NGNIPCIP网络基础知识课件

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1、NGNIPCIP网网络基基础知知识课程内容课程内容q第一章第一章 网络的基本概念网络的基本概念q第二章 OSI参考模型q第三章 TCP/IP协议簇q第四章 IPV4编址及子网规划2网络的演进网络的演进简单连接简单连接1960s 1970s基于网络的连接基于网络的连接1970s 1980s网络互联网络互联1980s 现在现在 Host主机网络主机网络低速串行低速串行HostWANLAN3什么是什么是LAN？LAN（Local Area Network）：又称局域网，一般指分布于几公里范围内的网络，通过某种介质互联的计算机、打印机、modem或其他设备的集合。特点（Trait）：距离短、延迟小、数

2、据速率高、传输可靠。标准（Standard）：是广泛使用的、或者由官方规定的一套规则和程序，IEEE 802.X标准是当今居于主导地位的LAN标准。4LAN常用设备常用设备集线器（HUB）：是单一总线共享式设备，所有端口共用一条数据总线，同一时刻只能有一个用户传输数据。以太网交换机（Switch）：相当于拥有多条总线，使各端口设备能独立地作数据传递而不受其它设备影响。路由器（Router）：是一种用于网络互连的计算机设备。HUB交换机交换机路由器路由器5什么是什么是WAN？WAN（Wide Area Network）：又称广域网，大范围区域内提供数据通信服务，主要用于互连局域网。常见的广域网：

3、l共用电话网：PSTNl综合业务数字网：ISDNl数字数据网：DDNlX.25共用分组交换网l帧中继：Frame Relayl异步传输模式：ATMl国际互联网：Internet6WAN常用设备常用设备调制解调器（Modem）：作为末端系统和通信系统之间信号转换的设备，是广域网中必不可少的设备之一。路由器（Router）：负责在各段广域网和局域网间根据地址信息建立路由，将数据送到最终目的地。接入服务器（NAS）：负责将末端系统用户接入到广域网以完成数据通信。Modem路由器路由器接入服务器接入服务器7课程内容课程内容q第一章 网络的基本概念q第二章第二章 OSI参考模型参考模型q第三章 TCP/

4、IP协议簇q第四章 IPV4编址及子网规划8标准化组织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）9OSI七层参考模型七层参考模型ISO组织提出OSI RM：开放系统互连参考模型（Open System Interconnection Reference Model）网络世界的法律网络世界的法律!10七层模型图解七层模型图解应用层应用层表示层表示层会话层会话层传输层传输层网络层网络层数据链路层数据链路层物理层物理层1234567低层协议：负责网络数据传输高层协议

5、：负责网络数据格式及应用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11对等层通信对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 AHost BAPDUPPDUSPDUSegmentPacketFrameBit应用层应用层表示层表示层会话层会话层传输层传输层网络层网络层数据链路层数据链路层物理层物理层应用层应用层表示层表示层会话层会话层传输层传输层网络层网络层数据链路层数据链路层物理层物理层12数据的封装与解封装数据的封装与解封装DataDataHDataHH主机主机服务器服务

6、器交换机交换机路由器路由器应用层应用层表示层表示层会话层会话层传输层传输层网络层网络层数据链路层数据链路层物理层物理层应用层应用层表示层表示层会话层会话层传输层传输层网络层网络层数据链路层数据链路层物理层物理层L3L2L1L2L1DataDataHDataHH封装封装解封装解封装13DataE-mail 信息信息Data数据封装示例数据封装示例14SegmentHeaderDataDataE-mail 信息信息DataSegment数据封装示例数据封装示例15SegmentHeaderDataDataNetworkHeaderSegmentHeaderDataE-mail 信息信息DataSe

7、gmentPacket数据封装示例数据封装示例16NetworkHeaderSegmentHeaderFrameTrailerDataSegmentHeaderDataDataFrameHeaderNetworkHeaderSegmentHeaderDataE-mail 信息信息DataSegmentPacketFrame(medium dependent)数据封装示例数据封装示例17 Network HeaderSegmentHeaderFrameTrailerDataSegmentHeaderDataDataFrameHeaderNetworkHeaderSegmentHeaderData

