网络基础培训教材中信课件

网络基础知识培训第一章概述第二章OSI七层模型第三章TCP/IP

第四章局域网基础第五章交换机知识介绍目录什么是计算机网络？

计算机网络是指处于不同地理位置的多台具有独立功能的计算机系统通过通信设备和通信介质互连起来，并以功能完善的网络软件进行管理并实现网络资源共享和信息传递的系统。什么是以太网？Ethernet(以太网）是一种常用局域网（LAN）标准。现在的以太网是以802.3协议为基础的，采用带冲突检测的载波侦听多路访问（CSMA/CD）机制进行信号传输的网络。目前的以太网以百兆为主，逐渐向千兆发展。以太网接入LAN1)业务介绍：FTTX+LAN（光纤局域网）是指用光纤加五类双绞线方式实现“千兆到小区、百兆到大楼、十兆到桌面”的宽带接入解决方案。小区内的交换机和局端交换机以光纤相连，区内采用综合布线，用户上网速率可达10M／100Mbps，网络可扩展性强：用户的接入速率可以从目前的10Mbps扩展到100Mbps甚至1Gbps。投资规模小，组网快速。用户端只需一块以太网卡即可接入。2)功能特点：这种接入方式成本低、组网灵活，非常适用于政府、写字楼、酒店、住宅小区、办公大楼、高校、医院等单位的宽带接入。局域网：覆盖范围较小，一般从几十米到几公里，如一个办公室、几栋楼、一个大院区。局域网的特点是传输速度高、组网灵活、成本低。城域网：覆盖范围通常为一座城市，从几公里到几十公里，通常具有较高的传输速度。广域网：其覆盖范围很大，几个城市，一个国家，甚至全球，主要是通过公用通信网来组成,如因特网(Internet)。

—计算机网络的定义网络概念网络元素集线器(网络设备)打印机(带有网卡)电缆/传输介质非屏蔽双绞线同轴的光纤的连接头(RJ11,RJ45,等)网络接口卡(NIC)放大电气信号,打包数据以便传输并实施网络电缆的访问控制网络产品在网络中的应用核心层汇聚层接入层学生宿舍服务器群INTERNET企业校园网SR16S4608MFS4608MFS4408MFS4514MFS4412MF社区政务酒店/大厦W1000R无线产品系列S6507MF-E5S4124/16/08

S29/S22系列交换机S29/S22系列交换机S4108S、S4108M+S4108S+、S4116S+、S4124S+S29/S22系列交换机S29/S22系列交换机56KModemM1200电脑单机上网电话接口中信、网通、长宽、驻地运营商等宽带运营商小区宽带用户R605QQ1020S4108S、S4108M+S4108S+、S4116S+S4124S+楼道以太网交换机用户接入网中的应用SOHOADSL中国电信R605QQ1020S4105/8/16/24T5000FTTHS4514MF

信息中心会所，超市，饭店，医院S2924G2S41241000M1000M1000M1000M学校车辆出入三表收费闭路监控S2924G2S2924G2会议中心社区二级交换中心子建筑群1S2924G2S4109MFH1508DBS4126MF+用户各楼层服务器群1000MInternet千兆光纤千兆双绞线百兆双绞线行政楼图书馆后勤区宿舍区电教中心InternetServers网管工作站办公楼实验楼S2924G2S2924G2S2924G2S2924G2S4226MFDS4226MFD核心交换机S4514MF核心交换机S4514MFS2924G2网管中心资源库S2924G2网络产品在校园网接入层的应用

第一章概述第二章OSI七层模型第三章TCP/IP协议栈第四章局域网基础第五章交换机知识介绍

1.允许多厂家共同发展网络标准化组件

2.允许不同类型的网络硬件和软件相互通信

3.防止其中某层的变化影响到其他层,避免牵制到整个模型OSI参考模型分层化的优点:OSI参考模型每层的功能

应用层:提供文件,打印,数据库,和其他应用程序等服务表示层:数据加密,压缩和翻译等等会话层:会话控制传输层:提供端到端的连接网络层:路由(routing)

