IP网络基础知识培训

,*,主讲人：李晓东,IP,网络基础知识,IP,网络基础知识,主讲人：李晓东,内容提要,TCP/IP,体系结构,计算机网络及其分类,主要网络设备,泰州,IP,城域网简介,Internet,及应用,第一章 计算机网络及其分类,什么是计算机网络？,就是利用通讯设备和线路，将地理位置不同的、功能独立的多个计算机系统互联起来，以功能完善的网络软件（即由网络通讯协议、信息交换方式及网络操作系统等构成）实现网络中资源共享和信息传递的系统。,1,2,3,4,资源共享,硬件设备资源（如存储设备、打印设备、光驱、扫描仪等）,软件资源（如程序、数据、图像、数据库等）,计算机网络的功能,数据传输,改善可靠性,分布处理,将原来集中在一台大型计算机上所做的工作，分散到网络中其它计算机去并行处理,一般按网络规模和作用范围的大小进行分类，将计算机网络分为：局域网（,LAN,）、城域网（,MAN,）、广域网（,WAN,）和互联网（,Internet,）。,计算机网络的分类,分布距离,分布范围,网络分类,10m,房间,局域网,(LAN),100m,建筑物,1000m,校园,10km,城市,城域网,(MAN),100km,国家,广域网,(WAN),1000km,洲或洲际,互联网,Internet),计算机网络的分类,局域网,传输速率高：一般为,10Mbps-100Mbps,，光纤高速网可达,1000MbpS,。,局域网的特征,支持传输介质种类多。,通信处理一般由网卡完成。,传输质量好，误码率低。,有规则的拓扑结构。,局域网,局域网的组成,局域网一般由服务器、用户工作站、网卡、传输介质四部分组成,。,局域网,局域网的组成,网卡：将工作站式服务器连到网络上，实现资源共享和,相互通信，数据转换和电信号匹配。网卡,(NTC),的分类：,(1),按速率：,10Mbps,、,100Mbps,、,10/100M AUTO,、,1000M,(2),传输介质接口：单口：,BNC(,细缆,),或,RJ,一,45(,双绞线,),广播式：一台计算机发送的信息能被,其他所有的计算机接收。,点,-,点网络：,包含若干条电缆，每条都联接一对计算机或中间结点,。,局域网,局域网拓扑结构,局域网,局域网图例,局域网,网络资源的使用,程序,或数据的共享。,允许多个用户同时访,问同一个应用程序或数据文件,网络硬件资源,的共享,。如打印机的共享、,光盘刻录机的共享,第二章,TCP/IP,体系结构,网络协议概念,计算机之间的信息交流,网络上的计算机有各式各样的,。,硬件：微处理器不同、总线格式不同或网络部件不同；,软件：操作系统不同、网络应用软件不同。,它们导致了信息通讯中的形式可能不一致，通讯会出现困难,。,解决的办法：制定大家公认的通讯形式（标准语言），它应与软硬件结构无关,。,网络协议概念,计算机之间的信息交流,把大家公认的通讯形式（标准语言）称为网络协议。,协议是计算机彼此交流的标准语言。每台联网的计算机都必须配有标准语言（协议）,网络与协议是紧密联系在一起的，因特网使用的是称为,“,TCP,IP,”,的协议。,所有的网络操作系统都支持,“,TCP,IP,”,协议。,网络协议概念,一个计算机网络有许多相互连接的节点，这些节点之间不断进行数据交换，要做到有条不紊地交换数据，每个节点必须,遵守一些预先约定好的规则,，这些规则明确地,规定,了,所有交换数据的格式,以及,有关的同步问题,。,这些为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定即称为网络协议,。,分层的网络体系结构,通信网主要是若干个用户终端（信源和信宿）、节点（信息处理和交换）以及它们之间的传输链路组成。这是一种物理结构的描述。若从逻辑结构上来描述，计算机通信网是网络功能分层和协议的集成，即所谓网络体系结构。,网络体系结构,1,2,分层的网络体系结构,协议分层结构,协议为什么要分层？