《計算機網(wǎng)絡基礎》PPT課件

計算機網(wǎng)絡基礎,銷售培訓講座,江煥新,2020/9/20,網(wǎng)絡入門 網(wǎng)絡基礎及其發(fā)展歷史 網(wǎng)絡介質(zhì) LAN、WAN布線 以太網(wǎng) TCP/IP 路由基礎 電信和聯(lián)通,主要內(nèi)容,2,第一章 網(wǎng)絡入門 一、物理鏈接 二、邏輯鏈接,3,1.1 物理連接,個人、家庭用戶 PC機、便攜機 網(wǎng)卡、Modem/Cable Modem ADSL Modem PSTN/ISDN/DSL 帳戶,企業(yè)、集團用戶 PC機、便攜機 網(wǎng)卡、交換機/HUB 路由器 數(shù)字電路/FR/ATM/DDN/ATM/X.25/,4,1.2 PC機的組成、網(wǎng)卡、調(diào)制解調(diào)器,散立組件,計算機子系統(tǒng),底板組件,印刷電路板 CD-ROM 驅(qū)動器 CPU Floppy disk drive Hard disk drive 微處理器 主板,Bus RAM ROM 系統(tǒng)單元 擴展槽 電源,晶體管 集成電路 (IC) 電阻 電容器. 連接器 LED,底板 Video card Audio card Parallel port Serial port Mouse port Power cord,網(wǎng)卡,網(wǎng)卡選擇要考慮,總線類型 協(xié)議類型 介質(zhì)類型,調(diào)制解調(diào)器,5,1.3 PC機細部簡介,6,1、 20世紀60年代,終端用戶與中央主機的連接需求引進了MODEM 2、 20世紀70年代，用戶連接到網(wǎng)絡參與BBS的討論并郵寄或讀取消息 3、 20世紀80年代，文件和圖片的傳輸成為可能 4、 20世紀90年代，MODEM的速度達到了56Kbps 9600 bps 56Kbps(1998) 5、進入21世紀，高速的網(wǎng)絡服務成為現(xiàn)實 Cable Modem DSL,1.4 撥號連接與高速連接,7,2.1 邏輯連接TCP/IP協(xié)議簡述,傳輸層,Internet層,網(wǎng)絡接入層,文件傳輸 - TFTP * - FTP * - NFS E-Mail - SMTP 遠程登陸 - Telnet * - rlogin * 網(wǎng)絡管理 - SNMP * 名稱管理 - DNS*,應用層,利用操作系統(tǒng)工具在PC機中配置TCP/IP協(xié)議,8,2.2 簡單的網(wǎng)絡連通性測試,顯示本地IP地址、默認網(wǎng)關(guān)地址,測試本地協(xié)議棧地址,測試遠程地址,9,9/20/2020,2.3 Internet 應用,瀏覽器： Internet Explorer Netscape Navigator Opera MSN Explorer 等等 服務： E-mail e-business 在線教育 視頻點播 影音交互 FTP 發(fā)布、獲取信息 等等,10,第二章 網(wǎng)絡基礎 一、網(wǎng)絡基本術(shù)語 二、帶寬介紹 三、網(wǎng)絡模型,11,9/20/2020,1.1 數(shù)據(jù)網(wǎng)定義與發(fā)展歷史,1、數(shù)據(jù)通信網(wǎng)的定義（以計算機通信網(wǎng)絡為例）,Sneakernet,LAN,WAN,怎樣避免設備和資源的重復 怎樣有效的通信 怎樣建立和管理網(wǎng)絡,政治、經(jīng)濟、文化的發(fā)展映射著數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡的發(fā)展。網(wǎng)絡的發(fā)展 促進著一切的變化。,2、網(wǎng)絡發(fā)展歷史（以計算機通信網(wǎng)絡為例）,12,1.2 什么是計算計網(wǎng)絡?,Sharing of information and services,13,9/20/2020,Software,Hardware,Programs,A,Software,Hardware,Programs,B,Value- Added Networks,1960s and 1970s:Centralized Computing,Software,Programs,Hardware,Mainframe,14,9/20/2020,1970s and 1980s: Networks,分布式處理,15,9/20/2020,1980s and 1990s: Internetworks,Private