第2 章互連網(wǎng)概述

1、 1999, Cisco Systems, Inc. 2-1第二章第二章互連網(wǎng)概念綜述互連網(wǎng)概念綜述 1999, Cisco Systems, Inc. ICND2-2本章目標本章目標通過本章的學習，您應該掌通過本章的學習，您應該掌握以下內(nèi)容握以下內(nèi)容: 描述數(shù)據(jù)在源和目標設備間的描述數(shù)據(jù)在源和目標設備間的傳送過程傳送過程 清楚集線器、交換機和路由器清楚集線器、交換機和路由器在網(wǎng)絡中擔當?shù)慕巧凸δ?；在網(wǎng)絡中擔當?shù)慕巧凸δ?；懂得在什么情況下該用什么樣懂得在什么情況下該用什么樣的設備的設備 根據(jù)網(wǎng)絡需求選擇恰當?shù)母鶕?jù)網(wǎng)絡需求選擇恰當?shù)腃isco設備設備 1999, Cisco Systems,

2、 Inc. ICND2-3局域網(wǎng)局域網(wǎng)1、局域網(wǎng)的定義、局域網(wǎng)的定義2、局域網(wǎng)設備：、局域網(wǎng)設備：3、以太網(wǎng)和、以太網(wǎng)和IEEE802.3局域網(wǎng)標準局域網(wǎng)標準4、以太網(wǎng)、以太網(wǎng)/802.3工作原理工作原理橋橋交換機交換機路由器路由器 集線器集線器 1999, Cisco Systems, Inc. ICND2-4廣域網(wǎng)廣域網(wǎng)1、廣域網(wǎng)的定義、廣域網(wǎng)的定義2、廣域網(wǎng)設備、廣域網(wǎng)設備3、廣域網(wǎng)標準、廣域網(wǎng)標準 國際電信聯(lián)盟（國際電信聯(lián)盟（ITU-T） 國際標準化組織（國際標準化組織（ISO） 因特網(wǎng)工程部（因特網(wǎng)工程部（IETF） 電子工業(yè)協(xié)會（電子工業(yè)協(xié)會（EIA）訪問訪問服務器服務器ISDN

3、交換機交換機路由器路由器 多層多層 交換機交換機網(wǎng)絡網(wǎng)絡 交換機交換機DSU/CSU數(shù)據(jù)服務單元數(shù)據(jù)服務單元/通道服務單元通道服務單元 1999, Cisco Systems, Inc. ICND2-5定義網(wǎng)絡組件定義網(wǎng)絡組件公司總部公司總部分公司分公司家庭辦公家庭辦公用戶用戶移動辦公移動辦公 用戶用戶因特網(wǎng)因特網(wǎng)數(shù)字網(wǎng)絡：互連計算機設備網(wǎng)絡，提高企業(yè)工作效率。便于在不同地點、時間、多類型計算機設備上及時訪問信息。數(shù)字網(wǎng)絡：互連計算機設備網(wǎng)絡，提高企業(yè)工作效率。便于在不同地點、時間、多類型計算機設備上及時訪問信息。 1999, Cisco Systems, Inc. ICND2-6層層 2層層

4、 1服務器工場服務器工場定義網(wǎng)絡組件定義網(wǎng)絡組件(續(xù)續(xù))分公司分公司家庭辦公家庭辦公ISDN遠程地點遠程地點典型網(wǎng)絡典型網(wǎng)絡 1999, Cisco Systems, Inc. ICND2-7層次化的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)定義層次化的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)定義匯聚層匯聚層核心層核心層接入層接入層 1999, Cisco Systems, Inc. ICND2-8終端設備到網(wǎng)絡的接入點終端設備到網(wǎng)絡的接入點訪問層（桌面層）訪問層（桌面層）訪問層特性訪問層特性 1999, Cisco Systems, Inc. ICND2-9 訪問層提供基于策略連接的匯接點訪問層提供基于策略連接的匯接點 路由數(shù)據(jù)選取、過濾和廣域網(wǎng)訪問路由數(shù)

