1、网络基础知识培训,现代教育技术中心李 顺 2013.11.26,Internet简介一个全局的视图OSI参考模型 vs. TCP/IP协议集以太网原理集线器 vs. 交换机IP协议编址、路由、访问控制、地址翻译高层应用DNS、HTTP、FTP、E-mail传输介质与结构化布线网络管理网络管理经验分享,内容概要,历史1969 ARPANet建立1972 为发展ARPANet标准创建了互联网络组织1978 计划将TCP选路功能分出一个单独的协议-IP1982 使用TCP/IP协议集统一ARPANet1986 NSFNet建立1989 发明了HTML/HTTP1993 第一个图形化浏览器Mosaic
2、1995 NSFNet退休，Internet转入商业运作,Internet一个全局的视图,Internet在中国1987 钱天白教授发出我国第一份电子邮件“越过长城，通向世界”1994 NCFC通过美国SPRINT公司连入Internet的64K国际专线开通，实现了与Internet的全功能连接，我国被国际上正式承认为有Internet的国家；中国公用计算机网ChinaNet、中国教育和科研计算机网CERNet建设相继启动1996 ChinaNet全国骨干网建成；中国公众多媒体通信网（169网）建设启动1997 中国互联网络信息中心CNNIC组建；ChinaNet实现了与CERNet等其他三个
3、互联网络的互联互通；截至1997年底我国上网用户人数62万截至2001年6月我国上网用户人数2650万,校园网上计算机的联网视图,Internet简介一个全局的视图OSI参考模型 vs. TCP/IP协议集以太网原理集线器 vs. 交换机IP协议编址、路由、访问控制、地址翻译高层应用DNS、HTTP、FTP、E-mail传输介质与结构化布线网络管理网络管理经验分享,内容概要,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
4、定数据的格式和传输的一组规则或者一组惯例,Page 8/54,什么是协议,协议分层21,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,Page 9/54,分层设计的意义用户服务层的模块设计可相对独立于具体的通信线路和通信硬件接口的差别而通信服务层的模块设计又可相对独立于具体用户应用要求的不同,Page 10/54,协议分层22,例如：文件传输或电子邮件服务模块的设计，不必关心底层通信线路是光纤还是双绞线,面向连接的服务先建立连接再传输数据，之后再断开连接保证数据传输的可靠性无连接的服务不
5、需要事先建立连接，直接发送数据每个报文都带有完整的目的地址不保证报文传输的可靠性,Page 11/54,服务类型,Page 12/54,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,Page 13/54,OSI的七层框架21,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
6、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,目的：保证原始数据比特流的无误传输。 任务：确定与物理媒体相关的电气特性、机械 特性、功能特性及规程特性。,OSI第一层 ：物理层,传输媒体：,OSI第一层 ：物理层,传输媒体,双绞线:UTP/STP,同轴电缆:RG58 A/U 细缆RG11粗缆,光纤、无线,传输计算机数据的方法：模拟传输使用传统电话线路进行传输数字传输,OSI第一层 ：物理层,模拟传输：,OSI第一层 ：物理层,电话网络是分布最广的网络电话网不适用于数据传输，必须经过调制,
7、Modem,Modem,目的：保证数据在物理链路上实现可靠的传输任务：解决信道共享及维护数据帧的完整性,OSI第二层 ：数据链路层,逻辑拓扑结构：实际数据传输的路径，逻辑拓扑使用特定的规则，控制网络设备何时可以传送数据。,OSI第二层 ：数据链路层,1,2,3,4,IBM令牌环,1,2,3,4,逻辑拓扑,物理拓扑,MAU,数据链路层由二个子层组成：,OSI第二层 ：数据链路层,逻辑链路层,MAC层,LLC层,媒体访问层,逻辑链路层,MAC子层：解决发送方占用信道的问题,OSI第二层 ：数据链路层,我要传送数据网络是否可以用呢？,MAC子层：占用信道的方法：争用Contention以太网采用的方
8、法 令牌Token passing-令牌环网采用的方法轮询Polling,OSI第二层 ：数据链路层,争用Contention,OSI第二层 ：数据链路层,令牌Token Passing,OSI第二层 ：数据链路层,我有令牌,只有我能发,轮询Polling,OSI第二层 ：数据链路层,你可以发了。,MAC子层寻址:MAC地址硬件生产厂商提供的唯一物理地址MAC地址为12位16进制数 如：Unisnet MAC地址：000493XXXXXXMAC地址网络上区分各个设备,OSI第二层 ：数据链路层,LLC子层：目的：保证帧传送的完整性与无误性任务：建立和释放LLC层的逻辑连接提供与高层(网络层)的
