HL-001 网络基础知识ISSUE 5.1

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现在网络已经不仅仅是一个时髦的名词 , 它已经成为人们生活不可缺少的一部分。

引入

理解网络结构

知道局域网和广域网的基本概念

掌握 ISO OSI 参考模型的基本结构

课程目标学习完本课程，您应该能够：

网络概述

OSI 参考模型

目录

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网络概述

网络定义

LAN 和 WAN

网络拓扑

标准化组织

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计算机网络

InternetSOHO

移动用户

公司总部

分支机构

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通信协议

网络协议是网络设备之间通信规则的正式描述。

5

4

3

2

1

5

4

3

2

1

TC

P/IP

协议

栈

源主机 A 目的主机 B

好啊！我刚好也懂 TCP/IP 。

请问可以用 TCP/IP 和你通信

吗 ?

TC

P/IP

协议

栈

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网络的演进主机

主机网络

低速连接

服务器

WAN

简单连接1960’s – 1970’s

基于网络的连接1970’s – 1980’s

网络互联1980’s –

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LAN 定义

LAN 定义：通常指几公里以内的，可以通过某种介质互联的计算机、打印机、 modem或其它设备的集合。

特点：距离短、延迟小、数据速率高、传输可靠。

标准（ standard ）：描述了协议的规定，设定了最简的性能集。

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LAN 常用设备

LAN 的设计目标：运行在有限的地理区域；允许网络设备同时访问高带宽的介质；通过局部管理控制网络的权限；提供全时的局部服务；连接物理上相邻的设备。

HUB 交换机 路由器 中继器

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WAN 定义和分类

WAN 定义：在大范围区域内提供数据通信服务，主要用于互连局域网。

WAN 分类：公用电话网： PSTN综合业务数字网： ISDN数字数据网： E1 专线公用分组交换网： X.25帧中继： Frame Relay异步传输模式： ATM

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WAN 交换模式

电路交换：基于电话网的电路交换优点：时延小、透明传输；缺点：带宽固定，网络资源利用率低。

分组交换：以分组为单位存储转发优点：多路复用，网络资源利用率高；缺点：实时性差。

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WAN 常用设备

WAN 的设计目标：运行在广阔的地理区域；通过低速串行链路进行访问；网络控制服从公共服务的规则；提供全时的或部分时间的连接；连接物理上分离的、遥远的、甚至全球的设备。

Modem/CSU/DSU 路由器 广域网交换机 接入服务器

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带宽和延迟

带宽：描述在一定时间范围内数据从网络的一个节点传送到任意节点的容量，通常用 bit/s 表示。

以太网带宽： 10Mbit/s 、 100Mbit/s 、 1000Mbit/s 等。

广域网各类服务带宽。延迟：描述网络上数据从一个节点传送到另

一个节点所经历的时间。

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常见网络拓扑结构

拓扑结构：总线型、星型、树型环型、网型

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标准化组织

国际标准化组织（ ISO ）电子电器工程师协会（ IEEE ）美国国家标准局（ ANSI ）电子工业协会（ EIA / TIA ）国际电信联盟（ ITU ）INTERNET 架构委员会（ IAB ）

网络概述

OSI 参考模型

目录

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OSI 参考模型

物理层 数据链路层 网络层 传输层 会话层、表示层和应用层

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OSI 参考模型

OSI RM ：开放系统互连参考模型（ Open System Interconnection Reference Model ）

OSI RM 定义了网络中设备所遵守的层次结构

分层结构的优点：简化网络的操作提供设备间兼容性和标准接口促进标准化工作结构上可以分隔易于实现和维护

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OSI 参考模型

应用层

表示层

会话层

传输层

网络层

数据链路层

物理层1

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6

7

底层 : 负责网络数据传输

高层 : 负责主机之间的数据传输

开放系统互连参考模型（ Open System Interconnection Reference Model ）

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OSI 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

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3

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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