5、據(jù)選取、過濾和廣域網(wǎng)訪問 分割廣播域分割廣播域/多點傳送域多點傳送域 介質(zhì)轉(zhuǎn)換介質(zhì)轉(zhuǎn)換 安全性安全性 遠程訪問的接入點遠程訪問的接入點分布層分布層分布層（工作組層）特性分布層（工作組層）特性 1999, Cisco Systems, Inc. ICND2-10核心層特性核心層特性 高速傳送數(shù)據(jù)高速傳送數(shù)據(jù) 交換通信到合適的服務交換通信到合適的服務 對數(shù)據(jù)不作任何處理對數(shù)據(jù)不作任何處理核心層（主干層核心層（主干層） 1999, Cisco Systems, Inc. ICND2-11OSI 模型概述模型概述數(shù)據(jù)流（下數(shù)據(jù)流（下4）層）層定義了終端工作站彼定義了終端工作站彼此建立連接進行數(shù)據(jù)此建立

6、連接進行數(shù)據(jù)交換的方式；定義數(shù)交換的方式；定義數(shù)據(jù)的應用程序在通過據(jù)的應用程序在通過物理線纜和網(wǎng)絡終端物理線纜和網(wǎng)絡終端設備間傳輸設備間傳輸傳輸層傳輸層數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層網(wǎng)絡層網(wǎng)絡層物理層物理層應用（上應用（上3）層）層定義了終端工作站定義了終端工作站的應用程序與其他的應用程序與其他應用程序或用戶彼應用程序或用戶彼此間的通訊；處理此間的通訊；處理用戶接口、數(shù)據(jù)格用戶接口、數(shù)據(jù)格式和應用程序訪問式和應用程序訪問會話層會話層表示層表示層應用層應用層提供了理解網(wǎng)絡如何操作方法；為創(chuàng)建和實現(xiàn)網(wǎng)絡標準、設備和網(wǎng)絡互聯(lián)規(guī)劃提供一指南性框架。提供了理解網(wǎng)絡如何操作方法；為創(chuàng)建和實現(xiàn)網(wǎng)絡標準、設備和網(wǎng)絡互聯(lián)

7、規(guī)劃提供一指南性框架。OSI模型的層間通過協(xié)議數(shù)據(jù)單元（模型的層間通過協(xié)議數(shù)據(jù)單元（PDU）彼此進行通信）彼此進行通信 1999, Cisco Systems, Inc. ICND2-12上上3 3層功能層功能保證不同應用數(shù)據(jù)區(qū)分保證不同應用數(shù)據(jù)區(qū)分用戶接口用戶接口數(shù)據(jù)表示數(shù)據(jù)表示加密等特殊處理過程加密等特殊處理過程會話層會話層表示層表示層應用層應用層如：如：telnet、http、dns如：如：ASCII、GIF、JPEG如：如：os、應用訪問規(guī)則、應用訪問規(guī)則 1999, Cisco Systems, Inc. ICND2-13下下4層功能層功能網(wǎng)絡層網(wǎng)絡層 數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層物理層物理

8、層 將比特組合成字節(jié)進而組合成幀將比特組合成字節(jié)進而組合成幀 用用MAC地址訪問介質(zhì)地址訪問介質(zhì) 錯誤發(fā)現(xiàn)但不能糾正錯誤發(fā)現(xiàn)但不能糾正 設備間接收或發(fā)送比特流設備間接收或發(fā)送比特流 說明電壓、線速和線纜等說明電壓、線速和線纜等提供路由器用來決定路徑的邏輯尋址提供路由器用來決定路徑的邏輯尋址 可靠可靠tcp或不可靠或不可靠udp的數(shù)據(jù)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)傳輸 數(shù)據(jù)重傳前的錯誤糾正數(shù)據(jù)重傳前的錯誤糾正 三次握手（同步發(fā)送、接收、應答數(shù)據(jù)包）三次握手（同步發(fā)送、接收、應答數(shù)據(jù)包）傳輸層傳輸層 如：如：tcp、udp如：如：ip如：如：802.3/802.2、hdlc如：如：v.35 1999, Cisco S

