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1、网络基础,RCNA_01,学习目标,通过本章的学习，希望您能够： 理解计算机网络的基本概念 掌握网络的拓扑结构和常用介质 掌握OSI七层参考模型的功能和作用 掌握TCP/IP参考模型的功能和作用 掌握重点的网络协议 掌握不同数制之间的转换,本章内容,计算机网络基础 计算机网络模型 重点协议介绍 数制转换,课程议题,计算机网络基础,计算机网络概述,什么是计算机网络？ 分散在不同地点的多台计算机、终端和外部设备 通过通信线路互联在一起 实现资源共享（包括软件、硬件、数据等）,计算机网络的发展,第一代计算机网络 20世纪50年代中后期 地理上分散的多个终端 通过通信线路 连接到一台中心计算机上 以传
2、输信息为目的而连接起来，以实现远程信息处理或进一步达到资源共享的计算机系统,主机,通信装置,通信装置,终端,通信线路,计算机网络的发展,第二代计算机网络 20世纪60年代后期 实现远程资源共享 以通信子网为中心 分组交换网络 分层的网络协议 1969年出现的ARPAnet是第一个现代意义上的计算机网络 以能够相互共享资源为目的，互连起来具有独立功能的计算机的集合体,互联设备,工作站,NOS 服务器,打印机,传输介质,计算机网络的发展,第三代计算机网络 网络应用越来越广泛、网络规模越来越大、通信更加复杂 各大计算机公司纷纷制定了自己的网络技术标准 1977年，ISO开始制定开放系统互联参考模型
3、具有统一网络体系结构，并遵循国际标准的开放式和标准化的网络,计算机网络的发展,第四代计算机网络 20世纪80年代末到现在 以互联网为代表 以太网的高速发展 下一代计算机网络 多种业务的融合 统一协议、统一网络平台、统一管理,计算机网络的分类,依据网络的交换功能 电路交换网络 报文交换网络 分组交换网络 依据网络的拓扑结构 集中式网络 分布式网络,依据网络的作用范围 局域网LAN 城域网MAN 广域网WAN 依据网络的传输介质 有线网络 无线网络,互联网,通过一个WAN将多个LAN组织起来，即把多个不同的网络相互连接起来的时候，就构成了一个互联网 Internet（因特网）：特定的、世界范围内的
4、互联网,计算机网络拓扑结构,星形拓扑,计算机网络拓扑结构,总线形拓扑,计算机网络拓扑结构,环形拓扑,计算机网络拓扑结构,网状拓扑,网络传输介质,双绞线,非屏蔽双绞线,屏蔽双绞线,网络传输介质,双绞线,网络传输介质,同轴电缆,网络传输介质,光纤,包层,纤芯,入射角,折射角,折射角大于入射角,光波在纤芯中传播,网络传输介质,无线传输,卫星,蝶形天线,计算机,LAN、WAN、WLAN,LAN 传输速度通常在10Mb/s1000Mb/s之间 通常是针对于一座建筑物内 WAN 一个较大的地理范围内 传输速度相对要慢的多 WLAN IEEE 802.11标准,本章内容,计算机网络基础 计算机网络模型 重点
5、协议介绍 数制转换,课程议题,计算机网络模型,网络分层模型,解决异种网络互连时所遇到的兼容性问题 将服务、接口和协议这三个概念区分开来 使网络的不同功能模块分担起不同的职责 减轻问题的复杂程度 在各层分别定义标准接口，各层相对独立 能有效刺激网络技术革新 便于研究和教学,OSI七层参考模型,开放系统互连参考模型,4.传输层,2.数据链路层,3.网络层,1.物理层,5.会话层,6.表示层,面向用户应用,面向数据传输,7.应用层,OSI七层参考模型,设备A,设备B,中间节点,中间节点,OSI七层参考模型,设备A,设备B,物理层,为设备之间的数据通信提供传输媒体及互连设备 包括激活物理连接、传送数据
6、、终止物理连接这3个步骤 为数据传输提供可靠的环境 正确地传输比特流 常见协议 EIA/TIA 232（RS-232-C ） 典型设备 中继器：连接两个（或多个）网段，对信号起中继放大作用 ，以此来延长网络的长度 集线器：可以将多台设备以星形的拓扑结构连接起来，组成共享型的网络,数据链路层,数据链路的建立、拆除 对数据进行检错、纠错 将数据分成帧，以数据帧为单位进行传输 典型设备 网桥：连接两个局域网，在各种传输介质中转发数据信号，扩展网络的距离，有效地限制两个介质系统中无关紧要的通信 交换机：按每一个包中的MAC地址相对简单地决策信息转发 ，转发延迟小，将网络分成小的冲突网域，为每个工作站提
7、供更高的带宽,网络层,进行路由选择和中继 激活、终止网络连接，实现数据链路的复用 排序、流量控制 典型设备 路由器：决定最优路由和转发数据包,传输层,实现端到端的可靠传输 进行流量控制、差错控制、虚电路管理 在通信子网和高层之间起承上启下的作用,会话层,建立和维持会话 使会话获得同步 数据传输和连接释放,表示层,对上层数据或信息进行变换，以保证一个主机应用层信息可以被另一个主机的应用程序理解 数据转换包括数据的加密、压缩、格式转换等,应用层,为操作系统或网络应用程序提供访问网络服务的接口 包含了各种各样的协议，这些协议往往直接针对用户的需要 ，如： HTTP FTP SMTP,OSI七层参考模
