0101 互聯(lián)網(wǎng)概述_第1頁
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文檔簡介

1、互聯(lián)網(wǎng)絡概念概述及OSI模型,本次課教學目標,熟練掌握OSI模型、數(shù)據(jù)流的封裝和解封裝以及數(shù)據(jù)流在源和目的設備之間如何交換掌握HUB功能和工作原理,他們在網(wǎng)絡中什么地方最適合掌握以態(tài)幀的構成能夠選擇適當?shù)腃ISCO設備滿足客戶的網(wǎng)絡需求,本節(jié)課教學目標,了解計算機網(wǎng)絡的概念、構成及組建模型熟悉CISCO 網(wǎng)絡圖標掌握OSI 模型熟練掌握封裝與解封裝,目標一.了解網(wǎng)絡的定義及其發(fā)展歷史,什么是網(wǎng)絡?,計算機網(wǎng)絡用來連接什么?

2、計算機網(wǎng)絡中的設備分布在什么地方?設備間用什么連接?計算機網(wǎng)絡的作用?把分布在不同地理區(qū)域的計算機與專門的外部設備用通信線路互連起來,從而達到互相傳遞信息,共享信息資源的目的。,網(wǎng)絡發(fā)展歷史簡介,計算機網(wǎng)絡的產生和發(fā)展,第一代計算機網(wǎng)絡的誕生(計算機技術+通信技術)1946年產生第一臺數(shù)字計算機1954年收發(fā)器終端的產生(線路控制器)60年代初,由多重線路控制器參與組成的網(wǎng)絡,被稱為第一代計算機網(wǎng)絡---- 面向終端的網(wǎng)絡.

3、,網(wǎng)絡發(fā)展歷史簡介,計算機網(wǎng)絡的產生和發(fā)展(Cont.),第二代計算機網(wǎng)絡的誕生1964年,Baran提出存儲轉發(fā)概念1966年,David提出分組概念1969年,DARPA的計算機分組交換網(wǎng)ARPANET投入運行,標志著計算機網(wǎng)絡進入一個新的時代,我們把這個時代的網(wǎng)絡叫做“計算機-計算機網(wǎng)絡”或“二層網(wǎng)絡”.注:二層網(wǎng)絡指計算機網(wǎng)絡分為”資源子網(wǎng)”和”通信子網(wǎng)”,什么是通信子網(wǎng)和資源子網(wǎng),網(wǎng)絡發(fā)展歷史簡介,計算機網(wǎng)絡的產生和

4、發(fā)(Cont.),第三代計算機網(wǎng)絡的誕生1977年OSI參考模型的提出,標志著計算機網(wǎng)絡進入到第三個階段:開放式標準化網(wǎng)絡. Open System Interconnection Reference Model,物理層,OSI 7層模型,數(shù)據(jù)鏈路層,網(wǎng)絡層,傳輸層,會話層,表示層,應用層,,,,,,,,,,1,2,3,4,5,6,7,計算機網(wǎng)絡的產生和發(fā)展(Cont.),第四代計算機網(wǎng)絡的誕生Internet技術的廣泛應用高速網(wǎng)

5、絡的快速發(fā)展計算機網(wǎng)絡將最終實現(xiàn)5個W,因此目前的時代應該是計算機網(wǎng)絡的第四個時代----“Internet時代”注:5個W是指:任何人(whoever)在任何時間(whenever),任何地方(wherever)都能夠和任何另一個人(whomever)通過網(wǎng)絡傳輸任何信息(whatever),**定義網(wǎng)絡組成(冗余備份 負載均衡*),,,總部Main Office,分部Branch Office,,,,,,,Home Offi

6、ce 電話撥號,移動用戶Mobile Users,,Internet公網(wǎng),專線,目標二.熟悉Cisco網(wǎng)絡圖標,以下幻燈片將介紹Cisco網(wǎng)絡圖標,Cisco Icons and Symbols,Router,Network Cloud,,End User,Serial Link,,Circuit-Switched Link,Ethernet,,PC,Laptop,File Server,Web Server,Key,Multilay

7、er Switch,ATMSwitch,ISDNSwitch,Hub,Workgroup Switch,Bridge,PIX Firewall,Firewall,Modem,抽象派作品,,,,Floor 2,Floor 1,,Server Farm,,定義網(wǎng)絡組成**,,,,Branch Office,Telecommuter,ISDN,,,遠程用戶,Campus,,,,,,,,,,,目標三.了解網(wǎng)絡設計的層次模型及其特點,以下幻燈

