1、网络施工技术,张治远,zhangzhiyuan_,13164233496,网络综合布线工程,课程知识,计算机网络的定义、分类、体系结构等基本知识,常用网络技术,案例分析、总结,1,2,3,4,计算机网络的定义将地理位置不同的具有独立功能的多台计算机及其外部设备，通过通信线路连接起来，在网络操作系统、网络管理软件及网络通信协议的管理和协调下，实现资源共享和信息传递的计算机系统。在计算机网络概念的描述中，网络中的计算机在功能上都是独立的，一台计算机不能强制地启动、停止或控制网中的另一台计算机。在物理上虽然它们通过传输介质如同轴电缆、双绞线、光纤、微波或卫星等相互连接，但在功能上各自都有独立的数据处
2、理和运行应用程序的能力。接入网络的计算机可通过网络信道将网络中服务各种资源传送到本地计算机进行加工处理，之后再传送回服务器或网中的其他计算机。 计算机网络的功能主要表现在硬件资源共享、软件资源共享和用户间信息交换三个方面 。,计算机网络,计算机网络的分类,按作用范围分：广域网(WAN)、局域网(LAN)、城域网(MAN) 按使用范围分：公用网、专用网 按交换功能分：电路交换网、报文交换网、分组交换网以及混合交换网 按网络拓扑分：集中式(星形网)、分布式(网状网)、分散式。,从网络的作用范围进行分类,MAN,W,局域网,从网络的作用范围分类，可以分为：广域网；局域网；城域网。广域网 WAN （W
3、ide Area Network）的作用范围通常为几十到几千公里。广域网有时也称为远程网（long haul Network）。局域网 LAN （Local Area Network）一般用微型计算机通过高速通信线路相连（速率通常在10 Mbit/S以上），但在地理上则局限在较小的范围（如1km左右）。城域网 MAN （Metropolitan Area Network）的作用范围在广域网和局域网之间，例如作用范围是一个城市，其传送速率比局域网的更高，但作用距离约为 550 km。,LAN,MAN,WAN,连接范围窄、用户数少、配置容易、连接速率高,ATM技术为骨干，但成本高,范围广、用户多、
4、速率低,局域网,广域网,城域网,三种网络的特点及应用范围,ATM技术,Asynchronous Transfer Mode异步传输模式的缩写 。ATM是以信元（CELL）为基础的一种分组交换和复用技术，它是一种为了多种业务设计的通用的面向连接的传输模式。它适用于局域网和广域网，它具有高速数据传输率和支持许多种类型如声音、数据、传真、实时视频、CD质量音频和图像的通信。ATM采用面向连接的传输方式，将数据分割成固定长度的信元，通过虚连接进行交换。ATM集交换、复用、传输为一体，在复用上采用的是异步时分复用方式，通过信息的首部或标头来区分不同信道。,思考,数据流在网络上传输为什么需要进行数据分组？
5、,从网络的使用范围进行分类,MAN,W,局域网,从网络的使用范围可分为公用网和专用网两种。公用网（public network）一般是国家的邮电部门建造的网络。“公用”的意思就是所有愿意接邮电部门规定交纳费用的人都可以使用。因此，公用网也可称为公众网。专用网（Private Network）是某个部门为本单位的特殊工作的需要而建造的网络。这种网络不向本单位以外的人提供服务。例如，军队、铁路、电力等系统均有本系统的专用网。,从网络的交换功能进行分类,MAN,W,局域网,常用的交换方法有：电路交换；在发端和收端之间建立电路连接，并保持到通信结束的一种交换方式。电话网中就是采用电路交换方式。打电话时
6、，首先是摘下话机拨号。拨号完毕，交换机就知道了要和谁通话，并为双方建立连接，等一方挂机后，交换机就把双方的线路断开，为双方各自开始一次新的通话做好准备。因此电路交换就是在通信时建立电路，通信完毕时拆除电路。至于在通信过程中双方传送信息的内容，与交换系统无关。电路交换方式的优点是数据传输可靠、迅速,实时性好，数据不会丢失，且保持原来的序列。缺点是在某些情况下，电路空闲时的信道容量被浪费。因此，它适用于远程批处理信息传输或系统间实时性要求高的大量数据传输的情况。,MAN,W,局域网,报文交换;通过接收，必要时存储并继续传送消息来对其进行路由选择的一种交换方式。 这种方式不要求在两个通信结点之间建立