数据链路层:组成帧（交换机设备）物理层:定义物理拓扑结构，提供物理连接

物理层应用层表示层传輸层网络层数据链路层物理层会话层7654321信号介质传输基带或宽带数字模拟集线器HubTCLQQ2008物理层Hub以太网Ethernet10所有节点共享10M带宽HUB同一时间只能有一个设备发送信息屏蔽双绞线(STP)非屏蔽双绞线(UTP)以箔屏蔽以减少干扰和串音3类、5类双绞线外没有任何附加屏蔽直通线用于连接:

1、直接线的线序：橙白、橙色、绿白、蓝色、蓝白、绿色、棕白、棕色，直通线只使用1,2,3,6针脚,2端的连法是一一对应。交叉线用于连接:

２、交叉线的线序：橙白、橙色、绿白、蓝色、蓝白、绿色、棕白、棕色，交叉线只使用1,2,3,6针脚,2端的连法是1连3,2连6,3连1,6连2。光纤传送模式

多模输入电信号输出电信号单模

波长:1300,1550nmh1h2波长:850,1300nmh2h1芯/封套特性光纤的直径减小到一个光波波长特点：多模传输速度快，距离短，通常在两公里以内。在建筑物内部使用，或连接到桌面。单模传输速度慢，距离长，可以支持到80公里。用于局域网主干连接和广域网远距离连接。典型的光缆玻璃封套塑料外套玻璃内芯单芯光缆多芯光缆玻璃内芯塑料外套玻璃封套外壳无线介质使用电磁波无需物理连接适用于长距离数据链路层应用层表示层传输层网络层数据链路层物理层会话层7654312介质访问和逻辑拓扑交换机SwitchesTCLS2924G2数据链路层向网络层提供的服务基本服务：将源结点的网络层数据可靠地传输到相邻的结点的网络层三种服务：

1.无确认的无连接服务：目的结点不作确认，差错由上层负责

2.有确认的无连接服务：目的结点对收到的帧要作确认，发送结点可以知道已发出的帧是否安全到达目的结点；误帧重传

3.面向连接服务：可靠地传送数据的服务，即提供在网络实体间建立、维持和释放数据链路的功能数据链路层的功能数据链路管理成帧：同步、定界及透明传输流量控制差错控制寻址TCL以太网交换机

每个节点独享10M/100M带宽骨干交换式以太网100多个设备可同时发送信息数据链路层设备---交换机网络层应用层表示层传输层网络层数据链路层物理层会话层7654213路由路由器路由器路由器网络A网络B网络C路由器Routers网络传输类型点到点ClientClientVideo

ServerClient广播ClientClientVideo

Server组播ClientClientVideo

Server单播广播组播

组播（Multicast）传输：组播是指信源将信息发向所有网络节点的某个确定子集的点到多点的通信形式它提高了数据传送效率。减少了主干网出现拥塞的可能性。组播组中的主机可以是在同一个物理网络，也可以来自不同的物理网络（如果有组播路由器的支持）。

广播（Broadcast）传输：是指在IP子网内广播数据包，所有在子网内部的主机都将收到这些数据包。广播意味着网络向子网主机都投递一份数据包，不论这些主机是否乐于接收该数据包。然而广播的使用范围非常小，只在本地子网内有效，因为路由器会封锁广播通信。广播传输增加非接收者的开销。

单播（Unicast）传输：在发送者和每一接收者之间需要单独的数据信道。对等层通信7 应用层6 表示层5 会话层4 传输层3 网络层2数据链路层1 物理层应用层表示层会话层传输层网络层数据链路层物理层比特帧数据包数据段主机A主机B数据封装应用层表示层会话层传输层网络层物理层数据链路层应用层表示层会话层传输层网络层物理层数据链路层Data}}{{DataNetwork

