计算机网络基础.ppt

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认识网络环境,任务,1,网络现状调查,5,1.1.1,任务目的及要求,基本概念：,网络的软、硬件组成；网络功能及其应用；网络的发展趋势等,组成调查小组，确定人员分工，设计小组访问调查表格；选择一家有网络的企业或校园网，实地查看并记录企业中的网络组成状况；访问相关人员，了解企业网络使用情况、建设和维护成本，或者通过访问互联网，确定网络软、硬件设备成本；完成调查报告，综述网络给企业带来的利弊。,6,1.1.2,背景知识,1,、计算机网络的发展,7,2,、计算机网络的定义,基于资源共享的观点：利用通信线路将地理上,分散的,、具有,独立功能,的计算机系统和通信设备按不同的形式连接起来、以功能完善的网络软件实现,资源共享,和,信息传递,的复合系统。,特征,对象：,地理位置分散、功能独立的多个计算机系统。,方法：,通过通信线路连接起来，由功能完善的网络软件将其有机地联系到一起并进行管理。,目的：,实现信息传送与资源共享,8,3,、计算机网络的功能与应用,数据通信功能,资源共享功能,其他功能：高可靠性、均衡负荷、协调运算、分布式处理,9,计算机网络主要功能示意图,10,4,、计算机网络的组成,计算机网络的逻辑组成,资源子网：面向用户、负责数据的处理工作,通信子网：数据通信系统，它用于信息交换的网络节点处理器和通信链路组成，主要负责通信处理工作,11,因特网的核心部分,因特网的边缘部分,主机,网络,路由器,12,计算机网络的硬件组成,硬件：组成计算机网络的各种物理设备,网络主体设备,网络连接设备,网络传输介质,软件：组成计算机网络的各种软件系统,网络协议软件,网络通信软件,网络操作系统,网络管理软件和网络应用软件,13,计算机网络硬件组成示意图,14,5,、计算机网络的分类,1,）按网络传输技术,（,1,）广播式网络,（,2,）点到点式网络,2,）按网络所覆盖的地理范围,（,1,）局域网,（,2,）城域网,（,3,）广域网,15,网络边缘,网络核心,运行,P2P,程序,运行,P2P,程序,D,C,E,F,运行,P2P,程序,运行,P2P,程序,16,17,6,、计算机网络的发展趋势,综合化、宽带化、智能化,3,个规律：摩尔定律、超摩尔定律和联网定律,计算机网络、广播电视网与电信网的三网融合,18,三网合一示意图,19,1.1.3,实训操作,实训条件,具备网络环境的公司或企业或学校。,实训内容,填写计算机网络使用情况调查表，参考表,1-1,，体会为什么使用计算机网络，计算机网络的主要作用,设计小组调查表格，参考表,1-2,实地查看企事业单位中的网络,访问企事业单位信息部技术人员,完成调查报告，给出综述,计算机网络基础,20,项目一 认识网络环境,任务,2,认识传输介质,21,1.2.1,任务目的及要求,了解计算机网络传输介质的分类；掌握常见传输介质，双绞线、光纤的特性及其应用等。,每人制作直通网线、交叉线各,1,条，会用简单的网线测试工具对制作的网线进行测试。,22,1.2.2,背景知识,1,、传输介质的分类,23,2,、同轴电缆,50,同轴电缆（粗缆，传输数字信号）,50,同轴电缆（细缆，传输数字信号）,75,同轴电缆（有线电视，传输模拟信号）,24,3,、双绞线,无屏蔽双绞线,UTP(Unshielded Twisted Pair),屏蔽双绞线,STP(Shielded Twisted Pair),25,三种,UTP,线缆类型及其作用,直连线（,Straight-through cable,）,用于连接计算机与集线器,/,交换机,交叉线（,Crossover cable,）,用于连接计算机与计算机,全反电缆（,Rollover cable,）,用于连接一台工作站到交换机或路由器的控制端口（,Console,口），以访问这台交换机或路由器。