行业《收集应用基础》常识课件.ppt
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1、第2讲:网络概念和体系结构一、什么是计算机网络?n计算机网络是由通信子网和资源子网组成。通信子网是由网络中的各种通信设备和用作信息交换的节点计算机构成。系统以通信子网为中心,通信子网处于网络的内层。通信子网的重要任务是负责全网的信息交换,它采用的是分组交换技术(也就是存储转发技术)。资源子网是由处于网络外围的主机和终端机构成。资源子网的任务是负责信息处理,向网络提供可用的资源。用户通过资源子网不仅共享通信子网的资源,而且还可以共享用户资源子网的硬件资源和软件资源。用户邮递员邮递员用户邮政分局中心局中心局邮政分局邮政运输用户将信件投入信箱用户从信箱收取信件从信箱收集信件送邮局盖邮戳分拣信件分拣信
2、件、打包送运输部门运输投递信件到用户信箱分拣信件交邮递员投递拆包分发邮件二.体系结构applicationpresentationsessiontransportnetworkdatalinkphysical应用层表示层对话层传输层网络层数据链路层物理层开放系统开放系统物理层数据链路层网络层物理介质中继系统协议OSI开放系统互连参考模型将整个网络的通信功能划分成七个层次,每个层次完成不同的功能。这七层由低层至高层分别是物理层、数据链路层、网络层、运输层、会话层、表示层和应用层。二.体系结构掌握什么是计算机网络的体系结构?1、计算机网络体系结构就是指计算机网络各层次功能和相应协议的集合,其重要的
3、框架是OSI标准。2、OSI的核心内容由高、中、低三层组成:高层面向网络应用,低层面向网络通信的各种物理设备,中层则集中了大量的协议,起作信息交换、路径选择等作用。为什么要分层n因为计算机网络是一个复杂的、分布的、开放性的网络系统,采用结构化的方法来描述它,可以把复杂的网络问题分解为许多比较小的、界面比较清晰的、结构简单的部分来处理。每层结构解决的主要问题层层数据传输数据传输控制控制应用层应用层不涉及具体的数据不涉及具体的数据传输,数据在主机传输,数据在主机内处理。内处理。域名解析域名解析动态主机配置动态主机配置网络管理网络管理表示层表示层不涉及具体的数据不涉及具体的数据传输,数据在主机传输,
4、数据在主机内处理。内处理。语法语法(信息的结构或格式信息的结构或格式)和和语义语义(何种信息完成何种动作何种信息完成何种动作做出何种应答做出何种应答)操作操作数据编码、加密解密、数据数据编码、加密解密、数据压缩压缩会话层会话层不涉及具体的数据不涉及具体的数据传输,数据在主机传输,数据在主机内处理。内处理。为发送方和接收方的应用进为发送方和接收方的应用进程建立连接程建立连接(为进程分配相应为进程分配相应的资源,如缓存、计时器等的资源,如缓存、计时器等)。每层结构解决的主要问题(续)层层数据传输数据传输控制控制运输层运输层不涉及具体的数据传输,不涉及具体的数据传输,数据在主机和中继系统数据在主机和
5、中继系统内处理。内处理。为应用数据建立传输连接为应用数据建立传输连接流量控制流量控制服务质量服务质量QoS保证保证网络层网络层路由转发路由转发单播、组播、广播单播、组播、广播地址解析地址解析拥塞控制拥塞控制路由选择路由选择防火墙防火墙数据链路层数据链路层在相邻节点在相邻节点(主机或者主机或者中继系统中继系统)间无差错的传间无差错的传输数据帧输数据帧交换转发交换转发单播、组播、广播单播、组播、广播差错控制差错控制流量控制流量控制介质访问控制介质访问控制物理层物理层在相邻节点间传输比特在相邻节点间传输比特流流适用于物理链路的数据编码适用于物理链路的数据编码物理连接控制物理连接控制数据通信过程字节流
6、报文报文H4M1H2H3H4M1H3H4M1T2字节流报文报文H4M1H2H3H4M1H3H4M1T2分段与封装发送端拆包与组装接收端第7层协议第6层协议第5层协议第4层协议第3层协议第2层协议物理介质H、T、M分别表示数据单元的首部、尾部、信息网络协议什么是网络协议?(Network,Protocol),网络协议也是网络通信协议,是通信双方共同遵守的规则或约定。这些规则明确地规定了所交换数据的格式和时序,因此可以根据服务需要,制定不同的“协议”分别用来协调和管理计算机网络的各个方面的运作。网络协议applicationtransportinternetnetworkinterfacephys
