网络基础介绍及交换网络 1要点课件.ppt

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1、第一课 网络基础介绍及交换网络,网络设备功能及原理局域网交换机的工作原理掌握VTP/STP 协议掌握VLAN的基本概念和网络功能掌握HSRP的基本概念和网络功能了解IP访问控制列表ACL,学习完本课程，您应该能够：,学习目标,OSI主要内容,1、OSI七层模型及其优点2、各层的功能3、常见局域网工作原理4、TCP/IP简单介绍,减少复杂性使接口标准化简易模块工程确保互相沟通技术加速技术的发展简化教学,OSI七层模型,各层的功能,对等层通讯,数据封装,Data,ApplicationHeader,Data,PresentationHeader,Data,SessionHeader,Data,Tr

2、ansportHeader,Data,NetworkHeader,0101101010110001,Data,FrameHeader,局域网,地理范围比较小传输速率高出错率较小,物理拓扑,总线型,环型,星型,扩展星型,层次型,网状型,局域网的基本设备,1、第一层设备：中继器、集线器以及各种连接媒体（双绞线、光纤、同轴电缆等）2、第二层设备：网卡、网桥、交换机等3、第三层设备：路由器4、第七层设备：各种PC机、打印机、服务器及做为未知网络设备的网络云,物理层,1、定义介质的标准2、定义接口标准3、布线标准4、电气特性5、编码（数据与电信号的转换）,局域网的传输媒体,局域网的传输媒体主要有以下几种

3、：1、非屏蔽双绞线：导线两两绞在一起，以减少干扰信号的影响，现在局域网用的最多的就是非屏蔽双绞线。2、屏蔽双绞线：导线也是两两绞在一起，而且在导线外再加一个屏蔽层，减少干扰，缺点是必须接地。3、同轴电缆：电缆的中间是铜导体，外面是绝缘体，最外面是编织的铜线或金属导体，类似于有线电视的导线。4、光纤：利用光来传输信号，价格昂贵，但不受电磁波的干扰，传输质量高，距离远。,RJ45接头,1,8,RJ45 568A,1,8,RJ45 568B,RJ45接头线序的排列有两种标准：568A和568B,数据链路层,1、定义MAC地址（物理地址）2、网络拓扑3、流量控制4、局域网的标准,数据链路层,Physi

4、cal(bits,signals,clocking),LAN,Data Link(frames),数据链路子层,LLC refers upward to higher-layer software functionsMAC refers downward to lower-layer hardware functions,Media Access Control,Logical Link Control,Network,Data Link,Physical,LLC,MAC Frame,802.2 LLC,MAC,Packet or Datagram,MAC地址,24 bits,24 bits,

5、组织标识,系列号,00 60 2F,CISCO,设备编号,3D 07 BA,Ethernet/802.3工作原理,A,B,C,D,D,B and C,Ethernet/802.3广播,A,B,C,D,Ethernet/802.3冲突解决机制,A,B,C,D,Collision,A,B,C,D,JAM,JAM,JAM,JAM,JAM,JAM,网络层,选择到达目的地的最佳路径基本功能：1、第三层的地址（逻辑地址）2、分配第三层地址3、确定最佳的访问路径,路径选择,地址分配描述了媒体所连接的路径,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,地址：网络号和主机号,1.1,2.1,3.1,1.2,1

6、.3,Network,Host,1,123,2,1,3,12,3.2,网络地址是路由器用来决定路径主机地址特指网络上的某个设备或端口,协议地址,TCP/IPExample,Novell IPXExample,Network,Node,10.,8.2.48,Network,Node,1aceb0b.,000.0c00.6e25,在第三层有多中的协议地址如：IP、IPX及AppleTalk等,IP地址,Ethernet,Varies with subnet mask,32 bits,8,16, or 24 bits,Network,Host,IP地址分类,Network(16),Host(16),