7、专用通路。结点把要发送的信息组织成一个数据包报文，该报文中含有目标结点的地址，完整的报文在网络中一站一站地向前传送。每一个结点接收整个报文，检查目标结点地址，然后根据网络中的交通情况在适当的时候转发到下一个结点。经过多次的存储转发，最后到达目标，因而这样的网络叫存储转发网络。其中的交换结点要有足够大的存储空间（一般是磁盘），用以缓冲收到的长报文。 交换结点对各个方向上收到的报文排队，对找下一个转结点，然后再转发出去，这些都带来了排队等待延迟。报文交换的优点是不建立专用链路，线路利用率较高，这是由通信中的等待时延换来的。 电子邮件系统（E-mail）适合采用报文交换方式。,MAN,W,局域网,分
8、组交换；通过标有地址的分组进行路由选择传送数据，使信道仅在传送分组期间被占用的一种交换方式。分组交换是以分组为单位进行传输和交换的，它是一种存储-转发交换方式，即将到达交换机的分组先送到存储器暂时存储和处理，等到相应的输出电路有空闲时再送出。 混合交换。前三种交换方式已简单介绍过了。混合交换是指在一个数据网中同时采用电路交换和分组交换。,从网络的拓扑结构进行分类,MAN,W,局域网,概念来源 计算机网络的拓扑结构是引用拓扑学中研究与大小、形状无关的点、线关系的方法，把网络中的计算机和通信设备抽象为一个点，把传输介质抽象为一条线，由点和线组成的几何图形就是计算机网络的拓扑结构。 重要性 网络的拓
9、扑结构反映出网中个实体的结构关系，是建设计算机网络的第一步，是实现各种网络协议的基础，它对网络的性能，系统的可靠性与通信费用都有重大影响。计算机网络拓扑结构是指网络中各个站点相互连接的形式，在局域网中明确一点讲就是文件服务器、工作站和电缆等的连接形式。,网络的拓扑结构：网络拓扑结构是指抛开网络电缆的物理连接来讨论网络系统的连接形式，是指网络电缆构成的几何形状，它能从逻辑上表示出网络服务器、工作站的网络配置和互相之间的连接。它分为逻辑拓扑和物理拓扑结构 。物理拓扑物理拓扑描述的是如何将设备用线缆物理地连接在一起。 逻辑拓扑辑拓扑描述的是设备之间是如何通过物理拓扑进行通信。,五种常见网络拓扑结构,
10、总线型网络拓扑 星型网络拓扑 环型网络拓扑 树型网络拓扑 网型网络拓扑,五种常见网络拓扑结构,1.总线型,4.树型,2. 星型,3.环型,5. 网型,思考,以上五种网络拓扑结构的优缺点是什么？,总线结构,总线结构是指各工作站和服务器均挂在一条总线上，各工作站地位平等，无中心节点控制，其传递方向总是从发送信息的节点开始向两端扩散，如同广播电台发射的信息一样，因此又称广播式计算机网络。,一个结点发出的信息，总线上的其它结点均可“收听”到。 优点：结构简单、布线容易、可靠性较高，易于扩充，是局域网常采用的拓扑结构。 缺点：所有的数据都需经过总线传送，总线成为整个网络的瓶颈；出现故障诊断较为困难。 典
11、型应用：早期的局域网，采用网桥和集线器搭建。,总线型对等网络结构示意图,星型结构为目前使用最普遍的以太网结构，这种结构便于集中控制, 因为端用户之间的通信必须经过中心站，端用户设备因为故障而停机时也不会影响其它端用户间的通信。,星型拓扑结构每个结点都由一条单独的通信线路与中心结点连结。 优点：结构简单、容易实现、便于管理，连接点的故障容易监测和排除。 缺点：中心结点是全网络的可靠瓶颈，中心结点出现故障会导致网络的瘫痪。 对此中心系统通常采用双机热备, 以提高系统的可靠性。典型应用：以太网交换机、集线器（HUB）、ATM交换机等。,星型对等网络结构示意图,星型结构,环型结构由网络中若干节点通过点
12、到点的链路首尾相连形成一个闭合的环，这种结构使公共传输电缆组成环型连接，数据在环路中沿着一个方向在各个节点间传输，信息从一个节点传到另一个节点。,环形拓扑结构各结点通过通信线路组成闭合回路，环中数据只能单向传输。优点：结构简单，适合使用光纤，传输距离远，传输延迟确定。 缺点：环路是封闭的，不便于扩充；可靠性低，一个节点故障，将会造成全网瘫痪；维护难，对分支节点故障定位较难。 最著名的环形拓扑结构网络是令牌环网（Token Ring）,环型对等网络结构示意图,环型结构,树型结构,树形拓扑是总线型结构的扩展，它是在总线网上加上分支形成的，其传输介质可有多条分支，但不形成闭合回路。树形网是一种分层网
13、，联系固定，具有一定容错能力，一般一个分支和结点的故障不影响另一分支结点的工作，任何一个结点送出的信息都可以传遍整个传输介质，也是广播式网络。,树型拓扑结构是一种层次结构，结点按层次连结，信息交换主要在上下结点之间进行，相邻结点或同层结点之间一般不进行数据交换。 优点：连结简单，维护方便，适用于汇集信息的应用要求。 缺点：资源共享能力较低,树型对等网络结构示意图,网状拓扑又称作无规则结构，结点之间的联结是任意的，没有规律。就是将多个子网或多个局域网连接起来构成网际拓扑结构。在一个子网中，集线器、中继器将多个设备连接起来，而桥接器、路由器及网关则将子网连接起来。,优点：系统可靠性高，比较容易扩展
