HL001網(wǎng)絡基礎知識(V5.1)

1、HL-001 網(wǎng)絡基礎知識網(wǎng)絡基礎知識ISSUE 5.1日期：杭州華三通信技術有限公司 版權所有，未經(jīng)授權不得使用與傳播n 現(xiàn)在網(wǎng)絡已經(jīng)不僅僅是一個時髦的名詞現(xiàn)在網(wǎng)絡已經(jīng)不僅僅是一個時髦的名詞, 它已經(jīng)成為它已經(jīng)成為人們生活不可缺少的一部分。人們生活不可缺少的一部分。引入引入n 理解網(wǎng)絡結構理解網(wǎng)絡結構n 知道局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)的基本概念知道局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)的基本概念n 掌握掌握ISO OSI參考模型的基本結構參考模型的基本結構課程目標課程目標學習完本課程，您應該能夠：學習完本課程，您應該能夠：n 網(wǎng)絡概述網(wǎng)絡概述n OSI參考模型參考模型目錄目錄5網(wǎng)絡概述網(wǎng)絡概述l 網(wǎng)絡定義網(wǎng)絡定義l LAN 和

2、和WANl 網(wǎng)絡拓撲網(wǎng)絡拓撲l 標準化組織標準化組織6計算機網(wǎng)絡計算機網(wǎng)絡InternetSOHO移動用戶移動用戶公司總部公司總部分支機構分支機構7通信協(xié)議通信協(xié)議l 網(wǎng)絡協(xié)議是網(wǎng)絡設備之間通信規(guī)則的正式描述。網(wǎng)絡協(xié)議是網(wǎng)絡設備之間通信規(guī)則的正式描述。5432154321TCP/IP協(xié)議棧源主機 A目的主機 B好?。∥覄偤靡捕甌CP/IP。請問可以用TCP/IP和你通信嗎?TCP/IP協(xié)議棧8網(wǎng)絡的演進網(wǎng)絡的演進主機主機網(wǎng)絡低速連接服務器WAN簡單連接簡單連接1960s 1970s基于網(wǎng)絡的連接基于網(wǎng)絡的連接1970s 1980s網(wǎng)絡互聯(lián)網(wǎng)絡互聯(lián)1980s 9LAN定義定義l LAN定義：通常

3、指幾公里以內(nèi)的，可以通過定義：通常指幾公里以內(nèi)的，可以通過某種介質互聯(lián)的計算機、打印機、某種介質互聯(lián)的計算機、打印機、modem或其它設備的集合?；蚱渌O備的集合。l 特點：距離短、延遲小、數(shù)據(jù)速率高、傳輸特點：距離短、延遲小、數(shù)據(jù)速率高、傳輸可靠。可靠。l 標準（標準（standard）：描述了協(xié)議的規(guī)定，設）：描述了協(xié)議的規(guī)定，設定了最簡的性能集。定了最簡的性能集。10LAN常用設備常用設備lLAN的設計目標：的設計目標：運行在有限的地理區(qū)域；允許網(wǎng)絡設備同時訪問高帶寬的介質；通過局部管理控制網(wǎng)絡的權限；提供全時的局部服務；連接物理上相鄰的設備。HUB交換機交換機路由器路由器中繼器中繼器1

4、1WAN定義和分類定義和分類l WAN定義：在大范圍區(qū)域內(nèi)提供數(shù)據(jù)通信定義：在大范圍區(qū)域內(nèi)提供數(shù)據(jù)通信服務，主要用于互連局域網(wǎng)。服務，主要用于互連局域網(wǎng)。l WAN分類：分類：公用電話網(wǎng)：PSTN綜合業(yè)務數(shù)字網(wǎng)：ISDN數(shù)字數(shù)據(jù)網(wǎng)：E1專線公用分組交換網(wǎng)：X.25幀中繼：Frame Relay異步傳輸模式：ATM12WAN交換模式交換模式l 電路交換：基于電話網(wǎng)的電路交換電路交換：基于電話網(wǎng)的電路交換優(yōu)點：時延小、透明傳輸；缺點：帶寬固定，網(wǎng)絡資源利用率低。l 分組交換：以分組為單位存儲轉發(fā)分組交換：以分組為單位存儲轉發(fā)優(yōu)點：多路復用，網(wǎng)絡資源利用率高；缺點：實時性差。13WAN常用設備常用設

