計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ).ppt

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ),銷售培訓(xùn)講座,江煥新,2019/12/5,網(wǎng)絡(luò)入門網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)及其發(fā)展歷史網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)LAN、WAN布線以太網(wǎng)TCP/IP路由基礎(chǔ)電信和聯(lián)通,主要內(nèi)容,2,第一章網(wǎng)絡(luò)入門一、物理鏈接二、邏輯鏈接,3,1.1物理連接,個(gè)人、家庭用戶PC機(jī)、便攜機(jī)網(wǎng)卡、Modem/CableModemADSLModemPSTN/ISDN/DSL帳戶,企業(yè)、集團(tuán)用戶PC機(jī)、便攜機(jī)網(wǎng)卡、交換機(jī)/HUB路由器數(shù)字電路/FR/ATM/DDN/ATM/X.25/,4,1.2PC機(jī)的組成、網(wǎng)卡、調(diào)制解調(diào)器,散立組件,計(jì)算機(jī)子系統(tǒng),底板組件,印刷電路板CD-ROM驅(qū)動(dòng)器CPUFloppydiskdriveHarddiskdrive微處理器主板,BusRAMROM系統(tǒng)單元擴(kuò)展槽電源,晶體管集成電路(IC)電阻電容器.連接器LED,底板VideocardAudiocardParallelportSerialportMouseportPowercord,網(wǎng)卡,網(wǎng)卡選擇要考慮,總線類型協(xié)議類型介質(zhì)類型,調(diào)制解調(diào)器,5,1.3PC機(jī)細(xì)部簡介,6,1、20世紀(jì)60年代,終端用戶與中央主機(jī)的連接需求引進(jìn)了MODEM2、20世紀(jì)70年代，用戶連接到網(wǎng)絡(luò)參與BBS的討論并郵寄或讀取消息3、20世紀(jì)80年代，文件和圖片的傳輸成為可能4、20世紀(jì)90年代，MODEM的速度達(dá)到了56Kbps9600bps56Kbps(2019)5、進(jìn)入21世紀(jì)，高速的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)成為現(xiàn)實(shí)CableModemDSL,1.4撥號(hào)連接與高速連接,7,2.1邏輯連接TCP/IP協(xié)議簡述,傳輸層,Internet層,網(wǎng)絡(luò)接入層,文件傳輸-TFTP*-FTP*-NFSE-Mail-SMTP遠(yuǎn)程登陸-Telnet*-rlogin*網(wǎng)絡(luò)管理-SNMP*名稱管理-DNS*,應(yīng)用層,利用操作系統(tǒng)工具在PC機(jī)中配置TCP/IP協(xié)議,8,2.2簡單的網(wǎng)絡(luò)連通性測試,顯示本地IP地址、默認(rèn)網(wǎng)關(guān)地址,測試本地協(xié)議棧地址,測試遠(yuǎn)程地址,9,12/5/2019,2.3Internet應(yīng)用,瀏覽器：InternetExplorerNetscapeNavigatorOperaMSNExplorer等等服務(wù)：E-maile-business在線教育視頻點(diǎn)播影音交互FTP發(fā)布、獲取信息等等,10,第二章網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)一、網(wǎng)絡(luò)基本術(shù)語二、帶寬介紹三、網(wǎng)絡(luò)模型,11,12/5/2019,1.1數(shù)據(jù)網(wǎng)定義與發(fā)展歷史,1、數(shù)據(jù)通信網(wǎng)的定義（以計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)為例）,Sneakernet,LAN,WAN,怎樣避免設(shè)備和資源的重復(fù)怎樣有效的通信怎樣建立和管理網(wǎng)絡(luò),政治、經(jīng)濟(jì)、文化的發(fā)展映射著數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展。網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展促進(jìn)著一切的變化。