数通初级培训-part1-网络基础概要

数通基础,ISSUE 1.0,现在网络已经不仅仅是一个时髦的名词。它已经成为人们生活不可缺少的一部分。,1,学习目标,IP网络基础 TCPIP基础 传输层协议 常见应用简介 IP编址与路由 IPv6基础,2,学习完本课程，您应该能够：,3,第一章 IP网络基础、TCPIP基础、传输层协议 第二章 常见应用简介、IP编址与路由、IPv6基础,网络概述,网络定义 LAN 和WAN 网络拓扑 标准化组织,4,计算机网络,5,Internet,SOHO,Server,IP Hotel,Intranet,移动,通信协议,网络协议是网络设备之间通信规则的正式描述。,6,5,4,3,2,1,5,4,3,2,1,TCP/IP协议栈,Source Host A,Destination Host B,好啊,我也懂TCP/IP。,请问可以用TCP/IP和你通信吗?,TCP/IP协议栈,网络的演进,7,Host,WAN,简单连接 1960s 1970s,基于网络的连接 1970s 1980s,网络互联 1980s ,LAN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。,8,LAN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。,9,HUB,交换机,路由器,ATM 交换机,WAN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：DDN X.25共用分组交换网 帧中继：Frame Relay 异步传输模式：ATM,10,WAN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。,11,WAN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。,12,Modem/CSU/DSU,路由器,广域网交换机,接入服务器,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。,13,常见网络拓扑结构,拓扑结构： 总线型、星型、树型 环型、网型,14,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）,15,OSI参考模型,物理层 数据链路层 网络层 传输层 会话层、表示层和应用层,16,OSI参考模型,OSI RM：开放系统互连参考模型（Open System Interconnection Reference Model） OSI RM 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,17,七层功能一,18,应用层,表示层,会话层,传输层,网络层,数据链路层,物理层,1,2,3,4,5,6,7,底层:负责网络数据传输,高层:负责主机之间的数据传输,七层功能二,19,应用层,表示层,会话层,传输层,网络层,数据链路层,物理层,1,2,3,4,5,6,7,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,数据封装,数据封装和解封装过程,20,Data,Data,H,Data,H,H,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,Data,Data,H,Data,H,H,对等层通信,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。,21,Host A,Host B,APDU,PPDU,SPDU,Segment,Packet,Frame,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,TCP/IP协议和OSI参考模型,22,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协议栈的封装过程,23,TCP/IP协议栈,24,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。,25,物理层的功能,为数据端设备提供传送数据的通路,数据通路可以是一个物理媒体,也可以是多个物理媒体连接而成.一次完整的数据传输,包括激活物理连接,传送数据,终止物理连接. 传输数据.物理层要形成适合数据传输需要的实体,为数据传送服务.一是要保证数据能在其上正确通过，二是要提供足够的带宽(带宽是指每秒钟内能通过的比特(BIT)数),以减少信道上的拥塞.传输数据的方式能满足点到点,一点到多点,串行或并行,半双工或者全双工，同步或异步传输的需要 .,26,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,27,10M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,28,10Base-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,29,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,5类双绞线的线序,直连网线 交叉网线,30,100M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 快速以太网由IEEE 802.3u标准定义,31,数据链路层,数据链路层是OSI参考模型的第二层，在物理层基础上向网络层提供服务 数据链路层为物理链路上提供可靠的数据传输 局域网的数据链路层协议有以太网、令牌环网等 广域网数据链路层协议有PPP、HDLC、Frame Relay等,32,数据链路层功能,33,帧同步功能 差错控制功能 流量控制功能 链路管理功能,1000M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 IEEE 802.3z和802.3ab,34,帧同步功能,帧同步是指能够从接收到的比特流中明确地区分出数据帧的起始与终止的地方 常见帧同步的方法有： 字节计数法 字符填充的首尾定界符法 比特填充的首尾定界符法 违法编码法,35,流量控制和链路管理,流量控制功能不是只有数据链路层才提供 流量控制功能是控制发送方发送数据的速率 链路管理是指数据链路层连接的建立、维持和释放,36,LAN数据链路层标准,IEEE 802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,37,WAN数据链路层标准,WAN服务通常由电信运营商提供 WAN数据链路层标准包括： HDLC PPP X.25 Frame Relay,38,数据链路层常见设备,交换机,39,MAC/物理地址,MAC地址有48bit，用16进制数表示；华为产品前3个字节是0x00E0FC。,40,00e0.fc01.2345,厂商编号,序列号,24 bits,24 bits,00e0.fc01.2345,Rom,Ram,网络层,41,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,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。,42,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,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：适合对延迟不敏感的应用 无需建立连接 资源动态分配,43,网络层协议操作,44,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,A,B,C,D,E,Router A,Router B,Router C,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。,45,端口号,46,传输层协议用端口号来标识和区分各种上层应用程序。,端到端通信,47,传输虚电路,Host,WWW.HUAWEI.COM,FTP.HUAWEI.COM,应用数据,WWW,FTP,传输数据包,21,1028,80,1027,Data,Data,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source quench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。,48,传输层协议概述,49,TCP/UDP报文格式,50,TCP连接,51,断开TCP连接,52,滑动窗口,53,UDP,UDP提供一种面向无连接，不可靠的传输服务； UDP不需要花时间去建立连接 UDP的报文头更小，传输更快,54,TCP/IP的应用层,55,文件传输 FTP、TFTP 邮件服务 SMTP、POP3 网络管理 SNMP、Telnet、Ping、Tracert 网络服务 HTTP、DNS、WINS,OSI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。,56,57,第一章 IP网络基础、TCPIP基础、传输层协议 第二章 常见应用简介、IP编址与路由、IPv6基础,常见的应用程序,通用的应用程序如：Ping、Tracert、Telnet 、FTP、TFTP。,58,Ping,Ping是测试网络联接状况以及信息包发送和接收状况非常有用的工具，是网络测试最常用的命令。Ping向目标主机(地址)发送一个回送请求数据包，要求目标主机收到请求后给予答复，从而判断网络的响应时间和本机是否与目标主机(地址)联通。 如果执行Ping不成功，则可以预测故障出现在以下几个方面：网线故障，网络适配器配置不正确，IP地址不正确。如果执行Ping成功而网络仍无法使用，那么问题很可能出在