第1章网络互连基本概念和网络互连设备精.ppt

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1、第第1章网络互连基本概念章网络互连基本概念和网络互连设备和网络互连设备第1页，本讲稿共33页网络互联与组网技术网络互联与组网技术网络互联与组网技术网络互联与组网技术第1章 网络互连基本概念和网络互连设备网络资源网络资源n nCiscoCisco及网络技术及网络技术http:/http:/n n中国中国ITIT认证实验室认证实验室http:/http:/n n亚威高级思科培训网站亚威高级思科培训网站http:/http:/n n赛迪网赛迪网http:/ n思科中国网站思科中国网站http:/http:/第2页，本讲稿共33页n n基础知识回顾基础知识回顾n n网络概念网络概念n nOSI/ISO

2、OSI/ISO模型模型n nTCP/IPTCP/IP模型模型网络互联与组网技术网络互联与组网技术网络互联与组网技术网络互联与组网技术第1章 网络互连基本概念和网络互连设备第3页，本讲稿共33页网络互联与组网技术网络互联与组网技术网络互联与组网技术网络互联与组网技术第1章 网络互连基本概念和网络互连设备OSI模模型型应用层应用层应用层应用层表示层表示层表示层表示层会话层会话层会话层会话层传输层传输层传输层传输层网络层网络层网络层网络层数据链路层数据链路层数据链路层数据链路层物理层物理层物理层物理层7.7.应用层应用层应用层应用层6.6.表示层表示层表示层表示层5.5.会话层会话层会话层会话层4.

3、4.传输层传输层传输层传输层3.3.网络层网络层网络层网络层2.2.数据链路层数据链路层数据链路层数据链路层1.1.物理层物理层物理层物理层7.7.应用层应用层应用层应用层6.6.表示层表示层表示层表示层5.5.会话层会话层会话层会话层4.4.传输层传输层传输层传输层3.3.网络层网络层网络层网络层2.2.数据链路层数据链路层数据链路层数据链路层1.1.物理层物理层物理层物理层传输介质传输介质传输介质传输介质bitsbitsframesframespacketspacketssegmentssegments虚拟通信虚拟通信国际标准化组织国际标准化组织ISOISO提出了开放系统互连的参考模型提出

4、了开放系统互连的参考模型OSI/RMOSI/RM(Open System Interconnection Reference Mode)(Open System Interconnection Reference Mode)第4页，本讲稿共33页网络互联与组网技术网络互联与组网技术网络互联与组网技术网络互联与组网技术第1章 网络互连基本概念和网络互连设备7 7ApplicationNetwork processes toNetwork processes toapplicationsapplications6 6PresentationDataData representationrepres

5、entation5 5SessionInterhost communicationInterhost communicationTransport4 4End-to-end connectionsEnd-to-end connectionsNetwork3 3Addresses and best pathAddresses and best pathData Link2 2Access to mediaAccess to mediaPhysical1 1Binary transmissionBinary transmission资源子网资源子网通信子网通信子网第5页，本讲稿共33页网络互联与组

6、网技术网络互联与组网技术网络互联与组网技术网络互联与组网技术第1章 网络互连基本概念和网络互连设备OSI模型详解应 用 层表 示 层会 话 层传 输 层网 络 层数据链路层物 理 层Layer 1Layer 7二进制传输处理网络应用会话建立与管理端到端可靠传输寻址与最短路径接入介质数据的表示、加密直接面对用户，不为其它任何层提供服务。她为用户的应用程序提供网络服务。保证一个系统应用层发出的消息能被另一个系统应用层读出。如果必要，用一种通用的数据表示格式在多种数据表示格式之间进行转换。会话的建立、管理和终止应用程序之间的对话。网络中数据的可靠传输是怎么完成的，是传输层最关心的。为了提供可靠的服务