8、0111111010101100010101101010110001E-mail 信息信息DataSegmentPacketFrame(medium dependent)Bits数据封装示例数据封装示例18物理层物理层物理层：定义电压、高低电平、数据传输速率、传输距离、线缆标准等。物理层基于比特流（Bits）通信。网络设备：中继器、集线器（HUB）、传输线路。19数据链路层数据链路层数据链路层：提供数据在物理链路的传输，物理寻址，网络拓扑，错误检测等。数据链路层基于数据帧（Frame）通信。网络设备：以太网交换机，网桥。数据链路层分为2个子层：LLC子层和MAC子层：l逻辑链路控制子层（LLC

9、，Logic Link Control sublayer）：位于网络层和MAC子层之间，是上层和下一层的管理层，负责流量控制、同步等。l介质访问控制子层（MAC，Media Access Control sublayer）：负责把物理层的“0”，“1”比特流组建成帧进行通信。20MAC地址地址MAC地址有6个字节，中兴公司前3个字节是00D0D000.D0.D0.12.34.56厂商编号厂商编号序列号序列号24 bits24 bits00.D0.D0.12.34.56RomRam21网络层网络层网络层：负责主机与主机的连接、路径选择以及基于IP的寻址。网络层基于数据包（Packet）通信。网络

10、设备：路由器，路由交换机。22传输层传输层传输层：为终端主机提供端到端的连接，以及流量控制、可靠性等等。传输层基于数据段（Segment）通信。23高层协议高层协议会话层协议：lSQL、NFS、RPC等。表示层协议：lASCII、MPEG、JPEG等应用层协议：lHTTP、FTP、SMTP、TELNET等24课程内容课程内容q第一章 网络的基本概念q第二章 OSI参考模型q第三章第三章 TCP/IP协议簇协议簇q第四章 IPV4编址及子网规划25什么是什么是TCP/IP？TCP：Transmission Control Protocol 传输控制协议IP：Internet Protocol 互

11、联网协议TCP/IP协议簇已经成为网际互联的事实标准不同于OSI的七层模型，TCP/IP协议簇使用更为简单的五层模型。26TCP/IP与与OSI参考模型参考模型TCP/IP协议簇具有更简单的分层设计，与OSI参考模型有清晰的对应关系。应用层应用层传输层传输层网络层网络层数据链路层数据链路层物理层物理层应用层应用层表示层表示层会话层会话层传输层传输层网络层网络层数据链路层数据链路层物理层物理层123456712345OSI参考模型参考模型TCP/IP27TCP/IP协议簇协议簇TCP/IP协议簇还包含了除TCP/IP协议之外很多协议应用层应用层传输层传输层网络层网络层数据链路层数据链路层物理层物

12、理层ARP/RARPICMPIPTCP/UDPSMTPFTPHTTPTFTPSNMPDNS28应用层协议应用层协议应用层协议包括：FTP、Telnet、SMTP、HTTP、DNS、TFTP、SNMP等协议。应用层应用层传输层传输层网络层网络层数据链路层数据链路层物理层物理层FTPTelnetSMTPHTTPDNSTFTPSNMP29传输层协议传输层协议传输层协议包括：TCP、UDP协议应用层应用层传输层传输层网络层网络层数据链路层数据链路层物理层物理层TCPUDP30TCP报文格式报文格式选项和数据选项和数据Bit 0源端口源端口(16)目的端口目的端口(16)序列号序列号(32)确认号确认号

13、(32)Bit 15Bit 16Bit 31TCP校验和校验和(16)加速指针加速指针(16)窗口窗口(16)首部长度首部长度(4)保留保留(6)URCACKPSHSYNRSTFINTCP报文格式报文格式31端口号端口号TCPFTPTransportLayerTELNETDNSSNMPTFTPSMTPUDPApplicationLayer2123255369161端口号端口号 服务器一般都是通过知名端口号（服务器一般都是通过知名端口号（11023）来识别应用程序的）来识别应用程序的 端口号用来标示互相通信的应用程序端口号用来标示互相通信的应用程序32常用端口号常用端口号传输层协议用端口号来标识

