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1、第一课第一课 网络基础介绍及交换网络网络基础介绍及交换网络s网络设备功能及原理网络设备功能及原理s局域网交换机的工作原理局域网交换机的工作原理s掌握掌握VTP/STP 协议协议s掌握掌握VLAN的基本概念和网络功能的基本概念和网络功能s掌握掌握HSRP的基本概念和网络功能的基本概念和网络功能s了解了解IP访问控制列表访问控制列表ACL学习完本课程，您应该能够：学习完本课程，您应该能够：学习目标学习目标OSI主要内容1、OSI七层模型及其优点2、各层的功能3、常见局域网工作原理4、TCP/IP简单介绍运用层运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76
2、54321s减少复杂性s使接口标准化s简易模块工程s确保互相沟通技术s加速技术的发展s简化教学OSI七层模型七层模型主机间的通讯主机间的通讯 处理应用软件处理应用软件数据表示数据表示点到点的连接点到点的连接定位和最佳路径定位和最佳路径媒体访问媒体访问比特流传输比特流传输7654321运用层运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各层的功能各层的功能对等层通讯对等层通讯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主机主机 A主机主机 B数据段数据段数据分组数据分组数据帧数据帧比特流比特流应用层应用层表示
3、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数据封装数据封装ApplicationPresentationSessionTransportNetworkData LinkPhysicalApplicationPresentationSessionTransportNetworkData LinkPhysicalDataApplicationHeaderDataPresentationHeaderDataSessionHeaderDataTransportHeaderDataNetworkHeader 0101101010110001DataFrameHeader
4、局域网局域网地理范围比较小传输速率高出错率较小物理拓扑物理拓扑总线型环型星型扩展星型层次型网状型局域网的基本设备局域网的基本设备1、第一层设备：中继器、集线器以及各种连接媒体（双绞线、光纤、同轴电缆等）2、第二层设备：网卡、网桥、交换机等3、第三层设备：路由器4、第七层设备：各种PC机、打印机、服务器及做为未知网络设备的网络云物理层物理层1、定义介质的标准2、定义接口标准3、布线标准4、电气特性5、编码（数据与电信号的转换）局域网的传输媒体局域网的传输媒体局域网的传输媒体主要有以下几种：1、非屏蔽双绞线：导线两两绞在一起，以减少干扰信号的影响，现在局域网用的最多的就是非屏蔽双绞线。2、屏蔽双绞
5、线：导线也是两两绞在一起，而且在导线外再加一个屏蔽层，减少干扰，缺点是必须接地。3、同轴电缆：电缆的中间是铜导体，外面是绝缘体，最外面是编织的铜线或金属导体，类似于有线电视的导线。4、光纤：利用光来传输信号，价格昂贵，但不受电磁波的干扰，传输质量高，距离远。RJ45接头18RJ45 568A18RJ45 568BRJ45接头线序的排列有两种标准：568A和568B数据链路层数据链路层1、定义MAC地址（物理地址）2、网络拓扑3、流量控制4、局域网的标准数据链路层数据链路层Physical(bits,signals,clocking)LANData LinkData Link(frames)(f
6、rames)Ethernet802.3802.5FDDI802.2 LLC数据链路子层数据链路子层sLLC refers upward to higher-layer software functionssMAC refers downward to lower-layer hardware functionsMedia Access ControlLogical Link ControlNetworkNetworkData LinkData LinkPhysicalLLCLLCMAC Frame 802.2 LLC802.2 LLCMACPacket or DatagramMAC地址地址24
7、 bits24 bits组织标识组织标识系列号系列号00 60 2F00 60 2FCISCOCISCO设备编号设备编号设备编号设备编号3D 07 BA3D 07 BAEthernet/802.3工作原理工作原理A AB BC CD DDB and CApplicationPresentationSessionTransportNetworkData LinkPhysicalApplicationPresentationSessionTransportNetworkData LinkPhysicalEthernet/802.3广播广播DCBAApplicationApplicationPres