7、，传输层提供建立、维护和有序的虚电路、传输差错校验和恢复以及信息流控制机制（防止数据传输过载）。网络层是一个复杂的层，它为处在两个不同地理位置上的网络系统中的终端设备之间，提供连接和路径选择。在物理线路上提供可靠的数据传输。它最关心的问题：物理地址、网络拓扑、线路规划（终端用户如何使用网络线路）、错误通告、数据帧的有序传输和流量控制。定义激活、维护和关闭终端用户之间的电气的、机械的、过程的、和功能的特性。物理层的特性包括电压、电压变幻的频率、数据传输速率、最大传输距离、物理链接器以及接口等属性。主机层：保证主机之间精确的数据传输。介质层：负责网络中数据的传输。第6页，本讲稿共33页网络互联与组

8、网技术网络互联与组网技术网络互联与组网技术网络互联与组网技术第1章 网络互连基本概念和网络互连设备应 用 层表 示 层会 话 层网 络 层传 输 层数据链路层物 理 层应 用 层表 示 层会 话 层网 络 层传 输 层数据链路层物 理 层数据段数据报数据帧比 特应 用 层表 示 层会 话 层网 络 层传 输 层数据链路层物 理 层应 用 层表 示 层会 话 层网 络 层传 输 层数据链路层物 理 层数据网络头数据网络头数据帧头帧尾0101101010110001 源主机 目的主机数据段头数据网络头段头数据网络头段头数据帧头帧尾Intranet邮件信息数据数据段数据报数据帧01001011110

9、0001110010101010比特举例：在OSI模型中两个不同的终端系统的通信过程 （不包括对等层之间的之间的直接通信)第7页，本讲稿共33页网络互联与组网技术网络互联与组网技术网络互联与组网技术网络互联与组网技术第1章 网络互连基本概念和网络互连设备TCP/IPTCP/IP体系结构体系结构体系结构体系结构与与OSIOSI参考模型的比较：参考模型的比较：OSI模模模模型型TCP/IPTCP/IP模模模模型型应用层应用层表示层表示层会话层会话层传输层传输层网络层网络层数据链路层数据链路层物理层物理层应用层应用层传输层传输层网际互联层网际互联层网络接口层网络接口层Telnet FTPHTTP S

10、MTPTCPUDPIP(ICMP、ARP、RARP)CSMA/CD Token Ring Token BusHardwareDNS第8页，本讲稿共33页网络互联与组网技术网络互联与组网技术网络互联与组网技术网络互联与组网技术第1章 网络互连基本概念和网络互连设备InternetHardwareNetwork InterfaceTransportApplicationTransmission ControlProtocol(TCP)User DatagramProtocol(UDP)传输层完成以下的功能：传输层完成以下的功能：流量控制：由滑动窗口实现流量控制；可靠性：由序号和确认来实现。TCP是

11、面向连接的、可靠的、无差错的传输协议。工作于传输层。在用户应用端之间TCP提供了一个虚电路。UDP（用户报文协议）是无连接的，而且不可靠。原因是对发送段不进行软件校验。TCP与UDP都用端口号把信息传到上层。端口号用来跟踪同以时间内通过网络的不同会话。第9页，本讲稿共33页网络互联与组网技术网络互联与组网技术网络互联与组网技术网络互联与组网技术第1章 网络互连基本概念和网络互连设备ApplicationApplicationLayerLayerTransportTransportLayerLayerTCPUDPPortPortNumbersNumbers21212323252580805353

12、6969FTPTELNETSMTPHTTPDNSTFTP161161SNMP第10页，本讲稿共33页网络互联与组网技术网络互联与组网技术网络互联与组网技术网络互联与组网技术第1章 网络互连基本概念和网络互连设备l TCP三次握手建立连接：对话通过三次握手来初始化三次握手的目的是使数据发送和接收同步；告诉对方其一次可接收的数据量，并建立虚电路同步是通过各个携带有初始序号和位被称为控制位的段之间的交换过程来实现的，其中控制位代表了同步（携带有控制位的段被称为同步段）同步要求每一发送方都发送自己的初始序号，并接收本次连接中另一方发送的一个确认和初始序号每一方都必须接受另一方的初始序号并发送一个确认应

