第一章网络基础v10

1、网络基础OSI参考模型TCP/IP参考模型冲突域与广播域本章课程目标NetBEUI第一代计算机网络面向终端的网络第二代计算机网络以资源子网为中心的网络第三代计算机网络OSI模型的网络计算机网络发展终端终端终端终端终端终端服务器服务器IPX/SPX终端 终端终端服务器面向终端面向终端资源子网OSI模型标识出发送方和接收方双方一致同意的通信方法通用语言和语法传递的速度和时间证实或确认要求建立通信Internet什么是协议？数据从源地点传输到目的地点，网络上所有设备需要“讲”相同的“语言”。描述网络通信中如何规范使用“语言” 的一组规则就是协议。数据通信协议:决定数据的格式和数据的传输的一组规则或者

2、一组惯例协议网络通信的过程很复杂为了降低网络设计的复杂性，将协议进行了分层设计协议分层OSI 协议模型通信通信协议协议协议协议分层分层OSI7OSI7层层模型模型通信的双方需要相同的语言才能通信网络通信的过程很复杂，为了降低复杂性ISO组织发布了OSI参考模型 OSI(Open System Internetwork)开放式通信系统互联参考模型开放式通信系统互联参考模型邮局实例写信人写信人邮局运输部门运输部门邮局收信人用户间的约定邮局间的约定运输部门间的约定装信封分信打包拆包分信拆信封邮筒邮筒协调部协调部OSI的七层框架物理层物理层物理层物理层数据链路层数据链路层数据链路层数据链路层网络层网络

3、层网络层网络层传输层传输层传输层传输层会话层会话层会话层会话层表示层表示层表示层表示层应用层应用层应用层应用层物理层协议数据链路层协议网络层协议传输层协议会话层协议表示层协议应用层协议 比特比特 帧帧 包包TPDUSPDUPPDUAPDU1 接口接口2 接口接口3 接口接口4 接口接口5 接口接口6 接口接口主机主机A主机主机B数据单元数据单元层层名称功能应用协议应用层与用户进行接口,承载应用协议HTTPTelnet表示层数据的表现形式、特定功能的实现ASCII、EBCDICJPEG会话层对应用会话的管理、同步操作系统/应用读取传输层提供传输的可靠性、传输前的错误检测、流量的控制TCP、UDP

4、网络层提供逻辑地址、进行路由选路IP数据链路层将数据封装成帧、用MAC地址访问媒介、错误检测802.3 / 802.2HDLC物理层设备之间的数据(比特流)传输、物理接口、的特性等EIA/TIA-232V.35OSI每层的功能数据的封装与解封装过程31InternethelloIP包头包头数据的封装与解封装过程32hello物理层物理层数据链路层数据链路层网络层网络层传输层传输层会话层会话层表示层表示层应用层应用层 比特比特 帧帧 报文报文段段PDUhelloTCP/UDP头头helloIP包头包头LLC子层子层TCP/UDP头头helloIP包头包头LLC子层子层MAC子层子层TCP/UDP

5、头头helloTCP/UDP头头高层数据高层数据MAC子层子层LLC子层子层FCSIP包头包头数据的封装与解封装过程33hello物理层物理层数据链路层数据链路层网络层网络层传输层传输层会话层会话层表示层表示层应用层应用层 比特比特 帧帧 报文报文段段PDUhelloTCP/UDP头头helloIP包头包头LLC子层子层MAC子层子层TCP/UDP头头helloIP包头包头LLC子层子层MAC子层子层FCSTCP/UDP头头helloTCP/UDP头头高层数据高层数据LLC子层子层物理层是TCP/IP模型的最底层物理层为数据传输提供可靠环境物理层概述 物理层是网络的基础，正如同公路是汽车通行的

6、基础一样物理层是TCP/IP四层模型的最底层，为数据通信的介质提供规范和定义为数据端设备提供传送数据的线路在线路上传输数据 物理层功能RJ-45光纤接口FC 圆形带螺纹光纤接头 ST 卡接式圆形光纤接头 SC 方型光纤接头 LC 窄体方形光纤接头 MT-RJ 收发一体的方型光纤接头 物理层接口有线介质双绞线光纤无线介质无线电微波激光红外线物理层的传输介质双绞线TP是目前使用最广，价格相对便宜的一种传输介质由两根绝缘铜导线相互缠绕组成，以减少对邻近线对的电气干扰由若干对双绞线构成的电缆被称为双绞线电缆非屏蔽双绞线UTP和屏蔽双绞线STP双绞线Cat 5e UTPCat 5e STPEIA/TIA

