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1、网络基础技术培训,顾问工程师 马强,第一部分 网络基础知识,OSI网络模型 TCP/IP网络模型 物理层 数据链路层 网络安全概念 网络安全设计与管理 ,1、网络体系架构,计算机网络是一个非常复杂的系统，需要解决的问题很多并且性质各不相同。所以，在ARPANET设计时，就提出了“分层”的思想，即将庞大而复杂的问题分为若干较小的易于处理的局部问题。 网络体系架构是指网络通信系统的整体设计，它为网络硬件、软件、协议、存取控制和拓扑提供标准。它广泛采用的是ISO在1979年提出的开放系统互联（OSI）的参考模型。,层 ( layer )的概念：描述了所有需求的有效的通讯过程，并把这些过程逻辑上的组叫
2、做层层的优点：促进标准化工作,解决异种网络互连时所遇到的兼容性问题；,1.1 OSI 七层模型,各层间相互独立，把网络操作分成低复杂性单元网络的不同功能模块（不同层次）分担起不同的职责;灵活性好。某一层变化不会影响到别层，设计者可专心设计和开发模块功能 .,1.1 OSI 七层模型,OSI 七层网络模型,7,6,5,4,3,2,1,集线器,交换机,路由器,七层功能,应用层,表示层,会话层,传输层,网络层,数据链路层,物理层,1,2,3,4,5,6,7,提供应用程序间通信,处理数据格式、数据加密等,建立、维护和管理会话,建立主机端到端连接,寻址和路由选择,提供介质访问、链路管理等,比特流传输,对
3、等层通信,每一层利用下一层提供的服务与对等层通信；每一层使用自己的协议。,Host A,Host B,APDU,PPDU,SPDU,Segment,Packet,Frame,Bit,应用层,表示层,会话层,传输层,网络层,数据链路层,物理层,应用层,表示层,会话层,传输层,网络层,数据链路层,物理层,数据封装过程,OSI 模式,数据流层,传输层,数据链路层,网络层,物理层,应用层 (高),会话层,表示层,应用层,应用层作用,Telnet SMTP HTTP FTP,用户接口,例子,应用层,Telnet SMTP HTTP FTP,ASCII EBCDIC JPEG,用户接口,数据表示 加密等特
4、殊处理过程,例子,表示层,应用层,应用层作用,Telnet HTTP,ASCII EBCDIC JPEG,保证不同应用间的数据区分,用户接口,数据表示 加密等特殊处理过程,Operating System/ Application Access Scheduling,例子,会话层,表示层,应用层,应用层作用,保证不同应用间的数据区分,用户接口,数据表示 加密等特殊处理过程,传输层,数据链路层,网络层,物理层,例子,会话层,表示层,应用层,应用层作用,数据流层的作用,EIA/TIA-232 V.35,例子,物理层,设备间接收或发送比特流 说明电压、线速和线缆等,802.3 / 802.2 HDL
5、C,EIA/TIA-232 V.35,例子,数据流层的作用,数据链路层,物理层,将比特组合成字节进而组合成帧 用MAC地址访问介质 错误发现但不能纠正,设备间接收或发送比特流 说明电压、线速和线缆等,802.3 / 802.2 HDLC,EIA/TIA-232 V.35,IP IPX,例子,数据流层的作用,网络层,数据链路层,物理层,将比特组合成字节进而组合成帧 用MAC地址访问介质 错误发现但不能纠正,设备间接收或发送比特流 说明电压、线速和线缆等,提供路由器用来决定路径的逻辑寻址,TCP UDP SPX,802.3 / 802.2 HDLC,EIA/TIA-232 V.35,IP IPX,
6、表示层,应用层,会话层,例子,数据流层的作用,可靠或不可靠的数据传输 数据重传前的错误纠正,将比特组合成字节进而组合成帧 用MAC地址访问介质 错误发现但不能纠正,设备间接收或发送比特流 说明电压、线速和线缆等,传输层,数据链路层,物理层,网络层,提供路由器用来决定路径的逻辑寻址,1.2 TCP/IP模型的层次结构,应用层,表示层,会话层,传输层,网络层,数据链路层,物理层,1,2,3,4,5,6,7,应用层,传输层,网络层,网络接口层,1,2,3,4,OSI参考模型,TCP/IP模型,网络接口层,应用层,传输层,网络层,网络接口层,1,2,3,4,TCP/IP模型,负责处理与传输介质相关的细
7、节 物理线路和接口 链路层通信 主要协议 以太网/FDDI/令牌环 SLIP/HDLC/PPP X.25/帧中继/ATM,网络层,应用层,传输层,网络层,网络接口层,1,2,3,4,TCP/IP模型,负责将数据包送达正确的目的 数据包的路由 路由的维护 主要协议 IP ICMP IGMP,传输层,应用层,传输层,网络层,网络接口层,1,2,3,4,TCP/IP模型,负责提供端到端通信 数据完整性校验 差错重传 数据的重新排序 主要协议 TCP UDP,应用层,应用层,传输层,网络层,网络接口层,1,2,3,4,TCP/IP模型,负责处理特定的应用程序细节 远程访问 资源共享 主要协议 Teln
8、et FTP/TFTP SMTP/POP3 SNMP/HTTP,1.3 物理层,物理层：定义电压、接口、线缆标准、传输距离等。物理层线缆： 同轴电缆（coaxial cable）：细缆和粗缆 双绞线（twisted pair）：UTP、STP 光纤（fiber） 无线电波（wireless radio）：无线局域网WLAN,局域网与物理层 线缆标准：10Base-T、100Base-T、100Base-TX/FX、1000Base-T、1000Base-SX/LX； 网络设备：中继器、集线器等。广域网与物理层 DTE设备：路由器、终端主机等； DCE设备：广域网交换机、Modem、CSU/DS
