网络技术基础(超详细)精编版

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1、网络技术基础讲稿 一 网络基础知识简介1 计算机网络发展2 OSI七层模型3 网络互联典型设备 二 网络几个重要概念和协议1 MAC地址2 IP协议3 TCP协议 三 交换机技术基础1 交换机与集线器2 交换机与路由器3 CISCO交换机介绍4 CISCO交换机基本配置5 虚拟局域网VLAN技术 一 网络基础知识简介 1 7 一 计算机网络发展 1 七十年代计算机已经普遍使用 但是无法共享资源 2 各计算机厂商开始开发通讯系统 连接计算机 以便共享资源 3 各计算机厂商开发的系统仅限于自己生产的计算机 并不能很好的兼容其他厂商的设备 4 七十年代未 ISO开始对网络进行标准化 5 1984年

2、ISO提出了一个网络标准 即为OSI模型 6 OSI议模型的全称为 开放式系统互连参考模型 它是一个包含7层网络协议的模型 按范围分 局域网 城域网和广域网 按拓扑结构分 总线型 星型和环型 一 网络基础知识简介 2 7 二 OSI七层模型 1 OS七层模型 1 减少复杂性 2 使接口标准化 3 确保互相沟通 3 加速技术发展 等 一 网络基础知识简介 3 7 三 网络互联典型设备 物理层设备 1 2 1 网线 1 同轴电缆 以硬铜线为芯 外包一层经缘材料 有两种型号 50欧姆 数字传输 和75欧姆 模拟传输 还可以分为细缆和粗缆 计算机一般使用细缆组成总线型拓扑结构 常用连接设备 T型接口网

3、卡 BNC T连接器 BNC终端匹配器 最长传输距离 185M 2 双绞线 是综合布线工程中最常用的一种传输介质 由几对每对两根具有绝缘保护层的铜导线组成 包括屏蔽双绞线和非屏蔽双绞线 最长传输距离 100MB 共有五种型号 第一类 早期用于语音传输 不用于数据传输 如电话线 第二类 早期用于4MB规范令牌传递协议网 第三类 目前EIA TIA568标准中指定的电缆 传输10MB数据 主要用于10Base T 第四类 目前主要用于基于令牌的局域网 最高数据传输速率为16MB 第五类 在三类基础上增加绕线密度 外套一层高质量的绝缘材料 传输100MB 主要用于10 100Base T 这是目前最

4、常用的以太网电缆 3 光缆 与同轴电缆相似 只是中心是光传播的玻璃芯 可分为单模光纤芯与多模光纤芯 其中单模 SF 光纤的纤芯直径很小 只能以单模式传输信号 传输频带宽 距离远等 多模光纤 MF 能以多个模式同时传输信息 但传输性能差 距离近等 一 网络基础知识简介 4 7 三 网络互联典型设备 物理层设备 2 2 2 中继器 中继器 Repeater 在物理层中实现透明的二进制比特复制 以补偿信号衰减 中继器是物理层连网设备 其功能是将一个LAN的连接范围扩大 在一个以太网中 最多不能超过4个中继器的级连 集线器可以说是一种特殊的多端口中继器 其优点是当网络中某个节点出现故障 不会影响到其他

5、节点上 3 设备互联 1 双绞线制作 直通线和交叉线 直通线 普遍采用EIA TIA568B标准制作网线橙白 橙 绿白 蓝 蓝白 绿 棕白 棕 按标准布线可以 一便于维护 二线路内部各线对之间消除干扰 交叉线 一头按568B 另一头按568A制作 2 设备互联 网卡与网卡 交叉线 网卡与集线器 直通线 集线器与集线器 交叉线 若有级联口则用直通线 一般标有UPLINK 交换机与光收发模块 直通线 光收发器与光收发器 RX与TX交叉连接 交换机与交换机 级连用交叉线 而最好性能是采用堆叠 这需要堆叠模块 一 网络基础知识简介 5 7 三 网络互联典型设备 数据链路层设备 1 网桥 Bridge