,26,4,、光纤,光纤是光导纤维的简称，是一种由石英玻璃纤维或塑料纤维制成的且直径很细、能传导光信号的媒体,27,28,高折射率,(,纤芯,),低折射率,(,包层,),光线在纤芯中传输的方式是不断地全反射,输入脉冲,输出脉冲,单模光纤,输入脉冲,输出脉冲,多模光纤,光纤插头,SC,插头、,ST,插头,29,5,、无线传输介质,无线电波：,802.11,系列无线局域网,微波：地面微波接力通信、卫星通信,红外线,激光,30,1.2.3,实训：网线的制作,1,、实训条件,水晶头若干只、非屏蔽超,5,类双绞线若干米、剥线钳、压线钳各,1,把、电缆测试工具,1,台,2,、操作步骤,剥线,理线,插线,压线,测试,31,计算机网络基础,32,项目一 认识网络环境,任务,3,认识网络拓扑,33,1.3.1,任务目的及要求,了解计算机网络的拓扑结构类型,掌握常见拓扑结构的特性及其应用场合,根据给定的网络拓扑图，确定拓扑类型,从一个实际的网络结构中绘制相应的网络拓扑结构,使用,Visio,绘图软件设计、绘制相对复杂的网络结构图,34,1.3.2,背景知识,1,、拓扑结构,网络拓扑结构：用传输介质连接各种设备的物理布局,组成：电缆的物理布局，以及在电缆上传送信号所遵循的逻辑路径。,分类：总线型、星型、环型、树型和网状等,35,2,、分类：（,1,）总线型,总线：所有工作站和其他共享设备（如服务器、打印机）等通过相应的硬件接口连接到的公共信道,总线有一定的负载能力，而且总线的长度有一定限制，一条总线只能连接一定数量的节点,通信方式：某一时刻只能有一个站点发送数据，另一个站点接收数据,36,（,2,）星型,星型拓扑中有一个中心节点，通常采用,Hub,或者交换机,其他各节点通过各自的线路与中心节点相连,形成辐射型结构,在星型网中，各节点间的通信必须通过中心节点作用，所以中心节点产生故障会直接造成整个网络的瘫痪,结构简单、易于组网、易于管理,37,集线器,/,交换机,星形网,（,3,）环型,各节点和通信线路连接形成闭合的环，任何一个节点发出的数据都可以被环上的其他节点接收到,由于信息是沿固定方向流动，两个节点间仅有唯一的通路，简化了路径选择的控制,节点过多时，传输效率低，网络响应时间变长；扩充不方便,38,干线耦合器,环形网,（,4,）树型,树型拓扑结构可以认为是星型拓扑的一种扩展，也称扩展星型拓扑。它采用分层结构，它包括根节点和各分支节点,结构比星状复杂，数据在传输中要经过多条链路，时延较大，适用于汇集信息的场合，如需要进行分级管理和收集信息的网络。,39,3,、典型网络拓扑结构分析,40,小型校园网解决方案,41,大型校园网解决方案,实现的功能有：网络化多媒体教学、,图书馆多媒体访问,、多,媒体电子阅览,、,因特网的访问,、,远程教育,、视频会议、学籍管理、行政管理、,无纸化办公,、对外交流与宣传等。,整个网络系统采用了“,主干千兆、支干千兆、百兆交换到桌面,”的以太网技术，校园网中核心和各个节点以光纤连接，充分满足了应用发展对主干带宽的需求，并能顺利过渡到万兆以太网；在网络出口部署了路由器用以连接至因特网；并且为了充分保证网络的安全性与可靠性，在网络入口处部署了防火墙。,硬件系统包括：服务器、,交换机,、,路由器,、,防火墙,、机柜、终端设备等。,软件系统包括：,系统软件,（,Windows Sever 2003,等）；,应用软件,（办公自动化系统、教育教学管理系统、图书管理与阅览系统、校园一卡通系统、网上教学与,VOD,点播系统、校园网站信息管理系统、教学资源及教师备课系统、校园网络安全系统等）。,42,4,、,Visio,软件介绍,43,1.3.3,操作步骤,1,实训条件,安装有,Windows XP,操作系统的计算机并安装有,Microsoft Visio 2003,或,2007,的软件。,2,按步骤绘制网络拓扑图,44,计算机网络基础,45,项目二,处理计算机网络问题的基本方法,46,问题描述,小王在一家著名的集团公司从事网络管理工作，该集团公司由,5,个分公司组成，因公司业务规模扩大，确保信息化办公的正常开展，最近对公司的网络进行了一次网络升级改造。改造完成后，其中一个分公司的网络用户报告说其中一台客户端在调整办公室后无法连接总部的服务器。由于总公司到分公司的路途遥远，小王只能采取电话支持和网络设备远程排错的方法来解决客户端不能访问服务器的故障问题。