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1、网络基础RCNA_01 RCNA_01学习目标 通过本章的学习，希望您能够：通过本章的学习，希望您能够：理解计算机网络的基本概念 理解计算机网络的基本概念 掌握网络的拓扑结构和常用介质 掌握网络的拓扑结构和常用介质 掌握 掌握OSI OSI 七层参考模型的功能和作用 七层参考模型的功能和作用 掌握 掌握TCP/IP TCP/IP 参考模型的功能和作用 参考模型的功能和作用 掌握重点的网络协议 掌握重点的网络协议 掌握不同数制之间的转换 掌握不同数制之间的转换本章内容 计算机网络基础 计算机网络基础 计算机网络模型 计算机网络模型 重点协议介绍 重点协议介绍 数制转换 数制转换课程议题计算机网络
2、基础计算机网络基础计算机网络概述 什么是计算机网络？什么是计算机网络？分散在不同地点的多台计算机、终端和外部设备 分散在不同地点的多台计算机、终端和外部设备 通过通信线路互联在一起 通过通信线路互联在一起 实现资源共享（包括软件、硬件、数据等）实现资源共享（包括软件、硬件、数据等）计算机网络的发展 第一代计算机网络 第一代计算机网络 20 20 世纪 世纪50 50 年代中后期 年代中后期 地理上分散的多个终端 地理上分散的多个终端 通过通信线路 通过通信线路 连接到一台中心计算机上 连接到一台中心计算机上 以传输信息为目的而连接起来，以实现远程信息处理或进一步达到资 以传输信息为目的而连接起
3、来，以实现远程信息处理或进一步达到资源共享的计算机系统 源共享的计算机系统主机 主机 通信装置 通信装置 通信装置 通信装置终端 终端通信线路 通信线路计算机网络的发展 第二代计算机网络 第二代计算机网络 20 20 世纪 世纪60 60 年代后期 年代后期 实现远程资源共享 实现远程资源共享 以通信子网为中心 以通信子网为中心 分组交换网络 分组交换网络 分层的网络协议 分层的网络协议 1969 1969 年出现的 年出现的ARPAnet ARPAnet 是第一个现代意义上的计算机网络 是第一个现代意义上的计算机网络 以能够相互共享资源为目的，互连起来具有独立功能的计算机的集 以能够相互共享
4、资源为目的，互连起来具有独立功能的计算机的集合体 合体 互联设备 互联设备工作站 工作站NOS NOS服务器 服务器打印机 打印机传输介质 传输介质计算机网络的发展 第三代计算机网络 第三代计算机网络 网络应用越来越广泛、网络规模越来越大、通信更加复杂 网络应用越来越广泛、网络规模越来越大、通信更加复杂 各大计算机公司纷纷制定了自己的网络技术标准 各大计算机公司纷纷制定了自己的网络技术标准 1977 1977 年，年，ISO ISO 开始制定开放系统互联参考模型 开始制定开放系统互联参考模型 具有统一网络体系结构，并遵循国际标准的开放式和标准化的网络 具有统一网络体系结构，并遵循国际标准的开放
5、式和标准化的网络 计算机网络的发展 第四代计算机网络 第四代计算机网络 20 20 世纪 世纪80 80 年代末到现在 年代末到现在 以互联网为代表 以互联网为代表 以太网的高速发展 以太网的高速发展 下一代计算机网络 下一代计算机网络 多种业务的融合 多种业务的融合 统一协议、统一网络平台、统一管理 统一协议、统一网络平台、统一管理计算机网络的分类 依据网络的交换功能 依据网络的交换功能 电路交换网络 电路交换网络 报文交换网络 报文交换网络 分组交换网络 分组交换网络 依据网络的拓扑结构 依据网络的拓扑结构 集中式网络 集中式网络 分布式网络 分布式网络 依据网络的作用范围 依据网络的作用
6、范围 局域网 局域网 LAN LAN 城域网 城域网 MAN MAN 广域网 广域网 WAN WAN 依据网络的传输介质 依据网络的传输介质 有线网络 有线网络 无线网络 无线网络互联网 通过一个 通过一个WAN WAN 将多个 将多个LAN LAN 组织起来，即把多个不同的网络相互连 组织起来，即把多个不同的网络相互连接起来的时候，就构成了一个互联网 接起来的时候，就构成了一个互联网 Internet Internet（因特网）：特定的、世界范围内的互联网（因特网）：特定的、世界范围内的互联网计算机网络拓扑结构 星形拓扑 星形拓扑计算机网络拓扑结构 总线形拓扑 总线形拓扑计算机网络拓扑结构
