1、 2014年年7月月 福州地鐵運營分公司福州地鐵運營分公司 計算機網絡基礎計算機網絡基礎 一 二 三網絡標準化網絡標準化網絡拓撲網絡拓撲OSIOSI參考模型參考模型 四數據封裝與拆封過程數據封裝與拆封過程 五TCP/IPTCP/IP協議協議棧棧計算機網絡基礎計算機網絡基礎 六IPIP地址知識地址知識 七網絡層次與網絡拓撲網絡層次與網絡拓撲計算機網絡介紹SOHOServerIntranet移動寬帶上網 計算機通信的分類單播廣播多播 一 二 三網絡標準化網絡標準化網絡拓撲網絡拓撲OSIOSI參考模型參考模型 四數據封裝與拆封過程數據封裝與拆封過程 五TCP/IPTCP/IP協議協議棧棧計算機網絡基

2、礎計算機網絡基礎 六IPIP地址知識地址知識 七網絡層次與網絡拓撲網絡層次與網絡拓撲網絡拓撲的定義網絡拓撲的定義 ： 說法一：網絡拓撲結構是指用傳輸媒體互連各種設備的物理布局，就是用什么方式把網絡中的計算機等一系列設備連接起來。 說法二：計算機網絡拓撲是通過網中節點與通信線路之間的幾何關系表示網絡結構，反映出網絡中各實體間的結構關系。 說法三：計算機網絡拓撲結構是把工作站、服務器等網絡單元抽象為“點”，把網絡中的電纜等通信介質抽象為“線”，就形成點和線的幾何圖形，從而抽象出網絡系統的具體結構，稱這種結構為計算機網絡的”拓撲結構”。 現在最主要的拓撲結構有 總線型拓撲、 星型拓撲、 環型拓撲、

3、樹形拓撲（由總線型演變而來） 混合型。 常見的幾種拓撲結構圖示例：常見的幾種拓撲結構圖示例： 總線型(所有計算機都 串接在一條傳輸線路上)終端電阻終端電阻終端終端電阻電阻優點：1、結構簡單、易擴充，使用廣泛缺點：1、故障后果嚴重2、故障診斷困難3、傳輸率低星 型(網絡中所有的計算機連接到一個中樞裝置(交換機或集線器)Hub優點 ：1、易于故障的診斷2、穩定 性好3、易于故障的隔離4、易于網絡的擴展5、易于提高網絡的傳輸速度缺點：1、布線費用大2、對中央結點要求高3 、可靠性一般環 型(Ring 網絡中所有計算機連接到一個封閉的電纜環路上)優點 ：傳輸速率高、距離遠缺點：一個站點的故障會引起整個

4、網絡的崩潰樹型拓撲：（tree topology）：一種類似于總線拓撲的局域網拓撲。 優點：（1）連結簡單，維護方便，適用于匯集信息的應用要求。（2） 易于擴展。（3）故障隔離較容易。缺點：資源共享能力較低，可靠性不高，任何一個工作站或鏈路的故障都會影響整個網絡的運行。并且各個節點對根的依賴性太大。混合型拓撲結構：兩種或兩種以上的拓撲結構同時使用。 優點：可以對網絡的基本拓撲取長補短。 缺點：網絡配置難度大。 一 二 三網絡標準化網絡標準化網絡拓撲網絡拓撲OSIOSI參考模型參考模型 四數據封裝與拆封過程數據封裝與拆封過程 五TCP/IPTCP/IP協議協議棧棧計算機網絡基礎計算機網絡基礎 六

5、IPIP地址知識地址知識 七網絡層次與網絡拓撲網絡層次與網絡拓撲OSI參考模型OSI OSI 模式模式5.會話層會話層 6.表示層表示層 7.應用層應用層4.傳輸層傳輸層2.數據鏈路層數據鏈路層3.網絡層網絡層1.物理層物理層4.傳輸層傳輸層2.數據鏈路層數據鏈路層3.網絡層網絡層1.物理層物理層5.會話層會話層 6.表示層表示層 7.應用層應用層數據數據OSI參考模型4.傳輸層傳輸層2.數據鏈路層數據鏈路層3.網絡層網絡層1.物理層物理層5.會話層會話層 6.表示層表示層 7.應用層應用層面向用戶應用面向用戶應用面向數據傳輸面向數據傳輸應用層表示層 會話層傳輸層傳輸層的主要功能網絡層網絡層的

6、主要任務數據鏈路層數據鏈路層的構成數據鏈路層數據鏈路層LLCLLC層層MACMAC層層Ethernet II的幀格式數據數據源地址源地址幀檢測序列幀檢測序列類型類型目的地址目的地址可變可變2664XXXXXX XXXXXX由廠商分配給由廠商分配給設備設備前導位前導位MAC 地址地址8單位單位:字節字節由由IEEE分配給分配給廠商廠商物理層物理層所涉及的內容各層間的聯系允許接入網絡資源應用層應用層表示層表示層會話層會話層傳輸層傳輸層網絡層網絡層數據鏈路層數據鏈路層物理層物理層建立、管理和終止會話將分組從源端傳送到目的端；提供網絡互聯在媒體上傳輸比特；提供機械的和電氣的規約對數據進行轉換、加密和壓

