HL-001 網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識(shí)(V5.1)

1、HL-001 網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識(shí)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識(shí)ISSUE 5.1日期：杭州華三通信技術(shù)有限公司 版權(quán)所有，未經(jīng)授權(quán)不得使用與傳播n 現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)不僅僅是一個(gè)時(shí)髦的名詞現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)不僅僅是一個(gè)時(shí)髦的名詞, 它已經(jīng)成為它已經(jīng)成為人們生活不可缺少的一部分。人們生活不可缺少的一部分。引入引入n 理解網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)理解網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)n 知道局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)的基本概念知道局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)的基本概念n 掌握掌握ISO OSI參考模型的基本結(jié)構(gòu)參考模型的基本結(jié)構(gòu)課程目標(biāo)課程目標(biāo)學(xué)習(xí)完本課程，您應(yīng)該能夠：學(xué)習(xí)完本課程，您應(yīng)該能夠：n 網(wǎng)絡(luò)概述網(wǎng)絡(luò)概述n OSI參考模型參考模型目錄目錄5網(wǎng)絡(luò)概述網(wǎng)絡(luò)概述l 網(wǎng)絡(luò)定義網(wǎng)絡(luò)定義l LAN 和

2、和WANl 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋖 標(biāo)準(zhǔn)化組織標(biāo)準(zhǔn)化組織6計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)InternetSOHO移動(dòng)用戶移動(dòng)用戶公司總部公司總部分支機(jī)構(gòu)分支機(jī)構(gòu)7通信協(xié)議通信協(xié)議l 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議是網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間通信規(guī)則的正式描述。網(wǎng)絡(luò)協(xié)議是網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間通信規(guī)則的正式描述。5432154321TCP/IP協(xié)議棧源主機(jī) A目的主機(jī) B好?。∥覄偤靡捕甌CP/IP。請(qǐng)問(wèn)可以用TCP/IP和你通信嗎?TCP/IP協(xié)議棧8網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)主機(jī)主機(jī)網(wǎng)絡(luò)低速連接服務(wù)器WAN簡(jiǎn)單連接簡(jiǎn)單連接1960s 1970s基于網(wǎng)絡(luò)的連接基于網(wǎng)絡(luò)的連接1970s 1980s網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)1980s 9LAN定義定義l LAN定義：通常

3、指幾公里以內(nèi)的，可以通過(guò)定義：通常指幾公里以內(nèi)的，可以通過(guò)某種介質(zhì)互聯(lián)的計(jì)算機(jī)、打印機(jī)、某種介質(zhì)互聯(lián)的計(jì)算機(jī)、打印機(jī)、modem或其它設(shè)備的集合。或其它設(shè)備的集合。l 特點(diǎn)：距離短、延遲小、數(shù)據(jù)速率高、傳輸特點(diǎn)：距離短、延遲小、數(shù)據(jù)速率高、傳輸可靠。可靠。l 標(biāo)準(zhǔn)（標(biāo)準(zhǔn)（standard）：描述了協(xié)議的規(guī)定，設(shè)）：描述了協(xié)議的規(guī)定，設(shè)定了最簡(jiǎn)的性能集。定了最簡(jiǎn)的性能集。10LAN常用設(shè)備常用設(shè)備lLAN的設(shè)計(jì)目標(biāo)：的設(shè)計(jì)目標(biāo)：運(yùn)行在有限的地理區(qū)域；允許網(wǎng)絡(luò)設(shè)備同時(shí)訪問(wèn)高帶寬的介質(zhì)；通過(guò)局部管理控制網(wǎng)絡(luò)的權(quán)限；提供全時(shí)的局部服務(wù)；連接物理上相鄰的設(shè)備。HUB交換機(jī)交換機(jī)路由器路由器中繼器中繼器1

4、1WAN定義和分類定義和分類l WAN定義：在大范圍區(qū)域內(nèi)提供數(shù)據(jù)通信定義：在大范圍區(qū)域內(nèi)提供數(shù)據(jù)通信服務(wù)，主要用于互連局域網(wǎng)。服務(wù)，主要用于互連局域網(wǎng)。l WAN分類：分類：公用電話網(wǎng)：PSTN綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)：ISDN數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)：E1專線公用分組交換網(wǎng)：X.25幀中繼：Frame Relay異步傳輸模式：ATM12WAN交換模式交換模式l 電路交換：基于電話網(wǎng)的電路交換電路交換：基于電話網(wǎng)的電路交換優(yōu)點(diǎn)：時(shí)延小、透明傳輸；缺點(diǎn)：帶寬固定，網(wǎng)絡(luò)資源利用率低。l 分組交換：以分組為單位存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)分組交換：以分組為單位存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)優(yōu)點(diǎn)：多路復(fù)用，網(wǎng)絡(luò)資源利用率高；缺點(diǎn)：實(shí)時(shí)性差。13WAN常用設(shè)備常用設(shè)