Nets and Internet,16,9/20/2020,1990s: Global Internetworking,語音、視頻、數(shù)據(jù),17,9/20/2020,1.3 網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu),常見網(wǎng)絡的物理拓撲結(jié)構(gòu),復雜的混合物理拓撲結(jié)構(gòu),網(wǎng)絡拓撲分為兩部分：物理拓撲 邏輯拓撲,18,1.4 計算機通信協(xié)議,Protocols 協(xié)議控制著數(shù)據(jù)通信的方方面面： 物理網(wǎng)絡是怎樣建立的 計算機怎樣被連接到網(wǎng)絡 傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的格式是怎樣的 數(shù)據(jù)是怎樣被傳輸?shù)?各種錯誤是怎樣被處理處理的,IEEE（電氣和電子工程師協(xié)會） Institute of Electrical and Electronic Engineers ANSI （美國國家標準化組織） American National Standards Institute TIA（電信工業(yè)協(xié)會） Telecommunications Industry Association, EIA（電子工業(yè)協(xié)會） Electronic Industries Alliance ITU (CCITT)（國際電話與電報顧問委員會） International Telecommunications Union, formerly known as the Comit Consultatif International Tlphonique et Tlgraphique.,標準化組織機構(gòu),19,1.5 局域網(wǎng)及局域網(wǎng)設備,局域網(wǎng)的組成部分: 計算機Computers 網(wǎng)卡Network interface cards 外圍設備Peripheral devices 網(wǎng)絡介質(zhì)Networking media 網(wǎng)絡設備Network devices,局域網(wǎng)拓撲: 以太網(wǎng)Ethernet 令牌環(huán)網(wǎng)Token Ring 光纖分布式數(shù)據(jù)接口網(wǎng)FDDI,LAN的設計目的: 在受限的區(qū)域內(nèi)工作 對高帶寬介質(zhì)的多路訪問 在本地管理的私有網(wǎng)絡控制 對本地服務提供全天候的連接性 與鄰接設備物理的連接,網(wǎng)絡設備Network devices,20,1.6 廣域網(wǎng)及廣域網(wǎng)設備,廣域網(wǎng)的設計目的 在極為廣闊的區(qū)域內(nèi)進行通信 使不同地點的人們可以實時的進行通訊 提供將遠程資源連接到本地的全時訪問 提供 e-mail, World Wide Web, file transfer, and e-commerce 服務 通過設備串行口在低速的鏈路上連接廣闊范圍 內(nèi)的設備進行通訊,常用廣域網(wǎng)技術(shù)包括: 撥號與Modems Integrated Services Digital Network (ISDN) Digital Subscriber Line (DSL) ATM與Frame Relay T1, E1, T3, E3 Synchronous Optical Network (SONET ) Synchronous Digital Hierarchy （SDH）,常見廣域網(wǎng)設備,21,1.7 城域網(wǎng)簡介,城域網(wǎng)的相關(guān)提法還有寬帶城域網(wǎng)、IP城域網(wǎng)、寬帶IP城域網(wǎng)、無線城域網(wǎng)等，主要應用包括： 通過互聯(lián)網(wǎng)發(fā)布信息、高速上網(wǎng)、網(wǎng)絡高速互聯(lián)、遠程醫(yī)療、互動的遠程教育、實時網(wǎng)上交易、實現(xiàn)視頻點播。,城域網(wǎng)的劃分： IP城域網(wǎng) 光城域網(wǎng) 以太城域網(wǎng)等等,22,2.1 理解帶寬的含義,在模擬通信系統(tǒng)或傳輸介質(zhì)中，所說的“帶寬”是指信號頻率的通頻范圍，單位為“赫茲”。而數(shù)字通信系統(tǒng)中“帶寬”，理論上是指傳輸信道的信道容量，也即信道中傳遞信息的最大值，單位為“比特/秒”。