7、ical应用层传输层网际层网络接口硬件开放系统开放系统硬件网络接口网络层物理介质中继系统协议TCP/IP协议族应用层传输层网络层表示层对话层HTTPSMTPDNSNSPFTPSNMPPOPTELNET.TCPUDPIPARPRARPICMP应用层传输层网际层OSI模型TCP/IP协议族TCP/IP模型TCP和UDPn什么是TCP和UDP nTCP和UDP是TCP/IP协议中的两个传输层协议,它们使用IP路由功能把数据包发送到目的地,从而为应用程序及应用层协议(包括:HTTP、SMTP、SNMP、FTP和Telnet)提供网络服务面向连接的面向连接的TCP 协议n“面向连接”就是在正式通信前必须
8、要与对方建立起连接。比如你给别人打电话,必须等线路接通了、对方拿起话筒才能相互通话nTCP(Transmission Control Protocol,传输控制协议)是基于连接的协议,也就是说,在正式收发数据前,必须和对方建立可靠的连接。一个TCP连接必须要经过三次三次“对话对话”才能建立起来才能建立起来,其中的过程非常复杂,我们这里只做简单、形象的介绍,你只要做到能够理解这个过程即可。我们来看看这三次对话的简单过程:主机A向主机B发出连接请求数据包:“我想给你发数据,可以吗?”,这是第一次对话;主机B向主机A发送同意连接和要求同步(同步就是两台主机一个在发送,一个在接收,协调工作)的数据包:
9、“可以,你什么时候发?”,这是第二次对话;主机A再发出一个数据包确认主机B的要求同步:“我现在就发,你接着吧!”,这是第三次对话。三次“对话”的目的是使数据包的发送和接收同步,经过三次“对话”之后,主机A才向主机B正式发送数据。TCP协议n作用:n可靠地、全双工传送应用数据地字节流n流量控制n可靠性方法:n捎带确认n校验和n流量控制n流控方法:滑动窗口捎带确认和校验和头部源端口目的端口序号校验和确认号头部长度保留控制窗口大小紧急指针选项和填充数据滑动窗口1113141234567891012131412345678910111214(a)滑动之前(b)滑动之后12345678910111213
10、滑动窗口已确认的字节字节 4至7已被发送字节 8至13可以发送字节 14至16不能发送指针(c)带指针的滑动窗口1516例题分析nTCP/IP网络中提供可靠数据传输的是()。A、TCPB、IPC、UDPD、ICMP答案:A例题分析nTCP的可靠性机制可以消除的错误有()。A、a。B、a,b。C、a,b,c。D、a,b,c,da.丢失b.延迟c.重复d.错读数据包答案:D例题分析n有关TCP滑动窗口的说法中正确的是()。A、a,b,c/B、a,b,d/C、a,b,c,d,f/D、a,b,c,d,e,fa.TCP滑动窗口有利于提高带宽利用率b.TCP滑动窗口使主机在等待确认消息的同时,可以发送多个
11、字节或数据包c.TCP滑动窗口的大小以字节数表示d.TCP滑动窗口的大小在连接建立阶段指定e.TCP滑动窗口的大小随数据的发送而变化f.TCP滑动窗口可以提供流量控制答案:D例题分析n114、TCP数据包格式中没有包括的是()。A、a B、a,b,g C、d,e,f D、b,c,d,e,f,ga.IP地址b.端口c.序列号 d.窗口e.校验和f.紧急指针g.数据 答案:AUDP协议n面向非连接的UDP协议 “面向非连接”就是在正式通信前不必与对方先建立连接,不管对方状态就直接发送。这与现在风行的手机短信非常相似:你在发短信的时候,只需要输入对方手机号就OK了UDP的基本操作nUDP适用于一次只
12、传送少量数据、对可靠性要求不高的应用环境。比如,我们经常使用“ping”命令来测试两台主机之间TCP/IP通信是否正常,其实“ping”命令的原理就是向对方主机发送UDP数据包,然后对方主机确认收到数据包,如果数据包是否到达的消息及时反馈回来,那么网络就是通的。例如,在默认状态下,一次“ping”操作发送4个数据包。大家可以看到,发送的数据包数量是4包,收到的也是4包(因为对方主机收到后会发回一个确认收到的数据包)。这充分说明了UDP协议是面向非连接的协议,没有建立连接的过程。正因为UDP协议没有连接的过程,所以它的通信效果高;但也正因为如此,它的可靠性不如TCP协议高。UDP源端口目的端口总