5、備l WAN的設(shè)計(jì)目標(biāo)：的設(shè)計(jì)目標(biāo)：運(yùn)行在廣闊的地理區(qū)域；通過(guò)低速串行鏈路進(jìn)行訪問(wèn)；網(wǎng)絡(luò)控制服從公共服務(wù)的規(guī)則；提供全時(shí)的或部分時(shí)間的連接；連接物理上分離的、遙遠(yuǎn)的、甚至全球的設(shè)備。Modem/CSU/DSU路由器路由器廣域網(wǎng)交換機(jī)廣域網(wǎng)交換機(jī)接入服務(wù)器接入服務(wù)器14帶寬和延遲帶寬和延遲l 帶寬：描述在一定時(shí)間范圍內(nèi)數(shù)據(jù)從網(wǎng)絡(luò)的帶寬：描述在一定時(shí)間范圍內(nèi)數(shù)據(jù)從網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)節(jié)點(diǎn)傳送到任意節(jié)點(diǎn)的容量，通常用一個(gè)節(jié)點(diǎn)傳送到任意節(jié)點(diǎn)的容量，通常用bit/s表示。表示。l 以太網(wǎng)帶寬：以太網(wǎng)帶寬：10Mbit/s、100Mbit/s、1000Mbit/s等。等。l 廣域網(wǎng)各類服務(wù)帶寬。廣域網(wǎng)各類服務(wù)帶寬。

6、l 延遲：描述網(wǎng)絡(luò)上數(shù)據(jù)從一個(gè)節(jié)點(diǎn)傳送到另延遲：描述網(wǎng)絡(luò)上數(shù)據(jù)從一個(gè)節(jié)點(diǎn)傳送到另一個(gè)節(jié)點(diǎn)所經(jīng)歷的時(shí)間。一個(gè)節(jié)點(diǎn)所經(jīng)歷的時(shí)間。15常見(jiàn)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)常見(jiàn)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)l 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：總線型、星型、樹(shù)型環(huán)型、網(wǎng)型16標(biāo)準(zhǔn)化組織標(biāo)準(zhǔn)化組織l 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）l 電子電器工程師協(xié)會(huì)（電子電器工程師協(xié)會(huì)（IEEE）l 美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)局（美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)局（ANSI）l 電子工業(yè)協(xié)會(huì)（電子工業(yè)協(xié)會(huì)（EIA / TIA）l 國(guó)際電信聯(lián)盟（國(guó)際電信聯(lián)盟（ITU）l INTERNET架構(gòu)委員會(huì)（架構(gòu)委員會(huì)（IAB）n 網(wǎng)絡(luò)概述網(wǎng)絡(luò)概述n OSI參考模型參考模型目錄目錄18OSI參考模型參考

7、模型l 物理層物理層l 數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層l 網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層l 傳輸層傳輸層l 會(huì)話層、表示層和應(yīng)用層會(huì)話層、表示層和應(yīng)用層19OSI參考模型參考模型l OSI RM：開(kāi)放系統(tǒng)互連參考模型（：開(kāi)放系統(tǒng)互連參考模型（Open System Interconnection Reference Model）l OSI RM 定義了網(wǎng)絡(luò)中設(shè)備所遵守的層次結(jié)定義了網(wǎng)絡(luò)中設(shè)備所遵守的層次結(jié)構(gòu)構(gòu)l 分層結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)：分層結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)：簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)的操作提供設(shè)備間兼容性和標(biāo)準(zhǔn)接口促進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)化工作結(jié)構(gòu)上可以分隔易于實(shí)現(xiàn)和維護(hù)20OSI參考模型參考模型應(yīng)用層應(yīng)用層表示層表示層會(huì)話層會(huì)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)

