网型拓扑结构
网型拓扑结构
❖ 网型提供了网络的冗余路径，因此，如果一 条线路出现故障，另一条线路，继续发挥作 用
❖ 因为冗余路径比在其他拓扑结构中所需的缆 线更多，所以网状拓扑结构会更昂贵
混合型拓扑结构图
Star-Bus
Bus
Star-Ring
课程内容
网络概述
OSI参考模型
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
提供应用程序间通信
7
处理数据格式、数据加密等 6
建立、维护和管理会话
5
建立主机端到端连接
4
寻址和路由选择
3
提供介质访问、链路管理等
2
比特流传输
1
应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 数据链路层 物理层
Host A
对等通信
应用层
APDU
表示层 会话层 传输层 网络层 数据链路层 物理层
PPDU SPDU Segment Packet Frame
带宽和延迟
❖ 带宽定义：描述网络上数据在一定时 刻从一个节点传送到任意节点的信息 量。
❖ 以太网带宽：10M、100M、1000M等。 ❖ 广域网各类服务带宽。
❖ 延迟：节点间数据传送时间。
常见网络拓朴结构
❖ 拓扑结构：
总线、星型、树型 环型、网型
总线型拓扑结构图
Segment
Terminator
MAC/物理地址
24 bits 厂商编号
24 bits 序列号
00e0.fc01.2345
00e0.fc01.2345 Rom Ram
❖ MAC地址有48位，华为产品前3个字节是 0x00E0FC。
LAN与数据链路层
❖ IEEE802标准：当今最为流行的LAN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
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。
数据链路层
❖ 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)
信吗?
Source Host A
1
好啊！我刚好也
懂TCP/IP。
Destination Host B
❖ 网络协议是网络设备之间通信规则的正 式描述。
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或其他设备的集合。
❖ 特点：距离短、延迟小、数据速率高、 传输可靠。
最远传输距离：100米 RJ-45
线缆分类
直连电缆（异种设备）
主机到交换机或集线器 路由器到交换机或集线器
交叉电缆（同种设备）
交换机到交换机 集线器到集线器 主机到主机 集线器到交换机
反转电缆
从主机到路由器控制台串行通信端口的连接
双绞线
橙白、橙 绿白、绿 蓝白、蓝 棕白、棕
橙白、橙 绿白、蓝 蓝白、绿 棕白、棕
应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 数据链路层 物理层
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； 保证数据按序、可靠、正确传输。
❖ 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。
端到端通信
传输虚电路
源端一次发送数据的多少。
源
Send 1,2,3 Send 4,5,6 Send 4,5,6
确认技术
传输虚电路
目的
Host
Acknowledge 4 Acknowledge 4
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。
OSI参考模型
❖ OSI RM：开放系统互连参考模型 (Open System Interconnection Reference Model)
网络世界的法律!
七层功能
7
高层:负责主机之间的数据传输
6
5
4
3
底层:负责网络数据传输
2
1
应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 数据链路层 物理层
七层功能
FCS 数据链路层
FCS
物理层
帧 比特
应用层 表示层 会话层
传输层
网络层
数据链路层
物理层
解封装数据
上层数据 上层数据
TCP+上层数据 IP + TCP +上层数据 LLC 头 + IP + TCP + 上层数据
0101110101001000010
数据传输过程中的帧结构和包结构
数据传输过程中，帧结构在改变，但是包结构不改变
HTTP、Telnet、FTP、 TFTP、Ping、etc
TCP/UDP
提供应用程序网络接口 建立端到端连接
网络层 数据链路层
物理层
IP
IGMP ICMP
ARP/RARP
2.2.2.2 1.1.1.1 Data Ethernet 2.2.2.2 1.1.1.1 Data
2.2.2.2 1.1.1.1 Data Data
物理层
❖ 物理层：定义电压、接口、线缆标准、 传输距离等。
❖ 物理层线缆：
同轴电缆(coaxical cable)：细缆和粗缆 双绞线(twisted pair)：UTP、STP 光纤(fibre) 无线电波(wireless radio)：无线局域网
网络地址
网络地址 10.
主机地址 8.2.48
IPX 地址
网络地址 1aceb0b1.
主机地址 0000.0c00.6e25
❖ 网络层地址由两部分地址组成：网络层地 址和主机地址。网络层地址是全局唯一的。
路由协议与可路由协议
N1 N1.H1
N2.H1
N2 N1.H2
❖ 可路由协议：IP、IPX ❖ 路由协议： RIP、OSPF、BGP等
优点：多路复用，网络资源利用率高； 缺点：实时性差。
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联接性； 联接物理上分离的、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
❖ WAN分类：
共用电话网：PSTN 综合业务数字网：ISDN 数字数据网：DDN X.25共用分组交换网 帧中继：Frame Relay 异步传输模式：ATM
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
Terminator
总线型拓扑结构
❖ 计算机连接到公共的共享电缆上 ❖ 在共享的电缆两端均有终结器,起到边界定
义的作用 ❖ 如果线路有一处断点，那么整个网络将停止
通信 ❖ 计算机数目越多，网络上的噪音越大，从而
网络的效率越低
星型拓扑结构图
Hub or Switch
星型拓扑结构
❖ 如果单个计算机发生故障，只有单个的计算 机不能与网络通信
Ip首 部20
Tcp首
应用数据
部 IP数据报
Tcp首
应用数据
部 20
以太网帧
以太网驱 以太网 动程序
首部4
46-1500字节
TCP/IP协议数据封装方式
TELNET 23
FTP
SMTP
20/21
25
SEGMENT
IP PACKETS
FRAMES
BITS
TFTP 69
Hale Waihona Puke 应用层 传输层TCP/IP协议栈
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：适合延迟不敏感的应用
无需建立连接 资源动态分配
网络层协议操作
A
Router A 网络层 数据链路层 物理层
D
C
B Router B 网络层
数据链路层 物理层
E Router C 网络层 数据链路层 物理层
TCP/IP与OSI模型
❖ 学习完此课程，您将会：
了解TCP/IP协议栈与OSI 参考模 型的区别与联系
了解TCP/IP协议栈各层的功能 掌握IP地址的分类和子网划分
第1章 TCP/IP协议与OSI参考模型 第2章 IP地址分类与子网划分
TCP/IP协议和OSI参考模型
❖ TCP/IP协议栈具有简单的分层设计，与OSI
Bit
应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 数据链路层 物理层
Host B
❖ 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。
数据封装
Data H Data H H Data
应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 数据链路层 物理层
主机
交换机 路由器
应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 数据链路层 物理层
❖ 网络中的每台计算机上引出的电缆线段都连 接到中央的交换机或集线器