5、備l WAN的設計目標：的設計目標：運行在廣闊的地理區(qū)域；通過低速串行鏈路進行訪問；網(wǎng)絡控制服從公共服務的規(guī)則；提供全時的或部分時間的連接；連接物理上分離的、遙遠的、甚至全球的設備。Modem/CSU/DSU路由器路由器廣域網(wǎng)交換機廣域網(wǎng)交換機接入服務器接入服務器14帶寬和延遲帶寬和延遲l 帶寬：描述在一定時間范圍內(nèi)數(shù)據(jù)從網(wǎng)絡的帶寬：描述在一定時間范圍內(nèi)數(shù)據(jù)從網(wǎng)絡的一個節(jié)點傳送到任意節(jié)點的容量，通常用一個節(jié)點傳送到任意節(jié)點的容量，通常用bit/s表示。表示。l 以太網(wǎng)帶寬：以太網(wǎng)帶寬：10Mbit/s、100Mbit/s、1000Mbit/s等。等。l 廣域網(wǎng)各類服務帶寬。廣域網(wǎng)各類服務帶寬。

6、l 延遲：描述網(wǎng)絡上數(shù)據(jù)從一個節(jié)點傳送到另延遲：描述網(wǎng)絡上數(shù)據(jù)從一個節(jié)點傳送到另一個節(jié)點所經(jīng)歷的時間。一個節(jié)點所經(jīng)歷的時間。15常見網(wǎng)絡拓撲結構常見網(wǎng)絡拓撲結構l 拓撲結構：拓撲結構：總線型、星型、樹型環(huán)型、網(wǎng)型16標準化組織標準化組織l 國際標準化組織（國際標準化組織（ISO）l 電子電器工程師協(xié)會（電子電器工程師協(xié)會（IEEE）l 美國國家標準局（美國國家標準局（ANSI）l 電子工業(yè)協(xié)會（電子工業(yè)協(xié)會（EIA / TIA）l 國際電信聯(lián)盟（國際電信聯(lián)盟（ITU）l INTERNET架構委員會（架構委員會（IAB）n 網(wǎng)絡概述網(wǎng)絡概述n OSI參考模型參考模型目錄目錄18OSI參考模型參考

7、模型l 物理層物理層l 數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層l 網(wǎng)絡層網(wǎng)絡層l 傳輸層傳輸層l 會話層、表示層和應用層會話層、表示層和應用層19OSI參考模型參考模型l OSI RM：開放系統(tǒng)互連參考模型（：開放系統(tǒng)互連參考模型（Open System Interconnection Reference Model）l OSI RM 定義了網(wǎng)絡中設備所遵守的層次結定義了網(wǎng)絡中設備所遵守的層次結構構l 分層結構的優(yōu)點：分層結構的優(yōu)點：簡化網(wǎng)絡的操作提供設備間兼容性和標準接口促進標準化工作結構上可以分隔易于實現(xiàn)和維護20OSI參考模型參考模型應用層應用層表示層表示層會話層會話層傳輸層傳輸層網(wǎng)絡層網(wǎng)絡層數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)

8、據(jù)鏈路層物理層物理層1234567底層底層:負責網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸負責網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸高層高層:負責主機之間的數(shù)據(jù)傳輸負責主機之間的數(shù)據(jù)傳輸開放系統(tǒng)互連參考模型（Open System Interconnection Reference Model） 21OSI七層功能七層功能應用層應用層表示層表示層會話層會話層傳輸層傳輸層網(wǎng)絡層網(wǎng)絡層數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層物理層物理層1234567提供應用程序間通信提供應用程序間通信處理數(shù)據(jù)格式、數(shù)據(jù)加密等處理數(shù)據(jù)格式、數(shù)據(jù)加密等建立、維護和管理會話建立、維護和管理會話建立主機端到端連接建立主機端到端連接尋址和路由選擇尋址和路由選擇提供介質訪問、鏈路管理等提供介質訪問、