8、據(jù)鏈路層物理層物理層1234567底層底層:負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸高層高層:負(fù)責(zé)主機(jī)之間的數(shù)據(jù)傳輸負(fù)責(zé)主機(jī)之間的數(shù)據(jù)傳輸開(kāi)放系統(tǒng)互連參考模型（Open System Interconnection Reference Model） 21OSI七層功能七層功能應(yīng)用層應(yīng)用層表示層表示層會(huì)話層會(huì)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1234567提供應(yīng)用程序間通信提供應(yīng)用程序間通信處理數(shù)據(jù)格式、數(shù)據(jù)加密等處理數(shù)據(jù)格式、數(shù)據(jù)加密等建立、維護(hù)和管理會(huì)話建立、維護(hù)和管理會(huì)話建立主機(jī)端到端連接建立主機(jī)端到端連接尋址和路由選擇尋址和路由選擇提供介質(zhì)訪問(wèn)、鏈路管理等提供介質(zhì)訪問(wèn)、

9、鏈路管理等比特流傳輸比特流傳輸22對(duì)等通信對(duì)等通信l 每一層利用下一層提供的服務(wù)與對(duì)等層通信；每一層使用自己的協(xié)議。每一層利用下一層提供的服務(wù)與對(duì)等層通信；每一層使用自己的協(xié)議。Host AHost BAPDUPPDUSPDU段段Segment包包Packet幀幀F(xiàn)rame比特比特Bit應(yīng)用層應(yīng)用層表示層表示層會(huì)話層會(huì)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應(yīng)用層應(yīng)用層表示層表示層會(huì)話層會(huì)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23數(shù)據(jù)封裝與解封裝過(guò)程數(shù)據(jù)封裝與解封裝過(guò)程主機(jī)主機(jī)主機(jī)主機(jī)二層交換機(jī)二層交換機(jī)路由器路由器DataDataData應(yīng)用層應(yīng)用層

10、表示層表示層會(huì)話層會(huì)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應(yīng)用層應(yīng)用層表示層表示層會(huì)話層會(huì)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TCPIPTCPMAC+LLCDataIPTCPDataDataDataTCPIPTCPMAC+LLCDataIPTCP24物理層物理層l 物理層：定義電壓、接口、線纜標(biāo)物理層：定義電壓、接口、線纜標(biāo)準(zhǔn)、傳輸距離等準(zhǔn)、傳輸距離等l 物理層介質(zhì)：物理層介質(zhì)：同軸電纜（coaxial cable）：細(xì)纜和粗纜雙絞線（twisted pair）：UTP、STP光纖（fiber）：?jiǎn)文?、多模無(wú)線（wireless）：紅外線、藍(lán)牙Bl

11、ue Tooth、WLAN技術(shù)應(yīng)用層應(yīng)用層表示層表示層會(huì)話層會(huì)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25物理層物理層l 局域網(wǎng)與物理層局域網(wǎng)與物理層網(wǎng)絡(luò)設(shè)備：中繼器、集線器等；常見(jiàn)接口：10Base-T、100Base-T、100Base-TX/FX、1000Base-T、1000Base-SX/LX等l 廣域網(wǎng)與物理層廣域網(wǎng)與物理層DTE設(shè)備：路由器、終端主機(jī)等；DCE設(shè)備：廣域網(wǎng)交換機(jī)、Modem、CSU/DSU等；常見(jiàn)接口：RS-232、V.24、V.35等。26數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層l 局域網(wǎng)數(shù)據(jù)鏈路層分為局域網(wǎng)數(shù)據(jù)鏈路層分為2個(gè)個(gè)子層：子層：LLC子層和子層和MA

12、C子層。子層。l 數(shù)據(jù)鏈路層的功能：數(shù)據(jù)鏈路層的功能：物理地址定義網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)鏈路參數(shù)差錯(cuò)驗(yàn)證物理介質(zhì)訪問(wèn)流控制（可選）應(yīng)用層應(yīng)用層表示層表示層會(huì)話層會(huì)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27MAC/物理地址物理地址lMAC地址有地址有48bit，用，用16進(jìn)制數(shù)表示進(jìn)制數(shù)表示00e0.fc01.2345廠商編號(hào)廠商編號(hào)序列號(hào)序列號(hào)24 bits24 bits00e0.fc01.2345RomR28LAN與數(shù)據(jù)鏈路層與數(shù)據(jù)鏈路層l IEEE802標(biāo)準(zhǔn)：定義了系列局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)：定義了系列局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)IEEE802.1 基本局域網(wǎng)問(wèn)題IEEE802.2 定義LLC子層IEE