7、縮提供可靠的進程到進程的報文傳輸和差錯恢復將比特組裝成幀；提供節點到節點方式的傳輸 一 二 三網絡標準化網絡標準化網絡拓撲網絡拓撲OSIOSI參考模型參考模型 四數據封裝與拆封過程數據封裝與拆封過程 五TCP/IPTCP/IP協議協議棧棧計算機網絡基礎計算機網絡基礎 六IPIP地址知識地址知識 七網絡層次與網絡拓撲網絡層次與網絡拓撲數據封裝數據段數據段Segment數據包數據包Packet比特比特Bit數據幀數據幀Frame傳輸層傳輸層 數據鏈路層數據鏈路層物理層物理層 網絡層網絡層 數據數據數據數據傳輸層報頭傳輸層報頭數據數據網絡層報頭網絡層報頭數據數據數據鏈路層報頭數據鏈路層報頭01011

8、10101001000010 表示層表示層應用層應用層會話層會話層端口端口號號源源IP+目的目的IP上層協議上層協議源源MAC+目的目的MAC將數據幀轉換成高低將數據幀轉換成高低電平，即電平，即“0”或或“1”代碼代碼設備A設備B7654321L7數據L7數據H6L6數據H5L5數據H4L4數據H3L3數據H2010101000011110000101010T27654321L7數據L7數據H6L6數據H5L5數據H4L4數據H3L3數據H2010101000011110000101010T2傳輸媒體數據通信過程數據數據網絡層報頭網絡層報頭 + 傳輸層報頭傳輸層報頭 + 數據數據數據鏈路層報頭

9、數據鏈路層報頭傳輸層報頭傳輸層報頭+ 數據數據網絡層報頭網絡層報頭數據數據傳輸層報頭傳輸層報頭0101110101001000010傳輸層傳輸層 數據鏈路層數據鏈路層物理層物理層 網絡層網絡層 表示層表示層應用層應用層會話層會話層數據拆封 一 二 三網絡標準化網絡標準化網絡拓撲網絡拓撲OSIOSI參考模型參考模型 四數據封裝與拆封過程數據封裝與拆封過程 五TCP/IPTCP/IP協議協議棧棧計算機網絡基礎計算機網絡基礎 六IPIP地址知識地址知識 七網絡層次與網絡拓撲網絡層次與網絡拓撲應用層應用層表示層表示層會話層會話層傳輸層傳輸層網絡層網絡層數據鏈路層數據鏈路層物理層物理層應用層應用層傳輸層

10、傳輸層Internet層層網絡接口層網絡接口層TCP/IP協議棧TCP/IP中的協議ICMP(網際控制消息協議)ARP(地址解析協議)RARP ARP-地址解析協議 已知IP地址，解析為MAC地址。 RARP-反向ARP 已知MAC地址，解析為IP地址。ARP相關問題 Free ARP IP地址沖突問題 ARP欺騙 網絡中ARP欺騙出現的問題 常見的端口號TCP協議 TCP-傳輸控制協議 TCP屬于面向連接的協議 TCP可以提供可靠的、有序的端到端之間的傳輸，并且進行流量控制源端口號源端口號 (16比特比特)目的端口號目的端口號(16比特比特)順序號順序號(32比特比特)應答號應答號 (32比

11、特比特)窗口大小窗口大小 (16比特比特)校驗和校驗和 (16比特比特)其它其它TCP控制信息（如控制信息（如SYN,ACK等）等）數據數據20發送發送 SYN1(seq#=100)接收接收SYN發送發送SYN1, ACK1 (seq#=300 ack#=101)建立連接，建立連接，ACK1(ack#=301)主機主機A主機主機B123接收接收SYN,ACKTCP三次握手過程 一 二 三網絡標準化網絡標準化網絡拓撲網絡拓撲OSIOSI參考模型參考模型 四數據封裝與拆封過程數據封裝與拆封過程 五TCP/IPTCP/IP協議協議棧棧計算機網絡基礎計算機網絡基礎 六IPIP地址知識地址知識 七網絡層

12、次與網絡拓撲網絡層次與網絡拓撲網絡位網絡位主機位主機位10101100 00010000 01111010 11001100 172 16 122 2041286432168421IP 地址 IP地址屬于網絡層地址，用于標識網絡中的節點設備。 IP地址由32bit構成，每8bit一組，共占用4個字節 IP地址由兩部分組成，網絡位和主機位IP地址的分類A類類: B類類: C類類: D類類: 多播組編號多播組編號 E類類: 用于實驗用于實驗NetworkHostHostHostNetwork NetworkHostHostNetwork Network NetworkHost8 比特比特8 比特比

