【网络通信安全管理员认证-中级】第二章计算机网络基础.ppt
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1、网络通信安全管理员认证计算机网络基础 Copyright2010Mazhao计算机网络基础计算机网络基础-网络的形成、发展与定义网络的形成、发展与定义 计算机网络计算机网络(Computer Network)是是计算机技术计算机技术和和通信技术通信技术紧密结合的产物。紧密结合的产物。四个阶段:四个阶段:1、面向终端的远程联机系统、面向终端的远程联机系统 2、ARPAnet,分组交换时代,分组交换时代 3、OSI参考模型参考模型 4、Internet迅猛发展迅猛发展计算机网络的定义和演变 计算机网络的定义计算机网络的定义把分布在不同地理位置计算机、终端,通过通信设备和线路连接起来,以功能完善的网
2、络软件(网络通信协议,信息交换方式及网络操作系统等),实现互相通信及网络资源共享的系统。核心内容:资源共享。计算机网络是由多个具有独立自主功能的计算机系统,通过各种通信手段相互连接,进行信息交流、资源共享和协同工作的集合没有严格的定义,没有严格的定义,没有严格的定义,没有严格的定义,内涵也不断变化。内涵也不断变化。内涵也不断变化。内涵也不断变化。通通信信装装置置通通信信装装置置通通信信装装置置终终端端主主机机前前置置机机 公用公用电话电话网网 计算机网络基础计算机网络基础-网络分类及组成网络分类及组成分类:广播式(总线型、环形)、点对点(树型、星型、网型)局域网、城域网、广域网总线型、星型、树
3、型、混合型、网状型电路交换式、报文交换式、分组交换式双绞线网络、同轴电缆网络、光纤网络、无线网络等组成:通信子网 通信子网提供网络通信功能,能完成网络主机之间的数据传输、交换、通信控制和信号变换等通信处理工作,由通信控制处理机CCP、通信线路和其它通信设备组成的数据通信系统。资源子网资源子网为用户提供了访问网络的能力,它由主机系统、终端控制器、请求服务的用户终端、通信子网的接口设备、提供共享的软件资源和数据资源(如数据库和应用程序)构成。计算机网络的二级结构网络的二级结构网络的二级结构通信子网通信子网资源子网资源子网资源子网资源子网v通信子网负通信子网负责数据通信责数据通信v资源子网提资源子网
4、提供各种软、硬供各种软、硬件资源件资源 v实现交换的方法主要有:电路交换、报文交换、分组交换。呼叫请求呼叫应答数数据据ABCD分组分组1分组分组2分组分组3报文报文ABCDABCD寻路延迟排队延迟线路交换线路交换报文交换报文交换分组交换分组交换 v通信交换技术分为两类:一是线路交换,二是存储转发。存储转发又分为两类:一是报文交换,二分组交换。分组交换又分两类:一是虚电路交换,二是数据报交换。主机主机A通信子网通信子网主机主机D数据报方式数据报方式主机主机C主机主机Bq 分组交换方式分组交换方式1 1:数据报方式数据报方式 主机主机A主机主机C通信子网通信子网主机主机D虚电路方式虚电路方式主机主
5、机Bq 分组交换方式分组交换方式2 2:虚电路方式虚电路方式 计算机网络基础计算机网络基础-OSI-OSI七层参考模型七层参考模型国国际际标标准准化化组组织织于于1979年年公公布布了了开开放放系系统统互互连连参参考考模模型型OSI/RM。OSI模模型型分分为为7层层,在在同同一一个个结结点点上上,下下层层为为上上层层提提供供服服务务,在两个结点之间,对等层之间通过该层协议进行通信在两个结点之间,对等层之间通过该层协议进行通信通信子网通信子网结点结点2结点结点1系统系统B物理层物理层链路层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系统系统A传输介质传输介质物理层物理层链
6、路层链路层网络层网络层物理层物理层链路层链路层网络层网络层物理层物理层链路层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 物理层物理层数据链数据链路层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PB系统系统B物理层物理层数据链数据链路层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PA系统系统A物理层物理层数据链数据链路层路层网络层网络层物理层物理层数据链数据链路层路层网络层网络层传输介质传输介质报文报文分组分组帧帧结点结点2结点结点1OSIOSI中的数据流中的数据流“你好你好”“Hello”传真传真中国中国教师教师翻译翻译秘书秘书“