14、，组网方式灵活。 缺点：费用高，结构复杂，管理维护困难，每一结点都与多点进行连结，因此必须采用路由算法和流量控制方法。 目前广域网基本上采用网状拓扑结构。,网型结构,拓扑结构的选择,网络拓扑结构是网络的基本要素，处于基础的地位，选择合适的网络拓扑结构很重要。确定拓扑结构，要考虑联网的计算机数量、地理覆盖范围、网络结点变动的情况，以及今后的升级或扩展因素。以上几种拓扑结构各有千秋，目前符合广播式布线系统的星型网络拓扑结构及其双绞线传输介质将会成为21世纪局域网最流行的趋势。在实际组建网络时，其拓扑结构不一定是单一的，通常是几种拓扑结构的综合。,按网络通信传播方式进行分类,(1)广播式网络 (2)
15、点到点式网络 广播式网络所采用的传输技术是广播通信信道技术，该传输技术采用多个结点共享一个通信信道，一个结点广播信息，其他结点必须接收信息。所有连接网络的计算机都共享一个公共通信信道。当一台计算机利用共享通信信道发送报文分组时，所有其他的计算机都会“接收”到这个分组。发送的分组中带有目的地址与源地址，接收到该分组的计算机将检查目的地址是否与本结点地址相同，如果被接收报文分组的目的地址与本结点地址相同，则接收该分组，否则丢弃该分组。,按网络通信传播方式进行分类（二）,点到点式网络所采用的传输技术是点到点通信信道技术，该技术采用一个信道线路与一对结点相连接，其他计算机都不能“接收”信息。在点对点网
16、络中，每条物理线路连接一对计算机。如果两台计算机之间没有直接连接的线路，它们之间的分组传输就要通过中间结点来接收、存储、转发直至目的结点。由于连接多台计算机之间的线路结构一般比较复杂，因此，从源结点到目的结点可能存在多条路由，决定分组从通信子网的源结点到达目的结点的路由需要有路由选择算法来计算。采用分组存储转发还是采用路由选择是区分广播式网络还是点到点式网络的重要依据之一。,按介质分：有线网、无线网 有线网(采用如同轴电缆、双绞线、光纤等物理介质来传输数据的网络) 无线网（采用卫星、微波等无线形式来传输数据的网络） 按速率分：高速网、中速网、低速网 高速网（网上数据传输速率在50Mbps-75
17、0Mbps之间的系统。信息高速公路） 中速网（网上数据传输速率在1.5Mbps45Mbps之间的系统。传统的数字式公用数据网） 低速网（网上数据传输速率在300bps1.4Mbps之间的系统。借助调制解调器利用电话网来实现）,计算机网络的其他分类方法,计算机网络的体系结构,网络体系结构是指通信系统的整体设计，它为网络硬件、软件、协议、存取控制和拓扑提供标准。它广泛采用的是国际标准化组织（ISO）在1979年提出的开放系统互连（OSI-Open System Interconnection)的参考模型。,OSI参考模型,OSI的由来,在OSI出现之前，计算机网络中存在众多的体系结构，其中以IBM
18、公司的SNA(系统网络体系结构)和DEC公司的DNA (Digital Network Architecture)数字网络体系结构最为著名。为了解决不同体系结构的网络的互联问题，国际标准化组织ISO于1981年制定了开放系统互连参考模型（Open System Interconnection Reference Model，OSI/RM。,OSI划分层次的原则网络中各结点都有相同的层次。 不同结点相同层次具有相同的功能。同一结点相邻层间通过接口通信。每一层可以使用下层提供的服务，并向上层提供服务。 不同结点的同等层间通过协议来实现对等层间的通信 。,上三层,应用层是最靠近用户的OSI层。这一层
19、为用户的应用程序（例如电子邮件、文件传输和终端仿真）提供网络服务 (Telnet , HTTP , FTP) 。 表示层提供各种用于应用层数据的编码和转换功能，确保一个系统的应用层发送的数据能被另一个系统的应用层识别 (ASCII , JPEG) 。如数据的压缩和解压缩加密和解密等工作都由表示层负责。 会话层负责建立、管理和终止表示层实体之间的通信会话，这一层的通信由不同设备中的应用程序之间的服务请求和响应组成 (OS) 。如服务器验证用户登录便是由会话层完成的。,下四层,传输层定义了一些传输数据的协议和端口号（WWW端口80等），如：TCP（传输控制协议，传输效率低，可靠性强，用于传输可靠性
