互联网基础知识及应用

-,*,-,单击此处编辑母版标题样式,互联网通信基础知识及应用,中国联合通信网络公司延边州分公司,集团客户响应中心,互联网通信基础知识及应用,集团客户响应中心的日常维护工作涉及面非常广，需要掌握大量的业务知识和技术。主要包括,:,互联网基础知识及应用,接入网基础知识及应用,传输网基础知识及应用,基础网基础知识及应用,路由和交换技术及应用,工作中的四要素：,一、实践,二、原理,三、经验,四、沟通,互联网通信基础知识及应用,1,、掌握各种网络拓扑结构,2,、了解,LAN,和,WAN,的定,3,、了解,OSI,七层模型,4,、了解以太网原理,5,、掌握,IP,地址分类和进行子网地址划分,了解,ARP,协议,了解,RARP,协议,了解,ICMP,协议,目标,互联网通信基础知识及应用,拓扑结构：,总线、星型、树型,环型、网型,常见网络拓扑结构,互联网通信基础知识及应用,互联网通信基础知识及应用,LAN,的定义,LAN,定义：通常指几公里以内的，可以通过某种介质互联的计算机、打印机、,modem,或其他设备的集合。,特点：距离短、延迟小、数据速率高、传输可靠。,标准（,standard,）：描述了协议的规定，设定了最简的性能集。,互联网通信基础知识及应用,LAN,常用设备,LAN,的设计目标：,运行在有限的地理区域；,允许同时访问高带宽的介质；,通过局部管理控制网络的私有权利；,提供全时的局部服务；,联接物理相临的设备。,HUB,交换机,路由器,ATM,交换机,互联网通信基础知识及应用,广域网的定义与分类,WAN,定义：在大范围区域内提供数据通信服务，主要用于互连局域网。,WAN,分类：,共用电话网：,PSTN,综合业务数字网：,ISDN,数字数据网：,DDN,X.25,共用分组交换网,帧中继：,Frame Relay,异步传输模式：,ATM,互联网,互联网通信基础知识及应用,广域网的交换模式,电路交换：基于电话网的电路交换,优点：时延小、透明传输；,缺点：带宽固定，网络资源利用率低。,分组交换：以分组为单位存储转发优点：多路复用，网络资源利用率高；,缺点：实时性差。,优点：多路复用，网络资源利用率高；,互联网通信基础知识及应用,广域网的常用设备,WAN,的设计目标：,运行在广阔的地理区域；,通过低速串行链路进行访问；,网络控制服从公共服务的规则；,提供全时的或部分时间的联接性；,联接物理上分离的、遥远的、甚至全球的设备。,Modem/CSU/DSU,路由器,广域网交换机,接入服务器,互联网通信基础知识及应用,带宽与延迟,带宽：描述网络上数据在一定时刻从一个节点传送到任意节点的信息量。,以太网带宽：,10M,、,100M,、,1000M,等。,广域网各类服务带宽。,Modem,拨号上网带宽为,56kbps,ISDN BRI,带宽最高为,128Kbps,E1/PRI,带宽为,2Mbps,E3,带宽为,34Mbps,STM-1,带宽为,155Mbps,延迟：节点间数据传送所需要的时间。,协议,定义,计算机通信网,是由许多具有信息交换和处理能力的节点互连而成的,.,要使整个网络有条不紊地工作,就要求每个节点必须遵守一些事先约定好的有关数据格式及时序等的规则。 这些为实现网络数据交换而建立的规则、约定或标准就称为,网络协议,。,协议是通信双方为了实现通信而设计的约定或通话规则。,协议总是指某一层的协议。准确地说，它是在同等层之间的实体通信时，有关通信规则和约定的集合就是该层协议，例如,物理层,协议、,传输层,协议、应用层协议。,互联网通信基础知识及应用,OSI,网络参考模型,OSI RM,：开放系统互连参考模型（,Open System Interconnection Reference Model,）,互联网通信基础知识及应用,七层功能,分层有什么好处？