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1、乌鲁木齐的蓝天白云-摄于2005年3 月14日下午2:49新疆财经学院交换技术、三层交换机及 常用技术参数解析20052005年年4 4月月主要内容计算机网络基本协议与概念计算机网络基本协议与概念 互联设备互联设备-HUB-HUB、交换机和路由器、交换机和路由器 网络接入设备与接入方式网络接入设备与接入方式 交换技术和第三层交换技术交换技术和第三层交换技术 交换机常用技术术语和参数交换机常用技术术语和参数乌鲁木齐的蓝天白云-摄于2005年3 月14日下午2:49新疆财经学院计算机网络基本协议与概念OSI/RM，开放系统互连基本参考模型 国际标准化组织（ISO， International St
2、andardization Organization ）于1977年成立了一个专 门的机构来研究不同网络的互联问题。 不久，他们提出一个试图使各种计算机 在世界范围内互连成网的标准框架，即 著名的开放系统互连基本参考模型 Open Systems Interconnection Reference Model，简称为OSIISO的OSI七层参考模型计算机网络在逻辑上可划分为通信子网和资源子网两部分NCCPSEPSEPSEPSE集 中 器网关主机MUX终端 终端两级模型通信子网和资源子网OSI参考模型-网络层次模型应用层物理层数据链路层网络层传输层会话层表示层7654321二进制位流传输 激活和
3、维持系统间的物理链路介质访问控制 提供通过介质的传输控制，如差错和流量控制 寻址和路由 确定数据从一处传输到另一处的最佳路径端到端连接 数据流的分段和重组，提供可靠的端到端传输主机间通信 建立、维持和管理应用系统之间的会话 数据表示 提供数据表示、代码格式和数据传输语法协商处理网络应用 为应用系统提供网络服务应用层物理层数据链 路层网络层传输层会话层表示层应用层物理层数据链 路层网络层传输层会话层表示层主机A主机B数据数据网络头数据网络头帧头帧尾1011000110101010数据单位APDUPPDUSPDU报文(segment)分组(packet)帧 (frame)比特流(bit)数据封装数
4、据封装过程应用层物理层数据链 路层网络层传输层会话层表示层应用层物理层数据链 路层网络层传输层会话层表示层发送进程接收进程 应用层协议表示层协议会话层协议传输层协议物理层数据链 路层网络层主机A主机B路由器B路由器A物理层数据链 路层网络层通信子网物理介质物理介质传输层协议传输层协议传输层协议对等通信常见协议（Protocol） Ethernet（以太网）属网络低层协议，通常在OSI模 型的物理层和数据链路层操作。 NetBEUI（Net BIOS Enhanced User Interface）协 议主要是为小型局域网设计的，用于NetBEUI网、 WinNT网。Microsoft从80年代
5、中期一直在自己的联网 产品中支持该协议。 IPX/SPX（Internet work Packet eXchange/ Sequential Packet eXchange）是NetWare网络操作 系统中的两层通信协议，它们造就了Novell网络的特 色，几乎成了Novell网的代名词。 TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol），全称为传输控制协议/网际协议。OSI模型与TCP/IP模型比较TCP/IP参考模型(Internet四层模型)应用层传输层网际层网络接 口层TCP Transmission Control Pro
6、tocol 传输控制协议 IP Internet Protocol 网间互连协议应用层物理层数据链路层网络层传输层会话层表示层OSI参考模型TCP/IP模型应用层网络接口层网络层传输层7654321第2层交换机 、HUB、以太 网 802.3等路由器、第3 层交换机第4层交换机应用层防火墙相应网络设备访问地址MAC地址IP地址端口号进程号TCP/IP和OSI参考模型对照不同层次上的三个重要访问地址 MAC地址 - 数据链路层 是硬件（网卡）的唯一标识，48位，约 2.8万亿，例：00-50-56-C0-12-F8 IP地址 - 网络层 是计算机的逻辑地址，32位，约40亿 ，例：202.201
7、.208.4 端口号 - 传输层 16位：065535，例：80MAC地址 MAC地址的一个主要的功能就是区分或 标识以太网，令牌环，和FDDI局域网上 的接口卡。又叫物理地址、硬件地址等。Vendor Code (24 bits)MAC AddressMost Significant ByteLeast Significant ByteEthernetMost Significant Bit is lastToken RingMost Significant Bit is firstMAC地址 广播地址0xFFFF.FFFF.FFFF。广播地址 可以让局域网上的所有设备接收到同一个帧 。 组
8、播地址在以太网和FDDI中使用。可以 让局域网上的部分是设备接收到同一个帧。 在IP组播中也使用组播地址。 功能地址只在令牌环上使用。功能地址区 分一个或多个接口提供的特定功能。IP地址 IP地址是Internet协议地址的简称，用作Internet网 络上的独立的计算机唯一标识。 一个IP地址对应一台主机 。 32位二进制，通常用4个十进制数表示（如图） 地址耗尽10101000 01011111 11000000 00001100 01110000 11001010 00000111 00001101IP数据包的传输IP地址分类 为了充分利用IP地址空间，Internet委员会定义了五种I
