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1、网络基本知识七层模型网络基本知识七层模型网络基本知识七层模型网络基本知识七层模型第1页，共69页，编辑于2022年，星期二学习目标vv理解网络结构vv知道局域网和广域网的基本概念vv掌握ISO OSI参考模型的基本结构第2页，共69页，编辑于2022年，星期二课程内容网络概述网络概述网络概述网络概述OSIOSI参考模型参考模型参考模型参考模型第3页，共69页，编辑于2022年，星期二网络概述vv网络定义vvLAN 和WANvv网络拓扑vv标准化组织第4页，共69页，编辑于2022年，星期二通信协议vv网络协议是网络设备之间通信规则的正式描述。5432154321T TC CP P/I IP P
2、协协协协议议议议栈栈栈栈Source Host ASource Host ADestination Host BDestination Host B好啊！我刚好也懂好啊！我刚好也懂好啊！我刚好也懂好啊！我刚好也懂TCP/IPTCP/IP。请问可以用请问可以用请问可以用请问可以用TCP/IPTCP/IP和和和和你通信吗你通信吗你通信吗你通信吗?T TC CP P/I IP P协协协协议议议议栈栈栈栈第5页，共69页，编辑于2022年，星期二LAN定义vvLAN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。vv特点：距离短、延迟小、数据速率高、传输可靠
3、。vv标准(standard)：描述了协议的规定，设定了最简的性能集。第6页，共69页，编辑于2022年，星期二LAN常用设备vvLAN的设计目标：运行在有限的地理区域；运行在有限的地理区域；允许同时访问高带宽的介质；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；通过局部管理控制网络的私有权利；提供全时的局部服务；提供全时的局部服务；联接物理相临的设备。联接物理相临的设备。HUB交换机交换机路由器路由器ATM 交换机交换机第7页，共69页，编辑于2022年，星期二广域网定义及分类vvWAN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。vvWAN分类：共用电话网：共用电话
4、网：PSTN综合业务数字网：综合业务数字网：ISDN数字数据网：数字数据网：DDNX.25共用分组交换网共用分组交换网帧中继：帧中继：Frame Relay异步传输模式：异步传输模式：ATM第8页，共69页，编辑于2022年，星期二WAN交换模式vv电路交换：基于电话网的电路交换优点：时延小、透明传输；优点：时延小、透明传输；缺点：带宽固定，网络资源利用率低。缺点：带宽固定，网络资源利用率低。vv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；优点：多路复用，网络资源利用率高；缺点：实时性差。缺点：实时性差。第9页，共69页，编辑于2022年，星期二vvWAN的设计目标：运行在
5、广阔的地理区域；运行在广阔的地理区域；通过低速串行链路进行访问；通过低速串行链路进行访问；vv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；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。联接物理上分离的、遥远的、甚至全球的设备。WAN常用设备Modem/CSU/DSUModem/CSU/DSU路由器路由器路由器路由器广域网交换机广域网交换机广域网交换机广域网交换机接入服务器接入服务器接入服务器接入服务器第10页，共69页，编辑于2022年，星期二带宽和延迟vv带宽定义：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。vv以太网带宽：10M、100
6、M、1000M等。vv广域网各类服务带宽。vv延迟：节点间数据传送时间。第11页，共69页，编辑于2022年，星期二常见网络拓朴结构vv拓扑结构：总线、星型、树型总线、星型、树型环型、网型环型、网型第12页，共69页，编辑于2022年，星期二总线型拓扑结构图TerminatorSegmentSegmentTerminator第13页，共69页，编辑于2022年，星期二总线型拓扑结构v计算机连接到公共的共享电缆上v在共享的电缆两端均有终结器,起到边界定义的作用v如果线路有一处断点，那么整个网络将停止通信v计算机数目越多，网络上的噪音越大，从而网络的效率越低第14页，共69页，编辑于2022年，星