9、鏈路管理等比特流傳輸比特流傳輸22對等通信對等通信l 每一層利用下一層提供的服務與對等層通信；每一層使用自己的協(xié)議。每一層利用下一層提供的服務與對等層通信；每一層使用自己的協(xié)議。Host AHost BAPDUPPDUSPDU段段Segment包包Packet幀幀F(xiàn)rame比特比特Bit應用層應用層表示層表示層會話層會話層傳輸層傳輸層網(wǎng)絡層網(wǎng)絡層數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層物理層物理層應用層應用層表示層表示層會話層會話層傳輸層傳輸層網(wǎng)絡層網(wǎng)絡層數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層物理層物理層23數(shù)據(jù)封裝與解封裝過程數(shù)據(jù)封裝與解封裝過程主機主機主機主機二層交換機二層交換機路由器路由器DataDataData應用層應用層

10、表示層表示層會話層會話層傳輸層傳輸層網(wǎng)絡層網(wǎng)絡層數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層物理層物理層應用層應用層表示層表示層會話層會話層傳輸層傳輸層網(wǎng)絡層網(wǎng)絡層數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層物理層物理層TCPIPTCPMAC+LLCDataIPTCPDataDataDataTCPIPTCPMAC+LLCDataIPTCP24物理層物理層l 物理層：定義電壓、接口、線纜標物理層：定義電壓、接口、線纜標準、傳輸距離等準、傳輸距離等l 物理層介質：物理層介質：同軸電纜（coaxial cable）：細纜和粗纜雙絞線（twisted pair）：UTP、STP光纖（fiber）：單模、多模無線（wireless）：紅外線、藍牙Bl

11、ue Tooth、WLAN技術應用層應用層表示層表示層會話層會話層傳輸層傳輸層網(wǎng)絡層網(wǎng)絡層數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層物理層物理層25物理層物理層l 局域網(wǎng)與物理層局域網(wǎng)與物理層網(wǎng)絡設備：中繼器、集線器等；常見接口：10Base-T、100Base-T、100Base-TX/FX、1000Base-T、1000Base-SX/LX等l 廣域網(wǎng)與物理層廣域網(wǎng)與物理層DTE設備：路由器、終端主機等；DCE設備：廣域網(wǎng)交換機、Modem、CSU/DSU等；常見接口：RS-232、V.24、V.35等。26數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層l 局域網(wǎng)數(shù)據(jù)鏈路層分為局域網(wǎng)數(shù)據(jù)鏈路層分為2個個子層：子層：LLC子層和子層和MA

12、C子層。子層。l 數(shù)據(jù)鏈路層的功能：數(shù)據(jù)鏈路層的功能：物理地址定義網(wǎng)絡拓撲結構鏈路參數(shù)差錯驗證物理介質訪問流控制（可選）應用層應用層表示層表示層會話層會話層傳輸層傳輸層網(wǎng)絡層網(wǎng)絡層數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層物理層物理層27MAC/物理地址物理地址lMAC地址有地址有48bit，用，用16進制數(shù)表示進制數(shù)表示00e0.fc01.2345廠商編號廠商編號序列號序列號24 bits24 bits00e0.fc01.2345RomR28LAN與數(shù)據(jù)鏈路層與數(shù)據(jù)鏈路層l IEEE802標準：定義了系列局域網(wǎng)標準標準：定義了系列局域網(wǎng)標準IEEE802.1 基本局域網(wǎng)問題IEEE802.2 定義LLC子層IEE

