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1、盘古开天地-网际互联,一 ，网络基础概念,1.1 计算机网络概述,计算机网络：计算机与通信技术相结合，不同种类计算机 通过同类通信协议相互通信，形成计算机网络。,1.2 计算机网络的主要功能,数据通信,1.3 网络要素,下图显示了一个典型网络的各个要素，包括设备、介质和服务，它们通过规则结合在一起，共同作用来发送消息。,1.4 网络拓扑结构,计算机网络的拓扑结构是指网络中各个站点相互连接的形式 拓扑包括物理拓扑和逻辑拓扑 物理拓扑是指设备或介质的连接方式 逻辑拓扑是指数据传输的方式,1.4 物理拓扑结构,1.4 星型拓扑优缺点,优点： 控制简单。任何一站点只和中央节点相连接，因而介质访问控制方
2、法简单，致使访问协议也十分简单。易于网络监控和管理。 故障诊断和隔离容易。中央节点对连接线路可以逐一隔离进行故障检测和定位，单个连接点的故障只影响一个设备，不会影响全网。 方便服务。中央节点可以方便地对各个站点提供服务和网络重新配置 缺点： 需要耗费大量的电缆，安装、维护的工作量也骤增。 中央节点负担重，形成“瓶颈”，一旦发生故障，则全网受影响。 各站点的分布处理能力较低。,1.5 网络介质,现代网络主要使用三种介质来连接设备并提供传输数据的途径。这三种介质是: 无线传输,1.5 网络介质,铜缆与光线 电缆内部的金属电线 玻璃或塑料纤维（光缆）,1.6 双绞线的特点,4对8根铜导线，每2根绞合
3、在一起。 绞在一起后，两根导线产生的干扰波会相互抵消，所以导线的辐射波会显著地被削弱，使信号只顺着线路传输。 RJ-45接头,1.6 屏蔽双绞线 -STP,1.6 非屏蔽双绞线-UTP,1.6 双绞线标准线序,思考：网线可以只用4根吗？,1.8 不断拓展的网络模型,1.8 不断拓展的网络模型,接入层 允许用户访问网络设备 分布层 分布层将 WAN 连接聚合在园区网的边缘并进行策略性的连接 核心层尽可能迅速地交换数据包. 高可用性 良好的扩展性 快速收敛,1.9 国际标准化组织,国际标准化组织ISO：OSI参考模型、与Internet相关的标准等 电子电气工程师协会IEEE：主要提供网络硬件标准
4、，IEEE802 协议族定义了主要的LAN标准。802.3以太网标准、802.5令牌 环网标准、802.11无线局域网标准等。 美国国家标准局ANSI：主要定义了光纤分布式数据接口FDDI标准。 电子工业协会EIA/TIA：定义网络联结线缆的标准，如rs232、cat5、hssi 、v.24、v.35等，以及布线标准EIA/TIA568B。 国际电信联盟ITU：定义了用作广域网络连接的电信网络标准，如x.25、帧 中继等。,二，协议模型,2.1 什么是协议？,为了使数据可以在网络上从源传递到目的地，网络上所有设备需要“讲”相同的“语言” 描述网络通信中“语言”规范的一组规则就是协议 例如：两个
5、人交谈，必须使用相同的语 言，如果你说汉语，他说阿拉伯语 数据通信协议的定义 决定数据的格式和传输的一组规则或者一组惯例,2.2 协议的标准化,协议的标准化的益处： 方便设计 简化产品开发 促进竞争 提供一致的互连方式 便于培训 客户有更多的厂商可以选择,2.3 协议的标准化举例,以太网自从 1973 年创立以来，其标准经历了多次发展，用于规范更快、更灵活的技术。每个以太网版本都有相关的标准。例如，802.3 100BASE-T 代表使用双绞线电缆标准的 100 兆以太网。此标准的具体解释为： 例如：100BASE-T,数据速率为100M,基带，即物理介质为以太网专用,UTP或STP,2.4
6、协议分层,网络通信的过程很复杂 数据以电子信号的形式穿越介质到达正确的计算机，然后转换成最初的形式，以便接收者能够阅读 为了降低网络设计的复杂性，将协议进行了分层设计,2.5 OSI 协议模型,通信的双方需要“讲”相同的语言,网络通信的过程很复杂，为了降低复杂性,1974年，ISO组织发布了OSI参考模型,OSI(Open System Internetwork) 是开放的通信系统互联参考模型,运输部门,甲地,乙地,曾经有一份爱情.,2.5 邮局实例,2.5 邮局实例,邮局对于写信人来说是下层 运输部门是邮局的下层 下层为上层提供服务 写信人与收信人之间使用相同的语言 邮局之间的约定 同层次之
7、间使用相同的协议,2.6 OSI的七层框架,物理层,物理层,数据链路层,数据链路层,网络层,网络层,传输层,传输层,会话层,会话层,表示层,表示层,应用层,应用层,物理层协议,数据链路层协议,网络层协议,传输层协议,会话层协议,表示层协议,应用层协议,比特,帧,报文,TPDU,SPDU,PPDU,APDU,1 接口,2 接口,3 接口,4 接口,5 接口,6 接口,主机A,主机B,数据单元,层,All People Seems To Need Data Process,2.6 OSI的七层框架,三，数据封装与解封装,3.1 数据传输,Internet,Hello!,IP包头,3.2 数据的封装
8、,Hello,物理层,数据链路层,网络层,传输层,会话层,表示层,应用层,比特,帧,报文,段,PDU,Hello,LLC子层,MAC子层,TCP/UDP头,高层数据,MAC子层,LLC子层,FCS,IP包头,3.3 数据解封装,Hello,物理层,数据链路层,网络层,传输层,会话层,表示层,应用层,比特,帧,报文,段,PDU,Hello,LLC子层,MAC子层,MAC子层,FCS,TCP/UDP头,高层数据,LLC子层,四，设备功能,4.1 互联网上的设备,4.2 冲突与冲突域,如果冲突过多，则传输效率就会降低,主机A,主机B,主机C,冲突域,4.3 分割冲突域,为了提高传输效率，分割冲突域,
9、. . . . . .,冲突域1,冲突域2,冲突域3,4.4 交换机背板交换矩阵结构,交换机的每个端口访问 另一个端口时，都有一条 专有的线路，不会产生冲 突。,4.5 冲突域与广播域,广播域指接收同样广播消息的节点的集合，如：在该集合中的任何一个节点传输一个广播帧，则所有其他能收到这个帧的节点都被认为是该广播帧的一部分 交换机分割冲突域，但是不分割广播域，即交换机的所有端口属于同一个广播域,. . . .,广播域,广播域,冲突域,冲突域,广播,A,B,C,D,Physical,所有的设备在一个冲突域 所有的设备在一个广播域 所有的设备共享带宽,4.6 物理层的设备,每一个分段拥有单独的冲突域 所有的分段在一个广播域中 每一个分段拥有相同带宽,Data Link,OR,1,2,3,1,2,4.7 数据链路层设备,4.7 交换微分段,每个岔路口都有专用车道,Memory,Switch,4.8 网络层设备,广播控制 选择最佳路径 流量控制 逻辑地址 广域网接入 同时隔离广播域和冲突域,本章习题：,1，列举网络物理拓扑方式，并简要说明各自的优缺点。 2，描述OSI模型的结构图，并说明每一层的功能。 3，描述数据封装与解封装的过程。 4，OSI的下3层各有哪些设备？各自的功能是什么？ 5，何为广播域？何为冲突域？ 课堂练习,