9、ystems, Inc. ICND2-14傳輸層傳輸層 數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層物理層物理層 網(wǎng)絡層網(wǎng)絡層 上層數(shù)據(jù)上層數(shù)據(jù)上層數(shù)據(jù)上層數(shù)據(jù)TCP 頭頭數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)IP 頭頭數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)LLC 頭頭0101110101001000010數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)MAC 頭頭表示層表示層應用層應用層會話層會話層報文段報文段數(shù)據(jù)包數(shù)據(jù)包比特比特數(shù)據(jù)幀數(shù)據(jù)幀PDU(協(xié)議數(shù)據(jù)單元協(xié)議數(shù)據(jù)單元)FCSFCS封裝數(shù)據(jù)封裝數(shù)據(jù) 1999, Cisco Systems, Inc. ICND2-15封裝的步驟封裝的步驟數(shù)據(jù)封裝的過程：數(shù)據(jù)封裝的過程：（1）生成數(shù)據(jù)）生成數(shù)據(jù)（2）打包生成端到端傳輸?shù)臄?shù)據(jù)）打包生成端到端傳輸?shù)臄?shù)據(jù)（3）在頭部

10、加入網(wǎng)絡地址）在頭部加入網(wǎng)絡地址（4）把物理地址加入到數(shù)據(jù)鏈路層的頭部）把物理地址加入到數(shù)據(jù)鏈路層的頭部（5）把信息轉(zhuǎn)換成比特）把信息轉(zhuǎn)換成比特備注備注:每個設備上同樣功能的層稱為對等層每個設備上同樣功能的層稱為對等層;用于傳用于傳遞關鍵參數(shù)如尋址和控制信息遞關鍵參數(shù)如尋址和控制信息. 1999, Cisco Systems, Inc. ICND2-16上層數(shù)據(jù)上層數(shù)據(jù)LLC 頭頭 + IP + TCP + 上層數(shù)據(jù)上層數(shù)據(jù)MAC 頭頭IP + TCP +上層數(shù)據(jù)上層數(shù)據(jù)LLC 頭頭TCP+上層數(shù)據(jù)上層數(shù)據(jù)IP 頭頭上層數(shù)據(jù)上層數(shù)據(jù)TCP 頭頭0101110101001000010傳輸層傳輸層

11、 數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層物理層物理層 網(wǎng)絡層網(wǎng)絡層 表示層表示層應用層應用層會話層會話層解封裝數(shù)據(jù)解封裝數(shù)據(jù) 1999, Cisco Systems, Inc. ICND2-17定義定義 介質(zhì)類型介質(zhì)類型 連接器類型連接器類型 信號發(fā)生器類型信號發(fā)生器類型Ethernet802.3V.35物理層物理層EIA/TIA-232物理層物理層 1999, Cisco Systems, Inc. ICND2-18物理層線纜標準定義物理層線纜標準定義集線器集線器多個主機多個主機10Base2細纜以太網(wǎng)細纜以太網(wǎng); 185m；T型頭型頭10Base5粗纜以太網(wǎng)粗纜以太網(wǎng);500m；連接單元接口；連接單元接口A

12、UI10BaseT雙絞線雙絞線;100m；rj-45 1999, Cisco Systems, Inc. ICND2-19ABCD物理層物理層 所有設備在同一沖突域所有設備在同一沖突域 所有設備在同一廣播域所有設備在同一廣播域 所有設備共享相同的帶寬所有設備共享相同的帶寬集線器集線器 1999, Cisco Systems, Inc. ICND2-20集線器：同一個沖突域集線器：同一個沖突域 接入設備越多沖突機率越大接入設備越多沖突機率越大 用用CSMA/CD載波偵聽載波偵聽/沖突檢沖突檢測測/多路訪問技術多路訪問技術 1999, Cisco Systems, Inc. ICND2-21定義定