9、接口差错控制流量控制,OSI第二层 ：数据链路层,LLC子层：流量控制：目的：保证快速与慢速设备之间帧无误传输,OSI第二层 ：数据链路层,注意：双方速率保持一致,快速设备,慢速设备,LLC子层：流量控制方法：固定速率流量控制窗口流量控制,OSI第二层 ：数据链路层,窗口流量控制：建立一个缓冲区（窗口），将一组数据帧放入。,OSI第二层 ：数据链路层,4,5,6,7,3,2,1,4,5,6,7,2,3,2,1,2,6,4,5,1 ack,2 ack,确认,目的：完成网络之间的数据传输任务：寻找网络地址网络寻址完成网络间数据传输交换传输路由选择算法路径选择,OSI第三层：网络层,网络寻址 ( A
10、ddressing)在一个网际网络中, 每个网络段被赋予一 个逻辑网 络标识, 而该网络标识由网络层 负责管理.IP网络地址：X.X.0.0,OSI第三层：网络层,交换传输：电路交换(cuicurt switch)消息交换(message switch)分组交换(package switch),OSI第三层：网络层,电路交换:一旦通路建立,保持至数据传输完毕。,OSI第三层：网络层,路由器B,路由器C,消息交换:数据被分成多个消息，每个消息独立选择路径,OSI第三层：网络层,分组交换:数据被分成多个分组，每个分组独立选择路径,OSI第三层：网络层,网络路径选择 (Routing)路由发现：距离
11、矢量法（distance vector）状态连接法（link state）路由选择：静态选择人为建立路由表动态选择hop,tick,OSI第三层：网络层,目的：保证端到端无误的传输向高层用户屏蔽下面通信各层的细节补偿下层传输的缺陷，使得端与端之间传输透明任务：将上层数据分段重组传给下层为保证端到端的传输，连接服务,OSI第四层：传输层,段重组：,OSI第四层：传输层,上层协议,下层协议,报文,传输层,数据帧,我将上下层之间的报文进行重组，大 小,连接服务：无确认的无连接服务无流量、差错或包的顺序控制面向连接的服务有确认，对流量、差错或包顺序进行控制带确认的无连接服务有确认，对流量、差错进行控制
12、,OSI第四层：传输层,目的：逻辑地址(低层提供)服务地址任务：对话控制会话管理,OSI第五层 ：会话层,对话控制：单工通信半双工通信全双工通信,OSI第五层：会话层,会话管理建立连接数据传输释放连接,OSI第五层：会话层,登录名、口令？验证通过，传送数据传送结束，释放,目的：将数据转换成计算机应用程序相互理解的格式任务：翻译加密,OSI第六层 ：表示层,翻译:ASCII,OSI第六层 ：表示层,How do you do!,说得是什么我不懂,我来当翻译,目的：完成网络服务应用任务：网络服务的协议网络应用程序网络服务通告,OSI第七层 ：应用层,服务通告,OSI第七层 ：应用层,告诉你们，我可
13、以打印！,网络服务使用方式：重定向,OSI第七层 ：应用层,我将打好的文件存在F盘上,重定向,Page 49/54,数据的封装与解封装过程31,Internet,Hello!,Page 50/54,数据的封装与解封装过程32,IP包头,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,Page 51/54,数据的封装与解封装过程33,IP包头,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,Hell
14、o,LLC子层,MAC子层,MAC子层,FCS,TCP/UDP头,高层数据,LLC子层,TCP/IP协议参考模型,TCP/IP是20世纪70年代中期美国国防部为ARPANET开发的网络体系结构,Page 52/54,相同点两者都是以协议栈的概念为基础协议栈中的协议彼此相互独立下层对上层提供服务不同点OSI是先有模型；TCP/IP是先有协议，后有模型OSI适用于各种协议栈；TCP/IP只适用于TCP/IP网络层次数量不同,Page 53/54,TCP/IP模型与OSI模型的比较,假设你的名字叫小不点，你住在一个大院子里，你的邻居有很多小伙伴，在门口传达室还有个看大门的李大爷，李大爷就是你的网关。
15、当你想跟院子里的某个小伙伴玩，只要你在院子里大喊一声他的名字，他听到了就会回应你，并且跑出来跟你玩。 但是你不被允许走出大门，你想与外界发生的一切联系，都必须由门口的李大爷（网关）用电话帮助你联系。,Page 54/54,网关,DNS的中文意思是：域名服务。域名服务是提供主机名到IP地址转换的一段计算机程序。如：域名： 转换成 IP地址：202.96.134.134二、为什么用DNS？人的大脑记住一组资源的名字比较容易，而记住这组资源的地址很难，但实际上我们又必须使用地址来访问资源，所以必须有一个系统来提供名字到地址的翻译服务。如：百度 这个我们很好好记，但是百度的IP地址：121.14.89
