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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,网络基础及常见网络设备,*,网络基础及常见网络设备,2024/11/23,网络基础及常见网络设备,网络基础及常见网络设备2023/10/1网络基础及常见网络设,1,网络概述,网络体系结构,网络常用组件,议题,网络基础及常见网络设备,网络概述议题网络基础及常见网络设备,2,计算机网络的定义,定义:,简单定义:“互联起来的独立自主的计算机集合”;,完整的定义:,“,利用通信设备和线路,将分布在不同地理位置的、功能独立的多个计算机系统连接起来,以功能完善的网络软件(网络通信协议及网络操作系统等)实现网络中资源共享和信息传递的系统”,;,网络基础及常见网络设备,计算机网络的定义 定义:网络基础及常见网络设备,3,计算机网络的功能,数据交换和通信,计算机网络中的计算机之间或计算机与终端之间,可以快速可靠地相互传递数据、程序或文件。,资源共享,充分利用计算机网络中提供的资源(包括硬件、软件和数据)是计算机网络组网的主要目标之一。,提高系统的可靠性,在一些用于计算机实时控制和要求高可靠性的场合,通过计算机网络实现备份技术可以提高计算机系统的可靠性。,分布式网络处理和负载均衡,对于大型的任务或当网络中某台计算机的任务负荷太重时,可将任务分散到网络中的各台计算机上进行,或由网络中比较空闲的计算机分担负荷。,网络基础及常见网络设备,计算机网络的功能 数据交换和通信网络基础及常见网络设备,4,计算机网络的组成,计算机网络的系统组成,计算机网络完成数据处理与数据通信两大基本功能:负责数据处理的计算机与终端;负责数据通信的通信控制处理机CCP与通信线路。,资源子网;,通信子网;,计算机网络的软件,网络协议软件、网络通信软件、网络操作系统、网络管理软件和网络应用软件;,网络基础及常见网络设备,计算机网络的组成 计算机网络的系统组成 网络基础及常见网络设,5,资源子网和通信子网,资源子网,资源子网由,主机,、,终端,、,终端控制器,、,连网外设,、,各种软件资源,与,信息资源,组成。资源子网负责全网的数据处理业务,向网络用户提供各种网络资源与网络服务。,通信子网,通信子网由,通信控制处理机,、,通信线路,与,其它通信设备,组成,完成网络数据传输、转发等通信处理任务。,网络基础及常见网络设备,资源子网和通信子网资源子网网络基础及常见网络设备,6,计算机网络的分类,按网络的作用范围:,局域网;,城域网;,广域网;,按网络的传输方式:,广播式网络;,点到点网络;,按网络的使用范围:,公用网;,专用网;,按通信介质:,有线网;,无线网;,按企业管理分类:,内联网(Intranet);,外联网(Extranet);,因特网(Internet);,网络基础及常见网络设备,计算机网络的分类按网络的作用范围:按通信介质:网络基础及常见,7,拓扑结构,拓扑学把实体抽象成与其大小、形状无关的点,将连接实体的线路抽象成线,进而研究点、线、面之间关系;,在计算机网络中,将主机和终端抽象为点,将通信介质抽象为线,形成点和线组成的图形,使人们对网络整体有明确的全貌印象;,计算机网络的拓扑结构就是网络中通信线路和站点(计算机或设备)的几何排列形式。,网络基础及常见网络设备,拓扑结构 拓扑学把实体抽象成与其大小、形状无关的点,将连接实,8,计算机网络的拓扑结构,星,形,拓,扑,树,型,拓,扑,总,线,型,拓,扑,环,型,拓,扑,网,状,型,拓,扑,网络基础及常见网络设备,计算机网络的拓扑结构 星形拓扑树型拓扑总线型拓扑环型拓扑网状,9,国际标准化组织,国际标准化组织(ISO),国际电信联盟(ITU),美国国家标准学会(ANSI),电气和电子工程师学会(IEEE),互联网工程任务组(IETF),美国电子工业协会(EIA),国际电工委员会(IEC),网络基础及常见网络设备,国际标准化组织 国际标准化组织(ISO)网络基础及常见网络设,10,网络概述,网络体系结构,网络常用组件,议题,网络基础及常见网络设备,网络概述议题网络基础及常见网络设备,11,开放系统互连参考模型(OSI/RM),为了实现不同厂家生产的计算机系统之间以及不同网络之间的数据通信,国际标准化组织ISO对各类计算机网络体系结构进行了研究,并于1981年正式公布了一个网络体系结构模型作为国际标准,称为开放系统互连参考模型(OSI/RM),也称为ISO/OSI。