第1章网络基础知识与Internet

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1、第第1章章 网络基础知识与网络基础知识与Internet1.1 网络参考模型OSI1.2 网络互联设备1.3 局域网技术1.4 广域网技术1.5 TCPIP协议基础l.6 Internet提供的主要服务第1章 网络基础知识与Internet1.1 网络参考模型OSI1.1.1 分层通信 （1 1）应用层。）应用层。这是OSI模型的最高层。（2 2）表示层）表示层。表示层保证通信设备之间的操作性。（3 3）会话层。）会话层。会话层是网络对话控制器。（4 4）传传输输层层。传输层负责整个消息从信源到信宿（端到端）的传递过程。（5 5）网网络络层层。网络层负责数据包经过多条链路、由信源到信宿的传递过

2、程。（6 6）数据链路层。）数据链路层。数据链路层从网络层接收数据，并加上有意义的比特位形成报文头和尾部。（7 7）物理层。）物理层。物理层是OSI的最低层，它建立在物理通信介质的基础上，作为系统和通信介质的接口。FLASH演示演示:OSI网络体系结构网络体系结构1.1.2 信息格式 本节首页FLASH演示演示:网络体系结构网络体系结构FLASH演示演示:TCP/IP模型模型FLASH演示演示:OSI-RM内信息结构内信息结构1.2 网络互联设备网络互联设备用于局域网（LAN）的网段，它们有四种主要的类型：中继器、网桥、路由器、网关OSI层次互连设备作 用物理层中继器在电缆段间复制比特数据链路

3、层网桥在LAN之间存储转发帧网络层路由器在不同的网络间存储转发分组运输层及以上网关提供不同体系间互连接口FLASH演示演示:网网 络络 现现 状状1.2.1 中继器和集线器 中继器的主要功能在于延长电缆的有效连接长度，因为在传输过程中信号的衰减会限制电缆的有效连接长度。此外，中继器还能起到改变以太网的拓扑结构的作用。集线器（Hub）与中继器类似，是能够集中完成多台设备连接的专用设备。1.2.2 网桥 网桥（Bridge）是一种在数据链路层实现互联的存储转发设备。 网桥从一个网段将数据帧段转发至另一个网段。FLASH演示：集线器演示：集线器1.2.3 路由器路由器实现网络互联是发生在网络层。主要

4、功能有路由选择，多路重发以及出错检测等 。1.2.4 网关 网关（Gateway）实现的网络互联发生在网络层之上，它是网络层以上的互联设备的总称。 本节首页1.3 局域网技术1.3.1 以太网和IEEE 802.3以太网是由施乐公司于七十年代开发，IEEE 802.3发表于1980年，它是以以太网作为技术基础。如今以太网和IEEE 802.3占据了局域网市场的最大份额，而以太网通常指所有采用载波监听多路访问冲突检测（CSMACD）的局域网，包括IEEE 802.3。 物理连接 IEEE 802.3规定了几种不同类型的物理层，而以太网仅仅定义了一种物理层，每一种IEEE 802.3物理层协议都有

5、一个概括它们自身特点的名称。 FLASH演示：以太网演示：以太网FLASH演示：冲突演示：冲突 局域局：简称LAN，通常在地域上位于园区或者建筑物内部的有限范围内。 FLASH演示演示:802x的应用的应用FLASH演示演示:数据链路层数据链路层数据帧格式 1.3.2 令牌环和IEEE 802.5 令牌的传递 令牌环传递网络的主要特点是在网络上传递一个比较小的数据帧，即令牌。物理连接 优先级网络站点优先权决定了它能够俘获令牌的概率，只有网络站点的优先权等于或高于令牌包含的优先权值时，该网络站点才能俘获令牌， 错误管理机制 令牌环网络采用多种机制来检测和恢复网络中产生的错误。 FLASH演示：令