16、.14 我们就记不住了，有了NDS，我们只要记住这个域名就行，只要在浏览器里输入域名，电脑就会向DNS服务器发出请求，DNS就会把域名相对应的IP地址发给电脑，这个过程很快，我们不用去操心IP地址。,Page 55/54,DNS,当您要访问昆明湖、玉兰堂等景观，您首先会想到两个景点都属于 颐和园，而不会想到 颐和园的经纬度，而事实上我们是通过经纬度来访问一组资源的。当您来到一个陌生的城市，向离您最进的片警A问路的时候，片警A就提供了DNS：1、您问道：“您能告诉我颐和园怎么走么？”。2、片警A说：“我不知道，但我知道颐和园隶属于四环，负责四环的是片警B，片警B的经纬度是117.2/30.2”。
17、3、您到了北四还，根据经纬度到片警B问：“您能告诉我颐和园怎么走么？”。4、片警B说：“我不知道，但我知道颐和园属于海殿区，负责海淀的是片警C，片警C的经纬度是117.3/30.3”。5、您到了海殿区，根据经纬度找到片警C问：“您能告诉我颐和园怎么走么？”6、片警C说：“颐和园在经度117.03333、纬度30.51666”7、知道了颐和园的坐标，您就可以到颐和园参观了。,Page 56/54,DNS,你女友事先通知了你她的手机号码（Mac地址）。 你拨通了她的手机。 （建立连接） 对她说“我来找你了。 （独享信道） 你的女友回了一句“好”！ （全双工方式）,Page 57/54,交换机,你事
18、先把你所有女友所在的XX系XX级XX班XX号座位的信息记录在你的粉红色笔记本上（建立路由表） 。你找到了小芳的地址（IP地址）， 并且确定了如何才能找到她的途径 （路由选择） 。 你到学校门房问到了XX系所在的楼，又到XX系问到了XX班的教室，又到XX教室问到了XX号座位的位置经过N次询问（N跳），你终于来到了小芳的面前。,Page 58/54,路由器,Internet简介一个全局的视图OSI参考模型 vs. TCP/IP协议集以太网原理集线器 vs. 交换机IP协议编址、路由、访问控制、地址翻译高层应用DNS、HTTP、FTP、E-mail传输介质与结构化布线网络管理网络管理经验分享,内容概
19、要,1975 - Xerox 和Standford推出第一个以太网1980 - DEC，Intel, Xerox联合发布以太网网络层和数据链路层协议规范1982 - 公布以太网V2.0版本规范1987 - IEEE公布双绞线以太网标准，10BASE-T1995 -通过100BASE-TX(快速以太网)标准,以太网基础,总线型以同轴线为传输介质10BASE5(粗缆)，10BASE2(细缆)星型结构以双绞线为传输介质10BASET，10BASEF，100BASETx，100BASE-Fx，1000BASE-T，1000BASE-SX，1000BASE-LX，1000BASE-ZX,以太网拓扑结构,
20、以太网主要是实现OSI中下面的两层使用Cat 3以上的双绞线电缆RJ45-8芯模块式连接器最大网络长度为100米网卡定期发出一个脉冲连接脉冲中继器为第一层的设备,以太网的协议,物理层 - 中继器,Physical,Data Link,Network,Transport,Session,Presentation,Application,Repeater,简单的网络共享式集线器(Hub),端至端的系统,Repeater,Repeater,Repeater,Repeater,100米,A,B,100米,100米,100米,100米,物理层 - 多口中继器(HUB),.,HUB(functional)
21、,UTP电缆,RJ45插口,总线结构,连接脉冲,集线器堆栈,中继器,中继器,中继器,中继器,10Base-T(UTP),Hub,RJ-45 插头和UTP色标脚 信号1(白/桔黄) 发送+，第2对2(桔黄) 发送-3(白/绿) 接收+ 第3对6(绿) 接收-T568B 管脚/线对的对应关系,连接电缆(最长100米),10BASE-T UTP,堆栈Hubs,最多1024站点/网段,10 Mbps,端至端最大距离为500米,站点至Hub最大距离100米,最多4个中继驿站(hops),100BASE-T 快速以太网,堆栈Hubs,站点至Hub最大距离100米,最多1024站点/网段,100Mbps或1
22、0Mbps最大识别,端至端最大距离205米(光缆为400米),最多2个中继驿站,数据链路层 - Ethernet,内置唯一的硬件地址,NIC,101100.1001,帧,带碰撞检测的载波侦听多路访问协议(CSMA/CD),10 Mbps,IEEE802.3,网络唯一地址广播地址(Broadcast)组播地址(Multicast),网卡地址(MAC Address),00:80:40:00:00:3c,厂商编码,唯一编码,(FLUKE_00003c),Mfg. list:Fluke: 008040IBM : 08005a etc.,Address Lists:- Manufacturing- S
