网络工程师教学.ppt

计算机网计算机网计算机网计算机网网络工程师教学网络工程师教学网络工程师教学网络工程师教学网络体系结构主题二计算机网计算机网计算机网计算机网网络工程师教学网络工程师教学网络工程师教学网络工程师教学1.1 主要知识点1.2 网络概念1.3 网络分类1.4 网络软件1.5 OSI参考模型1.6 TCP/IP参考模型1.7 OSI参考模型与TCP/IP参考模型的比较1.8 协议栈1.9 典型试题分析计算机网计算机网计算机网计算机网网络工程师教学网络工程师教学网络工程师教学网络工程师教学1.2 网络的概念 计算机网络(Network)是将处在 不同地理位置不同地理位置 且相互独立的 计算机计算机 或 设备设备，通过 传输介质传输介质 和 网络设备网络设备 按照特定的 结构结构 和 协议协议 相互连接起来，利用 网络操作系统网络操作系统 进行管理和控制，从而实现 信息传输 和 资源共享资源共享 的一种信息系统。计算机网计算机网计算机网计算机网网络工程师教学网络工程师教学网络工程师教学网络工程师教学简单网络示意图计算机网计算机网计算机网计算机网网络工程师教学网络工程师教学网络工程师教学网络工程师教学1.3 网络的分类1.3.1 1.3.1 网络拓扑结构网络拓扑结构1.3.2 1.3.2 按照地理范围分类按照地理范围分类1.3.3 1.3.3 按传输媒体分类按传输媒体分类 1.3.4 1.3.4 按电信网分类按电信网分类 计算机网计算机网计算机网计算机网网络工程师教学网络工程师教学网络工程师教学网络工程师教学1.3.1 网络拓扑结构1.3.1.1 总线拓扑1.3.1.2 星形拓扑1.3.1.3 环形拓扑1.3.1.4 网状拓扑1.3.1.5 混合拓扑1.3.1.6 蜂窝拓扑计算机网计算机网计算机网计算机网网络工程师教学网络工程师教学网络工程师教学网络工程师教学1.3.1.1 总线拓扑计算机网计算机网计算机网计算机网网络工程师教学网络工程师教学网络工程师教学网络工程师教学1.3.1.2 星形拓扑计算机网计算机网计算机网计算机网网络工程师教学网络工程师教学网络工程师教学网络工程师教学1.3.1.3 环形拓扑计算机网计算机网计算机网计算机网网络工程师教学网络工程师教学网络工程师教学网络工程师教学1.3.1.4 网状拓扑计算机网计算机网计算机网计算机网网络工程师教学网络工程师教学网络工程师教学网络工程师教学1.3.1.5 混合拓扑计算机网计算机网计算机网计算机网网络工程师教学网络工程师教学网络工程师教学网络工程师教学1.3.1.6 蜂窝拓扑计算机网计算机网计算机网计算机网网络工程师教学网络工程师教学网络工程师教学网络工程师教学1.3.2 按照地理范围分类 LANLAN MAN MAN WAN WAN PAN PAN 无线网无线网 IntranetIntranet Extranet Extranet 互联网互联网计算机网计算机网计算机网计算机网网络工程师教学网络工程师教学网络工程师教学网络工程师教学1.3.3 按传输媒体分类 电话 数据 视像 计算机网计算机网计算机网计算机网网络工程师教学网络工程师教学网络工程师教学网络工程师教学1.3.4 按电信网分类 驻地 接入 骨干计算机网计算机网计算机网计算机网网络工程师教学网络工程师教学网络工程师教学网络工程师教学1.4 网络软件1.4.1 协议分层协议分层1.4.2 接口与服务接口与服务1.4.3 服务与协议的关系服务与协议的关系计算机网计算机网计算机网计算机网网络工程师教学网络工程师教学网络工程师教学网络工程师教学1.4.1 协议分层1.4.1.1 协议协议1.4.1.2 分层结构的优点分层结构的优点1.4.1.3 分层结构的工作原理分层结构的工作原理计算机网计算机网计算机网计算机网网络工程师教学网络工程师教学网络工程师教学网络工程师教学1.4.1.1 协 议什么是协议什么是协议协议是网络中计算机或设备之间进行通信的 一系列规则的集合。协议示例协议示例以发送消息“HELLO STUDENTS”为例。常用协议常用协议IP、TCP、HTTP、POP3、SMTP STXH E L L O S T U D E N T S ETX计算机网计算机网计算机网计算机网网络工程师教学网络工程师教学网络工程师教学网络工程师教学1.4.1.2 分层结构的优点各层间相互独立，某一层的变化不会影响其他层促进标准化工作使网络易于实现和维护计算机网计算机网计算机网计算机网网络工程师教学网络工程师教学网络工程师教学网络工程师教学1.4.1.3 分层结构的工作原理纵向通信纵向通信在分层结构中，低层服务为高层服务提供服务，高层服务使用低层服务提供的服务。横向通信横向通信分层结构中，对应的分层协同工作，以保证能够成功的完成通信。一台机器上的第N层与另一台机器上的第N层进行对话的规则就第N层协议。计算机网计算机网计算机网计算机网网络工程师教学网络工程师教学网络工程师教学网络工程师教学1.4.2 接口与服务对等实体对等实体每一层中的活动元素通常被称为实体（entity）。