7、期二星型拓扑结构图Hub or Switch第15页，共69页，编辑于2022年，星期二星型拓扑结构v如果单个计算机发生故障，只有单个的计算机不能与网络通信v网络中的每台计算机上引出的电缆线段都连接到中央的交换机或集线器v因为每台计算机都连接到中央设备上，所以中央设备出现故障，那么整个网络瘫痪v星型拓扑结构的网络中也产生噪声第16页，共69页，编辑于2022年，星期二环型拓扑结构第17页，共69页，编辑于2022年，星期二环型拓扑结构v每台计算机的作用就像一台中继器，将信号重写一遍并发到下一台计算机。v计算机连接到缆线组成的单/双环上，这里没有终结器，信号一个方向在环中运行通过每台计算机第18
8、页，共69页，编辑于2022年，星期二网型拓扑结构第19页，共69页，编辑于2022年，星期二网型拓扑结构v网型提供了网络的冗余路径，因此，如果一条线路出现故障，另一条线路，继续发挥作用v因为冗余路径比在其他拓扑结构中所需的缆线更多，所以网状拓扑结构会更昂贵第20页，共69页，编辑于2022年，星期二混合型拓扑结构图Star-BusBusStar-Ring第21页，共69页，编辑于2022年，星期二课程内容网络概述网络概述网络概述网络概述OSIOSI参考模型参考模型参考模型参考模型第22页，共69页，编辑于2022年，星期二OSI参考模型vv物理层vv数据链路层vv网络层vv传输层vv会话层、
9、表示层和应用层第23页，共69页，编辑于2022年，星期二OSI参考模型vvOSI RM：开放系统互连参考模型(Open System Interconnection Reference Model)网络世界的法律网络世界的法律!第24页，共69页，编辑于2022年，星期二七层功能应用层应用层应用层应用层表示层表示层表示层表示层会话层会话层会话层会话层传输层传输层传输层传输层网络层网络层网络层网络层数据链路层数据链路层数据链路层数据链路层物理层物理层物理层物理层1 12 23 34 45 56 67 7底层底层底层底层:负责网络数据传输负责网络数据传输负责网络数据传输负责网络数据传输高层高层高
10、层高层:负责主机之间的数据传输负责主机之间的数据传输负责主机之间的数据传输负责主机之间的数据传输第25页，共69页，编辑于2022年，星期二七层功能应用层应用层应用层应用层表示层表示层表示层表示层会话层会话层会话层会话层传输层传输层传输层传输层网络层网络层网络层网络层数据链路层数据链路层数据链路层数据链路层物理层物理层物理层物理层1 12 23 34 45 56 67 7提供应用程序间通信提供应用程序间通信提供应用程序间通信提供应用程序间通信处理数据格式、数据加密等处理数据格式、数据加密等处理数据格式、数据加密等处理数据格式、数据加密等建立、维护和管理会话建立、维护和管理会话建立、维护和管理会
11、话建立、维护和管理会话建立主机端到端连接建立主机端到端连接建立主机端到端连接建立主机端到端连接寻址和路由选择寻址和路由选择寻址和路由选择寻址和路由选择提供介质访问、链路管理等提供介质访问、链路管理等提供介质访问、链路管理等提供介质访问、链路管理等比特流传输比特流传输比特流传输比特流传输第26页，共69页，编辑于2022年，星期二对等通信vv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。Host AHost AHost BHost BAPDUAPDUPPDUPPDUSPDUSPDUSegmentSegmentPacketPacketFrameFrameBitBit应用层应用层应用
12、层应用层表示层表示层表示层表示层会话层会话层会话层会话层传输层传输层传输层传输层网络层网络层网络层网络层数据链路层数据链路层数据链路层数据链路层物理层物理层物理层物理层应用层应用层应用层应用层表示层表示层表示层表示层会话层会话层会话层会话层传输层传输层传输层传输层网络层网络层网络层网络层数据链路层数据链路层数据链路层数据链路层物理层物理层物理层物理层第27页，共69页，编辑于2022年，星期二数据封装DataDataDataDataH HDataDataH HH H主机主机主机主机服务器服务器服务器服务器交换机交换机交换机交换机路由器路由器路由器路由器应用层应用层应用层应用层表示层表示层表示层