HeaderFrame

HeaderFrame

TrailerDataNetwork

Header10001主机A主机B

第一章概述第二章OSI七层模型第三章TCP/IP协议栈第四章局域网基础第五章交换机知识介绍TCP/IP协议应用层网络层物理层

数据链路层

传输层表示层会话层7312465OSI参考模型TCP/IP协议IPICMPARPTCPUDPsmtptelnetftptftp什么是IP地址？

IP地址就是给每个连接在Internet上的主机分配的一个32bit地址。通过IP地址就可以访问到每一台主机。公有地址:由(IANA)

InternetAssignedNumbersAuthority划分的能在INTERNET上用的地址私有地址：由IANA预留的地址-55-55-55

IP地址0001000000IP地址HostIDNetworkIDIP地址分类wxyzA类网络ID主机IDB类网络ID主机IDC类网络ID主机IDIP地址分类网络号主机号类1-126128-191192-22325465,00016millionABC思考一：如何确定IP地址在同一子网内或不在同一子网内？也就是说，可以相互在局域网内打联机游戏？例1：52/24与51/24能否通讯？例2：/24与68/24能否通讯？不在同一子网内的IP，如何通讯？（通过路由器可以将不同网段的计算机联结起来。）IP地址结构32BitsNetworkHost8Bits8Bits8Bits8Bits04SubnetMask(子网掩码)1721600IP地址NetworkHost25525500缺省子网掩码NetworkHost25525525508-bit

子网掩码

Usehostbits,startingatthehighorderbitpositionNetworkSubnetHost

第一章概述第二章OSI七层模型第三章TCP/IP协议栈第四章局域网基础第五章交换机知识介绍网络元素集线器(网络设备)打印机(带有网卡)电缆/传输介质非屏蔽双绞线同轴的光纤的连接头(RJ11,RJ45,等)网络接口卡(NIC)放大电气信号,打包数据以便传输并实施网络电缆的访问控制传统的局域网--

基于集线器的局域网共享资源桌面连接在共享网段内安全性较差路由器提供扩展能力增减,变化会引起冲突根据物理位置划分的用户组

10BaseT

集线器10BaseT

集线器网络拥塞的主要原因网络重要应用如:

彩色出版业务,CAD/CAM,图象处理,和相关的数据库同一个广播域用户太多多用户访问单个服务器带宽过低10可选技术:高性能以太网共享的以太网10共享的快速以太网100100交换式以太网或100或1000M共享式局域网的限制用户根据位置分组网段上没有安全性所有的设备共享一个冲突域网络效率低集线器集线器交换式局域网的优点可进行逻辑分组提高了安全性每个端口都在单个冲突域网络效率高集线器集线器LAN典型拓扑结构总线型/树型:所有结点都直接连接到共享信道星型:所有结点都连接到中央结点环型:结点通过点到点链路与相邻结点连接总线星形环形ABCCADCBABCAC

第一章概述第二章OSI七层模型第三章TCP/IP协议栈第四章局域网基础第五章交换机知识介绍交换机工作原理：学习0260.8c01.11110260.8c01.22220260.8c01.33330260.8c01.4444•端口和源地址相关联

Port1Port12Port1:0260.8c01.1111Port2:0260.8c01.2222Port3:0260.8c01.3333Port12:0260.8c01.44440260.8c01.11110260.8c01.22220260.8c01.33330260.8c01.4444Port1Port12交换机工作原理：转发Port1:0260.8c01.1111Port2:0260.8c01.2222Port3:0260.8c01.3333Port12:0260.8c01.4444数据传输与目的地址相关联交换机工作原理：过滤0260.8c01.11110260.8c01.22220260.8c01.33330260.8c01.4444Port1Port12Port1:0260.8c01.1111Port1:0260.8c01.2222Port3:0260.8c01.3333Port12:0260.8c01.4444X802.3Ethernet帧结构目标地址源地址长度／类型数据帧检验序列１.目标地址(destinationaddress,DA):6字节

２.源地址(sourceaddress,SA):6字节

３.长度(length)字段:不能辨别上层协议,2字节

４.数据(data):64到1500字节

５.帧校验序列(framechecksequence,FCS):4字节,存储CRC值0260.8c01.4444

MAC地址PreambleSFDDest.

