用微课学数据网组建与维护 课件 项目1、2 企业网络工程分析、网络抓包分析

项目1企业网络工程分析用微课学•数据网组建与维护——基于华为eNSP（工作手册式）221世纪是一个以网络为核心的大数据时代，数字化、网络化已经成为21世纪的主要特征，现在人们的生活、工作、学习和交往都已离不开网络。本项目通过认识数据通信网络和绘制企业网络工程拓扑两个任务来了解数据通信网的基本概念和发展历史、理解网络架构、掌握常用网络设备的作用以及命名规则。项目1企业网络工程分析学习目标项目描述主要内容

任务1认识数据通信网1.1.1数据通信网络的相关概念1.1.2计算机网络的发展历史

1.1.3以太网（局域网）的发展历史1.1.4以太网网卡

任务2分析企业网工程案例1.2.1企业局域网架构1.2.2常用网络设备1.1.3绘制企业局域网工程拓扑任务1认识数据通信网5知识目标：可描述局域网和广域网的区别。可说出计算机网络发展四个阶段。可归纳以太网发展各个阶段的特点。技能目标：会查看自己计算机的MAC地址能根据网络拓扑图填写交换机MAC地址表内容能判断冲突域和广播域素养目标：初步形成社会责任感初步形成发展创新思维任务1认识数据通信网络学习目标学习目标6本任务从介绍数据通信网络基本概念开始，学习数据通信和计算机通信的关系、数据通信网的组成分类和拓扑结构，了解计算机网络和局域网的发展史。任务1认识数据通信网络任务分析主要内容

任务1认识数据通信网1.1.1数据通信网络的相关概念1.1.2计算机网络的发展历史

1.1.3以太网（局域网）的发展历史1.1.4以太网网卡

任务2分析企业网工程案例1.2.1企业局域网架构1.2.2常用网络设备1.1.3绘制企业局域网工程拓扑1.1.1数据通信网络的相关概念81.什么数据通信？DCEDTEDCEDTE数据通信传输的信息是数字的,而信道可以是模拟的或数字的。从上个世纪50年代末期开始，计算机技术与通信技术相结合，一种新的通信方式——“数据通信”应运而生。9数据终端包含如下：目前常见的终端设备分为两类：一类是胖终端，一类是瘦终端。那么，把以PC为代表的基于开放性工业标准架构、功能比较强大的设备叫做“胖终端”，其他归入“瘦终端”。摄像机摄像头会议电视触摸屏网络打印机传真机卫星智能机器人智能手表手机可视电话图1-1数据终端1.1.1数据通信网络的相关概念102.计算机通信和数据通信的区别？

计算机通信主要指计算机和计算机与终端之间的数据通信。

广义而言，数据通信也就是计算机通信。

为通信而构成的网络也就是计算机网络，只是计算机网络侧重于解决计算机资源的共享和负荷的分担，而数据通信网则侧重于传输和交换。1.1.1数据通信网络的相关概念113.数据通信网的组成数据通信网是一个由分布在各地的数据终端设备、数据交换设备和数据传输链路所构成的网络，在网络协议的支持下实现数据终端间的数据传输和交换。数据通信网络的硬件构成包含数据终端设备、数据交换设备及传输链路。图1-2数据通信网示意图1.1.1数据通信网络的相关概念124.数据通信网的分类

（1）根据网络覆盖地理范围的大小，数据通信网络可以分为局域网、城域网和广域网。图1-3某企业局域网拓扑图图1-4某市教育城域网拓扑图图1-5某企业虚拟专用网络拓扑图1.1.1数据通信网络的相关概念13区分局域网和广域网分解室路由器物资供销办公大楼台车工区木业公司运输公司铸造分厂机电分厂综合保障钢架车间组装车间装备部Internet路由器东莞车辆厂局域网企业服务器广域网三层交换佛山车辆厂

局域网广域网广域网覆盖距离广局域网覆盖小范围广域网租用ISP链路局域网自己花钱买设备1.1.1数据通信网络的相关概念144.数据通信网的分类（2）根据网络交换功能的不同划分，数据通信网络可分为电路交换网、报文交换网、分组交换网。目前数据通信网络主要采用分组交换技术，电话网络采用电路交换技术。（3）根据网络的使用者划分，数据通信网络可划分为公用网络和专用网络。（4）根据网络的传输技术划分，数据通信网络可以划分为广播式网络和点到点网络。1.1.1数据通信网络的相关概念155.数据通信网的拓扑结构在数据通信网络中，常见的网络拓扑结构主要有总线型、星形、环形、树形和分布式结构。图1-6常见的网络拓扑结构1.1.1数据通信网络的相关概念16任务训练1.说一说数据通信网络的定义，查找网络资源，举例（三个以上）说明数据通信网络应用。2.举例说明局域网和广域网如何区分？3.归纳描述常见的网络拓扑结构有哪些？1.1.1数据通信网络的相关概念主要内容