,应用层,表示层,会话层,传输层,网络层,数据链路层,物理层,1,2,3,4,5,6,7,底层,:,负责网络数据传输,高层,:,负责主机之间的数据传输,互联网通信基础知识及应用,七层功能,应用层,表示层,会话层,传输层,网络层,数据链路层,物理层,1,2,3,4,5,6,7,提供应用程序间通信,处理数据格式、数据加密等,建立、维护和管理会话,建立主机端到端连接,寻址和路由选择,提供介质访问、链路管理等,比特流传输,互联网通信基础知识及应用,对等通信,每一层利用下一层提供的服务与对等层通信；每一层使用自己的协议,Host A,Host B,APDU,PPDU,SPDU,Segment,Packet,Frame,Bit,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,互联网通信基础知识及应用,数据封装与解封装,数据封装和解封装过程。,Data,H,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,Data,Data,H,H,Data,H,Data,Data,H,H,互联网通信基础知识及应用,内容介绍,第,2,章,OSI,网络参考模型,第,1,节,OSI,网络参考模型概述,第,2,节 物理层,第,3,节 数据链路层,第,4,节 网络层,第,5,节 传输层,第,6,节 会话层、表示层和应用层,互联网通信基础知识及应用,物理层,(1),物理层：定义电压、接口、线缆标准、传输距离等。,物理层线缆：,同轴电缆（,coaxical,cable,）：细缆和粗缆,双绞线（,twisted pair,）：,UTP,、,STP,光纤（,fibre,）,无线电波（,wireless radio,）：无线局域网,WLAN,互联网通信基础知识及应用,物理层,(2),局域网与物理层,线缆标准：,10Base-T,、,100Base-T,、,100Base-TX/FX,、,1000Base-T,、,1000Base-SX/LX,；,网络设备：中继器、集线器等。,广域网与物理层,DTE,设备：路由器、终端主机等；,DCE,设备：广域网交换机、,Modem,等；,常见接口：,RS-232,、,V.24,、,V.35,等。,互联网通信基础知识及应用,MAC/,物理地址,MAC,地址有,48,位，华为产品前,3,个字节是,0x00E0FC,。,00e0.fc01.2345,厂商编号,序列号,24 bits,24 bits,00e0.fc01.2345,Rom,Ram,互联网通信基础知识及应用,内容介绍,第,2,章,OSI,网络参考模型,第,1,节,OSI,网络参考模型概述,第,2,节 物理层,第,3,节 数据链路层,第,4,节 网络层,第,5,节 传输层,第,6,节 会话层、表示层和应用层,互联网通信基础知识及应用,数据链路层,数据链路层分为,2,个子层：,LLC,子层和,MAC,子层。,数据链路层的功能：,物理地址定义,网络拓扑结构,链路参数,差错验证,物理介质访问,流控制（可选）,互联网通信基础知识及应用,局域网,与数据链路层,IEEE802,标准：当今最为流行的,LAN,标准,IEEE802.1,基本局域网问题,IEEE802.2,定义,LLC,子层,IEEE802.3,以太网标准,IEEE802.4,令牌总线网,IEEE802.5,令牌环网,LAN,数据链路层设备：,HUB,、网桥、以太网交换机,互联网通信基础知识及应用,广域网,与数据链路层,WAN,数据链路层标准：,HDLC,PPP,ISDN,X.25,Frame Relay,WAN,数据链路层设备：,Modem,、,ISDN,终端适配器,广域网交换机,互联网通信基础知识及应用,内容介绍,第,2,章,OSI,网络参考模型,第,1,节,OSI,网络参考模型概述,第,2,节 物理层,第,3,节 数据链路层,第,4,节 网络层,第,5,节 传输层,第,6,节 会话层、表示层和应用层,互联网通信基础知识及应用,网络层,寻址与路由选择,应用层,表示层,会话层,传输层,网络层,数据链路层,物理层,互联网通信基础知识及应用,网络地址,网络层地址由两部分地址组成：网络层地址和主机地址。网络层地址是全局唯一的。,IP,地址,IPX,地址,网络地址,主机地址,10.,8.2.48,网络地址,主机地址,1aceb0b1.,0000.0c00.6e25,互联网通信基础知识及应用,内容介绍,第,2,章,OSI,网络参考模型,第,1,节,OSI,网络参考模型概述,第,2,节 物理层,第,3,节 数据链路层,第,4,节 网络层,第,5,节 传输层,第,6,节 会话层、表示层和应用层,互联网通信基础知识及应用,传输层,传输层功能：,分段上层数据；,建立端到端连接；,将数据从一端主机传送到另一端主机；,保证数据按序、可靠、正确传输。