20、要求高，数据量大的数据），UDP（用户数据报协议，与TCP特性恰恰相反，用于传输可靠性要求不高，数据量小的数据，如QQ聊天数据就是通过这种方式传输的）。 主要是将从下层接收的数据进行分段和传输，到达目的地址后再进行重组。常常把这一层数据叫做段。提供建立、维护和取消传输连接功能，负责可靠地传输数据。,网络层在位于不同地理位置的网络中的两个主机系统之间提供连接和路径选择。Internet的发展使得从世界各站点访问信息的用户数大大增加，而网络层正是管理这种连接的层。网络层负责在源机器和目标机器之间建立它们所使用的路由。这一层本身没有任何错误检测和修正机制，因此网络层必须依赖于端端之间的由DLL提供的
21、可靠传输服务。 处理网络间路由，确保数据及时传送。将数据链路层提供的帧组成数据包，包中封装有网络层包头，其中含有逻辑地址信息-源站点和目的站点地址的网络地址。,数据链路层定义了如何让格式化数据以进行传输，以及如何让控制对物理介质的访问。这一层通常还提供错误检测和纠正，以确保数据的可靠传输。该层的作用包括：物理地址寻址、数据的成帧、流量控制、数据的检错、重发等。帧含有源站点和目的站点的物理地址。,物理层主要定义物理设备标准，如网线的接口类型、光纤的接口类型、各种传输介质的传输速率等。它的主要作用是传输比特流（就是由1、0转化为电流强弱来进行传输,到达目的地后在转化为1、0，也就是我们常说的数模转
22、换与模数转换）。这一层的数据叫做比特。提供机械、电气、功能和过程特性。如规定使用电缆和接头的类型，传送信号的电压等。在这一层，数据还没有被组织，仅作为原始的位流或电气电压处理。 中继器、集线器。,OSI 参考模型表格,OSI模型与TCP/IP模型对比,计算机网络中的协议,网络层协议1、 IP（Internet Protocol）IP是一个无连接的协议。无连接是指主机之间不建立用于可靠通信的端到端的连接，源主机只是简单地将IP数据包发送出去。但数据包可能会丢失、重复、延迟时间，甚至出现乱序，只是“尽力”传输而已。因此，要实现数据包的可靠传输，还必须依靠高层的协议或应用程序，如传输层的TCP。,2
23、、ARP（Address Resolve Protocol）地址转换协议（ARP）是用来实现IP地址与本地网络认知的物理地址（以太网MAC地址）之间的映射。它是在仅知道主机的IP地址时确定其物理地址的一种协议。,思考,源主机A要发送数据给目的主机，但只已知IP地址192.168.0.1，不知道MAC地址。但实现数据传输必须要MAC地址，怎么办？,ARP病毒,ARP病毒并不是某一种病毒的名称，而是对利用ARP协议的漏洞进行传播的一类病毒的总称。通常此类攻击的手段有两种：路由欺骗和网关欺骗。是一种入侵电脑的木马病毒。对电脑用户私密信息的威胁很大。中毒主机一开机上网就不断发ARP欺骗报文，即以假冒的
24、网卡物理地址向同一子网的其它机器发送ARP报文，甚至假冒该子网网关物理地址蒙骗其它机器，使网内其它机器改经该病毒主机上网，这个由真网关向假网关切换的过程中其它机器会断一次网。倘若该病毒机器突然关机或离线，则其它机器又要重新搜索真网关，于是又会断一次网。所以会造成某一子网只要有一台或一台以上这样的病毒机器，就会使其他人上网断断续续，严重时将使整个网络瘫痪。这种病毒（木马）除了影响他人上网外，也以窃取病毒机器和同一子网内其它机器上的用户帐号和密码（如QQ和网络游戏等的帐号和密码）为目的。,Arp显示和修改 arp-a InetAddr -N IfaceAddr -g InetAddr -N Ifa
25、ceAddr -d InetAddr IfaceAddr -s InetAddr EtherAddr IfaceAddr,传输层协议,TCPTransmission Control Protocol 传输控制协议是一种面向连接（连接导向）的、可靠的、基于字节流的运输层（Transport layer）通信协议。 UDPUDP 是User Datagram Protocol的简称， 中文名是用户数据包协议，是 OSI 参考模型中一种无连接的传输层协议，提供面向事务的简单不可靠信息传送服务 TCP与UDP比较使用TCP通信比UDP可靠，但如要发送的信息较短，不值得在主机之间建立一次连接，则可使用U
26、DP。另外，面向连接的通信通常只能在两个主机之间进行，若要实现多个主机之间的一对多或多对多的数据传输，即广播或多播，就需要使用UDP。,TCP的三次握手,SYN是TCP/IP建立连接时使用的握手信号。在客户机和服务器之间建立正常的TCP网络连接时，客户机首先发出一个SYN消息，服务器使用SYN-ACK应答表示接收到了这个消息，最后客户机再以ACK消息响应。这样在客户机和服务器之间才能建立起可靠的TCP连接，数据才可以在客户机和服务器之间传递。,应用层协议,简单网络管理协议 SNMP，实现网络的管理。 域名服务 DNS，用于实现主机名与IP地址之间的映射。 文件传输协议 FTP，实现主机之间的文