13、E802.3 以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)IEEE802.4 令牌總線網(wǎng)IEEE802.5 令牌環(huán)網(wǎng)l 局域網(wǎng)設(shè)備：局域網(wǎng)設(shè)備：以太網(wǎng)交換機(jī)HUB29WAN與數(shù)據(jù)鏈路層與數(shù)據(jù)鏈路層l WAN數(shù)據(jù)鏈路層標(biāo)準(zhǔn)：數(shù)據(jù)鏈路層標(biāo)準(zhǔn)：HDLCPPPISDNX.25Frame Relayl WAN數(shù)據(jù)鏈路層設(shè)備：數(shù)據(jù)鏈路層設(shè)備：Modem、ISDN終端適配器CSU/DSU、廣域網(wǎng)交換機(jī)30網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層l 編址和路由編址和路由應(yīng)用層應(yīng)用層表示層表示層會(huì)話層會(huì)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31網(wǎng)絡(luò)地址網(wǎng)絡(luò)地址l 網(wǎng)絡(luò)層地址由兩部分地址組成：網(wǎng)絡(luò)地址和主網(wǎng)絡(luò)層地址由兩部分地址組成：網(wǎng)絡(luò)地址和主機(jī)地址。

14、網(wǎng)絡(luò)地址是全局唯一的。機(jī)地址。網(wǎng)絡(luò)地址是全局唯一的。IP 地址地址IPX 地址地址網(wǎng)絡(luò)地址網(wǎng)絡(luò)地址主機(jī)地址主機(jī)地址8網(wǎng)絡(luò)地址網(wǎng)絡(luò)地址主機(jī)地址主機(jī)地址32路由協(xié)議與可路由協(xié)議路由協(xié)議與可路由協(xié)議l可路由協(xié)議：可路由協(xié)議：IP、IPXl路由協(xié)議：路由協(xié)議： RIP、OSPF、BGP等等N2N1N1.H1N1.H2N2.H33面向連接和無(wú)連接的服務(wù)面向連接和無(wú)連接的服務(wù)l 面向連接的服務(wù)：適合延遲敏感性應(yīng)用面向連接的服務(wù)：適合延遲敏感性應(yīng)用建立連接數(shù)據(jù)傳輸斷開(kāi)連接l 無(wú)連接的服務(wù)：適合對(duì)延遲不敏感的應(yīng)用無(wú)連接的服務(wù)：適合對(duì)延遲不敏感的應(yīng)用無(wú)需建立連接資源動(dòng)態(tài)分配34網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議操作網(wǎng)絡(luò)

15、層協(xié)議操作網(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表示層表示層會(huì)話層會(huì)話層傳輸層傳輸層應(yīng)用層應(yīng)用層ABCDERouter ARouter BRouter C35傳輸層傳輸層l 傳輸層功能：傳輸層功能：分段上層數(shù)據(jù)；建立端到端連接；將數(shù)據(jù)從一端主機(jī)傳送到另一端主機(jī)。l 傳輸層協(xié)議：傳輸層協(xié)議：主要有TCP/IP協(xié)議棧的TCP協(xié)議和UDP協(xié)議，IPX/SPX協(xié)議棧的SPX協(xié)議等。應(yīng)用層應(yīng)用層表示層表示層會(huì)話層會(huì)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

16、物理層36端到端通信端到端通信應(yīng)用數(shù)據(jù)應(yīng)用數(shù)據(jù)WWWFTP傳輸數(shù)據(jù)包傳輸數(shù)據(jù)包21102880 1027Data傳輸層虛電路傳輸層虛電路HD37流量控制流量控制l 流量控制的三種方式：流量控制的三種方式：緩存技術(shù)：突發(fā)緩存，空閑發(fā)送。源抑制報(bào)文：利用ICMP協(xié)議向源端發(fā)送source quench報(bào)文。窗口機(jī)制：報(bào)文中包含窗口字段，用于控制源端一次發(fā)送數(shù)據(jù)的多少。38確認(rèn)技術(shù)確認(rèn)技術(shù)Send 1,2,3Acknowledge 4Send 4,5,6Acknowledge 4Send 4,5,6傳輸層虛電路傳輸層虛電路Host源源目的目的H39高層協(xié)議高層協(xié)議l 會(huì)話層協(xié)議：會(huì)話層協(xié)議： SQL、NFS、RPC等；l 表示層協(xié)議：表示層協(xié)議： ASCII、MPEG、JPEG等；l 應(yīng)用層協(xié)議：應(yīng)用層協(xié)議： 文字處理、郵件、電子表格等。應(yīng)用層應(yīng)用層表示層表示層會(huì)話層會(huì)話層傳輸層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層