13、长度校验和数据和填充头部tcp协议和协议和udp协议的差别协议的差别TCPUDP是否连接是否连接面向连接面向连接面向非连接面向非连接传输可靠性传输可靠性可靠的可靠的不可靠的不可靠的速度速度慢慢快快例题分析nTCP/IP网络中不提供可靠性传输的是()。A、TCPB、IPC、UDPD、ICMP答案:C例题分析nQQ通信过程使用什么样的协议?IP地址IP地址通常由若干二进制数表示(IPv4用32位,IPv6用了128位),,分为两段:一段用来标识主机属于哪个网络,称为网络地址(或网络号);另一段标识该网络中的某台主机,称为主机地址(或主机号)。网络地址用来标识一个逻辑网络,即主机所在的网络;主机地址
14、用来标识网络中的一台主机,说明其在所处网络中的编号。01111111.00000000.00000000.00000001IP地址的记法n点分十进制(dotted decimal notation)01111111.00000000.00000000.00000001 127.0.0.110001101.00111010.01100001.11101011 139.56.97.235IP地址分类地址分类IP地址分类地址分类(续续)nA类地址网络地址字段为7位,主机地址字段为24位。A类地址范围为1.0.0.0127.255.255.255,相应地,共有126个A类网(网路地址为127时用作网络
15、测试),一个A类网最大可有16777214台主机,适用于有大量主机的大型网络。IP地址分类地址分类(续续)n B类地址网络地址字段为14位,主机地址字段16位。B类地址范围为128.0.0.0191.255.255.255,相应地,共有16384个B类网,每个B类网最大可有65534台主机,适用于大公司与政府机构等。IP地址分类地址分类(续续)nC类地址网络地址字段为21位,主机地址字段为8位。C类地址的取值范围为192.0.0.0223.255.255.255,相应地,共有2097152个C类网,每个C类网中可拥有254台主机,特别适用于一些小规模网络与普通的办事机构。IP地址分类地址分类(
16、续续)D类地址是多目地址,它的范围为224.0.0.0239.255.255.255。主要是留给Internet体系结构委员会IAB(Internet Architecture Board)使用。E类地址的范围是:240.0.0.0255.255.255.255。暂时保留备以后使用IP地址的使用范围 网络网络类型类型最大最大网络数网络数第一个可用第一个可用的网络号的网络号最后一个可用最后一个可用的网络号的网络号每个网络中每个网络中的最大主机数的最大主机数A126112616,777,214B16,382128.1191.25465,534C2,097,150192.0.1223.255.254
17、254例题分析nIP地址由几部分组成()。A、2B、3C、4D、5答案A例题分析nIP地址172.31.1.2的类型是()。A、A类B、B类C、C类D、D类答案:B例题分析n主机号与网络号的字节数相等的IP地址的类型是()。A、A类B、B类C、C类D、D类答案:B子网掩码子网掩码nIP地址的网络号和主机号各是多少位呢?如果不指定,就不知道哪些位是网络号、哪些是主机号,这就需要通过子网掩码子网掩码来实现。n子网掩码的功能是用来获取主机或路由设备的网络地址的。网络中的每一个设备都有自己的IP地址,通过子网掩码与IP地址的“与”操作,得到网络地址。在子网掩码中,与相应IP地址中对应网络地址的位全为“
18、1”,与主机部分对应的位全为“0”。因此,A类地址子网掩码为255.0.0.0,B类地址子网掩码为255.255.0.0,C类地址子网掩码为255.255.255.0。IP子网n为了提高IP地址的使用效率,可将一个网络划分为子网:从主机位最高位开始借位变为新的子网位,所剩余的部分则仍为主机位。这使得IP地址的结构分为三部分:网络位、子网位和主机位。子网号的含义为什么要划分子网n划分子网(subnet)可以在本单位的各子网之间进行可控的隔离,因而便于管理。n克服网桥的缺点n容易引起广播风暴n不太容易隔离和管理n网络地址复用:可以按子网分配地址子网掩码-提取子网号/主机号n子网掩码由一连串的“1”
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