網(wǎng)絡(luò)工作原理

1、理論網(wǎng)絡(luò) 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)模型網(wǎng)絡(luò)協(xié)議4-網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)n網(wǎng) 絡(luò) 中 計算 機(jī) 或 其他 組 件 的互 連 模 式叫 網(wǎng) 絡(luò) 的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。物理拓?fù)洌好枋鼍W(wǎng)絡(luò)電纜的連接方式。邏輯拓?fù)洌好枋鰯?shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)中的傳輸方式。 總線形星形環(huán)形網(wǎng)狀混合型4.1什么是拓?fù)洌?.2 總線形n總線形：采用單根傳輸線作為傳輸介質(zhì)，所有的計算機(jī)都接連接到該纜線上。終結(jié)器終結(jié)器終結(jié)器終結(jié)器n工作原理：n優(yōu)點(diǎn)n缺點(diǎn)：n應(yīng)用：消耗電纜長度短，最經(jīng)濟(jì)重載下網(wǎng)絡(luò)性能差；總線上一點(diǎn)故障導(dǎo)致全網(wǎng)故障；故障較難排除；不易擴(kuò)展早期、簡單網(wǎng)絡(luò)一個時間只有一臺計算機(jī)發(fā)送信號4.3星形n星形拓?fù)洌核械挠嬎銠C(jī)都連接在一個中央設(shè)備上。如集線器（hub）

2、。hubn工作原理：n優(yōu)點(diǎn)：n缺點(diǎn)：n應(yīng)用：n由中央設(shè)備充當(dāng)計算機(jī)通信的中介n一臺計算機(jī)發(fā)生故障，不會影響到其他計算機(jī)；故障容易排除；可擴(kuò)展性好n中央設(shè)備發(fā)生故障時將導(dǎo)致整個網(wǎng)絡(luò)不能通信n成本高于總線型；最流行的基本拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)4.4環(huán)形n環(huán)形拓?fù)洌喊延嬎銠C(jī)連成環(huán)狀n原理：n優(yōu)點(diǎn)：n缺點(diǎn)：n應(yīng)用：n性能較高，高負(fù)荷下工作穩(wěn)定n任何一臺計算機(jī)出現(xiàn)故障都會影響整個網(wǎng)絡(luò)；不易于擴(kuò)展；n相關(guān)技術(shù)發(fā)展慢；成本較高、較少用。n信號沿環(huán)的一個方向傳播，依次通過每臺計算機(jī)，每臺計算機(jī)都是一個中繼器，把信號重寫一遍并傳給下一臺計算機(jī)4.5網(wǎng)狀n網(wǎng)狀：計算機(jī)兩兩相連常用于連接多個局域網(wǎng) 半網(wǎng)狀4.6混合型bus星形總

3、線型星形總線型星形環(huán)型星形環(huán)型樹型/分層結(jié)構(gòu)b.星型結(jié)構(gòu) 1000m 光纖 100base-tx服務(wù)器+dge-500sx千兆網(wǎng)卡 主域服務(wù)器www服務(wù)器e-mail服務(wù)器5- 網(wǎng)絡(luò)模型n標(biāo)準(zhǔn)n標(biāo)準(zhǔn)化組織iso（international organization of standadization)ieee(institute of electrical & electronic engineers)itu(international telecommunication union ) ietf(internet engineering task force )osi參考模型n1978年國際

4、化標(biāo)準(zhǔn)組織提出n全稱“開放系統(tǒng)互連參考模型”，（open system interconnection)又稱“概念模型”關(guān)于網(wǎng)絡(luò)通信過程的理論化的描述應(yīng)用層應(yīng)用層/application layer表示層表示層/presentation layer會話層會話層/session layer傳輸層傳輸層/transport layer網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層/network layer數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層/data link layer物理層物理層physical layer5.1各層的功能：各層的功能：n應(yīng)用層：n表示層：n會話層：n傳輸層：n網(wǎng)絡(luò)層：n數(shù)據(jù)鏈路層：n物理層：n定義應(yīng)用程序之間的交互n負(fù)責(zé)編

5、碼、解/壓縮、加/解密n建立、保持、和斷開會話n對數(shù)據(jù)進(jìn)行分組，保證數(shù)據(jù)的傳輸n負(fù)責(zé)路由選擇n定義訪問方法，保證信號無差錯n傳遞電、光信號 情詩應(yīng)用層翻譯表示層請快遞會話層打包傳輸層問路網(wǎng)絡(luò)層遵守交通規(guī)則數(shù)據(jù)鏈路層送信物理層5.2各層間的關(guān)系各層間的關(guān)系n每一層的目的就是為鄰近的上層提供服務(wù)。n相鄰層之間的交涉都通過接口。數(shù)據(jù)應(yīng)用層頭表示層頭會話層頭傳輸層頭網(wǎng)絡(luò)層頭數(shù)據(jù)鏈路層頭物理線上的數(shù)據(jù)12345675.3通訊過程數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)應(yīng)用層數(shù)據(jù)應(yīng)用層數(shù)據(jù)表示層頭表示層頭 應(yīng)用層數(shù)據(jù) 表示層數(shù)據(jù)傳輸層頭傳輸層頭 表示層數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)層頭網(wǎng)絡(luò)層頭 傳輸層數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)鏈路層頭數(shù)據(jù)鏈

