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互联网络概念概述及OSI模型,本次课教学目标,熟练掌握OSI模型、数据流的封装和解封装以及数据流在源和目的设备之间如何交换掌握HUB功能和工作原理，他们在网络中什么地方最适合掌握以态帧的构成能够选择适当的CISCO设备满足客户的网络需求,本节课教学目标,了解计算机网络的概念、构成及组建模型熟悉CISCO 网络图标掌握OSI 模型熟练掌握封装与解封装,目标一.了解网络的定义及其发展历史,什么是网络?,计算机网络用来连接什么？计算机网络中的设备分布在什么地方？设备间用什么连接？计算机网络的作用？把分布在不同地理区域的计算机与专门的外部设备用通信线路互连起来，从而达到互相传递信息，共享信息资源的目的。,网络发展历史简介,计算机网络的产生和发展,第一代计算机网络的诞生(计算机技术+通信技术)1946年产生第一台数字计算机1954年收发器终端的产生(线路控制器)60年代初，由多重线路控制器参与组成的网络，被称为第一代计算机网络- 面向终端的网络.,网络发展历史简介,计算机网络的产生和发展(Cont.),第二代计算机网络的诞生1964年，Baran提出存储转发概念1966年，David提出分组概念1969年，DARPA的计算机分组交换网ARPANET投入运行,标志着计算机网络进入一个新的时代,我们把这个时代的网络叫做“计算机-计算机网络”或“二层网络”.注:二层网络指计算机网络分为”资源子网”和”通信子网”,什么是通信子网和资源子网,网络发展历史简介,计算机网络的产生和发(Cont.),第三代计算机网络的诞生1977年OSI参考模型的提出，标志着计算机网络进入到第三个阶段:开放式标准化网络.,物理层,OSI 7层模型,数据链路层,网络层,传输层,会话层,表示层,应用层,1,2,3,4,5,6,7,计算机网络的产生和发展(Cont.),第四代计算机网络的诞生Internet技术的广泛应用高速网络的快速发展计算机网络将最终实现5个W,因此目前的时代应该是计算机网络的第四个时代-“Internet时代”注:5个W是指:任何人(whoever)在任何时间(whenever),任何地方(wherever)都能够和任何另一个人(whomever)通过网络传输任何信息(whatever),*定义网络组成(冗余备份 负载均衡*),总部Main Office,分部Branch Office,Home Office 电话拨号,移动用户Mobile Users,Internet公网,专线,目标二.熟悉Cisco网络图标,以下幻灯片将介绍Cisco网络图标,Cisco Icons and Symbols,Router,Network Cloud,End User,Serial Link,Circuit-Switched Link,Ethernet,PC,Laptop,File Server,Web Server,Key,Multilayer Switch,ATMSwitch,ISDNSwitch,Hub,Workgroup Switch,Bridge,PIX Firewall,Firewall,Modem,抽象派作品,Floor 2,Floor 1,Server Farm,定义网络组成*,Branch Office,Telecommuter,ISDN,远程用户,Campus,目标三.了解网络设计的层次模型及其特点,以下幻灯片将介绍网络设计的层次模型,网络设计的层次模型,Distribution Layer 分布层,Core Layer核心层,AccessLayer接入层,注意：这只是一个概念性的逻辑模型，而不是实际的物理连接模型。,End station entry point to the network把终端设备接入网络，提供本地服务,Access Layer 接入层,访问层特性,Access Layer 接入层的汇聚点Aggregation PointRoutes traffic路由流量 Broadcast/Multicast Domains广播/组播域Media Translation介质转换Security安全远程接入访问,Distribution Layer,分布层特性,核心层特性,Fast transport 尽可能快速传输No packet manipulation 一般不进行路由选择、访问列表控制、包过滤,Core Layer,网络层次模型的特点*,网络层次模型一般针对的是通信子网从下至上设备减少从下至上价格升高从下至上性能增强,目标四,理解OSI网络互连模型了解OSI层间传输过程,两台不通操作系统的PC机如何利用网络通信？,?,两台不通操作系统的PC机如何利用网络通信？,OSI,OSI,这样设计的OSI有什么缺点吗？,OSI模型概述,OSI 开放系统互连参考模型是一种协议规范，用来规范网络协议的设计与实现。