,现假定你就是小王，你怎样指导这位客户解决解决该网络故障问题？,47,问题分析,在网络工程和网络管理中，客户端无法访问网络的情况在企业网络故障中应该是最常见的一种，小王指导该客户，将这台主机搬回到原信息点后就能够访问网络，说明这台客户端的物理链路出现了问题。,小王在处理该故障的时候，是将复杂的问题分解成一系列相互衔接的小任务，然后逐一解决，最终到达整个问题的解决，于是网络分层解决问题的方法被认为是最可行的,48,学习目标,1.,掌握计算机通信协议的基本概念。,2.,能够认识,OSI,模型的产生背景及各层功能,3.,掌握,TCP/IP,各层功能，,OSI,模型与,TCP/IP,模型的区别。,49,项目二,处理计算机网络问题的基本方法,任务,1 TCP/IP,协议,50,2.1.1,任务目的及要求,掌握协议的基本概念,常见的网络通信协议,网络通信协议的选择原则,针对,TCP/IP,不同层次协议的功能和特点，在,Windows,系统上安装,TCP/IP,协议，利用,Windows,自带的常见的网络测试工具,ping,，检测是否正确安装,TCP/IP,通信协议,51,2.1.2,背景知识,1,、协议的基本概念,协议（,protocol,）：,通信双方,为了,实现通信,而设计的,约定,或,对话规则,协议的优劣直接影响网络的性能,网络协议包括语义、语法和同步,语法：数据的结构或格式，也就是数据呈现的顺序，定义怎么做,语义：语义是比特流的每一部分的意思，定义做什么,同步：数据在何时应当发送出去以及数据应当发送得多快，定义何时做,52,53,2,、,Windows,系统的三个基本协议,1,）,NetBEUI,协议,NetBEUI(NetBIOS Extended User Interface,，用户扩展接口,),最初由,IBM,开发，用于实现,PC,间相互通信。,NetBEUI,主要为,20,到,200,个工作站的小型局域网设计的，,NetBEUI,是一个紧凑、快速的,非路由广播型协议,，用于携带,NETBIOS,通信。,NETBEUI,帧中唯一的地址是,数据链路层媒体访问控制（,MAC,）地址,，该地址标识了网卡但没有标识网络。,不支持多网段网络，也即通常所说的“不可路由”，,NetBEUI,安装非常简单，不需要进行配置，占用内存最少,54,2,）,IPX/SPX,协议,IPX/SPX(Internetwork Packet Exchange/Sequential Packet Exchange),互连网包交换,/,顺序包交换，是由,Novell,提出的用于客户,/,服务器相连的网络协议。,使用,IPX/SPX,协议能运行通常需要,NetBEUI,支持的程序，通过,IPX/SPX,协议可以跨过路由器访问其他网络,IPX/SPX,协议一般可以应用于大型网络（比如,Novell,）和局域网游戏环境中,IPX,具有,完全的路由能力,，可用于大型企业网，它包括,32,位网络地址，在单个环境中允许有许多路由网络,IPX/SPX,和,TCP/IP,的一个显著不同是,不使用,IP,地址,，而是使用网卡的物理地址即（,MAC,）地址,55,3,）,TCP/IP,协议,TCP/IP,（,Transmission Control Protocol/Internet Protocol,）传输控制协议,/,互联网络协议，,TCP/IP,规范了网络上的所有通信设备，其目的是使不同厂家生产的计算机能够在各种网络环境下通信。,TCP/IP,是一种,可路由的协议,，能很容易确定并找到网络上的用户，并,支持任意规模的网络,，几乎可连接所有的工作站。,TCP/IP,需要针对不同的网络进行不同的,设置,，如：“,IP,地址”，“子网掩码”，“默认网关”和“主机名,Microsoft,公司为了简化,TCP/IP,在局域网中的设置，在,Windows NT,中配置了一个,动态主机配置协议（,DHCP,）,，,为客户端自动分配,IP,地址，简化,TCP/IP,的设置。,56,3,、协议选择原则,1,）所选协议要与网络结构和功能相一致,2,）尽量只选择一种通信协议,3,）注意协议的版本,4,）协议的一致性,57,2.1.3,实训操作,1,实训条件,装有,Windows2003/XP,的计算机，,Windows2003/XP CD-ROM,或者,DVD,，,PCI,接口的以太网卡及驱动程序。