7、Hallo”“Hello”传真传真德国德国教师教师翻译翻译秘书秘书对交谈内容的共识对交谈内容的共识用英语对话用英语对话使用传真通信使用传真通信P3P2P1物理通信线路物理通信线路对等通信示例:中德教师之间的对话对等通信示例:中德教师之间的对话问题:问题:中国教师与德国教师之间、翻译之间,他们是在直接通信吗?中国教师与德国教师之间、翻译之间,他们是在直接通信吗?翻译、秘书各向谁提供什么样的服务?翻译、秘书各向谁提供什么样的服务?中德教师、翻译各使用谁提供的什么服务?中德教师、翻译各使用谁提供的什么服务?几个概念几个概念v服务访问点(服务访问点(SAP):):接口上相邻两层实体交换信息之处接口上相
8、邻两层实体交换信息之处接口数据单元(接口数据单元(IDU):):相邻两层实体之间交换的信息单元相邻两层实体之间交换的信息单元接口控制信息(接口控制信息(ICI):):相邻两层实体之间交换信息时的相邻两层实体之间交换信息时的 控制信息控制信息服务数据单元(服务数据单元(SDU):):来自上一层,需要在本层与对等来自上一层,需要在本层与对等 实体交换的信息实体交换的信息协议数据单元(协议数据单元(PDU):):对等实体之间交换的信息单元对等实体之间交换的信息单元协议控制信息(协议控制信息(PCI):):对等实体之间交换信息时的控制对等实体之间交换信息时的控制 信息信息 优点优点 v 简化了协议,便
9、于实现、调试和维护,分而治之。简化了协议,便于实现、调试和维护,分而治之。v 各层相互独立,某一层只需知道下一层通过接口所提供各层相互独立,某一层只需知道下一层通过接口所提供的服务,而不需了解其实现的细节。的服务,而不需了解其实现的细节。v 功能的追加和变更,限定在相关的层中,使得功能扩充功能的追加和变更,限定在相关的层中,使得功能扩充比较灵活性。比较灵活性。v 结构上可分割开,各层都可以选则最适合的实现技术。结构上可分割开,各层都可以选则最适合的实现技术。服务服务第第n层层第第n-1层层系统系统系统系统A A A A服务服务第第n层层第第n-1层层系统系统系统系统B B B B第第n-1n-
10、1层协议层协议第第n n层协议层协议 v1.网络应该具有哪些层次?每一层的功能网络应该具有哪些层次?每一层的功能是什么?(分层与功能)是什么?(分层与功能)2.各层之间的关系是怎样的?它们如何进各层之间的关系是怎样的?它们如何进行交互?(服务与接口)行交互?(服务与接口)3.通信双方的数据传输要遵循哪些规则?通信双方的数据传输要遵循哪些规则?(协议)(协议)层次结构方法包括三个内容:分层及每层功能,服务层次结构方法包括三个内容:分层及每层功能,服务与层间接口,协议。与层间接口,协议。每层的功能和作用每层的功能和作用P13页:图2-1 功能层次功能层次功能描述通俗解释通俗解释应用层应用层与用户应
11、用进程的接口 做什么?表示层表示层数据格式的转换 对方看起来像什么?会话层会话层会话的管理与数据传输的同步 轮到哪方传输,从何处开始传输?传输层传输层从端对端经网络透明地传送报文 数据如何到达对方?网络层网络层分组传送、路由选择和流量的控制 对方在何处?数据链路层数据链路层在连路上无差错的传送数据帧 每一步该如何无差错地走?物理层物理层将比特流送到物理媒体 信息实际如何传送?应用层应用层Application表示层表示层Presentation会话层会话层session传输层传输层transport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Network7
12、76 65 54 43 32 21 1处理网络应用处理网络应用数据表示数据表示主机间通信主机间通信端到端的连接端到端的连接寻址和最短路径寻址和最短路径介质访问(接入)介质访问(接入)二进制传输二进制传输 实现实现OSI七层模型只说明了做什麼(WHAT TO DO)而未规定 怎样做(HOW TO DO)协议簇的实现:协议栈(软硬件)一台计算机要发送数据到另一台计算机,数据首一台计算机要发送数据到另一台计算机,数据首先必须打包,打包的过程成为先必须打包,打包的过程成为封装封装。封装就是在数据前面加上特定的协议头部。封装就是在数据前面加上特定的协议头部。数数 据据协议头协议头发送邮件的例子:信装入写