,分层的网络体系结构,协议分层结构,网络的主要功能：,通过数据链路控制、误码监测和重传，实现无差错传输；,通过寻址、路由选择，绕过有故障和繁忙的节点和链路；,适应缓冲区容量，避免重发长信息，报文分组和信息组装,功能；,用户终端和网络之间的速率匹配，缓冲信息流量控制；,用户会话管理，请求、响应方式；,复杂！,分层的网络体系结构,协议分层结构,分层,完整而有效地实现上述功能的网络是很复杂的，为了便于理解和实现，通常将这些功能分解为若干个部分，即所谓的分层。,好处,：,通过对网络结构分层，使各层相对独立，层间通过接口连接，这样各层可以采用最适合的技术和工作方法，灵活性好，易于实现和维护，易于标准化。,OSI,参考模型,随着网络技术的进步和各种网络产品的出现，一个实际问题摆在人们面前就是对网络公司或广大用户来说，希望解决不同系统的互联问题。,1977,年，国际标准化组织（,ISO,）在分析和消化已有网络基础上，提出了一种不基于特定机型、操作系统或公司的分层网络体系结构，即开放系统互联参考模型（也就是,OSI,参考模型）。,1,目的,2,OSI,参考模型,应用层,表示层,会话层,传输层,网络层,数据链路层,物理层,应用层,表示层,会话层,传输层,网络层,数据链路层,物理层,节点,A,节点,B,传输媒介,低,高,OSI,参考模型,物理层,物理层并不是指连接计算机的具体的物理设备或具体的传输媒体。,物理层的功能定义为“在数据链路实体之间提供激活、维持和释放用于传输比特的物理连接的方法，这些方法有机械的、电气的、功能的特征”。,OSI,参考模型,数据链路层,数据链路,是指物理链路加上必要的通信规程，就像一个数字管道。,其主要功能归纳为,:,(1),成帧,(2),流量控制,(3),差错控制,(4),链路管理,(5),将数据和控制信息分开,(6),透明传输,(7),寻址,OSI,参考模型,网络层,网络层主要负责从源端向目的端传送分组。,其主要功能归纳为,:,(1),路由选择,(2),流量控制,(3),拥塞控制,(4),差错控制,(5),网络互联,(6),根据传输层的要求选择网络服务质量,OSI,参考模型,传输层,传输层是整个网络体系结构中的关键部分，它是利用通信子网提供的服务，实现两个用户进程之间端到端的可靠通信。,其主要功能归纳为,:,(1),寻址,(2),多路复用,(3),连接建立、数据传送和连接拆除,(4),流量控制,(5),差错控制,OSI,参考模型,高层协议,会话层。负责会话的管理和数据传输的同步。,表示层。负责数据格式的转换。,应用层。提供与用户进程的接口。,TCP/IP,体系结构,TCP,IP,协议是,因特网,上标准的网络协议。,TCP,IP,协议包括,传输控制协议,TCP,和,网际协议,IP,两部分,TCP/IP,这个术语还包括许多与之相关的协议和应用程序,是一个协议族。除,IP,和,TCP,外，还有地址解析（,ARP,）、反向地址解析（,RARP,）、差错与控制协议（,ICMP,）、路由协议、用户数据报协议（,UDP,）等等。,TCPIP,协议,TCP/IP,体系结构,TCP/IP,结构功能,应用层,表示层,会话层,传输层,网络层,数据链路层,物理层,应用层,FTP Telnet,NFS,SMTP SNMP,XDR,TFTP HTTP,RPC,传输层,RTP RSVP,PVP NVP,TCP UDP,St-,数据应用,网络层,IP ICMPM,GGP EGP IGP,St-, SCMP,网络接口层,LAN,，,X.25,，,SMDS,，其它网络,传输介质（双绞线，同轴线，光缆，无线等）,TCP/IP,OSI,参考模型,TCP/IP,体系结构,IP,（,Internet Protocol,），网际协议；,IP,是,TCP/IP,的底层，高层协议都要转化为,IP,包，,IP,包含了源地址和目的地址，路由决策也发生在,IP,层,。