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1、CCNA中文筆記(1)2005-05-01 軍團論壇 點選: 2551Chapter1 InternetworkingInternetworking Basics把1個大的網路分成幾個小點的網路稱之為網路分段(network segment),這些工作由routers,switches和bridges來完成引起LAN擁塞的可能的原因是:1.太多的主機存在於1個廣播域(broadcast domain)2.廣播風暴3.多播4.帶寬過低在網路中使用routers的優點:1.它們預設是不會轉發廣播的2.它們可以基於layer-3(Network layer)的資訊來對網路進行過濾switches的主
2、要目的:提升LAN的性能,提供給用戶更多的帶寬衝突域(collision domain):Ethernet術語之1,處於衝突域裡的某個設備在某個網段發送資料包,強迫該網段的其他所有設備注意到這個包.而在某1個相同時間裡,不同設備嘗試同時發送包,那么將在這個網段導致衝突的發生,降低網路性能bridges在某種意義上等同與switches,不同的地方是bridges只包括2到4個埠(port),而switches可以包括多達上百埠.但是相同的地方是它們都可以分割大的衝突域為數個小衝突域,因為1個埠即為1個衝突域,但是它們仍然處在1個大的廣播域中.分割廣播域的任務,可以由routers來完成Inte
3、rnetworking Models早期各個網路廠商擁有私有網路,不便於同其他廠商的網路進行通訊.於是,在20世紀70年代末期,ISO組織創建了OSI(Open System Interconnection)參考模型.OSI參考模型,用於幫助不同廠家創建可與對方進行協同工作的網路設備和軟體等等,最大的特點是分層.但是它仍然只是個參考模型而非物理模型Advantages of Refernce ModelsOSI參考模型分層化的優點:1.允許多廠家共同發展網路標準化元件2.允許不同類型的網路硬體和軟體相互通信3.防止其中某層的變化影響到其他層,避免牽製到整個模型The OSI Reference
4、 ModelOSI參考模型分為7層2組;最高3層定義了端用戶如何進行互相通信;底部4層定義了資料是如何端到端的傳輸.最高3層,也稱之為上層(upper layer),它們不關心網路的具體情況,這些工作是又下4層來完成整個參考模型由高到低分為:1.Application2.Presentation3.Session4.Transport5.Network6.Data link7.Physical在整個OSI參考模型上執行的網路設備有:1.網路管理工作站(NMS)2.網頁和應用程式伺服器3.閘道(gateways)4.網路上的主機(hosts)OSI參考模型每層的任務:1.Application層
5、:提供用戶介面2.Presentation層:表述數據;對資料的操作諸如加密,壓縮等等3.Session層:建立會話,分隔不同應用程式的資料4.Transport層:提供可靠和不可靠的資料投遞;在錯誤資料重新傳輸前對其進行更正5.Network層:提供邏輯位址,用於routers的路徑選擇6.Data Link層:把位元組性質的包組成幀;根據MAC位址提供對傳輸介質的訪問;實行錯誤檢測,但是不實行錯誤更正7.Physical層:在設備之間傳輸比特(bit);定義電壓,線速,針腳等物理規範OSI參考模型每層的功能:1.Application層:提供檔,列印,資料庫,和其他應用程式等服務2.Pre
6、sentation層:資料加密,壓縮和翻譯等等3.Session層:會話控制4.Transport層:提供端到端的連接5.Network層:路由(routing)6.Data Link層:組成幀7.Physical層:定義物理拓撲架構The Session LayerThe Session layer負責建立,管理,終止會話.也設備設備和節點(nodes)之間的會話控制.3種模式:simplex half duplex和full duplex一些Session layer協定和介面的例子:1.Network File System(NFS)2.Structured Query Language
7、(SQL)3.Remote Procedure Call(RPC)4.X Window5.AppleTalk Session Protocol6.Digital Network Architecture Session Control Protocol(DNA SCP)The Transport LayerThe Transport layer把資料分段重新組合成資料流程(data stream)Flow Control流控制(flow control)保證了資料的完整性,防止接受方的緩沖區溢出, 緩沖區溢出將導致資料的不完整.如果資料發送方傳輸資料過快,接受方將資料報(datagrams)暫
8、時存儲在緩沖區(buffer)裡可靠的資料傳輸採用了面向連接(connection-oriented)通信模式,保證:1.接受方接受到被傳輸的段(segment)以後將發回確認(acknowledge)給發送方2.任何沒有經過確認的段將被重新傳輸3.段在達到接受方之前應按照適當的順序4.可以進行管理的流控制技術用於避免擁塞,超載(overloading)和資料的丟失Connection-Oriented Communication面向連接式通信:發送方先建立會話(call setup)或者叫做3度握手(three-way handshake);然後資料開始傳輸;資料栓書完畢以後,終止虛電路連接