任务1认识数据通信网1.1.1数据通信网络的相关概念1.1.2计算机网络的发展历史

1.1.3以太网（局域网）的发展历史1.1.4以太网网卡

任务2分析企业网工程案例1.2.1企业局域网架构1.2.2常用网络设备1.1.3绘制企业局域网工程拓扑1.1.2计算机网络的发展历史181.单机系统阶段图1-8单级系统1945年，宾夕法尼亚大学第一台计算机诞生

早期，人们在计算机距离较远的地方设置远程终端，并在计算机上增加通信控制功能，经线路连接输送数据进行成批处理这就产生了具有通信功能的单终端联机系统。19单机系统缺点：数据通信采用电路交换，线路利用率不高，质量不高；2.不同类型、不同规格、不同速率的终端很难互相通信；电话线典型应用：美国航空订票系统不适合计算机数据传输1.1.2计算机网络的发展历史20单机系统阶段：寻找新的适合于计算机通信的技术

1961麻省理工学院的LeonardKleinrock发表了第一篇关于分组交换网络技术的论文，美国国防部对这种数据包的交换网络设计感兴趣。

1969年11月，美国国防部高级研究计划管理局（ARPA--AdvancedResearchProjectsAgency）开始建立一个命名为ARPANET的网络。1.1.2计算机网络的发展历史21图1-9多主机时期的计算机网络2.多主机网络互联阶段20世纪60年代中期至70年代，第二代计算机网络是以多个主机通过通信线路互联起来为用户提供服务的，典型代表是美国国防部高级研究计划局协助开发的ARPANet。1.1.2计算机网络的发展历史ARPANET的网络：把分布在洛杉矶的加利福尼亚州大学洛杉矶分校、加州大学圣巴巴拉分校、斯坦福大学、犹他州大学四所大学的十几台大型计算机连接了起来。222.多主机网络互联阶段阶段成果：当今主流局域网技术---以太网(Ethernet)就是在此时期产生的。IEEE（InstituteofElectricalandElectronicsEngineers）美国电气和电子工程师协会成立了如今闻名的802委员会，制定一系列的局域网技术标准。1.1.2计算机网络的发展历史真正网络主要贡献：（1）完成了对计算机网络的定义、分类。（2）提出了报文分组交换的数据交换方法。（3）采用了层次结构的网络体系结构模型与协议体系。233.标准化网阶段Internet阶段80’s－90’s，此阶段，ARPANET推出了TCP/IP协议，被采用为网络传输协议。同时广域网技术迅速发展，多种支持计算机数据远程传输的协议被开发出来。1977年，国家化标准组织成立，专门研究网络体系结构，互联协议标准；1984年，国家化标准组织正式颁布了一个国际标准OSI/RM；许多研究机构、计算机厂商和公司都推出了自己的网络协议系统。例如IBM公司的SNA，NOVELL的IPX/SPX协议，APPLE公司的AppleTalk协议等1.1.2计算机网络的发展历史243.标准化网络阶段Internet阶段成果：路由器连接多个网络形成互联网路由器路由器广域网Office1局域网Office2局域网1.1.2计算机网络的发展历史253.标准化网阶段Internet阶段成果：路由器连接多个网络形成互联网政府教育金融1.1.2计算机网络的发展历史263.标准化网阶段Internet阶段成果：路由器连接多个网络形成互联网美国中国英国海底光缆海底光缆海底光缆国际出口路由器代表一个网络1.1.2计算机网络的发展历史274.Internet互联时代从低速互联网到高速互联网从数据网络到综合网络从Internet到移动Internet从Internet到物联网从Internet到安全Internet20世纪90年代末至今的第四代计算机网络，由于局域网技术发展成熟，出现光纤及高速网络技术、多媒体网络、智能网络，整个网络就像一个对用户透明的大的计算机系统，发展为以Internet为代表的互联网。1.1.2计算机网络的发展历史互联网持续发展过程：28互联网+（应用）1.1.2计算机网络的发展历史29计算机网络发展历史小结1.1.2计算机网络的发展历史30任务训练1.说一说计算机网络发展经历哪几个阶段？2.查找网络资源，说明未来网络有什么特点？1.1.2计算机网络的发展历史主要内容

任务1认识数据通信网1.1.1数据通信网络的相关概念1.1.2计算机网络的发展历史

1.1.3以太网（局域网）的发展历史1.1.4以太网网卡

任务2分析企业网工程案例1.2.1企业局域网架构1.2.2常用网络设备1.1.3绘制企业局域网工程拓扑1.1.3以太网（局域网）的发展历史321.同轴电缆组建的局域网（总线型以太网）帧示意图总线型以太网网（广播信道）ABCDEFMAMBMCMDMEMF线缆采用同轴线缆，缺点是设备采用串联，单点故障等于崩溃。MAMB最早局域网MBMBMBMBMBMBMB需要给帧添加源地址和目标地址并且要进行冲突检测怎么检测？331.同轴电缆组建的局域网（总线型以太网）帧示意图总线型以太网网ABCDEFMAMBMCMDMEMFMAMBMBMBMBMBMBMBMB1.每个计算机发送数据机会均等（多路访问）

