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网络基础知识培训 信息技术中心2012年9月 目录 一 网络简介二 网络传输介质三 网络设备四 网络传输协议五 网络应用 什么是网络 计算机网络 是指将地理位置不同的具有独立功能的多台计算机及其外部设备 通过通信线路连接起来 在网络操作系统 网络设备及网络通信协议的管理和协调下 实现资源共享和信息传递的计算机系统 什么是网络 构成网络的要素 计算机 服务器 外设通信线路网络设备网络操作系统网络通信协议应用 目录 一 网络简介二 网络传输介质三 网络设备四 网络传输协议五 网络应用 网络传输 标准化组织 在建立网络标准以确保通信和网络设备有统一的标准方面 许多美国和国际组织发挥了重要的作用 这些组织包括 美国国家标准化协会 ANSI 电气电子工程师协会 IEEE 国际通信联盟 ITU 国际标准化组织 ISO Internet协会 ISOC 和相关的Internet工程任务组 IETF 电子工业联合会 EIA 和相关的通信工业联合会 TIA 网络传输 标准化组织 美国国家标准化协会 ANSI 是在多项技术领域内都有很大影响力的标准化组织 ANSI成立于1918年 主要处理美国商务 政府机构和国际组织中有关产品标准问题以达成协议 其中产品的概念很广 从自行车头盔到通信电缆都有 ANSI已经实现了11000多种产品的标准化 在计算机行业中 该组织已经在屏幕显示属性 数字通信和光纤电缆传输等方面实现了标准化 ANSI是美国国际标准化组织 ISO 中的代表 网络传输 标准化组织 电气电子工程师协会 IEEE 是建立通信标准的关键组织 IEEE是包含科学 技术和教育在内的专业协会 在140多个国家中积极进行活动 IEEE的计算机协会局域网委员会发展了目前应用的许多网络互连标准 其中最重要的当属用在局域网环境下物理电缆电路和传输的 802 标准 802标准于1980年开始开发 由IEEE802委员会和Project802创建 802标准的说明如下 网络传输 标准化组织 802 1 802标准的概述 802 2 逻辑链接控制的标准和其他网络连接标准 802 3 带有检测冲突的载波侦听多路存取方法 CSMA CD 的标准 802 4 传递总线存取的令牌标准 802 5 令牌环存取以及LAN与MAN间通信的标准 802 6 包括高速无连接网络互连在内的LAN和MAN网络标准 802 7 宽带电缆技术标准 802 8 光纤电缆技术标准 802 9 集成网络互连服务 如语音和数据集成 的标准 802 10 LAN和MAN能共同使用的安全性标准 802 11 无线连接标准 802 12 要求优先级存取方法标准 802 14 有线电视宽带通信标准 网络传输 标准化组织 国际标准化组织 ISO 是一个非政府的组织 位于瑞典的日内瓦 有100多个国家加入 ISO于1947年成立 旨在发展下列领域的国际合作与标准 科学 技术 贸易 知识创新 ISO尤其对深刻影响全球通信的计算机业界的标准感兴趣 它一直致力于先进的开放系统 鼓励全世界计算机厂商参与竞争并进行革新 网络传输 传输介质 同轴电缆是一种通讯电缆 电缆结构为以实心铜体为芯外包着一层绝缘材料 这层绝缘材料用密织的网状导体环绕 网外又再覆盖一层保护性材料 有二种广泛使用的同轴电缆 为50欧姆电缆 用于数字传输 由于多用于基带传输 也被称为基带同轴电缆 另一种为75欧姆电缆 用于模拟传输 同轴电缆可支持极宽频宽和具备极好的噪音抑制特性 故可同时传输数据 话音及影象 在以太网络中有两种同轴电缆 一为粗缆 Thicknet 而另一种为细缆 Thinnet 网络传输 传输介质 同轴电缆是一种通讯电缆 电缆结构为以实心铜体为芯外包着一层绝缘材料 这层绝缘材料用密织的网状导体环绕 网外又再覆盖一层保护性材料 有二种广泛使用的同轴电缆 为50欧姆电缆 用于数字传输 由于多用于基带传输 也被称为基带同轴电缆 另一种为75欧姆电缆 用于模拟传输 同轴电缆可支持极宽频宽和具备极好的噪音抑制特性 