13、表示层会话层会话层会话层会话层传输层传输层传输层传输层网络层网络层网络层网络层数据链路层数据链路层数据链路层数据链路层物理层物理层物理层物理层应用层应用层应用层应用层表示层表示层表示层表示层会话层会话层会话层会话层传输层传输层传输层传输层网络层网络层网络层网络层数据链路层数据链路层数据链路层数据链路层物理层物理层物理层物理层DataDataDataDataH HDataDataH HH H第28页，共69页，编辑于2022年，星期二传输层传输层 数据链路层数据链路层物理层物理层 网络层网络层 上层数据上层数据上层数据上层数据TCP 头头数据数据IP 头头数据数据LLC 头头0101110101
14、001000010数据数据MAC 头头表示层表示层应用层应用层会话层会话层段段包包比特比特帧帧PDUFCSFCS封装数据PDU:协议数据单元（协议数据单元（Protocol Data Unit）是指对）是指对等层次之间传递的数据单位等层次之间传递的数据单位.第29页，共69页，编辑于2022年，星期二上层数据上层数据LLC 头头+IP+TCP+上层数据上层数据MAC 头头IP+TCP+上层数据上层数据LLC 头头TCP+上层数据上层数据IP 头头上层数据上层数据TCP 头头0101110101001000010传输层传输层 数据链路层数据链路层物理层物理层 网络层网络层 表示层表示层应用层应用
15、层会话层会话层解封装数据第30页，共69页，编辑于2022年，星期二数据传输过程中的帧结构和包结构Data2.2.2.2 1.1.1.1 DataAA2.2.2.2Ethernet BB1.1.1.1From LANFrame Relayto WANDatato LAN2.2.2.21.1.1.1Data2.2.2.21.1.1.1Data2.2.2.21.1.1.1Data2.2.2.21.1.1.1DataFram relay 2.2.2.21.1.1.1DataEthernet 2.2.2.21.1.1.1Data数据传输过程中，帧结构在改变，但是包结构不改变数据传输过程中，帧结构在改变
16、，但是包结构不改变第31页，共69页，编辑于2022年，星期二物理层vv物理层：定义电压、接口、线缆标准、传输距离等。vv物理层线缆：同轴电缆同轴电缆(coaxical cable)：细缆和粗缆：细缆和粗缆双绞线双绞线(twisted pair)：UTP、STP光纤光纤(fibre)无线电波无线电波(wireless radio)：无线局域网：无线局域网WLAN第32页，共69页，编辑于2022年，星期二网络线缆同轴电缆ThinNetThickNet10Base2,10Base5光纤双绞线Unshielded(UTP)Shielded(STP)10BaseT第33页，共69页，编辑于2022年
17、，星期二双绞线是由八根直径为1mm的铜线组成，两两互相缠绕，形成四对缠绕线vUTP 非屏蔽双绞线vSTP 屏蔽双绞线（干扰大的场合）三类线，五类线 cat-5超五类线最远传输距离：100米 RJ-45第34页，共69页，编辑于2022年，星期二线缆分类直连电缆（异种设备）直连电缆（异种设备）主机到交换机或集线器路由器到交换机或集线器交叉电缆（同种设备）交叉电缆（同种设备）交换机到交换机集线器到集线器主机到主机集线器到交换机反转电缆反转电缆从主机到路由器控制台串行通信端口的连接第35页，共69页，编辑于2022年，星期二双绞线橙白、橙绿白、绿蓝白、蓝棕白、棕橙白、橙绿白、蓝蓝白、绿棕白、棕第36
18、页，共69页，编辑于2022年，星期二标准化线序568A绿白，绿，橙白，蓝，蓝白，橙，棕白，棕568B橙白，橙，绿白，蓝，蓝白，绿，棕白，棕第37页，共69页，编辑于2022年，星期二物理层vv局域网与物理层线缆标准：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。网络设备：中继器、集线器等。vv广域网与物理层DTE设备：路由器、终端主机等；设备：路由器、终端主机等；DCE设备：广域网交换机、设备：广域网交换机、Modem、CSU/DSU等；等；常见接口：常见接口：RS-232、V.24
19、、V.35等。等。第38页，共69页，编辑于2022年，星期二数据链路层vv数据链路层分为2个子层：LLC子层和MAC子层。vv数据链路层的功能：物理地址定义物理地址定义网络拓扑结构网络拓扑结构链路参数链路参数差错验证差错验证物理介质访问物理介质访问流控制流控制(可选可选)第39页，共69页，编辑于2022年，星期二MAC/物理地址vvMAC地址有48位，华为产品前3个字节是0 x00E0FC。00e0.fc01.234500e0.fc01.2345厂商编号厂商编号厂商编号厂商编号序列号序列号序列号序列号24 bits24 bits24 bits24 bits00e0.fc01.234500e