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对等通信

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

段 Segment

包 Packet

帧 Frame

比特 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

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数据封装与解封装过程

主机 主机二层交换机 路由器

Data

Data

Data

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

TCP

IP TCP

MAC+LLC DataIP TCP

Data

Data

Data

TCP

IP TCP

MAC+LLC DataIP TCP

10100101110001 10100101110001

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物理层

物理层：定义电压、接口、线缆标准、传输距离等

物理层介质：同轴电缆（ coaxial cable ）：细缆和

粗缆双绞线（ twisted pair ）： UTP 、 ST

P光纤（ fiber ）：单模、多模无线（ wireless ）：红外线、蓝牙 Bl

ue Tooth 、 WLAN 技术

应用层

表示层

会话层

传输层

网络层

数据链路层

物理层

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物理层

局域网与物理层网络设备：中继器、集线器等；常见接口： 10Base-T 、 100Base-T 、 100Base-TX/

FX 、 1000Base-T 、 1000Base-SX/LX 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/DSU 等；常见接口： RS-232 、 V.24 、 V.35 等。

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数据链路层

局域网数据链路层分为 2 个子层： LLC 子层和 MAC 子层。

数据链路层的功能：物理地址定义网络拓扑结构链路参数差错验证物理介质访问流控制（可选）

应用层

表示层

会话层

传输层

网络层

数据链路层

物理层

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MAC/ 物理地址

MAC地址有 48bit ，用 16 进制数表示

00e0.fc01.2345

厂商编号 序列号

24 bits 24 bits

00e0.fc01.2345

Rom

Ram

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LAN 与数据链路层

IEEE802 标准：定义了系列局域网标准IEEE802.1 基本局域网问题IEEE802.2 定义 LLC 子层IEEE802.3 以太网标准IEEE802.4 令牌总线网IEEE802.5 令牌环网

局域网设备：以太网交换机HUB

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WAN 与数据链路层

WAN 数据链路层标准：HDLCPPPISDNX.25Frame Relay

WAN 数据链路层设备：Modem 、 ISDN 终端适配器CSU/DSU 、广域网交换机

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网络层

编址和路由

应用层

表示层

会话层

传输层

网络层

数据链路层

物理层

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网络地址

网络层地址由两部分地址组成：网络地址和主机地址。网络地址是全局唯一的。

IP 地址

IPX 地址

网络地址 主机地址

10. 8.2.48

网络地址 主机地址

1aceb0b1. 0000.0c00.6e25

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路由协议与可路由协议

可路由协议： IP 、 IPX路由协议： RIP 、 OSPF 、 BGP 等

N2

N1

N1.H1

N1.H2

N2.H1

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面向连接和无连接的服务

面向连接的服务：适合延迟敏感性应用建立连接数据传输断开连接

无连接的服务：适合对延迟不敏感的应用无需建立连接资源动态分配

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网络层协议操作

网络层

数据链路层

物理层

网络层

数据链路层

物理层

网络层

数据链路层

物理层

网络层

数据链路层

物理层

表示层

会话层

传输层

应用层

A

B

CD

E

Router A Router B Router C

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传输层

传输层功能：分段上层数据；建立端到端连接；将数据从一端主机传送到另一

端主机。传输层协议：

主要有 TCP/IP 协议栈的 TCP协议和 UDP 协议， IPX/SPX协议栈的 SPX 协议等。

应用层

表示层

会话层

传输层

网络层

数据链路层

物理层

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端到端通信

应用数据 WWWFTP

传输数据包 21 1028 80 1027Data

传输层虚电路

Hostwww.h3c.com

ftp.h3c.com

Data

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流量控制

流量控制的三种方式：缓存技术：突发缓存，空闲发送。源抑制报文：利用 ICMP 协议向源端发送 source quen

ch 报文。窗口机制：报文中包含窗口字段，用于控制源端一次发

送数据的多少。

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确认技术

Send 1,2,3

Acknowledge 4Send 4,5,6

Acknowledge 4

Send 4,5,6

传输层虚电路

Host

源 目的

Host

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高层协议

会话层协议： SQL 、 NFS 、 RPC 等；

表示层协议： ASCII 、 MPEG 、 JPEG 等；

应用层协议： 文字处理、邮件、电子表格等。

应用层

表示层

会话层

传输层

网络层

数据链路层

物理层

主要功能：主机间通信建立、维护、终结应用程序之间的会话

主要功能：定义数据格式与结构协商上层数据格式

主要功能：为应用程序进程（比如文字处理、邮件、电子表格）提供网络服务

网络的定义和演进过程

局域网和广域网的定义和常见设备

常见网络拓扑结构

OSI 的七层网络参考模型

七层中每一层的功能

本章总结

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