实体可以是软件实体也可以是硬件实体。不同机器上的同一层实体叫做对等实体。服务提供者和服务用户服务提供者和服务用户N层实体实现的服务为N+1层所利用。N层被称为服务提供者（service provider），N+1层被称为服务用户（service user）。服务是在服务接入点SAP（service access point）提供给上层使用的。计算机网计算机网计算机网计算机网网络工程师教学网络工程师教学网络工程师教学网络工程师教学1.4.2 接口与服务SAP 服务接入点IDU 接口数据单元SDU 服务数据单元PDU 协议数据单元ICI 接口控制信息ICISDUICISDUSDU报头SAPIDUn-PDU第 n1 层接口第 n 层计算机网计算机网计算机网计算机网网络工程师教学网络工程师教学网络工程师教学网络工程师教学1.4.2.1 服务类型连接类型服务类型应用例子面向连接的服务面向连接的服务可靠的报文流可靠的报文流文件传输文件传输可靠的字节流可靠的字节流远程登录远程登录不可靠连接不可靠连接数字化语音数字化语音无连接的服务无连接的服务不可靠的数据报不可靠的数据报电子邮件电子邮件有确认的数据报有确认的数据报挂号邮件挂号邮件请求请求-应答应答数据查询数据查询计算机网计算机网计算机网计算机网网络工程师教学网络工程师教学网络工程师教学网络工程师教学1.4.2.2 服务原语服务在形式上是由一组原语（primitive）（或操作）在描述的。这些原语供用户和其他实体访问该服务。这些原语通知服务提供者采取某些行动或报告某个对等实体的活动。原语含义 请求请求一个实体希望得到完成某些操作的服务一个实体希望得到完成某些操作的服务 指示指示通知一个实体有某个事件发生通知一个实体有某个事件发生 响应响应一个实体希望响应一个事件一个实体希望响应一个事件 证实证实返回对先前请求的响应返回对先前请求的响应计算机网计算机网计算机网计算机网网络工程师教学网络工程师教学网络工程师教学网络工程师教学1.4.3 服务与协议的关系 服务是各层向它上层提供的一组原语（操作）。服务定义了该层能够代表它的上层完成的操作，但没有涉及这些操作是如何完成的。协议是定义同层对等实体之间交换的帧、分组和报文的格式及意义的一组规则。实体利用协议来实现它们的服务定义。计算机网计算机网计算机网计算机网网络工程师教学网络工程师教学网络工程师教学网络工程师教学1.5 OSI参考模型1.5.1 OSI参考模型概述和各层1.5.2 数据传输的封装和解封装计算机网计算机网计算机网计算机网网络工程师教学网络工程师教学网络工程师教学网络工程师教学1.5.1 OSI参考模型概述与各层物理层数据链路层网络层传输层57层计算机网计算机网计算机网计算机网网络工程师教学网络工程师教学网络工程师教学网络工程师教学OSI/RMOSI/RM模型层次结构模型层次结构 物理层物理层 Physical 数据链路层数据链路层 Data Link 网络层网络层 Network 传输层传输层 Transport 会话层会话层 Session 表示层表示层 Presentation 应用层应用层 Application 由低层到高层电气接口匹配传输比特流比特流帧同步、差错控制和流量控制数据传输的基本单位是帧帧路由选择、拥塞控制数据包的分片与重组数据传输的基本单位是分组分组端到端连接、流量控制差错检测和重传基本单位是报文报文 提供应用进程的独立性 提供访问和分布式信息服务建立、管理、终止连接任务计算机网计算机网计算机网计算机网网络工程师教学网络工程师教学网络工程师教学网络工程师教学物理层 通过物理传输比特（bit）流 中继器和集线器 建立、维护和取消物理连接 计算机网计算机网计算机网计算机网网络工程师教学网络工程师教学网络工程师教学网络工程师教学数据链路层将比特信息加以组织封装成数据帧（Frame）通过使用接收系统的硬件地址或物理地址来寻址 硬件地址或物理地址（即MAC地址）帧同步、流量控制、差错检验两个子层 媒体访问控制（MAC）逻辑链路控制（LLC）网卡、网桥和交换机计算机网计算机网计算机网计算机网网络工程师教学网络工程师教学网络工程师教学网络工程师教学网络层 基于网络层地址进行不同网络系统间的路径选择网络层地址（IP地址）分割和重新组合数据包（Packet）包头差错检验和可能的修复 可能的数据传输拥塞控制 路由器 计算机网计算机网计算机网计算机网网络工程师教学网络工程师教学网络工程师教学网络工程师教学传输层 在不同物理节点上的应用程序间建立连接以传输数据 将数据组织成数据段（Segment）提供不同类型的连接服务 面向连接(Connection-oriented)无连接(Connectionless)提供流量控制、差错检测、超时重传等服务 用一个寻址机制来标识一个特定的应用程序 传输层地址（即端口号）计算机网计算机网计算机网计算机网网络工程师教学网络工程师教学网络工程师教学网络工程师教学 57层 会话层 建立、管理和终止会话 表示层 系统的应用层送出的信息可被另一个系统的应用层所读取 