,模擬電話線的頻帶 (300Hz3400Hz為語音通信頻帶，25KHz1.1MHz為ADSL頻帶),23,2.2 各種數(shù)字業(yè)務的數(shù)據(jù)速率,24,2.3 帶寬的計算,在我們常說的56K撥號，100M局域網(wǎng)都是bps計量，當用于軟件下載時，下載工具一般又以Bps計算，所以它們之間有 8 bit=1 Byte 的換算關(guān)系，那么56Kbps撥號極限下載速度是 56Kbps/8=7KBps 每秒下載7K字節(jié),25,2.4 數(shù)據(jù)吞吐量Throughput,數(shù)據(jù)吞吐量指的是在一天的某段時間內(nèi)使用特定的路由下載一個文件時所獲得的實際帶寬。由于很多種原因，吞吐量遠遠小于傳輸使用介質(zhì)所能達到的最大帶寬。影響數(shù)據(jù)吞吐量的因素有： 互聯(lián)網(wǎng)上的設備、擁塞 被傳輸?shù)臄?shù)據(jù)類型 網(wǎng)絡拓撲形式 用戶數(shù)量 計算機 服務器 電源狀況,26,2.5 帶寬和流量,帶寬,峰值流量,平均流量,ISP,全球 Internet,出境流量,入境流量,27,第三章 網(wǎng)絡介質(zhì) 一、銅線介質(zhì) 二、光纖介質(zhì),28,同軸電纜Coaxial cable 屏蔽雙絞線STP cable 非屏蔽雙絞線UTP cable,銅線介質(zhì),29,同軸電纜,寬帶 一條電纜同時傳輸不同頻率的幾路模擬信號，75 ，用于模擬傳輸，300450MHz，100km，需要放大器 基帶 一條電纜只用于一個信道，50，用于數(shù)字傳輸,30,非屏蔽雙絞線 (UTP),3類、5類、超五類、六類雙絞線外沒有任何附加屏蔽0.43cm,31,Transmission Media Connectors,32,光纖結(jié)構(gòu),光纖剖面結(jié)構(gòu),典型的光纜,33,光接收器,光信號,檢測器,前置放大器,均衡器,后置放大器,濾波,判決電路,時鐘恢復,數(shù)據(jù),34,光纖傳送模式,多模,輸入電信號,輸出電信號,單模,波長: 1300,1550 nm,h1,h2,波長 : 850,1300 nm,光纖的直徑減小到 一個光波波長,在光纖的數(shù)值 孔徑角內(nèi)，以某一角度射入光纖端面，并能在光纖的纖芯到包層界面上形成全反射的傳播光線就可稱為一個光的傳輸模式。,35,第四章 LAN、WAN布線 1、LAN布線 2、WAN布線,36,80年2月份IEEE制定了一系列的有關(guān)局域網(wǎng)的標準稱謂802.X系列標準 802.1局域網(wǎng)概述、體系結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡互連，以及網(wǎng)絡管理和性能測量； 802.2邏輯鏈路控制，高層與任何一種局域網(wǎng)介質(zhì)訪問控制層的接口； 802.3CSMA/CD，總線型訪問控制和物理規(guī)范；（以太網(wǎng)） 802.4令牌總線； 802.5令牌環(huán)網(wǎng)； 802.6城域網(wǎng)； 802.7寬帶技術(shù)； 802.8光纖技術(shù)； 802.9綜合話音數(shù)據(jù)局域網(wǎng)； 802.10可互操作的局域網(wǎng)安全機制； 802.11無線局域網(wǎng)；,IEEE定義的局域網(wǎng)標準,37,園區(qū)網(wǎng)中的以太網(wǎng),續(xù),IEEE 新擴展了以太網(wǎng)三個規(guī)范： 802.3u (Fast Ethernet) 802.3z (Gigabit Ethernet over Fiber) 802.3ab (Gigabit Ethernet over UTP),38,附：層次化的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)定義中以太網(wǎng)的定位,分布層,核心層,訪問層,以太網(wǎng)、快速以太網(wǎng),快速以太網(wǎng) 千兆以太網(wǎng),快速以太網(wǎng) 千兆以太網(wǎng),39,UTP執(zhí)行規(guī)范,RJ-45 連接器,1,8,8,線對4 R4,1,2,3,4,5,6,7,線對 T 代表發(fā)送 R 代表接收,線對2 T2,線對2 R2,線對3 T3,線對1 R1,線對1 T1,線對3 R3,線對4 T4,針,40,廣域網(wǎng)連接類型: 