13、義 （media access control -mac；logical link control-llc） 源和目標的物理地址源和目標的物理地址 與幀關聯(lián)的高層協(xié)議與幀關聯(lián)的高層協(xié)議 (Service Access Point) 網(wǎng)絡拓撲網(wǎng)絡拓撲 幀順序幀順序 數(shù)據(jù)流控制數(shù)據(jù)流控制 有向有向tcp或無向或無向udp連接連接 介質(zhì)訪問控制介質(zhì)訪問控制mac子層（子層（802.3） 邏輯鏈路控制邏輯鏈路控制llc子層（子層（802.2）: 服務訪問點服務訪問點sap- service access point 子網(wǎng)訪問協(xié)議子網(wǎng)訪問協(xié)議snapsubnetwork access protocol*

14、本層中的介質(zhì)訪問控制頭本層中的介質(zhì)訪問控制頭(mac)和和幀幀校驗序列校驗序列(fcs)描述了頭和尾描述了頭和尾數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層物理層物理層EIA/TIA-232v.35EthernetFrame RelayHDLC802.2802.3數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層 1999, Cisco Systems, Inc. ICND2-22數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)源地址源地址幀校驗序列幀校驗序列(fcs)(包含循環(huán)冗余校驗包含循環(huán)冗余校驗crc)長度長度目的地址目的地址可變的可變的26640000.0C xx.xxxxVendor assigned后后24bit/6H)IEEE assignedOui(前前24bit/6

15、H)MAC Layer - 802.3Mac子層幀子層幀前同步碼前同步碼(0或或1)Ethernet II uses “Type” here and does not use 802.2.MAC Address8# BytesMac子層地址子層地址 1999, Cisco Systems, Inc. ICND2-23DataDest SAPSource SAPDataSource addFCSLengthDest addVariable11802.2 (SAP)MAC Layer - 802.3LLC子層幀子層幀Ctrl1 or 232PreambleDataDest SAPAASource

16、SAPAAVariable11802.2 (SNAP)Ctrl(控制控制)031 or 2OROUI IDetherType# Bytes# Bytes06 IpE0 ipx服務訪問點服務訪問點sap入口允許物理層和數(shù)據(jù)鏈路層連接為上幾層協(xié)議提供服務入口允許物理層和數(shù)據(jù)鏈路層連接為上幾層協(xié)議提供服務 1999, Cisco Systems, Inc. ICND2-24數(shù)據(jù)鏈路層：局域網(wǎng)數(shù)據(jù)鏈路層：局域網(wǎng)PCMac0800.089c.34d50800.2006.1a560800.1234.1bc4E0 1999, Cisco Systems, Inc. ICND2-25數(shù)據(jù)鏈路層：廣域網(wǎng)數(shù)據(jù)鏈路

17、層：廣域網(wǎng) 高級數(shù)據(jù)鏈路控制（高級數(shù)據(jù)鏈路控制（HDLC） 幀中繼（幀中繼（Frame Relay） 點到點協(xié)議（點到點協(xié)議（PPP） 綜合業(yè)務數(shù)字網(wǎng)（綜合業(yè)務數(shù)字網(wǎng)（ISDN） 在交換機中的幀處理由特殊應用綜合電路在交換機中的幀處理由特殊應用綜合電路asic的專門硬件的專門硬件先檢查目的地址和轉(zhuǎn)發(fā)表先檢查目的地址和轉(zhuǎn)發(fā)表;然后決定完成如下情況然后決定完成如下情況: 1、目的設備與幀同一網(wǎng)段、目的設備與幀同一網(wǎng)段-過濾過濾; 2、目的設備與幀不同一網(wǎng)段、目的設備與幀不同一網(wǎng)段-轉(zhuǎn)發(fā)轉(zhuǎn)發(fā); 3、目的設備不可知進行除本網(wǎng)段外的所有網(wǎng)段、目的設備不可知進行除本網(wǎng)段外的所有網(wǎng)段 操作操作泛洪泛洪 19