,“,开放,”,表示任何两个遵守OSI/RM的系统都可以进行互连,当一个系统能按OSI/RM与另一个系统进行通信时,就称该系统为开放系统。,网络基础及常见网络设备,开放系统互连参考模型(OSI/RM)为了实现不同厂家生产的,12,分层结构的优点,简化网络的操作,提供设备间兼容性和标准接口,促进标准化工作,结构上可以分隔,易于实现和维护,网络基础及常见网络设备,分层结构的优点简化网络的操作网络基础及常见网络设备,13,OSI的分层模型,应用层,表示层,会话层,传输层,网络层,数据链路层,物理层,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,网络基础及常见网络设备,OSI的分层模型应用层表示层会话层传输层网络层数据链路层物理,14,对等层通信,主机A,主机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,网络基础及常见网络设备,对等层通信主机A主机BAPDUPPDUSPDUSegment,15,数据封装,Data,Data,H,Data,H,H,主机,服务器,交换机,路由器,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,Data,H,H,网络基础及常见网络设备,数据封装DataDataHDataHH主机服务器交换机路由器,16,TCP/IP的体系结构,OSI参考模型研究的初衷是希望为网络体系结构与协议的发展提供一种国际标准,但由于Internet在全世界的飞速发展,使得TCP/IP协议得到了广泛的应用,虽然TCP/IP不是ISO标准,但广泛的使用也使TCP/IP成为一种,“,实际上的标准,”,,并形成了TCP/IP参考模型。不过,ISO的OSI参考模型的制定,也参考了TCP/IP协议集及其分层体系结构的思想。而TCP/IP在不断发展的过程中也吸收了OSI标准中的概念及特征。,网络基础及常见网络设备,TCP/IP的体系结构 OSI参考模型研究的初衷是希望为网络,17,TCP/IP协议的特点,开放的协议标准,可以免费使用,并且独立于特定的计算机硬件与操作系统;,独立于特定的网络硬件,可以运行在局域网、广域网,更适用于互连网中;,统一的网络地址分配方案,使得整个TCP/IP设备在网中都具有唯一的地址;,标准化的高层协议,可以提供多种可靠的用户服务。,网络基础及常见网络设备,TCP/IP协议的特点开放的协议标准,可以免费使用,并且独立,18,TCP/IP的层次结构,TCP/IP分为四个层次,分别是网络接口层、网际层、传输层和应用层。,TCP/IP的层次结构与OSI层次结构的对照关系如下图所示:,网络基础及常见网络设备,TCP/IP的层次结构 TCP/IP分为四个层次,分别是网络,19,TCP/IP分层结构,网络接口层,网络接口层,也被称为网络访问层,包括了能使用TCP/IP与物理网络进行通信的协议,它对应OSI的物理层和数据链路层。,TCP/IP标准并没有定义具体的网络接口协议,。,网际层,网际层是在TCP/IP标准中正式定义的第一层。网际层所执行的主要功能是处理来自传输层的分组,将分组形成数据包(IP数据包),并为该数据包进行路径选择,最终将数据包从源主机发送到目的主机,在网际层中,最常用的协议是网际协议IP,其他一些协议用来协助IP的操作。