2.发送之前检测链路是否有信号在传递（载波侦听）

3.开始发送了也要检测是否在链路上产生冲突（冲突检测）带冲突检测的载波侦听多路访问技术（CarrierSenseMultipleAccesswithCollisionDetection，CSMA/CD）协议CSMA/CD

工作过程：

1.1.3以太网（局域网）的发展历史341.同轴电缆组建的局域网（总线型以太网）

每台计算机的网卡都有MAC地址，MAC地址作用是判断接收数据是否给自己。1.1.3以太网（局域网）的发展历史352.集线器组建的以太网广播信道局域网--星型集线器MAMBMCMDMCMCMCMAABCD介质改进：双绞线，收发不同，制作简单1.1.3以太网（局域网）的发展历史362.集线器组建的以太网广播信道局域网--星型集线器MAMBMCMDMCMCMCMAABCD特点：增加互连设备集线器（HUB），可以信号恢复，但仍是共享带宽，不安全，处于同一冲突域需要MAC地址使用的CSMA/CD协议结构上，物理上是星型，但逻辑上仍是总线型。1.1.3以太网（局域网）的发展历史372.集线器组建的以太网练习：冲突域和广播域的辨析。设备类型（都有四个接口）冲突域广播域集线器111.1.3以太网（局域网）的发展历史383.集线器组建的以太网扩展以太网：集线器教室1三个独立的冲突域集线器教室2集线器教室3集线器教室1一个大的冲突域教室2集线器教室3集线器主干集线器1.1.3以太网（局域网）的发展历史393.网桥优化以太网集线器1ABCDEF1.网桥基于MAC地址转发帧，工作在数据链路层。2.一个接口一个冲突域。冲突域数量增加，冲突减少。3.实现帧的存储转发，增加了时延。4.E1接口和E2接口可以是不同的带宽。网桥集线器1集线器2ABCDEFMAMBMCMDMEMFE0MBMBMEMBMEMEE1冲突域冲突域集线器2MAC地址表怎么形成？1.1.3以太网（局域网）的发展历史40MAC地址表构建过程：ABMAMBE0网桥1E1CDMC集线器1集线器2MDMAE0MBE0MCE1MDE11.假设A发送一个数据帧给B，并携带源MAC和目的MAC2.

MAC地址表是空的，网桥会怎么办？3.网桥向其它端口广播该帧4.

B收到回送一个帧请思考，接下来MAC地址表还有几条条目？分别是什么？1.1.3以太网（局域网）的发展历史41练习：冲突域和广播域的辨析设备类型（都有四个接口）冲突域广播域集线器网桥11411.1.3以太网（局域网）的发展历史424.交换机组网（交换式以太网）交换机1ABCD全双工100M100MMBMBMCMDMAMCEME100M100M100M100M100ME抓不到其他计算机之间通信数据服务器网络设备为交换机端口独享带宽，接口到计算机且全双工全双工模式不再使用CSMA/CD

协议接口可以工作在不同的速率隔离冲突域但是不能隔离广播域1.1.3以太网（局域网）的发展历史43练习：冲突域和广播域的辨析。设备类型（都有四个接口）冲突域广播域集线器网桥交换机114141如何隔离广播域？1.1.3以太网（局域网）的发展历史44路由器隔离广播域示意图路由器交换机交换机集线器集线器广播域广播域冲突域冲突域半双工半双工全双工全双工全双工全双工全双工全双工CSMA/CD协议CSMA/CD协议路由器的作用？1.1.3以太网（局域网）的发展历史45小结：局域网发展历史1、同轴电缆组建的局域网（关键词：同轴电缆、网卡、MAC地址、CSMA/CD、冲突）2、集线器组建的局域网（关键词：双绞线、集线器、MAC地址、CSMA/CD、冲突域）3、网桥优化以太网（关键词：双绞线、网桥、MAC地址表寻址、冲突域减少）4、交换机组网（关键词：接口直连计算机、隔离冲突域，全双工、MAC地址表寻址）1.1.3以太网（局域网）的发展历史46任务训练1.简单描述以太网（局域网）的发展过程。2.说一说交换机组建的以太网特点。3.若4个以太网接口的交换机组网，判断有几个广播域、几个冲突域？1.1.3以太网（局域网）的发展历史主要内容

任务1认识数据通信网1.1.1数据通信网络的相关概念1.1.2计算机网络的发展历史

1.1.3以太网（局域网）的发展历史1.1.4以太网网卡

任务2分析企业网工程案例1.2.1企业局域网架构1.2.2常用网络设备1.1.3绘制企业局域网工程拓扑1.1.4以太网网卡48

在以太网中，每一个网络中的主机都有一个硬件地址，这个硬件地址又称为物理地址或MAC地址。IEEE802.3标准为局域网规定了一种48bit的地址，局域网的每台计算机都在网卡中固化了这个MAC地址，用以表示局域网内不同的计算机。MAC地址有48bit，它可以转换成12bit的十六进制数，如00-50-56-C0-00-08。

