IP网络基础知识培训

1、IP网络基础知识培训Page 2第第1 1章章 TCP/IPTCP/IP协议与协议与OSIOSI参考模型参考模型第第2 2章章 IPIP地址分类与子网划分地址分类与子网划分第第3 3章章 数据封装和转发数据封装和转发第第4 4章章 主要网络设备主要网络设备第第5 5章章 常用网络维护命令常用网络维护命令Page 3第第1 1章章 TCP/IPTCP/IP协议与协议与OSIOSI参考模型参考模型第第2 2章章 IPIP地址分类与子网划分地址分类与子网划分第第3 3章章 数据封装和转发数据封装和转发第第4 4章章 主要网络设备主要网络设备第第5 5章章 常用网络维护命令常用网络维护命令Page 4

2、TCP/IP协议与协议与OSI参考模型参考模型 计算机网络协议计算机网络协议是指连接在网络上的是指连接在网络上的计算机进行相互通信计算机进行相互通信的规则约定。的规则约定。 计算机网络协议计算机网络协议Page 5OSI七层模型的目的让不同厂牌的计算机拥有共通的通信协议让不同厂牌的计算机拥有共通的通信协议Page 6TCP/IP协议和协议和OSI参考模型参考模型TCP/IP协议栈具有简单的分层设计，与OSI参考模型有清晰的对应关系。应用层表示层会话层传输层网络层数据链路层物理层应 用 层传输层网络层7654321物理层数据链路层OSI参考模型TCP/IPPage 7TCP/IP协议栈的封装过程

3、协议栈的封装过程 用户数据用户数据Appl首部 应用数据Tcp首部Ip首部 应用数据Tcp首部以太网首部 应用数据Tcp首部Ip首部以太网首部TCP段IP数据报14 20204以太网帧46-1500字节应用程序 TCP IP以太网驱动程序Page 8TCP/IP协议数据封装方式协议数据封装方式TELNET23FTP20/21SMTP25TFTP69SEGMENTIP PACKETSFRAMESBITSPage 9TCP/IP协议栈协议栈HTTP、Telnet、FTP、TFTP、Ping、etcTCP/UDPARP/RARPIP ICMP802.3接口和线缆应用层传输层网络层 数据链路层提供应用

4、程序网络接口建立端到端连接寻址和路由选择物理介质访问二进制数据流传输 物理层Page 10传输层协议概述传输层协议概述应用层传输层网络层网络接入层TCPUDPPage 11端口号端口号 传输层协议用端口号来标识和区分各种上层应用程序。HTTPFTPTelnetSMTPDNSTFTPSNMPTCPUDPIP IP 数数 据据 包包8020/2123255369161Page 12TCP连接连接clientserverSYN(seq=a)SYN(seq=b,ack=a+1)ACK(seq=b+1)Page 13断开断开TCP连接连接clientserverFIN(seq=a)ACK(seq=a+1

5、)FIN(seq=b,ack=a+1）ACK(seq=b+1)Page 14网络层协议概述网络层协议概述网络接入层应用层传输层网络层 IP ARP RARP ICMP Page 15IP报文格式报文格式版本报文长度服务类型总 长 度标 识 符标志片 偏 移生存时间协 议报 头 校 验 和源 IP 地 址目 的 IP 地 址IP 选 项Page 16ARP地址解析协议地址解析协议需要的MAC地址？IP:/24MAC:00-E0-FC-00-00-11IP:/24MAC:00-E0-FC-00-00-12ARP Request?ARP Reply10

6、.0.0.2 对应的MAC：00-E0-FC-00-00-12Page 17ICMP协议协议B可达吗？ICMP Echo RequestICMP Echo Reply我在。ABPage 18LAN数据链路层标准数据链路层标准lIEEE 802制定了系列局域网标准： 以太网：令牌总线：令牌环：无线局域网lIEEE802标准涵盖了物理层和数据链路层Page 19物理层物理层 物理层位于OSI参考模型的最底层，它直接面向实际承担数据传输的物理媒体(即信道)。物理层的传输单位为比特。物理层是指在物理媒体之上为数据链路层提供一个原始比特流的物理连接。物理层协议规定了与建立、维持及断开物理信道所需的机械的