8、片將介紹網(wǎng)絡設計的層次模型,網(wǎng)絡設計的層次模型,,,,Distribution Layer 分布層,Core Layer核心層,AccessLayer接入層,,,,,,,,,注意:這只是一個概念性的邏輯模型,而不是實際的物理連接模型。,End station entry point to the network把終端設備接入網(wǎng)絡,提供本地服務,Access Layer 接入層,,,,,,訪問層特性,Access Layer 接

9、入層的匯聚點Aggregation PointRoutes traffic路由流量 Broadcast/Multicast Domains廣播/組播域Media Translation介質轉換Security安全遠程接入訪問,,Distribution Layer,,,,,分布層特性,核心層特性,Fast transport 盡可能快速傳輸No packet manipulation 一般不進行路由選擇、訪問列表控制、

10、包過濾,,Core Layer,,網(wǎng)絡層次模型的特點**,網(wǎng)絡層次模型一般針對的是通信子網(wǎng)從下至上設備?減少從下至上價格?升高從下至上性能?增強,目標四,理解OSI網(wǎng)絡互連模型了解OSI層間傳輸過程,兩臺不通操作系統(tǒng)的PC機如何利用網(wǎng)絡通信?,,,?,兩臺不通操作系統(tǒng)的PC機如何利用網(wǎng)絡通信?,,,,,,,,,OSI,OSI,這樣設計的OSI有什么缺點嗎?,OSI模型概述,OSI 開放系統(tǒng)互連參考模型是一種協(xié)議規(guī)范,用來規(guī)范網(wǎng)絡

11、協(xié)議的設計與實現(xiàn)。引入OSI 參考模型的目的在于使得各廠家之間的網(wǎng)絡設備能夠互聯(lián)互通,面向應用的上層Application (Upper) Layers,,,,,,,,,,,Session,Presentation,Application,OSI模型概述##,面向端到端的數(shù)據(jù)流Data Flow Layers,,,,,,Transport Layer,,Data Link,,Network Layer,,,,,Physica

12、l,,Transport,,Data Link,,Physical,,Network,,,,Presentation,Application,,Session,Segment,Packet,Bits,Frame,PDU,,,,,,,OSI 層間通信(同一計算機中相鄰層間的通信),同一臺計算機中相鄰層之間的通信:發(fā)送數(shù)據(jù)時,從高層到低層接收數(shù)據(jù)時,從低層到高層每一層都有相關的協(xié)議,OSI中SAP的概念(service access

13、point),,,,,N層次,N-1層次,,,SAP,,,,,,,Transport,,Data Link,,Physical,,Network,,,Upper Layer Data,,Upper Layer Data,TCP Header,,,Data,IP Header,,,Data,LLC Header,,,0101110101001000010,,Data,MAC Header,,,,,Presentation,Applicat

14、ion,,Session,Segment,Packet,Bits,Frame,User data,,,,,,,封裝數(shù)據(jù),封裝:把每一層的數(shù)據(jù)放置在包頭和包尾之間,然后發(fā)送給下一層。,,,Upper Layer Data,解封裝數(shù)據(jù)*,,LLC Hdr + IP + TCP + Upper Layer Data,,MAC Header,,IP + TCP + Upper Layer Data,,,LLC Header,,TCP+ Uppe

15、r Layer Data,,IP Header,,Upper Layer Data,,TCP Header,,,0101110101001000010,,,,,,,Transport,,Data Link,,Physical,,Network,,,,,,Presentation,Application,Session,應用層的作用,,TelnetFTP,用戶接口,EXAMPLES,,Application,,,TelnetFTP,A

16、SCIIEBCDICJPEG,用戶接口,數(shù)據(jù)如何表示象加密這樣的數(shù)據(jù)處理,EXAMPLES,,,Presentation,Application,應用層作用,,,,TelnetFTP,ASCIIEBCDICJPEG,,,Keeping different applications’ data separate,用戶接口,數(shù)據(jù)如何表示象加密這樣的數(shù)據(jù)處理,Operating System/Application Acce