20、0.fc01.2345RomRomRamRam第40页，共69页，编辑于2022年，星期二LAN与数据链路层vvIEEE802标准：当今最为流行的LAN标准IEEE802.1 基本局域网问题基本局域网问题IEEE802.2 定义定义LLC子层子层IEEE802.3 以太网标准以太网标准IEEE802.4 令牌总线网令牌总线网IEEE802.5 令牌环网令牌环网vv以太网交换机第41页，共69页，编辑于2022年，星期二WAN与数据链路层vvWAN数据链路层标准：HDLCPPPISDNX.25Frame RelayvvWAN数据链路层设备：Modem、ISDN终端适配器终端适配器CSU/DSU、
21、广域网交换机、广域网交换机第42页，共69页，编辑于2022年，星期二网络层vv编址和路由应用层应用层应用层应用层表示层表示层表示层表示层会话层会话层会话层会话层传输层传输层传输层传输层网络层网络层网络层网络层数据链路层数据链路层数据链路层数据链路层物理层物理层物理层物理层第43页，共69页，编辑于2022年，星期二网络地址vv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 IP 地址地址地址地址IPX IPX 地址地址地址地址网络地址网络地址网络地址网络地址主机地址主机地址主机地址主机地址10.10.8.2.488.2.48网络地址网络地址网络地址网络地址主机
22、地址主机地址主机地址主机地址1aceb0b1.1aceb0b1.0000.0c00.6e250000.0c00.6e25第44页，共69页，编辑于2022年，星期二路由协议与可路由协议vv可路由协议：IP、IPXvv路由协议：RIP、OSPF、BGP等N2N2N1N1N1.H1N1.H1N1.H2N1.H2N2.H1N2.H1第45页，共69页，编辑于2022年，星期二面向连接和无连接的服务vv面向连接的服务：适合延迟敏感性应用建立连接建立连接数据传输数据传输断开连接断开连接vv无连接的服务：适合延迟不敏感的应用无需建立连接无需建立连接资源动态分配资源动态分配第46页，共69页，编辑于2022
23、年，星期二网络层协议操作网络层网络层网络层网络层数据链路层数据链路层数据链路层数据链路层物理层物理层物理层物理层网络层网络层网络层网络层数据链路层数据链路层数据链路层数据链路层物理层物理层物理层物理层网络层网络层网络层网络层数据链路层数据链路层数据链路层数据链路层物理层物理层物理层物理层网络层网络层网络层网络层数据链路层数据链路层数据链路层数据链路层物理层物理层物理层物理层表示层表示层表示层表示层会话层会话层会话层会话层传输层传输层传输层传输层应用层应用层应用层应用层A AB BC CD DE ERouter ARouter ARouter BRouter BRouter CRouter C第
24、47页，共69页，编辑于2022年，星期二传输层vv传输层功能：分段上层数据；分段上层数据；建立端到端连接；建立端到端连接；将数据从一端主机传送到另一端主机；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。保证数据按序、可靠、正确传输。vv传输层协议：主要有主要有TCP/IP协议栈的协议栈的TCP协议和协议和UDP协议，协议，IPX/SPX协议栈的协议栈的SPX协议等。协议等。第48页，共69页，编辑于2022年，星期二端到端通信传输虚电路传输虚电路传输虚电路传输虚电路HostHostWWW.HUAWEI.COMWWW.HUAWEI.COMFTP.HUAWEI.COMFTP.H
25、UAWEI.COM应用数据应用数据应用数据应用数据WWWWWWFTPFTP传输数据包传输数据包传输数据包传输数据包212110281028808010271027DataDataDataData第49页，共69页，编辑于2022年，星期二流量控制vv流量控制的三种方式：缓存技术：突发缓存，空闲发送。缓存技术：突发缓存，空闲发送。源抑制报文：利用源抑制报文：利用ICMP协议向源端发送协议向源端发送source quench报文。报文。窗口机制：报文中包含窗口字段，用于控制窗口机制：报文中包含窗口字段，用于控制源端一次发送数据的多少。源端一次发送数据的多少。第50页，共69页，编辑于2022年，星