AddressSource

AddressLengthDataFCS6bytes6bytes2bytesMax1500

bytes4bytes直接转发交换机在收到以太网帧的目的MAC地址之后即开始转发整个数据帧

快速转发(FragmentFree)交换机在收到数据帧的前64个Bytes后开始转发数据帧存储转发交换机收到整个数据帧后才开始转发数据帧 FrameFrameFrameFrame三种交换模式第2层交换机的优点高性能安装简便管理简单高性能价格比支持专用接入支持多个并发会话DataLinkApplicationPresentationSessionTransportDataLinkNetwork交换机背板100MPC机之间的连接设备---交换机交换机是一种基于MAC（网卡的硬件地址）识别，能完成封装转发数据包功能的网络设备。交换机可以“学习”MAC地址，并把其存放在内部地址表中，通过在数据帧（交换机处理的数据格式）的始发者和目标接收者之间建立临时的交换路径，使数据帧直接由源地址到达目的地址。0260.8c01.11110260.8c01.22220260.8c01.33330260.8c01.4444Port1:0260.8c01.1111Port2:0260.8c01.2222Port3:0260.8c01.3333多个设备可同时发送信息交换机概念——背板带宽（注：数据在交换机内部从一个端口到下一个端口所途径的高速通道，体现交换机交换数据的最大能力）衡量交换机处理数据的能力相当于计算机中的CPU地址转发表00-0e1-00-00-00-002/3PC1PC2100M100M背板带宽300MCPU交换机大脑背板阻塞车道不够塞车地址转发表00-0e1-00-00-00-002/3PC1PC2PC3PC4100M100M100M100MCPU交换机大脑交换机概念——虚拟局域网（VLAN）（注：在一个交换机内部将端口逻辑的隔离开以达到提高网络安全和用户隔离的目的）一个VLAN内部的用户可以互相通讯处于不同VLAN内的用户就像没有连接在同一台交换机上一样，彼此之间被隔离，不可以通讯。兰色VLAN黄色VLAN红色VLAN交换机VLAN的功能隔离网络流量控制广播扩散降低网管工作量网络分段大网”变”小网减少广播域网络”变”快了什么时候需要VLAN网络上工作站逻辑隔离,但物理上却又连接在同一台交换机上目的:提高网络安全和管理例如给财务部门创建一个VLAN,其他部门在网上邻居就不能看到财务部门的电脑网上邻居每一个接收的数据包会被加上标记在链路上传输多个VLAN信息与协议，终端设备无关管理简便在入口加上VLAN标记在出口去掉VLAN标记TrunkLink(802.1Q)传输

VLAN标识VLAN2VLAN3VLAN1VLANs1,2,3逻辑连接物理连接通过第3层设备实现包括路由器、3层交换机增加额外的网络安全和管理使用逻辑连接节约物理端口不同设备支持虚拟网络的数目不同802.1QTaggedVLAN——带标记的VLAN（注：802.1Q协议是可以使在不同交换机上的具有相同标记的VLAN成员之间相互通信的协议。）实现了多个交换机之间的同类VLAN互通。交换机概念——链路聚合（PortTrucking）（注：当两台交换机级联时，由于级联带宽不够使用，以损失端口增加级联线为手段加大两交换机的级联带宽）多端口捆绑提升交换机之间的连接速率交换机1交换机1交换机概念—生成树协议（802.1DSpanningTree

