網(wǎng)絡(luò)互連第1章計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)工程技術(shù)與實(shí)驗(yàn)技能目標(biāo)硬技能掌握網(wǎng)絡(luò)設(shè)備工作原理和操作能力軟技能口頭、書面表達(dá)能力，傾聽能力，回應(yīng)能力，主動(dòng)學(xué)習(xí)能力，團(tuán)隊(duì)精神，領(lǐng)導(dǎo)能力等課程內(nèi)容網(wǎng)絡(luò)原理計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)

TCP/IP協(xié)議分析交換機(jī)工作原理及配置路由器工作原理及配置三層交換技術(shù)路由協(xié)議：RIPOSPF

防火墻技術(shù)無線局域網(wǎng)

VPN技術(shù)網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)技術(shù)網(wǎng)絡(luò)工程規(guī)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)網(wǎng)線制作二層交換機(jī)配置，VLAN劃分，Trunk配置,STP

路由器及基本配置實(shí)驗(yàn)；路由協(xié)議的配置三層交換機(jī)配置NAT配置ACL配置VRRP配置（虛擬路由冗余）搭建小型局域網(wǎng)講述的專題交換機(jī)的工作原理VLANSTPARPNATACLOSPFVRRPVPN網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)技術(shù)資料查找——自愿職業(yè)、崗位類：搜索網(wǎng)絡(luò)類或相關(guān)職業(yè)的崗位和不同崗位的技能要求比較、評估自己的現(xiàn)狀與現(xiàn)實(shí)的距離設(shè)想初步的職業(yè)愿景考試類：國家軟考大綱：知識(shí)點(diǎn)的要求CISCO認(rèn)證資料、考點(diǎn)、技能要求華為認(rèn)證考試資料、考點(diǎn)、技能要求其它認(rèn)證考試如銳捷、聯(lián)想資料整理要求形成資料查找報(bào)告：封面、目錄、正文報(bào)告后給出自己的分析或感想自己設(shè)計(jì)第1章緒論及網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)緒論第一節(jié)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的定義計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是利用利用通信設(shè)備和線路將地理上分散的、具有獨(dú)立功能的許多計(jì)算機(jī)系統(tǒng)連接起來，按照某種協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，以實(shí)現(xiàn)資源共享的系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)簡單網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接（終端網(wǎng)絡(luò)）多計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)階段開放互聯(lián)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)階段信息高速公路（高速，多業(yè)務(wù)，大數(shù)據(jù)量、Internet）計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)功能數(shù)據(jù)通信資源共享分布式計(jì)算，集中式管理負(fù)荷均衡計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類點(diǎn)到點(diǎn)廣播按照通訊方式來分：按照距離來分：廣域網(wǎng)、城域網(wǎng)、局域網(wǎng)按照交換方式來分：電路交換、報(bào)文交換、分組交換（數(shù)據(jù)報(bào)交換、虛電路交換）計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的資源組成

廣域網(wǎng)的結(jié)構(gòu)組成電路交換網(wǎng)絡(luò)傳輸過程

分組交換網(wǎng)絡(luò)傳輸過程網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)第二節(jié)主要內(nèi)容

網(wǎng)絡(luò)層次結(jié)構(gòu)的概念OSI/RM體系結(jié)構(gòu)TCP/IP體系結(jié)構(gòu)其他網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)層次結(jié)構(gòu)

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)非常復(fù)雜

為什么要分層？

在對等層(之間)建立通信關(guān)系

簡化軟件的編制、調(diào)制、修改

修改某層不影響其他層

容易標(biāo)準(zhǔn)化、開放式劃分成小的子系統(tǒng)來處理（分層）如何分層根據(jù)不同層次的抽象分層，每層應(yīng)當(dāng)實(shí)現(xiàn)一個(gè)定義明確的功能；各層的功能及技術(shù)實(shí)現(xiàn)應(yīng)有明顯差別，交界面的相互作用要少。低層對高層而言是透明的。每層功能的選擇應(yīng)該有助于制定網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的國際標(biāo)準(zhǔn)。層次數(shù)目要適當(dāng)。層數(shù)應(yīng)足夠多，以避免不同的功能混雜在同一層中，但也不能太多，否則體系結(jié)構(gòu)會(huì)過于龐大。考慮現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及通信協(xié)議。協(xié)議通信的關(guān)鍵是通信的雙方能夠相互理解：人類語言：主-謂-賓-狀

