HL-001 网络基础知识(V5.1)

1、HL-001 网络基础知识网络基础知识ISSUE 5.1日期：杭州华三通信技术有限公司 版权所有，未经授权不得使用与传播n 现在网络已经不仅仅是一个时髦的名词现在网络已经不仅仅是一个时髦的名词, 它已经成为它已经成为人们生活不可缺少的一部分。人们生活不可缺少的一部分。引入引入n 理解网络结构理解网络结构n 知道局域网和广域网的基本概念知道局域网和广域网的基本概念n 掌握掌握ISO OSI参考模型的基本结构参考模型的基本结构课程目标课程目标学习完本课程，您应该能够：学习完本课程，您应该能够：n 网络概述网络概述n OSI参考模型参考模型目录目录5网络概述网络概述l 网络定义网络定义l LAN 和

2、和WANl 网络拓扑网络拓扑l 标准化组织标准化组织6计算机网络计算机网络InternetSOHO移动用户移动用户公司总部公司总部分支机构分支机构7通信协议通信协议l 网络协议是网络设备之间通信规则的正式描述。网络协议是网络设备之间通信规则的正式描述。5432154321TCP/IP协议栈源主机 A目的主机 B好啊！我刚好也懂TCP/IP。请问可以用TCP/IP和你通信吗?TCP/IP协议栈8网络的演进网络的演进主机主机网络低速连接服务器WAN简单连接简单连接1960s 1970s基于网络的连接基于网络的连接1970s 1980s网络互联网络互联1980s 9LAN定义定义l LAN定义：通常

3、指几公里以内的，可以通过定义：通常指几公里以内的，可以通过某种介质互联的计算机、打印机、某种介质互联的计算机、打印机、modem或其它设备的集合。或其它设备的集合。l 特点：距离短、延迟小、数据速率高、传输特点：距离短、延迟小、数据速率高、传输可靠。可靠。l 标准（标准（standard）：描述了协议的规定，设）：描述了协议的规定，设定了最简的性能集。定了最简的性能集。10LAN常用设备常用设备lLAN的设计目标：的设计目标：运行在有限的地理区域；允许网络设备同时访问高带宽的介质；通过局部管理控制网络的权限；提供全时的局部服务；连接物理上相邻的设备。HUB交换机交换机路由器路由器中继器中继器1

4、1WAN定义和分类定义和分类l WAN定义：在大范围区域内提供数据通信定义：在大范围区域内提供数据通信服务，主要用于互连局域网。服务，主要用于互连局域网。l WAN分类：分类：公用电话网：PSTN综合业务数字网：ISDN数字数据网：E1专线公用分组交换网：X.25帧中继：Frame Relay异步传输模式：ATM12WAN交换模式交换模式l 电路交换：基于电话网的电路交换电路交换：基于电话网的电路交换优点：时延小、透明传输；缺点：带宽固定，网络资源利用率低。l 分组交换：以分组为单位存储转发分组交换：以分组为单位存储转发优点：多路复用，网络资源利用率高；缺点：实时性差。13WAN常用设备常用设

5、备l WAN的设计目标：的设计目标：运行在广阔的地理区域；通过低速串行链路进行访问；网络控制服从公共服务的规则；提供全时的或部分时间的连接；连接物理上分离的、遥远的、甚至全球的设备。Modem/CSU/DSU路由器路由器广域网交换机广域网交换机接入服务器接入服务器14带宽和延迟带宽和延迟l 带宽：描述在一定时间范围内数据从网络的带宽：描述在一定时间范围内数据从网络的一个节点传送到任意节点的容量，通常用一个节点传送到任意节点的容量，通常用bit/s表示。表示。l 以太网带宽：以太网带宽：10Mbit/s、100Mbit/s、1000Mbit/s等。等。l 广域网各类服务带宽。广域网各类服务带宽。