MAC地址分为两部分：生产商ID和设备ID。前三个字节是由IEEE的注册管理机构负责给不同厂家分配的代码（高位24bit），也称为“编制上唯一的标识符（OrganizationallyUniqueIdentifier)”，后三个字节（低位24bit）由各厂家自行指派给生产的适配器接口，称为扩展标识符（唯一性）。

在生产网卡时，MAC地址被固化在网卡的EPROM中。当把这块网卡插入某台计算机后，网卡上的MAC地址就成为这台计算机的MAC地址了。

连接在以太网上的路由器接口和计算机网卡一样，也有MAC地址。49任务训练：在计算机上查找网卡的MAC地址1.1.4以太网网卡任务2

分析企业网工程案例任务2分析企业网工程案例51知识目标：可描述企业局域网的二层结构和三层结构可归纳二层交换机和三层交换机的区别可比较三层交换机和路由器的性能和应用技能目标：能绘制企业局域网工程拓扑能识别网络拓扑中交换机、路由器和服务器能根据设备名称识别设备位置素养目标：养成规范操作的良好习惯形成可持续发展的工程伦理意识学习目标52本任务从学习企业局域网架构开始，引领大家了解二层结构和三层结构网络的应用、常用网络设备的特点，然后通过绘制一个真实的企业网工程拓扑，让大家直观了解企业局域网需求、施工规范、逻辑拓扑和命名规则。任务分析任务2分析企业网工程案例主要内容

任务1认识数据通信网1.1.1数据通信网络的相关概念1.1.2计算机网络的发展历史

1.1.3以太网（局域网）的发展历史1.1.4以太网网卡

任务2分析企业网工程案例1.2.1企业局域网架构1.2.2常用网络设备1.1.3绘制企业局域网工程拓扑1.2.1企业局域网架构54

企业局域网结构千变万化，网络的规划与园区环境、应用类型密不可分。就目前而言，企业的局域网可以设计成二层结构或三层结构。图1-17二层结构的网络拓扑图图1-18三层结构的网络拓扑图55任务训练1.说一说二层和三层网络结构的局域网分别应用在什么场合？2.归纳说出三层网络结构的优点。1.2.1企业局域网架构主要内容

任务1认识数据通信网1.1.1数据通信网络的相关概念1.1.2计算机网络的发展历史

1.1.3以太网（局域网）的发展历史1.1.4以太网网卡

任务2分析企业网工程案例1.2.1企业局域网架构1.2.2常用网络设备1.1.3绘制企业局域网工程拓扑1.2.2常用网络设备571.二层交换机

二层交换机只有交换功能，主要用在小型局域网、机器数量在二、三十台以下的环境。在这样的网络环境中，广播包影响不大，二层交换机的快速交换功能、多个接入端口和低廉的价格为小型网络用户提供了完善的解决方案。华为二层28口接入交换机582.路由器路由器的一个重要功能就是可以隔离广播域（当然也就隔离了冲突域）。路由器的另一个更重要的功能就是“路由”。所谓的路由，就是指把需要传送的数据从一个网络通过合理的传输路径传送到指定的另一个网络。路由器的主要工作就是为经过路由器的每个数据包寻找一条最佳传输路径，并将该数据有效地传送到一个网络或其他路由器，并且在数据传输过程中对来自网络的数据流量及拥塞情况进行控制。华为HuaweiAR3260-S企业级路由器1.2.2常用网络设备593.三层交换机三层交换机同时具有路由和交换功能，但不是把路由器设备的硬件及软件简单地叠加在二层交换机上。从硬件上看，二层交换机的接口模块都是通过高速背板/总线（速率可高达几十Gbit/s）交换数据的。与之相同，在三层交换机中，与路由器有关的第三层路由硬件模块也插接在高速背板/总线上。这种方式使得路由模块可以与需要路由的其他模块间进行高速数据交换，从而突破了传统的外接路由器接口速率的限制。在软件方面，三层交换机也有重大的举措，对于三层路由功能（如路由信息的更新、路由表维护、路由计算、路由的确定等功能），用优化、高效的软件实现。华为三层交换机S57001.2.2常用网络设备604.三层交换机和路由器的区别三层交换机和路由器都具有路由功能。但是三层交换机的主要功能仍是数据交换，它的路由功能通常比较简单，因为它所面对的主要是简单的局域网连接，路由路径远没有路由器那么复杂，它用在局域网中的主要用途还是提供快速数据交换功能，满足局域网数据交换频繁的应用特点。

从整体性能上比较的话，三层交换机的性能要远优于路由器，非常适用于数据交换频繁的局域网中；而路由器虽然路由功能非常强大，但它的数据包转发效率远低于三层交换机，更适合于数据交换不是很频繁的不同类型网络的互联1.2.2常用网络设备61任务训练1.归纳说出三层交换机和路由器的适用范围和区别。2.归纳说出二层交换机和三层交换机的适用范围和区别。1.2.2常用网络设备主要内容