7、环形拓扑 环形拓扑计算机网络拓扑结构 网状拓扑 网状拓扑网络传输介质 双绞线 双绞线非屏蔽双绞线 非屏蔽双绞线 屏蔽双绞线 屏蔽双绞线网络传输介质 双绞线 双绞线UTP UTP 线缆的类别 线缆的类别用途 用途 说明 说明1 1类线缆 类线缆电话 电话 不适合传输数据 不适合传输数据2 2类线缆 类线缆令牌环网 令牌环网 支持 支持4Mbit/s 4Mbit/s的令牌环网 的令牌环网3 3类线缆 类线缆电话和 电话和10BASE-10BASE-T T20 20世纪 世纪80 80年代以广泛使用的 年代以广泛使用的3 3类线缆为基础的 类线缆为基础的10BASE-T 10BASE-T网络出现 网
8、络出现4 4类线缆 类线缆令牌环网 令牌环网 支持 支持16Mbit/s 16Mbit/s的令牌环网 的令牌环网5 5类线缆 类线缆以太网 以太网 支持 支持10BASE-T 10BASE-T、100BASE-T 100BASE-T5e 5e类线缆 类线缆以太网 以太网使用与 使用与5 5类线缆相同的介质，但要经过更严格的端接 类线缆相同的介质，但要经过更严格的端接和线缆测试，支持吉比特以太网 和线缆测试，支持吉比特以太网6 6类线缆 类线缆以太网 以太网支持 支持1Gbit/s 1Gbit/s的以太网，也可用 的以太网，也可用6 6类线缆建立 类线缆建立10Gbit/s 10Gbit/s的网
9、络 的网络网络传输介质 同轴电缆 同轴电缆网络传输介质 光纤 光纤包层纤芯入射角折射角折射角大于入射角光波在纤芯中传播网络传输介质 无线传输 无线传输卫星 卫星蝶形天线 蝶形天线计算机 计算机LAN、WAN、WLAN LAN LAN 传输速度通常在 传输速度通常在10Mb/s 10Mb/s 1000Mb/s 1000Mb/s 之间 之间 通常是针对于一座建筑物内 通常是针对于一座建筑物内 WAN WAN 一个较大的地理范围内 一个较大的地理范围内 传输速度相对要慢的多 传输速度相对要慢的多 WLAN WLAN IEEE 802.11 IEEE 802.11 标准 标准本章内容 计算机网络基础
10、计算机网络基础 计算机网络模型 计算机网络模型 重点协议介绍 重点协议介绍 数制转换 数制转换课程议题计算机网络模型计算机网络模型网络分层模型 解决异种网络互连时所遇到的兼容性问题 解决异种网络互连时所遇到的兼容性问题 将服务、接口和协议这三个概念区分开来 将服务、接口和协议这三个概念区分开来 使网络的不同功能模块分担起不同的职责 使网络的不同功能模块分担起不同的职责 减轻问题的复杂程度 减轻问题的复杂程度 在各层分别定义标准接口，各层相对独立 在各层分别定义标准接口，各层相对独立 能有效刺激网络技术革新 能有效刺激网络技术革新 便于研究和教学 便于研究和教学 OSI 七层参考模型 开放系统互
11、连参考模型 开放系统互连参考模型 4.传输层 2.数据链路层3.网络层1.物理层5.会话层 6.表示层面向用户应用面向数据传输 7.应用层OSI 七层参考模型设备A 设备B 中间节点 中间节点OSI 七层参考模型设备A 设备B物理层 为设备之间的数据通信提供传输媒体及互连设备 为设备之间的数据通信提供传输媒体及互连设备 包括激活物理连接、传送数据、终止物理连接这 包括激活物理连接、传送数据、终止物理连接这3 3 个步骤 个步骤 为数据传输提供可靠的环境 为数据传输提供可靠的环境 正确地传输比特流 正确地传输比特流 常见协议 常见协议 EIA/TIA 232 EIA/TIA 232（RS-232
12、-C RS-232-C）典型设备 典型设备 中继器：连接两个（或多个）网段，对信号起中继放大作用 中继器：连接两个（或多个）网段，对信号起中继放大作用，以此来延，以此来延长网络的长度 长网络的长度 集线器：可以将多台设备以星形的拓扑结构连接起来，组成共享型的网络 集线器：可以将多台设备以星形的拓扑结构连接起来，组成共享型的网络 数据链路层 数据链路的建立、拆除 数据链路的建立、拆除 对数据进行检错、纠错 对数据进行检错、纠错 将数据分成帧，以数据帧为单位进行传输 将数据分成帧，以数据帧为单位进行传输 典型设备 典型设备 网桥：连接两个局域网，在各种传输介质中转发数据信号，扩展网络的距 网桥：连