,2、網(wǎng)絡(luò)發(fā)展歷史（以計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)為例）,12,1.2什么是計(jì)算計(jì)網(wǎng)絡(luò)?,Sharingofinformationandservices,13,12/5/2019,Software,Hardware,Programs,A,Software,Hardware,Programs,B,Value-AddedNetworks,1960sand1970s:CentralizedComputing,Software,Programs,Hardware,Mainframe,14,12/5/2019,1970sand1980s:Networks,分布式處理,15,12/5/2019,1980sand1990s:Internetworks,PrivateNetsandInternet,16,12/5/2019,1990s:GlobalInternetworking,語音、視頻、數(shù)據(jù),17,12/5/2019,1.3網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),常見網(wǎng)絡(luò)的物理拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),復(fù)雜的混合物理拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞譃閮刹糠郑何锢硗負(fù)溥壿嬐負(fù)?18,1.4計(jì)算機(jī)通信協(xié)議,Protocols協(xié)議控制著數(shù)據(jù)通信的方方面面：物理網(wǎng)絡(luò)是怎樣建立的計(jì)算機(jī)怎樣被連接到網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的格式是怎樣的數(shù)據(jù)是怎樣被傳輸?shù)母鞣N錯(cuò)誤是怎樣被處理處理的,IEEE（電氣和電子工程師協(xié)會(huì)）InstituteofElectricalandElectronicEngineersANSI（美國國家標(biāo)準(zhǔn)化組織）AmericanNationalStandardsInstituteTIA（電信工業(yè)協(xié)會(huì)）TelecommunicationsIndustryAssociation,EIA（電子工業(yè)協(xié)會(huì)）ElectronicIndustriesAllianceITU(CCITT)（國際電話與電報(bào)顧問委員會(huì)）InternationalTelecommunicationsUnion,formerlyknownastheComitConsultatifInternationalTlphoniqueetTlgraphique.,標(biāo)準(zhǔn)化組織機(jī)構(gòu),19,1.5局域網(wǎng)及局域網(wǎng)設(shè)備,局域網(wǎng)的組成部分:計(jì)算機(jī)Computers網(wǎng)卡Networkinterfacecards外圍設(shè)備Peripheraldevices網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)Networkingmedia網(wǎng)絡(luò)設(shè)備Networkdevices,局域網(wǎng)拓?fù)?以太網(wǎng)Ethernet令牌環(huán)網(wǎng)TokenRing光纖分布式數(shù)據(jù)接口網(wǎng)FDDI,LAN的設(shè)計(jì)目的:在受限的區(qū)域內(nèi)工作對(duì)高帶寬介質(zhì)的多路訪問在本地管理的私有網(wǎng)絡(luò)控制對(duì)本地服務(wù)提供全天候的連接性與鄰接設(shè)備物理的連接,網(wǎng)絡(luò)設(shè)備Networkdevices,20,1.6廣域網(wǎng)及廣域網(wǎng)設(shè)備,廣域網(wǎng)的設(shè)計(jì)目的在極為廣闊的區(qū)域內(nèi)進(jìn)行通信使不同地點(diǎn)的人們可以實(shí)時(shí)的進(jìn)行通訊提供將遠(yuǎn)程資源連接到本地的全時(shí)訪問提供e-mail,WorldWideWeb,filetransfer,ande-commerce服務(wù)通過設(shè)備串行口在低速的鏈路上連接廣闊范圍內(nèi)的設(shè)備進(jìn)行通訊,常用廣域網(wǎng)技術(shù)包括:撥號(hào)與ModemsIntegratedServicesDigitalNetwork(ISDN)DigitalSubscriberLine(DSL)ATM與FrameRelayT1,E1,T3,E3SynchronousOpticalNetwork(SONET)SynchronousDigitalHierarchy（SDH）,常見廣域網(wǎng)設(shè)備,21,1.7城域網(wǎng)簡介,城域網(wǎng)的相關(guān)提法還有寬帶城域網(wǎng)、IP城域網(wǎng)、寬帶IP城域網(wǎng)、無線城域網(wǎng)等，主要應(yīng)用包括：通過互聯(lián)網(wǎng)發(fā)布信息、高速上網(wǎng)、網(wǎng)絡(luò)高速互聯(lián)、遠(yuǎn)程醫(yī)療、互動(dòng)的遠(yuǎn)程教育、實(shí)時(shí)網(wǎng)上交易、實(shí)現(xiàn)視頻點(diǎn)播。,城域網(wǎng)的劃分：IP城域網(wǎng)光城域網(wǎng)以太城域網(wǎng)等等,22,2.1理解帶寬的含義,在模擬通信系統(tǒng)或傳輸介質(zhì)中，所說的“帶寬”是指信號(hào)頻率的通頻范圍，單位為“赫茲”。