0101 互聯(lián)網(wǎng)概述

1、互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)概念概述及OSI模型,本次課教學(xué)目標(biāo),熟練掌握OSI模型、數(shù)據(jù)流的封裝和解封裝以及數(shù)據(jù)流在源和目的設(shè)備之間如何交換掌握HUB功能和工作原理，他們?cè)诰W(wǎng)絡(luò)中什么地方最適合掌握以態(tài)幀的構(gòu)成能夠選擇適當(dāng)?shù)腃ISCO設(shè)備滿足客戶的網(wǎng)絡(luò)需求,本節(jié)課教學(xué)目標(biāo),了解計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的概念、構(gòu)成及組建模型熟悉CISCO 網(wǎng)絡(luò)圖標(biāo)掌握OSI 模型熟練掌握封裝與解封裝,目標(biāo)一.了解網(wǎng)絡(luò)的定義及其發(fā)展歷史,什么是網(wǎng)絡(luò)?,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)用來(lái)連接什么？

2、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備分布在什么地方？設(shè)備間用什么連接？計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的作用？把分布在不同地理區(qū)域的計(jì)算機(jī)與專(zhuān)門(mén)的外部設(shè)備用通信線路互連起來(lái)，從而達(dá)到互相傳遞信息，共享信息資源的目的。,網(wǎng)絡(luò)發(fā)展歷史簡(jiǎn)介,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)生和發(fā)展,第一代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的誕生(計(jì)算機(jī)技術(shù)+通信技術(shù))1946年產(chǎn)生第一臺(tái)數(shù)字計(jì)算機(jī)1954年收發(fā)器終端的產(chǎn)生(線路控制器)60年代初，由多重線路控制器參與組成的網(wǎng)絡(luò)，被稱為第一代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)---- 面向終端的網(wǎng)絡(luò).

3、,網(wǎng)絡(luò)發(fā)展歷史簡(jiǎn)介,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)生和發(fā)展(Cont.),第二代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的誕生1964年，Baran提出存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)概念1966年，David提出分組概念1969年，DARPA的計(jì)算機(jī)分組交換網(wǎng)ARPANET投入運(yùn)行,標(biāo)志著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)入一個(gè)新的時(shí)代,我們把這個(gè)時(shí)代的網(wǎng)絡(luò)叫做“計(jì)算機(jī)-計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)”或“二層網(wǎng)絡(luò)”.注:二層網(wǎng)絡(luò)指計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)分為”資源子網(wǎng)”和”通信子網(wǎng)”,什么是通信子網(wǎng)和資源子網(wǎng),網(wǎng)絡(luò)發(fā)展歷史簡(jiǎn)介,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)生和

4、發(fā)(Cont.),第三代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的誕生1977年OSI參考模型的提出，標(biāo)志著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)入到第三個(gè)階段:開(kāi)放式標(biāo)準(zhǔn)化網(wǎng)絡(luò). Open System Interconnection Reference Model,物理層,OSI 7層模型,數(shù)據(jù)鏈路層,網(wǎng)絡(luò)層,傳輸層,會(huì)話層,表示層,應(yīng)用層,,,,,,,,,,1,2,3,4,5,6,7,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)生和發(fā)展(Cont.),第四代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的誕生Internet技術(shù)的廣泛應(yīng)用高速網(wǎng)

5、絡(luò)的快速發(fā)展計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)將最終實(shí)現(xiàn)5個(gè)W,因此目前的時(shí)代應(yīng)該是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的第四個(gè)時(shí)代----“Internet時(shí)代”注:5個(gè)W是指:任何人(whoever)在任何時(shí)間(whenever),任何地方(wherever)都能夠和任何另一個(gè)人(whomever)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸任何信息(whatever),**定義網(wǎng)絡(luò)組成(冗余備份 負(fù)載均衡*),,,總部Main Office,分部Branch Office,,,,,,,Home Offi