6、牌环的工作原理演示：令牌环的工作原理1.3.3 FDDI光纤分布式数据接口（FDDI）标准是由 ANSI X3T9.5标准委员会在八十年代中期制定的。它规定了传输速度为100Mbps、采用令牌传递方式，以及使用光纤作为介质的双环LAN。 FDDI技术最重要的特征之一就是采用光纤作为传输介质，其优点包括安全性、可靠性以及传输速度等方面较传统的介质要好得多。 FDDI标准FDDI的规范说明包括下列四个单独部分： （1）介质访问控制（MAC） （2）物理层协议（PHY） （3）物理层介质（PHM） （4）站点管理（SMT） 物理连接 FDDI规定采用双环连接，其中一个环作为主环，通常用于数据传输，另

7、一个作为副环，作为备份。双环上数据的传输是互为反向的。本节首页1.4 广域网技术1.4.1 广域网基本技术1包交换2广域网的构成3存储转发 4广域网的物理编址 5下一站转发6源地址独立性 7层次地址与路由的关系 8广域网中的路由 广域网：简称WAN，用于连接同一国家、不同国家间甚至洲际间的局域网和城域网。 FLASH演示：校园网的网络结构演示：校园网的网络结构1.4.2 广域网协议 1 1SDLCSDLC及其派生协议及其派生协议 同步数据链控制（SDLC）协议主要用于IBM的系统网络体系结构（SNA）环境中。 SDLCSDLC协议支持各种各样链路类型和网络拓扑结构，包括点对点链路、环形拓扑和总

8、线型拓扑、半双工和全双工传输设备，以及电路交换和封包交换网络。 SDLC协议通常设有二种类型的站点，即主动型站点和从动型站点。 SDLC协议的主动型站点与从动站点的连接可以根据下面的方式进行连接：（1）点对点连接 （2）多点连接 （3）集线式连接 SDLC派生协议 （1）HDLC（高层数据链路控制协议 ）（2）LAP（链路访问过程,SDLC协议的子集）（3）LAPB（平衡电路访问过程 ）（4）QLLC协议（增强逻辑链路控制协议 ） 2. 2. 点对点协议点对点协议 PPP的组成 点对点协议（PPP）提供了一种点对点链路传输数据报文的方法。 点对点的链路控制协议 有如下三种协议帧：链路建立帧用于

9、建立和配置数据链路链路关闭帧用于关闭数据链路链路维护帧用于管理和维护数据链路 点对点网络 点对点网络中两点之间都有一条独立的连接，信息是一点一点逐点传输的。 4. 4. 帧中继帧中继帧中继提供一种统计复用手段，使用同一物理链路上可以有多个逻辑会话（称为虚电路），它提供了对带宽的灵活有效的利用。 信令协议 帧中继网络中目前有三种信令协议在使用，它们是：（1）本地管理接口（LMI）（2）CCITT标准Q.922，基于原始 LMI（3）ANSI标准TI.617，基于原始LMI 阻塞的防止 帧中继采用如下几个方面的手段处理阻塞：（1）本地管理接口（LMI）。（2）直接阻塞通知，向外部设备报告阻塞。本节

10、首页1.5 TCPIP协议基础1.5.1 TCPIP与OSI参考模型 TCP/IP协议和OSI模型的对应关系TCPIP协议 OSI模型 FTP,TELNET,SMTP,RPC,SNMP,DNS,TFTP,BOOTP,HTTP 应用层TCP,UDP 传输层IP(ICMP,IGMP),(ARP,RARP) 网络层TCP/IP的层次结构 l l应用层。应用层。向用户提供一组常用的应用程序。2 2传输层（传输层（TCPTCP和和UDPUDP）。）。 提供应用程序间的通信，提供了可靠的传输（UDP不能提供可靠的传输）等。3 3网网络络层层（IPIP）。负责数据包的寻径功能，以保证数据包可靠到达目标主机，

11、若不能到达，则向源主机发送差错控制报文。4 4网网络络接接口口层层 。这是TCPIP软件的最低层，负责接收IP数据包并通过网络发送之，或者从网络上接收物理帧，抽出IP数据包，并把它交给IP层。 FLASH演示演示:TCP-IP工作流图工作流图 与ISO/OSI参考模型不同，TCP/IP体系结构将网络划分为应用层、传输层、互联层、和网络接口层4层 TCP/IP的分层体系结构与ISO/OSI参考模型有一定的对应关系。FLASH演示演示:IP地址到物理地址转换地址到物理地址转换1.5.2 网络层（IP层） TCP/IP数据流程 IP数据包一个IP数据包由包头和数据体两部分组成。包头由20字节的固定部