6、在相同或相似的网络之间存储和转发帧 提供链路层上的协议转换 网桥是数据链路层设备 实质是在MAC子层进行互连 能将多个LAN互连成一个逻辑上单一的网络 2 交换机 交换机实际就是一台多端口网桥 是近几年来发展起来的一种结构化的网络解决方案 具体后面会详细介绍 一 网络基础知识简介 6 7 三 网络互联典型设备 网络层设备 1 路由器 Router 在不同的网络之间存储和转发分组 提供网络层上的协议转换 路由器是网络层的互连接设备 能将不同网络相连成为互连网 中继器 物理层 网桥 链路层 路由器 网络层 2 CSMA CD 带有冲突监测的载波侦听多址访问 以太网的工作原理是利用二进制位形成的一个

7、个字节组合成一帧帧的数据 其实是一些电脉冲 在导线中进行传播 首先 以太网网段上需要进行数据传送的节点对导线进行监听 这个过程称为CSMA CD 若节点侦测到线上已有信号则等待 若两节点同时发信号发生 冲突 则两者都将等待 也就是说在CSMA CD方式下 在一个时间段 只有一个节点能够在导线上传送数据 一 网络基础知识简介 7 7 三 网络互联典型设备 小结 1 传统集线器 它是一层设备 传输效率比较低 冲突的产生降低了以太网的带宽 而且这种情况又是不可避免的 所以 当导线上的节点越来越多后 冲突的数量将会增加 2 二层交换机 显而易见的解决方法是限制以太网导线上的节点 需要对网络进行物理分段

8、 网桥和交换机的基本作用是只发送去往其他物理网段的信息 所以 如果所有的信息都只发往本地的物理网段 那么网桥和交换机上就没有信息通过 这样可以有效减少网络上的冲突 网桥和交换机是基于目标MAC 介质访问控制 地址做出转发决定的 它们是二层设备 3 路由器 我们已经知道了物理网段中冲突的影响 现在我们来看看另外一种导致网络降低运行速度的原因 广播 广播存在于所有的网络上 如果不对它们进行适当的控制 它们便会充斥于整个网络 产生大量的网络通信 广播不仅消耗了带宽 而且也降低了用户工作站的处理效率 由于各种各样的原因 网络操作系统 NOS 使用了广播 TCP IP使用广播从IP地址中解析MAC地址

9、还使用广播通过RIP和IGRP协议进行宣告 所以 广播也是不可避免的 交换机将对所有的广播信息进行转发 而路由器不会 所以 为了对广播进行控制 就必须使用路由器 路由器是基于第3层报头 目标IP寻址做出转发决定 路由器是3层设备 4 三层交换机 通俗地讲 就是将路由与交换合二为一的技术 路由器在对第一个数据流进行路由后 将会产生一个MAC地址与IP地址的映射表 当同样的数据流再次通过时 将根据此映射表直接从二层进行交换而不是再次路由 提供线速性能 从而消除了路由器进行路由选择而造成网络的延迟 提高了数据包转发的效率 采用此技术的交换机我们常称为三层交换机 二 几个重要概念和协议 1 10 一

10、MAC地址 1 2 1 什么是MAC地址 Mac地址就是在媒体接入层上使用的地址 通俗点说就是网卡的物理地址 Physicaladdress 现在的Mac地址一般都采用6字节48bit 前24位由是生产厂家向IEEE申请的厂商地址 后24位就由生产厂家自行定以了 举例 组织标识系列号00602F3D07BA而平时书写时 0060 2F3D 07BACISCO设备编号 2 如何知道自己的MAC地址 在Win9x可用 WinIPcfg获得 在2000 XP可用IPconfig all获得 如果已给网卡分配了IP还可以用nbtstat AIP获得 当然若将IP改为他人的IP地址 就可以查到其MAC地

11、下址 也可以先PINGIP 再用ARP a来获得其MAC地址 二 几个重要概念和协议 2 10 一 MAC地址 2 2 3 更改MAC地址 Mac地址是保存在网卡的EPROM里面 通过网卡生产厂家提供的修改程序可以更改存储器里的地址 若没有这样的修改程序 我们也可以通过间接的方法修改 一般网卡发出的包的源Mac地址并不是直接从网卡EPROM中取 而是应用程序提供的 只是在通常的实现中 应用程序先从网卡上得到Mac地址 每次发送的时候都用这个Mac做为源Mac而已 在Windows中 网卡的Mac保存在注册表中 实际使用也是从注册表中提取的 所以只要修改注册表就可以简单的改变Mac 当然可以直接