8、entationSessionTransportNetworkData LinkPhysicalApplicationApplicationPresentationSessionTransportNetworkData LinkPhysicalApplicationApplicationPresentationSessionTransportNetworkData LinkPhysicalApplicationApplicationPresentationSessionTransportNetworkData LinkPhysicalA AB BC CD DEthernet/802.3冲突解决
9、机制冲突解决机制A AB BC CD DCollisionA AB BC CD DJAMJAMJAMJAMJAMJAMJAMJAMJAMJAMJAMJAM网络层网络层选择到达目的地的最佳路径基本功能：1、第三层的地址（逻辑地址）2、分配第三层地址3、确定最佳的访问路径路径选择路径选择s地址分配描述了媒体所连接的路径1234567891011地址：网络号和主机号地址：网络号和主机号1.12.13.11.21.3NetworkHost1123213123.2网络地址是路由器用来决定路径网络地址是路由器用来决定路径主机地址特指网络上的某个设备或端口主机地址特指网络上的某个设备或端口协议地址协议地址T
10、CP/IPExampleNovell IPXExampleNetworkNode10.8.2.48NetworkNode1aceb0b.000.0c00.6e25在第三层有多中的协议地址如：IP、IPX及AppleTalk等IP地址地址EthernetVaries with subnet mask32 bits 8,16,or 24 bitsNetworkHostIP地址分类地址分类Network(16)Host(16)Network(8)Host(24)Network(24)Host(8)A类地址B类地址C类地址D类和E类地址保留用于组播和实验用NetworkNetworkNetworkNe
11、tworkNetworkNetwork010110网络地址和广播地址网络地址和广播地址主机部分全部为0的是网络地址主机部分全部为1的是广播地址A类地址：B类地址：C类地址：网络地址 广播地址11.0.0.0201.130.6.0201.130.6.255150.150.0.0150.150.255.25511.255.255.255子网子网NetworkHostNetworkHostSubnet无子网带子网在传统无子网的网络中，经常造成IP地址的浪费。每个A类网可以容纳1600多万台主机，B类可容纳65000多台，多数情况下会浪费IP地址。子网的划分使网络管理员更有弹性的管理网络和节约IP地址
12、。划分子网是从主机部分借用一部分地址位作为子网。子网掩码子网掩码100000100000000011111111IP：130.5.2.144掩码：掩码：255.255.255.00000010111111111111111111001000000000010利用子网掩码来确定借用的位数。在传统子网中，全0子网是不能使用的。但现在的设备基本上都支持使用0子网网络部分是网络部分是130.5.2 主机部分是主机部分是144私用的私用的IP地址地址10.0.0.0-10.255.255.255172.16.0.0-172.31.255.255192.168.0.0-192.168.255.255这三组
13、IP地址在公共网络上没有被分配，保留给私人使用，不需要申请，但是同时也没办法连接到公网上。一种办法就是使用地址转换（NAT）。IP地址分配地址分配静态地址分配:手动为计算机配置一个IP地址动态地址分配:让系统自动分配一个地址，以下是几种动态地址分配协议 反向地址解析协议(RARP)启动引导协议(BOOTP)动态主机配置协议(DHCP)地址解析协议地址解析协议(ARP)一个设备发送数据包到目的设备，封装的目的IP和MAC要与目的设备的IP和MAC都匹配，才能被目的设备所接收。在初使状态下，是不知道目的设备的MAC地址的，为了使数据包封装正确，在传送数据包之前，先使用地址解析协议去获得目的设备的M
14、AC地址，同时在内存中建立一张地址表，把IP地址映射到对应的MAC地址，传送数据时，从内存中读出并做正确的封装。ARP的工作的工作10.10.10.110.10.10.110.10.10.210.10.10.310.10.10.41、要到10.10.10.4但内存中没有相应的MAC地址ARP请求请求ARP应答应答2、发出ARP请求3、收到ARP应答4、构建地址表5、再次传送时直接从内存读取 MAC IP10.10.10.210.10.10.310.10.10.409-00-20-67-92-8900-00-a2-05-09-8902-60-8c-01-02-03访问远端网络中的访问远端网络中的
15、ARPXYXYX发发ARP请求请求Y发发ARP应答应答目的地在本地网络目的地不在本地网络X发发ARP请求请求A发发ARP应答应答路由器路由器A因为ARP是广播，无法通过路由器，所以如果目的不在本网络，ARP请求由路由器来应答，数据包封装的目的MAC地址使用网关的MAC地址，目的IP不变。目的在子网内10.10.0.2A全110.10.0.410.10.0.310.10.0.4BCA 10.10.0.2ARP请求AA10.10.0.2C 10.10.0.4ARP应答CC10.10.0.4A 10.10.0.2DATAA源：A 目标：C10.10.0.3IP10.10.0.4MACB?目的在子网外