,传输层,TCP/IP的传输层也被称为,主机至主机层,,与OSI的传输层类似,主要负责主机到主机之间的端对端通信,该层使用了两种协议来支持两种数据的传送方法,即TCP协议和UDP协议。,应用层,在TCP/IP模型中,应用程序接口是最高层,它与OSI模型中的高三层的任务相同,用于提供网络服务,比如文件传输(FTP)、远程登录(Telnet)、域名服务(DNS)和简单网络管理(SNMP)等。,网络基础及常见网络设备,TCP/IP分层结构网络接口层网络基础及常见网络设备,20,TCP/IP协议集,网络基础及常见网络设备,TCP/IP协议集 网络基础及常见网络设备,21,OSI与TCP/IP参考模型的比较,OSI和TCP/IP有着许多的共同点:,采用了协议分层方法,将庞大且复杂的问题划分为若干个较容易处理的范围较小的问题;,各协议层次的功能大体上相似,都存在网络层、传输层和应用层。两者都可以解决异构网的互连,实现世界上不同厂家生产的计算机之间的通信;,都是计算机通信的国际性标准,虽然OSI是国际通用的,但TCP/IP是当前工业界使用最多的;,都能够提供面向连接和无连接两种通信服务机制;,都基于一种协议集的概念,协议集是一簇完成特定功能的相互独立的协议。,网络基础及常见网络设备,OSI与TCP/IP参考模型的比较 OSI和TCP/IP有着,22,OSI和TCP/IP的差异,层数和层间调用关系不同,最初设计差别,对可靠性的强调不同,标准的效率和性能上存在差别,市场应用和支持上不同,网络基础及常见网络设备,OSI和TCP/IP的差异层数和层间调用关系不同网络基础及常,23,局域网的特点,局域网的主要特点:,较小的地域范围,高传输速率和低误码率,面向的用户比较集中,使用多种传输介质,网络基础及常见网络设备,局域网的特点 局域网的主要特点:网络基础及常见网络设备,24,局域网的层次结构,IEEE 802标准遵循ISO/OSI参考模型的原则,解决最低两层(即物理层和数据链路层)的功能以及与网络层的接口服务、网际互连有关的高层功能。,IEEE 802 LAN参考模型与ISO/OSI参考模型的对应关系:,网络基础及常见网络设备,局域网的层次结构 IEEE 802标准遵循ISO/OSI参考,25,IEEE 802标准之间的关系,802.3,CSMA/CD,MAC,物理层,802.4,令牌总线,MAC,物理层,802.5,令牌环,MAC,物理层,802.6,MAN,MAC,物理层,802.9,语音数据,综合,ISDN,802.11,无线,局域网,802.8,光纤技术,802.7,宽带技术,802.2 逻辑链路控制LLC,802.1B 综述及体系结构,8 0 2.1A管理,802.10 局域网安全,物理层,数据,链路层,网络层,ISO/OSI,IEEE 802,网络基础及常见网络设备,IEEE 802标准之间的关系802.3802.4802.5,26,虚拟局域网(VLAN),什么是虚拟局域网(VLAN),通过路由和交换设备,在网络的物理拓朴结构基础上建立一个逻辑网络,以使得网络中任意几个局域网网段或(和)节点能够组合成一个逻辑上的局域网。,建立在局域网交换机上,以软件方式实现逻辑工作组的划分与管理,逻辑工作组的节点组成不受物理位置的限制;,同一逻辑分组的成员可以分布在相同的物理网段上,也可以分布在不同的网络上;,网络基础及常见网络设备,虚拟局域网(VLAN)什么是虚拟局域网(VLAN)网络基础及,27,网络基础及常见网络设备,网络基础及常见网络设备,28,组建VLAN的原则,在网络中尽量使用同一厂家的交换机,而且在能用交换机的地方尽量使用交换机;,使用交换机组建一个范围尽可能大的交换链路,并且让尽可能多的计算机直接连接到交换机上;,层次化地将交换机与交换机相连,要避免使用传统的路由器,以保持整个网络的连
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