13、特8 比特比特8 比特比特1A類類:0NNNNNNNHostHostHost8 916 1724 2532(1-126)1B類類:10NNNNNNNetworkHostHost8 916 1724 2532(128-191)1C類類:110NNNNNNetworkNetworkHost8 916 17242532(192-223)1D類類:1110MMMM多播組多播組多播組多播組多播組多播組8 916 17242532(224-239)IP地址的分類IP地址的分類特殊的IP地址IP網絡中主機數的計算方法B類網絡可容納的主機數量216-2=65534172.16.0.0172.16.0.1 17

14、2.16.0.2 172.16.0.3.172.16.255.253172.16.255.254VLSM的介紹的介紹 VLSM是把一個標準網絡分成幾個小型網絡（子網） VLSM技術對高效分配IP地址（較少浪費)以及減少路由表大小都起到非常重要的作用。這在超網和網絡聚合中非常有用。 需要注意的是使用VLSM時，所采用的路由協議必須能夠支持它，這些路由協議包括RIP2，OSPF，EIGRP，IS-IS和BGP。子網劃分一一個一個C類網絡類網絡192.168.10.0 子網掩碼子網掩碼255.255.255.192(/26) 求以下問題：求以下問題： 解析：解析：默認標準掩碼默認標準掩碼255.25

15、5.255.0 (/24) 給定子網掩碼給定子網掩碼255.255.255.192(/26) 默認標準子網默認標準子網IP個數為：個數為：256(0255)1.主機數：主機數：32-26=6 26=64 可用可用64-2=62 (第四段第四段256-192=64 可用可用64-2=62) 2.劃分子網數：劃分子網數：26-24=2 22=4 (右借右借2位位) (第四段第四段256/64=4)3.子網塊：子網塊： 第第1個子網為：個子網為：192.168.10.0 63 第第2個子網為：個子網為：192.168.10.64 127 第第3個子網為：個子網為：192.168.10.128 191

16、 第第4個子網為：個子網為：192.168.10.192 255子網劃分二一個一個C類網絡類網絡192.168.1.0/23求以下問題：求以下問題：解析：給定子網掩碼解析：給定子網掩碼255.255.254.0（/23） 默認標準掩碼默認標準掩碼255.255.255.0 (/24) 默認標準網段默認標準網段IP個數為：個數為：256(0255)1.主機數：主機數：32-23=9 29=512 可用可用512-2=510 (第三段第三段256-254=2 2*256=512 可用可用512-2=510)2.匯聚網段數：匯聚網段數：24-23=1 21=2 （左借（左借1位）位）3. 超網塊為：

17、超網塊為：192.168. 0. 0 192.168. 1 . 25主機號：主機號：192.168.0.0 廣播號：廣播號：192.168.1.255 中間的都是主機地址中間的都是主機地址 例如：例如：192.168.0.255CIDR，無類別域間路由 CIDR將路由集中起來，使一個IP地址代表主要骨干提供商服務的幾千個IP地址，從而減輕Internet路由器的負擔。CIDR實例：實例： 例如一個ISP被分配了一些C類網絡,這個ISP準備把這些C類網絡分配給各個用戶群,已經分配了三個C類網段給用戶,如果沒有實施CIDR技術.ISP的路由器的路由表中會有三條下連網段的路由條目,并且會把它通告給I

18、nternet上的路由器.通過實施CIDR技術,我們可以在ISP的路由器上把這三個網段198.168.1.0,198.168.2.0,198.168.3.0匯聚成一條路由198.168.0.0/16.這樣ISP路由器只向Internet通告198.168.0.0/16這一條路由,大大減少了路由表的數目.從而為網絡路由器節省出了存儲空間。 值得注意的是,使用CIDR技術匯聚的網絡地址的比特位必須是一致的,如上例所示.如果上例所示的ISP連接了一個172.178.1.0網段,這些網段路由將無法匯聚,無法實現CIDR技術. 一 二 三網絡標準化網絡標準化網絡拓撲網絡拓撲OSIOSI參考模型參考模型 四數據封裝與拆封過程數據封裝與拆封過程 五TCP/IPTCP/IP協議協議棧棧計算機網絡基礎計算機網絡基礎 六IPIP地址知識地址知識 七網絡層次與網絡拓撲網絡層次與網絡拓撲層次化網絡設計 層次化網絡設計在互聯網組件的通信中引入了三個關鍵層的概念，這三個層次分別是：核心層（Core Layer）、匯聚層（Distribution Layer）和接入層（Access Layer）。接入層功能接入層接入層接入層特點 對匯聚層的訪問控制和策略進行支持 建立獨立的沖突域 建立工作組與匯聚層的連接匯聚層功能 用于把大量接入層的路徑進行匯聚和集中，并連接至核心層，同時