9、U等； 常见接口：RS-232、V.24、V.35等。,描述了如何向广域网的服务提供电气、机械、运行和功能的连接DTE和DCE之间的接口 EIATIA232 EIATIA449 EIATIA612613 V.24 V.35 G.703,EIA-232-E接口标准,EIA-232-E是美国电子工业协会EIA制定的著名物理层标准。 EIA-232是DTE与DCE之间的接口标准。,DCE与DTE,DTE (Data Terminal Equipment)是数据终端设备。数据电路端接设备DCE (Data Circuit-terminating Equipment)。DCE的作用就是在DTE和传输线路
10、之间提供信号变换和编码的功能，并且负责建立、保持和释放数据链路的连接。DTE通过DCE与通信传输线路相连。,1.3.1 物理层常用介质,非屏蔽双绞线 UTP,屏蔽双绞线 STP,同轴电缆,光 缆,同轴电缆： （ 10M 带宽 ） 绝缘线包裹着中央铜导体的电缆线，它的特点就是抗干扰能力好，传输数据稳定，价格也便宜，同样被广泛使用，如闭路电视线等 .,细缆，传输距离185米,粗缆，传输距离500米,物理层常用介质,RJ-45 连接器,1,8,8,线对4 R4,1,2,3,4,5,6,7,线对 T 代表发送 R 代表接收,线对2 T2,线对2 R2,线对3 T3,线对1 R1,线对1 T1,线对3
11、R3,线对4 T4,针,双绞线,物理层常用介质,UTP: (Unshield Twisted Pair): 非屏蔽双绞线，最大传输距离100米，经常使用； STP: (Shield Twisted Pair):屏蔽双绞线, 应用特殊场合，造价高，实施困难 屏蔽和非屏蔽主要区别是抗干扰能力。 STP的双绞线内有一层金属隔离膜，在数据传输时可减少电磁干扰，所以它的稳定性较高。而UTP内没有这层金属膜，所以它的稳定性较STP差，但它的优势就是价格便宜 。,物理层常用介质, 1类双绞线：使用普通的UTP电话线，只能运载声音信号 2类双绞线：保证数据传输速率可以最高可以达到4Mbps 3类双绞线：保证数
12、据传输速率可以最高可以达到10Mbps 4类双绞线：保证数据传输速率可以最高可以达到16Mbps 5类双绞线：保证数据传输速率可以最高可以达到100Mbps 超5类双绞线:保证数据传输速率可以最高可以达到1000Mbps 6类双绞线: 保证数据传输速率可以最高可以达到1000Mbps,物理层常用介质,光纤,昂贵的传输媒介 不受电信号的干扰 使用于长距离、高速率的信号传输,一般用作传输主干，例如楼层之间或者建筑物之间,光纤电缆有两种类型：即单模光纤和多模光纤。 单模光纤：主要用于长距离通信，其芯直径为8 1 0 um，芯的直径比多模光纤小。在给定的时间中，只能有一束光在光纤中传输。单模光纤使用的
13、通信信号是激光。激光光源包含在发送方发送接口中，由于带宽相当大，所以能够以很高的速度进行长距离传输。多模光纤：在传输距离上没有单模光纤那么长，,因为其可用的带宽较小，光源也较弱。对于多模光纤，在传输时使用的光源为L E D，该设备位于发送结点的网络接口中。,光纤类型,光纤的工作原理,高折射率 (纤芯),低折射率 (包层),光线在纤芯中传输的方式是不断地全反射,光波通信的波长范围 8 5 0 n m、(多模，短距离） 1 3 0 0 n m、1 5 5 0 n m（单模，长距离）常用的光纤芯直径尺寸 50um / 6 2 . 5um （多模光纤） 810um (单模光纤）,光纤基本参数,1.3.
14、2 同步光纤网 SONET 和 同步数字系列 SDH,SONET为光纤传输系统定义了同步传输的线路速率等级结构，其传输速率以51.84Mb/s为基础，大约对应于T3/E3的传输速率，此速率对电信号称为第1级同步传送信号（SNS-1），对光信号则称为第1级光载波（OC-1） 现已定义了从51.84Mb/s（ 即OC-1 ）一直到9953.280Mb/s(即OC-192/STS-192)的标准。,同步数字系列 SDH,ITU-T（国际电信联盟远程通信标准化组 ） 以美国标准 SONET 为基础，制订出国际标准同步数字系列 SDH (Synchronous Digital Hierarchy)。即1
15、988年通过的G.707-G.709,一般可认为 SDH 与 SONET 是同义词。 SDH 的基本速率为 155.52 Mb/s，称为第 1 级同步传递模块 (Synchronous Transfer Module)，即 STM-1，相当于 SONET 体系中的 OC-3 速率。,SONET 的 OC 级/STS 级与 SDH 的 STM 级的对应关系,SONET 标准定义了 四个光接口层,光子层(Photonic Layer) 处理跨越光缆的比特传送。 段层(Section Layer) 在光缆上传送 STS-N 帧。 线路层(Line Layer) 负责路径层的同步和复用。 路径层(Path Layer) 处理路径端接设备 PTE (Path Terminating Element)之间的业务的传输。,SONET 的体系结构,光子层,路径层,线路层,段层,线路 (line),光子层,路径层,线路层,段层,光子层,线路层,段层,光子层,段层,光子层,线路层,段层,光子层,段层,SDH 终端,SDH 终端,复用器 或 分用器,复用器 或 分用器,转发器,转发器,段,段,段,路径 (path),(section),