任务1认识数据通信网1.1.1数据通信网络的相关概念1.1.2计算机网络的发展历史

1.1.3以太网（局域网）的发展历史1.1.4以太网网卡

任务2分析企业网工程案例1.2.1企业局域网架构1.2.2常用网络设备1.1.3绘制企业局域网工程拓扑1.1.3绘制企业局域网工程拓扑631.项目概述本项目工程是南方科技集团有限公司的网络工程建设项目，目前工程进度是综合布线已经完成，下一步将完成的工程任务是网络设备的配置与调试。

该公司总部设在广州，分公司设在珠海。公司总部和分公司概况（包括建筑物、部门及接入点等），见下表。64南方科技集团广州总部概况珠海分公司概况建筑楼层部门接入点行政楼1楼大厅接待台8办公室8产品展示中心62楼人事部10财务部10会议室23楼市场部15经理室2小会议室5科技楼1楼技术部20测试部222楼研发一部603楼研发二部40建筑楼层部门接入点办公楼1楼销售部60客服部602楼财务部4管理部8公司总部分公司1.1.3绘制企业局域网工程拓扑65产品展厅办公室大厅接待台一楼接入交换机二楼接入交换机三楼接入交换机三楼接入交换机一楼接入交换机InternetVPN接入路由器接入路由器服务区汇聚交换机核心交换机核心交换机网管二楼接入交换机科技楼汇聚交换机行政楼汇聚交换机公司总部分公司行政楼科技楼图例路由器核心交换机无线AP无线APOA服务器SQL服务器FTP服务器Mail服务器DNS服务器Web服务器汇聚交换机接入交换机无线接入点（AP）服务器区小会议室经理室市场部会议室财务部人事部研发1部研发2部技术部测试部测试部移动办公分公司由器汇聚交换机财务部管理部销售部客服部信息中心广域网专线1.1.3绘制企业局域网工程拓扑662.网络拓扑说明（1）信息中心：集中公司所有的信息数据，并建立统一的服务平台，将全公司的信息资源进行统一分配和管理。集中互联网出口，汇聚多家互联网运营商的Internet出口，做到互联网出口互为备份，并根据目的网络不同做到数据负载均衡。通过广域网专线与珠海分公司互联。（2）核心层：该层核心交换机一般都是三层交换机或者三层以上的交换机，是整个企业网的灵魂。在进行网络规划设计时核心层设备通常要占大部分投资，因为核心层设备对于冗余能力、可靠性和传输速度方面要求较高，它对整个网络的性能、可靠性起决定作用。核心层链路带宽要进行统一规划，也可以根据实际情况进行改动，两台核心设备之间采用链路聚合来增加数据通信带宽，这样也做到了数据链路的备份。（3）汇聚层：是多台接入层交换机的汇聚点，一般采用三层交换机。它必须能够处理来自接入层设备的所有通信量，并提供到核心层的上行链路。因此，汇聚层交换机与接入层交换机比较，需要更高的性能、更少的接口和更高的交换速率。（4）接入层：该层也称桌面层，是企业网的边缘区域，它控制用户和工作组对互联网资源的访问。接入层的功能是连续的访问控制和策略（对汇聚层的延续），创建分隔的冲突域，确保工作组到汇聚层的连通性。接入层是楼层工作组级二层交换机，为每个用户提供100/1000(Mbps)以太网接入端口，负责将用户数据连入网络，直接完成本地数据交换，将其他网段数据传送到汇聚层。通过VLAN的合理划分，方便用户在网络中的移动，保证部门信息安全。1.1.3绘制企业局域网工程拓扑67核心层交换机会选三层交换机，高速转发，有大容量接口带宽（比如万兆接口），较大的背板处理能力，因此它的性能以汇聚层交换机和接入层交换机都要高。汇聚层交换机也具备部分路由功能，可以是二层/三层交换机。接入层交换机属于二层交换机，因此汇聚层交换机与接入层交换机比较，性能更高，端口更少和速率更高。

总之，这三种交换机的性能对比结果是：核心层交换机>汇聚层交换机>接入层交换机。按照网络架构（结构）分层：核心交换机、汇聚交换机和接入交换机。3.辨析交换机类型1.1.3绘制企业局域网工程拓扑684.网络设备命名规则网络设备命名原则：AAA_BB_mm。各字段含义如下：1）AAA：标识设备所在的物理节点，为大写的该物理节点汉语拼音字母的缩写，长度固定为三位。2）BB：标识网络设备类型。企业网中常见的网络设备类型标识如表2所示。3）mm：标识同一物理结点下同一类型设备的编号，可用范围01~99，按需递增使用，如表3所示。