故可同时传输数据 话音及影象 在以太网络中有两种同轴电缆 一为粗缆 Thicknet 而另一种为细缆 Thinnet 网络传输 传输介质 双绞线用RJ 45头连接在网络设备上 这种RJ 45头与电话中使用的RJ 11头非常相似 见图 这些接头要比T型接头便宜 而且在移动时不易损害 双绞线易于连接 与同轴电缆相比 允许更多的柔性电缆配置 在周围有重型电力设备和强干扰源的位置 我们推荐使用屏蔽双绞线 目前在高速网络中使用新型的STP布线 网络传输 传输介质 光纤电缆由包在玻璃管子中的一根或者多根玻璃或者塑料光纤芯线构成 外面的玻璃管子叫做包层 光纤芯线和包层被装在一个PVC外套中 见下图 沿里面光纤的信号传输通常都是由红外线来完成的 常用的光纤电缆有三种尺寸 描述光纤尺寸的参数有两个 即芯线直径和包层直径 其度量单位都为微米 例如 50 125 um 光纤电缆是指该光纤电缆的芯线直径为50 um 而包层直径为125 um 另外两种常用的光纤电缆尺寸为62 5 125 um 和100 140 um 三种光纤具有多模传输的能力 所谓多模传输是指多种波长的光波可以同时在电缆中进行传输 对于多模传输应用来说 g最为常用的光纤电缆尺寸为62 5 125 um 网络传输 传输介质 光纤电缆有两种类型 即单模光纤和多模光纤 单模光纤 主要用于长距离通信 其芯直径为8 10um 而包层直径为125um 芯的直径比多模光纤小 在给定的时间中 只能有一束光在光纤中传输 单模光纤使用的通信信号是激光 激光光源包含在发送方发送接口中 由于带宽相当大 所以能够以很高的速度进行长距离传输 多模光纤 同时支持多种光波进行数据传输 可进行宽带通信 在传输距离上没有单模光纤那么长 因为其可用的带宽较小 光源也较弱 对于多模光纤 在传输时使用的光源为LED 该设备位于发送结点的网络接口中 网络传输 传输介质 当传输网络包时 有许多无线介质可以替换电缆 无线电波 红外线信号以及微波等 通过空气或大气来传输信号的 因此 在使用电缆非常困难或者说根本不可能时 无线通信可以出色地代替电缆 但是使用无线通信时有一个非常重要的限制 同一介质的其他信号 太阳黑子的运动 电离层变化和其他大气干扰都会对通信信号形成干扰 从而会产生许多问题 网络传输 传输介质 优点 当铺设电缆成本很高且很困难时 使用无线电通信可以大大节省费用 与其他无线通信的手段相比 无线电通信比较便宜而且易于安装 缺点 其中之一是许多网络安装要实施高速 100Mbps 的通信来处理拥挤的数据流量 基于无线电的网络的速度不能满足这类需求 另一个缺点是 使用的频率难以控制 许多无线电爱好者 美国军方和蜂窝电话公司使用的频率与无线电通信的频率在相似范围之内 从而就会干扰信号 自然的障碍物 如山峰 也会减弱或干扰信号的传输 网络传输 传输介质 介质类型包括了大量的布线选项以及与布线相结合的无限选项 目前 双绞线布线是LAN中最流行的布线方式 已将网络带到了桌面上 光纤电缆用于连接LAN上的网络 以及将LAN连接到WAN上 光纤电缆已经得到了巨大的发展 在要求高速连接时 可以代替LAN水平配线 在从物理和经济角度来看采用通信电缆连接网络都不合适时 无线技术为用户提供了选择 无线电波和红外线用于短距离通信 而微波和卫星方法则用于长距离的WAN网络互连 网络传输 传输介质 总结1 计算机网络的传输介质有哪些 2 网络标准化组织有哪些 3 双绞线可以分为哪几类 4 无线有哪几种类型 6 如何选择通信介质 目录 一 网络简介二 网络传输介质三 网络设备四 网络传输协议五 网络应用 网络设备 交换机路由器防火墙其他网络设备 网络设备 交换机 交换机提供了桥接能力以及在现存网络上增加带宽的功能 它运作在数据链路层 第2层 的MAC子层上 检验着所有进入的网络流量的设备地址 交换机保持一张有关mac地址和端口映射关系的信息表 并用该信息来决定如何过滤并转发LAN流量 交换机采用交换技术来增加数据的输入输出总和和安装介质的带宽 通常情况下 一个LAN的交换机会采用下列两种交换技术 称为交换结构 之一 