(講什么--如何講--誰先講，誰后講)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)：報(bào)文格式-報(bào)文含義-發(fā)送順序

這種約定或規(guī)則（Agreementaboutcommunication）稱做協(xié)議(protocol)。協(xié)議實(shí)例人類協(xié)議與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議

HiHiGotthetime?2:00timeTCPconnectionreq.TCPconnectionreply.<file>Gethttp:///index.htm協(xié)議集協(xié)議的層次結(jié)構(gòu)協(xié)議各自解決不同的問題多個(gè)協(xié)議一起工作一般成為Protocolsuite（協(xié)議組）Protocolfamily（協(xié)議簇）實(shí)體、服務(wù)、SAP

實(shí)體：可以發(fā)送或接收信息的硬件或軟件進(jìn)程。

對等實(shí)體：位于不同子系統(tǒng)的同一層內(nèi)的實(shí)體。服務(wù)：同層實(shí)體間通信時(shí)，向上層提供的功能，表現(xiàn)為原語操作(如庫函數(shù)或系統(tǒng)調(diào)用)。

SAP(ServiceAccessPoint)：服務(wù)訪問點(diǎn)，相鄰兩層交互信息處,一個(gè)抽象的概念，一個(gè)邏輯接口。任何層間服務(wù)是在SAP上進(jìn)行的；每個(gè)層間可以有多個(gè)SAP；每個(gè)SAP有唯一的識(shí)別地址；實(shí)際上，數(shù)據(jù)不是從一臺(tái)機(jī)器的第n層直接傳送到另一臺(tái)機(jī)器的第n層，而是把數(shù)據(jù)和控制信息層層下傳，直到最低層。第一層下面是物理介質(zhì)，實(shí)際通信在最底層完成。對等層邏輯通信網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的定義網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)即是層次與協(xié)議與服務(wù)的集合。

開放系統(tǒng)互連參考模型開放系統(tǒng)參考模型（OSI/RM：opensystemsinterconnectionReferenceModel)是由國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)提出和定義的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分層、各層協(xié)議和層間接口的集合。

OSI/RM把進(jìn)行交換信息的“源端系統(tǒng)”和“目的端系統(tǒng)”劃分為七個(gè)子系統(tǒng)，即七層，每一層完成系統(tǒng)信息交換所需的部分功能，通過層間的接口與其相鄰層連接，從而實(shí)現(xiàn)不同系統(tǒng)之間、不同結(jié)點(diǎn)之間的信息交換。如果兩個(gè)端系統(tǒng)主機(jī)之間沒有直接的物理介質(zhì)相連，其間的信息交換必須通過通信子網(wǎng)中的路由器(Router)進(jìn)行數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)，路由器只需要七層中的下三層。傳輸層應(yīng)用層表示層會(huì)話層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層系統(tǒng)A系統(tǒng)B對等層之間的通信網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層

通信子網(wǎng)路由器路由器傳輸介質(zhì)傳輸介質(zhì)傳輸介質(zhì)應(yīng)用層表示層會(huì)話層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層傳輸協(xié)議

