第一章 網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)v10

網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)OSI參考模型TCP/IP參考模型沖突域與廣播域本章課程目標(biāo)NetBEUI第一代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)面向終端的網(wǎng)絡(luò)第二代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)以資源子網(wǎng)為中心的網(wǎng)絡(luò)第三代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)OSI模型的網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展終端終端終端終端終端終端服務(wù)器服務(wù)器IPX/SPX終端終端終端服務(wù)器面向終端面向終端資源子網(wǎng)OSI模型標(biāo)識(shí)出發(fā)送方和接收方雙方一致同意的通信方法通用語(yǔ)言和語(yǔ)法傳遞的速度和時(shí)間證實(shí)或確認(rèn)要求建立通信Internet什么是協(xié)議？數(shù)據(jù)從源地點(diǎn)傳輸?shù)侥康牡攸c(diǎn)，網(wǎng)絡(luò)上所有設(shè)備需要“講”相同的“語(yǔ)言”。描述網(wǎng)絡(luò)通信中如何規(guī)范使用“語(yǔ)言”的一組規(guī)則就是協(xié)議。數(shù)據(jù)通信協(xié)議:決定數(shù)據(jù)的格式和數(shù)據(jù)的傳輸?shù)囊唤M規(guī)則或者一組慣例協(xié)議網(wǎng)絡(luò)通信的過(guò)程很復(fù)雜為了降低網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的復(fù)雜性，將協(xié)議進(jìn)行了分層設(shè)計(jì)協(xié)議分層OSI協(xié)議模型通信協(xié)議協(xié)議分層OSI7層模型通信的雙方需要相同的語(yǔ)言才能通信網(wǎng)絡(luò)通信的過(guò)程很復(fù)雜，為了降低復(fù)雜性ISO組織發(fā)布了OSI參考模型OSI(OpenSystemInternetwork)開(kāi)放式通信系統(tǒng)互聯(lián)參考模型郵局實(shí)例寫(xiě)信人郵局運(yùn)輸部門(mén)運(yùn)輸部門(mén)郵局收信人用戶間的約定郵局間的約定運(yùn)輸部門(mén)間的約定裝信封分信打包拆包分信拆信封郵筒協(xié)調(diào)部OSI的七層框架物理層物理層數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層傳輸層傳輸層會(huì)話層會(huì)話層表示層表示層應(yīng)用層應(yīng)用層物理層協(xié)議數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議傳輸層協(xié)議會(huì)話層協(xié)議表示層協(xié)議應(yīng)用層協(xié)議比特幀包TPDUSPDUPPDUAPDU1接口2接口3接口4接口5接口6接口主機(jī)A主機(jī)B數(shù)據(jù)單元層名稱功能應(yīng)用協(xié)議應(yīng)用層與用戶進(jìn)行接口,承載應(yīng)用協(xié)議HTTPTelnet表示層數(shù)據(jù)的表現(xiàn)形式、特定功能的實(shí)現(xiàn)ASCII、EBCDICJPEG會(huì)話層對(duì)應(yīng)用會(huì)話的管理、同步操作系統(tǒng)/應(yīng)用讀取傳輸層提供傳輸?shù)目煽啃?、傳輸前的錯(cuò)誤檢測(cè)、流量的控制TCP、UDP網(wǎng)絡(luò)層提供邏輯地址、進(jìn)行路由選路IP數(shù)據(jù)鏈路層將數(shù)據(jù)封裝成幀、用MAC地址訪問(wèn)媒介、錯(cuò)誤檢測(cè)802.3/802.2HDLC物理層設(shè)備之間的數(shù)據(jù)(比特流)傳輸、物理接口、的特性等EIA/TIA-232

