路层的一个功能子层。它构成了数据链路层的上半部，与网络层和MAC子层相邻。LLC子层在MAC子层的支持下向网络层提供服务。它可运行于所有802局域网和城域网的协议之上。LLC子层与传输介质无关，它独立于介质访问控制方法，隐藏了各种局域网技术之间的差别，向网络层提供一个统一的格式与接口。LLC子层的作用是在MAC子层提供的介质访问控制和物理层提供的比特服务的基础上，将不可靠的信道处理为可靠的信道，确保数据帧的正确传输。2019/9/1722IEEE802局域网标准802.3CSMA/CD物理层802.4TokenBus物理层802.5TokenRing物理层802.6城域网802.9ISDN802.11无线局域网802.2逻辑链路控制子层802.1LAN体系结构与网络互连高层LLCMAC物理层IEEE802各分委员会结构关系与局域网标准图2019/9/1723以太网以太网技术特性以太网是基带网，它采用基带传输技术。以太网的标准是IEEE802.3，它使用CSMA/CD介质访问控制方法。以太网是一种共享型网络，网络上的所有站点共享传输媒体和带宽。以太网是广播式网络。以太网的数字信号采用曼彻斯特编码方案。以太网所支持的传输介质类型有50Ω基带同轴电缆(粗同轴电缆和细同轴电缆)、非屏蔽双绞线和光纤。2019/9/1724以太网以太网所构成的拓扑结构主要是总线型和星型。有多种以太网标准，它们支持不同的传输速率(10Mbps、100Mbps、1000Mbps和10Gbps)以太网是可变长帧，长度为：64Bytes~1514Bytes。以太网技术先进，但很简单，这是它获得成功的主要原因。以太网技术成熟，价格低廉、易扩展、易维护、易管理。2019/9/1725虚拟局域网VLAN虚拟局域网的结构虚拟网(逻辑网)是以交换式网络为基础，把网络上的用户(终端设备)分为若干个逻辑工作组，每个逻辑工作组就是一个VLAN。VLAN并不是一种新型的局域网技术，而是交换网络为用户提供的一种服务。虚拟网技术是OSI第二层的技术，该技术的实质是将连接到交换机上的用户进行逻辑分组。每个逻辑分组相当于一个独立的网段。2019/9/1726VLAN划分的策略端口MAC地址协议类型网络层地址用户定义某些最新的策略类型2019/9/1727在一台交换机上配置VLAN2019/9/1728跨越多台交换机的VLAN2019/9/1729路由与交换OSI参考模型与TCP/IP模型局域网技术以太网VLANIP地址划分基本概念2019/9/1730为了充分利用IP地址空间，Internet委员会定义了五种IP地址类型以适合不同容量的网络，即A类至E类，如图所示。其中A、B、C三类由InterNIC在全球范围内统一分配，D、E类为特殊地址。IP地址的分类0网络地址(7位)主机地址(24位)A类地址1816243210网络地址(14位)主机地址(16位)B类地址110网络地址(21位)主机地址(8位)C类地址1110多目的广播地址(28位)D类地址11110保留用于实验和将来使用E类地址主机地址范围1.0.0.0到127.255.255.255128.0.0.0到191.255.255.255192.0.0.0到223.255.255.255224.0.0.0到239.255.255.255240.0.0.0到247.255.255.2552019/9/1731如果