13、答这一过程是有特定的顺序：我的序号是：我的序号是：你的序号是：你的序号是：我的序号是：我的序号是：你的序号是：你的序号是第11页，本讲稿共33页网络互联与组网技术网络互联与组网技术网络互联与组网技术网络互联与组网技术第1章 网络互连基本概念和网络互连设备主机主机发送信息（）接收信息（）接收信息（，x）发送确认（y）接收确认（y）我的序号是我的序号是y你的序号我收到我也收到你的序号注意：三次握手完成之前不能交换要传输的数据注意：三次握手完成之前不能交换要传输的数据第12页，本讲稿共33页网络互联与组网技术网络互联与组网技术网络互联与组网技术网络互联与组网技术第1章 网络互连基本概念和网络互连设备

14、l TCP活动窗口技术活动窗口技术：数据传输开始后有个原因将导致阻塞，：数据传输开始后有个原因将导致阻塞，一个是高速计算机发出的的信息流的速度可能快于网络能够传输的一个是高速计算机发出的的信息流的速度可能快于网络能够传输的速度，另一个是如果多个计算机需同时向一个目的地发送数据报，速度，另一个是如果多个计算机需同时向一个目的地发送数据报，虽然没有任何单个源导致阻塞，该目的地还是可能出现阻塞阻塞虽然没有任何单个源导致阻塞，该目的地还是可能出现阻塞阻塞的结果导致数据流溢出，数据丢失解决方法可以在发送端每发送的结果导致数据流溢出，数据丢失解决方法可以在发送端每发送一个数据段后都必须等待接收端的确认信号

15、然而在发送端发完数一个数据段后都必须等待接收端的确认信号然而在发送端发完数据包和处理完接收端确认信号之间还有时间，这段时间间隔还可以据包和处理完接收端确认信号之间还有时间，这段时间间隔还可以用来发送数据这又必然造成吞吐率降低窗口技术是一种控制端用来发送数据这又必然造成吞吐率降低窗口技术是一种控制端到端信息流量的方法在发送端未收到对方确认信号前允许发送的到端信息流量的方法在发送端未收到对方确认信号前允许发送的数据包个数就叫窗口数数据包个数就叫窗口数第13页，本讲稿共33页网络互联与组网技术网络互联与组网技术网络互联与组网技术网络互联与组网技术第1章 网络互连基本概念和网络互连设备接收发送确认接收

16、发送确认主机主机窗口大小发送发送接收确认主机主机窗口大小发送发送发送接收接收接收发送确认发送发送发送接收确认接收接收接收发送确认主机主机窗口大小发送发送发送接收接收发送确认发送接收确认接收发送确认第14页，本讲稿共33页网络互联与组网技术网络互联与组网技术网络互联与组网技术网络互联与组网技术第1章 网络互连基本概念和网络互连设备窗口可以窗口可以“活动活动”：在会话过程中，可以通过协商动态地修改窗口的大小：在会话过程中，可以通过协商动态地修改窗口的大小活动窗口可使主机更加有效地利用带宽，因为大的窗口尺寸可以在等待确认期间发送更多活动窗口可使主机更加有效地利用带宽，因为大的窗口尺寸可以在等待确认期

17、间发送更多的数据的数据l 确认技术与序号：l重发肯定确认是一种确保数据流可靠传输技术肯定确认技术要求接收器接收到数据后向源发回一个确认报文发送端记录它所发送的每一数据包，等到收到这一数据包的确认信号后再发下一个数据包发送端也可以在发送数据时启动记时器，当记时器到时后没有收到确认信号，它就重发这一数据段 序号为有序发送的段提供了一个前向参考确认号每个数据报在发送前都赋予一个编号在接收端，把分开的段重新装配为一个完整的报文如果在序号系列中丢失了一个序号，那个丢失的序号的段要被重发在给定的时间间隔内，没有得到确认的段也要被重发第15页，本讲稿共33页网络互联与组网技术网络互联与组网技术网络互联与组网