引入OSI 参考模型的目的在于使得各厂家之间的网络设备能够互联互通,面向应用的上层Application (Upper) Layers,Session,Presentation,Application,OSI模型概述#,面向端到端的数据流Data Flow Layers,Transport Layer,Data Link,Network Layer,Physical,Transport,Data Link,Physical,Network,Presentation,Application,Session,Segment,Packet,Bits,Frame,PDU,OSI 层间通信（同一计算机中相邻层间的通信）,同一台计算机中相邻层之间的通信：发送数据时，从高层到低层接收数据时，从低层到高层每一层都有相关的协议,OSI中SAP的概念(service access point),N层次,N-1层次,SAP,Transport,Data Link,Physical,Network,Upper Layer Data,Upper Layer Data,TCP Header,Data,IP Header,Data,LLC Header,0101110101001000010,Data,MAC Header,Presentation,Application,Session,Segment,Packet,Bits,Frame,User data,封装数据,封装：把每一层的数据放置在包头和包尾之间，然后发送给下一层。,Upper Layer Data,解封装数据*,LLC Hdr + IP + TCP + Upper Layer Data,MAC Header,IP + TCP + Upper Layer Data,LLC Header,TCP+ Upper Layer Data,IP Header,Upper Layer Data,TCP Header,0101110101001000010,Transport,Data Link,Physical,Network,Presentation,Application,Session,应用层的作用,TelnetFTP,用户接口,EXAMPLES,Application,TelnetFTP,ASCIIEBCDICJPEG,用户接口,数据如何表示象加密这样的数据处理,EXAMPLES,Presentation,Application,应用层作用,TelnetFTP,ASCIIEBCDICJPEG,Keeping different applications data separate,用户接口,数据如何表示象加密这样的数据处理,Operating System/Application Access Scheduling同一系统运行多个不同的应用程序，如SQL, RPC,EXAMPLES,Session,Presentation,Application,应用层的作用,协调不同应用层数据,用户接口,数据如何表示象加密这样的数据处理,Transport Layer,Data Link,Network Layer,Physical,EXAMPLES,Session,Presentation,Application,应用层作用,数据流层作用,EIA/TIA-232V.35,EXAMPLES,Physical,两个设备之间位的运行规范电压，线速，线缆的针输出等,802.3 / 802.2HDLC,EIA/TIA-232V.35,EXAMPLES,Data Link,Physical,组合位到字节并把字节组合成帧使用MAC地址访问物理介质错误检查和纠错,两个设备之间位的运行规范电压，线速，线缆的针输出等,数据流层作用,802.3 / 802.2HDLC,EIA/TIA-232V.35,IPIPX,EXAMPLES,Network,Data Link,Physical,提供逻辑寻址，使路由器用来路径确定,组合位到字节并把字节组合成帧使用MAC地址访问物理介质错误检查和纠错,两个设备之间位的运行规范电压，线速，线缆的针输出等,数据流层作用,TCPUDPSPX,802.3 / 802.2HDLC,EIA/TIA-232V.35,IPIPX,EXAMPLES,Transport,Data Link,Physical,确定上层进程可靠或不可靠数据传输重传以前进行纠错,Network,提供逻辑寻址，使路由器用来路径确定,组合位到字节并把字节组合成帧使用MAC地址访问物理介质错误检查和纠错,两个设备之间位的运行规范电压，线速，线缆的针输出等,数据流层作用,TCPUDPSPX,802.3 / 802.2HDLC,EIA/TIA-232V.35,IPIPX,Presentation,Application,Session,EXAMPLES,Transport,Data Link,Physical,Network,确定上层进程可靠或不可靠数据传输重传以前进行纠错,提供逻辑寻址，使路由器用来路径确定,组合位到字节并把字节组合成帧使用MAC地址访问物理介质错误检查和纠错,两个设备之间位的运行规范电压，线速，线缆的针输出等,数据流层作用,分层的优点*,把网络任务分层，并定义标准的层间接口，可使各个独立的协议或者层更简洁便于学习和讨论协议规范的很多细节层间的标准接口便于工程模块化，使每种产品可以只完成某几层的功能创建了一个更好的互操作环境降低了复杂性，提高程序修改和产品开发的效率便于定位和排除故障每层利用紧邻的下层服务，并向紧邻的上层提供服务,目标五.