14、和区分各种应用层程序常用端口号常用端口号IPTCPUDPFTPTelnetSMTPHTTPDNSTFTPSNMP20/21232580536916133源端口源端口目的端口目的端口Host ADest.port=23.将数据包送到我的将数据包送到我的TELNET端口端口102823SPDPHost ZTelnet ZTCP 端口号端口号34多个连接时端口号的使用多个连接时端口号的使用注意：172.16.1.1上具有不同源端口号的两个连接是不同的。无论报文包何时发 送或接收，IP地址和端口号用来唯一地确定数据途径的连接。telnetOpen 10.66.20.1telnetOpen 10.66.

15、20.1TCPIP以太网接口telnet本地端口：23远程：1046telnet本地端口：23远程端口：1093TCPIP以太网接口ClientServertelnet 服务器程序以太网172.16.10.1172.16.10.235I justsent#10.源端口源端口目的端口目的端口序号序号#确认序号确认序号#102823Source Dest.1010Seq.1Ack.TCP 序号和确认号综述序号和确认号综述36I justsent#10.I just got#10,now I need#11.102823Source Dest.1010Seq.1Ack.102823Source De

16、st.1111Seq.1Ack.源端口源端口目的端口目的端口序号序号#确认序号确认序号#TCP 序号和确认号综述序号和确认号综述37I justsent#10.I just got#10,now I need#11.102823Source Dest.1010Seq.1Ack.102823Source Dest.1111Seq.2Ack.102823Source Dest.1111Seq.1Ack.源端口源端口目的端口目的端口序号序号#确认序号确认序号#TCP 序号和确认号综述序号和确认号综述38SourcePortDest.PortSequence#Acknowledgement#10282

17、3Source Dest.1111Seq.2Ack.102823Source Dest.1010Seq.1Ack.102823Source Dest.1111Seq.1Ack.102823Source Dest.1212Seq.2Ack.I just got#11,now I need#12.I justsent#11.TCP 序号和确认号综述序号和确认号综述传输层协议传输层协议UDP协议协议传输层的另一个协议：UDP协议。UDP协议也可以为上层应用提供服务，但它是不可靠的，面向无连接的，相对于IP协议，它唯一增加的功能是提供协议端口以保证进程通信。UDP的优点在于其高效率。因为UDP没有连接

18、过程，对传输不作确认，因此一些对效率要求较高，或者传输数据量特别小的应用，UDP使用的较多。40UDP报文格式报文格式源端口源端口(16)Bit 0目的端口目的端口(16)UDP长度长度(16)UDP校验和校验和(16)数据数据Bit 15Bit 16Bit 31UDP报文格式报文格式41网络层协议网络层协议网络层协议包括：IP、ARP、RARP、ICMP协议应用层应用层传输层传输层网络层网络层数据链路层数据链路层物理层物理层IPARPRARPICMP42IP报文格式报文格式版本版本(4)目的目的IP地址地址(32)长度可变的任选字段长度可变的任选字段(0 to 32)数据数据Bit 0首部长

19、度首部长度(4)服务服务(8)总长度总长度(16)标识标识(16)标志标志(3)段偏移段偏移(13)寿命寿命(8)协议协议(8)首部校验和首部校验和(16)源源IP地址地址(32)Bit 15Bit 16Bit 3120字节字节43ICMP网际控制消息协议网际控制消息协议ICMP（Internet Control Message Protocol）协议：定义了网络层控制和传递消息的功能，主机可通过它来测试网络的可达性。Ping 10.0.0.2B可达吗可达吗？ICMP Echo RequestICMP Echo Reply我在这！我在这！ABIP:10.0.0.1IP:10.0.0.244AR