利用一种公用的信息表示格式翻译多种信息数据表示、数据安全、数据压缩 应用层 网络服务与使用者应用程序间的一个接口计算机网计算机网计算机网计算机网网络工程师教学网络工程师教学网络工程师教学网络工程师教学1.5.2 数据传输的封装和解封装计算机网计算机网计算机网计算机网网络工程师教学网络工程师教学网络工程师教学网络工程师教学1.6 TCP/IP参考模型计算机网计算机网计算机网计算机网网络工程师教学网络工程师教学网络工程师教学网络工程师教学1.6 TCP/IP参考模型各层第1层：网络接口层(Network Interface)网络接口层对应OSI物理层和数据链路层并实现与它们相同的功能，其中包括LAN和WAN的技术细节。这一层也称为主机到网络层(Host-to-Network)。计算机网计算机网计算机网计算机网网络工程师教学网络工程师教学网络工程师教学网络工程师教学1.6 TCP/IP参考模型各层 第2层：互联网络层(internet)互联网络层的目的是运送数据包，将数据从任何在相连的网络上送到目的地，而不在乎走的是哪个路径或网络。管理这层的特定协议称为互联网络协议(IP)。最佳的路径选定和数据包交换都发生在这层。计算机网计算机网计算机网计算机网网络工程师教学网络工程师教学网络工程师教学网络工程师教学1.6 TCP/IP参考模型各层第3层：传输层(Transport)传输层负责处理有关服务质量等事项，如可靠度、流量控制和错误检测。该层可以提供不同服务质量、不同可靠性保证的传输服务，并且协议发送端和目标端的传输速度差异。这一层也称为主机到主机层(Host-to-Host)。计算机网计算机网计算机网计算机网网络工程师教学网络工程师教学网络工程师教学网络工程师教学1.6 TCP/IP1.6 TCP/IP参考模型各层参考模型各层 第第4层：应用层层：应用层(Application)应用层包括会话层和表示层的功能，用来建立应用层来处理高层协议、有关表达、编码和会话控制。TCP/IP将所有应用程序相关的内容都归为一层，并保证为下层适当的将数据封装成数据包。计算机网计算机网计算机网计算机网网络工程师教学网络工程师教学网络工程师教学网络工程师教学1.7 OSI参考模型与TCP/IP参考模型的比较计算机网计算机网计算机网计算机网网络工程师教学网络工程师教学网络工程师教学网络工程师教学1.7 OSI参考模型与TCP/IP参考模型的比较参考模型参考模型OSIOSI参考模型参考模型参考模型参考模型TCP/IPTCP/IP参考模型参考模型参考模型参考模型概念明确区分服务、接口、协议没有明确区分服务、接口、协议层的数量7层4层通信模式网络层支持无连接和面向连接的通信网络层只支持无连接通信传输层仅支持面向连接的通信传输层支持无连接和面向连接的通信计算机网计算机网计算机网计算机网网络工程师教学网络工程师教学网络工程师教学网络工程师教学1.8 协议栈1.8.1 协议栈概述1.8.2 TCP/IP协议栈计算机网计算机网计算机网计算机网网络工程师教学网络工程师教学网络工程师教学网络工程师教学1.8.1 协议栈概述什么是协议栈在网络中，为了完成通信，必须使用多层上的多种协议。这些协议按照层次顺序组合在一起，构成了协议栈(Protocol Stack)，也称为协议族(Protocol Suite)。常用的协议栈 TCP/IP、IPX/SPX、AppleTalk计算机网计算机网计算机网计算机网网络工程师教学网络工程师教学网络工程师教学网络工程师教学1.8.2 TCP/IP协议栈 TCP/IPTCP/IP计算机网计算机网计算机网计算机网网络工程师教学网络工程师教学网络工程师教学网络工程师教学1.9 典型试题分析 若采用后退 N 帧 ARQ 协议进行流量控制，帧编号为 7 位，则发送窗口的最大长度为 _(17)_。（17）A.7 B.8 C.127 D.128 【参考答案参考答案】17.C2005年下半年年下半年计算机网计算机网计算机网计算机网网络工程师教学网络工程师教学网络工程师教学网络工程师教学1.9 典型试题分析在 ISO OSI/RM 中，_(18)_ 实现数据压缩功能。A.应用层 B.表示层 C.会话层 D.网络层【参考答案参考答案】18.B2005年下半年年下半年计算机网计算机网计算机网计算机网网络工程师教学网络工程师教学网络工程师教学网络工程师教学1.9 典型试题分析以太网中的帧属于 _(19)_ 协议数据单元。A.物理层 B.数据链路层 C.网络层 D.应用层【参考答案参考答案】19.B2005年下半年年下半年计算机网计算机网计算机网计算机网网络工程师教学网络工程师教学网络工程师教学网络工程师教学1.9 典型试题分析在 OSI 参考模型中，数据链路层处理的数据单位是 _(64)_。A.比特 B.帧 C.分组 D.报文【参考答案参考答案】64.B2005年下半年年下半年计算机网计算机网计算机网计算机网网络工程师教学网络工程师教学网络工程师教学网络工程师教学1.9 典型试题分析在OSI参考模型中，上层协议实体与下层协议实体之间的逻辑接口叫做服务访问点(SAP)。