13、有源地址和目的地址发送邮件的例子:信装入写有源地址和目的地址的信封中发送,还要写明用航空或挂号的信封中发送,还要写明用航空或挂号。数数 据据数据封装数据封装 数据数据 段头段头数据数据 段头段头数据数据网络头网络头帧头帧头 段头段头数据数据网络头网络头帧尾帧尾数据数据段段数据包数据包帧帧比特比特电脉冲电脉冲011101000011000010100101111010110封装封装拆封拆封数据多数据多层封装封装 TCP头头应用层数据应用层数据应用层数据应用层数据 TCP头头应用层数据应用层数据IP头头帧头帧头 TCP头头应用层数据应用层数据IP头头帧尾帧尾应用层应用层 传输层传输层 网际层网际层
14、 数链层数链层 实际例子:例子:TCP/IP协议的封装的封装 计算机网络拓扑计算机网络拓扑v课外知识:起初它是几何学的一支,研究几何图形在连续变形下保持不变的性质(a)物理连接物理连接(b)拓扑图拓扑图网络的物理连接与拓扑图网络的物理连接与拓扑图结点结点链路链路通路通路 星型结构星型结构星型结构星型结构v 所有结点与中央结点连所有结点与中央结点连接接v 结构简单、控制简单结构简单、控制简单v 结点出现故障易于隔离结点出现故障易于隔离v 中央结点的可靠性致关中央结点的可靠性致关重要重要 环型结构环型结构环型结构v 通信控制分散在各个结点,提高了可靠性通信控制分散在各个结点,提高了可靠性v 各结点
15、共享环路各结点共享环路v 采用令牌控制,重负载时吞吐量较大采用令牌控制,重负载时吞吐量较大 网状结构网状(不规则)结构网状(不规则)结构v 端结点之间存在多条通路,需选择路径端结点之间存在多条通路,需选择路径v 可靠性高可靠性高v 通信控制复杂通信控制复杂 总线结构总线型结构总线型结构v 结构简单,可靠性好结构简单,可靠性好v 各结点共用总线,广播式传输各结点共用总线,广播式传输v 扩充性好,增减结点容易扩充性好,增减结点容易v 总线长度有限总线长度有限 还有什么?还有什么?v树型v混合型 TCP/IPTCP/IP协议体系协议体系Ethernet,802.3,802.5,FDDI等等等等TCP
16、/IP支持支持所有的、标准所有的、标准的物理和数据的物理和数据链路协议链路协议 网络接口层网络接口层v功能:比特流传输服务,链路管理,成帧方式,差错控制等v协议:PPP、PPPoEv以太网vMAC地址及其安全性 可能用到的概念可能用到的概念v比特比特一个二进制位叫一个比特(一个二进制位叫一个比特(bit)v信道信道用于一路信号传输的通道,称为信道,一条物用于一路信号传输的通道,称为信道,一条物理线路常可以被划分为多个信道理线路常可以被划分为多个信道 通信方式通信方式q 单工通信单工通信发送站发送站接收站接收站信息流向信息流向单工通信单工通信 可能用到的概念可能用到的概念发发收收发发收收半双工通
17、信半双工通信发发收收发发收收全双工通信全双工通信q 半双工通信q 全双工通信全双工通信全双工通信全双工通信 q 串行传输串行传输把每个二进制位按顺序排列成串,形成比特流,把每个二进制位按顺序排列成串,形成比特流,逐位在信道上传送逐位在信道上传送 同步控制同步控制发送端发送端接收端接收端b0b1b2b3b4b5b6b7串行信道串行信道发送时钟发送时钟接收时钟接收时钟串行通信串行通信可能用到的概念-传输方式 q 可能用到的概念可能用到的概念并行传输并行传输多个比特以成组的方式在多个并行的信道上同多个比特以成组的方式在多个并行的信道上同时传输时传输 道道信信行行并并b0b7b6b5b4b3b2b1b
18、0b7b6b5b4b3b2b1并行通信并行通信 可能用到的概念可能用到的概念多路复用多路复用 频分多路复用信信道道可可用用带带宽宽t复复 用用 器器信道信道A信道信道C信道信道D信道信道BffAfCfDfB复复 用用 器器信号源信号源D信号源信号源B信号源信号源C信号源信号源A保护带保护带 可能用到的概念可能用到的概念多路复用多路复用 时分多路复用D C B A D C B A D C B A时分复用帧时分复用帧t复复 用用 器器信信道道可可用用带带宽宽复复 用用 器器f信道信道D信道信道A信号源信号源D信号源信号源B信号源信号源C信号源信号源A 波分多路复用在光传输领域中,根据光的不同波长来
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