18、技术网络互联与组网技术第1章 网络互连基本概念和网络互连设备思考：为什么要建立OSI模型和计算机协议？第16页，本讲稿共33页n n1.1网络互连基本概念 1.1.1网络互连的方式网络互连的方式 1.1.2上网方式上网方式网络互连网络互连是指将使用不同链路层协议的单个网络连接成一是指将使用不同链路层协议的单个网络连接成一 个整体，使之能够相互通信的一种技术和方法个整体，使之能够相互通信的一种技术和方法LAN-LANLAN-LANLAN-WANLAN-WAN网络互联与组网技术网络互联与组网技术网络互联与组网技术网络互联与组网技术第1章 网络互连基本概念和网络互连设备第17页，本讲稿共33页1.1

19、.1网络互连的方式网络互连的方式 1.1.局域网的互连局域网的互连 2.2.局域网与广域网的互连局域网与广域网的互连 3.3.广域网与广域网的互连广域网与广域网的互连X.25X.25：是第一个面向连接的网络是第一个面向连接的网络,也是第一个公共数据网络也是第一个公共数据网络.是一个是一个标准的分组交换通信协议标准的分组交换通信协议,用于广域网互连。用于广域网互连。X.25X.25提供高速可靠的提供高速可靠的通信线路通信线路,但是通常需要在但是通常需要在RAS(RAS(远程访问远程访问)服务器上有专门的设备。服务器上有专门的设备。网络互联与组网技术网络互联与组网技术网络互联与组网技术网络互联与组

20、网技术第1章 网络互连基本概念和网络互连设备第18页，本讲稿共33页1.1.2上网方式上网方式 1.ISDN1.ISDN（综合业务数字网）（综合业务数字网）N-ISDN B-ISDNN-ISDN B-ISDN 2.ADSL 2.ADSL（非对称数字用户线路）（非对称数字用户线路）3.DDN3.DDN（数字数据网）（数字数据网）一种利用光纤、数字微波或卫星等数字传输通道和数字交叉复用设备组一种利用光纤、数字微波或卫星等数字传输通道和数字交叉复用设备组一种利用光纤、数字微波或卫星等数字传输通道和数字交叉复用设备组一种利用光纤、数字微波或卫星等数字传输通道和数字交叉复用设备组成的数字数据传输网，它可

21、以为用户提供各种速率的高质量数字专用电成的数字数据传输网，它可以为用户提供各种速率的高质量数字专用电成的数字数据传输网，它可以为用户提供各种速率的高质量数字专用电成的数字数据传输网，它可以为用户提供各种速率的高质量数字专用电路和其他新业务，以满足用户多媒体通信和组建中高速计算机通信的需路和其他新业务，以满足用户多媒体通信和组建中高速计算机通信的需路和其他新业务，以满足用户多媒体通信和组建中高速计算机通信的需路和其他新业务，以满足用户多媒体通信和组建中高速计算机通信的需要。要。要。要。64K64K2M2M。网络互联与组网技术网络互联与组网技术网络互联与组网技术网络互联与组网技术第1章 网络互连基

22、本概念和网络互连设备第19页，本讲稿共33页 4.ATM 4.ATM（异步传输方式）（异步传输方式）采用基于信元的异步传输模式和虚电路结构，从根本上解采用基于信元的异步传输模式和虚电路结构，从根本上解决了多媒体的实时性及带宽问题，实现面向虚电路的点到决了多媒体的实时性及带宽问题，实现面向虚电路的点到点传输，通常提供点传输，通常提供155M155M的带宽。高达的带宽。高达1000M1000M。1 1）网络有连接服务，提供服务质量）网络有连接服务，提供服务质量 2 2）交换吞吐量达，带宽利用率高。）交换吞吐量达，带宽利用率高。3 3）具有灵活的组网拓扑结构和负载平衡能力，伸缩性、可靠性高。）具有灵