,协议介绍,计算机网络通信中，,IP,协议起着核心作用：,其一,，提供无连接的数据报传输机制，虽不能保证传输的可靠性，却简单有效；,其二,，利用,IP,地址和,IP,数据报将各种物理网络技术统一起来，达到屏蔽底层细节，向上提供一致性目的；,其三,，,IP,数据报传送及其在网间路由选择，即,IP,路由选择,.,子网,1,子网,2,子网,n,该往哪儿传？,某些包也可能,经其它路径传输,IP,协议寻找目的地,TCP/IP,体系结构,甲,已,TCP/IP,体系结构,TCP,（,Transmission Control Protocol,），传输控制协议。,TCP,运行在,IP,之上，是基于数据流连接和面向的协议，应用程序把数据要经过,TCP/IP,的分割成若干包，这样数据就以字节流发送和接收，到达目的地后，,TCP/IP,再按顺序进行组装。,TCP/IP,要保证机器与机器之间的连接的可靠性，还要有纠错。,TCP,是否被选择，取决于应用程序或服务,。,协议介绍,TCP/IP,体系结构,TCP,：我只管分割,拼装报文，传错了找,我。怎么传不管！,IP,：我只管设法传到，,出错别找我！,TCP / IP,ARP,（,Address Resolution Protocol,） ，地址解析协方，把,IP,地址转换为硬件物理地址，比如我们所用的网卡的物理地址，类似,aa:bb:cc:dd:ee:ff,。,ICMP,（,Internet Control Message Protocol,），网际报文协议；它包括了数据包的错误、控制等相关信息。比如,ping,命令就是利用,ICMP,来测试一个网络的连接情况的工具,。,UDP,（,User Datagram Protocol,） ，用户数据报协议 ，与,TCP,一样运行在,IP,之上，是基于数据报或分组的协议，,UDP/IP,可以直接发送和接收数据报文，而不必做验证，这一点与,TCP/IP,不同。,TCP,是否被选择，取决于应用程序或服务,。,TCP/IP,体系结构,协议介绍,TCP/IP,体系结构,TCP/IP,的三个关键点,TCP/IP,是一族用来把不同的物理网络联在一起构成网际网的协 议。,TCP/IP,联接独立的网络形成一个虚拟的网，在网内用来确认身份的不是物理网络地址，而是,IP,地址,。,TCP/IP,使用多层体系结构，该结构清晰定义了每个协议的责任。,TCP,和,UDP,向网络应用程序提供了高层的数据传输服务，并都需要,IP,来传输数据包。,IP,有责任为数据包到达目的地选择合适的路由。,在,Internet,主机上，两个运行着的应用程序之间传送要通过主机的,TCP/IP,堆栈上下移动。在发送端,TCP/IP,模块加在数据上的信息将在接收端对应的,TCP/IP,模块上滤掉，并将最终恢复原始数据。,IP,地址,IP,地址概说,IP,地址是标识主机在网络中的位置，象是一个门牌号一样。,IP,地址,互联网在概念上分为三个层次,互联网,网络,1,网络,n,主机,主机,主机,主机,主机,网络,互联网,IP,地址,IP,地址格式,IP,地址是一种层次型地址，分为网络标识和主机标识两个部分。,网络号,主机号,IP,地址是由四个字节组成，格式,为,A:B:C:D,，每个字节又是由,8,位二进制数字组成，也就是这样的格式,xxxxxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx,比如,11000000.10101000.00000001.00000001,换算成十进制就是,192.168.1.1,。,IP,地址,掩码,地址中哪几位用来识别网络，哪几位用来识别主机，是通过网络掩码来实现的,。,网络掩码也是一个四字节的数，如果换算成二进制的数字，对应网络部份为,1,，而主机部份为,0,。,比如掩码为,255.255.255.0,，换算成二进制就是,11111111.11111111.11111111.11111111.00000000,IP,地址,示例,1,11000000.10101000.00000001.00000001,192 . 168 . 1 . 