,传输层协议：,TCP/IP协议栈的TCP协议和UDP协议,IPX/SPX协议栈的SPX协议等。,互联网通信基础知识及应用,Data,端到端通信,传输虚电路,Host,202.111.175.195,应用数据,FTP,WWW,传输数据包,Data,21,1028,80,1027,互联网通信基础知识及应用,内容介绍,第,2,章,OSI,网络参考模型,第,1,节,OSI,网络参考模型概述,第,2,节 物理层,第,3,节 数据链路层,第,4,节 网络层,第,5,节 传输层,第,6,节 会话层、表示层和应用层,互联网通信基础知识及应用,高层协议,会话层协议：,SQL,、,NFS,、,RPC,等；,表示层协议：,ASCII,、,MPEG,、,JPEG,等；,应用层协议：,文字处理、邮件、电子表格等。,互联网通信基础知识及应用,内容介绍,第,1,章 网络概述,第,2,章,OSI,参考模型,第,3,章,TCP/IP,协议,互联网通信基础知识及应用,TCP/IP,协议和,OSI,参考模型,TCP/IP,协议栈具有简单的分层设计，与,OSI,参考模型有清晰的对应关系。,7,6,5,4,3,2,1,OSI,参考模型,TCP/IP,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,传输层,网络层,数据链路层,物理层,5,4,3,2,1,互联网通信基础知识及应用,TCP/IP,协议栈的封装过程,用户数据,用户数据,App,首部,应用数据,TCP,首部,IP,首部,应用数据,TCP,首部,以太网首部,应用数据,TCP,首部,Ip,首部,以太网首部,TCP,段,IP,数据报,14,20,20,4,以太网帧,46-1500,字节,应用程序,TCP,IP,以太网驱动程序,互联网通信基础知识及应用,TCP/IP,协议数据封装方式,TELNET,23,FTP,20/21,SMTP,25,TFTP,69,SEGMENT,IP PACKETS,FRAMES,BITS,互联网通信基础知识及应用,TCP/IP,协议栈,应用层,传输层,网络层,数据链路层,提供应用程序网络接口,建立端到端连接,寻址和路由选择,物理介质访问,二进制数据流传输,物理层,HTTP,、,Telnet,、,FTP,TFTP,、,Ping,、,etc,TCP/UDP,IP,Ethernet,、,802.3,、,PPP,接口和线缆,互联网通信基础知识及应用,第,1,章 以太网发展史,1.1,以太网起源及原理简介,1.2,以太网发展及标准协议,内容介绍,互联网通信基础知识及应用,以太网的诞生,以太网最初是由,Xerox,公司开发的一种基带局域网技术，使用同轴电缆作为网络媒体，采用载波多路访问和冲突检测（,CSMA/CD,）机制,数据传输速率达到,10Mbps,。,以太网被设计用来满足非持续性网络数据传输的需要，而,IEEE 802.3,规范则是基于最初的以太网技术于,1980,年制定。以太网版本,2.0,由,Digital Equipment Corporation,、,Intel,和,Xerox,三家公司联合开发，与,IEEE 802.3,规范相互兼容。,互联网通信基础知识及应用,冲突检测,：,由于,两个站点同时发送信号，经过叠加后，会使,线路上,电压的摆动值超过正常值一倍。据此可判断冲突的产生。,以太网原理,-CSMA/CD,CS,：载波侦听,在发送数据之前进行监听，以确保线路空闲，减少冲突的机会。,MA,：多址访问,每个站点发送的数据，可以同时被多个站点接收。,CD,：冲突检测,边发送边检测，发现冲突就停止发送，然后延迟一个随机时间之后继续发送。,互联网通信基础知识及应用,以太网帧结构,DMAC,SMAC,Length/T,DATA/PAD,FCS,Length/Type,值,含义,Length/T 1500,Length/T = 1500,代表了该帧的类型,代表了该帧的长度,802.3,互联网通信基础知识及应用,以太网的,MAC,地址,MAC,地址有,48,位，但它通常被表示为,12,位的点分十六进制数。