12、修改注册表但麻烦 可以直接用软件修改注册表中Mac地址 如 Mac2001 4 绑定MAC与IP地址 杜绝IP地址盗用 对于动态分配IP 通过DHCP服务器来绑定用户网卡MAC地址和IP地址 对于静态IP 可以在交换机的每个端口上做IP地址的绑定 如果有人改了自己的IP地址 那么他的网络就不通了 后面再介绍 作为一个网络管理人员 如果对MAC地址和IP的绑定能灵活熟练的运用 就会创建一个十分安全有利的环境 可以大大减小安全隐患 二 几个重要概念和协议 3 10 一 TCP IP协议集 TCP IP最早是由美国国防部提出来的 刚开始的时候只有美国国防部和几所较著名的大学使用 现在成为了inter

13、net的基本协议 由于TCP IP出现比OSI模型要早 所以TCP IP模型并不参照OSI开发 1 TCP IP与OSI模型 TCP IP只分四层 应用层 传输层 Inter网层和网络访问层 2 TCP IP格式 对于TCP IP 它并不关心下层的协议和上层的应用 主要是负责OSI模型中的第三层和第四层功能 二 几个重要概念和协议 4 10 二 网络层 IP协议 1 4 1 IP协议 是用于将多个包交换网络连接起来的 它在源地址和目的地址之间传送一种称之为数据报的东西 它还提供对数据包大小的重新组装功能 以适应不同网络对包大小的要求 IP协议的责任就是把数据从源传送到目的地 它不负责保证传送可

14、靠性 流控制 包顺序等 2 IP协议实现两个基本功能 寻址和分段IP可以根据数据报报头中包括的目的地址将数据报传送到目的地址 在此过程中IP负责选择传送的道路 这种选择道路称为路由功能 如果有些网络内只能传送小数据报 IP可以将数据报重新组装并在报头域内注明 对IP来说 数据包之间没有什么联系 对IP不好说什么连接或逻辑链路 3 IP提供的三个关键服务 服务类型 生存时间和报头校验码服务类型 指所希望传递服务类型 供IP选择路由参考 生存时间 TTL8位 是数据报可以生存的时间上限 它由发送者设置 由经过路由的地方处理 每经过一个路由器递减 如果到达某个路由器时减止0 路由器抛弃此数据报 报头

15、校验和 保证数据的正确传输 如果校验出错 抛弃整个数据报 IP协议不提供可靠的传输服务 对数据没有差错控制 它只使用报头的校验码 它不提供重发和流量控制 二 几个重要概念和协议 5 10 二 网络层 IP协议 2 4 4 IP报文格式 5 IP地址 IP地址 表示INTERNET所有主机地址 由一组32位的0或1组成 IP地址组成 网络部分和主机部分 其中 网络部分表明该地址位于哪个网络 主机部分指明具体的设备 二 几个重要概念和协议 6 10 二 网络层 IP协议 3 4 5 IP地址分类示意图 为了便于记忆 又将它分为四部分 每一部分用 用十进制数表示 中间用点号隔开 例如 172 88

16、49 137 可以看出是一个C类地址 其中网络部分为 172 88 49 主机部分 137 6 网络地址和广播地址 每个网络都有一个网络地址和一个广播地址 网络地址用于指明整个网络 不指某个特定设备 广播地址用于发送信息给这个网络中的所有成员主机部分 全为0的是网络地址 而主机部分全为1的是广播地址 如 172 88 49 0网络地址 172 88 49 255为广播地址 7 保留地址 只能在局域网内部使用 而不能连接到公网上 1 10 0 0 0 10 255 255 255 2 172 16 0 0 172 31 255 255 3 192 168 0 0 192 168 255 255 二 几个重要概念和协议 7 10 二 网络层 IP协议 4 4 7 子网 在传统的网络中 地址的分配是按类来分的 也就是如果网络比较小 就分配一个C类的网络地址 如果是比较大的网络 就分配B类地址 而如果是一个超级大网 就分配一个A类地址 按类分配地址方式经常造成IP地址的浪费 而Internet网络的飞速发展 IP地址资源很紧缺 为了能够在Ipv6启用之前 能充分地利用现有IP资源 采用划分子网