开通式交换和存储转发交换 网络设备 路由器 路由寻址 逻辑寻址 广播信息控制路径优化流量管制提供WAN连接 网络设备 防火墙 什么是防火墙 防火墙是指设置在不同网络 如可信任的企业内部网和不可信的公共网 或网络安全域之间的一系列部件的组合 它可通过监测 限制 更改跨越防火墙的数据流 尽可能地对外部屏蔽网络内部的信息 结构和运行状况 以此来实现网络的安全保护 在逻辑上 防火墙是一个分离器 一个限制器 也是一个分析器 有效地监控了内部网和Internet之间的任何活动 保证了内部网络的安全 网络设备 IOS I0S Internetwork0peratingSystem 网间操作系统 是一种特殊的软件 可用它配置Cisco路由器硬件 令其将信息从一个网络路由或桥接至另一个网络 IOS为长时间经济有效地维护一个互联网络提供一下统一的规则 简而言之 它是一个与硬件分离的软件体系结构 随网络技术的不断发展 可动态地升级以适应不断变化的技术 硬件和软件 IOS可以被视作一个网际互连中枢 一个高度智能的管理员 负责管理的控制复杂的分布式网络资源的功能 网络设备 其它网络设备 1 调制解调器2 网桥3 代理服务器4 网卡5 转发器6 无线设备7 负载均衡设备8 卫星室内单元9 语音网关 目录 一 网络简介二 网络传输介质三 网络设备四 网络传输协议五 网络应用 网络传输协议 早期的协议族全球范围 主机 Internet TCP IP 主机 网络传输协议 TCP IP起源于60年代末美国政府资助的一个分组交换网络研究项目 到90年代已发展成为计算机之间最常应用的组网形式 它是一个真正的开放系统 因为协议族的定义及其多种实现可以不用花钱或花很少的钱就可以公开地得到 很多不同的厂家生产各种型号的计算机 它们运行完全不同的操作系统 但TCP IP协议允许它们互相进行通信 这一点很让人感到吃惊 因为它的作用已远远超出了起初的设想 它成为被称作 全球互联网 或 因特网 Internet 的基础 该广域网 WAN 已包含超过100亿台遍布世界各地的计算机 网络传输协议 模型 7 6 5 4 3 2 5 4 3 2 应用层 表达层 会话层 传输层 网络层 数据链路层 物理层 1 应用层 传输层 Internet层 数据链路层 物理层 1 OSI TCP IP 网络传输协议 应用层 传输层 Internet层 数据链路层 物理层 文件传输 TFTP FTP NFSE Mail SMTP远程登陆 Telnet rlogin 网络管理 SNMP 名称管理 DNS 网络传输协议 TransmissionControlProtocol TCP UserDatagramProtocol UDP 应用层 传输层 Internet层 数据链路层 物理层 面向连接非面向连接 网络传输协议 TCP数据包 Sourceport 16 Destinationport 16 Sequencenumber 32 Headerlength 4 Acknowledgementnumber 32 Reserved 6 Codebits 6 Window 16 Checksum 16 Urgent 16 Options 0or32ifany Data varies 20Bytes Bit0 Bit15 Bit16 Bit31 网络传输协议 TCP 端口号 FTP 传输层 TELNET DNS SNMP TFTP SMTP UDP 应用层 21 23 25 53 69 161 RIP 520 网络传输协议 源端口 目标端口 HostA 1028 23 SP DP HostZ TelnetZ 目标端口 23 网络传输协议 发送SYN seq 100ctl SYN 接收SYN HostA HostB 网络传输协议 发送SYN seq 100ctl SYN 接收SYN 发送SYN ACK seq 300ack 101ctl syn ack HostA HostB 接收SYN 网络传输协议 发送SYN seq 100ctl SYN 接收SYN 发送SYN ACK seq 300ack 