7、Network(8),Host(24),Network(24),Host(8),A类地址,B类地址,C类地址,D类和E类地址保留用于组播和实验用,Network,Network,Network,Network,Network,Network,0,10,110,网络地址和广播地址,主机部分全部为0的是网络地址主机部分全部为1的是广播地址,A类地址：,B类地址：,C类地址：,网络地址 广播地址,11.0.0.0,201.130.6.0,201.130.6.255,150.150.0.0,150.150.255.255,11.255.255.255,子网,Network,Host,Network,H

8、ost,Subnet,无子网,带子网,在传统无子网的网络中，经常造成IP地址的浪费。每个A类网可以容纳1600多万台主机，B类可容纳65000多台，多数情况下会浪费IP地址。子网的划分使网络管理员更有弹性的管理网络和节约IP地址。划分子网是从主机部分借用一部分地址位作为子网。,子网掩码,10000010,00000000,11111111,IP：130.5.2.144,掩码：255.255.255.0,00000101,11111111,11111111,10010000,00000010,利用子网掩码来确定借用的位数。在传统子网中，全0子网是不能使用的。但现在的设备基本上都支持使用0子网,网

9、络部分是130.5.2 主机部分是144,私用的IP地址,10.0.0.0-10.255.255.255172.16.0.0-172.31.255.255192.168.0.0-192.168.255.255,这三组IP地址在公共网络上没有被分配，保留给私人使用，不需要申请，但是同时也没办法连接到公网上。一种办法就是使用地址转换（NAT）。,IP地址分配,静态地址分配: 手动为计算机配置一个IP地址动态地址分配: 让系统自动分配一个地址，以下是几种动态地址分配协议 反向地址解析协议(RARP) 启动引导协议(BOOTP) 动态主机配置协议(DHCP),地址解析协议(ARP),一个设备发送数据包

10、到目的设备，封装的目的IP和MAC要与目的设备的IP和MAC都匹配，才能被目的设备所接收。在初使状态下，是不知道目的设备的MAC地址的，为了使数据包封装正确，在传送数据包之前，先使用地址解析协议去获得目的设备的MAC地址，同时在内存中建立一张地址表，把IP地址映射到对应的MAC地址，传送数据时，从内存中读出并做正确的封装。,ARP的工作,10.10.10.1,10.10.10.1,10.10.10.2,10.10.10.3,10.10.10.4,1、要到10.10.10.4但内存中没有相应的MAC地址,ARP请求,ARP应答,2、发出ARP请求3、收到ARP应答4、构建地址表5、再次传送时直接

11、从内存读取,MAC IP,10.10.10.2,10.10.10.3,10.10.10.4,09-00-20-67-92-89,00-00-a2-05-09-89,02-60-8c-01-02-03,访问远端网络中的ARP,X,Y,X,Y,X发ARP请求,Y发ARP应答,目的地在本地网络,目的地不在本地网络,X发ARP请求,A发ARP应答,路由器A,因为ARP是广播，无法通过路由器，所以如果目的不在本网络，ARP请求由路由器来应答，数据包封装的目的MAC地址使用网关的MAC地址，目的IP不变。,目的在子网内,10.10.0.2,A,全1,10.10.0.4,10.10.0.3,10.10.0.

12、4,B,C,A,10.10.0.2,ARP请求,A,A,10.10.0.2,C,10.10.0.4,ARP应答,C,C,10.10.0.4,A,10.10.0.2,DATA,A,源：A 目标：C,10.10.0.3,IP,10.10.0.4,MAC,B,?,目的在子网外,10.10.0.1 E0,10.20.0.1 E1,10.10.0.2,A,10.10.0.3,B,10.20.0.2,C,全1,10.10.0.1,A,10.10.0.2,ARP请求,A,A,10.10.0.2,E0,10.10.0.1,ARP应答,Router,E0,10.20.0.2,A,10.10.0.2,DATA,A