而數(shù)字通信系統(tǒng)中“帶寬”，理論上是指傳輸信道的信道容量，也即信道中傳遞信息的最大值，單位為“比特/秒”。,模擬電話線的頻帶(300Hz3400Hz為語音通信頻帶，25KHz1.1MHz為ADSL頻帶),23,2.2各種數(shù)字業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)速率,24,2.3帶寬的計(jì)算,在我們常說的56K撥號(hào)，100M局域網(wǎng)都是bps計(jì)量，當(dāng)用于軟件下載時(shí)，下載工具一般又以Bps計(jì)算，所以它們之間有8bit=1Byte的換算關(guān)系，那么56Kbps撥號(hào)極限下載速度是56Kbps/8=7KBps每秒下載7K字節(jié),25,2.4數(shù)據(jù)吞吐量Throughput,數(shù)據(jù)吞吐量指的是在一天的某段時(shí)間內(nèi)使用特定的路由下載一個(gè)文件時(shí)所獲得的實(shí)際帶寬。由于很多種原因，吞吐量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于傳輸使用介質(zhì)所能達(dá)到的最大帶寬。影響數(shù)據(jù)吞吐量的因素有：互聯(lián)網(wǎng)上的設(shè)備、擁塞被傳輸?shù)臄?shù)據(jù)類型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湫问接脩魯?shù)量計(jì)算機(jī)服務(wù)器電源狀況,26,2.5帶寬和流量,帶寬,峰值流量,平均流量,ISP,全球Internet,出境流量,入境流量,27,第三章網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)一、銅線介質(zhì)二、光纖介質(zhì),28,同軸電纜Coaxialcable屏蔽雙絞線STPcable非屏蔽雙絞線UTPcable,銅線介質(zhì),29,同軸電纜,寬帶一條電纜同時(shí)傳輸不同頻率的幾路模擬信號(hào)，75，用于模擬傳輸，300450MHz，100km，需要放大器基帶一條電纜只用于一個(gè)信道，50，用于數(shù)字傳輸,30,非屏蔽雙絞線(UTP),3類、5類、超五類、六類雙絞線外沒有任何附加屏蔽0.43cm,31,TransmissionMediaConnectors,32,光纖結(jié)構(gòu),光纖剖面結(jié)構(gòu),典型的光纜,33,光接收器,光信號(hào),檢測器,前置放大器,均衡器,后置放大器,濾波,判決電路,時(shí)鐘恢復(fù),數(shù)據(jù),34,光纖傳送模式,多模,輸入電信號(hào),輸出電信號(hào),單模,波長:1300,1550nm,h1,h2,波長:850,1300nm,光纖的直徑減小到一個(gè)光波波長,在光纖的數(shù)值孔徑角內(nèi)，以某一角度射入光纖端面，并能在光纖的纖芯到包層界面上形成全反射的傳播光線就可稱為一個(gè)光的傳輸模式。,35,第四章LAN、WAN布線1、LAN布線2、WAN布線,36,80年2月份IEEE制定了一系列的有關(guān)局域網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)稱謂802.X系列標(biāo)準(zhǔn)802.1局域網(wǎng)概述、體系結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)互連，以及網(wǎng)絡(luò)管理和性能測量；802.2邏輯鏈路控制，高層與任何一種局域網(wǎng)介質(zhì)訪問控制層的接口；802.3CSMA/CD，總線型訪問控制和物理規(guī)范；（以太網(wǎng)）802.4令牌總線；802.5令牌環(huán)網(wǎng)；802.6城域網(wǎng)；802.7寬帶技術(shù)；802.8光纖技術(shù)；802.9綜合話音數(shù)據(jù)局域網(wǎng)；802.10可互操作的局域網(wǎng)安全機(jī)制；802.11無線局域網(wǎng)；,IEEE定義的局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn),37,園區(qū)網(wǎng)中的以太網(wǎng),續(xù),IEEE新擴(kuò)展了以太網(wǎng)三個(gè)規(guī)范：802.3u(FastEthernet)802.3z(GigabitEthernetoverFiber)802.3ab(GigabitEthernetoverUTP),38,附：層次化的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)定義中以太網(wǎng)的定位,分布層,核心層,訪問層,以太網(wǎng)、快速以太網(wǎng),快速以太網(wǎng)千兆以太網(wǎng),快速以太網(wǎng)千兆以太網(wǎng),39,UTP執(zhí)行規(guī)范,RJ-45連接器,1,8,8,線對(duì)4R4,1,2,3,4,5,6,7,線對(duì)T代表發(fā)送R代表接收,線對(duì)2T2,線對(duì)2R2,線對(duì)3T3,