23、ymbolic,交换机多端口网桥,10Mbps,10Mbps,10Mbps,10Mbps,10Mbps,10Mbps,10Mbps,10Mbps,port# MAC addport 1 0800234 port 2 097AC45port 3 097B3A8.port 10 4AB67D,Internet简介一个全局的视图OSI参考模型 vs. TCP/IP协议集以太网原理集线器 vs. 交换机IP协议编址、路由、访问控制、地址翻译高层应用DNS、HTTP、FTP、E-mail传输介质与结构化布线网络管理网络管理经验分享,内容概要,IP地址,全0的网络号码，这表示“本网络”或“我不知道号码的这
24、个网络”。 全1的网络号码。 全0的主机号码，这表示该IP地址就是网络的地址。 全1的主机号码，表示广播地址，即对该网络上所有的主机进行广播。 全0的IP地址，即0.0.0.0。 网络号码为127.X.X.X.，这里X.X.X为任何数。这样的网络号码用作本地软件回送测试（Loopback test）之用。 全1地址255.255.255.255，这表示“向我的网络上的所有主机广播”。原先是使用0.0.0.0。私有地址：10.0.0.0 - 10.255.255.255 172.16.0.0 - 172.31.255.255 192.168.0.0 - 192.168.255.255,特殊用途的
25、IP地址,IP地址是一种非等级的地址结构。这就是说，和电话号码的结构不一样，IP地址不能反映任何有关主机位置的地理信息。 当一个主机同时连接到两个网络上时（作路由器用的主机即为这种情况），该主机就必须同时具有两个相应的IP地址，其网络号码net-id是不同的，这种主机成为多地址主机（multihomed host）. 按照Internet的观点，用集线器或交换机连接起来的若干个局域网仍为一个网络，因此这些局域网都具有同样的网络号码net-id. 在IP地址中，所有分配到网络号码net-id的网络（不管是小的局域网还是很大的广域网）都是平等的。,IP地址重要特点,IP地址的表示,IP地址的分配,
26、Addressing Without Subnets,一个网络内主机数目过多，会影响机器的效率，给维护带来困难。,划分子网,Subnet Addressing,Subnet Mask 子网掩码,Decimal Equivalents of Bit Patterns,网络号的计算,Subnets not in usethe default,网络号的计算,Network number extended by eight bits,网络号的计算,Network number extended by ten bits,TCP/IP - 地址转换,Domain Name System Query 域名查
27、询,194.220.133.60,IP AddressIP地址,Network Address,Host Address,Host Name,Network Name,Amanders . sales.fluke.nl,Domain Name域名,Address Resolution Protocol Query 地址解析查询,00C017 850022,MAC Address物理地址,Internet简介一个全局的视图OSI参考模型 vs. TCP/IP协议集以太网原理集线器 vs. 交换机IP协议编址、路由、访问控制、地址翻译高层应用DNS、HTTP、FTP、E-mail传输介质与结构化布
28、线网络管理网络管理经验分享,内容概要,WWW（World Wide Web）万维网Web Application / Web ServiceE-mail（Electronic Mail）电子邮件Mailing List 邮件群FTP（File Transfer Protocol）文件传输Telnet 远程登录Remote Desktop 远程桌面NEWS 网络新闻BBS（Bulletin Board System）电子公告板VOD（Video on Demand）视频点播Video Conference 视频会议E-commerce 电子商务B2B (Business to Business)
29、 商家对商家B2C (Business to Customer) 商家对消费者,Internet上的应用,P2P (Peer to Peer) 点对点应用文件共享BitTorrent / eDonkey / Guntella / KaZaA / FastTrack分布式计算SETIHOME / FoldingHOME协同 Instant Message (IM) 即时通讯MSN Messenger / AIM /Yahoo! Messenger / 腾讯QQ / jabberBlog 网络日志(Weblog)继E-mail、BBS、ICQ之后出现的第四种网络交流方式Blogger 博客 /