101ctl syn ack 建立会话 seq 101ack 301ctl ack HostA HostB 接收SYN 网络传输协议 第一次握手 建立连接时 客户端发送syn包 syn j 到服务器 并进入SYN SEND状态 等待服务器确认 第二次握手 服务器收到syn包 必须确认客户的SYN ack j 1 同时自己也发送一个SYN包 syn k 即SYN ACK包 此时服务器进入SYN RECV状态 第三次握手 客户端收到服务器的SYN ACK包 向服务器发送确认包ACK ack k 1 此包发送完毕 客户端和服务器进入ESTABLISHED状态 完成三次握手 网络传输协议 UDP协议 没有顺序号和确认号 Sourceport 16 Destinationport 16 Length 16 Data ifany 1 Bit0 Bit15 Bit16 Bit31 Checksum 16 8Bytes 网络传输协议 IP协议 OSI网络层对应的是TCP IP的internet层 InternetProtocol IP InternetControlMessageProtocol ICMP AddressResolutionProtocol ARP ReverseAddressResolutionProtocol RARP 应用层 传输层 Internet层 数据链路层 物理层 网络传输协议 IP数据包 Version 4 DestinationIPAddress 32 Options 0or32ifany Data variesifany 1 Bit0 Bit15 Bit16 Bit31 HeaderLength 4 Priority TypeofService 8 TotalLength 16 Identification 16 Flags 3 Fragmentoffset 13 Timetolive 8 Protocol 8 Headerchecksum 16 SourceIPAddress 32 20Bytes 网络传输协议 ICMP协议 Application Transport Internet DataLink Physical DestinationUnreachableEcho Ping Other ICMP 1 网络传输协议 ARP协议 172 16 3 1 172 16 3 2 IP 172 16 3 2 我需要知道176 16 3 2的物理地址 网络传输协议 ARP协议 172 16 3 1 IP 172 16 3 2Ethernet 0800 0020 1111 172 16 3 2 IP 172 16 3 2 网络传输协议 RARP协议 Ethernet 0800 0020 1111IP 我的地址是多少 网络传输协议 RARP协议 Ethernet 0800 0020 1111IP 172 16 3 25 Ethernet 0800 0020 1111IP 我的地址是多少 我听到了广播你的地址是172 16 3 25 网络传输协议 地址介绍 断点连接需要确定的地址路径选择Locationisrepresentedbyanaddress 172 18 0 2 172 18 0 1 172 17 0 2 172 17 0 1 172 16 0 2 172 16 0 1 SA DA HDR DATA 10 13 0 0 192 168 1 0 10 13 0 1 192 168 1 1 网络传输协议 地址介绍 255 255 255 255 DottedDecimal Maximum Network Host 32bits 网络传输协议 地址介绍 ClassA ClassB ClassC ClassD 多址地址ClassE 科研用 8bits 8bits 8bits 8bits 网络传输协议 地址介绍 地址 类别 网络 主机 10 2 1 1 128 63 2 100 201 222 5 64 192 6 141 2 130 113 64 16 256 241 201 10 A