17、ss Scheduling同一系統(tǒng)運行多個不同的應用程序,如SQL, RPC,EXAMPLES,,,,Session,Presentation,Application,應用層的作用,,協(xié)調不同應用層數(shù)據(jù),用戶接口,數(shù)據(jù)如何表示象加密這樣的數(shù)據(jù)處理,,Transport Layer,,,,Data Link,Network Layer,Physical,EXAMPLES,,,,Session,Presentation,Applic

18、ation,應用層作用,,,數(shù)據(jù)流層作用,EIA/TIA-232V.35,EXAMPLES,,,Physical,兩個設備之間位的運行規(guī)范電壓,線速,線纜的針輸出等,,,802.3 / 802.2HDLC,EIA/TIA-232V.35,EXAMPLES,,,,Data Link,,Physical,組合位到字節(jié)并把字節(jié)組合成幀使用MAC地址訪問物理介質錯誤檢查和糾錯,兩個設備之間位的運行規(guī)范電壓,線速,線纜的針輸出等,,

19、,,數(shù)據(jù)流層作用,802.3 / 802.2HDLC,EIA/TIA-232V.35,IPIPX,EXAMPLES,,,,,Network,,Data Link,,Physical,提供邏輯尋址,使路由器用來路徑確定,,,,,組合位到字節(jié)并把字節(jié)組合成幀使用MAC地址訪問物理介質錯誤檢查和糾錯,兩個設備之間位的運行規(guī)范電壓,線速,線纜的針輸出等,數(shù)據(jù)流層作用,,,,,TCPUDPSPX,802.3 / 802.2HDL

20、C,EIA/TIA-232V.35,IPIPX,EXAMPLES,,Transport,,,Data Link,,Physical,確定上層進程可靠或不可靠數(shù)據(jù)傳輸重傳以前進行糾錯,Network,,,,,,提供邏輯尋址,使路由器用來路徑確定,組合位到字節(jié)并把字節(jié)組合成幀使用MAC地址訪問物理介質錯誤檢查和糾錯,兩個設備之間位的運行規(guī)范電壓,線速,線纜的針輸出等,數(shù)據(jù)流層作用,TCPUDPSPX,802.3 / 802

21、.2HDLC,EIA/TIA-232V.35,IPIPX,,Presentation,,Application,,Session,EXAMPLES,,,,,,Transport,,,Data Link,,Physical,Network,,,,,,確定上層進程可靠或不可靠數(shù)據(jù)傳輸重傳以前進行糾錯,提供邏輯尋址,使路由器用來路徑確定,組合位到字節(jié)并把字節(jié)組合成幀使用MAC地址訪問物理介質錯誤檢查和糾錯,兩個設備之間位的運行

22、規(guī)范電壓,線速,線纜的針輸出等,數(shù)據(jù)流層作用,分層的優(yōu)點*,把網(wǎng)絡任務分層,并定義標準的層間接口,可使各個獨立的協(xié)議或者層更簡潔便于學習和討論協(xié)議規(guī)范的很多細節(jié)層間的標準接口便于工程模塊化,使每種產品可以只完成某幾層的功能創(chuàng)建了一個更好的互操作環(huán)境降低了復雜性,提高程序修改和產品開發(fā)的效率便于定位和排除故障每層利用緊鄰的下層服務,并向緊鄰的上層提供服務,目標五.了解物理層的特點及典型設備,以下幻燈片將對物理層進行介紹,,定義

23、介質類型連接器類型信號類型,,Ethernet,802.3,V.35,Physical,,,EIA/TIA-232,,物理層功能,物理層: Ethernet/802.3,,Hub,Hosts,Host,10Base2—Thin Ethernet 185m10Base5—Thick Ethernet 500m,,10BaseT—Twisted Pair 100m,,,,,,10M 802.3100M 802.3u 1

24、000M 802.3z,,,,,,,A,B,C,D,,Physical,,所有設備在相同的沖突域所有設備在相同的廣播域設備共享相同的帶寬,Hubs 在物理層操作,Hubs: 一個沖突域,,,,,,More end stations means more collisions使用CSMA/CD 載波偵聽多路訪問/沖突檢測協(xié)議(Carrier Sense Multiple Access with Collision Detectio