16、10.10.0.1 E010.20.0.1 E110.10.0.2A10.10.0.3B10.20.0.2C全110.10.0.1A 10.10.0.2ARP请求AA10.10.0.2E0 10.10.0.1ARP应答RouterE010.20.0.2A 10.10.0.2DATAA源：A 目标：CC10.20.0.2E1 10.10.0.2DATARouter经过路由器以后经过路由器以后代理代理ARPXY路由器路由器A在没有使用代理ARP时，主机访问远端主机，需要预先设置默认网关，ARP请求的目的IP是网关IP。如果没有预先设置默认网关，ARP请求的目的IP是主机Y的IP，当路由器没有起用代
17、理ARP时，ARP请求无人应答，当起用了代理ARP时，路由器代替主机Y应答，把自己的MAC的返回主机X。使用网络地址路由使用网络地址路由DestinationNetworkRouter Port10.1.0.0E010.2.0.0E110.3.0.0E2Router Address10.1.23.710.2.5.310.3.15.1410.1.0.010.2.0.010.3.0.0E0=10.1.23.7E1=10.2.5.3E2=10.3.15.14网络部分用来做路径选择网络部分用来做路径选择主机部分用来确定路由器主机部分用来确定路由器的端口的端口静态路由静态路由存根网络存根网络只存在单独的
18、一个网只存在单独的一个网络连接不需要做路由络连接不需要做路由更新更新B BA A当在存根网络中（只有一个网络连接）不需要使用动态路由，静态路由减少系统开销。缺省路由缺省路由Company XInternet10.0.0.0172.34.56.0路由表路由表找不到到目的网络的出口找不到到目的网络的出口就试着从缺省路由器就试着从缺省路由器B路有路有C CB BA A如果配置了缺省路由，网络中使用动态路由的路由器在找不到目的网络入口时，尝试着从缺省网络路由动态路由动态路由路由器将路由表路由器将路由表信息发送给它的信息发送给它的邻居邻居路由表路由表路由表路由表网络层网络层路由协议路由协议路由协议路由协
19、议动态路由协议使路由器互相学习网络地址，动态的找出最佳的路径。动态路由协议有（RIP、IGRP、EIGRP和OSPF等）自治系统自治系统自治系统自治系统100自治系统自治系统200外部网关路由协议外部网关路由协议EGP内部网关路由协议内部网关路由协议IGP自治系统使网络便于管理且减小路由表的大小。但不同自治系统之间不能直接做路由更新，必须使用外部路由协议。动态路由协议动态路由协议RIP19.2 kbpsT1T1T1RIP是一种比较老的路由协议，计算最佳路径的参数是跳数（hops），则经过几个路由器，经过一个路由器是一跳。动态路由协议动态路由协议IGRP19.2 kbpsT1T1T1IGRP和E
20、IGRP是CISCO开发的路由协议，IGRP计算最佳路径的参数除了跳数，还有带宽、延迟、负载和可靠性，缺省是使用带宽和延迟。传输层传输层1、分割上层的应用程序2、建立点到点的连接3、差错校验4、流量控制（端口号、窗口、序列号、确认号）端口的应用端口的应用telnetftpsmtptftpUDPTCPIP PacketsFramesBits23212569617物理层物理层数据链路层数据链路层网络层网络层传输层传输层上层应用程序上层应用程序面向连接的会话（三次握手）面向连接的会话（三次握手）序列号序列号A序列号序列号B，确认号确认号 A+1序列号序列号A+1，确认号确认号B+1数据传送数据传送S
21、ender AReceiver B连接建立连接建立连接建立连接建立窗口控制技术窗口控制技术Window size=1Send 1Receive 1Ack 2Send 2Receive 2Ack 3Send 1Send 2Receive 1Receive 2Window size=3Send 3Receive 3Ack 4Send 4SenderReceiverSenderReceiver可靠传输保证机制可靠传输保证机制SenderReceiverSend 2Send 1Send 3Ack 4Send 5Send 4Send 6Ack 5Send 5Ack 7123456123456会话层会话层
22、建立、管理和终止应用程序的会话 1、协商交谈方式（同时或交付式）2、同步化（确定断点和恢复对话）交互式对话和同时对话交互式对话和同时对话ABBA会话层协议会话层协议服务请求服务请求服务应答服务应答网络文件系统（NFS）结构化查询语言（SQL）远端程序呼叫（RPC）X-windows系统DNA会话控制协议（SCP）表示层1、确保系统能准确读取数据2、数据的格式3、数据结构4、协调应用层的数据应用语法表示层的功能表示层的功能1、数据格式（文本、图形、声音和图象）2、对数据进行加密和解密3、对数据进行压缩和解压缩应用层为应用程序提供网络服务（如：电子邮件、文件传输、超文本传输协议HTTP、网络管理等）