會(huì)話協(xié)議

表示協(xié)議

應(yīng)用協(xié)議

層與層之間的通信應(yīng)用層功能：實(shí)現(xiàn)各種應(yīng)用服務(wù)，如WWW、文件傳輸、電子郵件等等。應(yīng)用層協(xié)議：HTTP、FTP、SMTP、POP3等表示層功能:數(shù)據(jù)編碼/解碼；數(shù)據(jù)壓縮/解壓縮；加密/解密等會(huì)話層功能:對話管理（建立會(huì)話、維護(hù)會(huì)話、釋放會(huì)話）；重新同步（斷點(diǎn)恢復(fù)）傳輸層功能:數(shù)據(jù)分段與重組、端-端流控，錯(cuò)誤控制等網(wǎng)絡(luò)層功能：網(wǎng)絡(luò)互連；邏輯編址；路由；轉(zhuǎn)發(fā)；擁塞控制。數(shù)據(jù)鏈路層功能：組幀、物理地址、流量控制、錯(cuò)誤控制、多路訪問控制物理層物理層的主要功能：負(fù)責(zé)實(shí)際或原始的數(shù)據(jù)“位（BIT）”傳送，通過傳輸介質(zhì)將比特流由一個(gè)節(jié)點(diǎn)傳向另一個(gè)節(jié)點(diǎn)。中國教師德國教師翻譯翻譯秘書秘書消息“你好”“HALLO”“HELLO”“HELLO”傳真?zhèn)髡?/p>

2/3接口

1/2接口

2/3接口

1/2接口P3P1P2對交談內(nèi)容的共識(shí)用英語對話使用傳真通信多層通信示例：中德教師之間的討論實(shí)例Internet體系結(jié)構(gòu)

ApplicationPresentationSessionTransportNetworkDatalinkPhysicalOSIRefModel因特網(wǎng)四層結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)接口層網(wǎng)間網(wǎng)層應(yīng)用層主機(jī)-主機(jī)層網(wǎng)絡(luò)實(shí)例與互聯(lián)設(shè)備第三節(jié)生活中的網(wǎng)絡(luò)(1)生活中的網(wǎng)絡(luò)(2)生活中的網(wǎng)絡(luò)(3)生活中的網(wǎng)絡(luò)(4)網(wǎng)絡(luò)實(shí)例(WAN)組件一：網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備組件二：物理層設(shè)備組件三：數(shù)據(jù)鏈路層設(shè)備組件四：網(wǎng)絡(luò)層設(shè)備同軸電纜同軸電纜是由一根絕緣體包圍的中央銅線、一個(gè)網(wǎng)狀金屬屏蔽層以及一個(gè)塑料封套組成，銅導(dǎo)線、空心圓柱導(dǎo)體和外界之間分別用絕緣材料隔開，具有足夠的可柔性，能支持254mm(10英寸)的彎曲半徑。同軸電纜結(jié)構(gòu)組成線序標(biāo)準(zhǔn)：568A白綠、綠、白橙、蘭、白蘭、橙、白棕、棕568B白橙、橙、白綠、蘭、白蘭、綠、白棕、棕線纜種類交叉線相同設(shè)備類型接口使用交叉線直連線不同設(shè)備類型接口使用直連線智能MDI/MDIX不需知道電纜的類型（普通、交叉）可直接連接交換機(jī)、集線器或NIC設(shè)備消除電纜配錯(cuò)引起的連接錯(cuò)誤,簡化網(wǎng)絡(luò)安裝維護(hù)，降低開銷。網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)：雙絞線直通雙絞線交叉雙絞線光纖光纖是一種細(xì)小、柔韌并能傳輸光信號的介質(zhì)，一根光纜中包含有多條光纖，因此也稱為光導(dǎo)纖維。

光纖的組成結(jié)構(gòu)FC－PC型光尾纖接頭外形圖SC－PC型光尾纖接頭外形圖ST-PC型光尾纖接頭外形圖FC/PC－SC/PC型光尾纖外形圖1000BASE-SX代表1000M傳輸速率，多模光纖，傳輸距離為550米。1000BASE-LX代表單模/多模接口，傳輸距離從550米-10千米。1000BASE-TX代表RJ45接口光纖介質(zhì)光纖直接接入RG-M100FX-S多模光纖模塊RG-M100FX單模光纖模塊M2101TRJ45電口模塊光以太網(wǎng)絡(luò)無線通訊介質(zhì)無線局域網(wǎng)的基礎(chǔ)還是傳統(tǒng)的有線局域網(wǎng)，是有線局域網(wǎng)的擴(kuò)展，是在有線局域網(wǎng)基礎(chǔ)上通過無線訪問節(jié)點(diǎn)、無線網(wǎng)橋、無線網(wǎng)卡等設(shè)備使無線通信得以實(shí)現(xiàn)。與有線網(wǎng)絡(luò)一樣，無線局域網(wǎng)同樣也需要傳送介質(zhì)，只是無線局域網(wǎng)采用的傳輸媒體不是雙絞線或者光纖，而是紅外線或者無線電波。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目1：制作雙絞線【任務(wù)目標(biāo)】