,MAC,地址全球唯一，由,IEEE,对这些地址进行管理和分配。每个地址由两部分组成，分别是供应商代码和序列号。其中前,24,位二进制代表该供应商代码。剩下的,24,位由厂商自己分配。,如果,48,位全是,1,，则表明该地址是广播地址。,如果第,8,位是,1,，则表示该地址是组播地址。,00e0.fc,39.8034,互联网通信基础知识及应用,基于源地址学习,MAC地址,所在端口,MAC A,1,MAC B,1,MAC C,2,MAC D,2,分段1,分段2,A,B,C,PORT1,PORT2,D,交换机典型,应用,交换机,多播情况下，,CAM,表项的建立不是通过学习得到的，而是通过,IGMP,窥探，,CGMP,等协议获得的。,互联网通信基础知识及应用,基于目的地址转发,MACD,MACA,.,端口1,MACD,MACA,.,端口2,MAC地址,所在端口,MACA,1,MACB,1,MACC,2,MACD,2,互联网通信基础知识及应用,学习完此课程，您将会：,阐述,IP,协议,复述,IP,地址分类和进行子网地址划分,了解,ARP,协议,了解,RARP,协议,了解,ICMP,协议,目 标,互联网通信基础知识及应用,内容介绍,第,1,章,IP,协议,第,2,章,ARP/ RARP,协议,第,3,章,ICMP,协议,互联网通信基础知识及应用,网络层协议概述,IP,ARP,RARP,ICMP,HTTP,、,Telnet,、,FTP,TFTP,、,Ping,、,etc,TCP/UDP,IP,Ethernet,、,802.3,、,PPP,接口和线缆,互联网通信基础知识及应用,IP,报文格式,版本,报文长度,服务类型,总 长 度,标 识 符,标志,片 偏 移,生存时间,协 议,报 头 校 验 和,源,IP,地 址,目 的,IP,地 址,IP,选 项,0 15 16 31,20,字节,互联网通信基础知识及应用,内容介绍,第,1,章,IP,协议,第,1,节,IP,报文结构,第,2,节,IP,路由功能,第,3,节,IP,地址介绍,第,4,节,IP,子网划分,互联网通信基础知识及应用,IP,路由功能,查找路由表，确定下一跳,互联网通信基础知识及应用,内容介绍,第,1,章,IP,协议,第,1,节,IP,报文结构,第,2,节,IP,路由功能,第,3,节,IP,地址介绍,第,4,节,IP,子网划分,互联网通信基础知识及应用,IP,地址,IP,地址唯一标示一台网络设备，由,32,个二进制位组成,IP,地址分为两部分,网络地址部分,主机地址部分,IP,地址采用点分十进制格式显示,互联网通信基础知识及应用,二进制与十进制的转化,1,1,1,1,1,1,1,1,128,64,32,16,8,4,2,1,十进制总合为,255,8bit,互联网通信基础知识及应用,二进制与十进制的转化示例,2,7,2,6,2,5,2,4,2,3,2,2,2,1,2,0,128,64,32,16,8,4,2,1,1,1,1,0,1,0,0,1,1*,128,1*64,1*32,0*16,1*8,0*4,0*2,1*1,64,32,0,233,0,1,0,128,+,+,+,+,+,+,+,8,例子：,互联网通信基础知识及应用,IP,地址的进制转化,IP,地址：,192.168.1.11,字节（,8,位） 字节（,8,位） 字节（,8,位） 字节（,8,位）,2,7,2,6,2,5,2,4,2,3,2,2,2,1,2,0,2,7,2,6,2,5,2,4,2,3,2,2,2,1,2,0,2,7,2,6,2,5,2,4,2,3,2,2,2,1,2,0,2,7,2,6,2,5,2,4,2,3,2,2,2,1,2,0,1 1 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 1 1,等于,192 168 1 