1,11111111.11111111.11111111.00000000,255 . 255 . 255 . 0,Ip,地址,掩码,网络,主机,提示：,192.168.1.0-192.168.1.255,属于同一网络。,网络号位数,24,位,IP,地址,示例,2,11000000.10101000.00000001.00000001,192 . 168 . 1 . 1,11111111.11111111.11111111.,11111000,255 . 255 . 255 . 248,Ip,地址,掩码,网络,主机,提示：,192.168.1.0-192.168.1.7,属于同一网络。,网络号位数,29,位,IP,地址,网络地址和广播地址,每个网络都有一个网络地址和广播地址,。,网络的第一个地址是网络地址，用来标识网络,。,例如,192.168.1.0/24,网段 网络地址：,192.168.1.0,网络的最后一个地址是广播地址,。,例如,192.168.1.0/24,网段 广播地址：,192.168.1.255,主机不能使用网络地址与广播地址,。,第三章,Internet,及应用,Internet,的概念,什么是Internet?,简单地说，,Internet,是由世界各地数以千万计的大大小小的电脑和传输线路构成的网，可以交换信息，共享资源，并以此为基础实现各种计算机通信应用项目。,Internet,的概念,Internet,具有的特点,有众多的计算机网络互联组成；,是一个世界性的网络；,主要采用,TCP/IP,技术；,采用分组交换技术；,由众多路由器连接而成；,是一个信息资源网。,Internet,的概念,NSP,NSP,NSP,ISP,ISP,路由器,网络服务,提供商,因特网主干网,因特网,服务商,电话线,DDN,专线,干线网,HUB,干线网,Internet,的应用,网络浏览,Internet,的应用,Internet,的应用,下载上传,电子邮件（,Electronic Mail,）系统功能：,邮件制作与编辑,信件发送,收信通知,信件阅读与检索,信件回复与转发,信件管理,Internet,的应用,电子邮件,Internet,的应用,存储中介,网易网盘,中国活动通信, 主要网络设备,集线器,何为,集线器？,集线器的英文称为,“,Hub,”,。,“,Hub,”,是,“,中心,”,的意思，集线器的主要功能是对接收到的信号进行再生整形放大，以扩大网络的传输距离，同时把所有节点集中在以它为中心的节点上。它工作于,OSI(,开放系统互联参考模型,),参考模型第一层，即,“,物理层,”,。集线器与网卡、网线等传输介质一样，属于局域网中的基础设备，采用,CSMA/CD,（一种检测协议）访问方式。,1,3,2,集线器,集线器图例,集线器,集线器数据传输方式,主机之间传输数据包时，都是以广播方式传输的，把数据包发送到每一个端口,，,再由每一个终端根据数据包头的地址确定是否接收。这样同一时刻只能传输一组数据，发生冲突还得重试,。,集线器,HUB,联网图,A,B,C,D,E,A,B,数据,丢弃,接受,二层交换机,何为二层交换机？,二层交换技术是发展比较成熟，二层交换机属数据链路层设备，可以识别数据包中的,MAC,地址信息，根据,MAC,地址进行转发，并将这些,MAC,地址与对应的端口记录在自己内部的一个地址表中。,1,2,3,二层交换机,二层交换图例,二层交换机,二层交换机工作流程,（,1,）当交换机从某个端口收到一个数据包，它先读取包头中的源,MAC,地址，这样它就知道源,MAC,地址的机器是连在哪个端口上的；,（,2,）再去读取包头中的目的,MAC,地址，并在地址表中查找相应的端口；,（,3,）如表中有与这目的,MAC,地址对应的端口，把数据包直接复制到这端口上；,（,4,）如表中找不到相应的端口则把数据包广播到所有端口上，当目的机器对源机器回应时，交换机又可以学习一目的,MAC,地址与哪个端口对应，在下次传送数据时就不再需要对所有端口进行广播了。