13、,源：A 目标：C,C,10.20.0.2,E1,10.10.0.2,DATA,Router,经过路由器以后,代理ARP,X,Y,路由器A,在没有使用代理ARP时，主机访问远端主机，需要预先设置默认网关，ARP请求的目的IP是网关IP。如果没有预先设置默认网关，ARP请求的目的IP是主机Y的IP，当路由器没有起用代理ARP时，ARP请求无人应答，当起用了代理ARP时，路由器代替主机Y应答，把自己的MAC的返回主机X。,使用网络地址路由,DestinationNetwork,Router Port,10.1.0.0,E0,10.2.0.0,E1,10.3.0.0,E2,Router Addres

14、s,10.1.23.7,10.2.5.3,10.3.15.14,10.1.0.0,10.2.0.0,10.3.0.0,E0=10.1.23.7,E1=10.2.5.3,E2=10.3.15.14,网络部分用来做路径选择,主机部分用来确定路由器的端口,静态路由,存根网络,只存在单独的一个网络连接不需要做路由更新,B,A,当在存根网络中（只有一个网络连接）不需要使用动态路由，静态路由减少系统开销。,缺省路由,Company X,Internet,10.0.0.0,172.34.56.0,路由表,找不到到目的网络的出口就试着从缺省路由器B路有,C,B,A,如果配置了缺省路由，网络中使用动态路由的路由

15、器在找不到目的网络入口时，尝试着从缺省网络路由,动态路由,路由器将路由表信息发送给它的邻居,路由表,路由表,路由协议,路由协议,动态路由协议使路由器互相学习网络地址，动态的找出最佳的路径。动态路由协议有（RIP、IGRP、EIGRP和OSPF等）,自治系统,自治系统100,自治系统200,外部网关路由协议EGP,内部网关路由协议IGP,自治系统使网络便于管理且减小路由表的大小。但不同自治系统之间不能直接做路由更新，必须使用外部路由协议。,动态路由协议RIP,19.2 kbps,T1,T1,T1,RIP是一种比较老的路由协议，计算最佳路径的参数是跳数（hops），则经过几个路由器，经过一个路由器

16、是一跳。,动态路由协议IGRP,19.2 kbps,T1,T1,T1,IGRP和EIGRP是CISCO开发的路由协议，IGRP计算最佳路径的参数除了跳数，还有带宽、延迟、负载和可靠性，缺省是使用带宽和延迟。,传输层,1、分割上层的应用程序2、建立点到点的连接3、差错校验4、流量控制（端口号、窗口、序列号、确认号）,端口的应用,面向连接的会话（三次握手）,序列号A,序列号B，确认号 A+1,序列号A+1，确认号B+1,数据传送,Sender A,Receiver B,连接建立,窗口控制技术,Window size = 1,Send 1,Receive 1,Ack 2,Send 2,Receive

17、 2,Ack 3,Send 1,Send 2,Receive 1,Receive 2,Window size = 3,Send 3,Receive 3,Ack 4,Send 4,Sender,Receiver,Sender,Receiver,可靠传输保证机制,Sender,Receiver,Send 2,Send 1,Send 3,Ack 4,Send 5,Send 4,Send 6,Ack 5,Send 5,Ack 7,1,2,3,4,5,6,1,2,3,4,5,6,会话层,建立、管理和终止应用程序的会话 1、协商交谈方式（同时或交付式） 2、同步化（确定断点和恢复对话）,交互式对话和同时对话,A,B,B,A,会话层协议,网络文件系统（NFS）结构化查询语言（SQL）远端程序呼叫（RPC）X-windows系统DNA会话控制协议（SCP）,表示层,1、确保系统能准确读取数据2、数据的格式3、数据结构4、协调应用层的数据应用语法,表示层的功能,1、数据格式（文本、图形、声音和图象）2、对数据进行加密和解密3、对数据进行压缩和解压缩,应用层,为应用程序提供网络服务（如：电子邮件、文件传输、超文本传输协议HTTP、网络管理等）,