）（注：多个交换机级联时使用的协议）特点：避免网络回路的产生实现冗余链，提高可靠性（关键资源的交换冗余，避免单点失效造成网络瘫痪）交换机1交换机2交换机3X产生了回路802.1Q是国际标准的VLAN协议;多厂家交换机互连的VLAN协议交换机端口识别的VLAN协议VLAN3VLAN2VLAN1VLAN3VLAN2VLAN1交换机A交换机BTCLS4608MFTCL4326MF+VLAN1VLAN2VLAN3多VLANID数据包到服务器TCL4326MF+TCL4326MF+802.1Qvlan举例802.1Q协议将VLAN的概念从单台交换机扩展到了整个网络，使得网络规划者可以将整个网络上的用户分类、分组，从而不受单台交换机的约束，到达了跨交换机的VLAN划分和互通。交换机概念——端口镜像（PortMirroring）（注：在一个交换机内部将一个或多个端口的数据复制到制定的一个镜像端口上）此功能主要是网络管理员监视网络上的数据，以保证网络的安全。交换机1网管接收者发送者流量镜像网络带宽管理有保障的传送数据信息按优先级别排队避免撞车,流量控制机制VoiceData

VideoQoS视频应用传输类型带宽要求企业网络的视频MPEG1视频点播MPEG2实时视频MPEG4Unicast（单播）Unicast（单播）0.5到1.5Mbps3到16Mbps4.8Kbps到

64kbpsMulticast（组播）交换机概念——服务质量（802.1p优先级QOS）（注：将数据流量按类型分配相应的优先级，按照事件的轻重缓急予以智能的安排处理）好处：为实时业务的可靠传輸提供保证为特定通信类型分配预先确定的带宽静态地供应带宽，防止任何一种信息流堵塞整个带宽管道智能网络应用通信平台QoS策略—带宽管理管理数据带宽≤10M点播、直播带宽≤50MWeb（HTTP）、电子邮件带宽≤64K系统通信带宽=2M其它应用≤1MQoS策略—服务优先级

通信优先级分配为不同信息流分配不同优先级企业网应用可以使用这个优先级智能转发数据，优先级高的先转发应用服务器优先级1优先级2优先级3优先级4交换机管理功能

交换机的管理功能是针对网管型交换机而言的，管理方式主要有：Console口管理、Web管理、Telnet管理、SNMP管理我们的交换机支持管理的S2216F1、S2224F1、S4108M、S2916F1、S2924F1、S2924G2交换机产品交换机概念——基本技术参数1、延时（latency)

延时是一个帧从进去的端口到出去的端口所枆的时间。延时小，传输速率快，网路效率高。2、转发速率（线速交换）理论上线缆通过最大帧数时的状态，它能最大限度地消除交换瓶颈。要想在传输速度一定的线路中处理尽可能多的帧，必须要使帧最小。如果是以太网，MAC帧最小为64B，这种64B的帧最大限量通过线缆（双绞线）的状态就是“线速”。那么具体而言到底有多少帧通过呢？10M以太网1秒为1万4881个，100M以太网为10M的10倍--14万8810个。我们通常说“支持线速度”，指线缆中流过的帧数理论上支持最大帧数。如何提升交换性能，减少延时等，只要在“线速”状态下，无延时处理帧，可以说交换机具备充分的处理能力。所有端口都以线速接收帧，并能无延迟地处理被称为“无阻塞（Nonblocking）交换”，之所以这样叫是因为设备内部没有等待处理的帧（没有阻塞）。

3、工作方式（存储转发、直通、自由分段）由于工作在不同的网络环境下因此需要选择响应的工作方式。低端一般拥有一种两种方式，高端有两种以上，并且能够自由切换。交换机概念——基本技术参数4、端口数总体架构是指交换机设备的端口数量（8、16、24、48口甚至更多）、端口支持的最高速率（10M、100M、1000M甚至10000M）、背板带宽等基本性能参数的值，可以让用户从总体上把握该设备的定位和档次。我司简单网管、全网管的均属于10M/100MRJ45接口。