了解物理层的特点及典型设备,以下幻灯片将对物理层进行介绍,定义介质类型连接器类型信号类型,Ethernet,802.3,V.35,Physical,EIA/TIA-232,物理层功能,物理层: Ethernet/802.3,Hub,Hosts,Host,10Base2Thin Ethernet 185m10Base5Thick Ethernet 500m,10BaseTTwisted Pair 100m,10M 802.3100M 802.3u 1000M 802.3z,A,B,C,D,Physical,所有设备在相同的冲突域所有设备在相同的广播域设备共享相同的带宽,Hubs 在物理层操作,Hubs: 一个冲突域,More end stations means more collisions使用CSMA/CD 载波侦听多路访问冲突检测协议(Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection) 先检测网络是否正在通信，如无通信则发送数据直到时间片用完为止，如有通信则等待一段时间后再检测检测网络有无冲突的方法：在发送数据的同时接收数据，如二者不同表明有冲突，反之无冲突,目标六.了解数据链路层及帧结构,以下幻灯片将介绍数据链路层,定义物理的源和目的地址指明上层所用的协议 (服务访问点) 网络拓扑 帧顺序流量控制面向连接和非面向连接,Data Link,Physical,EIA/TIA-232v.35,Ethernet,Frame Relay,HDLC,802.2,802.3,数据链路层功能,注意： 数据链路层分为LLC和MAC两个子层,Data,Source add,FCS,Length,Dest add,Variable,2,6,6,4,0000.0C xx.xxxx,Vendor assigned,IEEE assigned,MAC Layer - 802.3,Preamble,Ethernet II uses “Type” here and does not use 802.2.,MAC Address (Institute of Electrical and Electronics Engineers),8,# Bytes,MAC Layer - 802.3,局域网上的每个设备有唯一的MAC地址,Data,Dest SAP,Source SAP,Data,Source add,FCS,Length,Dest add,Variable,1,1,802.2 (SAP-指明高层协议类型),MAC Layer - 802.3,Ctrl,1 or 2,3,2,Preamble,Data,Dest SAPAA,Source SAPAA,Variable,1,1,802.2 (SNAP-子网访问协议),Ctrl03,1 or 2,OR,OUI ID,Type,# Bytes,# Bytes,LLC Layer - 802.2*,几个重要概念,面向连接的协议：该协议在开始传输数据之前需要在两端点之间预先建立联系。无连接的协议：该协议在开始传输数据之前不需要在两端点之间预先建立联系。可靠传输：传输过程具有差错检测和恢复功能。注意：面向连接的协议不一定提供差错恢复，而具有差错恢复的协议并不一定是面向连接的。差错检测：使用帧校验和FCS或者类似字段的包头和包尾来检测协议数据单元PDU中的比特错误，从而发现错误，并丢弃该PDU.差错恢复：对因发现错误而丢失的数据要作出响应，并重传送该数据。,协议综合比较,选择一个CISCO产品,Distribution Layer,Core Layer,AccessLayer,Application,Presentation,Session,Transport,Network,Data Link,Physical,OSI模型,PDU,功能职责,实例,练习： OSI模型,Application,Presentation,Session,Transport,Network,Data Link,Physical,OSI Model,PDU,Functional Responsibilities,Examples,Segment,Packet,Frame,Bits,Keeping different applications data separate,User Interface,Defines how data is presented,Defines reliable or unreliable delivery,Provide logical addressing which routers use for path determination,Combines bits into bytes and bytes into frames, offers access to media using MAC address and performs error detection not correction,Specifies voltage, wire speed and pin-out cables and moves bits between devices,TCP, UDPSPX,802.3 / 802.2HDLC,TIA/EIA-232V.35,IP, IPX,Telnet, HTTP,ASCII, EBCDIC, JPEG,Operating System/ Application Access Scheduling,练习答案,在网络环境内，使用OSI模型的优点有哪些？描述通讯过程中的封装和解封装过程。在一个hub连接的网络上有多少个广播域和冲突域？,问题复习,