,2,按步骤安装,TCP/IP,协议,58,计算机网络基础,59,项目二 处理计算机网络问题的基本方法,任务,2,协议的配置、,协议分析仪分析,TCP/IP,模型的,层次结构,60,2.2.1,任务目的及要求,掌握,ISO/OSI,参考模型的层次结构和各层功能,OSI,参考模型中数据的封装和传递,TCP/IP,体系结构的各层功能和典型协议,利用,EtherPeek,协议分析仪了解层次模型的结构及各层主要协议，学会用,EtherPeek,协议分析仪捕获数据包的方法,61,2.2.2,背景知识,1,、,网络的层次结构,62,Alice,要给她的朋友,Bob,写一封信，,Bob,最后怎样得到信件？,Alice,：撰写信件；封装信件，填写信封；投递信件，交给邮局。,发信局：根据信封上的目的地址的邮编分拣信件，封装成邮包，交给运输部门。,运输部门：根据发信邮局要求将邮包运送到目的地，并交给收信局。,收信局：签发邮包，打开邮包，按信封目的地址分发信件。,Bob,：签收邮件，从信封获知是,Alice,的来信，拆开信封，阅读信件，获取,Alice,要传递的信息。,63,信件的传输工作被分为三个,层次,：用户、邮局和运输部门，每个层次完成各自的任务,用户、邮局和运输部门提供的服务,运输部门提供运输服务，同时为邮局提供邮包运输服务。,邮局利用运输部门提供的运输服务实现自己的邮件传递功能，为用户提供邮件传输服务。,用户利用邮局的投递服务最终完成通过信件交流信息服务。,在分层模型中，每层都是利用下一层提供的传输服务，同时又为上一层提供服务,64,用户、邮局和运输部门之间的,约定,(,协议,),相邻层,的约定如下：,用户,邮局约定：邮资、信封填写格式、业务种类等,邮局,运输部门约定：运费、到站地点、到站时间等,对等层,约定如下：,用户,用户约定：信息的表达（语言）、信息的格式（抬头、落款）等,邮局,邮局约定：处理流程、包裹标准、运输方式等,运输部门,运输部门约定：运输工具、运输时间等,协议是“水平的”,，是控制对等实体间通信的规则；,服务是“垂直的”,，是通过层间接口由下层向上层提供的,65,重要术语,实体,(entity),表示任何可发送或接收信息的硬件或软件进程,不同节点上位于同一层次、完成相同功能的实体被称为,对等（,peer to peer,）实体,协议,是控制,两个对等实体,进行通信的规则的集合,在协议的控制下，两个对等实体间的通信使得本层能够,向上一层提供服务,要实现本层协议，需要使用,下层,所提供的服务,N,层向相邻的高层提供服务，,N,层向相邻的低层调用服务，相邻的高层协议通过,服务访问点,(SAP),调用低层协议,66,接口数据单元,(Interface Data Unit,，,IDU,),服务数据单元,(Service Data Unit,，,SDU,),协议数据单元,(Protocol Data Unit,，,PDU,),67,协 议,服 务 用 户,提 供 服 务,服 务 提 供 者,第,n,层,第,n+1,层,服 务 用 户,SAP,SAP,层间服务（,service,）,分层通信体系中，下层通信实体（服务提供者）为上层实体（服务用户）提供的通信功能。只规定了做什么，没有规定怎么做。,层协议（,protocal,）,分层体系结构中，某层的功能实现方法和方式。通信双方同层的协议必须一致。层协议则规定了本层的功能是如何实现的。,如：运输部门向邮局提供运输功能,(,服务,),，但运输部门之间如何运输（轮船、汽车、飞机等），则由双方商定（协议）。,68,分层的好处,（,1,）各层之间相互独立。,（,2,）灵活性好。,（,3,）各层都可以采用最合适的技术来实现。,（,4,）易于实现和维护。,（,5,）有利于促进标准化。,69,2,、网络的体系结构,计算机网络的,体系结构,(architecture),是计算机网络的各层及其协议的集合。