6、ce 電話撥號(hào),移動(dòng)用戶Mobile Users,,Internet公網(wǎng),專(zhuān)線,目標(biāo)二.熟悉Cisco網(wǎng)絡(luò)圖標(biāo),以下幻燈片將介紹Cisco網(wǎng)絡(luò)圖標(biāo),Cisco Icons and Symbols,Router,Network Cloud,,End User,Serial Link,,Circuit-Switched Link,Ethernet,,PC,Laptop,File Server,Web Server,Key,Multilay

7、er Switch,ATMSwitch,ISDNSwitch,Hub,Workgroup Switch,Bridge,PIX Firewall,Firewall,Modem,抽象派作品,,,,Floor 2,Floor 1,,Server Farm,,定義網(wǎng)絡(luò)組成**,,,,Branch Office,Telecommuter,ISDN,,,遠(yuǎn)程用戶,Campus,,,,,,,,,,,目標(biāo)三.了解網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的層次模型及其特點(diǎn),以下幻燈

8、片將介紹網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的層次模型,網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的層次模型,,,,Distribution Layer 分布層,Core Layer核心層,AccessLayer接入層,,,,,,,,,注意：這只是一個(gè)概念性的邏輯模型，而不是實(shí)際的物理連接模型。,End station entry point to the network把終端設(shè)備接入網(wǎng)絡(luò)，提供本地服務(wù),Access Layer 接入層,,,,,,訪問(wèn)層特性,Access Layer 接

9、入層的匯聚點(diǎn)Aggregation PointRoutes traffic路由流量 Broadcast/Multicast Domains廣播/組播域Media Translation介質(zhì)轉(zhuǎn)換Security安全遠(yuǎn)程接入訪問(wèn),,Distribution Layer,,,,,分布層特性,核心層特性,Fast transport 盡可能快速傳輸No packet manipulation 一般不進(jìn)行路由選擇、訪問(wèn)列表控制、

10、包過(guò)濾,,Core Layer,,網(wǎng)絡(luò)層次模型的特點(diǎn)**,網(wǎng)絡(luò)層次模型一般針對(duì)的是通信子網(wǎng)從下至上設(shè)備?減少?gòu)南轮辽蟽r(jià)格?升高從下至上性能?增強(qiáng),目標(biāo)四,理解OSI網(wǎng)絡(luò)互連模型了解OSI層間傳輸過(guò)程,兩臺(tái)不通操作系統(tǒng)的PC機(jī)如何利用網(wǎng)絡(luò)通信？,,,?,兩臺(tái)不通操作系統(tǒng)的PC機(jī)如何利用網(wǎng)絡(luò)通信？,,,,,,,,,OSI,OSI,這樣設(shè)計(jì)的OSI有什么缺點(diǎn)嗎？,OSI模型概述,OSI 開(kāi)放系統(tǒng)互連參考模型是一種協(xié)議規(guī)范，用來(lái)規(guī)范網(wǎng)絡(luò)

11、協(xié)議的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。引入OSI 參考模型的目的在于使得各廠家之間的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備能夠互聯(lián)互通,面向應(yīng)用的上層Application (Upper) Layers,,,,,,,,,,,Session,Presentation,Application,OSI模型概述##,面向端到端的數(shù)據(jù)流Data Flow Layers,,,,,,Transport Layer,,Data Link,,Network Layer,,,,,Physica

12、l,,Transport,,Data Link,,Physical,,Network,,,,Presentation,Application,,Session,Segment,Packet,Bits,Frame,PDU,,,,,,,OSI 層間通信（同一計(jì)算機(jī)中相鄰層間的通信）,同一臺(tái)計(jì)算機(jī)中相鄰層之間的通信：發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，從高層到低層接收數(shù)據(jù)時(shí)，從低層到高層每一層都有相關(guān)的協(xié)議,OSI中SAP的概念(service access