在Intenet中，网络层的服务访问点是（21）。AMAC地址 BLLC地址 C.IP地址 D端口号【参考答案参考答案】21.C2005年上半年年上半年计算机网计算机网计算机网计算机网网络工程师教学网络工程师教学网络工程师教学网络工程师教学1.9 典型试题分析 在OSI参考模型中，实现端到端的应答、分组排序和流量控制功能的协议层是（22）。A数据链路层 B网络层 C传输层 D会话层【参考答案参考答案】22.C2005年上半年年上半年计算机网计算机网计算机网计算机网网络工程师教学网络工程师教学网络工程师教学网络工程师教学1.9 典型试题分析SNMP POP3UDPTCPIP在Intemet上有许多协议，下面的选项中能正确表示协议层次关系的是（22）.ABCDSNMP POP3TCPARPIPTCPSSLIPUDPARPSMTP Telnet【参考答案参考答案】22.ATCPUDPIPLLCMACSMTP Telnet2005年上半年年上半年计算机网计算机网计算机网计算机网网络工程师教学网络工程师教学网络工程师教学网络工程师教学1.9 典型试题分析 以太网交换机根据_(56)_转发数据包。（56）A.IP地址 B.MAC地址 C.LLC地址 D.PORT地址【参考答案参考答案】56.B2004年下半年年下半年计算机网计算机网计算机网计算机网网络工程师教学网络工程师教学网络工程师教学网络工程师教学1.9 典型试题分析2004年下半年年下半年 Networks can be interconnected by different devices.In the physical layer,networks can be connected by _(66)_ or hubs,which just move the bits from one network to an identical network.One layer up we find bridges and switches,which operate at data link layer.They can accept _(67)_,examine the MAC address,and forward the frames to a different network while doing minor protocol translation in the process.In the network layer,we have routers that can connect two networks,If two networks have _(68)_ network layer,the router may be able to translate between the packer formats.In the transport layer we find transport gateway,which can interface between two transport connections.Finally,in the application layer,application gateways translate message _(69)_.As an example,gateways between Internet e-mail and X.400 e-mail must _(70)_ the e-mail message and change various header fields.（66）A.repeaters B.relaysC.packagesD.modems（67）A.frames B.packets C.packagesD.cells（68）A.special B.dependent C.similarD.dissimilar（69）A.syntaxB.semantics C.language D.format（70）A.analyze B.parse C.delete D.create【参考答案参考答案】66.A 67.A 68.D 69.B 70.B计算机网计算机网计算机网计算机网网络工程师教学网络工程师教学网络工程师教学网络工程师教学典型试题分析v网络可以用不同的设备互连。在物理层，网络连接可以用（66中继器）或集线器，它只是将比特从一个网络传到相同的网络。第二层我们能用网桥或交换机，它运行在数据链路层。在进行网络协议转换的进程中，他们可以接受（67帧）、检查物理地址、和帧转发到不同的网络。在网络层，我们使用路由器连接网络，如果网络有（68不同的）网络层，路由器可以转换封装之间的格式。在传输层，我们使用传输网关，它是接口之间的传输联系。最后，在应用层，应用网关翻译消息（69语义）。例如，网关之间的互联网电子邮件和X.400电子邮件必须（70解析）电子邮件信息和各种头域的变化