物理層,專線,電路交換,包交換,41,廣域網(wǎng)物理層的光纖選擇,因特網(wǎng),話音,企業(yè)互聯(lián),DDN,FR,VPN,SDH,ATM,IP,DWDM/,光纖,42,點到點的串行連接,Router connections,Network connections at the CSU/DSU,EIA/TIA-232,EIA/TIA-449,EIA-530,V.35,X.21,End user device,Service Provider,DTE,DCE,CSU/DSU,43,DTE/DCE責任分界點,路由器和串行連接,Data Terminal Equipment 數(shù)據(jù)終端設備 WAN連接中用戶方的最后設備,Data Communications Equipmen 數(shù)據(jù)通訊設備 WAN服務商方的最后通訊設備 DCE提供時鐘,DCE,DTE,調(diào)制解調(diào)器 通道服務單元/ 數(shù)據(jù)服務單元,DTE,DTE,DCE,DCE,44,第五章 以太網(wǎng),45,Ethernet和IEEE 802.3,70年代中期由Xerox Palo Alto Research Center (Bob Metcalfe) 提出，數(shù)據(jù)率為2.94M，稱為Ethernet 其后由DEC, Intel and Xerox (DIX 標準)改進為10M標準 1985年定名為IEEE 802.3，即使用堅持的CAMA/CD協(xié)議的 LAN標準，數(shù)據(jù)率從1M到10M，支持多種傳輸媒體 Ethernet是指基帶總線LAN Ethernet和IEEE 802.3的幀格式不同,46,9/20/2020,10BaseT,NIC,Hub（集線器）相當于多端口轉(zhuǎn)發(fā)器 用于辦公室LAN 拓撲結(jié)構(gòu)為星形，邏輯上仍然是總線形。 轉(zhuǎn)發(fā)器/中繼器的作用：擴充信號傳輸距離。將信號放大并整形后再轉(zhuǎn)發(fā)，消除信號傳輸?shù)氖д婧退p。物理層設備。,hub,段最大長度 100m,47,9/20/2020,多個網(wǎng)段互連,hub,10Base2 - 細纜Ethernet,10Base5 粗纜Ethernet,10BaseT-雙絞線,router,server,hub,網(wǎng)橋,48,9/20/2020,MAC子層的地址問題,IEEE802標準為每個DTE規(guī)定了一個48位的全局地址，相當于站點的唯一標識符，與其物理位置無關(guān)。地址塊：地址字段的前3個字節(jié)（高24位）由IEEE統(tǒng)一分配給廠商，低24位由廠商分配。 地址類型標識：地址字段的第一字節(jié)的最低位I/G 0 - 單個站地址 1 - 組地址 地址范圍標識：地址字段的第一字節(jié)的最低第二位U/L 0 - 局部管理 1 - 全局管理,I/G U/L 46位地址,1 1 46,49,9/20/2020,數(shù)據(jù),源地址,FCS,長度,目標地址,可變長,2,6,6,4,0000.0C xx.xxxx,廠商自己分配,IEEE 分配,MAC子層- 802.3,前導符,Ethernet II 在這里用 “Type”指明上層協(xié)議，所以不用 802.2.,MAC 地址,8,# 字節(jié),數(shù)據(jù)鏈路層功能,50,交換機,每段有自己的沖突域 廣播信息向所有段轉(zhuǎn)發(fā),緩沖區(qū),交換,51,地址學習 幀的轉(zhuǎn)發(fā)/過濾 回路防止,交換機的三個功能,52,9/20/2020,交換機如何學習主機的位置,最初開機時MAC地址表是空的,MAC地址表,0260.8c01.1111,0260.8c01.2222,0260.8c01.3333,0260.8c01.4444,E0,E1,E2,E3,A,B,C,D,53,主機D發(fā)送廣播幀或多點幀 廣播幀或多點幀泛洪到除源端口外的所有端口,0260.8c01.1111,0260.8c01.2222,0260.8c01.3333,0260.8c01.4444,E0,E1,E2,E3,D,C,A,B,E0: 0260.8c01.1111,E2: 0260.8c01.2222,E1: 0260.8c01.3333,E3: 0260.8c01.4444,廣播幀和多點傳送幀,MAC地址表,54,第六章 TCP/IP,55,TCP/IP介紹,早期的協(xié)議族 全球范圍,主機,Internet,TCP/IP,主機,TCP/IP 