,国际标准化组织（,International Standard Organization,，,ISO,）制定开发了开放系统互连参考模型（,Open System Interconnection/Reference Mode,，,OSI,参考模型,）。,美国国防部开发,TCP/IP,模型,，,TCP/IP,模型成为了,Internet,赖以发展的实际标准（工业标准）。,70,3,、,OSI,模型,71,OSI,各层的功能概述,网络通信,物理层：,实现相邻节点之间二进制数据（比特流）的传输；物理层协议涉及与信号传输相关的机械特性、电气特性、功能特性和规程特性,数据链路层：,确保数据的可靠传输（基于数据帧）、建立可靠的数据链路级连接；数据链路层协议涉及目的地（物理地址）寻址、网络介质访问、差错控制、流量控制等方面的标准。,网络层：,负责从,源主机到目的主机,的,路由,（基于数据报），沿着该路径逐节点转发，最终实现跨网络数据传输，即网络互联；网络层协议主要涉及到如何定位主机的网络位置，如何选择传输路径等方面的标准。,“物理层数据链路层网络层”解决了网络上任何两台主机之间的通信问题，无论两台计算机位于网络的什么位置,72,传输层,传输层承上启下，依靠“物理层数据链路层网络层”提供的网络通信功能建立两台主机之间的连接，为“会话层表示层应用层”的应用程序之间的信息交互提供数据传输服务，即,建立位于两台主机之上的应用进程之间的传输链路,。,如果主机上运行多个网络应用程序，如何区分通过网络传送的数据到底属于那个应用进程？为了去不同的网络应用，传输层为每一种网络应用分配唯一的端口号。,73,程序交互,会话层：,会话层是指通信双方一次完整的信息交互，负责发起、维护、终止应用程序之间的通信（会话）；会话层协议涉及传输方式（半双工、全双工）、会话质量（传输延迟、吞吐量等、同步控制等方面的标准。,表示层：,表示层负责规定通信双方信息传输时数据的组织方式；表示层协议主要涉及编码（,ASCII,、,EBCDIC,）、加密,/,解密、压缩,/,解压、格式（声音、图片、图像）等方面的标准。,应用层：,应用层负责为网络应用（程序）提供网络通信服务的接口；应用层协议涉及定义网络应用的接口；,74,相邻层次之间的关系,物理层,基于传输介质提供的信号（光,/,电）传输功能，为上层,提供二进制数据的传输服务,，并屏蔽了物理设备与传输介质的差异。,数据链路层,基于物理层提供的物理链路的数据传输功能，为上层,提供数据传输服务,，并屏蔽了物理传输链路的不可靠性。,网络层,基于数据链路提供的可靠传输链路，为上层,提供跨网段的数据传输服务,，并屏蔽掉了网络路由的过程（寻址）。,传输层,基于网络层提供网络通信功能，为上层,建立两用户端用程序之间的连接,，并屏蔽掉了数据通过网络传输的过程。,高,3,层基于传输层提供的应用程序的连接，为应用程序提供信息交互。,75,示例：计算机,1,向计算机,2,发送数据,76,5,4,3,2,1,5,4,3,2,1,计算机,1,AP,2,AP,1,计算机,2,应用进程数据先传送到应用层,加上应用层首部，成为应用层,PDU,示例：计算机,1,向计算机,2,发送数据,77,5,4,3,2,1,5,4,3,2,1,计算机,1,AP,2,AP,1,计算机,2,应用层,PDU,再传送到运输层,加上运输层首部，成为运输层报文,示例：计算机,1,向计算机,2,发送数据,78,5,4,3,2,1,5,4,3,2,1,计算机,1,AP,2,AP,1,计算机,2,运输层报文再传送到网络层,加上网络层首部，成为,IP,数据报（或分组）,示例：计算机,1,向计算机,2,发送数据,79,5,4,3,2,1,5,4,3,2,1,计算机,1,AP,2,AP,1,计算机,2,IP,数据报再传送到数据链路层,加上链路层首部和尾部，成为数据链路层帧,示例：计算机,1,向计算机,2,发送数据,80,5,4,3,2,1,5,4,3,2,1,计算机,1,AP,2,AP,1,计算机,2,数据链路层帧再传送到物理层,最下面的物理层把比特流传送到物理媒体,示例：计算机,1,向计算机,2,发送数据,应用层,(application