数通基础知识培训.ppt
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2022/10/23,2022/10/23,温州移动数通基础知识,Page2,学习完此课程,您将会:
了解OSI七层模型和TCP/IP模型掌握IP地址和子网划分了解ARP、免费ARP、ARP代理的概念和原理了解ICMP,Ping、Traceroute等常用网络诊断工具的使用熟悉交换机、路由器等网络设备的工作原理和基本概念了解路由的概念和数据包转发过程,目标,Page3,第1章OSI和TCP/IP模型第2章IP地址和子网的概念和子网划分第3章交换基础和路由基础第4章ICMP,PING,TRACEROUTE的原理,内容介绍,Page4,OSI参考模型和TCP/IP模型:
OSI模型,TCP/IP模型,Page5,OSI模型,Application两个作用:
1、给用户提供接口。
2、提供标准的服务。
主要包括:
SNMP,FTP,TELNET,NET,DHCP,TFTP,HTTP,DNS等。
Presentation的主要作用:
1、指定独立结构的数据传送格式。
2、编码和解码数据格式,加密和解密数据,压缩。
主要包括:
.jpg,.pdf,.doc,加密等Session层:
会话层。
主要包括netbios,appletalk,radius等。
传输层的主要作用:
1、管理网络层。
2、提供可靠的报文传输机制。
IP层:
1、地址和路由。
DATALINK:
1、帧2、控制物理层数据流。
物理层:
1、接口2、定义电气特性,Page6,TCP/IP协议栈,应用层,传输层,网络层,提供应用程序网络接口,建立端到端连接,寻址和路由选择,物理介质访问,二进制数据流传输,Page7,数据封装过程,数据的封装过程:
当一个应用层的数据最终在物理链路上传输,需要经过TCP/IP协议栈每层,每经过一层,该数据封装在该层并打上相应层的头.,TCPsegment,IPdatagram,46to1500,Page8,第1章OSI和TCP/IP模型第2章IP地址和子网的概念和子网划分第3章交换基础和路由第4章ICMP,PING,TRACEROUTE的原理,内容介绍,Page9,IP地址,IP-InternetProtocolIP协议提供网络层的非连接服务,提供寻址、服务类型区分、分片和重组以及安全等功能。
IP协议数据TCP/IP协议栈层3协议。
定义在RFC791表示方式:
二进制:
00001010.11010110.01010111.10000011十进制:
172.16.1.1,Page10,IP地址的分类规则,根据IP网络的大小,IP地址分为A类、B类、C类、D类和E类地址。
第一个八进制的第一位为0,表示A类地址第一个八进制的头两位为10的,表示B类地址第一个八进制的头三位为110的,表示C类地址第一个八进制的头四位为1110的,表示D类地址第一个八进制的头五位为1111的,表示E类地址,Page11,掩码(mask),掩码用来区分IP地址中的网络地址和主机地址。
掩码的表示方法和IP地址一样,有十进制和二进制两种表示方法,对A类、B类、C类地址的掩码为:
Page12,掩码的使用,确定网络地址确定网络中地址数量10.238.45.173/255.255.255.224,地址00001010.11101110.00101101.10101101掩码11111111.11111111.11111111.11100000与运算00001010.11101110.00101101.10100000结果10.238.45.160网络地址,10.10.10.0/255.255.0.0网络地址还是主机地址?
Page13,特殊IP地址,Page14,变长子网掩码和子网,VLSM(variouslengthsubnetmask),可以变长的子网掩码,也称为sub-subnet。
将一个小的掩码的子网地址划分更多的大的掩码的子网。
目的将子网的主机位减小,更加有效的利用IP地址。
利用变长子网掩码对Host位进行分割,分割的部分用来作为网络地址,这样即增加了网络地址,又充分利用了主机位地址。
分割的部分为子网。
192.168.1.64/27,192.168.1.96/27,192.168.1.164/30,192.168.1.168/30,ISP,通告192.168.1.0,Page15,子网的计算,1、给定一个网络地址,和主机数量,计算子网地址。
给一个B地址,172.16.0.0,可以划分多个C类地址?
B类地址的第三个八位组主机位全部划分为子网位:
28=255个子网(子网位从0255)。
给一个C类(192.168.1.0)地址,每个网段的主机数量位30个,子网是多少?