學(xué)會(huì)識(shí)別各種不同制作雙絞線工具學(xué)會(huì)制作交叉線和直通線，測試連通性【材料準(zhǔn)備】

RJ45接頭（若干）；雙絞線（若干）；卡線鉗（1把）測線儀器（1臺(tái)）實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目2：組建雙機(jī)互聯(lián)對等網(wǎng)

【任務(wù)目標(biāo)】

學(xué)會(huì)制作交叉線和直通線，測試連通性使用雙絞線連接PC組建雙機(jī)互聯(lián)對等網(wǎng)絡(luò)【材料準(zhǔn)備】

RJ45接頭（若干）雙絞線（若干）卡線鉗（1把）測線儀器（1臺(tái)）測試PC（2臺(tái)）組件二：物理層設(shè)備物理層設(shè)備在網(wǎng)絡(luò)中連接示意圖物理層是指OSI參考模型最低層，物理層設(shè)備有中繼器，集線器，無線AP等。工作在物理層的設(shè)備由于性能限制，無法分辨出傳輸信號中的數(shù)據(jù)信息，其任務(wù)就是為和它互相連接的設(shè)備，提供一個(gè)傳輸數(shù)據(jù)的物理連接，數(shù)據(jù)流在物理信道上是以信號的方式進(jìn)行傳輸?shù)?。物理層設(shè)備-集線器聽當(dāng)PCA要發(fā)一個(gè)數(shù)據(jù)包給PCD的時(shí)候,首先PCA要先聽HUB的鏈路上是否有數(shù)據(jù)在跑,如果有那么PCA等待,如果沒有那么PCA將數(shù)據(jù)包發(fā)出.這樣的做法是由于HUB上的鏈路是共享的,所以采用了發(fā)數(shù)據(jù)包之前先進(jìn)行沖突檢測的方法,那么我們稱為CSMA/CD。PCAPCBPCCPCD空閑共享式以太網(wǎng)工作機(jī)制：CSMA/CD：載波偵聽、多路訪問、沖突檢測數(shù)據(jù)工作原理：CSMA/CD共享式以太網(wǎng)的全網(wǎng)絡(luò)廣播和沖突共享網(wǎng)絡(luò)涉及到基本概念共享式以太網(wǎng)：網(wǎng)絡(luò)內(nèi)一臺(tái)主機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)的時(shí)候，其他主機(jī)只能接收數(shù)據(jù)，都不能發(fā)送數(shù)據(jù)；沖突域：域內(nèi)的不同設(shè)備同時(shí)發(fā)出的幀互相沖突；特點(diǎn)為：每臺(tái)主機(jī)得到的可用帶寬很低，網(wǎng)上沖突增加，信息傳輸安全得不到保證。廣播域：網(wǎng)絡(luò)中接受廣播信息的設(shè)備集合；當(dāng)這些設(shè)備中的一個(gè)發(fā)出一個(gè)廣播時(shí)，所有其他的設(shè)備都能接收到這個(gè)廣播幀。AP（AccessPoint無線接入點(diǎn)）：AP相當(dāng)于基站，主要作用將無線網(wǎng)絡(luò)接入以太網(wǎng)，其次要將各無線網(wǎng)絡(luò)客戶端連接到一起，相當(dāng)于以太網(wǎng)的集線器，使裝有無線網(wǎng)卡的PC，通過AP共享有線局域網(wǎng)絡(luò)甚至廣域網(wǎng)絡(luò)的資源，一個(gè)AP能夠在幾十至上百米的范圍內(nèi)連接多個(gè)無線用戶。組建WLAN基本設(shè)備室內(nèi)型無線接入點(diǎn)安裝APwlan網(wǎng)絡(luò)模式