27、件传送。 超文本传输协议 HTTP，用于Internet中的客户机与WWW服务器之间的数据传输。 远程登录协议Telnet，本地主机作为仿真终端，登录到远程主机上去运行应用程序。,数据封装,Thank You!,计算机网络的体系结构,Products,Technology,Service,Market,Text,Description of the contents,Description of the contents,Description of the contents,Description of the contents,物理网,协议,Market,Technology,Diagra
28、m,57%,Description of the companys productsDescription of the companys businessDescription of the companys technologyDescription of the companys contents,Description of the contents,Title in here,Diagram,ThemeGallery is a Design Digital Content & Contents mall developed by Guild Design Inc.,A title a
29、bout content,Describe a vision of company or strategic contents.,01.Title Add your text in here Add your text in here Add your text in here,02.Title Add your text in here Add your text in here Add your text in here,ThemeGallery is a Design Digital Content & Contents mall developed by Guild Design In
30、c.,Your text in here,Diagram,Contents01,Contents02,Contents03,Contents04,Contents05,Contents06,Bar Chart,0% 20% 40% 60% 80% 100%,84.3%,Title in here,18.5%,17.5%,8.7%,23.6%,63.6%,Diagram,Content Title,Description of the contentsDescription of the contents,Content Title,Content Title,Description of th
31、e contentsDescription of the contents,Description of the contentsDescription of the contents,ThemeGallery is a Design Digital Content & Contents mall developed by Guild Design Inc.,Title in here,Title in here,Title in here,Description of the companys productsDescription of the companys businessDescr
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36、e,Description of the contents,Contents ThemeGallery is a Design Digital Content & Contents mall developed by Guild Design Inc.,Diagram,Title in here,Title in here,Title in here,Step 1,Step 2,Step 3,1.Describe contents for a Step1 - Description of the sub contents- Description of the sub contents2.De
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