6、路層頭 網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)01011101010010000100101110101001000010數(shù)據(jù)鏈路層頭網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)鏈路層頭傳輸層數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)層頭網(wǎng)絡(luò)層頭 傳輸層數(shù)據(jù) 表示層數(shù)據(jù)傳輸層頭傳輸層頭 表示層數(shù)據(jù)應(yīng)用層數(shù)據(jù)表示層頭表示層頭應(yīng)用層數(shù)據(jù)-應(yīng)用層-表示層-傳輸層-網(wǎng)絡(luò)層-數(shù)據(jù)鏈路層-物理層-應(yīng)用層應(yīng)用層表示層表示層會話層會話層傳輸層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層物理層物理層n邏輯上是兩臺機(jī)器對應(yīng)層之間的通信；n物理上通信只發(fā)生在一臺機(jī)器的相鄰層之間，除了最底層外，沒有哪一層可以與另一計算機(jī)上的對等層直接傳遞信息。6-網(wǎng)絡(luò)協(xié)議6.1什么是協(xié)議？n協(xié)議協(xié)議是為進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)交換（通信

7、）而建立的規(guī)則、標(biāo)準(zhǔn)或約定；n協(xié)議是通信各方共同遵守的6.2協(xié)議的類型開放協(xié)議開放協(xié)議私有協(xié)議私有協(xié)議可路由協(xié)議可路由協(xié)議不可路由協(xié)議不可路由協(xié)議n作用范圍n是否提供路由功能6.3常用協(xié)議常用協(xié)議n6.3.1 tcp/ip（傳輸控制（傳輸控制/internet協(xié)議）協(xié)議）n6.3.2 ipx/spx協(xié)議協(xié)議n6.3.3 netbios/netbeui協(xié)議協(xié)議n6.3.4 appletalk協(xié)議協(xié)議n6.3.5其它協(xié)議其它協(xié)議6.4 tcp/ip協(xié)議棧n協(xié)議棧（一組共同工作的協(xié)議）特點(diǎn)特點(diǎn)n良好的破壞恢復(fù)機(jī)制；n不中斷現(xiàn)有服務(wù)并加入網(wǎng)絡(luò)；n高效的錯誤處理；n平臺無關(guān)性；n低數(shù)據(jù)開銷。osi mo

8、deltcp/ip modeltcp/ip protocol suite7654321applicationtransportlayerapplicationpresentationsessiontransportnetworkdata linkphysicaltelnetftpsmtpdnsripsnmptcpudpiparpicmpigmpethernettokenringframerelayatmnetworkdata linkphysicalnetwork interface layern6.4.1tcp/ip 協(xié)議棧模型6.4.2 tcp/ip核心協(xié)議應(yīng)用層telnet，ftp，sm

9、tp，pop3傳輸層tcp，udp網(wǎng)絡(luò)層ip，arp，icmp，igmp6.4.3 tcpntcp采用面向連接的通信，提供可靠傳輸n三次握手：（建立連接的過程） 1.源計算機(jī)向目標(biāo)計算機(jī)發(fā)出連接請求 2.目標(biāo)計算機(jī)響應(yīng)源計算機(jī)的連接請求 3.源計算機(jī)確認(rèn)目標(biāo)計算機(jī)的響應(yīng)信息ntcp的數(shù)據(jù)傳輸過程：ol 將包分組，并為每個包指定一個序列號ol 將包發(fā)送到網(wǎng)上并等待對方的確認(rèn)信息ol 若在一定時間內(nèi)沒有受到對方的確認(rèn)信息，則重發(fā)包。6.4.4 udpnudp，不需連接與確認(rèn)，速度比tcp快 端口號n作用：用來識別應(yīng)用程序/協(xié)議n常用端口號20 fi l e transf er protocol d

10、ef aul t dat a21 fi l e transf er protocol control 23 tel net25 si m pl e m ai l transf er protocol53 dom ai n n am e server80 w orl d w i de w eb http119 n etwork n ews transf er protocol161 sn m p162 sn m p trap6.4.5 ipnip協(xié)議負(fù)責(zé)尋找目標(biāo)計算機(jī)的地址并路由數(shù)據(jù)包nip的工作過程： 若目標(biāo)計算機(jī)處于同一子網(wǎng)內(nèi)，則直接發(fā)給目標(biāo)計算機(jī)。 若不在同一子網(wǎng)內(nèi)，則發(fā)給可到達(dá)目標(biāo)計算機(jī)

11、的路由器。 通過ttl控制包在網(wǎng)上的傳輸6.4.6ip地址nip地址的作用：地址的作用：確定tcp/ip網(wǎng)絡(luò)中設(shè)備的邏輯地址nip地址的表示：地址的表示： 32位二進(jìn)制nip地址的組成：地址的組成：網(wǎng)絡(luò)號+主機(jī)號32比特主機(jī)號主機(jī)號主機(jī)號1110abcde多點(diǎn)廣播地址11110保留給實(shí)驗(yàn)用的地址5454545454ip地址的分類網(wǎng)絡(luò)號網(wǎng)絡(luò)號100網(wǎng)絡(luò)號110ip地址的分類n類別 開

12、始的8位字節(jié) 每個網(wǎng)絡(luò)中主機(jī)數(shù)na 1-126 224-2=16777214nb 128-191 216-2=65594nc 192-223 28-2=254nd 224-239 組播地址ne 240-247 實(shí)驗(yàn)地址幾組特殊的幾組特殊的ip地址地址n用于測試連接的內(nèi)循環(huán)地址n（網(wǎng)絡(luò)id）.（主機(jī)id）255 廣播地址n224-239. . . 組播地址nnninternet保留的三組為私網(wǎng)使用的ip地址ip地址的分配方法n手工分配/靜態(tài)n自動分配/動態(tài)n6.4.6 icmp：internet控制消息協(xié)議控制消息協(xié)議n負(fù)責(zé)診斷和報告數(shù)據(jù)傳輸錯誤n6.4.7 igmp：internet組管理