9、(virtual circuit)3度握手(面向連接回話)過程:1.第一個請求連接許可的段用於要求同步,由發送方發送給接受方2.發送方和接受方協商連接3.接受方與發送方同步4.發送方進行確認5.連接建立,開始傳輸資料如果發送方發送資料報過快,而接受方緩沖區已經滿了,它會回饋1條not ready的資訊給發送方,等待緩沖區裡的資訊處理完畢後會回饋條go的資訊給發送方;於是發送方繼續發送資料.這就是流控制的用途如果任何資料段在傳輸的過程中丟失了,被複製了,或者損壞了,這將導致傳輸失敗.這個問題的解決方法就得靠接受方回饋確認資訊給發送方Windowing視窗(window)是指允許發送方不用等待接受
10、方回饋確認的資料段,大小以位元組(bytes)衡量,比如:如果1個TCP會話是以2位元組的視窗建立的,傳輸時假如視窗從2位元組增加為3位元組,那么發送方將不用等待之前2位元組的量的確認資訊,直接以3位元組的量傳輸The Network Layerthe Network layer用於管理設備位址,跟蹤網路上的設備位置,決定傳輸資料最好的路線.該層上有2種包(packets):1.數據(data)2.路由更新資訊(route updates)routers必須對每種路由協議保持1張單獨的路由表,因為不同的路由協定根據不同的位址機製跟蹤網路資訊路由表包含的一些資訊:1.interface:退場門2
11、.度(metric)routers的一些要點資訊:1.預設不轉發廣播和多播(multicast)包2.根據邏輯位址決定下1跳(hop)3.可以提供層2的橋接功能,可以同時路由同1個介面4.提供VLANs的連接5.可以提供Quality of Service(QoS)The Data Link Layerthe Data Link layer負責資料的物理傳輸,錯誤檢測,網路拓撲和流控制.這個意味著在資料LAN上將根據硬體位址來進行投遞,還要把Network layer的包翻譯成比特用於在Physical layer上傳輸IEEE乙太網(Ehernet)的Data Link layer有2個子層
12、:1.Media Access Control(MAC)802.3:這層定義了物理位址和拓撲架構,錯誤檢測,流控制等.共用帶寬,先到先服務原則(first come/first served)2.Logical Link Control(LLC)802.2:負責識別Network layer協定然後封裝(encapsulate)資料.LLC頭部資訊告訴Data Link layer如何處理接受到的幀,LLC也提供流控制和控制比特的編號Switches and Bridges at the Data Link Layer第二層的設備switches被認為是基於硬體的bridges,因為採用的是1
13、種叫做application-specific integrated circuit(ASIC)的特殊硬體.ASICs可以在很低的延時(latency)裡達到gigabit的速度;而bridges是基於軟體性質的延時:1個幀從進去的埠到達出去的埠所耗費的時間透明橋接(transparent bridging):如果目標設備和幀是在同1個網段,那么層2設備將堵塞埠防止該幀被傳送到其他網段;如果是和目標設備處於不同網段,則該幀將只會被傳送到那個目標設備所在的網段每個和switches相連的網段必須是相同類型的設備,比如你不能把權杖環(Token Ring)上的主機和乙太網上的主機用switches
14、混合相連,這種模式叫做media translation,不過你可以用routers來連接這樣不同類型的網路在LAN內使用switches比使用hubs的好處:1.插入switches的設備可以同時傳輸資料,而hubs不可以2.在switches中,每個埠處於1個單獨的衝突域裡,而hubs的所有埠處於1個大的衝突域裡,可想而知,前者在LAN內可以有效的增加帶寬.但是這2種設備的所有埠仍然處於1個大的廣播域裡The Physical Layerthe Physical layer負責發送和接受比特.比特由1或者0組成.這層也用於識別資料終端裝備(data terminal equipment,D
15、TE)和資料通信裝備(data communication equipment,DCE)的介面DCE一般位於服務商(sevice provider)而DTE一般是附屬設備.可用的DTE服務通常是經由modem或者channel service unit/data sevice unit(CSU/DSU)來訪問hubs:其實是多埠的repeaters,重新放大信號用,解決線路過長,信號衰減等問題.1個物理星形(star)拓撲架構,實際在邏輯上是邏輯匯流排(bus)拓撲架構Ethernet Networking乙太網採用1種爭奪(contention) 介質訪問方法,這個機製使得在1個網路上所有主機共用帶寬.採用了Physical layer和Data Link layer的規範.它採用1種帶衝突檢測的載波監聽多路訪問的(Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection,CSMA/CD)機製CSMA/CD:幫助共用帶寬的設備避免同時發送資料,產生衝突的協定.補償演算法(Backoff algorithms)用於決定產生衝突的2台設備何時重新傳輸資料CSMA/CD網路帶來的問題:1.延遲(delay)2.低吞