11,互联网通信基础知识及应用,IP,地址分类,1.0.0.0126.255.255.255,128.0.0.0191.255.255.255,192.0.0.0223.255.255.255,224.0.0.0239.255.255.255,240.0.0.0255.255.255.255,互联网通信基础知识及应用,私有,IP,地址,私有,IP,地址,10.0.0.010.255.255.255,172.16.0.0172.31.255.255,192.168.0.0192.168.255.255,互联网通信基础知识及应用,特殊,IP,地址,网络部分,主机部分,地址类型,用 途,127,any,全,“,0,”,全,“,1,”,Any,全,“,0,”,Any,全,“,1,”,网络地址,代表一个网段,广播地址,特定网段的所有节点,环回地址,环回测试,广播地址,本网段所有节点,所有网络,华为,Quidway,路由器,用于指定默认路由,互联网通信基础知识及应用,内容介绍,第,1,章,IP,协议,第,1,节,IP,报文结构,第,2,节,IP,路由功能,第,3,节,IP,地址介绍,第,4,节,IP,子网划分,互联网通信基础知识及应用,子网掩码介绍,使用子网掩码（,subnet masking,）区分网络部分和主机部分,子网掩码使用与,IP,地址一样的格式,子网掩码的网络部分和子网部分全都是,1,，主机部分全都是,0,例如：,B,类网络的子网掩码为,255.255.0.0,互联网通信基础知识及应用,网络地址与子网掩码,IP,地址：,子网掩码：,网络地址：,192.168.1,255.255.255,192.168.1,100,0,0,互联网通信基础知识及应用,子网掩码的表示方法,255 . 255 . 255 . 240,11111111,11111111,11111111,11110000,192 . 168 . 1 . 7,11000000 10101000 00000001 00000111,8 + 8 + 8+ 4 = 28,192 . 168 . 1 . 7 / 28,IP,地址,子网掩码,子网掩码比特数,子网掩码表示,互联网通信基础知识及应用,网络地址的计算,192.168.1.0/28,11000000 10101000 00000001 00000000,IP,地址为,: 192.168.1.7/28,192 . 168 . 1 . 7,11000000 10101000 00000001 00000111,255 . 255 . 255 . 240,11111111 11111111 11111111 11110000,IP,地址,子网掩码,网络地址,(,二进制,),网络地址,互联网通信基础知识及应用,主机数的计算,主机数为：,2,n,可用主机数为,: 2,n,- 2,子网掩码,N,网络位,主机位,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,互联网通信基础知识及应用,主机数计算举例,IP,地址为：,192.168.1.100/28,/28=255.255.255.240,该子网掩码二进制表示为：,11111111,，,11111111,，,11111111,，,11110000,28bits,网络位,4bits,主机位,主机总数为：,2,4,可用主机数为,:,2,4,-2,互联网通信基础知识及应用,子网数计算举例,IP,地址为：,192.168.1.100/28,/28=255.255.255.240,该子网掩码二进制表示为：,11111111,，,11111111,，,11111111,，,11110000,28bits,网络位,4bits,主机位,子网总数为：,2,8-4,互联网通信基础知识及应用,无子网编址,无子网编址是指使用自然掩码，不对网段进行细分。比如,B,类网段,172.16.0.0,，采用,255.255.0.0,作为掩码。,/16,/16,/16,互联网通信基础知识及应用,带子网编址,B,类网段,172.16.0.0,172.16.8.1,，,255.255.255.0,172.16.4.1,，,255.255.255.0,互联网通信基础知识及应用,子网规划举例,例子：某公司分配到,C,类地址,201.222.5.0,。假设需要,20,个子网，每个子网有,5,台主机，我们该如何划分？