6、l 延迟：描述网络上数据从一个节点传送到另延迟：描述网络上数据从一个节点传送到另一个节点所经历的时间。一个节点所经历的时间。15常见网络拓扑结构常见网络拓扑结构l 拓扑结构：拓扑结构：总线型、星型、树型环型、网型16标准化组织标准化组织l 国际标准化组织（国际标准化组织（ISO）l 电子电器工程师协会（电子电器工程师协会（IEEE）l 美国国家标准局（美国国家标准局（ANSI）l 电子工业协会（电子工业协会（EIA / TIA）l 国际电信联盟（国际电信联盟（ITU）l INTERNET架构委员会（架构委员会（IAB）n 网络概述网络概述n OSI参考模型参考模型目录目录18OSI参考模型参考

7、模型l 物理层物理层l 数据链路层数据链路层l 网络层网络层l 传输层传输层l 会话层、表示层和应用层会话层、表示层和应用层19OSI参考模型参考模型l OSI RM：开放系统互连参考模型（：开放系统互连参考模型（Open System Interconnection Reference Model）l OSI RM 定义了网络中设备所遵守的层次结定义了网络中设备所遵守的层次结构构l 分层结构的优点：分层结构的优点：简化网络的操作提供设备间兼容性和标准接口促进标准化工作结构上可以分隔易于实现和维护20OSI参考模型参考模型应用层应用层表示层表示层会话层会话层传输层传输层网络层网络层数据链路层数

8、据链路层物理层物理层1234567底层底层:负责网络数据传输负责网络数据传输高层高层:负责主机之间的数据传输负责主机之间的数据传输开放系统互连参考模型（Open System Interconnection Reference Model） 21OSI七层功能七层功能应用层应用层表示层表示层会话层会话层传输层传输层网络层网络层数据链路层数据链路层物理层物理层1234567提供应用程序间通信提供应用程序间通信处理数据格式、数据加密等处理数据格式、数据加密等建立、维护和管理会话建立、维护和管理会话建立主机端到端连接建立主机端到端连接寻址和路由选择寻址和路由选择提供介质访问、链路管理等提供介质访问、

9、链路管理等比特流传输比特流传输22对等通信对等通信l 每一层利用下一层提供的服务与对等层通信；每一层使用自己的协议。每一层利用下一层提供的服务与对等层通信；每一层使用自己的协议。Host AHost BAPDUPPDUSPDU段段Segment包包Packet帧帧Frame比特比特Bit应用层应用层表示层表示层会话层会话层传输层传输层网络层网络层数据链路层数据链路层物理层物理层应用层应用层表示层表示层会话层会话层传输层传输层网络层网络层数据链路层数据链路层物理层物理层23数据封装与解封装过程数据封装与解封装过程主机主机主机主机二层交换机二层交换机路由器路由器DataDataData应用层应用层

10、表示层表示层会话层会话层传输层传输层网络层网络层数据链路层数据链路层物理层物理层应用层应用层表示层表示层会话层会话层传输层传输层网络层网络层数据链路层数据链路层物理层物理层TCPIPTCPMAC+LLCDataIPTCPDataDataDataTCPIPTCPMAC+LLCDataIPTCP24物理层物理层l 物理层：定义电压、接口、线缆标物理层：定义电压、接口、线缆标准、传输距离等准、传输距离等l 物理层介质：物理层介质：同轴电缆（coaxial cable）：细缆和粗缆双绞线（twisted pair）：UTP、STP光纤（fiber）：单模、多模无线（wireless）：红外线、蓝牙Bl

11、ue Tooth、WLAN技术应用层应用层表示层表示层会话层会话层传输层传输层网络层网络层数据链路层数据链路层物理层物理层25物理层物理层l 局域网与物理层局域网与物理层网络设备：中继器、集线器等；常见接口：10Base-T、100Base-T、100Base-TX/FX、1000Base-T、1000Base-SX/LX等l 广域网与物理层广域网与物理层DTE设备：路由器、终端主机等；DCE设备：广域网交换机、Modem、CSU/DSU等；常见接口：RS-232、V.24、V.35等。26数据链路层数据链路层l 局域网数据链路层分为局域网数据链路层分为2个个子层：子层：LLC子层和子层和MA