先计算主机位,根据2z-2=30,计算z5,所以主机位由5位。
(n取整数)然后计算子网位:
C类地址的主机位共有8位,所以子网位为3位,子网网段为(192.168.1.0;192.168.1.32;192.168.1.64;192.168.1.128;192.168.1.96;192.168.1.160;192.168.1.192,;192.168.1.224;192.168.1.256(大于255,无效的子网网段)。
2、给定一个IP地址和掩码,计算出子网地址、广播地址、和有效IP地址的范围。
(172.16.103.2255.255.252.0)子网地址计算方法:
从IP地址中找出“感兴趣的数值”。
对于掩码在0255(不包括0和255)对应的IP地址的十进制,即为感兴趣的数值。
对于掩码255对应的IP地址的数值,复制该数值到子网地址中。
对掩码0对应的IP地址,对应的数值为0计算出魔术数(magicnumber)。
用256减去“感兴趣数值”对应的掩码。
子网位=N*(magicnumber)感兴趣的数值(N为整数,并取最大值),Page16,子网快速判定,快速判定实例PC机地址:
18.56.75.27,掩码:
255.255.240.0目的地址:
18.56.82.23,掩码:
255.255.240.0掩码前两个字节为255,256-255=1,结果一目了然掩码第三个字节为240,256-240=1675/16=4,82/16=5代表下取整运算结论:
在给定掩码下,两个地址属于不同子网,Page17,地址界定,地址界定实例IP地址:
211.167.138.37掩码:
255.255.240.0子网网络地址138/16=88x16=128子网网络地址为:
211.167.128.0子网广播地址138/16=8(8+1)x16-1=143子网广播地址为:
211.167.143.255,Page18,私网地址,私网地址对比公网地址,不能在internet中传播,只能在组织内部使用。
如果需要通过internet来通讯,必须使用公网地址。
私网地址的使用解决了公网地址日益短缺的问题。
127.0.0.0127.255.255.255作为主机地址保留。
Page19,IP地址设计原则,IP地址设计原则:
IP地址的唯一性:
网络的IP地址要设计为保持唯一。
子网的连续性:
为了减小路由表的大小,需要对应路由进行汇聚,设计时要保证子网的连续性,避免浪费IP地址和不利于路由汇聚。
业务相关性:
针对不同的业务,来设计子网地址,相同的业务尽量采用相同的子网地址。
可扩展性。
子网掩码的设计要考虑到将来的扩容,预留足够的主机位。
公网私网使用合理:
私网网段不扩散到公网上。
同一自治系统内部私网统一规划,保证私网在本自治系统内部不冲突。
IP,services,location,Page20,问题,一个IP地址为170.1.17.17/21,该地址的子网地址是多少?
172.17.1.1/16是什么类型的地址?
是公网地址还是私网地址?
192.168.1.0/24,192.168.2.0/24,192.168.3.0/24的聚合地址是多少?
10.1.1.0/24可以分配多少个27位掩码的网络地址?
每个27位掩码的地址可以分配多个主机地址?
Page21,第1章OSI和TCP/IP模型第2章IP地址和子网的概念和子网划分第3章交换基础和路由第4章ICMP,PING,TRACEROUTE的原理,内容介绍,Page22,ARP,ARP(addressresolutionprotocol),地址解析协议。
IP报文下发到数据链路层后,网络接口卡需要在IP报文加上以太网帧头,帧的格式如下:
ARP协议用来获取MAC地址,属于二层协议ARPRequestARPResponse,Page23,ARP工作过程,PC1,PC2,PC1PingPC2过程,IP1,MAC1,IP2,MAC2,PC1上组成一个IP报文,包括IP头,IP1,IP2;PC1根据本机的路由表可知PC2为直连设备,可以直接从IP1所在接口发送出去;网络接口卡将该IP报文封装成帧,需要加上帧头,所以PC1需要知道IP2接口的MAC地址。
PC1查找本地ARP表无法获得IP2对应的MAC地址,因此PC1从IP1所在接口发送ARP请求报文(广播);PC2接收到ARP请求后响应ARP报文,携带本端的MAC地址MAC2;PC1接收到ARP响应后从报文中剥离MAC地址,将MAC2和IP2关联加入本地ARP表中。
网络接口卡将从上层获得的IP报文封装成帧,源MAC为MAC1,目的MAC为MAC2;PC2接收到该帧之后,判断是自身MAC地址则剥离帧头,剩下IP报文,发现目的地址为本身则送给响应处理模块;IP模块处理ICMP报文,根据对端发送的是ICMPEchoRequest响应ICMPEchoReply。
Page24,免费(Gratuitous)ARP,免费ARP的作用主要是:
1、确定其它设备的IP地址是否与本设备地址冲突。
2、通知其它设备及时更新高速缓存中旧的硬件地址。
免费ARP的报文格式:
目的IP地址和原IP地址为本机地址,原MAC为本机MAC地址,目的MAC为广播地址。
当其它设备接受到免费ARP报文后,如果不存在目的地址IP1的ARP表项,则添加到自己的ARP表项中;如果存在目的地址IP1的ARP表项,则更新自己ARP表项的硬件地址为免费ARP报文的MAC地址。
Page25,ARPPROXY,ARP代理的主要作用一个网络中的主机发往另外一个网络的主机的ARP请求,被连接这两个网络的ARP代理的设备来处理;代理设备使用自身硬件地址MAC来响应针对主机的ARP请求;实现二层隔离端口之间的三层访问,Page26,ARP代理应用,如图:
PC1没有配置网关,想访问另外一个网络中的PC2设备。
IP1和IP3在同一网段PC1向PC2发送ARP请求报文,报文内容当路由器的PORT1接口接受到ARP请求报文之后,并开启了ARP代理功能,并且路由器知道自己能达到PC2,路由器将代理PC2来发送ARP响应报文,PC1IP1,MAC1,PC2IP2,MAC2,PORT1IP3,MAC3,PORT2IP4,MAC4,ARPPROXY,Page27,RARP反向地址解析协议,我的IP地址是什么?
无盘工作站,RARPServer,RARPRequest?
你的IP地址是10.0.0.1,Page28,单播、组播和广播,单播(unicast)网络中点到点的数据传送组播(multicast)网络中点到多点的通信形式,通过报文复制完成网络中点到多点的高效数据传送。
减少不必要的报文传输,把报文复制尽可能的放在离接收者最近的网络节点来完成。
地址范围224.0.0.0239.255.255.255广播(multicast)网络中某一节点向同一网络中其他全部节点传送数据广播和组播仅应用于UDP,Page29,常见网络设备,Hub集线器,工作在物理层的网络互联设备;不识别数据包具体内容,只是起简单的信号放大和互联的作用;交换机交换机,工作在数据链路层的网络互联设备;能够识别数据包的二层地址,将响应数据包转发到目的端口;路由
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