9、P地址类型以 适合不同容量的网络，分为A、B、C、D和E五类，地址开始部分分别 用0、10、110、1110和11110标识。 A、B、C是3类基本地址类型，都由3部IP数据报成：类型标志、网络 标识符(netid)和主机编号(hostid)。 D类地址是一种多址广播地址格式，E类地址是为实验保留的地址。 A、B、C三类由InterNIC（Internet网络信息信心）在全球范围内统 一分配，D、E类为特殊地址。 IP地 址的 范围 IP地址的分类IPv6协议特点 较大的地址空间 扩充到128位，约3.4X1038,3.4百万亿亿亿 亿 IPv6简化了IP数据报头 10 3*13 路由数可以减
10、少一个数量级 自动地址分配 安全保密性F T PT e l n e tS M T PD N ST F T PS N M P2123255369 161TCP UDP应用层传输层层间端口号 端口号是TCP和UDP报文的地址 端口号描述了传输层上正在使用的上层协议 TCP和UDP用端口号把数据传送到上层，端口号用来跟踪同一时间内通过网络的不同会话 端口号分配遵循RFC1700定义，如果会话不涉及到特殊端口号，将在特定取值范围内随机分配一 个端口号 TCP和UDP保留了一些端口，应用程序不能随便使用 端口号指定范围：* 低于255的端口号用于公共应用* 2551023的端口号被指定给各个公司* 高于
11、1023的端口号未做规定TCP/UDP端口号主机A主机BTelnet B目标端口号=23 ，将报文发送到 Telnet应用程序 中源端口 目的端口1028 23 TCP报文目的端口号必须根据Telnet 协议的端口号确定 源端口号由源主机动态地分配起始源端口号，通常是一些高于1023的端口号TCP/UDP通信和端口号网络接口层与OSI参考模型的数据链路层和物理层相对应， 它不是TCP/IP协议的一部分，但它是TCP/IP赖以存在的与各种 通信网之间的接口。TCP/IP对网络接口层并没有给出具体的规定。TCP/IP协议栈TCP/IP协议栈应用层网络接口层网络层传输层文件传输 TFTP FTP N
12、FS 电子邮件 SMTP 远程登录 Telnet rlogin网络管理 SNMP 域名管理 DNS 超文本传输 httpTCP/IP应用层TCP/IP协议栈应用层网络接口层网络层传输层TCPUDP主要功能： 流量控制：由滑动窗口实现流量控制 确保通信可靠：由序号和确认实现可 靠性两种协议： TCP ：（ Transmission Control Protocol）面向连接的可靠传输协议，为用户应用端之间提供一个虚拟电路。 UDP ：（ User Datagram Protocol）无连接的非可靠传输协议TCP/IP传输层TCP报文格式定义了12个字段：源端口 目端口 序列号 确认号 报文长度
13、保留 编码位 比特数 16 16 32 32 4 6 6窗口 校验和 紧急指针 选项 数据 16 16 16 0-32 源端口（Source Port)：呼叫端端口号 目端口（Destination Port)：被叫端端口号 序列号（Sequence Number）：分配给报文的序号，用于跟踪报文通信顺序确保无丢失 确认号（Acknowledgement Number）：所期待的下一个TCP报文的序列号，并表示对此序列前报文正确接收的确认 报头长度（HLEN）：报文头部的字节数 保留域（Reserved）：设置为0 编码位（Code Bits）：控制功能（如TCP连接的建立和终止） 窗口（Wi
14、ndow）：发送者愿意接收的字节数 校验和（Checksum）：报头和数据字段的校验和 紧急指针（Urgent Pointer）：指示紧急数据段的末尾 选项（Option）：当前定义TCP段的最大值 数据（Data）：上层协议数据TCP报文格式主机A主机BTelnet B发送SYN报文（SEQ=X）接收SYN报文（SEQ=X）发送SYN报文（SEQ=Y，ACK=X+1） 接收SYN报文（SEQ=Y，ACK=X+1）发送确认报文（ACK=Y+1）接收 确认报文（ACK=Y+1） TCP连接的建立实际上是一同步过程（又称三次握手） 初始序列号X、Y 的确定，不同的系统可能采用不同算法 TCP是一种
15、点对点的平衡式通信方法，任何一方发起建立连接和终止连接TCP连接的建立主机A主机BTelnet B发送FIN报文（SEQ=X）接收FIN报文（SEQ=X）通知上层应用程序，等待应用程序应答接收确认报文（ACK=X+1）发送确认报文（ACK=Y+1） 接收 确认报文（ACK=Y+1） TCP连接的拆除与建立过程略有不同，在于主机B接收到FIN报文后需通知上层应用程序，上层应用程序要花费一定时间才能给出响应（如等待人的响应），所以必须先发送确认报文以防对方等待超时后重发FIN报文发送确认报文（ACK=X+1）发送FIN报文（SEQ=Y，ACK=X+1）接收FIN报文 （SEQ=Y，ACK=X+1）TCP连接的拆除UDP（User Datagram Protocol)报文格式定义了5个字段：源端口 目端口 报文长度
