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1、2019/11/12 SXNU-INC-YW,杨 威 山西师范大学网络信息中心,网络工程设计与安装,第1章 网络工程设计基础,电子工业出版社,（第3版）,高职高专计算机规划教材,2019/11/12 SXNU-INC-YW,强调网络设计理论基础 突出网络安装技术实践 重视案例学习激发兴趣,网络工程设计与安装,2019/11/12 SXNU-INC-YW,问题思考,回顾计算机技术课程，模块化思想对计算机网络系统组成的作用 联想你熟悉的“计算机技术”，设想计算机网络基本知识包括哪些？,2019/11/12 SXNU-INC-YW,知识目标： 了解网络工程设计的概念，网络技术集成、产品集成和应用集成
2、的概念，网络工程概念框架，IPv6的地址结构、配置，以及IPv4向IPv6的过渡技术方法。 基本掌握网络协议、体系结构，TCP/IP协议、拓扑结构及功能，IP地址、子网与子网掩码，以及域名系统。 掌握网络需求调研的方法、步骤，网络工程设计方法与网络工程实施步骤。,第1章网络工程设计基础,情感目标： 亲历网络需求分析的过程，获得网络组建规划的感性认识。 关注用户组网需求，具有一定的价值判断能力和交流沟通能力。 技能目标： 尝试、模仿网络专家分析问题、解决问题的行为； 能按照用户网络工程需求，设计简单的网络工程需求任务书。,2019/11/12 SXNU-INC-YW,本章重点： 网络协议与体系结
3、构 TCP/IP协议、体系结构及功能 IP地址、子网划分与子网掩码，以及域名系统 需求调研的方法、步骤， 网络工程设计方法与工程实施步骤。 本章难点： 子网划分与子网掩码 IPv6地址结构 IPv4向IPv6的过渡技术,第1章 网络工程设计基础,2019/11/12 SXNU-INC-YW,1.1网络工程设计概述 1.1.1网络工程设计概念 工程是将自然科学原理应用到工农业生产中，形成各学科的总称。 网络工程是计算机及相关科学的指导下的现代网络技术应用。 通过这一应用，使网络设备和资源的特性能够通过网络结构、设备、系统和过程，是以最短的时间和精而少的人力做出高效、可靠且对人类有用的东西。,第1
4、章 网络工程设计基础,设计是把一种计划、规划、设想通过视觉的形式传达出来的活动过程。 人类最基础、最主要的创造活动是造物。 设计便是造物活动进行预先的计划，可以把任何造物活动的计划技术和计划过程理解为设计。,2019/11/12 SXNU-INC-YW,1.1网络工程设计概述 1.1.1网络工程设计概念 网络工程设计与安装是按照用户组网需求，将各种网络设备、网络操作系统与应用系统进行集合、组合，形成一体化系统。 将路由器、交换机、集线器、服务器、客户机、传输介质、系统软件与应用软件等，以有机组合、协同工作、高效运行、安全可靠为目的，将各个部分整合成为满足用户需求、统一联动的有机整体。,第1章
5、网络工程设计基础,2019/11/12 SXNU-INC-YW,1网络技术集成 局域网：10/100Mbps全双工式交换以太网、千兆以太网、万兆以太网，VLAN、三层交换； 广域网：ADSL、DDN、ISDN、帧中继、HFC、ATM、虚拟专用网（VPN）、路由转发等,1.1.2 网络工程设计层面,2网络产品集成 每一项技术标准的诞生都会带来一大批丰富多样的产品，每个公司的产品都自成系列，在功能和性能上存在一些差异 要求网络工程技术人员至少要了解与掌握12个品牌产品的功能和性能特点，能根据用户组网的实际需要和费用，为用户选择适当的网络软、硬件设备，按照网络组建技术路线安装、配置、管理与维护网络产
6、品的集成。,3网络应用集成 用户需求互不相同、各具特色，决定了面向不同行业、不同规模、不同层次的多种网络应用。比如Intranet/ Extranet /Internet应用、数据/话音/视频一体化、ERP/CIMS应用、工控自动化网、区域教育信息化网、大学校园网、中小学校园网等。 这些不同的应用系统需要不同的网络平台，这就要求网络工程技术人员用大量的时间进行用户调研、分析应用模型、反复论证方案，给用户提供实用、好用、够用的一体化解决方案，并付诸实施。,2019/11/12 SXNU-INC-YW,网络工程是一门综合学科，涉及系统论、控制论、管理学、计算机技术、网络技术、数据库技术和软件工程等
7、领域。 从系统工程的视角，一个完整的园区网络工程（企业网、校园网、政务网等）包括：网络综合布线、网络通信、资源服务器、网络协议、网络安全、网络管理和网络应用等层面。,1.1.3网络工程概念框架,2019/11/12 SXNU-INC-YW,1.1.3网络工程概念框架,2019/11/12 SXNU-INC-YW,随意,规范,分散建设,集中考虑,网络连通,业务应用,一体化的综合业务,类似运营商的整网结构,网络组建思考方式的转变,2019/11/12 SXNU-INC-YW,园区网络建设的整体需求,考虑要素,园络骨干网（核心层、汇聚层）业务性考虑,业务提供,运营管理,网络管理 安全管理,网络出口
8、特性考虑（安全、性能、NAT）,用户管理 综合认证,支持平台,网络构成,园区网、应用网 区域、功能性考虑,组播、安全、路由、VPN,宿舍网、办公网、科研网,Cernet、本地电信、IPv6试验网,计费平台,热点与难点： 网络隐患 安全管理 宿舍宽带 用户管理 网络维护 网络管理 应用扩展 业务管理,2019/11/12 SXNU-INC-YW,网络协议,语法、语义和时序,体系结构,完成计算机间的协同工作，把计算机间互连的功能划分成具有明确定义的层次，规定了同层次进程通信的协议及相邻层之间的接口服务,1.2.1 基本知识,1.2 网络结构与协议,2019/11/12 SXNU-INC-YW,1.