13、接两个局域网，在各种传输介质中转发数据信号，扩展网络的距离，有效地限制两个介质系统中无关紧要的通信 离，有效地限制两个介质系统中无关紧要的通信 交换机：按每一个包中的 交换机：按每一个包中的MAC MAC 地址相对简单地决策信息转发 地址相对简单地决策信息转发，转发延迟，转发延迟小，将网络分成小的冲突网域，为每个工作站提供更高的带宽 小，将网络分成小的冲突网域，为每个工作站提供更高的带宽 网络层 进行路由选择和中继 进行路由选择和中继 激活、终止网络连接，实现数据链路的复用 激活、终止网络连接，实现数据链路的复用 排序、流量控制 排序、流量控制 典型设备 典型设备 路由器：决定最优路由和转发数
14、据包 路由器：决定最优路由和转发数据包传输层 实现端到端的可靠传输 实现端到端的可靠传输 进行流量控制、差错控制、虚电路管理 进行流量控制、差错控制、虚电路管理 在通信子网和高层之间起承上启下的作用 在通信子网和高层之间起承上启下的作用会话层 建立和维持会话 建立和维持会话 使会话获得同步 使会话获得同步 数据传输和连接释放 数据传输和连接释放 表示层 对上层数据或信息进行变换，以保证一个主机应用层信息可以被另 对上层数据或信息进行变换，以保证一个主机应用层信息可以被另一个主机的应用程序理解 一个主机的应用程序理解 数据转换包括数据的加密、压缩、格式转换等 数据转换包括数据的加密、压缩、格式转
15、换等 应用层 为操作系统或网络应用程序提供访问网络服务的接口 为操作系统或网络应用程序提供访问网络服务的接口 包含了各种各样的协议，这些协议往往直接针对用户的需要 包含了各种各样的协议，这些协议往往直接针对用户的需要，如：，如：HTTP HTTP FTP FTP SMTP SMTPOSI 七层参考模型允许接入网络资源应用层表示层会话层传输层网络层数据链路层物理层建立、管理和终止会话将分组从源端传送到目的端；提供网络互联在媒体上传输比特；提供机械的和电气的规约对数据进行转换、加密和压缩提供可靠的端到端的报文传输和差错控制将分组数据封装成帧；提供节点到节点方式的传输TCP/IP 参考模型 在 在2
16、0 20 世纪 世纪60 60 年代末为 年代末为ARPAnet ARPAnet 而开发 而开发 因传输控制协议 因传输控制协议TCP TCP 和网际协议 和网际协议IP IP 而得名 而得名 包含多个协议 包含多个协议 四层的体系结构 四层的体系结构TCP/IP 协议栈应用层表示层会话层传输层网络层数据链路层物理层IPICMP IGMPRARP ARPUDP TCP各种应用程序层SMTP FTP DNS SNMP NFS TFTP由底层网络定义的协议Ethernet,Token-Ring,FDDI,X.25,Wirless,ATMTCP/IP 和OSI 模型的对应关系OSI 和TCP/IP
17、模型的比较 都以协议栈的概念为基础 都以协议栈的概念为基础 各层功能大体相同 各层功能大体相同 OSI OSI 模型严格区分了各层的服务、接口和协议；而 模型严格区分了各层的服务、接口和协议；而TCP/IP TCP/IP 模型在设 模型在设计之初并没有明确区分这三者 计之初并没有明确区分这三者 OSI OSI 模型先于其协议出现，模型更通用；而 模型先于其协议出现，模型更通用；而TCP/IP TCP/IP 协议先于模型出 协议先于模型出现，因此不能描述其他协议栈 现，因此不能描述其他协议栈 OSI OSI 的网络层提供面向连接和无连接的服务，传输层只提供面向连 的网络层提供面向连接和无连接的服
18、务，传输层只提供面向连接的服务；而 接的服务；而TCP/IP TCP/IP 在网络层只提供无连接的服务，在传输层提 在网络层只提供无连接的服务，在传输层提供面向连接和无连接的服务 供面向连接和无连接的服务本章内容 计算机网络基础 计算机网络基础 计算机网络模型 计算机网络模型 重点协议介绍 重点协议介绍 数制转换 数制转换课程议题重点协议介绍重点协议介绍IP 协议 一种不可靠的协议，提供尽力而为的服务 一种不可靠的协议，提供尽力而为的服务 不提供数据的校验 不提供数据的校验 一种无连接协议，为使用数据报的分组交换网而设计 一种无连接协议，为使用数据报的分组交换网而设计 当可靠性很重要时，当可靠