,A,B,C,D,E,A,B,数据,二层交换机,交换机,HUB,工作在物理层，交换机工作在数据链路层。,HUB,共享带宽，效率低；交换机独享带宽，效率高。,HUB,广播方式传输数据；交换机端口交换的方式传输,数据。,二层交换机,与集线器的区别,路由器,路由器概念,路由,所谓,“,路由,”,，是指把数据从一个地方传送到另一个地方的行为和动作。,路由器,执行,“,路由,”,这种行为动作的机器，它的英文名称为,Router,。是使用一种或者更多度量因素的网络层设备，它决定网络通信能够通过的最佳路径。路由器依据网络层信息将数据包从一个网络前向转发到另一个网络。路由器工作在网络层。,路由器,路由器图例,MSR20-20,前面板,MSR20-20,后面板,SR8808,路由器,路由器功能,路由器是一种连接多个网络或网段的网络设备，它能将不同网络或网段之间的数据信息进行转发，以使它们能够相互通信，从而构成一个更大的网络。,路由器有两大功能：,数据通道功能：包括转发决定、背板转发以及输出链路,调度等，一般由特定的硬件来完成；,控制功能：一般用软件来实现，包括与相邻路由器之间,的信息交换、系统配置、系统管理等。,路由器,与二层交换机区别,工作层次不同,交换机工作在,OSI,的第二层（数据链路层）,路由器工作在,OSI,的第三层（网络层）。,传统的交换机只能分割冲突域，不能分割广播域；,而路由器可以分割广播域。,数据转发所依据的对象不同,交换机是利用物理地址或者说,MAC,地址来确定转发数据,的目的地址。,而路由器则是利用不同网络的,ID,号（即,IP,地址）来确定,数据转发的地址。,三层交换机,前面讲到，局域网间的通信可以利用外部路由器来完成，但外部路由器的主要用途是连接广域网，其内部交换性能在设计上并没有作专门重点的考虑，所以局域网间通讯在路由器处的延迟是比较大的。而且交换能力强大的外部路由器价格非常昂贵。,正是因为此种原因，很多厂商直接在交换机内集成了路由器功能（第三层交换），一个具有三层交换功能的设备，是一个带有第三层路由功能的第二层交换机，但它是两者的有机结合。,三层交换机,三层交换机图例,三层交换机,三层交换机典型应用,第五章 泰州,IP,城域网简介,泰州,IP,城域网是一张覆盖四市两区、下达各县市乡镇的,IP,宽带综合网络。市县骨干采用,622M DPT,（,动态分组传送,）环网，可同时开展宽带上网、,VPN,专线、,IP,电话等各项业务。,IP,城域网概说,市广电中心,622M,DPT RING,DPT RING,622M,GSR_A,姜堰,靖江,泰兴,兴化,C75JJ_A,C75TX_A,C75XH_A,C75JY_A,青年分中心,C72TX_C,C72TX_B,C72JJ_B,C72JJ_C,C72XH_B,C72XH_C,C72XH_D,高港分中心,鲍坝分中心,拓扑图,市到县骨干,GSR_A,C75B,C75D,C65A,C4B1,C4C1,中心,高港,青年,C75C,C4B1,鲍坝,拓扑图,市区,DPT,及千兆环,C65A,C4A1,C4C1,C3A001,C3A002,C3A003,C3A004,C3A102,C3A103,C3A104,九龙,泰东,寺巷,塘湾,刁铺,野徐,白马,C3A105,永安洲,海光,C3B001,C3C001,试采,高港,拓扑图,乡镇联网,下行端口,混合器,CMTS,混合器,光收模块,反向,光发模块,光收模块,光发射机,光发射机,反向光接收机,有线电视分配网,有线电视分配网,反向,光发模块,反向光接收机,上行端口,光工作站,光工作站,互联网,数字电视信号,模拟电视,信号,小区接入网,Cable Modem,接入,小区接入网,EPON+EOC,混合器,光站,光发射机,光发射机,有线电视分配网,有线电视分配网,数字电视信号,模拟电视,信号,光站,OLT,互联网,光,分,路,器,ONU,ONU,EOC,混,合,器,EOC,混,合,器,小区接入网,EPON+LAN,课程结束 谢谢！,