線對(duì)1R1,線對(duì)1T1,線對(duì)3R3,線對(duì)4T4,針,40,廣域網(wǎng)連接類型:物理層,專線,電路交換,包交換,41,廣域網(wǎng)物理層的光纖選擇,因特網(wǎng),話音,企業(yè)互聯(lián),DDN,FR,VPN,SDH,ATM,IP,DWDM/,光纖,42,點(diǎn)到點(diǎn)的串行連接,Routerconnections,NetworkconnectionsattheCSU/DSU,EIA/TIA-232,EIA/TIA-449,EIA-530,V.35,X.21,Enduserdevice,ServiceProvider,DTE,DCE,CSU/DSU,43,DTE/DCE責(zé)任分界點(diǎn),路由器和串行連接,DataTerminalEquipment數(shù)據(jù)終端設(shè)備WAN連接中用戶方的最后設(shè)備,DataCommunicationsEquipmen數(shù)據(jù)通訊設(shè)備WAN服務(wù)商方的最后通訊設(shè)備DCE提供時(shí)鐘,DCE,DTE,調(diào)制解調(diào)器通道服務(wù)單元/數(shù)據(jù)服務(wù)單元,DTE,DTE,DCE,DCE,44,第五章以太網(wǎng),45,Ethernet和IEEE802.3,70年代中期由XeroxPaloAltoResearchCenter(BobMetcalfe)提出，數(shù)據(jù)率為2.94M，稱為Ethernet其后由DEC,IntelandXerox(DIX標(biāo)準(zhǔn))改進(jìn)為10M標(biāo)準(zhǔn)1985年定名為IEEE802.3，即使用堅(jiān)持的CAMA/CD協(xié)議的LAN標(biāo)準(zhǔn)，數(shù)據(jù)率從1M到10M，支持多種傳輸媒體Ethernet是指基帶總線LANEthernet和IEEE802.3的幀格式不同,46,12/5/2019,10BaseT,NIC,Hub（集線器）相當(dāng)于多端口轉(zhuǎn)發(fā)器用于辦公室LAN拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為星形，邏輯上仍然是總線形。轉(zhuǎn)發(fā)器/中繼器的作用：擴(kuò)充信號(hào)傳輸距離。將信號(hào)放大并整形后再轉(zhuǎn)發(fā)，消除信號(hào)傳輸?shù)氖д婧退p。物理層設(shè)備。,hub,段最大長度100m,47,12/5/2019,多個(gè)網(wǎng)段互連,hub,10Base2-細(xì)纜Ethernet,10Base5粗纜Ethernet,10BaseT-雙絞線,router,server,hub,網(wǎng)橋,48,12/5/2019,MAC子層的地址問題,IEEE802標(biāo)準(zhǔn)為每個(gè)DTE規(guī)定了一個(gè)48位的全局地址，相當(dāng)于站點(diǎn)的唯一標(biāo)識(shí)符，與其物理位置無關(guān)。地址塊：地址字段的前3個(gè)字節(jié)（高24位）由IEEE統(tǒng)一分配給廠商，低24位由廠商分配。地址類型標(biāo)識(shí)：地址字段的第一字節(jié)的最低位I/G0-單個(gè)站地址1-組地址地址范圍標(biāo)識(shí)：地址字段的第一字節(jié)的最低第二位U/L0-局部管理1-全局管理,I/GU/L46位地址,1146,49,12/5/2019,數(shù)據(jù),源地址,FCS,長度,目標(biāo)地址,可變長,2,6,6,4,0000.0Cxx.xxxx,廠商自己分配,IEEE分配,MAC子層-802.3,前導(dǎo)符,EthernetII在這里用“Type”指明上層協(xié)議，所以不用802.2.,MAC地址,8,#字節(jié),數(shù)據(jù)鏈路層功能,50,交換機(jī),每段有自己的沖突域廣播信息向所有段轉(zhuǎn)發(fā),緩沖區(qū),交換,51,地址學(xué)習(xí)幀的轉(zhuǎn)發(fā)/過濾回路防止,交換機(jī)的三個(gè)功能,52,12/5/2019,交換機(jī)如何學(xué)習(xí)主機(jī)的位置,最初開機(jī)時(shí)MAC地址表是空的,MAC地址表,0260.8c01.1111,0260.8c01.2222,0260.8c01.3333,0260.8c01.4444,E0,E1,E2,E3,A,B,C,D,53,主機(jī)D發(fā)送廣播幀或多點(diǎn)幀廣播幀或多點(diǎn)幀泛洪到除源端口外的所有端口,0260.8c01.1111,0260.8c01.2222,0260.8c01.3333,0260.8c01.4444,E0,E1,E2,E3,D,C,A,B,E0:0260.8c01.1111,E2:0260.8c01.2222,E1:0260.8c01.3333,E3:0260.8c01.4444,廣播幀和多點(diǎn)傳送幀,MAC地址表,54,第六章TCP/IP,55,TCP/IP介紹,早期的協(xié)議族全球范圍,主機(jī),Internet,TCP/IP,主機(jī),TCP/IP協(xié)議族,ARP協(xié)議,,,IP:=?,我需要知道的物理地址.,ARP協(xié)議,,,IP:=?,ARP協(xié)議,,IP:Ethernet:0800.0020.1111,,IP:=?,ARP協(xié)議,映射IPEthernetLocalARP,,IP:Ethernet:0800.0020.1111,,IP:=?,第七章路由基礎(chǔ),62,什么是路由,NetworkProtocol,DestinationNetwork,ConnectedLearned,,ExitInterface,E0S0,可路由協(xié)議:IP,路由器必須知道未和其直接相連的目的地址,,,E0,S0,,SO,靜態(tài)路由,,B,,Network,A,在小型網(wǎng)絡(luò)中適宜設(shè)置靜態(tài)路由。