19、性很重要时，IP IP 必须与可靠的协议（如 必须与可靠的协议（如TCP TCP）配合起来使用）配合起来使用 IP IP 层的分组叫做数据报或数据包（层的分组叫做数据报或数据包（Packet Packet）IP 报文格式端口号 定义主机中运行的进程的标识符 定义主机中运行的进程的标识符 在 在TCP/IP TCP/IP 协议栈中，端口号是 协议栈中，端口号是0 0 65535 65535 之间的整数 之间的整数 TCP/IP TCP/IP 模型中传输层的两个协议 模型中传输层的两个协议TCP TCP 和 和UDP UDP 依靠端口号区分不同 依靠端口号区分不同的进程 的进程IP 协议的作用范围
20、TCP或UDP 协议的作用范围进程（运行的应用程序）进程（运行的应用程序）端口号 IANA IANA（Internet Assigned Numbers Authority Internet Assigned Numbers Authority，互联网地址指派机，互联网地址指派机构）将端口号划分为 构）将端口号划分为3 3 个范围：熟知的、注册的和动态的（或私有 个范围：熟知的、注册的和动态的（或私有的）。的）。熟知端口：熟知端口：0 0 1023 1023，由，由IANA IANA 指派和控制。指派和控制。注册端口：注册端口：1024 1024 49151 49151，IANA IANA 不
21、指派也 不指派也不控制。它们只能在 不控制。它们只能在IANA IANA 注册以防止重复。注册以防止重复。动态端口：动态端口：49152 49152 65535 65535，既不用指派也，既不用指派也不用注册。它们可以由任何进程来使用，是 不用注册。它们可以由任何进程来使用，是临时的端口。临时的端口。常见的熟知端口号TCP TCP 端口 端口 UDP UDP 端口 端口协议 协议 说明 说明7 7 7 7 Echo Echo将收到的数据报回送到发送端 将收到的数据报回送到发送端20 20 FTP FTP（Data Data）文件传送协议（数据连接）文件传送协议（数据连接）21 21 FTP F
22、TP（Control Control）文件传送协议（控制连接）文件传送协议（控制连接）23 23 TELNET TELNET远程登录 远程登录25 25 SMTP SMTP简单邮件传送协议 简单邮件传送协议53 53 53 53 DNS DNS域名服务 域名服务69 69 TFTP TFTP简单文件传输协议 简单文件传输协议80 80 HTTP HTTP超文本传送协议 超文本传送协议110 110 POP POP邮局协议 邮局协议161 161 SNMP SNMP简单网络管理协议 简单网络管理协议162 162 SNMP SNMP（Trap Trap）简单网络管理协议（陷阱）简单网络管理协议（
23、陷阱）TCP协议 TCP TCP 是一个可靠的、面向连接的协议 是一个可靠的、面向连接的协议，为应用提供了如下功能，为应用提供了如下功能：流型数据传输 流型数据传输 可靠性 可靠性 流控 流控 多路复用 多路复用 逻辑连接 逻辑连接 全双工 全双工TCP报文格式TCP的三次握手客户端A 服务器B发送 SYN1(seq=100)接收SYN发送SYN1,ACK1(seq=300,ack=101)建立连接，ACK1(ack=301)接收SYN,ACK123TCP的四次断开主机A 主机 B发送 FIN1(seqX)发送ACK1(ack=X1)发送ACK1(ackY1)123发送FIN1(seqY，ac
24、kX1)3UDP 协议 UDP UDP 协议（协议（User Datagram Protocol User Datagram Protocol），用户数据报协议），用户数据报协议 用于支持那些需要在计算机之间快速传输数据（相应的对传输可靠 用于支持那些需要在计算机之间快速传输数据（相应的对传输可靠性要求不高）的网络应用 性要求不高）的网络应用 不考虑流量控制、差错控制，在收到一个坏的数据段之后也不重传 不考虑流量控制、差错控制，在收到一个坏的数据段之后也不重传 所有这些工作都留给用户进程 所有这些工作都留给用户进程 UDP 报文格式源端口号(16比特)目的端口号(16比特)长度（16比特）数据