13、point),,,,,N層次,N-1層次,,,SAP,,,,,,,Transport,,Data Link,,Physical,,Network,,,Upper Layer Data,,Upper Layer Data,TCP Header,,,Data,IP Header,,,Data,LLC Header,,,0101110101001000010,,Data,MAC Header,,,,,Presentation,Applicat

14、ion,,Session,Segment,Packet,Bits,Frame,User data,,,,,,,封裝數(shù)據(jù),封裝：把每一層的數(shù)據(jù)放置在包頭和包尾之間，然后發(fā)送給下一層。,,,Upper Layer Data,解封裝數(shù)據(jù)*,,LLC Hdr + IP + TCP + Upper Layer Data,,MAC Header,,IP + TCP + Upper Layer Data,,,LLC Header,,TCP+ Uppe

15、r Layer Data,,IP Header,,Upper Layer Data,,TCP Header,,,0101110101001000010,,,,,,,Transport,,Data Link,,Physical,,Network,,,,,,Presentation,Application,Session,應(yīng)用層的作用,,TelnetFTP,用戶接口,EXAMPLES,,Application,,,TelnetFTP,A

16、SCIIEBCDICJPEG,用戶接口,數(shù)據(jù)如何表示象加密這樣的數(shù)據(jù)處理,EXAMPLES,,,Presentation,Application,應(yīng)用層作用,,,,TelnetFTP,ASCIIEBCDICJPEG,,,Keeping different applications’ data separate,用戶接口,數(shù)據(jù)如何表示象加密這樣的數(shù)據(jù)處理,Operating System/Application Acce

17、ss Scheduling同一系統(tǒng)運(yùn)行多個(gè)不同的應(yīng)用程序，如SQL, RPC,EXAMPLES,,,,Session,Presentation,Application,應(yīng)用層的作用,,協(xié)調(diào)不同應(yīng)用層數(shù)據(jù),用戶接口,數(shù)據(jù)如何表示象加密這樣的數(shù)據(jù)處理,,Transport Layer,,,,Data Link,Network Layer,Physical,EXAMPLES,,,,Session,Presentation,Applic

18、ation,應(yīng)用層作用,,,數(shù)據(jù)流層作用,EIA/TIA-232V.35,EXAMPLES,,,Physical,兩個(gè)設(shè)備之間位的運(yùn)行規(guī)范電壓，線速，線纜的針輸出等,,,802.3 / 802.2HDLC,EIA/TIA-232V.35,EXAMPLES,,,,Data Link,,Physical,組合位到字節(jié)并把字節(jié)組合成幀使用MAC地址訪問(wèn)物理介質(zhì)錯(cuò)誤檢查和糾錯(cuò),兩個(gè)設(shè)備之間位的運(yùn)行規(guī)范電壓，線速，線纜的針輸出等,,

19、,,數(shù)據(jù)流層作用,802.3 / 802.2HDLC,EIA/TIA-232V.35,IPIPX,EXAMPLES,,,,,Network,,Data Link,,Physical,提供邏輯尋址，使路由器用來(lái)路徑確定,,,,,組合位到字節(jié)并把字節(jié)組合成幀使用MAC地址訪問(wèn)物理介質(zhì)錯(cuò)誤檢查和糾錯(cuò),兩個(gè)設(shè)備之間位的運(yùn)行規(guī)范電壓，線速，線纜的針輸出等,數(shù)據(jù)流層作用,,,,,TCPUDPSPX,802.3 / 802.2HDL

20、C,EIA/TIA-232V.35,IPIPX,EXAMPLES,,Transport,,,Data Link,,Physical,確定上層進(jìn)程可靠或不可靠數(shù)據(jù)傳輸重傳以前進(jìn)行糾錯(cuò),Network,,,,,,提供邏輯尋址，使路由器用來(lái)路徑確定,組合位到字節(jié)并把字節(jié)組合成幀使用MAC地址訪問(wèn)物理介質(zhì)錯(cuò)誤檢查和糾錯(cuò),兩個(gè)設(shè)備之間位的運(yùn)行規(guī)范電壓，線速，線纜的針輸出等,數(shù)據(jù)流層作用,TCPUDPSPX,802.3 / 802

