第章概述ppt课件000002.ppt
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1、2019/7/16 NCU-IES-ZQP,网络工程与设计,南昌大学信工学院计算机系,2019/7/16 NCU-IES-ZQP,参考教材 1、杨威 等,网络工程设计与系统集成,人民邮电出版社 2、骆耀祖 等,网络系统集成与管理,人民邮电出版社 3、李颂华,网络工程技术,人民邮电出版社,2019/7/16 NCU-IES-ZQP,本课程学习基本要求,在先修专业主干课“计算机网络”课程所学习的计算机网络基本概念、基本原理、基本结构和主要技术的基础上,侧重于网络工程技术,用理论指导工程实践,突出计算机网络的设计、配置与管理方法,培养学生分析问题和解决问题的能力,使学生全面、系统地了解和掌握现代计算
2、机网络的主流结构、技术与工程知识,具备对计算机网络进行分析、设计、维护、应用的基本工程能力。,2019/7/16 NCU-IES-ZQP,课程内容简介,网络系统集成基本知识 网络项目管理 综合布线技术与工程设计 局域网技术与系统集成 宽带网技术与系统集成 服务器技术与系统集成 网络存储与备份解决方案 网络系统安全部署 网络系统测试、验收与评估 工程案例,2019/7/16 NCU-IES-ZQP,第 1 章 网络系统集成概述,系统集成概念,网络产品、技术和应用集成,系统集成内容和步骤。 网络协议与体系结构的概念,OSI模型,TCP/IP协议、结构及功能,网络拓扑结构与选择 IPv4地址、子网划
3、分、掩码和域名系统 IPv6地址格式与结构,IPv6地址配置,Pv4向IPv6的过渡 网络系统集成体系框架,2019/7/16 NCU-IES-ZQP,信息系统网络系统+硬件系统+软件系统,1.1.1 系统集成相关概念,2019/7/16 NCU-IES-ZQP,计算机信息系统的结构,2019/7/16 NCU-IES-ZQP,网络平台 为信息系统提供通信服务 网络连接和综合布线系统 局域网和广域网,2019/7/16 NCU-IES-ZQP,传输平台 在网络平台上集成TCP/IP协议集 TCP/IP协议集包含在操作系统内 常用的操作系统有Windows、UNIX、LINUX、Netware、
4、DOS等 运行操作系统的设备有服务器、工作站、终端、磁盘阵列等,2019/7/16 NCU-IES-ZQP,系统平台 应用服务软件:WWW、FTP、DNS DBMS:Informix、SQL、Oracle等 群件:Lotus Notes、Exchange等 支撑软件以及开发工具,2019/7/16 NCU-IES-ZQP,信息系统-应用软件 常规的应用软件: 信息系统MIS 办公自动化系统OA 管理辅助决策系统DSS 现代网络应用(基于WEB的应用): 电视会议 IP电话 电子商务 电子政务,2019/7/16 NCU-IES-ZQP,系统及安全管理 不仅是技术方面的问题,还涉及到社会环境、法
5、律、心理等方面。 从底层的网络平台直到应用系统均存在安全问题,因此需要配置相应的安全措施。 安全措施包括数据的软硬件加密、防火墙、访问控制、认证、入侵检测、防病毒和数据备份等。,2019/7/16 NCU-IES-ZQP,系统集成的复杂性 技术 成员 环境 约束 互为依存,2019/7/16 NCU-IES-ZQP,1.1.2 网络系统集成的发展,网络系统集成主要朝着互联和高速的方向发展 LAN-LAN互连和LAN-WAN的互连 网络已经具有了“网格(grid)”的雏形 网络集成正朝着高速率、大容量的方向发展 局域网速度已经从共享式10Mbps升级到交换式100Mbps1000Mbps,甚至已
6、达到10Gbps。,2019/7/16 NCU-IES-ZQP,1. 网络软硬件产品的集成 网络信道采用传输介质(电缆、光缆)组成,网络通信平台采用信息交换和路由设备(交换机、路由器、收发器)组成,网络信息资源平台采用服务器和操作系统组成 。,1.1.3 网络系统集成的层面,2. 网络技术的集成 全双工交换式以太网、1000Mbps以太网、10Gbps以太网,第三层交换,虚拟个人网(VPN,Virtual Private Network),双址(源地址、目标地址)路由,双栈(IPv4、IPv6)路由,多路(CPU)对称处理,网络附加存储(NAS)、区域存储网络(SAN),Client/Serv
7、er模式、Browser/Server模式和Browser/Application/Server模式,分布式互连网应用结构等。,3. 网络应用的集成 DNS,WWW,E-mail,FTP,VOD(视频点播),杀毒软件(网络版),网络管理与故障诊断系统等,2019/7/16 NCU-IES-ZQP,需求分析 技术方案设计 产品选型 网络工程经费预算 综合布线系统与网络工程施工 软件平台配置 网络系统测试 应用软件开发(可选项) 网络技术支持 网络应用和技术培训 网络工程验收,1.1.4 网络系统集成的内容,2019/7/16 NCU-IES-ZQP,项目过程中技术人员的主要工作,(1)工程设计人