12、C子层。子层。l 数据链路层的功能：数据链路层的功能：物理地址定义网络拓扑结构链路参数差错验证物理介质访问流控制（可选）应用层应用层表示层表示层会话层会话层传输层传输层网络层网络层数据链路层数据链路层物理层物理层27MAC/物理地址物理地址lMAC地址有地址有48bit，用，用16进制数表示进制数表示00e0.fc01.2345厂商编号厂商编号序列号序列号24 bits24 bits00e0.fc01.2345RomR28LAN与数据链路层与数据链路层l IEEE802标准：定义了系列局域网标准标准：定义了系列局域网标准IEEE802.1 基本局域网问题IEEE802.2 定义LLC子层IEE

13、E802.3 以太网标准IEEE802.4 令牌总线网IEEE802.5 令牌环网l 局域网设备：局域网设备：以太网交换机HUB29WAN与数据链路层与数据链路层l WAN数据链路层标准：数据链路层标准：HDLCPPPISDNX.25Frame Relayl WAN数据链路层设备：数据链路层设备：Modem、ISDN终端适配器CSU/DSU、广域网交换机30网络层网络层l 编址和路由编址和路由应用层应用层表示层表示层会话层会话层传输层传输层网络层网络层数据链路层数据链路层物理层物理层31网络地址网络地址l 网络层地址由两部分地址组成：网络地址和主网络层地址由两部分地址组成：网络地址和主机地址。

14、网络地址是全局唯一的。机地址。网络地址是全局唯一的。IP 地址地址IPX 地址地址网络地址网络地址主机地址主机地址8网络地址网络地址主机地址主机地址32路由协议与可路由协议路由协议与可路由协议l可路由协议：可路由协议：IP、IPXl路由协议：路由协议： RIP、OSPF、BGP等等N2N1N1.H1N1.H2N2.H33面向连接和无连接的服务面向连接和无连接的服务l 面向连接的服务：适合延迟敏感性应用面向连接的服务：适合延迟敏感性应用建立连接数据传输断开连接l 无连接的服务：适合对延迟不敏感的应用无连接的服务：适合对延迟不敏感的应用无需建立连接资源动态分配34网络层协议操作网络

15、层协议操作网络层网络层数据链路层数据链路层物理层物理层网络层网络层数据链路层数据链路层物理层物理层网络层网络层数据链路层数据链路层物理层物理层网络层网络层数据链路层数据链路层物理层物理层表示层表示层会话层会话层传输层传输层应用层应用层ABCDERouter ARouter BRouter C35传输层传输层l 传输层功能：传输层功能：分段上层数据；建立端到端连接；将数据从一端主机传送到另一端主机。l 传输层协议：传输层协议：主要有TCP/IP协议栈的TCP协议和UDP协议，IPX/SPX协议栈的SPX协议等。应用层应用层表示层表示层会话层会话层传输层传输层网络层网络层数据链路层数据链路层物理层

16、物理层36端到端通信端到端通信应用数据应用数据WWWFTP传输数据包传输数据包21102880 1027Data传输层虚电路传输层虚电路HD37流量控制流量控制l 流量控制的三种方式：流量控制的三种方式：缓存技术：突发缓存，空闲发送。源抑制报文：利用ICMP协议向源端发送source quench报文。窗口机制：报文中包含窗口字段，用于控制源端一次发送数据的多少。38确认技术确认技术Send 1,2,3Acknowledge 4Send 4,5,6Acknowledge 4Send 4,5,6传输层虚电路传输层虚电路Host源源目的目的H39高层协议高层协议l 会话层协议：会话层协议： SQL、NFS、RPC等；l 表示层协议：表示层协议： ASCII、MPEG、JPEG等；l 应用层协议：应用层协议： 文字处理、邮件、电子表格等。应用层应用层表示层表示层会话层会话层传输层传输层网络层