21、.2HDLC,EIA/TIA-232V.35,IPIPX,,Presentation,,Application,,Session,EXAMPLES,,,,,,Transport,,,Data Link,,Physical,Network,,,,,,確定上層進(jìn)程可靠或不可靠數(shù)據(jù)傳輸重傳以前進(jìn)行糾錯(cuò),提供邏輯尋址，使路由器用來(lái)路徑確定,組合位到字節(jié)并把字節(jié)組合成幀使用MAC地址訪問(wèn)物理介質(zhì)錯(cuò)誤檢查和糾錯(cuò),兩個(gè)設(shè)備之間位的運(yùn)行

22、規(guī)范電壓，線速，線纜的針輸出等,數(shù)據(jù)流層作用,分層的優(yōu)點(diǎn)*,把網(wǎng)絡(luò)任務(wù)分層，并定義標(biāo)準(zhǔn)的層間接口，可使各個(gè)獨(dú)立的協(xié)議或者層更簡(jiǎn)潔便于學(xué)習(xí)和討論協(xié)議規(guī)范的很多細(xì)節(jié)層間的標(biāo)準(zhǔn)接口便于工程模塊化，使每種產(chǎn)品可以只完成某幾層的功能創(chuàng)建了一個(gè)更好的互操作環(huán)境降低了復(fù)雜性，提高程序修改和產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的效率便于定位和排除故障每層利用緊鄰的下層服務(wù)，并向緊鄰的上層提供服務(wù),目標(biāo)五.了解物理層的特點(diǎn)及典型設(shè)備,以下幻燈片將對(duì)物理層進(jìn)行介紹,,定義

23、介質(zhì)類(lèi)型連接器類(lèi)型信號(hào)類(lèi)型,,Ethernet,802.3,V.35,Physical,,,EIA/TIA-232,,物理層功能,物理層: Ethernet/802.3,,Hub,Hosts,Host,10Base2—Thin Ethernet 185m10Base5—Thick Ethernet 500m,,10BaseT—Twisted Pair 100m,,,,,,10M 802.3100M 802.3u 1

24、000M 802.3z,,,,,,,A,B,C,D,,Physical,,所有設(shè)備在相同的沖突域所有設(shè)備在相同的廣播域設(shè)備共享相同的帶寬,Hubs 在物理層操作,Hubs: 一個(gè)沖突域,,,,,,More end stations means more collisions使用CSMA/CD 載波偵聽(tīng)多路訪問(wèn)／沖突檢測(cè)協(xié)議(Carrier Sense Multiple Access with Collision Detectio

25、n) 先檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)是否正在通信，如無(wú)通信則發(fā)送數(shù)據(jù)直到時(shí)間片用完為止，如有通信則等待一段時(shí)間后再檢測(cè)檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)有無(wú)沖突的方法：在發(fā)送數(shù)據(jù)的同時(shí)接收數(shù)據(jù)，如二者不同表明有沖突，反之無(wú)沖突,CSMA/CD傳輸流程圖*,,是否有空檔,,空檔持續(xù)96bit-time,送出封包,,是否發(fā)生碰撞？,發(fā)送完畢,通知大家“發(fā)生碰撞了！”,,撞了16次？,放棄傳送通知上層,backoff,,,,,,,,,,,,,,,no,no,no,no,yes,yes

26、,yes,yes,目標(biāo)六.了解數(shù)據(jù)鏈路層及幀結(jié)構(gòu),以下幻燈片將介紹數(shù)據(jù)鏈路層,,,,定義物理的源和目的地址指明上層所用的協(xié)議 (服務(wù)訪問(wèn)點(diǎn)) 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?幀順序流量控制面向連接和非面向連接,,Data Link,,Physical,EIA/TIA-232v.35,Ethernet,,Frame Relay,HDLC,,802.2,,802.3,,數(shù)據(jù)鏈路層功能,注意： 數(shù)據(jù)鏈路層分為L(zhǎng)LC和MAC兩個(gè)子層,,,Data,S

