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文檔簡介

1、 第一章互連網(wǎng)概念Evan.wu本章目標本章目標通過本章的學習,您應該掌握以下內(nèi)容:描述數(shù)據(jù)包在源和目標設備間的傳送過程清楚集線器、交換機和路由器在網(wǎng)絡中擔當?shù)慕巧凸δ?;懂得在什么情況下該用什么樣的設備根據(jù)網(wǎng)絡需求選擇恰當?shù)腃isco設備網(wǎng)絡標準OSI的基礎了解(深入理解)什么是網(wǎng)絡什么是網(wǎng)絡? 能交換信息的兩臺設備組成了最簡單的網(wǎng)絡! 網(wǎng)際互連模型網(wǎng)際互連模型 OSI的概念 Open System Interconnect開放系統(tǒng)互連參考模型,是由ISO(國際標準化組織)定義的。 OSI模型的目的 規(guī)范不同系統(tǒng)的互聯(lián)標準 提供不同廠商間的接口標準 OSI模型分為七層 OSI把網(wǎng)絡按照層次分

2、為七層,由下到上分別為物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡層、傳輸層、會話層、表示層、應用層。網(wǎng)絡分層和優(yōu)點網(wǎng)絡分層和優(yōu)點layer:描述了所有需求的有效的通訊過程,并把這些過程邏輯上的組叫做層分層的優(yōu)點:各層間相互獨立.把復雜網(wǎng)絡操作分成低復雜性單元靈活性好.某一層變化不會影響到別層,設計者可專心設計和開發(fā)模塊功能。促進標準化工作(多廠商的設計與研發(fā))1.定義了用于即插即用兼容性的標準接口,使網(wǎng)絡易于維護和實現(xiàn)OSIOSI參考模型體系結構參考模型體系結構特點OSI模型每層都有自己的功能集;層與層之間相互獨立又相互依靠;上層依賴于下層,下層為上層提供服務4.傳輸層傳輸層 2.數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層3.網(wǎng)絡層

3、網(wǎng)絡層1.物理層物理層5.會話層會話層 6.表示層表示層面向用戶應用面向數(shù)據(jù)傳輸 7.應用層應用層OSIOSI參考模型參考模型網(wǎng)絡設備傳輸數(shù)據(jù)的過程是按照OSI參考模型的層次結構運動的5.會話層會話層 6.表示層表示層 7.應用層應用層4.傳輸層傳輸層2.數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層1.物理層物理層4.傳輸層傳輸層2.數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層3.網(wǎng)絡層網(wǎng)絡層1.物理層物理層5.會話層會話層 6.表示層表示層 7.應用層應用層數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)3.網(wǎng)絡層網(wǎng)絡層應用層應用層應用層的作用為應用軟件提供接口,使應用程序能夠使用網(wǎng)絡服務常見的應用層協(xié)議http、ftp、smtp、pop3、telnet、dns等應用層用戶L7

4、數(shù)據(jù)到表示層FTP應用層用戶L7數(shù)據(jù)到表示層FTP表示層表示層表示層的作用數(shù)據(jù)的解碼和編碼 數(shù)據(jù)的加密和解密 數(shù)據(jù)的壓縮和解壓縮L7數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)的編碼、加密和壓縮表示層從應用層H6L6數(shù)據(jù)到會話層L7數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)的解碼、解密和解壓表示層到應用層H6L6數(shù)據(jù)從會話層會話層會話層會話層的作用建立、維護、管理應用程序之間的會話。功能對話控制同步L6數(shù)據(jù)會話層從表示層synL5數(shù)據(jù)到傳輸層synsyn H5L6數(shù)據(jù)會話層到表示層synL5數(shù)據(jù)從傳輸層synsyn H5傳輸層傳輸層傳輸層的作用負責建立端到端的連接,保證報文在端到端之間的傳輸傳輸層的功能服務點編址、分段與重組、連接控制、流量控制、差錯控制L5數(shù)據(jù)

5、傳輸層從會話層H4L4數(shù)據(jù)到網(wǎng)絡層H4H4L4數(shù)據(jù)L4數(shù)據(jù)L5數(shù)據(jù)傳輸層到會話層H4L4數(shù)據(jù)從網(wǎng)絡層H4H4L4數(shù)據(jù)L4數(shù)據(jù)網(wǎng)絡層網(wǎng)絡層網(wǎng)絡層的作用負責將分組數(shù)據(jù)從源端傳輸?shù)侥康亩司W(wǎng)絡層功能為網(wǎng)絡設備提供邏輯地址進行路由選擇、分組轉發(fā)L4數(shù)據(jù)網(wǎng)絡層從傳輸層H3包L3數(shù)據(jù)到數(shù)據(jù)鏈路層L4數(shù)據(jù)網(wǎng)絡層到傳輸層H3包L3數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層的作用為網(wǎng)絡層提供透明和可靠的傳輸服務,在不可靠的物理鏈路上,提供可靠的數(shù)據(jù)傳輸服務數(shù)據(jù)鏈路層的功能組幀、物理編址、流量控制、差錯控制、接入控制L3數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)鏈路層從網(wǎng)絡層H2T2幀L2數(shù)據(jù)到物理層L3數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)鏈路層到網(wǎng)絡層H2T2幀L2數(shù)據(jù)