layer),81,5,4,3,2,1,5,4,3,2,1,物理传输媒体,计算机,1,AP,2,AP,1,电信号（或光信号）在物理媒体中传播,从发送端物理层传送到接收端物理层,计算机,2,示例：计算机,1,向计算机,2,发送数据,82,5,4,3,2,1,5,4,3,2,1,计算机,1,AP,2,AP,1,计算机,2,物理层接收到比特流，上交给数据链路层,示例：计算机,1,向计算机,2,发送数据,83,5,4,3,2,1,5,4,3,2,1,计算机,1,AP,2,AP,1,计算机,2,数据链路层剥去帧首部和帧尾部,取出数据部分，上交给网络层,示例：计算机,1,向计算机,2,发送数据,84,5,4,3,2,1,5,4,3,2,1,计算机,1,AP,2,AP,1,计算机,2,网络层剥去首部，取出数据部分,上交给运输层,示例：计算机,1,向计算机,2,发送数据,85,5,4,3,2,1,5,4,3,2,1,计算机,1,AP,2,AP,1,计算机,2,运输层剥去首部，取出数据部分,上交给应用层,示例：计算机,1,向计算机,2,发送数据,86,5,4,3,2,1,5,4,3,2,1,计算机,1,AP,2,AP,1,计算机,2,应用层剥去首部，取出应用程序数据,上交给应用进程,示例：计算机,1,向计算机,2,发送数据,87,5,4,3,2,1,5,4,3,2,1,计算机,1,AP,2,AP,1,计算机,2,我收到了,AP,1,发来的,应用程序数据！,示例：计算机,1,向计算机,2,发送数据,88,5,4,3,2,1,5,4,3,2,1,计算机,1,AP,2,AP,1,计算机,2,应 用 程 序 数 据,应用层首部,H,5,10100110100101,比 特 流,110101110101,注意观察加入或剥去首部（尾部）的层次,应 用 程 序 数 据,H,5,应 用 程 序 数 据,H,4,H,5,应 用 程 序 数 据,H,3,H,4,H,5,应 用 程 序 数 据,H,4,运输层首部,H,3,网络层首部,H,2,链路层,首部,T,2,链路层,尾部,示例：计算机,1,向计算机,2,发送数据,89,5,4,3,2,1,5,4,3,2,1,计算机,1,AP,2,AP,1,计算机,2,10100110100101,比 特 流,110101110101,计算机,2,的物理层收到比特流后,交给数据链路层,H,2,T,2,H,3,H,4,H,5,应 用 程 序 数 据,示例：计算机,1,向计算机,2,发送数据,90,H,3,H,4,H,5,应 用 程 序 数 据,5,4,3,2,1,5,4,3,2,1,计算机,1,AP,2,AP,1,计算机,2,数据链路层剥去帧首部和帧尾部后,把帧的数据部分交给网络层,H,2,T,2,H,3,H,4,H,5,应 用 程 序 数 据,示例：计算机,1,向计算机,2,发送数据,91,H,4,H,5,应 用 程 序 数 据,H,3,H,4,H,5,应 用 程 序 数 据,5,4,3,2,1,5,4,3,2,1,计算机,1,AP,2,AP,1,计算机,2,网络层剥去分组首部后,把分组的数据部分交给运输层,示例：计算机,1,向计算机,2,发送数据,92,H,5,应 用 程 序 数 据,H,4,H,5,应 用 程 序 数 据,5,4,3,2,1,5,4,3,2,1,计算机,1,AP,2,AP,1,计算机,2,运输层剥去报文首部后,把报文的数据部分交给应用层,示例：计算机,1,向计算机,2,发送数据,93,应 用 程 序 数 据,H,5,应 用 程 序 数 据,5,4,3,2,1,5,4,3,2,1,计算机,1,AP,2,AP,1,计算机,2,应用层剥去应用层,PDU,首部后,把应用程序数据交给应用进程,计算机,1,向计算机,2,发送数据,94,5,4,3,2,1,5,4,3,2,1,计算机,1,AP,2,AP,1,计算机,2,我收到了,AP,1,发来的,应用程序数据！,4,、,TCP/IP,模型,95,TCP/IP,模型各层功能及特点,网络接口层,：仅定义了网络接口；任何已有的数据链路层协议和物理层协议都可以用来支持,TCP/IP,；如：,Ethernet,、,Token Ring,、,HDHL,、,X.25,、,ATM,、,PPP,、,SLIP,、,ARP,、代理,ARP,、,RARP,等。