20、P地址解析协议地址解析协议ARP（Address Resolution Protocol）协议：用于将已知的IP地址解析或映射到MAC子层地址的协议。我需要我需要10.0.0.2的的MAC地址？地址？IP:10.0.0.1/24MAC:00-D0-D0-00-00-01IP:10.0.0.2/24MAC:00-D0-D0-00-00-02ARP RequestARP Reply10.0.0.2 对应的对应的MAC：00-D0-D0-00-00-02发出广播收到广播发出回应45RARP反向地址解析协议反向地址解析协议RARP（Reverse Address Resolution Protocol

21、）协议：用于数据链路层地址已知时，解析IP地址。我的我的IP地址是地址是什么？什么？无盘工作站RARP ServerRARP RequestRARP Reply你的你的IP地址是地址是10.0.0.1发出广播收到广播发出回应46课程内容课程内容q第一章 网络的基本概念q第二章 OSI参考模型q第三章 TCP/IP协议簇q第四章第四章 IPV4编址及子网规划编址及子网规划47IPV4编址介绍编址介绍IP地址唯一标识一台网络设备IPV4地址由32个二进制位组成，这些二进制数字被分为4个八位数组（octets），又称为4个字节。IP地址网络部分主机部分网络网络1网络网络2主机主机1主机主机2主机主机

22、348IP地址分类地址分类网络部分网络部分主机部分主机部分18 916 1724 2532Bits:A类地址类地址11260NNNNNNN10NNNNNNNNNNNNNNB类地址类地址128191C类地址类地址192223D类地址类地址224239E类地址类地址（保留）（保留）110NNNNNNNNNNNNNNNNNNNNN1110MMMM主机部分主机部分(24 bits)主机部分主机部分(16 bits)主机部分主机部分(8 bits)组播地址组播地址11110XXX 保留地址保留地址49可用主机地址数量计算可用主机地址数量计算 11111111 172 16 0 0 10101100 00

23、010000 00000000 0000000016151413121110 987654321网络部分网络部分主机部分主机部分 00000000 00000001 11111111 11111111 11111111 11111110.00000000 00000011 11111101123655346553565536-.265534N2N-2=216-2=6553450特殊的特殊的IP地址地址51私有私有IP地址介绍地址介绍私有IP地址是由InterNIC预留的由各个企业内部网自由支配的IP地址，一定程度解决了公有IP地址不足的问题。私有IP地址不能在公网（Internet）上使用，公

24、网上没有针对私有地址的路由。以下网段为预留的私有IP地址：lA类地址10.0.0.010.255.255.255lB类地址172.16.0.0172.31.255.255lC类地址192.168.0.0192.168.255.25552没有子网的编址没有子网的编址Network 172.16.0.0172.16.0.0172.16.0.1 172.16.0.2 172.16.0.3.172.16.255.253 172.16.255.25453172.16.2.200172.16.2.2172.16.2.160172.16.2.1172.16.3.5172.16.3.100172.16.3.1

25、50172.16.3.1E0E1172.162160NetworkHost.NetworkInterface172.16.2.0172.16.3.0E0E1New Routing TableSubnet子网划分子网划分54子网掩码子网掩码1721600255255002552552550IPAddressDefaultSubnetMask8-bitSubnetMaskNetworkHostNetworkHostNetworkSubnetHost缩写缩写“/16”表示掩码中有连续的表示掩码中有连续的16个个1。缩写缩写“/24”表示掩码中有连续的表示掩码中有连续的24个个1。11111111 1

26、1111111000000000000000055地址计算示例地址计算示例10101100111111111010110000010000111111110001000011111111000000101010000011000000100000000000001010101100000100000000001010111111101011000001000000000010 1000000110101100000100000000001010111110HostMaskSubnetBroadcastLastFirst172.16.2.160255.255.255.192172.16.2.12

27、8172.16.2.191172.16.2.129172.16.2.19012345678916172216056172.16.14.32/27172.16.14.64/27172.16.14.96/27子网 172.16.14.0/24 被划分为更小的子网以适应网络的需求并避免了IP地址的浪费，需要路由协议支持C CB BA AHQHQ172.16.1.0/24172.16.2.0/24centercenter172.16.0.0/16172.16.14.136/30172.16.14.132/30172.16.14.140/30变长子网掩码变长子网掩码 VLSM58谢谢观赏！2020/11/559