7、、电气的、功能性的和规程性的特性。其作用是确保比特流能在物理信道上传输。Page 20常见的物理层接口常见的物理层接口l10M以太网接口l100M以太网接口l1000M以太网接口Page 2110M以太网接口以太网接口10Base-T目前使用最广泛的局域网标准之一使用双绞线作为物理传输介质10Base5曾经广泛应用于主干局域网使用粗同轴电缆作为物理传输介质 10Base2使用细同轴电缆作为物理传输介质Page 2210Base-T的物理介质的物理介质l3类双绞线l4类双绞线l5类双绞线l超5类双绞线l6类双绞线有屏蔽与非屏蔽之分有屏蔽与非屏蔽之分均为均为8 8芯电缆芯电缆双绞线的类型由单位长度

8、双绞线的类型由单位长度内的绞环数确定内的绞环数确定Page 235类双绞线的线序类双绞线的线序直连网线交叉网线Side 1Side 1Side 2Side 2Side 1Side 1123456781234567812345678123456781=1=白白/ /橙橙2=2=橙橙3=3=白白/ /绿绿4=4=蓝蓝5=5=白白/ /蓝蓝6=6=绿绿7=7=白白/ /棕棕8=8=棕棕Side 2Side 2Side 1Side 1Side 2Side 2Side 1Side 1Side 2Side 2123456781234567812345678123456781=1=白白/ /橙橙2=2=橙橙

9、3=3=白白/ /绿绿4=4=蓝蓝5=5=白白/ /蓝蓝6=6=绿绿7=7=白白/ /棕棕8=8=棕棕1=1=白白/ /橙橙2=2=橙橙3=3=白白/ /绿绿4=4=蓝蓝5=5=白白/ /蓝蓝6=6=绿绿7=7=白白/ /棕棕8=8=棕棕1=1=白白/ /绿绿2=2=绿绿3=3=白白/ /橙橙4=4=蓝蓝5=5=白白/ /蓝蓝6=6=橙橙7=7=白白/ /棕棕8=8=棕棕Page 24100M以太网接口以太网接口100Base-TX物理介质采用5类以上双绞线网段长度最多100米100Base-FX物理介质采用单模光纤，网段长度可达10公里物理介质采用多模光纤，网段长度最多2000米Page 2

10、51000M以太网接口以太网接口l1000Base-T物理介质采用5类以上双绞线，网段长度最多100米l1000Base-F物理介质采用多模光纤，网段长度最多500米Page 26设备连接方式设备连接方式主机主机路由器路由器交换机普通口交换机普通口主机主机crosscrossnormal路由器路由器crosscrossnormal交换机交换机普通口普通口normalnormalcrossPage 27第第1 1章章 TCP/IPTCP/IP协议与协议与OSIOSI参考模型参考模型第第2 2章章 IPIP地址分类与子网划分地址分类与子网划分第第3 3章章 数据封装和转发数据封装和转发第第4 4章

11、章 主要网络设备主要网络设备第第5 5章章 常用网络维护命令常用网络维护命令Page 28 在全球电话网上，在全球电话网上，可唯一标识的电话号码可唯一标识的电话号码 在全球互联网上，在全球互联网上，可唯一标识的主机地址可唯一标识的主机地址Page 293、IP地址的的含义（1 1）、普通）、普通IPIP地址地址 电话号码电话号码 868610106278627802030203国家国家 城市城市 市内电话局市内电话局 局内电话机局内电话机 IP IP地址地址 66.111.32. 155155 网络部分网络部分 主机部分主机部分 区分不同的网络区分不同的网络 在同一网络