30、/ SNS (Social Network Service) / SS (Social Software) 社会性软件Wiki以知识库文档为中心，以共同创作为手段，靠大众不停的更新修改，借助互联网创建、积累、完善和分享知识zh.Wikipedia.org 维基百科,作用：完成主机名到IP地址的自动转换主机名 ex: 主机名+域名域名的分级结构顶级域：edu、com、org、gov、net、mil、ca、fr、de、cn二级域：edu、com、gov、ac、net（cn 下）三级域：pku、tsinghua、hebtu（下）DNS服务器维护被授权域的名字数据库，提供查询帮助客户机完成名字的递归
31、解析,DNS （Domain Name System）,递归解析,a.root-,,,,Query:,Query,Query,Query,Query,Answer:162.105.9.73,A:,A:,A:,Answer:162.105.9.73,NameServer,162.105.9.73,基本概念HTML（Hyper Text Markup Language）HTTP（Hyper Text Transfer Protocol）服务器（WWW/Web Server）IIS、PWS、Apache等浏览器IE、Mozilla、Opera、Lynx等 URL（Uniform Resource L
32、ocator）ex: http:/ address,FTP,基本概念服务器：邮件传输、存储 SMTP Server（Simple Mail Transfer Protocol） POP3 Server（PostOffice Protocol Ver.3） 用户代理（User Agent）：邮件书写、提交、接收 Outlook Express、Eudura、Foxmail WebMail 邮箱（mailbox）,E-mail,Peer-to-Peer File SharingBitTorrenteDonkeyGnutellaKaZaAFastTrack优点速度快、内容多给网络管理带来的问题带宽耗
33、尽 网络拥塞,P2P应用,Internet简介一个全局的视图OSI参考模型 vs. TCP/IP协议集以太网原理集线器 vs. 交换机IP协议编址、路由、访问控制、地址翻译高层应用DNS、HTTP、FTP、E-mail传输介质与结构化布线网络管理网络管理经验分享,内容概要,Vertical Cable垂直电缆,Horizontal Cable水平电缆,结构化布线系统,Building Cable楼宇间电缆,实际安装的电缆“链路(Link)”,HUB,PATCHCORD,配线架,水平电缆,插座,PATCHCORD,工作站,配线间,办公室,Unshielded Twisted Pair非屏蔽双绞线
34、(UTP)Shielded Twisted Pair屏蔽双绞线(STP/ScTP)Coax Cable同轴线Fiber-optic Cable光缆,Types of LAN Cable局域网电缆类型,否则- 就象很多现实的情况,无奈的用户,铜缆受距离限制免受串扰、EMI、RF干扰光缆更加可靠没有金属的腐蚀等光缆的带宽比铜缆高很多安全保密,为什么使用光缆？,光缆,表皮Jacket (Typically PVC),Strengthening Material (Aramid Yarn)抗拉材料,Buffer 缓冲,Cladding 填充物,Core 核,光缆连接器,ST 接头,SC 接头,光缆组件
35、,光缆接头（SC,ST,FC,LC) 光缆耦合器 光缆配线架,单模光缆核心直径小，光以一种模式无散射传输高带宽，使用激光光源，长距离传输(可达30英里)在1300和1550nm下测量多模光缆核心直径大，光以多路径或多模式传输低带宽，通常使用LED光源，短距离链路，通常在一个建筑物内(小于100米)在850或1300nm下测量,单模和多模光缆,无线 Wireless,优点： 方便，可移动。 缺点： 费用较高，安全性差，带宽较低。,无线LAN标准,802.11b：11M，2.4GHZ802.11a：54M，5GHZ802.11g：54M，可兼容802.11b,无线设备,无线LAN身份验证,无线LA
36、N验证的是设备而不是用户。开放系统：只有SSID（服务设置标识符）能匹配的开放连通标准。共享密钥：要求使用有线对等密钥加密。,制作工具与材料,RJ-45插头也把它称之为“水晶头”,制作工具与材料,压线钳,压线槽 6P、8P以及4P,剥线口,压线槽的背面,制作工具与材料,双绞线,划分为：三类、四类、五类、超五类、六类、七类双绞线等类型,双绞线制作全过程,第一步 ：我们首先利用压线钳的剪线刀口剪裁出计划需要使用到的双绞线长度。,双绞线制作全过程,第二步 ：我们需要把双绞线的灰色保护层剥掉，可以利用到压线钳的剪线刀口将线头剪齐，再将线头放入剥线专用的刀口，稍微用力握紧压线钳慢慢旋转，让刀口划开双绞线的保护胶皮。,双绞线制作全过程,剥皮,双绞线制作全过程,T568B标准描述的线序从左到右依次为：,双绞线制作全过程,排序整理,双绞线制作全过程,检查,压线,完成,双绞线制作全过程,网线测试仪的应用,IPCONFIG /ALL PING -TTRACERT,几个常用的网络命令,