表1

物理结点标识

表2

常见网络设备类型标识

表3

网络设备命名实例

表4

网络设备端口标识符

1.1.3绘制企业局域网工程拓扑695.使用亿图图示软件绘制行政楼网络拓扑图1.1.3绘制企业局域网工程拓扑701.1.3绘制企业局域网工程拓扑任务训练利用亿图图示软件（或PPT、MicrosoftVisio等绘图工具）绘制分公司的网络拓扑图。感谢观看THANKSDataCommunicationNetwork用微课学•数据网组建与维护——基于华为eNSP（工作手册式）项目2网络抓包分析用微课学•数据网组建与维护——基于华为eNSP（工作手册式）73数据通信网络是一个非常复杂的系统，相互通信的数据终端必须高度协调才能工作。本项目通过学习OSI参考模型、TCP/IP协议簇和协议簇中各层协议来了解数据通信网是如何高度协调工作的，并掌握在仿真软件eNSP上搭建基础IP网络的操作步骤，同时会使用抓包工具Wireshark来捕获和观察数据包，从而更好的理解网络分层与TCP/IP协议。项目2网络抓包分析学习目标项目描述主要内容

任务1理解网络分层与TCP/IP协议2.1.1OSI参考模型2.1.2TCP/IP协议与应用层、传输层协议

2.1.3网络层IP协议2.1.4网络层ICMP协议

2.1.5网络层ARP协议与MAC地址

任务2抓包测试IP网络2.2.1以太网的帧结构2.2.2华为网络模拟器eNSP2.2.3抓包测试IP网络任务1理解网络分层与TCP/IP协议76知识目标：描述OSI参考模型及各层的作用。画出TCP/IP协议簇。说出两个以上TCP和UDP协议的应用场景。根据TCP首部描述TCP协议如何实现可靠传输。画出数据在各层之间传递的过程。技能目标：能查找自己计算机的ARP表。素养目标：认同互联网求同存异的理念。培养和谐、包容、尊重差异的价值观。形成一定的分析能力。任务1认识数据通信网络学习目标学习目标77本任务首先介绍OSI/RM参考模型的由来及各层的作用，然后介绍TCP/IP协议簇及每一层的重要协议，旨在帮助大家理解协议的概念及网络世界运行的规律。任务1认识数据通信网络任务分析主要内容

任务1理解网络分层与TCP/IP协议2.1.1OSI参考模型2.1.2TCP/IP协议与应用层、传输层协议

2.1.3网络层IP协议2.1.4网络层ICMP协议

2.1.5网络层ARP协议与MAC地址

任务2抓包测试IP网络2.2.1以太网的帧结构2.2.2华为网络模拟器eNSP2.2.3抓包测试IP网络2.1.1OSI参考模型791.OSI参考模型的中文名称OSI参考模型，即OSI/RM（OpenSystemInterconnection/ReferenceModel），开放式系统互联参考模型。ISO（InternationalOrganizationforStandardization）国际标准化组织于1984年提出。2.1.1OSI参考模型802.OSI/RM的由来许多研究机构、计算机厂商和公司为了在数据通信网络领域占据主导地位，纷纷推出了各自的网络体系架构和协议标准，例如IBM公司的SNA、Novell公司的IPX/SPX协议、Apple公司的AppleTalk协议、DEC公司的DECNTE以及广泛流行的TCP/IP协议。为了解决网络之间兼容性的问题，ISO提出了OSI/RM。它很快成为计算机网络通信的基础模型，被称作“网络世界的法律”。2.1.1OSI参考模型813.OSI/RM的层次结构（1）为什么要分层？在计算机网络中，若要让不同设备能够互相通信，收发双方都必须遵守同样的约定，但计算机网络如此复杂，我们很难使用一个单一协议来为网络中的所有通信制定一套完整规则。（2）（2）快递系统分层实例2.1.1OSI参考模型823.OSI/RM的层次结构（3）OSI参考模型的七层2.1.1OSI参考模型833.OSI/RM的层次结构（4）OSI参考模型各层功能直接为应用进程提供服务表示层会话层传输层网络层数据链路层物理层在不同用户、节点之间建立和维护通信通道（会话）负责在网络间将数据包划分分组、寻址和路由负责在物理媒体上透明地传输比特流将应用层产生的交互信息表示成各种计算机终端都熟悉并认可的格式提供报文端到端（源端和目的端）准确、可靠地传输为网络层提供一条无差错的数据传输链路应用层2.1.1OSI参考模型843.OSI/RM的层次结构（4）OSI参考模型各层间联系1）数据封装和解封装机制①数据的封装。②数据的解封装。2.1.1OSI参考模型853.OSI/RM的层次结构（4）OSI参考模型各层间联系2）数据在OSI参考模型各层的传递过程