8、员要全面了解计算机网络的原理、技术、系统、协议、安全、系统布线的基本知识,发展现状,发展趋势。 (2)总体设计人员要熟练掌握网络规划与设计的步骤、要点、流程、案例、技术设备选型以及发展方向 (3)工程主管人员要懂得网络工程的组织实施过程,能把握住网络工程的评审、监理、验收等环节。 (4)工程开发人员要掌握网络应用开发技术、网站设计和Web制作技术、信息发布技术、安全防御技术 (5)工程竣工之后,网络管理人员使用网管工具对网络实施有效的管理维护,使网络工程发挥应有的效益。,2019/7/16 NCU-IES-ZQP,1.1.5 网络系统集成的步骤,网络系统集成方案设计阶段 网络工程实施阶段 网络
9、工程验收和维护阶段,2019/7/16 NCU-IES-ZQP,网络协议,语法、语义和时序,体系结构,完成计算机间的协同工作,把计算机间互连的功能划分成具有明确定义的层次,规定了同层次进程通信的协议及相邻层之间的接口服务,1.2.1 基本知识,1.2网络体系结构与协议,2019/7/16 NCU-IES-ZQP,1.2网络体系结构与协议,体系结构 服务定义 协议规格,1.2.2 OSI模型,2019/7/16 NCU-IES-ZQP,1. TCP/IP协议 (1)协议集,1.2.3 TCP/IP体系结构,FTP 文件传输协议; HTTP - 超文本传输协议; SMTP 简单邮件传输协议; DN
10、S 域名解析服务系统; TFTP - 一般文件传输协议; SNMP - 简单网络管理协议; TCP 文件传输控制协议; UDP - 用户报文协议; IP 网际互连协议。,2019/7/16 NCU-IES-ZQP,TCP/IP模型,TCP/IP起源于美国国防部高级研究规划署(DARPA)的一项研究计划实现若干台主机的相互通信。 现在TCP/IP已成为Internet上通信的标准。 TCP/IP模型包括4个概念层次: 应用层(application) 传输层(transport) 网际层(internet) 网络接口(network interface),2019/7/16 NCU-IES-ZQ
11、P,TCP/IP与OSI参考模型的对应关系,2019/7/16 NCU-IES-ZQP,TCP/IP的应用层,应用层协议支持了文件传输、电子邮件、远程登录、网络管理、Web浏览等应用。,2019/7/16 NCU-IES-ZQP,TCP/IP的传输层,传输层的两项主要功能: 流量控制:通过滑动窗口实现; 可靠传输:由序号和确认来实现。,传输层提供了TCP和UDP两种传输协议: TCP是面向连接的、可靠的传输协议。它把报文分解为多个段进行传输,在目的站再重新装配这些段,必要时重新发送没有收到的段。 UDP是无连接的。由于对发送的段不进行校验和确认,因此它是“不可靠”的。,2019/7/16 NC
12、U-IES-ZQP,面向连接的 TCP 无连接的 UDP,传输层提供了两种传输协议,2019/7/16 NCU-IES-ZQP,TCP/UDP 端口号,TCP和UDP都用端口(socket)号把信息传到上层。 端口号指示了正在使用的上层协议。,F T P,S M T P,T F T P,D N S,T e l n e t,S N M P,21,23,25,53,69,161,TCP UDP,应用层,传输层,保留的端口号: 255,公共应用 255-1023,公司 1023,未规定,2019/7/16 NCU-IES-ZQP,TCP/IP网际层的四个主要协议,TCP,UDP,6,17,IP,传输
13、层,网际层,IP数据报的协议域确定目的端的上层协议,2019/7/16 NCU-IES-ZQP,(1)网络接口层。该层是整个体系结构的基础部分,负责接收IP层的IP数据报,通过网络向外发送;或接收处理从网络上来的物理帧,抽出IP数据报,向IP层发送。 (2)网络互联层。该层是整个体系结构的核心部分,负责处理互联网中计算机之间的通信,向传输层提供统一的数据报。 (3)传输层。该层是整个体系结构的控制部分,负责应用进程之间的端到端通信。传输层定义了两种协议:传输控制协议TCP与用户数据报协议UDP (4)应用层。该层是整个体系结构的协议部分,它包括了所有的高层协议,并且总是不断有新的协议加入。,T