B C C B Nonexistent 10 0 0 0 128 63 0 0 201 222 5 0 192 6 141 0 130 113 0 0 0 2 1 1 0 0 2 100 0 0 0 64 0 0 0 2 0 0 64 16 网络传输协议 地址介绍 10000000 12811000000 19211100000 22411110000 24011111000 24811111100 25211111110 25411111111 255 1286432168421 十进制和二进制的转换 目录 一 网络简介二 网络传输介质三 网络设备四 网络传输协议五 网络应用 网络应用 东方公司域名管理系统东方公司电子邮件系统东方公司防病毒系统东方公司办公自动化系统东方公司门户系统东方公司OCS系统东方公司视频会议系统东方公司医疗保险系统 网络应用 什么是域名 域名由什么构成 域名是internet上用来寻找网站所用的名字 是internet上的重要标识 相当于主机的门牌号码 每一台主机都对应一个IP地址 每一个IP地址由一连串的数字组成 如101 25 11 34 人们为了方便记忆就用域名来代替这些数字来寻找主机 如每一个域名与IP地址是一一对应的 人们输入域名 再由域名服务器 DNS 解析成IP地址 从而找到相应的网站 每一个网址和EMAIL都要用到域名 在英文国际域名中 域名可以英文字母和阿拉伯数字以及横杠 组成 最长可达67个字符 包括后缀 并且字母的大小写没有区别 每个层次最长不能超过22个字母 在国内域名中 三级域名长度不得超过20个字 什么是DNS 域名管理系统DNS DomainNameSystem 是域名解析服务器的意思 它在互联网的作用是 把域名转换成为网络可以识别的ip地址 比如 我们上网时输入的会自动转换成为202 108 42 72 网络应用 顶级域名的分配 网络应用 分类 二级域名 网络应用 树装结构 根 顶级域名Intedugovcommilnetorgcnukjp 二级域名sinaibmbgpintlaccomgoveduintnetorgbjshtj 三级域名sinaciscobgp四级域名wwwbpgoawebmail 组织 国家和地区 网络应用 概念电子邮件又称为E Mail 是目前Internet上使用最频繁的一种服务 是一种快捷 廉价的通信手段 邮件服务器 邮件服务系统的核心 一方面负责接收来自用户的邮件 并更具收件人的地址发送到对方的邮件服务器中 另一方面 负责接收其他邮件服务器发来的邮件 并根据收件人的地址发送到相应的电子邮箱中 电子邮箱 电子邮箱是提供电子邮件服务的机构为用户建立的 它包括用户名和用户密码电子邮件地址 每个邮箱都有一个地址 格式是固定的 用户名 主机名yanf001 网络应用 Internet 发送方 接收方 邮件客户端 邮件客户端 邮件服务器 邮件服务器 网络应用 电子邮件协议SMTP SimpleMailTransferProtocol 简单邮件传输协议 是在TCP IP网络上传输电子邮件的协议SMTP使用Client Server工作模式发送邮件的SMTP进程是SMTP客户 接收SMTP进程是SMTP服务器POP3 PostOfficeProtocol 邮局协议 现在使用的是版本3POP3使用C S工作模式接受邮件的主机运行POP客户程序 邮件服务器运行POP服务器程序 网络应用 电子邮件协议SMTP SimpleMailTransferProtocol 简单邮件传输协议 是在TCP IP网络上传输电子邮件的协议SMTP使用Client Server工作模式发送邮件的SMTP进程是SMTP客户 接收SMTP进程是SMTP服务器POP3 PostOfficeProtocol 邮局协议 现在使用的是版本3POP3使用C S工作模式接受邮件的主机运行POP客户程序 邮件服务器运行POP服务器程序 结束语 网络是我们共同的 生活空间 只有靠我们大家共同的努力才能维护整个网络正常的秩序 保持网络运行环境的畅通 提升我们的 生活质量 谢谢