86任务训练1.请说出OSI/RM参考模型的每一层及其功能。2.请说说OSI/RM参考模型中每一层最小的数据单位。2.1.1OSI参考模型主要内容

任务1理解网络分层与TCP/IP协议2.1.1OSI参考模型2.1.2TCP/IP协议与应用层、传输层协议

2.1.3网络层IP协议2.1.4网络层ICMP协议

2.1.5网络层ARP协议与MAC地址

任务2抓包测试IP网络2.2.1以太网的帧结构2.2.2华为网络模拟器eNSP2.2.3抓包测试IP网络2.1.2TCP/IP协议与应用层、传输层协议881.协议的概念IP数据包的首部2.1.2TCP/IP协议与应用层、传输层协议892.TCP/IP协议与OSI参考模型的比较2.1.2TCP/IP协议与应用层、传输层协议903.TCP/IP协议2.1.2TCP/IP协议与应用层、传输层协议914.TCP/IP协议中的应用层协议在数据通信网络中，通信实际上指的是计算机上的应用程序之间的通信。应用程序一般分为服务器端程序和客户端程序，当需要通信时，客户端程序会向服务器端程序发送连接请求，服务器端程序在收到请求后向客户端程序返回响应，提供相应的服务。服务器端程序运行后会一直等待客户端程序的连接请求。2.1.2TCP/IP协议与应用层、传输层协议924.TCP/IP协议中的应用层协议在客户端程序和服务器端程序通信的过程中，双方必须遵守一些事先约定好的规则。如客户端程序能够向服务器端程序发送哪些请求报文，请求报文包括哪些字段，每个字段是什么意思，请求报文的顺序是怎样的；服务器端程序又可以返回哪些响应报文，响应报文的格式是怎样的等等。上述事先约定好的规则，就是应用程序通信双方需遵守的协议，即应用层协议。HTTP：超文本传输协议，用于从万维网（WWW：WorldWideWeb）服务器传输超文本到本地浏览器。HTTPS：安全的超文本传输协议，能够对HTTP协议的通信提供安全保障。FTP：文件传输协议，用于上传和下载文件。DNS：域名解析协议，用于域名解析。DHCP：动态主机配置协议，用于给计算机自动分配IP地址。SNMP：简单网络管理协议，用于管理和监控网络中的节点。SMTP：简单邮件传输协议，用于发送电子邮件。POP3：邮局协议版本3，用于接收电子邮件。Telnet：远程登录协议，用于用户登录到远程主机系统。2.1.2TCP/IP协议与应用层、传输层协议934.TCP/IP协议中的应用层协议（1）HTTP协议HTTP协议是将超文本标记语言（HTML）文档从万维网服务器传输到本地浏览器的一种应用层协议。HTTP协议的通信双方是本地浏览器和WWW服务器，它工作在客户端/服务器模式。浏览器作为HTTP客户端，通过URL(UniformResourceLocator,统一资源定位符)向HTTP服务器端，也就是WWW服务器发送各种请求。2.1.2TCP/IP协议与应用层、传输层协议944.TCP/IP协议中的应用层协议（2）DNS协议DNS协议是互联网上一种层次结构的分布式数据库，记录了各种主机域名与IP地址的映射关系，能够让用户方便地访问网站，且无需记住IP地址。将域名转换成IP地址的过程就叫域名解析（主机名解析）。DNS协议的通信双方是本地浏览器和DNS服务器，它也工作在客户端/服务器模式。2.1.2TCP/IP协议与应用层、传输层协议954.TCP/IP协议中的应用层协议（2）DNS协议2.1.2TCP/IP协议与应用层、传输层协议965.TCP/IP协议中的传输层协议1）端口号（1）服务器端使用的端口号一类是公认端口号（well-knownportnumber）或系统端口号，取值范围是0~1023。另一类是注册端口号（RegisteredPortnumber），取值范围是1024~49151。（2）客户端使用的端口号当打开浏览器访问网页或登录邮箱发送电子邮件时，计算机都会给客户端程序分配相应的临时端口，这就是客户端端口，取值范围是49152~65535。公认端口号2.1.2TCP/IP协议与应用层、传输层协议975.TCP/IP协议中的传输层协议一个应用层协议可以使用一个传输层协议加一个端口号来一一对应。应用层协议与传输层协议的对应关系2.1.2TCP/IP协议与应用层、传输层协议985.TCP/IP协议中的传输层协议2）TCP传输控制协议TCP（TransmissionControlProtocol）协议，是面向连接的协议，可以为主机提供可靠的数据传输。所谓面向连接是指在发送数据前双方需要建立连接，数据传输结束后需要拆除连接。TCP建立连接的3次握手过程2.1.2TCP/IP协议与应用层、传输层协议995.TCP/IP协议中的传输层协议2）TCP发送方在发送数据前，会先给每个数据包按照顺序编号，接收方在接收到对应的数据包后需要发送“确认”信息给发送方。TCP发送和确认过程2.1.2TCP/IP协议与应用层、传输层协议1005.TCP/IP协议中的传输层协议2）TCP在实际应用中，数据发送是双向的。为了提高传输效率，确认编号和数据编号包含在同一个数据包中，且数据包的确认并不是对每一个包都进行确认，而是只对最后收到的数据包进行确认。确认编号与包编号2.1.2TCP/IP协议与应用层、传输层协议1015.TCP/IP协议中的传输层协议2）TCPTCP格式2.1.2TCP/IP协议与应用层、传输层协议1025.TCP/IP协议中的传输层协议2）TCP数据传输完毕后，需要拆除通信双方的连接，以释放本次传输占用的资源。TCP释放连接的过程2.1.2TCP/IP协议与应用层、传输层协议1035.TCP/IP协议中的传输层协议3）UDP协议用户数据报UDP（UserDataProtocol）协议，是面向无连接的协议。UDP的格式104任务训练1.请根据TCP的首部描述TCP协议的功能。2.请说出几个常见的应用层协议。3.请画出TCP/IP协议。1.1.2计算机网络的发展历史主要内容