8、型,允许接入网络资源,应用层,表示层,会话层,传输层,网络层,数据链路层,物理层,建立、管理和终止会话,将分组从源端传送到目的端； 提供网络互联,在媒体上传输比特； 提供机械的和电气的规约,对数据进行转换、 加密和压缩,提供可靠的端到端的 报文传输和差错控制,将分组数据封装成帧； 提供节点到节点方式的传输,TCP/IP参考模型,在20世纪60年代末为ARPAnet而开发 因传输控制协议TCP和网际协议IP而得名 包含多个协议 四层的体系结构,TCP/IP协议栈,应用层,表示层,会话层,传输层,网络层,数据链路层,物理层,IP,ICMP,IGMP,RARP,ARP,UDP,TCP,各种应用程序层
9、,SMTP,FTP,DNS,SNMP,NFS,TFTP,由底层网络定义的协议,Ethernet,Token-Ring,FDDI,X.25,Wirless,ATM,TCP/IP和OSI模型的对应关系,OSI和TCP/IP模型的比较,都以协议栈的概念为基础 各层功能大体相同 OSI模型严格区分了各层的服务、接口和协议；而TCP/IP模型在设计之初并没有明确区分这三者 OSI模型先于其协议出现，模型更通用；而TCP/IP协议先于模型出现，因此不能描述其他协议栈 OSI的网络层提供面向连接和无连接的服务，传输层只提供面向连接的服务；而TCP/IP在网络层只提供无连接的服务，在传输层提供面向连接和无连接
10、的服务,本章内容,计算机网络基础 计算机网络模型 重点协议介绍 数制转换,课程议题,重点协议介绍,IP协议,一种不可靠的协议，提供尽力而为的服务 不提供数据的校验 一种无连接协议，为使用数据报的分组交换网而设计 当可靠性很重要时，IP必须与可靠的协议（如TCP）配合起来使用 IP层的分组叫做数据报或数据包（Packet）,IP报文格式,端口号,定义主机中运行的进程的标识符 在TCP/IP协议栈中，端口号是065535之间的整数 TCP/IP模型中传输层的两个协议TCP和UDP依靠端口号区分不同的进程,IP协议的作用范围,TCP或UDP协议的作用范围,进程 （运行的应用程序）,进程 （运行的应用
11、程序）,端口号,IANA（Internet Assigned Numbers Authority ，互联网地址指派机构）将端口号划分为3个范围：熟知的、注册的和动态的（或私有的）。,熟知端口：01023，由IANA指派和控制。 注册端口：102449151，IANA不指派也不控制。它们只能在IANA注册以防止重复。 动态端口：4915265535，既不用指派也不用注册。它们可以由任何进程来使用，是临时的端口。,常见的熟知端口号,TCP协议,TCP是一个可靠的、面向连接的协议 ，为应用提供了如下功能 ： 流型数据传输 可靠性 流控 多路复用 逻辑连接 全双工,TCP报文格式,TCP的三次握手,客
12、户端A,服务器B,发送 SYN1 (seq=100),接收SYN,发送SYN1, ACK1 (seq=300,ack=101),建立连接，ACK1 (ack=301),接收SYN,ACK,TCP的四次断开,主机A,主机B,发送 FIN1 (seqX),发送ACK1 (ack=X1),发送ACK1 (ackY1),发送FIN1 (seqY，ackX1),UDP协议,UDP协议（User Datagram Protocol），用户数据报协议 用于支持那些需要在计算机之间快速传输数据（相应的对传输可靠性要求不高）的网络应用 不考虑流量控制、差错控制，在收到一个坏的数据段之后也不重传所有这些工作都留给
13、用户进程,UDP报文格式,源端口号(16比特),目的端口号 (16比特),长度（16比特）,数据,校验和 (16比特),8字节,本章内容,计算机网络基础 计算机网络模型 重点协议介绍 数制转换,课程议题,数制转换,计算机中的常用数制,二进制数 基数为2：0、1，逢2进1 八进制数 基数为8：0、1、2、3、4、5、6、7，逢8进1 十六进制数 基数为16：0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F，逢16进1,十进制到二进制的转换,整数部分采用除2取余法：,十进制到二进制的转换,小数部分采用乘2取整法：,二进制到十进制的转换,将二进制数按权重展开，再求和,二进制到十六进制的转换,二进制整数，从低位到高位每4位组成一组，然后将每组二进制数所对应的数用十六进制表示出来 如果有小数部分，则从小数点开始，分别向左右两边进行分组计算 二进制到八进制的转换方法相同,十六进制到二进制的转换,从十六进制数的低位开始，将每位上的数用二进制表示出来即可 如果有小数部分，则从小数点开始，分别向左右两边进行转换 八进制到二进制的转换方法相同,课程回顾,计算机网络概述 计算机网络的拓扑结构和传输介质 OSI参考模型 TCP/IP参考模型 IP协议 TCP协议 UDP协议 数制之间的转换,Q&A,