26、期二确认技术传输虚电路传输虚电路传输虚电路传输虚电路HostHost源源源源目的目的目的目的Send 1,2,3Send 1,2,3Acknowledge 4Acknowledge 4Send 4,5,6Send 4,5,6Acknowledge 4Acknowledge 4Send 4,5,6Send 4,5,6第51页，共69页，编辑于2022年，星期二高层协议vv会话层协议：SQL、NFS、RPC等；等；vv表示层协议：ASCII、MPEG、JPEG等；等；vv应用层协议：文字处理、邮件、电子表格等。文字处理、邮件、电子表格等。第52页，共69页，编辑于2022年，星期二v学习完此课程，
27、您将会：了解TCP/IP协议栈与OSI 参考模型的区别与联系了解TCP/IP协议栈各层的功能掌握IP地址的分类和子网划分TCP/IP与OSI模型第53页，共69页，编辑于2022年，星期二第第第第1 1 1 1章章章章 TCP/IP TCP/IP TCP/IP TCP/IP协议与协议与协议与协议与OSIOSIOSIOSI参考模型参考模型参考模型参考模型第第2 2章章 IP IP地址分类与子网划分地址分类与子网划分第54页，共69页，编辑于2022年，星期二TCP/IP协议和OSI参考模型vTCP/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。应用层表示层会话层传输层网络层数据
28、链路层物理层应 用 层传输层网络层7654321物理层数据链路层OSI参考模型TCP/IP第55页，共69页，编辑于2022年，星期二TCP/IP协议栈的封装过程 用户数据用户数据Appl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14 20204以太网帧46-1500字节应用程序 TCP IP以太网驱动程序第56页，共69页，编辑于2022年，星期二TCP/IP协议数据封装方式TELNET23FTP20/21SMTP25TFTP69SEGMENTIP PACKETSFRAMESBITS第57页，共69页，编辑于2022
29、年，星期二TCP/IP协议栈HTTP、Telnet、FTP、TFTP、Ping、etcTCP/UDPARP/RARPIPIGMP ICMPEthernet、802.3、PPP、HDLC、FR、etc接口和线缆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 物理层第58页，共69页，编辑于2022年，星期二传输层协议概述应用层传输层网络层网络接入层TCPUDP第59页，共69页，编辑于2022年，星期二端口号v 传输层协议用端口号来标识和区分各种上层应用程序。HTTPFTPTelnetSMTPDNSTFTPSNMPTCPUDPIP IP
30、 数数 据据 包包套套 接接 字字8020/2123255369161第61页，共69页，编辑于2022年，星期二TCP连接clientserverSYN(seq=a)SYN(seq=b,ack=a+1)ACK(seq=b+1)第62页，共69页，编辑于2022年，星期二滑动窗口需要修改窗口大小发送数据太快了！len 1024win4096len 1024win4096len 1024win4096ack 4097win2048len 1024win4096len 1024win4096ack 6145win2048len 1024win4096len 1024win4096len 1024w
31、in4096第63页，共69页，编辑于2022年，星期二网络层协议概述网络接入层应用层传输层网络层 IP ARP RARP ICMP 第64页，共69页，编辑于2022年，星期二IP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 项第65页，共69页，编辑于2022年，星期二ARP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-00-00-12ARP Request?ARP Repl
32、y10.0.0.2 对应的MAC：00-E0-FC-00-00-12第66页，共69页，编辑于2022年，星期二RARP反向地址解析协议我的IP地址是什么？无盘工作站RARP ServerRARP Request?RARP Reply你的IP地址是10.0.0.1第67页，共69页，编辑于2022年，星期二ICMP协议B可达吗？ICMP Echo RequestICMP Echo Reply我在。AB第68页，共69页，编辑于2022年，星期二本章总结vv网络的定义和演进过程vv局域网和广域网的定义设常见设备vv常见网络拓朴结构vvOSI的7层网络参考模型vv7层中每一层的功能第69页，共69页，编辑于2022年，星期二