6、從物理層物理層物理層物理層的作用負責發(fā)送和接收二進制信號物理層功能定義接口和媒體的物理特性定義位的表示、數(shù)據(jù)傳輸速率、信號的傳輸模式定義網(wǎng)絡物理拓撲L2數(shù)據(jù)0101010000111100傳輸媒體傳輸媒體物理層從數(shù)據(jù)鏈路層L2數(shù)據(jù)0101010000111100到數(shù)據(jù)鏈路層物理層允許接入網(wǎng)絡資源應用層應用層表示層表示層會話層會話層傳輸層傳輸層網(wǎng)絡層網(wǎng)絡層數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層物理層物理層建立、管理和終止會話將分組從源端傳送到目的端;提供網(wǎng)絡互聯(lián)在媒體上傳輸比特;提供機械的和電氣的規(guī)約對數(shù)據(jù)進行轉換、加密和壓縮提供可靠的端到端的報文傳輸和差錯控制將分組數(shù)據(jù)封裝成幀;提供節(jié)點到節(jié)點方式的傳輸各層間的

7、聯(lián)系各層間的聯(lián)系PDU PDU(protocol data unit):每一層使用自己層的協(xié)議和別的系統(tǒng)的對應層相互通信,協(xié)議層的協(xié)議在對等層之間交換的信息叫協(xié)議數(shù)據(jù)單元。 上層 : message transport layer : segment(段) Network layer: packet(包) Data-link layer: Frame(幀) Physical layer: bit(位)封裝封裝 封裝 ( encapsulate/encapsulation):數(shù)據(jù)要通過網(wǎng)絡進行傳輸,要從高層一層一層的向下傳送,如果一個主機要傳送數(shù)據(jù)到別的主機,先把數(shù)據(jù)包裝到一個特殊協(xié)議報頭中,這

8、個給數(shù)據(jù)打包的過程就叫 封裝封裝過程封裝過程數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡層報頭網(wǎng)絡層報頭數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)鏈路層報頭數(shù)據(jù)鏈路層報頭 源端口、目的端口源IP、目的IP、協(xié)議號二進制流“0、1”傳輸層報頭傳輸層報頭解封裝數(shù)據(jù)解封裝數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡層報頭網(wǎng)絡層報頭 + + 傳輸層報頭傳輸層報頭 + + 數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)鏈路層報頭數(shù)據(jù)鏈路層報頭傳輸層報頭傳輸層報頭+ + 數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡層報頭網(wǎng)絡層報頭數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)傳輸層報頭傳輸層報頭01011101010010000100101110101001000010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 表示層表示層應用層應用層會話層會話層定義 介質(zhì)類型

9、 連接器類型 信號類型Ethernet802.3V.35EIA/TIA-232物理層功能物理層功能物理層設備物理層設備 集線器 中繼器 編碼解碼器 傳輸介質(zhì)連接器物理層物理層: Ethernet/802.3集線器多個主機主機10Base2細纜以太網(wǎng)10Base5粗纜以太網(wǎng)10BaseT雙絞線ABCD物理層 所有設備在同一沖突域 所有設備在同一廣播域 所有設備共享相同的帶寬集線器運行在物理層集線器運行在物理層沖突域沖突域 廣播域廣播域 沖突 (collision):在以太網(wǎng)中,當兩個節(jié)點同時傳輸數(shù)據(jù)時,從兩個設備發(fā)出的幀將會碰撞,在物理介質(zhì)上相遇,彼此數(shù)據(jù)都會被破壞 沖突域(collision

10、domain)一個支持共享介質(zhì)的網(wǎng)段 廣播域 (broadcast domain):廣播幀傳輸?shù)木W(wǎng)絡范圍,一般是路由器來設定邊界(因為router不轉發(fā)廣播)。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 用CSMA/CD技術CSMA/CD技術技術 載波偵聽多路訪問/沖突檢測 CSMA/CD(carrier sense multiple access/collision detect): 發(fā)送等待并檢查 如果沒有 就發(fā)送但是還要監(jiān)聽線路,如有其他主機想發(fā)送,就發(fā)出一個加強阻塞的JIM信號,通知停止發(fā)送。作為對JIM信號的響應,網(wǎng)絡上的節(jié)點會在試圖重新發(fā)送數(shù)據(jù)之前先等一會.