協(xié)議族,ARP協(xié)議,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.,ARP協(xié)議,172.16.3.1,172.16.3.2,IP: 172.16.3.2 = ?,ARP協(xié)議,172.16.3.1,IP: 172.16.3.2 Ethernet: 0800.0020.1111,172.16.3.2,IP: 172.16.3.2 = ?,ARP協(xié)議,映射 IP Ethernet Local ARP,172.16.3.1,IP: 172.16.3.2 Ethernet: 0800.0020.1111,172.16.3.2,IP: 172.16.3.2 = ?,第七章 路由基礎,62,什么是路由,NetworkProtocol,DestinationNetwork,ConnectedLearned,10.120.2.0172.16.1.0,Exit Interface,E0S0,可路由協(xié)議: IP,路由器必須知道未和其直接相連的目的地址,172.16.1.0,10.120.2.0,E0,S0,172.16.2.1,SO,靜態(tài)路由,172.16.1.0,B,172.16.2.2,Network,A,在小型網(wǎng)絡中適宜設置靜態(tài)路由。,B,Stub Network,64,9/20/2020,路由協(xié)議,路由協(xié)議 用于路由器選擇路徑和管理路由表。 一旦選擇了一條路徑后，路由器將路由可路由協(xié)議 。,NetworkProtocol,DestinationNetwork,ConnectedRIPIGRP,10.120.2.0172.16.2.0172.17.3.0,Exit Interface,E0S0S1,可路由協(xié)議: IP路由協(xié)議: RIP, IGRP,172.17.3.0,172.16.1.0,10.120.2.0,E0,S0,自治系統(tǒng) 100,自治系統(tǒng) 200,IGPs: RIP, IGRP,EGPs: BGP,AS,自治系統(tǒng)：使用相同的路由準則的網(wǎng)絡的集合 IGP在一個自治系統(tǒng)內(nèi)運行。 EGP連接不同的自治系統(tǒng)。,66,9/20/2020,中國聯(lián)通 AS4837,中國電信 AS4134,教育網(wǎng) AS4538,全球 Internet,自治域（Autonomous System, AS ） 每個ISP的標志，包含各自管理的IP地址段 用來廣播和接受IP路由使用 進行路由選擇和控制,IP地址 每個主機在互聯(lián)網(wǎng)上的唯一標志 用來接受和發(fā)送信息使用,如： 中國電信 AS 4143 IP地址：61.128.0.0,BGP,67,9/20/2020,TCP/IP地址介紹,斷點連接需要確定的地址 路徑選擇 Location is represented by an address,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,IP 地址,255,255,255,255,DottedDecimal,Maximum,Network,Host,32 bits,69,IP 地址,255,255,255,255,DottedDecimal,Maximum,Network,Host,1286432168421,11111111,11111111,11111111,11111111,Binary,32 bits,1,8,9,16,17,24,25,32,1286432168421,1286432168421,1286432168421,70,IP 地址,255,255,255,255,DottedDecimal,Maximum,Network,Host,1286432168421,11111111,11111111,11111111,11111111,10101100,00010000,01111010,11001100,Binary,32 bits,172,16,122,204,ExampleDecimal,ExampleBinary,1,8,9,16,17,24,25,32,1286432168421,1286432168421,1286432168421,71,9/20/2020,IP 地址分類,Class A: Class B: Class C: Class D: 多址地址 Class E: 科研用,8 bits,8 bits,8 bits,8 bits,IP 地址分類,1,Class