18、99, Cisco Systems, Inc. ICND2-26 每段有自己的沖突域每段有自己的沖突域 所有的段都在同一廣播域所有的段都在同一廣播域數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層或或123124交換機和橋運行在數(shù)據(jù)鏈路層交換機和橋運行在數(shù)據(jù)鏈路層 1999, Cisco Systems, Inc. ICND2-27交換機交換機 每段有自己的沖突域每段有自己的沖突域 廣播信息向所有段轉(zhuǎn)發(fā)廣播信息向所有段轉(zhuǎn)發(fā)緩沖區(qū)緩沖區(qū)交換交換 1999, Cisco Systems, Inc. ICND2-28 定義與指定協(xié)議相關聯(lián)定義與指定協(xié)議相關聯(lián)的源和目標邏輯地址的源和目標邏輯地址 定義通過網(wǎng)絡的路徑定義通過網(wǎng)絡的

19、路徑 多鏈路連接多鏈路連接網(wǎng)絡層網(wǎng)絡層IP, IPX數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層物理層物理層EIA/TIA-232v.35Ethernet幀中繼幀中繼HDLC802.2802.3網(wǎng)絡層功能網(wǎng)絡層功能 1999, Cisco Systems, Inc. ICND2-29數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)源地址源地址目標地址目標地址IP頭頭主機號標主機號標識網(wǎng)絡上識網(wǎng)絡上的專有設的專有設備或設備備或設備端口端口網(wǎng)絡號網(wǎng)絡號允許路由允許路由器通過網(wǎng)器通過網(wǎng)絡云圖標絡云圖標識路徑識路徑 邏輯地址邏輯地址網(wǎng)絡層端接設備的數(shù)據(jù)包網(wǎng)絡層端接設備的數(shù)據(jù)包網(wǎng)絡層功能網(wǎng)絡層功能( (續(xù)續(xù)) ) 1999, Cisco Syst

20、ems, Inc. ICND2-30網(wǎng)絡層地址功能網(wǎng)絡層地址功能( (續(xù)續(xù)) ) 11111111 11111111 00000000 00000000 10101100 00010000 01111010 11001100二進制二進制掩碼掩碼二進制二進制地址地址04 17216122204255 地址地址 掩碼掩碼25500網(wǎng)絡部分網(wǎng)絡部分主機部分主機部分 1999, Cisco Systems, Inc. ICND2-31路由器：運行在網(wǎng)絡層路由器：運行在網(wǎng)絡層 廣播信息控制廣播信息控制 多點發(fā)送信息控制多點發(fā)送信息控制 路徑優(yōu)化路徑優(yōu)化 流量

21、管制流量管制 邏輯尋址邏輯尋址 提供提供WAN連接連接 1999, Cisco Systems, Inc. ICND2-32路由器功能路由器功能通過在路由表中跟蹤、記錄不同網(wǎng)絡和選取不同網(wǎng)絡最優(yōu)路徑信息，實現(xiàn)通過在路由表中跟蹤、記錄不同網(wǎng)絡和選取不同網(wǎng)絡最優(yōu)路徑信息，實現(xiàn)網(wǎng)絡層操作：網(wǎng)絡層操作：網(wǎng)絡地址網(wǎng)絡地址net：依特定協(xié)議而定，描述到路由器的已知網(wǎng)絡：依特定協(xié)議而定，描述到路由器的已知網(wǎng)絡接口接口net：描述路由器使用到已知網(wǎng)絡的接口：描述路由器使用到已知網(wǎng)絡的接口度量度量metric：描述到目的網(wǎng)絡的最佳路徑開銷或距離參數(shù)：描述到目的網(wǎng)絡的最佳路徑開銷或距離參數(shù)： （跳（跳(計計)數(shù)、

22、延遲、帶寬）數(shù)、延遲、帶寬） 1、網(wǎng)絡跳、網(wǎng)絡跳(計計)數(shù)數(shù)-指到達目的網(wǎng)絡所經(jīng)過的網(wǎng)絡數(shù)指到達目的網(wǎng)絡所經(jīng)過的網(wǎng)絡數(shù) 2、延遲：通過所有接口到目的網(wǎng)絡所花費的時間、延遲：通過所有接口到目的網(wǎng)絡所花費的時間 3、帶寬：指與鏈路速度有關的值、帶寬：指與鏈路速度有關的值備注：備注：路由器不能傳送第二層廣播或組播；基于路由最佳路徑選擇算法實現(xiàn)第路由器不能傳送第二層廣播或組播；基于路由最佳路徑選擇算法實現(xiàn)第3層層目的地址的數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)。目的地址的數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)。路由器需要一主機地址，通過接口配置信息決定網(wǎng)絡部分地址來建立路由路由器需要一主機地址，通過接口配置信息決定網(wǎng)絡部分地址來建立路由選擇表選擇表 199

