网络工程基础 OSI网际互联

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1 学习沉淀成长分享 网络工程基础 OSI 网际互联 红茶三杯 ( 朱 SIR) 微博 : t.sina.com/vinsoney Latest update:

2 课程目标 课程介绍 网络 网络工程基本概念 网际互联及 OSI 七层模型

3 课程介绍 关于 CISCO 关于 CCIE

4 CISCO 认证体系 CCIE CCNP CCNA

5 CCIE 方向 Routing & Switching Security Service Provider Networks Voice over IP Wireless Data Center

6 课程介绍

7 图标约定 100BaseT Hub PC Laptop Workgroup Switch Cloud/Network Line Routers Access Point Cisco ASA 5500 Route/Switch Processor Cisco IOS Firewall PIX Firewall

8 什么是网络拓扑 (Topology) 办公楼宿舍楼 5 宿舍楼 1 教学楼 服务器群 WEB 服务器文件服务器 OR Internet

9 网络 网络工程基本概念 什么是网络 什么是网络工程

10 网络的概念 Computer Computer Server

11 网络的概念 Server HUB( 集线器 )

12 网络的概念 Switch 交换机 Server

13 网络的概念 终端用户设备的接入 基本的接入安全功能 广播域的隔离 (VLAN) 二层链路的冗余 防环及负载均衡

14 网络的概念 INTERNET Router( 路由器 ) 网段 1 网段 2

15 网络的概念 隔绝广播 实现跨三层的数据互访 路由协议的支持 路径选择及数据转发 广域网接入 地址转换及特定的安全功能

16 网络的概念 服务器区 用户区

17 网络的概念 INTERNET 核心层 汇聚层 服务器群 接入层 终端用户 终端用户

18 网络的概念 一级行 ( 省级 ) BGP 二级行 ( 市级 ) OSPF 网 点 网点 N 生产 办公

19 网络的概念 广域网 Internet

20 网络工程 办公业务 :OA 系统邮件系统 CRM 系统 在信息系统工程方法和完善的组织机构指导下, 根据网络应用的 需求, 按照计算机网络系统的标准 规范和技术网络设备 : 路由器交换机, 规划设计可行防火墙 性方案, 将计算机网络硬件设备 软件和技术系统地集成在一起无线设备, 以成为满足用户需求 高性价比的网络系统的组建工作 终端设备 :PC 服务器 手机 综合布线 : 网线 电话线 空气

21 网络工程师 读万卷书 行万里路 阅人无数

22 网际互联及 OSI 七层模型 什么是 OSI 七层模型 每一个 Layer 的定义及用途 如何使用 OSI 参考模型分析网络通信过程

23 OSI 网际互联 OSI 的概念 : Open System Interconnect 开放系统互连参考模型, 是由 ISO( 国际标准化组织 ) 定义的 它是个灵活的 稳健的和可互操作的模型, 并不是协议, 常用来分析和设计网络体系结构 OSI 模型的目的 : 规范不同系统的互联标准, 使两个不同的系统能够较容易的通信, 而不需要改变底层的硬件或软件的逻辑 OSI 模型分为七层 : OSI 把网络按照层次分为七层, 由下到上分别为物理层 数据链路层 网络层 传输层 会话层 表示层 应用层

24 OSI 网际互联 OSI 的优点 ( 不限于 ) 将网络的通信过程划分为小一些 简单一些的部件, 因此有助于各个部件的开发 设计和故障排除 通过网络组件的标准化, 允许多个供应商进行开发 通过定义在模型的每一层实现什么功能, 鼓励产业的标准化 允许各种类型的网络硬件和软件相互通信 防止对某一层所做的改动影响到其他的层, 这样就有利于开发

25 OSI 参考模型 Application Application (Upper) Layers Presentation Session Transport Layer Network Layer Data Link Physical Data Flow Layers

26 OSI 参考模型 应用层表示层会话层传输层网络层数据链路层物理层 应用程序及接口对数据进行转换 加密和压缩维持不同应用程序的数据分隔提供可靠的端到端的报文传输和差错控制将分组从源端传送到目的端 ; 路由选择将分组数据封装成帧 ; 提供节点到节点方式的传输 ; 差错检测在媒体上传输比特 ; 提供机械的和电气的规约

27 OSI 参考模型 应用层 表示层会话层传输层网络层 特点 : 1. OSI 模型每层都有自己的功能集 ; 2. 层与层之间相互独立又相互依靠 ; 3. 上层依赖于下层, 下层为上层提供服务 数据链路层 物理层

28 OSI 参考模型 应用层表示层会话层传输层网络层 应用层 为应用软件提供接口, 使应用程序能够使用网络服务 常见的应用层协议 : http(80) ftp(20/21) smtp(25) pop3(110) telnet(23) dns(53) 等 数据链路层 物理层

29 OSI 参考模型 应用层表示层会话层传输层网络层数据链路层物理层 表示层的作用 : 数据的解码和编码 数据的加密和解密 数据的压缩和解压缩 常见的标准如 : ASCII JPEG

30 OSI 参考模型 应用层表示层会话层传输层网络层 会话层 负责建立 管理和终止表示层实体之间的会话连接 在设各或节点之间提供会话控制 它在系统之间协调通信过程, 并提供 3 种不同的方式来组织它们之间的通信 : 单工 半双工和全双工 数据链路层 物理层