11、 如果試圖15次之后還有沖突,試圖發(fā)送的節(jié)點將會出現(xiàn)超時. Ethernet電纜的連接電纜的連接電纜連接是網(wǎng)絡工程師所必需掌握最基本的技能:直通電纜:不同設備之間的連接 反轉電纜:用于實現(xiàn)從主機到路由器控制 臺串行通信(COM)端口的連接,使用這種電纜將運行超級終端的PC機與Cisco的硬件設備連接起來。交叉電纜:相同設備之間的連接 制作電纜制作電纜 不要去記書上的什么1 3 2 6 簡單! 兩種標準 A B A:橙 藍 綠 棕 B:綠 藍 橙 棕 直通:兩頭一樣 反轉:名字得知兩頭完全相反即可 交叉:一頭A來一頭B(記住淺色在前,還要3 5 互換) 定義定義 源和目標的源和目標的物理地址物理

12、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 有向或無向連接有向或無向連接數(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)鏈路層功能數(shù)據(jù)鏈路層功能MAC子層子層MAC子層(子層(media access control):負責負責MAC尋址和定義介質(zhì)訪問尋址和定義介質(zhì)訪問控制方法;控制方法;MAC子層一般的訪問控制方式:子層一般的訪問控制方式:1爭用式:沖突不可避免;爭用式:沖突不可避免; CSMA/CD ;FCF

13、S(first come first service)2輪流式:訪問時間可預見,不發(fā)生沖突;但是要有輪流式:訪問時間可預見,不發(fā)生沖突;但是要有Token 令牌令牌MAC子層協(xié)議有:子層協(xié)議有:802.3 802.5 FDDI(fiber distributed data interface)這三個這三個LAN技術的不同在于幀結構和訪問機制的不同技術的不同在于幀結構和訪問機制的不同LLC子層子層 LLC子層(logical link control):為上層協(xié)議提供SAP 服務訪問點,并為數(shù)據(jù)加上控制信息 LLC子層協(xié)議:802.2 802.2協(xié)議只在LLC子層,為以太網(wǎng)和令牌環(huán)網(wǎng)提供了通用功

14、能SAP服務訪問點服務訪問點 SAP( Service Access Point服務訪問點):LLC子層為了網(wǎng)絡層的各種協(xié)議提供服務,而上層可能運行不同協(xié)議,為區(qū)分不同上層協(xié)議的數(shù)據(jù),要采用服務訪問點數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)源地址源地址FCS長度長度目標地址目標地址可變長26640000.0C xx.xxxx廠商自己分配IEEE 分配MAC子層- 802.3前導符前導符Ethernet II 在這里用 “Type”指明上層協(xié)議,所以不用 802.2.MAC 地址8字節(jié)字節(jié)數(shù)據(jù)鏈路層功能數(shù)據(jù)鏈路層功能( (續(xù)續(xù)) ) 每段有自己的沖突域 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1 2 31 24交換機和橋運

15、行在鏈路層交換機和橋運行在鏈路層交換機交換機 每段有自己的沖突域 廣播信息向所有段轉發(fā)緩沖區(qū)交換 定義與指定協(xié)議相關聯(lián)的源和目標邏輯地址 定義通過網(wǎng)絡的路徑 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頭頭主機號網(wǎng)絡號邏輯地址網(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)) )網(wǎng)絡層功能網(wǎng)絡層功能( (續(xù)續(xù)) ) 11111111 11111111 00000000 00000000 1010110

16、0 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路由表目標網(wǎng)絡 端口距離124S0S0E01001.04.01.3E04.3S02.2E02.1S01.2路由表目標網(wǎng)絡 端口距離124E0S0S0001 邏輯地址提供分層結構的網(wǎng)絡邏輯地址提供分層結構的網(wǎng)絡 需要的配置需要的配置 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)絡的路徑網(wǎng)絡層功能網(wǎng)絡層功能( (續(xù)續(xù)) )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 多點發(fā)送信息控制 路徑優(yōu)化 流量管制 邏輯尋址 提供WAN連接 區(qū)分不同的上層應用區(qū)分不同的上層應用 建立應用間的端到端連接建立應用間的端到端連接 定義流量控制定義流量控制 為數(shù)據(jù)傳輸提供可靠或不可為數(shù)據(jù)傳輸提供可靠或不可靠的連接服務靠的連接服務網(wǎng)絡層網(wǎng)絡層IPXIP傳輸層傳輸層SPXTCPUDP傳輸層功能傳輸層功能同步請求回應

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