V.35OSI每層的功能數(shù)據(jù)的封裝與解封裝過(guò)程3－1InternethelloIP包頭數(shù)據(jù)的封裝與解封裝過(guò)程3－2hello物理層數(shù)據(jù)鏈路層網(wǎng)絡(luò)層傳輸層會(huì)話層表示層應(yīng)用層比特幀報(bào)文段PDUhelloTCP/UDP頭helloIP包頭LLC子層TCP/UDP頭helloIP包頭LLC子層MAC子層TCP/UDP頭helloTCP/UDP頭高層數(shù)據(jù)MAC子層LLC子層FCSIP包頭數(shù)據(jù)的封裝與解封裝過(guò)程3－3hello物理層數(shù)據(jù)鏈路層網(wǎng)絡(luò)層傳輸層會(huì)話層表示層應(yīng)用層比特幀報(bào)文段PDUhelloTCP/UDP頭helloIP包頭LLC子層MAC子層TCP/UDP頭helloIP包頭LLC子層MAC子層FCSTCP/UDP頭helloTCP/UDP頭高層數(shù)據(jù)LLC子層物理層是TCP/IP模型的最底層物理層為數(shù)據(jù)傳輸提供可靠環(huán)境物理層概述

物理層是網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)，正如同公路是汽車通行的基礎(chǔ)一樣物理層是TCP/IP四層模型的最底層，為數(shù)據(jù)通信的介質(zhì)提供規(guī)范和定義為數(shù)據(jù)端設(shè)備提供傳送數(shù)據(jù)的線路在線路上傳輸數(shù)據(jù)物理層功能RJ-45光纖接口FC圓形帶螺紋光纖接頭ST卡接式圓形光纖接頭SC方型光纖接頭LC窄體方形光纖接頭MT-RJ收發(fā)一體的方型光纖接頭物理層接口有線介質(zhì)雙絞線光纖無(wú)線介質(zhì)無(wú)線電微波激光紅外線物理層的傳輸介質(zhì)雙絞線TP是目前使用最廣，價(jià)格相對(duì)便宜的一種傳輸介質(zhì)由兩根絕緣銅導(dǎo)線相互纏繞組成，以減少對(duì)鄰近線對(duì)的電氣干擾由若干對(duì)雙絞線構(gòu)成的電纜被稱為雙絞線電纜非屏蔽雙絞線UTP和屏蔽雙絞線STP雙絞線Cat5eUTPCat5eSTPEIA/TIA-568——“商業(yè)大廈布線標(biāo)準(zhǔn)”568A：綠白綠橙白藍(lán)藍(lán)白橙棕白棕568B：橙白橙綠白藍(lán)藍(lán)白綠棕白棕雙絞線的標(biāo)準(zhǔn)光脈沖在光纖中的傳輸是利用了光的全反射原理光纖分為多模光纖和單模光纖光信號(hào)在光纖中的傳輸多模光纖單模光纖輸入脈沖輸出脈沖輸入脈沖輸出脈沖

管腳號(hào)用途顏色1發(fā)送+白色和綠色2發(fā)送-綠色3接收+白色和橘黃色4不被使用藍(lán)色5不被使用白色和藍(lán)色6接收-橘黃色7不被使用白色和棕色8不被使用棕色線纜的連接2-1EIA/TIA568A和568B線纜的連接標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)線交叉網(wǎng)線全反線交叉直通交叉直通交叉直通交叉交叉T568A標(biāo)準(zhǔn)中RJ-45連接器的管腳號(hào)和顏色編碼標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)線的線序交叉網(wǎng)線的線序制作過(guò)程線纜的連接2-210BaseT—雙絞線最大傳輸距離100米10BaseF—光纖傳輸距離1000米以上100Mbps快速以太網(wǎng)1000Mbps千兆以太網(wǎng)常見(jiàn)線纜中繼器能放大信號(hào)延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)傳輸距離只包含有一個(gè)輸入端口和一個(gè)輸出端口，所以只能接收和轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)流成本低物理層的設(shè)備2-1集線器最初只是一個(gè)多端口的中繼器可用于星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)能夠支持各種不同的傳輸介質(zhì)和數(shù)據(jù)傳輸速率有些集線器具有內(nèi)部處理能力，例如，可以接受遠(yuǎn)程管理、過(guò)濾數(shù)據(jù)或提供網(wǎng)絡(luò)診斷信息被交換機(jī)所取代物理層的設(shè)備2-2數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層的功能2－1物理層物理層數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議