12、中在同一网络中 区分不同的主机区分不同的主机Page 3001 011 01 1 1 01 1 1 1 0Network(7bit)Network(14bit)Network(21bit)组 播 地 址保 留Host(24bit)Host(16bit)Host(8bit)A类 地 址B类 地 址C类 地 址D类 地 址E类 地 址55 55 5555IP地址分类地址分类Page 31特殊特殊IP地址地址网络部分主机部分地

13、址类型用 途127any全“0”全“1”Any全“0”Any全“1”网络地址代表一个网段广播地址特定网段的所有节点环回地址环回测试广播地址本网段所有节点所有网络用于指定默认路由Page 32 私有IP地址55 55 144Page 33网络地址与子网掩码网络地址与子网掩码IP地址：地址：192 . 168 . 1. 100子网掩码：子网掩码：网络地址：网络地址：192 . 168 . 1. 0255.255.255. 0Page 34子网规划举例子网规划举例

14、 例子：某公司分配到C类地址。假设需要20个子网，每个子网有5台主机，我们该如何划分？Page 35第第1 1章章 TCP/IPTCP/IP协议与协议与OSIOSI参考模型参考模型第第2 2章章 IPIP地址分类与子网划分地址分类与子网划分第第3 3章章 数据封装和转发数据封装和转发第第4 4章章 主要网络设备主要网络设备第第5 5章章 常用网络维护命令常用网络维护命令Page 36数据的封装和转发数据的封装和转发 我们采用上图对数据的封装和转发过程进行分析。我们采用上图对数据的封装和转发过程进行分析。 当主机向其他的设备跨网络传输数据时，数据要进行封装，就是当主机向其他的设备跨网络传输数据时

15、，数据要进行封装，就是在在OSIOSI模型的每一层加上协议信息。每一层只与接收设备上相应的对等模型的每一层加上协议信息。每一层只与接收设备上相应的对等层进行通信。层进行通信。Page 37数据封装数据封装 在上图中当在上图中当A A公司的公司的PC1PC1向向B B公司的公司的PC1PC1发送数据时，数据的封装过发送数据时，数据的封装过程如下：程如下： 当当B B公司的公司的PC1PC1接收数据时，按上图相反的过程拆除封装，最终得接收数据时，按上图相反的过程拆除封装，最终得到到A A公司公司PC1PC1发来的用户数据。发来的用户数据。Page 38从从A公司公司PC1到到B公司公司PC1的数据

16、转发过程如下：的数据转发过程如下：1、A公司公司PC1把数据封装后，以比特流的方式发送到交换机把数据封装后，以比特流的方式发送到交换机A。2、交换机、交换机A把比特流还原数据帧，根据目标把比特流还原数据帧，根据目标MAC地址把数据帧转发到路由器地址把数据帧转发到路由器A。3、路由器、路由器A把数据帧还原数据包，根据数据包的目标把数据帧还原数据包，根据数据包的目标IP地址转发到路由器地址转发到路由器B。4、路由器、路由器B根据数据包的的目标根据数据包的的目标IP地址经地址经ARP协议查出对应的协议查出对应的MAC地址转发到交换机地址转发到交换机B。5、交换机、交换机B根据根据MAC地址把数据转发

17、到地址把数据转发到B公司的公司的PC1。数据转发数据转发Page 39第第1 1章章 TCP/IPTCP/IP协议与协议与OSIOSI参考模型参考模型第第2 2章章 IPIP地址分类与子网划分地址分类与子网划分第第3 3章章 数据封装和转发数据封装和转发第第4 4章章 主要网络设备主要网络设备第第5 5章章 常用网络维护命令常用网络维护命令Page 40网络设备网络设备类型类型物理层物理层数据链路层数据链路层MACMAC寻寻址址(GE(GE、FEFE）三层交换机三层交换机BASBAS宽带接入服务器宽带接入服务器用户管理控制、认证用户管理控制、认证分配地址等（分配地址等（GEGE、ATM155M