,网际（网络）层,：把数据报通过最佳路径送到目的端（寻址（,IP,地址）、路由选择、封包,/,拆包）；如：,IP,、,ICMP,、,ARP,、,RARP,、,IGMP,等,传输层,：提供进程间（端到端）可靠的传输服务。典型例子：,TCP,和,UDP,应用层,：为文件传输、电子邮件、远程登录、网络管理、,Web,浏览等应用提供了支持；如：,FTP,、,SMTP,、,POP3,、,TELNET,、,HTTP,、,SNMP,、,DNS,等,96,5,、,OSI,与,TCP/IP,的比较,TCP/IP,与,OSI/RM,层次模型对比,97,6,、编址,（,1,）物理地址,也叫做链路地址，是节点的地址，由所在的局域网或广域网定义。物理地址含在数据链路层使用的帧中。物理地址是最低一级的地址。,物理地址直接管理网络（局域网或广域网）。这种地址的长度和格式是可变的，取决于网络。例如，,以太网,使用写在网络接口卡（,NIC,）上的,6,字节（,48,位）,的物理地址。,物理地址可以是单播地址（一个接收者）、多播地址（一组接收者）或广播地址（由网络中的所有系统接收）。,98,（,2,）,Internet,地址,Internet,地址对于通用的通信服务是必需的，这种通信服务与底层的物理网络无关。因为不同网络可以使用不同的地址格式，所以，需要一种通用的编址系统，用来惟一地标识每一个主机，而不管底层是使用什么样的物理网络。,目前,Internet,的地址是,32,位地址,，可以用来标志连接在,Internet,上的每一个主机。在,Internet,上没有两个主机具有同样的,IP,地址。,Internet,地址也可以是单播地址（一个接收者）、多播地址（一组接收者）或广播地址（由网络中的所有系统接收）。,99,（,3,）端口地址,到达目的主机并非在,Internet,上进行数据通信的最终目的。,计算机是多进程设备，即可以在同一时间运行多个进程。,Internet,通信的最终目的是使一个进程能够和另一个进程通信。例如，计算机,A,和计算机,C,使用,TELNET,进行通信。与此同时，计算机,A,还和计算机,B,使用,FTP,通信。,为了能够使不同的进程同时通信，这些进程需要有独立的地址；在,TCP/IP,体系结构中，给一个进程指派的标号叫做端口地址。,TCP/IP,中的端口地址是,16,位,长。,100,7,、,EtherPeek,协议分析仪简介,协议分析仪的功能,数据捕获,网络监控,数据显示：几乎所有的协议分析仪都有相同的显示格式,通知,101,配置并使用分析仪,捕获配置,过滤,协议过滤器：只捕获包含某一特定协议的报文,地址过滤器：针对某些特定主机的数据进行捕获,（,3,）专家分析（,Expert Analysis,）：是指一些分析仪所具有的人工智能，他可以使分析仪报告网络中发生的网络故障。,（,4,）性能评估,延迟（,Latence,）：从事务开始到该事务的第一个响应所经过的时间,吞吐量,(Throughput),：在一段时间里一个设备传输给另一个设备的通信量,102,2.2.3,实训操作,1,、,TCP/IP,协议的配置操作步骤,实训条件：交换机或,HUB,各,1,台；两台安装,Windows2003/XP,的计算机（一台安装有,Windows2003,，一台安装有,Windows XP,）；,PCI,接口的以太网卡及驱动程序；直通双绞线,2,条。,按要求进行,TCP/IP,进行配置,2,、协议分析仪分析参考模型层次结构操作步骤,下载并安装,EtherPeek,协议分析仪，启动协议分析仪，设置相关捕获规则，进行数据的捕获及分析,103,计算机网络基础,104,项目三 组建共享式网络,105,问题描述,张晓明和李华是成立了网络工作部，主要业务是维护学院网站。学院还提供一间,10,平方米左右的房间，作为日常工作的办公地点，购置,2,台,安装有,Windows XP,操作系统的计算机和一台,8,口,HUB,，与校园网连通。,随着业务增加，校园网的维护工作,增加,8,人,。学院为了解决办公拥挤的局面，在办公室的隔壁又提供了一间,10,平方米左右的房间作为网络工作部的办公室，并购置了,一台打印机,。