网络技术基础

1郑州市教育局网管人员培训----网络基本技术河南威帆信息技术股份有限公司侯炜[e-mail]2009.322网络基础技术目录网络基本概念OSI七层架构TCP/IP协议IP地址分类及子网划分常见网络接口与线缆简介33网络基本概念网络定义LAN和WAN网络拓扑标准化组织44网络是如何产生及发展起来的？在单机环境中，单台计算机独立、自行工作，既不高效，也不经济发展中需要解决的3个问题设备和资源的重复建设不能高效率地进行通信缺乏网络管理55什么是计算机网络？LAN地理位置分散具有独立功能通过通信设备和线路连接配有相应的网络软件实现信息传输和资源共享66计算机网络系统InternetSOHO移动用户公司总部分支机构77通信协议5432154321TCP/IP协议栈源主机A目的主机B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网络协议是网络设备之间通信规则的正式描述。88网络的演进主机主机网络低速连接服务器WAN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–99LAN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或其它设备的集合。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。1010LAN常用设备LAN的设计目标：运行在有限的地理区域；允许网络设备同时访问高带宽的介质；通过局部管理控制网络的权限；提供全时的局部服务；连接物理上相邻的设备。HUB交换机路由器中继器1111WAN定义和分类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：公用电话网：PSTN综合业务数字网：ISDN数字数据网：E1专线公用分组交换网：X.25帧中继：FrameRelay异步传输模式：ATM1212WAN常用设备WAN的设计目标：运行在广阔的地理区域；通过低速串行链路进行访问；网络控制服从公共服务的规则；提供全时的或部分时间的连接；连接物理上分离的、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1313带宽和延迟带宽：描述在一定时间范围内数据从网络的一个节点传送到任意节点的容量，通常用bit/s表示。以太网带宽：10Mbit/s、100Mbit/s、1000Mbit/s等。广域网各类服务带宽。延迟：描述网络上数据从一个节点传送到另一个节点所经历的时间。1414常见网络拓扑结构拓扑结构：总线型、星型、树型环型、网型1515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）1616网络基础技术目录网络基本概念OSI七层架构TCP/IP协议IP地址分类、子网划分常见网络接口与线缆简介1717OSI参考模型物理层数据链路层网络层传输层会话层表示层应用层1818OSI参考模型OSIRM：开放系统互连参考模型（OpenSystemInterconnectionReferenceModel）OSIRM定义了网络中设备所遵守的层次结构分层结构的优点：简化网络的操作提供设备间兼容性和标准接口促进标准化工作结构上可以分隔易于实现和维护1919OSI参考模型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开放系统互连参考模型（OpenSystemInterconnectionReferenceModel）2020OSI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2121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。HostAHostBAPDUPPDUSPDU段Segment包Packet帧Frame比特Bit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2222数据封装与解封装过程主机主机二层交换机路由器DataDataData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TCPIPTCPMAC+LLCDataIPTCPDataDataDataTCPIPTCPMAC+LLCDataIPTCP10100101110001101001011100012323物理层物理层：定义电压、接口、线缆标准、传输距离等物理层介质：同轴电缆（coaxialcable）：细缆和粗缆双绞线（twistedpair）：UTP、STP光纤（fiber）：单模、多模无线（wireless）：红外线、蓝牙BlueTooth、WLAN技术应用层表示层会话层传输层网络层数据链路层物理层2424物理层局域网与物理层网络设备：中继器、集线器等；常见接口：10Base-T、100Base-T、100Base-TX/FX、1000Base-T、1000Base-SX/LX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。2525数据链路层局域网数据链路层分为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）应用层表示层会话层传输层网络层数据链路层物理层2626MAC/物理地址MAC地址有48bit，用16进制数表示00e0.fc01.2345厂商编号序列号24bits24bits00e0.fc01.2345RomRam2727LAN与数据链路层IEEE802标准：定义了系列局域网标准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局域网设备：以太网交换机HUB2828WAN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2929网络层编址和路由应用层表示层会话层传输层网络层数据链路层物理层3030网络地址网络层地址由两部分地址组成：网络地址和主机地址。网络地址是全局唯一的。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1aceb0b1.0000.0c00.6e253131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.H13232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ABCDERouterARouterBRouterC3333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。传输层协议：主要有TCP/IP协议栈的TCP协议和UDP协议，IPX/SPX协议栈的SPX协议等。应用层表示层会话层传输层网络层数据链路层物理层3434端到端通信应用数据高层协议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。应用层表示层会话层传输层网络层数据链路层物理层主要功能：主机间通信建立、维护、终结应用程序之间的会话主要功能：定义数据格式与结构协商上层数据格式主要功能：为应用程序进程（比如文字处理、邮件、电子表格）提供网络服务3636网络基础技术目录网络基本概念OSI七层架构TCP/IP协议IP地址分类及子网划分常见网络接口与线缆简介3737TCP/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。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1234567应用层传输层网络层数据链路层物理层OSI参考模型TCP/IP3838TCP/IP协议栈应用层传输层网络层数据链路层物理层提供应用程序网络接口常见协议：HTTP、FTP、SMTP、DNS、TFTP……建立端到端连接常见协议：TCP、UDP寻址和路由选择常见协议：IP（ICMP、ARP/RARP）物理介质访问常见协议：Ethernet、PPP、HDLC、FrameRelay、X.25……定义接口与线缆二进制数据流传输3939TCP/IP协议数据封装TELNET23FTP20/21SMTP25TFTP69TCP/UDP6/17IPPACKETSFRAMESBITS4040应用层协议应用层传输层网络层数据链路层物理层文件传输FTP、TFTP邮件服务SMTP、POP3网络管理SNMP远程登录Telnet网络服务HTTP、DNS、WINS4141传输层协议应用层传输层网络层数据链路层物理层TCP（TransmissionControlProtocol）UDP（UserDatagramProtocol）4343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。套接字（Socket）＝IP＋端口号HTTPFTPTelnetSMTPDNSTFTPSNMPTCPUDPIP数据包套接字8020/21232553691614444如何使用TCP端口号服务器IP：10.1.1.2主机Telnet10.1.1.2，目的端口2310282310.1.1.2源端口目的端口IP地址4545TCP三次握手建立连接服务器主机发送SYN接收SYN，发送SYN，ACK发送SYN，建立会话4646滑动窗口需要修改窗口大小发送数据太快了！4747网络层协议应用层传输层网络层数据链路层物理层InternetProtocol(IP)InternetControlMessageProtocol(ICMP)AddressResolutionProtocol(ARP)ReverseAddressResolutionProtocol(RARP)4848IP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4949ARP（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-00-00-12ARPRequestARPReply10.0.0.2对应的MAC：00-E0-FC-00-00-125050RARP（反向地址解析协议）我的IP地址是什么？无盘工作站RARPServerRARPRequestRARPReply你的IP地址是10.0.0.15151网络基础技术目录网络基本概念OSI七层架构TCP/IP协议IP地址分类及子网划分常见网络接口与线缆简介5252IP地址介绍IP地址唯一标识一台网络设备IP地址以点分十进制的方式进行表示IP地址通常分为网络位和主机位两部分10.110.192.11120.130.188.1445353IP地址格式25525525525511111111111111111111111111111111192168100122110000001