18、ATM155M、FEFE）路由器路由器10G10G、POSPOS、GEGEDSLAMDSLAMADSLADSL接入复用（接入复用（GEGE、ATM155MATM155M、FEFE）Page 41集线器集线器 集线器图例集线器图例Page 42集线器集线器 集线器数据传输方式集线器数据传输方式 主机之间传输数据包时，都是以广播方式传输的，把数据包发送到每一个端口，再由每一个终端根据数据包头的地址确定是否接收。这样同一时刻只能传输一组数据，发生冲突还得重试。Page 43集线器集线器HUBHUB联网图联网图ABCDEAB数据丢弃丢弃接受接受Page 44二层交换机二层交换机何为二层交换机？何为二层

19、交换机？ 二层交换技术是发展比较成熟，二层交换机属数据链路层设备，可以识别数据包中的MAC地址信息，根据MAC地址进行转发，并将这些MAC地址与对应的端口记录在自己内部的一个地址表中。123Page 45二层交换机二层交换机二层交换图例Page 46二层交换机二层交换机二层交换机工作流程（1）当交换机从某个端口收到一个数据包，它先读取包头中的源MAC地址，这样它就知道源MAC地址的机器是连在哪个端口上的；（2）再去读取包头中的目的MAC地址，并在地址表中查找相应的端口；（3）如表中有与这目的MAC地址对应的端口，把数据包直接复制到这端口上；（4）如表中找不到相应的端口则把数据包广播到所有端口上

20、，当目的机器对源机器回应时，交换机又可以学习一目的MAC地址与哪个端口对应，在下次传送数据时就不再需要对所有端口进行广播了。Page 47ABCDEAB数据二层交换机二层交换机交换机交换机Page 48HUB工作在物理层，交换机工作在数据链路层。HUB共享带宽，效率低；交换机独享带宽，效率高。HUB广播方式传输数据；交换机端口交换的方式传输 数据。二层交换机二层交换机与集线器的区别Page 49路由器路由器路由器概念路由 所谓“路由”，是指把数据从一个地方传送到另一个地方的行为和动作。路由器 执行“路由”这种行为动作的机器，它的英文名称为Router。是使用一种或者更多度量因素的网络层设备，它

21、决定网络通信能够通过的最佳路径。路由器依据网络层信息将数据包从一个网络前向转发到另一个网络。路由器工作在网络层。Page 50路由器路由器路由器图例MSR20-20 前面板前面板MSR20-20 后面板后面板SR8808Page 51路由器路由器路由器功能 路由器是一种连接多个网络或网段的网络设备，它能将不同网络或网段之间的数据信息进行转发，以使它们能够相互通信，从而构成一个更大的网络。路由器有两大功能： 数据通道功能：包括转发决定、背板转发以及输出链路 调度等，一般由特定的硬件来完成； 控制功能：一般用软件来实现，包括与相邻路由器之间 的信息交换、系统配置、系统管理等。Page 52路由器路

22、由器与二层交换机区别工作层次不同 交换机工作在OSI的第二层（数据链路层） 路由器工作在OSI的第三层（网络层）。传统的交换机只能分割冲突域，不能分割广播域； 而路由器可以分割广播域。数据转发所依据的对象不同 交换机是利用物理地址或者说MAC地址来确定转发数据 的目的地址。 而路由器则是利用不同网络的ID号（即IP地址）来确定 数据转发的地址。Page 53三层交换机三层交换机 前面讲到，局域网间的通信可以利用外部路由器来完成，但外部路由器的主要用途是连接广域网，其内部交换性能在设计上并没有作专门重点的考虑，所以局域网间通讯在路由器处的延迟是比较大的。而且交换能力强大的外部路由器价格非常昂贵。