A:,Bits:,0NNNNNNN,Host,Host,Host,8,9,16,17,24,25,32,Range (1-126),1,Class B:,Bits:,10NNNNNN,Network,Host,Host,8,9,16,17,24,25,32,Range (128-191),1,Class C:,Bits:,110NNNNN,Network,Network,Host,8,9,16,17,24,25,32,Range (192-223),1,Class D:,Bits:,1110MMMM,Multicast Group,Multicast Group,Multicast Group,8,9,16,17,24,25,32,Range (224-239),73,9/20/2020,主機地址,172.16.2.1,172.16.3.10,172.16.12.12,10.1.1.1,10.250.8.11,10.180.30.118,E1,172.16,12,12,網(wǎng)絡,主機,.,.,網(wǎng)絡,端口,172.16.0.0 10.0.0.0,E0 E1,路由表,172.16.2.1,10.6.24.2,E0,74,9/20/2020,特殊IP地址,專用IP地址：,1個A類地址： 10.0.0.0 10.255.255.255 16個B類地址： 172.16.0.0 172.31.255.255 256個C類地址： 192.168.0.0 192.168.255.255,IP回環(huán)地址：,整個A類網(wǎng)絡127.0.0.0（包含超過1600萬個可用的主機地址）已經(jīng)被“預留”來容納一個特殊的地址：127.0.0.1。這個地址用作回環(huán)（loopback）。發(fā)送127.0.0.1的數(shù)據(jù)會回送給發(fā)送者。可以檢查它的IP軟件是否工作。（可以是127.0.0.1127.0.0.254中的任一）,保留地址空間：,網(wǎng)絡號：主機字段全為“0”的IP地址（用于標記一個網(wǎng)絡的） 廣播地址：主機字段全為“1”的IP地址（直接廣播地址）,75,9/20/2020,第八章 電信和聯(lián)通,76,1997年，著名的97工程，Chinanet的建設。 2001年，南北電信分家，從那時起ADSL進入中國。 2010年，光纖入戶開始啟動。 南北電信分家直接導致互聯(lián)互通差，內(nèi)容提供商要么需要雙套服務器，要么尋求第三方的BGP線路。 南方為電信，北方為聯(lián)通。,Internet在中國,77,Internet線路 X Mbps的接入線路（電信） X Mbps的接入線路（聯(lián)通） X Mbps的BGP接入線路 專線接入 X Mbps的專線從office到數(shù)據(jù)中心 DDN、MSTP、MPLS VPN等,托管中常見的網(wǎng)絡需求,78,北京辦公室,線路,上海辦公室,專用線路（Lease line） 數(shù)據(jù)專線 SDH（2M*n） ATM（155M、622M） MSTP（2M、10M） GE（1G、10G） Internet線路 語音專線 電話線 E1（30） PRI（30B+D） 裸光纖,聯(lián)通,北京辦公室,電信,家,線路 類型 帶寬 點到點 供應商,79,Internet線路,中國聯(lián)通 AS4837,中國電信 AS4134,教育網(wǎng) AS4538,全球 Internet,用戶A,靜態(tài)線路 單線路 IP地址通常由上游供應商提供 路由固定，無冗余功能,ISP 2,代播線路 單線路 IP地址由ISP提供 通常采用私有AS 上游供應商向全球互聯(lián)網(wǎng)宣告用戶的地址,ISP 3,BGP線路 單線路或多線路 IP地址由ISP提供 AS號由ISP提供 上游供應商通過BGP協(xié)議自動全球互聯(lián)網(wǎng)宣告用戶的地址,用戶B,用戶C,ISP 1,80,網(wǎng)絡的常見銷售模式（Internet線路）,客戶,ISP、IDC牌照,模式1,客戶,模式2,線路、IP地址,線路、IP地址,線路、IP地址,服務,服務,模式3,客戶,ISP、IDC牌照,線路、協(xié)議,BGP線路、IP地址,服務,線路、協(xié)議,IP地址,81,備案,所有互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務都需要到工信部報備 工信部報備網(wǎng)站 擁有IDC或者ISP的接入服務商能夠提供報備 三種報備方式 部級報備 省級報備 服務商代理,82,謝謝！,下一講座 “云計算基礎”,