27、ource add,FCS,,,,Length,,Dest add,,Variable,2,6,6,4,0000.0C xx.xxxx,,,Vendor assigned,IEEE assigned,MAC Layer - 802.3,,Preamble,Ethernet II uses “Type” here and does not use 802.2.,,MAC Address (Institute of E

28、lectrical and Electronics Engineers),,8,# Bytes,MAC Layer - 802.3,局域網(wǎng)上的每個(gè)設(shè)備有唯一的MAC地址,,,Data,Dest SAP,,,Source SAP,,Data,Source add,FCS,,,,Length,,Dest add,Variable,1,1,802.2 (SAP-指明高層協(xié)議類(lèi)型),MAC Layer - 802.3,Ctrl,1 or 2

29、,3,2,,Preamble,,Data,Dest SAPAA,,,Source SAPAA,Variable,1,1,802.2 (SNAP-子網(wǎng)訪問(wèn)協(xié)議),Ctrl03,1 or 2,OR,,,OUI ID,,Type,,,,# Bytes,# Bytes,LLC Layer - 802.2*,,,,幾個(gè)重要概念,面向連接的協(xié)議：該協(xié)議在開(kāi)始傳輸數(shù)據(jù)之前需要在兩端點(diǎn)之間預(yù)先建立聯(lián)系。無(wú)連接的協(xié)議：該協(xié)議在開(kāi)始傳輸數(shù)據(jù)之前

30、不需要在兩端點(diǎn)之間預(yù)先建立聯(lián)系?？煽總鬏敚簜鬏斶^(guò)程具有差錯(cuò)檢測(cè)和恢復(fù)功能。注意：面向連接的協(xié)議不一定提供差錯(cuò)恢復(fù)，而具有差錯(cuò)恢復(fù)的協(xié)議并不一定是面向連接的。差錯(cuò)檢測(cè)：使用幀校驗(yàn)和FCS或者類(lèi)似字段的包頭和包尾來(lái)檢測(cè)協(xié)議數(shù)據(jù)單元PDU中的比特錯(cuò)誤，從而發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，并丟棄該P(yáng)DU.差錯(cuò)恢復(fù)：對(duì)因發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤而丟失的數(shù)據(jù)要作出響應(yīng)，并重傳送該數(shù)據(jù)。,協(xié)議綜合比較,選擇一個(gè)CISCO產(chǎn)品,,,,Distribution Layer,Core

31、Layer,AccessLayer,,,,,,,,,Application,Presentation,Session,Transport,Network,Data Link,Physical,OSI模型,PDU,功能職責(zé),實(shí)例,,練習(xí)： OSI模型,Application,Presentation,Session,Transport,Network,Data Link,Physical,OSI Model,PDU,Functional

32、 Responsibilities,Examples,,Segment,Packet,Frame,Bits,Keeping different applications’ data separate,User Interface,Defines how data is presented,Defines reliable or unreliable delivery,Provide logical addressing which r

33、outers use for path determination,Combines bits into bytes and bytes into frames, offers access to media using MAC address and performs error detection not correction,Specifies voltage, wire speed and pin-out cables and

34、moves bits between devices,TCP, UDPSPX,802.3 / 802.2HDLC,TIA/EIA-232V.35,IP, IPX,Telnet, HTTP,ASCII, EBCDIC, JPEG,Operating System/ Application Access Scheduling,練習(xí)答案,在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境內(nèi)，使用OSI模型的優(yōu)點(diǎn)有哪些？描述通訊過(guò)程中的封裝和解封裝過(guò)程。在一個(gè)hub連