23、 正是因为此种原因，很多厂商直接在交换机内集成了路由器功正是因为此种原因，很多厂商直接在交换机内集成了路由器功能（第三层交换），一个具有三层交换功能的设备，是一个带有能（第三层交换），一个具有三层交换功能的设备，是一个带有第三层路由功能的第二层交换机，但它是两者的有机结合。第三层路由功能的第二层交换机，但它是两者的有机结合。 Page 54三层交换机三层交换机三层交换机图例Page 55三层交换机三层交换机三层交换机典型应用Page 56第第1 1章章 TCP/IPTCP/IP协议与协议与OSIOSI参考模型参考模型第第2 2章章 IPIP地址分类与子网划分地址分类与子网划分第第3 3章章 数

24、据封装和转发数据封装和转发第第4 4章章 主要网络设备主要网络设备第第5 5章章 常用网络维护命令常用网络维护命令Page 57WINDOWS常用网络命令介绍PingPing 测试网络联接状况以及信息包发送和接收状况非常有用的工具，是网络测试最常用的命令。Ping向目标主机(地址)发送一个回送请求数据包，要求目标主机收到请求后给予答复，从而判断网络的响应时间和本机是否与目标主机(地址)联通。 TracertTracert 用来显示数据包到达目标主机所经过的路径，并显示到达每个节点的时间。命令功能同Ping类似，但它所获得的信息要比Ping命令详细得多，它把数据包所走的全部路径、节点的IP以及花

25、费的时间都显示出来。该命令比较适用于大型网络。Page 58WINDOWSWINDOWS常用网络命令介绍常用网络命令介绍Netstat Netstat 可以帮助网络管理员了解网络的整体使用情况。它可以显示当前正在活动的网络连接的详细信息，例如显示网络连接、路由表和网络接口信息，可以统计目前总共有哪些网络连接正在运行。 利用命令参数，命令可以显示所有协议的使用状态，这些协议包括TCP协议、UDP协议以及IP协议等，另外还可以选择特定的协议并查看其具体信息，还能显示所有主机的端口号以及当前主机的详细路由信息。 Page 59WINDOWSWINDOWS常用网络命令介绍常用网络命令介绍Ipconfi

26、g Ipconfig 以窗口的形式显示IP协议的具体配置信息，命令可以显示网络适配器的物理地址、主机的IP地址、子网掩码以及默认网关等，还可以查看主机名、DNS服务器、节点类型等相关信息。其中网络适配器的物理地址在检测网络错误时非常有用。ArpArp 显示和修改“地址解析协议 (ARP)”缓存中的项目。ARP 缓存中包含一个或多个表，它们用于存储 IP 地址及其经过解析的以太网或令牌环物理地址。计算机上安装的每一个以太网或令牌环网络适配器都有自己单独的表。如果在没有参数的情况下使用，则 arp 命令将显示帮助信息Page 60Page 61Ping程序是Windows系统自带的，它主要用于确定

27、网络的连通性 。如下图示例：Page 62Tracert Tracert 命令的使用方法命令的使用方法命令格式：命令格式： tracert IP地址或主机名 -d-h maximumhops-j host_list -w timeout参数含义：参数含义： -d 不解析目标主机的名字； -h maximum_hops 指定搜索到目标地址的最大跳跃数； -J host_list 按照主机列表中的地址释放源路由； -w timeout 指定超时时间间隔，程序默认的时间单位是毫秒。Page 63 Tracert是路由跟踪实用程序，通过向目标发送不同 IP 生存时间 （TTL） 值的“Internet

28、 控制消息协议（ICMP）”回应数据包，Tracert 诊断程序确定到目标所采取的路由。 Page 64Netstat Netstat 命令的使用方法命令的使用方法命令格式：命令格式： netstat -r -s -n -a 参数含义：参数含义： -r 显示本机路由表的内容；-s 显示每个协议的使用状态(包括TCP协议、UDP协议、IP协议)； -n 以数字表格形式显示地址和端口； -a 显示所有主机的端口号。 Page 65 Netstat程序有助于了解网络的整体使用情况，通常用来显示每个网络接口、网络插口、网络路由表等的详细统计资料。 Page 66Ipconfig Ipconfig 命令的使用方法命令的使用方法命令格式：命令格式：