,子网地址,可用的主机地址,201.222.5.0/29,201.222.5.1201.222.5.6,201.222.5.8/29,201.222.5.7201.222.5.14,201.222.5.16/29,201.222.5.15201.222.5.22,201.222.5.232/29,201.222.5.231201.222.5.238,201.222.5.240/29,201.222.5.239201.222.5.246,201.222.5.248/29,201.222.5.247201.222.5.254,互联网通信基础知识及应用,B,类子网规划实例,子网地址,172.16.2.0,主机地址,172.16.2.1,172.16.2.254,广播地址,172.16.2.255,IP,主机地址,172.16.2.120,子网掩码,255.255.255.0,互联网通信基础知识及应用,C,类子网规划实例,子网地址,192.168.5.120,主机地址,192.168.5.121-192.168.5.126,广播地址,192.168.5.127,IP,主机地址,192.168.5.121,子网掩码,255.255.255.248,互联网通信基础知识及应用,变长子网掩码（,VLSM,）,192.168.1.32/27,192.168.1.64/27,192.168.1.96/27,192.168.1.128/27,192.168.1.160/30,192.168.1.164/30,192.168.1.168/30,192.168.1.172/30,ISP,通告,192.168.1.0,互联网通信基础知识及应用,ARP/RARP,ARP-,地址解析协议,(Address Resolution Protocol),RARP-,逆地址解析协议,(Reverse Address Resolution Protocol),互联网通信基础知识及应用,ARP,作用,需要,10.0.0.2,的,MAC,地址？,IP:10.0.0.1/24,MAC:00-E0-FC-00-00-11,ARP Request?,ARP Reply,10.0.0.2,对应的,MAC,：,00-E0-FC-00-00-12,互联网通信基础知识及应用,ARP报文格式（以太网）,用于以太网的,ARP,请求或应答分组格式,ARP,请求除目的端硬件地址外的所有其他的字段都有填充值,互联网通信基础知识及应用,RARP,我的,IP,地址是什么？,无盘工作站,RARP Server,RARP Request?,RARP Reply,你的,IP,地址是,10.0.0.1,互联网通信基础知识及应用,RARP,的问题,RARP,请求是在硬件层上进行广播的,不能经过路由器进行转发,RARP,服务器的实现与系统相关,并不是所有的,TCP/IP,实现都提供,RARP,服务器,互联网通信基础知识及应用,内容介绍,第,1,章,IP,协议,第,2,章,ARP/ RARP,协议,第,3,章,ICMP,协议,互联网通信基础知识及应用,ICMP,协议,ICMP (Internet Control Message Protocol),：一种主机与路由器传达控制与差错信息的协议。,它传递差错、控制、查询报文等信息。,ICMP,报文通常被,IP,层或更高层协议（,TCP,或,UDP,）使用。,20,字节,互联网通信基础知识及应用,ICMP,报文格式,类型字段可以有,15,个不同的值，以描述特定类型的,ICMP,报文,ICMP,报文,互联网通信基础知识及应用,ICMP,报文类型,差错报文,信宿不可达,超时,参数出错,控制报文,拥塞控制与源抑制,路径控制与重定向报文,请求,/,应答报文对,回显请求,/,应答,时戳请求,/,应答,地址掩码请求,/,应答,互联网通信基础知识及应用,ICMP,协议检测目的站的可达性,B,可达吗？,ICMP Echo Request,ICMP Echo Reply,我在。,A,B,互联网通信基础知识及应用,本章主要介绍互联网通信,基础知识和应用，希望与,大家共同学习进步。,小结,互联网通信基础知识及应用,谢谢,