任务1理解网络分层与TCP/IP协议2.1.1OSI参考模型2.1.2TCP/IP协议与应用层、传输层协议

2.1.3网络层IP协议2.1.4网络层ICMP协议

2.1.5网络层ARP协议与MAC地址

任务2抓包测试IP网络2.2.1以太网的帧结构2.2.2华为网络模拟器eNSP2.2.3抓包测试IP网络2.1.3网络层IP协议1061.IP协议IP（InternetProtocol）协议，即网际协议，是TCP/IP协议簇中最为核心的协议。所有的TCP、UDP等数据都以IP数据包的格式传输。IP协议提供不可靠、面向无连接的数据包传输服务。IP数据包格式107任务训练1.请描述IP协议的功能。2.请你说说目前网络世界中主流的IP协议的版本。2.1.3网络层IP协议主要内容

任务1理解网络分层与TCP/IP协议2.1.1OSI参考模型2.1.2TCP/IP协议与应用层、传输层协议

2.1.3网络层IP协议2.1.4网络层ICMP协议

2.1.5网络层ARP协议与MAC地址

任务2抓包测试IP网络2.2.1以太网的帧结构2.2.2华为网络模拟器eNSP2.2.3抓包测试IP网络2.1.4

网络层ICMP协议1091.ICMP协议ICMP（InternetControlMessageProtocol）是因特网控制报文协议，网络层非常重要的协议之一，用于在IP主机、路由器之间传输控制信息，判断网络是否通畅，诊断网络故障。控制信息是指数据包的错误信息、网络状况信息、主机状况信息等。ICMP报文的封装ICMP报文结构1101.ICMP协议ICMP报文主要有两种：ICMP查询报文和ICMP差错报告报文。ICMP查询报文可分为回送请求或应答报文、时间戳请求或应答报文、路由器询问与通告、地址掩码请求或应答报文、信息请求或应答报文，其中使用最频繁的是回送请求或应答报文。Ping命令是ICMP协议的常见应用之一，它常常用来测试网络中两台主机或两个节点之间是否能通信，而它在测试的过程中发送的ICMP请求报文就是回送请求报文，接收到的ICMP响应报文就是应答报文。ICMP请求报文ICMP响应报文2.1.4

网络层ICMP协议111任务训练1.请归纳ICMP协议的功能。2.请说出ICMP协议的应用之一。2.1.4

网络层ICMP协议主要内容

任务1理解网络分层与TCP/IP协议2.1.1OSI参考模型2.1.2TCP/IP协议与应用层、传输层协议

2.1.3网络层IP协议2.1.4网络层ICMP协议

2.1.5网络层ARP协议与MAC地址

任务2抓包测试IP网络2.2.1以太网的帧结构2.2.2华为网络模拟器eNSP2.2.3抓包测试IP网络1131.ARP协议ARP（AddressResolutionProtocol），即地址解析协议，是网络层的协议之一，在以太网中它的作用是将IP地址解析成MAC地址。而RARP是将MAC地址解析成IP地址的协议。ARP的工作过程2.1.5

网络层ARP协议与MAC地址1141.ARP协议ARP请求报文2.1.5

网络层ARP协议与MAC地址ARP响应报文1151.ARP协议RARP协议的工作过程2.1.5

网络层ARP协议与MAC地址RARP协议是逆向地址解析协议，它将MAC地址解析成IP地址。1162.MAC地址MAC地址的组成2.1.5

网络层ARP协议与MAC地址MAC地址（MediaAccessControlAddress,媒体访问控制地址），实际上是主机物理网卡的地址，又称为硬件地址或物理地址。在生产网卡时，MAC地址已经被固化在ROM中了。1172.MAC地址单播MAC地址的格式及应用2.1.5

网络层ARP协议与MAC地址MAC地址有3种不同类型，分别是单播MAC地址、广播MAC地址和组播MAC地址。广播MAC地址的格式与应用组播MAC地址的格式及应用118任务训练1.请说出ARP协议的作用。2.请归纳MAC地址的类别。2.1.5

网络层ARP协议与MAC地址任务2

抓包测试IP网络任务2抓包测试IP网络120知识目标：说出链路的概念。指明数据链路层协议的有效范围。画出以太网帧的结构。技能目标：能使用eNSP搭建简单的端到端的网络。能在eNSP中使用wireshark抓包工具捕获并观察IP报文。素养目标：形成分析问题、解决问题的能力。学习目标121本任务首先分析以太网中数据帧的结构，然后介绍华为网络操作系统VRP，接下来介绍华为网络模拟器eNSP的安装，最后在ensp上搭建一个基础的端到端的网络，并用Wireshark抓包工具捕获IP数据包，以便更进一步地理解TCP/IP协议。任务分析任务2抓包测试IP网络主要内容

任务1理解网络分层与TCP/IP协议