9、2网络体系结构与协议,体系结构 服务定义 协议规格,1.2.2 OSI模型,2019/11/12 SXNU-INC-YW,1. TCP/IP协议 (1)协议集,1.2.3 TCP/IP体系结构,FTP 文件传输协议； HTTP - 超文本传输协议； SMTP 简单邮件传输协议； DNS 域名解析服务系统； TFTP - 一般文件传输协议； SNMP - 简单网络管理协议； TCP 文件传输控制协议； UDP - 用户报文协议； IP 网际互连协议。,2019/11/12 SXNU-INC-YW,TCP/IP模型,TCP/IP起源于美国国防部高级研究规划署(DARPA)的一项研究计划实现若干台主
10、机的相互通信。 现在TCP/IP已成为Internet上通信的标准。 TCP/IP模型包括4个概念层次： 应用层（application） 传输层（transport） 网际层（internet） 网络接口（network interface）,2019/11/12 SXNU-INC-YW,TCP/IP与OSI参考模型的对应关系,2019/11/12 SXNU-INC-YW,TCP/IP的应用层,应用层协议支持了文件传输、电子邮件、远程登录、网络管理、Web浏览等应用。,2019/11/12 SXNU-INC-YW,TCP/IP的传输层,传输层的两项主要功能： 流量控制：通过滑动窗口实现； 可
11、靠传输：由序号和确认来实现。,传输层提供了TCP和UDP两种传输协议： TCP是面向连接的、可靠的传输协议。它把报文分解为多个段进行传输，在目的站再重新装配这些段，必要时重新发送没有收到的段。 UDP是无连接的。由于对发送的段不进行校验和确认，因此它是“不可靠”的。,2019/11/12 SXNU-INC-YW,面向连接的 TCP 无连接的 UDP,传输层提供了两种传输协议,2019/11/12 SXNU-INC-YW,TCP/UDP 端口号,TCP和UDP都用端口(socket)号把信息传到上层。 端口号指示了正在使用的上层协议。,F T P,S M T P,T F T P,D N S,T
12、e l n e t,S N M P,21,23,25,53,69,161,TCP UDP,应用层,传输层,保留的端口号： 255，公共应用 255-1023，公司 1023，未规定,2019/11/12 SXNU-INC-YW,TCP/IP网际层的四个主要协议,TCP,UDP,6,17,IP,传输层,网际层,IP数据报的协议域确定目的端的上层协议,2019/11/12 SXNU-INC-YW,（1）网络接口层。该层是整个体系结构的基础部分，负责接收IP层的IP数据报，通过网络向外发送；或接收处理从网络上来的物理帧，抽出IP数据报，向IP层发送。 （2）网络互联层。该层是整个体系结构的核心部分，
13、负责处理互联网中计算机之间的通信，向传输层提供统一的数据报。 （3）传输层。该层是整个体系结构的控制部分，负责应用进程之间的端到端通信。传输层定义了两种协议：传输控制协议TCP与用户数据报协议UDP （4）应用层。该层是整个体系结构的协议部分，它包括了所有的高层协议，并且总是不断有新的协议加入。,TCP/IP体系结构各层的功能,2019/11/12 SXNU-INC-YW,1.2.4 网络拓扑结构,选择拓扑结构考虑因素:费用 、灵活性 、可靠性,首选,2019/11/12 SXNU-INC-YW,目前正在使用的IP协议是第四版的，称之为“IPv4”，IPv4地址采用32位。 按照IP协议规定I
14、nternet上的地址共有A、B、C、D、E五类,1.2.5 IPv4协议,2019/11/12 SXNU-INC-YW,IP数据报（IP分组、IP包）,版本号,报头长度,服务类型,数据报长度,DF,MF,段偏移,0 3 7 15 19 31,标识,生存时间TTL,协议,报头校验和,源IP地址,目的IP地址,选项和填充（最大为40字节）,数据区,2019/11/12 SXNU-INC-YW,保留的IP地址,11.11,1111 . 1111,本机,本网中的主机,局域网中的广播,对指定网络的广播,回路,以下这些IP地址具有特殊的含义:,一般来说，主机号部分为全“1 ”的IP地址保留用作广播地址； 主机号部分为全“0 ”的IP地址保留用作网络地址。,0