組件三：數(shù)據(jù)鏈路層設(shè)備節(jié)點(diǎn)的身份證明局域網(wǎng)中，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備利用數(shù)據(jù)包的MAC地址來尋找它的目的地址的網(wǎng)卡MAC地址數(shù)據(jù)鏈路層基礎(chǔ)知識(shí):MAC地址MAC地址3字節(jié)設(shè)備編號3字節(jié)廠商編號數(shù)據(jù)鏈路層核心設(shè)備介紹交換機(jī)用于連接局域網(wǎng)各節(jié)點(diǎn)，高性能的特殊計(jì)算機(jī)設(shè)備是一種具有簡化、低價(jià)、高性能和高端口密集特點(diǎn)的交換產(chǎn)品。多端口的網(wǎng)橋。二層交換屬數(shù)據(jù)鏈路層，可以識(shí)別數(shù)據(jù)包中MAC地址，根據(jù)MAC地址轉(zhuǎn)發(fā)信息，將MAC地址與對應(yīng)端口記錄在地址表。

交換機(jī)與集線器的區(qū)別共享式以太網(wǎng)源主機(jī)1目的主機(jī)2源主機(jī)2目的主機(jī)1交換式以太網(wǎng)源主機(jī)1目的主機(jī)1目的主機(jī)2源主機(jī)2組件四：網(wǎng)絡(luò)層設(shè)備網(wǎng)絡(luò)層設(shè)備在網(wǎng)絡(luò)中連接示意圖網(wǎng)絡(luò)層屬于OSI模型第三層，解決不同網(wǎng)絡(luò)之間數(shù)據(jù)通信，即網(wǎng)際間的數(shù)據(jù)通信問題。工作在網(wǎng)絡(luò)層設(shè)備主要功能是為網(wǎng)絡(luò)間數(shù)據(jù)包提供傳輸路由，即設(shè)備在收到數(shù)據(jù)包后，選擇到達(dá)目標(biāo)主機(jī)最佳路徑，并沿該路徑傳送數(shù)據(jù)包到目的計(jì)算機(jī)上。此外網(wǎng)絡(luò)層設(shè)備還解決網(wǎng)絡(luò)擁擠，網(wǎng)絡(luò)流量控制問題。路由器是工作在網(wǎng)絡(luò)層最典型設(shè)備，高檔交換機(jī)也能提供路由功能，俗稱“三層交換機(jī)”，是工作在校園網(wǎng)中實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)層互連最常見設(shè)備。路由器硬件系統(tǒng)路由器軟件系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)層設(shè)備-路由器路由器功能介紹1）連接不同網(wǎng)絡(luò)，在不同網(wǎng)絡(luò)間接收轉(zhuǎn)發(fā)送。2）選擇最合理的路由，引導(dǎo)不同網(wǎng)絡(luò)間通信。3）在轉(zhuǎn)發(fā)過程中，按照預(yù)定的規(guī)則，把大的數(shù)據(jù)包分解成適當(dāng)大小數(shù)據(jù)包，到達(dá)目的地后，再把分解包還原。4）多協(xié)議路由器還可以連接使用不同協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)層設(shè)備三層交換機(jī)三層交換（也稱多層交換技術(shù)）是在網(wǎng)絡(luò)模型中第三層實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)包高速轉(zhuǎn)發(fā)。三層交換技術(shù)是：二層交換技術(shù)＋三層轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)不是簡單二層交換機(jī)和路由器疊加，三層路由模塊直接疊加在二層交換高速背板總線上，突破傳統(tǒng)路由器接口速率限制，速率可達(dá)幾十Gbps