23、活的组网拓扑结构和负载平衡能力，伸缩性、可靠性高。4 4）及可用于局域网，也可以用于广域网。）及可用于局域网，也可以用于广域网。5.5.有线电视网有线电视网 6.VPN6.VPN（虚拟专用网）（虚拟专用网）网络互联与组网技术网络互联与组网技术网络互联与组网技术网络互联与组网技术第1章 网络互连基本概念和网络互连设备第20页，本讲稿共33页n n1.2网络互连设备 1.2.1路由器路由器 1.2.2多层交换机多层交换机网络互联与组网技术网络互联与组网技术网络互联与组网技术网络互联与组网技术第1章 网络互连基本概念和网络互连设备第21页，本讲稿共33页网络互联与组网技术网络互联与组网技术网络互联与

24、组网技术网络互联与组网技术第1章 网络互连基本概念和网络互连设备 网络组件包括硬件和软件两部分。组建局域网的主要设备有通信介质、通信设备、服务器以及一些配件等。操作系统是计算机网络灵魂，在局域网中常见的操作系统包括Windows、UNIX、LINUX等。同轴电缆双绞线光纤粗同轴电缆：500m/5个网段/4个中继器/AUI连接器/10Base5细同轴电缆：185m/5个网段/4个中继器/BNC连接器/10Base2 UTPSTP多模光纤单模光纤通信介质第22页，本讲稿共33页网络互联与组网技术网络互联与组网技术网络互联与组网技术网络互联与组网技术第1章 网络互连基本概念和网络互连设备通信设备路由

25、器二层交换机三层交换机集线器网卡第23页，本讲稿共33页网络互联与组网技术网络互联与组网技术网络互联与组网技术网络互联与组网技术第1章 网络互连基本概念和网络互连设备第24页，本讲稿共33页网络互联与组网技术网络互联与组网技术网络互联与组网技术网络互联与组网技术第1章 网络互连基本概念和网络互连设备第25页，本讲稿共33页网络互联与组网技术网络互联与组网技术网络互联与组网技术网络互联与组网技术第1章 网络互连基本概念和网络互连设备第26页，本讲稿共33页网络互联与组网技术网络互联与组网技术网络互联与组网技术网络互联与组网技术第1章 网络互连基本概念和网络互连设备第27页，本讲稿共33页网络互联

26、与组网技术网络互联与组网技术网络互联与组网技术网络互联与组网技术第1章 网络互连基本概念和网络互连设备第28页，本讲稿共33页网络互联与组网技术网络互联与组网技术网络互联与组网技术网络互联与组网技术第1章 网络互连基本概念和网络互连设备第29页，本讲稿共33页n n集线器 1、集线器的由来 2 2、共享式集线器的工作原理、共享式集线器的工作原理 3 3、链接方式、链接方式 （1 1）UplinkUplinkF0/1-24F0/1-24 (2)Uplink (2)UplinkUplinkUplink （1 1）F0/1-24F0/1-24F0/1-24F0/1-24网络互联与组网技术网络互联与组

27、网技术网络互联与组网技术网络互联与组网技术第1章 网络互连基本概念和网络互连设备第30页，本讲稿共33页n n1.2.1路由器路由器 1.1.路由器的作用路由器的作用 （1 1）路由与桥接）路由与桥接 （2 2）连接网络层与数据链路层）连接网络层与数据链路层 2.2.选择信息传送的线路选择信息传送的线路 3.3.路由器的分类路由器的分类 4.4.路由的优缺点路由的优缺点 网络互联与组网技术网络互联与组网技术网络互联与组网技术网络互联与组网技术第1章 网络互连基本概念和网络互连设备第31页，本讲稿共33页n n1.2.2多层交换机多层交换机 1 1、二层交换机、二层交换机 1 1）特点、工作原理）特点、工作原理 2 2、三层交换机、三层交换机 2 2）特点、工作原理）特点、工作原理网络互联与组网技术网络互联与组网技术网络互联与组网技术网络互联与组网技术第1章 网络互连基本概念和网络互连设备第32页，本讲稿共33页作业：准备P8”练习与思考”，下次课提问网络互联与组网技术网络互联与组网技术网络互联与组网技术网络互联与组网技术第1章 网络互连基本概念和网络互连设备第33页，本讲稿共33页