25、n) 先檢測網(wǎng)絡是否正在通信,如無通信則發(fā)送數(shù)據(jù)直到時間片用完為止,如有通信則等待一段時間后再檢測檢測網(wǎng)絡有無沖突的方法:在發(fā)送數(shù)據(jù)的同時接收數(shù)據(jù),如二者不同表明有沖突,反之無沖突,CSMA/CD傳輸流程圖*,,是否有空檔,,空檔持續(xù)96bit-time,送出封包,,是否發(fā)生碰撞?,發(fā)送完畢,通知大家“發(fā)生碰撞了!”,,撞了16次?,放棄傳送通知上層,backoff,,,,,,,,,,,,,,,no,no,no,no,yes,yes

26、,yes,yes,目標六.了解數(shù)據(jù)鏈路層及幀結構,以下幻燈片將介紹數(shù)據(jù)鏈路層,,,,定義物理的源和目的地址指明上層所用的協(xié)議 (服務訪問點) 網(wǎng)絡拓撲 幀順序流量控制面向連接和非面向連接,,Data Link,,Physical,EIA/TIA-232v.35,Ethernet,,Frame Relay,HDLC,,802.2,,802.3,,數(shù)據(jù)鏈路層功能,注意: 數(shù)據(jù)鏈路層分為LLC和MAC兩個子層,,,Data,S

27、ource add,FCS,,,,Length,,Dest add,,Variable,2,6,6,4,0000.0C xx.xxxx,,,Vendor assigned,IEEE assigned,MAC Layer - 802.3,,Preamble,Ethernet II uses “Type” here and does not use 802.2.,,MAC Address (Institute of E

28、lectrical and Electronics Engineers),,8,# Bytes,MAC Layer - 802.3,局域網(wǎng)上的每個設備有唯一的MAC地址,,,Data,Dest SAP,,,Source SAP,,Data,Source add,FCS,,,,Length,,Dest add,Variable,1,1,802.2 (SAP-指明高層協(xié)議類型),MAC Layer - 802.3,Ctrl,1 or 2

29、,3,2,,Preamble,,Data,Dest SAPAA,,,Source SAPAA,Variable,1,1,802.2 (SNAP-子網(wǎng)訪問協(xié)議),Ctrl03,1 or 2,OR,,,OUI ID,,Type,,,,# Bytes,# Bytes,LLC Layer - 802.2*,,,,幾個重要概念,面向連接的協(xié)議:該協(xié)議在開始傳輸數(shù)據(jù)之前需要在兩端點之間預先建立聯(lián)系。無連接的協(xié)議:該協(xié)議在開始傳輸數(shù)據(jù)之前

30、不需要在兩端點之間預先建立聯(lián)系??煽總鬏敚簜鬏斶^程具有差錯檢測和恢復功能。注意:面向連接的協(xié)議不一定提供差錯恢復,而具有差錯恢復的協(xié)議并不一定是面向連接的。差錯檢測:使用幀校驗和FCS或者類似字段的包頭和包尾來檢測協(xié)議數(shù)據(jù)單元PDU中的比特錯誤,從而發(fā)現(xiàn)錯誤,并丟棄該PDU.差錯恢復:對因發(fā)現(xiàn)錯誤而丟失的數(shù)據(jù)要作出響應,并重傳送該數(shù)據(jù)。,協(xié)議綜合比較,選擇一個CISCO產品,,,,Distribution Layer,Core

31、Layer,AccessLayer,,,,,,,,,Application,Presentation,Session,Transport,Network,Data Link,Physical,OSI模型,PDU,功能職責,實例,,練習: OSI模型,Application,Presentation,Session,Transport,Network,Data Link,Physical,OSI Model,PDU,Functional

32、 Responsibilities,Examples,,Segment,Packet,Frame,Bits,Keeping different applications’ data separate,User Interface,Defines how data is presented,Defines reliable or unreliable delivery,Provide logical addressing which r

33、outers use for path determination,Combines bits into bytes and bytes into frames, offers access to media using MAC address and performs error detection not correction,Specifies voltage, wire speed and pin-out cables and

34、moves bits between devices,TCP, UDPSPX,802.3 / 802.2HDLC,TIA/EIA-232V.35,IP, IPX,Telnet, HTTP,ASCII, EBCDIC, JPEG,Operating System/ Application Access Scheduling,練習答案,在網(wǎng)絡環(huán)境內,使用OSI模型的優(yōu)點有哪些?描述通訊過程中的封裝和解封裝過程。在一個hub連

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