13、E802.3 以太網(wǎng)標準IEEE802.4 令牌總線網(wǎng)IEEE802.5 令牌環(huán)網(wǎng)l 局域網(wǎng)設備：局域網(wǎng)設備：以太網(wǎng)交換機HUB29WAN與數(shù)據(jù)鏈路層與數(shù)據(jù)鏈路層l WAN數(shù)據(jù)鏈路層標準：數(shù)據(jù)鏈路層標準：HDLCPPPISDNX.25Frame Relayl WAN數(shù)據(jù)鏈路層設備：數(shù)據(jù)鏈路層設備：Modem、ISDN終端適配器CSU/DSU、廣域網(wǎng)交換機30網(wǎng)絡層網(wǎng)絡層l 編址和路由編址和路由應用層應用層表示層表示層會話層會話層傳輸層傳輸層網(wǎng)絡層網(wǎng)絡層數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層物理層物理層31網(wǎng)絡地址網(wǎng)絡地址l 網(wǎng)絡層地址由兩部分地址組成：網(wǎng)絡地址和主網(wǎng)絡層地址由兩部分地址組成：網(wǎng)絡地址和主機地址。

14、網(wǎng)絡地址是全局唯一的。機地址。網(wǎng)絡地址是全局唯一的。IP 地址地址IPX 地址地址網(wǎng)絡地址網(wǎng)絡地址主機地址主機地址8網(wǎng)絡地址網(wǎng)絡地址主機地址主機地址32路由協(xié)議與可路由協(xié)議路由協(xié)議與可路由協(xié)議l可路由協(xié)議：可路由協(xié)議：IP、IPXl路由協(xié)議：路由協(xié)議： RIP、OSPF、BGP等等N2N1N1.H1N1.H2N2.H33面向連接和無連接的服務面向連接和無連接的服務l 面向連接的服務：適合延遲敏感性應用面向連接的服務：適合延遲敏感性應用建立連接數(shù)據(jù)傳輸斷開連接l 無連接的服務：適合對延遲不敏感的應用無連接的服務：適合對延遲不敏感的應用無需建立連接資源動態(tài)分配34網(wǎng)絡層協(xié)議操作網(wǎng)絡

15、層協(xié)議操作網(wǎng)絡層網(wǎng)絡層數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層物理層物理層網(wǎng)絡層網(wǎng)絡層數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層物理層物理層網(wǎng)絡層網(wǎng)絡層數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層物理層物理層網(wǎng)絡層網(wǎng)絡層數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層物理層物理層表示層表示層會話層會話層傳輸層傳輸層應用層應用層ABCDERouter ARouter BRouter C35傳輸層傳輸層l 傳輸層功能：傳輸層功能：分段上層數(shù)據(jù)；建立端到端連接；將數(shù)據(jù)從一端主機傳送到另一端主機。l 傳輸層協(xié)議：傳輸層協(xié)議：主要有TCP/IP協(xié)議棧的TCP協(xié)議和UDP協(xié)議，IPX/SPX協(xié)議棧的SPX協(xié)議等。應用層應用層表示層表示層會話層會話層傳輸層傳輸層網(wǎng)絡層網(wǎng)絡層數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層物理層

16、物理層36端到端通信端到端通信應用數(shù)據(jù)應用數(shù)據(jù)WWWFTP傳輸數(shù)據(jù)包傳輸數(shù)據(jù)包21102880 1027Data傳輸層虛電路傳輸層虛電路HD37流量控制流量控制l 流量控制的三種方式：流量控制的三種方式：緩存技術：突發(fā)緩存，空閑發(fā)送。源抑制報文：利用ICMP協(xié)議向源端發(fā)送source quench報文。窗口機制：報文中包含窗口字段，用于控制源端一次發(fā)送數(shù)據(jù)的多少。38確認技術確認技術Send 1,2,3Acknowledge 4Send 4,5,6Acknowledge 4Send 4,5,6傳輸層虛電路傳輸層虛電路Host源源目的目的H39高層協(xié)議高層協(xié)議l 會話層協(xié)議：會話層協(xié)議： SQL、NFS、RPC等；l 表示層協(xié)議：表示層協(xié)議： ASCII、MPEG、JPEG等；l 應用層協(xié)議：應用層協(xié)議： 文字處理、郵件、電子表格等。應用層應用層表示層表示層會話層會話層傳輸層傳輸層網(wǎng)絡層