,B,StubNetwork,64,12/5/2019,路由協(xié)議,路由協(xié)議用于路由器選擇路徑和管理路由表。一旦選擇了一條路徑后，路由器將路由可路由協(xié)議。,NetworkProtocol,DestinationNetwork,ConnectedRIPIGRP,,ExitInterface,E0S0S1,可路由協(xié)議:IP路由協(xié)議:RIP,IGRP,,,,E0,S0,自治系統(tǒng)100,自治系統(tǒng)200,IGPs:RIP,IGRP,EGPs:BGP,AS,自治系統(tǒng)：使用相同的路由準(zhǔn)則的網(wǎng)絡(luò)的集合IGP在一個(gè)自治系統(tǒng)內(nèi)運(yùn)行。EGP連接不同的自治系統(tǒng)。,66,12/5/2019,中國聯(lián)通AS4837,中國電信AS4134,教育網(wǎng)AS4538,全球Internet,自治域（AutonomousSystem,AS）每個(gè)ISP的標(biāo)志，包含各自管理的IP地址段用來廣播和接受IP路由使用進(jìn)行路由選擇和控制,IP地址每個(gè)主機(jī)在互聯(lián)網(wǎng)上的唯一標(biāo)志用來接受和發(fā)送信息使用,如：中國電信AS4143IP地址：,BGP,67,12/5/2019,TCP/IP地址介紹,斷點(diǎn)連接需要確定的地址路徑選擇Locationisrepresentedbyanaddress,,,,,,,SA,DA,HDR,DATA,,,,,IP地址,255,255,255,255,DottedDecimal,Maximum,Network,Host,32bits,69,IP地址,255,255,255,255,DottedDecimal,Maximum,Network,Host,1286432168421,11111111,11111111,11111111,11111111,Binary,32bits,1,8,9,16,17,24,25,32,1286432168421,1286432168421,1286432168421,70,IP地址,255,255,255,255,DottedDecimal,Maximum,Network,Host,1286432168421,11111111,11111111,11111111,11111111,10101100,00010000,01111010,11001100,Binary,32bits,172,16,122,204,ExampleDecimal,ExampleBinary,1,8,9,16,17,24,25,32,1286432168421,1286432168421,1286432168421,71,12/5/2019,IP地址分類,ClassA:ClassB:ClassC:ClassD:多址地址ClassE:科研用,8bits,8bits,8bits,8bits,IP地址分類,1,ClassA:,Bits:,0NNNNNNN,Host,Host,Host,8,9,16,17,24,25,32,Range(1-126),1,ClassB:,Bits:,10NNNNNN,Network,Host,Host,8,9,16,17,24,25,32,Range(128-191),1,ClassC:,Bits:,110NNNNN,Network,Network,Host,8,9,16,17,24,25,32,Range(192-223),1,ClassD:,Bits:,1110MMMM,MulticastGroup,MulticastGroup,MulticastGroup,8,9,16,17,24,25,32,Range(224-239),73,12/5/2019,主機(jī)地址,,0,2,,1,18,E1,172.16,12,12,網(wǎng)絡(luò),主機(jī),.,.,網(wǎng)絡(luò),端口,,E0E1,路由表,,,E0,74,12/5/2019,特殊IP地址,專用IP地址：,1個(gè)A類地址：5516個(gè)B類地址：55256個(gè)C類地址：55,IP回環(huán)地址：,整個(gè)A類網(wǎng)絡(luò)（包含超過1600萬個(gè)可用的主機(jī)地址）已經(jīng)被“預(yù)留”來容納一個(gè)特殊的地址：。這個(gè)地址用作回環(huán)（loopback）。發(fā)送的數(shù)據(jù)會(huì)回送給發(fā)送者?？梢詸z查它的IP軟件是否工作。（可以是12