5、MAC地址表容量前面我们说到交换机能够自动学习网卡的MAC地址，并建立MAC地址表。地址表的深度表示交换机学习的能力。它能够反映机器处理数据的能力。6、管理功能交换机的管理功能是管理员通过交换机查看和控制用户的网络访问。我司现在助推的如：S2216F1,S2916F1等都是可以管理的。也就是我们常常说的简单网管和全网管交换机。交换机专业术语1、全、半双工

在网络中，全双工是指接收与发送采用两个相互独立的通道，可同时进行，互不干扰。而半双工则是接收与发送共用一个通道，同一时刻只能发送或只能接收，所以半双工可能会产生冲突。我司产品交换机支持全/半双工工作。

2、自适应/自协商(Auto-Negotiation)

Auto-Negotiation标准使交换器按照以下顺序适应工作速率和工作模式：100M全双工，100M半双工，10M全双工，10M半双工。我司所有产品端口均满足10/100M自适应。

3、全双工流量控制

遵循IEEE802.3x标准（流量控制标准），网络中数据流量很大时，就会出现网络拥塞时，这样将大大降低交换机处理效率，所以交换机利用预定义的Pause（暂停）帧进行流控。（我司所有网管交换机都适应）4、半双工流量控制（背压技术Backpressure）

基于IEEE802.3x标准，当处理器发现缓冲器将要填满时，就向源发站发出一个假冲突信号，使之延迟一个随机时间，然后继续发送。能够缓解和消除拥塞。（我司所有网管交换机都适应）

5.广播风暴控制

网络上的广播帧（由于被转发）数量急剧增加而影响正常的网络通讯的反常现象，广播风暴会占用相当客观的网络带宽，造成整个网络无法正常工作。广播风暴控制是允许端口对网络上出现的广播风暴进行过滤。开启广播风暴控制后，当端口收到的广播帧累计到预定门限值时，端口将自动丢弃收到的广播帧。当未启用该功能或广播帧未累计到门限时，广播帧将被正常广播到交换机的其它端口6.TRUNK（端口汇聚）

通常被用于将多个端口聚合在一起，从而形成一个高带宽的数据传输通道。交换机把聚集在一起的所有端口看作一个逻辑端口。7.MAC地址老化时间

交换机中各端口具有自动学习地址的功能，通过端口发送和接收的帧的源地址(源MAC地址、交换机端口号)将存储到地址表中。老化时间是一个影响交换机学习进程的参数。从一个地址记录加入地址表以后开始计时，如果在老化时间内各端口未收到源地址为该MAC地址的帧，那么，这些地址将从动态转发地址表（由源MAC地址、目的MAC地址和它们相对应的交换机的端口号）中被删除。静态MAC地址表不受地址老化时间影响。8.VLAN（VirtualLocalAreaNetwork,虚拟局域网）

是由一组终端工作站组成的广播域，处于同一VLAN的主机（交换机端口）才能互相通信，它不需要考虑具体布线结构就可以建立逻辑工作组。配置灵活，增加系统的安全性。

9.PortVLAN

基于端口的VLAN，处于同一VLAN端口之间才能相互通信。

10.TagVLAN

基于IEEE802.1Q，用VID来划分不同的VLAN。

11.VID（VLANID）

VLAN的标识符，用于表示某个TagVLAN。12.静态地址表

静态MAC地址区别与一般的由学习得到的动态MAC地址。静态地址一旦被加入，该地址在删除之前将一直有效，不受最大老化时间的限制。静态地址表记录了端口的静态地址。静态地址表中一个MAC地址对应一个端口，如果设置，则所有发给这个地址的数据只会转发给该端口。也成为MAC地址绑定。

13.SNMP

简单网络管理协议（SimpleNetworkManagementProtocol，简写为SNMP）是OSI第7层（应用层）的协议，用于远程监视和配置网络设备。SNMP使得网管工作站能够读取并修改网关、路由器、交换机，以及其他网络设备的设置值。

14.I