25、校验和(16比特)8 字节本章内容 计算机网络基础 计算机网络基础 计算机网络模型 计算机网络模型 重点协议介绍 重点协议介绍 数制转换 数制转换课程议题数制转换数制转换计算机中的常用数制 二进制数 二进制数 基数为 基数为2 2：0 0、1 1，逢，逢2 2 进 进1 1 八进制数 八进制数 基数为 基数为8 8：0 0、1 1、2 2、3 3、4 4、5 5、6 6、7 7，逢，逢8 8 进 进1 1 十六进制数 十六进制数 基数为 基数为16 16：0 0、1 1、2 2、3 3、4 4、5 5、6 6、7 7、8 8、9 9、A A、B B、C C、D D、E E、F F，逢，逢16
26、16 进 进1 1十进制到二进制的转换 整数部分采用除 整数部分采用除2 2 取余法：取余法：实例：将十进制数 实例：将十进制数23 23 转换为二进制数 转换为二进制数2 2|23|232 2|11|11 余数 余数1 12 2|5|5 余数 余数1 12 2|2|2 余数 余数1 12 2|1|1 余数 余数0 00 0 余数 余数1 1 结果为 结果为(23)(23)10 10=(10111)=(10111)2 2十进制到二进制的转换 小数部分采用乘 小数部分采用乘2 2 取整法：取整法：实例：实例：将十进制数 将十进制数0.25 0.25 转换为二进制数 转换为二进制数0.25 0.2
27、5 X2 X2 0.50 0.50.取整数位 取整数位0 0X2 X2 1.00 1.00.取整数位 取整数位1 1 结果为 结果为(0.25)(0.25)10 10=(0.01)=(0.01)2 2二进制到十进制的转换 将二进制数按权重展开，再求和 将二进制数按权重展开，再求和 实例：将二进制数 实例：将二进制数1101.101 1101.101 转换为十进制数 转换为十进制数1101.101=12 1101.101=123 3+12+122 2+02+021 1+12+120 0+12+12-1-1+02+02-2-2+12+12-3-3=8+4+1+0.5+0.125=8+4+1+0.5
28、+0.125=13.625=13.625结果为 结果为(1101.101)(1101.101)2 2=(13.625)=(13.625)10 10二进制到十六进制的转换 二进制整数，从低位到高位每 二进制整数，从低位到高位每4 4 位组成一组，然后将每组二进制数 位组成一组，然后将每组二进制数所对应的数用十六进制表示出来 所对应的数用十六进制表示出来 如果有小数部分，则从小数点开始，分别向左右两边进行分组计算 如果有小数部分，则从小数点开始，分别向左右两边进行分组计算 二进制到八进制的转换方法相同 二进制到八进制的转换方法相同 实例：实例：将二进制数 将二进制数1 11101011110001
29、0111 11010111100010111 转换为十六进制数 转换为十六进制数二进制数 二进制数 11 11 1010 1010 1111 1111 0001 0001 0111 0111十六进制数 十六进制数 3 3 A A F F 1 1 7 7结果为 结果为(11010111100010111)(11010111100010111)2 2=(3AF17)=(3AF17)16 16十六进制到二进制的转换 从十六进制数的低位开始，将每位上的数用二进制表示出来即可 从十六进制数的低位开始，将每位上的数用二进制表示出来即可 如果有小数部分，则从小数点开始，分别向左右两边进行转换 如果有小数部分
30、，则从小数点开始，分别向左右两边进行转换 八进制到二进制的转换方法相同 八进制到二进制的转换方法相同实例：实例：将二进制数 将二进制数6FBE4 6FBE4 转换为十六进制数 转换为十六进制数 十六进制数 十六进制数 6 6 F F B B E E 4 4二进制数 二进制数 110 110 1111 1111 1011 1011 1110 1110 0100 0100结果为 结果为(6FBE4)(6FBE4)16 16=(1101111101111100100)=(1101111101111100100)2 2课程回顾 计算机网络概述 计算机网络概述 计算机网络的拓扑结构和传输介质 计算机网络的拓扑结构和传输介质 OSI OSI 参考模型 参考模型 TCP/IP TCP/IP 参考模型 参考模型 IP IP 协议 协议 TCP TCP 协议 协议 UDP UDP 协议 协议 数制之间的转换 数制之间的转换演讲完毕，谢谢观看！