7、-568“商业大厦布线标准”568A：绿白 绿 橙白 蓝 蓝白 橙 棕白 棕568B：橙白 橙 绿白 蓝 蓝白 绿 棕白 棕双绞线的标准光脉冲在光纤中的传输是利用了光的全反射原理光纤分为多模光纤和单模光纤 光信号在光纤中的传输多模光纤单模光纤输入脉冲 输出脉冲 输入脉冲 输出脉冲 管脚号用途颜色1发送 +白色和绿色2发送 -绿色3接收 +白色和橘黄色4不被使用蓝色5不被使用白色和蓝色6接收 -橘黄色7不被使用白色和棕色8不被使用棕色线缆的连接2-1EIA/TIA 568A和568B线缆的连接标准网线交叉网线全反线交叉交叉直通直通交叉交叉 直通直通交叉交叉直通直通交叉交叉交叉交叉 T568A T

8、568A标准中标准中RJ-45RJ-45连接器的连接器的管脚号和颜色编码管脚号和颜色编码 标准网线的线序交叉网线的线序制作过程线缆的连接2-210BaseT双绞线 最大传输距离100米10BaseF光纤 传输距离1000米以上100Mbps快速以太网 1000Mbps千兆以太网 常见线缆中继器能放大信号延长网络传输距离只包含有一个输入端口和一个输出端口，所以只能接收和转发数据流 成本低物理层的设备2-1集线器最初只是一个多端口的中继器 可用于星形拓扑结构能够支持各种不同的传输介质和数据传输速率 有些集线器具有内部处理能力，例如，可以接受远程管理、过滤数据或提供网络诊断信息 被交换机所取代物理层

9、的设备2-2数据链路层数据链路层的功能21物理层物理层物理层物理层数据链路层数据链路层数据链路层数据链路层网络层网络层网络层网络层数据链路层协议数据链路层协议 比特（比特（Bit） 帧（帧（Frame）包包(Packet）主机主机A主机主机B数据单元数据单元数据链路层的功能数据链路的建立、维护与拆除帧包装、帧传输、帧同步帧的差错恢复流量控制数据链路层的功能22数据链路层的功能22以太网工作在数据链路层MAC子层和物理层以太网物理层物理层物理层物理层逻辑链路控制子层逻辑链路控制子层LLCLLC介质访问控制子层介质访问控制子层MACMAC逻辑链路控制子层逻辑链路控制子层LLCLLC介质访问控制子层

10、介质访问控制子层MACMAC网络层网络层物理层协议物理层协议数据链路层协议数据链路层协议网络层协议网络层协议 比特比特 帧帧 包包12主机主机A主机主机B数据单元数据单元层层以太网以太网网络层网络层以太网就是我们平常使用的局域网什么是以太网当多个数据在同一条共享线路上传输时，如何避免冲突？怎样找到目的主机呢？找到目的主机后，怎样才能让对方读懂信息的内容呢？802.3 以太网帧格式以太网帧格式数据链路层封装数据链路层封装7字节字节6字节字节6字节字节前导码前导码目的地址目的地址源地址源地址类类型型/ /长长度度数据数据帧校验帧校验序列序列461500字节字节4字节字节1字字节节2字字节节帧帧启启

11、始始定定界界符符物理层封装物理层封装大于大于0600H表示类型，小表示类型，小于于0600H表示长度表示长度以太网地址用来识别一个以太网上的某个单独的设备或一组设备 以太网MAC地址IBMCISCO24比特比特（供应商（供应商标识标识）24比特比特（供应商对网卡的唯一编号）（供应商对网卡的唯一编号）对于目的地址对于目的地址：0物理地址（单播地址）物理地址（单播地址）1逻辑地址（组播地址）逻辑地址（组播地址）例如：00061be3936c 000d28beb642CSMA/CD带冲突检测(碰撞检测 )的载波监听多路访问以太网采用CSMA/CD避免信号的冲突工作原理发送前先监听信道是否空闲，若空闲

12、则立即发送数据。在发送时，边发边继续监听若监听到冲突，则立即停止发送等待一段随机时间（称为退避）以后，再重新尝试CSMA/CD单工只有一个信道，传输方向只能是单向的半双工只有一个信道，在同一时刻，只能是单向传输全双工双信道，同时可以有双向数据传输双工工作模式ABABAB总线上同时有多个机器在传送数据，从而造成数据包的碰撞。冲突域概念HUB112233帧帧帧112233帧帧冲突当某个区域中一台设备发送了一个广播包，如果这个区域中的其他设备都能收到时，这个区域就是一个广播域。广播域概念Switch112233广播帧广播帧广播帧HUB所有接口是一个冲突域Switch每一个接口是一个冲突域分割冲突域H