23、9, Cisco Systems, Inc. ICND2-33路由表路由表目標網(wǎng)絡目標網(wǎng)絡 端口端口距離距離124S0S0E01001.04.01.3E04.3S02.2E02.1S01.2路由表路由表目標網(wǎng)絡目標網(wǎng)絡 端口端口距離距離124E0S0S0001 邏輯地址提供分層結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡邏輯地址提供分層結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡 需要的接口信息配置需要的接口信息配置 利用配置信息來識別到達目標網(wǎng)絡的路徑利用配置信息來識別到達目標網(wǎng)絡的路徑路由選擇表路由選擇表 1999, Cisco Systems, Inc. ICND2-34集線器集線器橋橋交換機交換機路由器路由器沖突域沖突域1 4 4 4

24、 廣播域廣播域1 1 1 4 網(wǎng)絡設備的域網(wǎng)絡設備的域 1999, Cisco Systems, Inc. ICND2-35選擇產(chǎn)品要考慮的要素選擇產(chǎn)品要考慮的要素 需要產(chǎn)品提供的功能需要產(chǎn)品提供的功能 產(chǎn)品性能產(chǎn)品性能 是否易于安裝與管理是否易于安裝與管理 是否為網(wǎng)絡提供了彈性處理能力是否為網(wǎng)絡提供了彈性處理能力 是否對既有的資源提供了投資保護是否對既有的資源提供了投資保護 在網(wǎng)絡改變或增長時是否提供平滑升級能力在網(wǎng)絡改變或增長時是否提供平滑升級能力 是否為移動用戶和分支機構(gòu)提供無縫遠程接入是否為移動用戶和分支機構(gòu)提供無縫遠程接入能力能力 1999, Cisco Systems, Inc.

25、ICND2-36 首先，基于以下因素來選擇首先，基于以下因素來選擇WAN解決方案解決方案:服務的實用性服務的實用性帶寬需求帶寬需求費用費用 其次，選擇能支持所選擇之其次，選擇能支持所選擇之WAN解決方案的產(chǎn)品解決方案的產(chǎn)品選擇產(chǎn)品要考慮的要素選擇產(chǎn)品要考慮的要素(續(xù)續(xù))費用費用/月月使用量使用量專線專線, T1調(diào)制解調(diào)器調(diào)制解調(diào)器/ISDN幀中繼幀中繼0 1999, Cisco Systems, Inc. ICND2-37選擇產(chǎn)品要考慮的要素選擇產(chǎn)品要考慮的要素(續(xù)續(xù))15441286456決定您將運行的應用決定您將運行的應用TelnetWeb 瀏覽瀏覽語音語音圖像圖像,

26、多媒體多媒體電子郵件電子郵件, 文件傳送文件傳送kbps 1999, Cisco Systems, Inc. ICND2-38產(chǎn)品選擇要點產(chǎn)品選擇要點: 10 Mbps 或或 100 Mbps 速率需求速率需求 端口密度端口密度 是否需要控制口是否需要控制口 是否易于操作是否易于操作Cisco 1500Micro HubCiscoFastHub300Cisco 1528Micro Hub 10/100CiscoFastHub400CiscoFastHub200CiscoFastHub100Cisco集線器產(chǎn)品系列集線器產(chǎn)品系列 1999, Cisco Systems, Inc. ICND2-39產(chǎn)品選擇要點產(chǎn)品選擇要點: 10 Mbps或或100 Mbps或或1000 Mbps速率需求速率需求 是否需要主干連接和交換機互連是否需要主干連接和交換機互連 是否需要是否需要VLANs功能功能 端口密度端口密度 用戶端口類型需求用戶端口類型需求桌面桌面/工作組工作組 解決方案解決方案線速線速/干線干線 解決方案解決方案Cisco 1548