,在网络工作部办公室的隔壁还有,创业部、学习部、科技部,等办公室，为了大家能协同办公，共享打印机和文件资源，需组建,共享式办公局域网,，网络整个结构为简单的对等网络模式。整个局域网结构如图,3-2,所示。,106,问题分析,在网络方案设计领域中，将网络方案设计选型等技术方案称为逻辑网络设计，将网络布线等施工方案称为物理网络设计。张晓明和李华为了完成组建共享式网络方案设计的需求，必须对,局域网的体系结构、局域网的工作原理、局域网的组网规范,有深入的理解。,目前该网络工作部只有一台,8,口的集线器，工作站需求数量为,10,台，显然不能将所有的工作站都连上集线器，为了解决这个问题，张晓明和李华应当考虑,工作站和工作站之间的互联,问题，才能确保所有的工作站都能连入校园网。在几乎,不增加网络设备,的情况下，解决的方法是使用计算机的,COM,口将多余的终端连接起来。因此张晓明和李华还必须具备数据通信方面的基础知识。,107,学习目标,1.,了解物理层的基本功能,2.,掌握数据通信的基本概念,3.,掌握物理层常见协议及接口的应用,4.,掌握组建共享式网络的组网规范,5.,了解快速以太网和高速以太网的组网规范,108,项目三 组建共享式网络,任务,1,使用,COM,口实现双机互连,109,3.2.1,任务目的及要求,熟悉,RS-232,串口的物理特性和功能特性；,了解利用,RS-232,串口进行异步通信的原理与过程，理解和掌握异步通信过程中各种通信参数的设置和使用；,掌握计算机串口直连技术,组成一个小组，每组两台计算机，实现双机的互连,110,3.2.2,背景知识,1,、物理层的功能（,OSI,第一层）,物理层的数据交换单元为二进制比特,具体表现形式：模拟信号、数字信号、光信号,比特的同步,异步传输、同步传输等,线路的连接,点到点专用链路连接、共享链路的多点连接,传输方式,单工、半双工、全双工,111,2,、数据通信基础,基本概念,信息：有用的知识或消息，通信的目的是为了交换信息,数据,(data),：运送信息的实体。,数据可分为模拟数据和数字数据。模拟数据是在某区间内连续变化的值；数字数据是离散的值。,信号,(signal),：数据在传输过程中的表示形式。,模拟信号、数字信号，模拟信号是随时间连续变化的电流、电压或电磁波；数字信号则是一系列离散的电脉冲。,信道,：向,一个方向,传输的媒体,(,分为模拟信道和数字信道,),112,数据传输方式,按被传输的数据信号特点：,基带传输,、,频带传输,和,宽带传输,；,按数据代码传输的顺序：,并行传输,和,串行传输,；,按数据传输的同步方式：,同步传输,和,异步传输,；,按数据传输的方向和时间关系：,单工,、,半双工,和,全双工,数据传输。,113,基带传输和数字数据编码,基带传输：在通信线路上原封不动地传输由计算机或终端产生的“,0”,或“,1”,数字脉冲信号,特点：信道简单，成本低；基带传输占据信道的全部带宽，任何时候只能传输,一路,基带信号，信道利用率低。,基带传输中数据信号的编码方式主要有几种，不归零码、曼彻斯特编码、差分曼彻斯特。,114,不归零编码（,Non-Return to Zero,，,NRZ,）,采用两种高低不同的电平来表示二进制的“,0”,和“,1”,。通常，用高电平表示“,1”,，低电平表示“,0”,曼彻斯特编码（,Manchester,）,将每比特的信号周期,T,分为前,T/2,和后,T/2,。用前,T/2,传比特的反（原）码，用后,T/2,传送该比特的原（反）码；则每一位波形信号的中点（即,T/2,处）都存在一个电平跳变,差分曼彻斯特编码（,Difference Manchester,）,每位二进制数据的取值，根据其开始边界是否发生跳变来决定；若一个比特开始处存在跳变则表示“,0”,，无跳变则表示“,1”,115,116,频带传输与模拟数据编码,频带传输：发送时将数字信号,调制,成,音频信号,后再进行发送和传输，到达接收端时再把音频信号,解调,成原来的数字信号,特点：利用已有电信网线路，用于远距离传输,117,振幅键控（,ASK,）,用载波的两种不同