14、CP/IP体系结构各层的功能,2019/7/16 NCU-IES-ZQP,1.2.4 网络拓扑结构,选择拓扑结构考虑因素:费用 、灵活性 、可靠性,首选,2019/7/16 NCU-IES-ZQP,目前正在使用的IP协议是第四版的,称之为“IPv4”,IPv4地址采用32位。 按照IP协议规定Internet上的地址共有A、B、C、D、E五类,1.2.5 IPv4协议,2019/7/16 NCU-IES-ZQP,IP数据报(IP分组、IP包),版本号,报头长度,服务类型,数据报长度,DF,MF,段偏移,0 3 7 15 19 31,标识,生存时间TTL,协议,报头校验和,源IP地址,目的IP地
15、址,选项和填充(最大为40字节),数据区,2019/7/16 NCU-IES-ZQP,保留的IP地址,11.11,1111 . 1111,本机,本网中的主机,局域网中的广播,对指定网络的广播,回路,以下这些IP地址具有特殊的含义:,一般来说,主机号部分为全“1 ”的IP地址保留用作广播地址; 主机号部分为全“0 ”的IP地址保留用作网络地址。,0000 . 0000,网络号,网络地址,2019/7/16 NCU-IES-ZQP,子网(Subnet)划分,因特网规模的急剧增长,对IP地址的需求激增。带来的问题是: IP地址资源的严重匮乏 路由表规模的急速增长 解决办法:从主机号部分拿出几位作为子
16、网号 这种在原来IP地址结构的基础上增加一级结构的方法称为子网划分。 前提:网络规模较小IP地址空间没有全部利用。 例如:三个LAN,主机数为20,25,48,均少于C类地址允许的主机数。为这三个LAN申请3个C类IP地址显然有点浪费。,2019/7/16 NCU-IES-ZQP,子网划分举例,例如:C类网络192.10.1.0,主机号部分的前三位用于标识子网号,即: 11000000 00001010 00000001 xxxyyyyy,网络号+子网号,新的主机号部分,子网号为全“0”全“1”不能使用,于是划分出23-2=6个子网,子网地址分别为: 11000000 00001010 000
17、00001 00100000 - 192.10.1.32 11000000 00001010 00000001 01000000 - 192.10.1.64 11000000 00001010 00000001 01100000 - 192.10.1.96 11000000 00001010 00000001 10000000 - 192.10.1.128 11000000 00001010 00000001 10100000 - 192.10.1.160 11000000 00001010 00000001 11000000 - 192.10.1.192,2019/7/16 NCU-IES-
18、ZQP,子网掩码(Subnet Mask),子网划分后,如何识别不同的子网? 解决:采用子网掩码来分离网络号和主机号。 子网掩码格式:32比特,网络号(包括子网号)部分全为“1”,主机号部分全为“0”。,“网络号+子网号”部分,“主机号”部分,11 11 00 . 00,2019/7/16 NCU-IES-ZQP,子网掩码计算,前面的例子中:网络号24位,子网号3位,总共27位。所以子网掩码为: 11111111 11111111 11111111 11100000 即 255 . 255 . 255 . 224 缺省子网掩码:A类:255.0.0.0 B类:255.255.0.0 C类:25
19、5.255.255.0,2019/7/16 NCU-IES-ZQP,子网地址计算,子网掩码 IP地址,结果就是该 IP地址的网络号。 例如:IP地址202.117.1.207,子网掩码255.255.255.224 11001010 01110101 00000001 110 01111 11111111 11111111 11111111 111 00000 11001010 01110101 00000001 110 00000,子网地址为:202.117.1.192 主机号为:15 主机之间要能够通信,它们必须在同一子网内,否则需要使用路由器(或网关)实现互联。,2019/7/16 NC
20、U-IES-ZQP,子网规划举例,网络分配了一个C类地址:201.222.5.0。假设需要20个子网,每个子网有5台主机。 试确定各子网地址和子网掩码。 1)对C类地址,要从最后8位中分出几位作为子网地址: 242025,选择5位作为子网地址,共可提供 30个子网地址。 2)检查剩余的位数能否满足每个子网中主机台数的要求: 子网地址为5位,故还剩3位可以用作主机地址。而 235+2,所以可以满足每子网5台主机的要求。 3)子网掩码为255.255.255.248。 (11111000B = 248 ) 4)子网地址可在8、16、24、32、240共30个地 址中任意选择20个。,2019/7/
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