比特（Bit）

幀（Frame）包(Packet）主機(jī)A主機(jī)B數(shù)據(jù)單元數(shù)據(jù)鏈路層的功能數(shù)據(jù)鏈路的建立、維護(hù)與拆除幀包裝、幀傳輸、幀同步幀的差錯(cuò)恢復(fù)流量控制數(shù)據(jù)鏈路層的功能2－2數(shù)據(jù)鏈路層的功能2－2以太網(wǎng)工作在數(shù)據(jù)鏈路層MAC子層和物理層以太網(wǎng)物理層物理層邏輯鏈路控制子層LLC介質(zhì)訪問(wèn)控制子層MAC邏輯鏈路控制子層LLC介質(zhì)訪問(wèn)控制子層MAC網(wǎng)絡(luò)層物理層協(xié)議數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議

比特

幀

包12主機(jī)A主機(jī)B數(shù)據(jù)單元層以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層以太網(wǎng)就是我們平常使用的局域網(wǎng)什么是以太網(wǎng)當(dāng)多個(gè)數(shù)據(jù)在同一條共享線路上傳輸時(shí)，如何避免沖突？怎樣找到目的主機(jī)呢？找到目的主機(jī)后，怎樣才能讓對(duì)方讀懂信息的內(nèi)容呢？802.3以太網(wǎng)幀格式以太網(wǎng)幀格式數(shù)據(jù)鏈路層封裝7字節(jié)6字節(jié)6字節(jié)前導(dǎo)碼目的地址源地址類型/長(zhǎng)度數(shù)據(jù)幀校驗(yàn)序列46～1500字節(jié)4字節(jié)1字節(jié)2字節(jié)幀啟始定界符物理層封裝大于0600H表示類型，小于0600H表示長(zhǎng)度以太網(wǎng)地址用來(lái)識(shí)別一個(gè)以太網(wǎng)上的某個(gè)單獨(dú)的設(shè)備或一組設(shè)備

以太網(wǎng)MAC地址IBMCISCO24比特（供應(yīng)商標(biāo)識(shí)）24比特（供應(yīng)商對(duì)網(wǎng)卡的唯一編號(hào)）對(duì)于目的地址：0–物理地址（單播地址）1–邏輯地址（組播地址）例如：00－06－1b－e3－93－6c00－0d－28－be－b6－42CSMA/CD—帶沖突檢測(cè)(碰撞檢測(cè))的載波監(jiān)聽(tīng)多路訪問(wèn)以太網(wǎng)采用CSMA/CD避免信號(hào)的沖突工作原理發(fā)送前先監(jiān)聽(tīng)信道是否空閑，若空閑則立即發(fā)送數(shù)據(jù)。在發(fā)送時(shí)，邊發(fā)邊繼續(xù)監(jiān)聽(tīng)若監(jiān)聽(tīng)到?jīng)_突，則立即停止發(fā)送等待一段隨機(jī)時(shí)間（稱為退避）以后，再重新嘗試CSMA/CD單工只有一個(gè)信道，傳輸方向只能是單向的半雙工只有一個(gè)信道，在同一時(shí)刻，只能是單向傳輸全雙工雙信道，同時(shí)可以有雙向數(shù)據(jù)傳輸雙工工作模式ABABAB總線上同時(shí)有多個(gè)機(jī)器在傳送數(shù)據(jù)，從而造成數(shù)據(jù)包的碰撞。沖突域概念HUB112233幀幀幀112233幀幀沖突當(dāng)某個(gè)區(qū)域中一臺(tái)設(shè)備發(fā)送了一個(gè)廣播包，如果這個(gè)區(qū)域中的其他設(shè)備都能收到時(shí)，這個(gè)區(qū)域就是一個(gè)廣播域。廣播域概念Switch112233廣播幀廣播幀廣播幀HUB所有接口是一個(gè)沖突域Switch每一個(gè)接口是一個(gè)沖突域分割沖突域HUB112233Switch112233HUB所有接