12、分和变长的可选项成。 IP地址在Internet中，每一台主机都有一个唯一的地址，网关常常有不止一个的地址。地址由两部分组成：网络号和主机号。 IP层的其它一些协议 ICMP（Internet控制信息协议）用来传送一些关于网络和主机的控制信息。FLASH演示演示:IP数据包封装数据包封装FLASH演示演示:IP数据包传送数据包传送192.168.1.0192.168.3.0192.168.1.100192.168.2.101192.168.2.100192.168.3.100192.168.2.0192.168.1.100IP地址地址Host IDNetwork ID主机主机 ID 不能都是不

13、能都是 0 主机主机 ID 不能都是不能都是 255网络网络 ID 中第一个数不能是中第一个数不能是 127 主机主机 ID 对于本地网络对于本地网络 ID 来说是唯一来说是唯一1.5.3 传输层（TCP和UDP） TCPTCP协议，即传输控制协议，是一个可靠的、面向连接的协议。它允许在Internet上两台主机间信息的无差错传输。 UDP无连接方式，即UDP方式，当源主机有数据时，就发送。它不管发送的数据包是否到达目标主机，数据包是否出错，收到数据包的主机也不会告诉发送方是否正确收到了数据，因此，这是一种不可靠的数据传输方式。 FLASH演示：演示：传输层连接建立传输层连接建立、数据传输和连

14、接释放、数据传输和连接释放1.5.4 应用层协议TelnetTelnet，也就是虚终端服务。FTPFTP，即文件传输协议。提供了一个有效的途径，将数据从一台主机传送到另一台主机。SMTPSMTP，即电子邮件服务使用缺省的端口25，以电子数据的方式，使用户快速、方便地传送信息。HTTPHTTP，即超文本传输协议，用来在WWW服务器上取得用超文本标记语言书写的页面。本节首页l.6 Internet提供的主要服务1.6.1 远程终端访问服务 Telnet是一种因特网远程终端访问标准。Telnet允许为任何站点上的合法用户提供远程访问权，而不需要做特殊约定。1.6.2 文件传输服务 更好更完善的日志。

15、提供路径的信息。能对用户分类。对某类用户可加以限制。 在 传 输 文 件 时 ， 具 有 压 缩 、 tar和 自 动 处 理文件的能力。非匿名chroot访问。 1.6.3 电子邮件服务电子邮件是最流行和最基本的网络服务之一。它的危险性相对小些，但并不是没有风险。 1.6.4 Usenet新闻服务 网络新闻传输协议（NNTP）是用来在因特网上传输新闻的。 1.6.5 WWW服务 WWW 即 World Wide Web，中文称为环球信息网，也简称为Web，二者实际上是同一含义。1.6.6 网络用户信息查询服务可以用finger和whois来获得网上成员的一些信。whois服务类似于finge

16、r，但它可得到主机、网络、域及它们的管理员的信息。1.6.7 实时会议服务实时会议服务通常包括talk IRC，以及通过MBONE。所有这些服务为人们提供一种相互交流的途径。1.6.8 DNS服务名字服务是指在人们使用的主机名与机器使用的数字IP地址之间进行转换。1.6.10 NFS文件系统几乎所有版本的UNIX，都有NFS的存在。通过NFS机制，服务器端可以将自己的一部分目录或文件调出，让多个客户主机透明地使用服务器上的文件和目录。本节首页习题与思考题1举出使用分层协议的两条理由？2举出OSI参考模型和TCP/IP参考模型的两个相同的方面和两个不同的方面。3TCP和UDP之间的主要区别是什么？4网桥、路由器、网关的主要区别是什么？5分析路由器的作用及适用场合？6Internet提供的主要服务有哪些？7电子邮件的头部主要包括哪几部分？8接入Internet需要哪些设备和条件？9用路由器连接起来的网络和用网桥连接起来的网络其本质区别是什么？结束结束