31 OSI 参考模型 应用层表示层会话层传输层网络层 传输层 : 负责建立端到端的连接, 保证报文在端到端之间的传输 服务点编址 分段与重组 连接控制 流量控制 差错控制 数据链路层 物理层

32 OSI 参考模型 应用层表示层会话层传输层 网络层的作用 : 为网络设备提供逻辑地址 ( 三层地址 ) 进行路由选择 维护路由表 负责将分组数据从源端传输到目的端 网络层 数据链路层 物理层

33 OSI 参考模型 Lay3 网络层 设备 : 路由器 (Router) 广播 组播隔绝 寻址及转发, 选择到达目的网络的最佳路径 流量管理 连接广域网 (WAN)

34 OSI 参考模型 Lay3 网络层 逻辑地址 :IP 地址 IP Header Source address Destination address DATA 网络号 + 主机号

35 OSI 参考模型 应用层表示层会话层传输层网络层 数据链路层的作用 : 在不可靠的物理链路上, 提供可靠的数据传输服务, 把帧从一跳 ( 结点 ) 移动到另一跳 ( 结点 ) 组帧 物理编址 流量控制 差错控制 接入控制 数据链路层 物理层

36 OSI 参考模型 Layer2 数据链路层 数据链路层包含 :MAC 及 LLC 子层 介质访问控制 (Mac Access Control,MAC) 定义了数据包怎样在介质上进行传输 物理寻址在此处被定义, 逻辑拓扑也在此处定义 线路控制 出错通知 ( 不纠正 ) 帧的传递顺序和可选择的流量控制也都在这一子层实现 逻辑链路控制 (Logical Link Control,LLC) 负责识别网络层协议, 然后对它们进行封装 提供流量控制并控制比特流的排序

37 OSI 参考模型 Layer2 数据链路层 以太网标准 :Ethernet-II 及 Data Link (MAC layer) Physical 10Base2 10Base5 10BaseT 10BaseF DIX Standard Specifications for 10MB Ethernet 802.3u Specifications for 100MB (Fast) Ethernet

38 OSI 参考模型 Layer2 数据链路层 逻辑地址 :MAC 地址 Preamble Dest add Source add Length/ TYPE Data FCS C xx.xxxx IEEE assigned Vendor assigned MACAddress(48bits)

39 OSI 参考模型 Layer2 数据链路层 设备 : 交换机 OR 1 2 每个端口是一个冲突域 整台交换机属于一个广播域

40 OSI 参考模型 应用层表示层会话层传输层网络层数据链路层物理层 物理层的作用 : 负责把逐个的比特从一跳 ( 结点 ) 移动到另一跳 ( 结点 ) 物理层功能 : 定义接口和媒体的物理特性 定义比特的表示 数据传输速率 信号的传输模式 ( 单工 半双工 全双工 ) 定义网络物理拓扑 ( 网状 星型 环型 总线型等拓扑 )

41 OSI 参考模型 Layer1 物理层 LAN 的物理层实现 Data Link (MAC layer) Physical 10Base2 10Base5 10BaseT 10BaseF DIX Standard Specifications for 10MB Ethernet 802.3u Specifications for 100MB (Fast) Ethernet

42 OSI 参考模型 Layer1 物理层 WAN 的物理层实现 HDLC PPP Frame Relay ISDN BRI (with PPP) EIA/TIA-232 EIA/TIA-449 X.21 V.24 V.35 HSSI RJ-45 NOTE: Pinouts are different than RJ-45 used in campus

43 OSI 参考模型 Layer1 物理层 物理层标准规定了信号 连接器和电缆要求 接口及连接器

44 OSI 参考模型 Layer1 物理层 物理层标准规定了信号 连接器和电缆要求 线缆

45 OSI 参考模型 Layer1 物理层 设备 :Hub 集线器 整台设备在同一个冲突域 (collision domain) 整台设备都在同一个广播域 ( broadcast domain) 设备共享带宽 A B C D

46 OSI 参考模型 应用层表示层会话层传输层网络层数据链路层物理层 应用程序及接口对数据进行转换 加密和压缩建立 管理和终止会话提供可靠的端到端的报文传输和差错控制将分组从源端传送到目的端 ; 提供网络互联将分组数据封装成帧 ; 提供节点到节点方式的传输在媒体上传输比特 ; 提供机械的和电气的规约

47 借助 OSI 模型理解数据传输过程 A B 应用层表示层会话层传输层网络层数据链路层物理层 网络层 数据链路层 物理层 应用层表示层会话层传输层网络层数据链路层物理层

48 借助 OSI 模型理解数据传输过程 封装 Application Presentation PDU 数据 Session TCP Header 数据 Transport 分段 Segment IP Header 数据 Network 打包 Packet LLC Header 数据 FCS MAC Header 数据 FCS Data Link 成帧 Frame Physical 位 Bits

49 借助 OSI 模型理解数据传输过程 解封装 Application Presentation Session Upper Layer Data Transport Upper Layer Data Network TCP+ Upper Layer Data Data Link IP + TCP + Upper Layer Data LLC Hdr + IP + TCP + Upper Layer Data Physical

50 CISCO 园区网三层结构 INTERNET 核心层 汇聚层 服务器群 接入层 终端用户 终端用户

51 Q&A Hub Bridge Switch Router Collision Domains Broadcast Domains:

52 学习沉淀成长分享 红茶三杯 :weibo.com/vinsoney Thank You

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