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1、第一章互连网概念,Evan.wu,本章目标,通过本章的学习，您应该掌握以下内容:描述数据包在源和目标设备间的传送过程清楚集线器、交换机和路由器在网络中担当的角色和功能；懂得在什么情况下该用什么样的设备根据网络需求选择恰当的Cisco设备网络标准OSI的基础了解(深入理解）,什么是网络?,能交换信息的两台设备组成了最简单的网络!,网际互连模型,OSI的概念Open System Interconnect开放系统互连参考模型，是由ISO（国际标准化组织）定义的。OSI模型的目的规范不同系统的互联标准提供不同厂商间的接口标准OSI模型分为七层OSI把网络按照层次分为七层，由下到上分别为物理层、数据链
2、路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层。,网络分层和优点,layer：描述了所有需求的有效的通讯过程，并把这些过程逻辑上的组叫做层分层的优点：各层间相互独立.把复杂网络操作分成低复杂性单元灵活性好.某一层变化不会影响到别层，设计者可专心设计和开发模块功能。促进标准化工作(多厂商的设计与研发)定义了用于即插即用兼容性的标准接口，使网络易于维护和实现,OSI参考模型体系结构,特点OSI模型每层都有自己的功能集；层与层之间相互独立又相互依靠；上层依赖于下层，下层为上层提供服务,4.传输层,2.数据链路层,3.网络层,1.物理层,5.会话层,6.表示层,面向用户应用,面向数据传输,7.应用层,O
3、SI参考模型,网络设备传输数据的过程是按照OSI参考模型的层次结构运动的,5.会话层,6.表示层,7.应用层,4.传输层,2.数据链路层,1.物理层,4.传输层,2.数据链路层,3.网络层,1.物理层,5.会话层,6.表示层,7.应用层,数据,3.网络层,应用层,应用层的作用为应用软件提供接口，使应用程序能够使用网络服务常见的应用层协议http、ftp、smtp、pop3、telnet、dns等,表示层,表示层的作用数据的解码和编码 数据的加密和解密 数据的压缩和解压缩,会话层,会话层的作用建立、维护、管理应用程序之间的会话。功能对话控制同步,传输层,传输层的作用负责建立端到端的连接，保证报文
4、在端到端之间的传输传输层的功能服务点编址、分段与重组、连接控制、流量控制、差错控制,网络层,网络层的作用负责将分组数据从源端传输到目的端网络层功能为网络设备提供逻辑地址进行路由选择、分组转发,数据链路层,数据链路层的作用为网络层提供透明和可靠的传输服务，在不可靠的物理链路上，提供可靠的数据传输服务数据链路层的功能组帧、物理编址、流量控制、差错控制、接入控制,物理层,物理层的作用负责发送和接收二进制信号物理层功能定义接口和媒体的物理特性定义位的表示、数据传输速率、信号的传输模式定义网络物理拓扑,允许接入网络资源,应用层,表示层,会话层,传输层,网络层,数据链路层,物理层,建立、管理和终止会话,将
5、分组从源端传送到目的端；提供网络互联,在媒体上传输比特；提供机械的和电气的规约,对数据进行转换、加密和压缩,提供可靠的端到端的报文传输和差错控制,将分组数据封装成帧；提供节点到节点方式的传输,各层间的联系,PDU,PDU（protocol data unit):每一层使用自己层的协议和别的系统的对应层相互通信，协议层的协议在对等层之间交换的信息叫协议数据单元。上层 : messagetransport layer : segment(段)Network layer: packet(包)Data-link layer: Frame(帧)Physical layer: bit(位),封装,封装 （
6、 encapsulate/encapsulation）：数据要通过网络进行传输，要从高层一层一层的向下传送，如果一个主机要传送数据到别的主机，先把数据包装到一个特殊协议报头中，这个给数据打包的过程就叫 封装,封装过程,数据,数据,数据,网络层报头,数据,数据链路层报头,0101110101001000010,源端口、目的端口,源IP、目的IP、协议号,二进制流“0、1”,传输层报头,解封装数据,数据,网络层报头 + 传输层报头 + 数据,数据链路层报头,传输层报头+ 数据,网络层报头,数据,传输层报头,0101110101001000010,定义介质类型连接器类型 信号类型,Ethernet,
7、802.3,V.35,EIA/TIA-232,物理层功能,物理层设备,集线器 中继器 编码解码器 传输介质连接器,物理层: Ethernet/802.3,集线器,多个主机,主机,10Base2细缆以太网10Base5粗缆以太网,10BaseT双绞线,A,B,C,D,物理层,所有设备在同一冲突域所有设备在同一广播域所有设备共享相同的带宽,集线器运行在物理层,冲突域 广播域,冲突 （collision）：在以太网中，当两个节点同时传输数据时，从两个设备发出的帧将会碰撞，在物理介质上相遇，彼此数据都会被破坏冲突域（collision domain）一个支持共享介质的网段广播域 (broadcast
8、domain)：广播帧传输的网络范围，一般是路由器来设定边界（因为router不转发广播）。,集线器：同一个冲突域,接入设备越多冲突机率越大用CSMA/CD技术,CSMA/CD技术,载波侦听多路访问/冲突检测 CSMA/CD（carrier sense multiple access/collision detect)：发送等待并检查如果没有 就发送但是还要监听线路，如有其他主机想发送，就发出一个加强阻塞的JIM信号，通知停止发送。作为对JIM信号的响应,网络上的节点会在试图重新发送数据之前先等一会.如果试图15次之后还有冲突,试图发送的节点将会出现超时.,Ethernet电缆的连接,电缆连接
9、是网络工程师所必需掌握最基本的技能：直通电缆：不同设备之间的连接 反转电缆：用于实现从主机到路由器控制 台串行通信（COM）端口的连接，使用这种电缆将运行超级终端的PC机与Cisco的硬件设备连接起来。交叉电缆：相同设备之间的连接,制作电缆,不要去记书上的什么1 3 2 6 简单！ 两种标准 A B A：橙 蓝 绿 棕 B：绿 蓝 橙 棕直通：两头一样 反转：名字得知两头完全相反即可交叉：一头A来一头B(记住浅色在前,还要3 5 互换),定义源和目标的物理地址与帧关联的高层协议 (Service Access Point)网络拓扑 帧顺序数据流控制有向或无向连接,数据链路层,物理层,EIA/T
10、IA-232v.35,Ethernet,Frame Relay,HDLC,802.2,802.3,数据链路层功能,MAC子层,MAC子层（media access control):负责MAC寻址和定义介质访问控制方法；MAC子层一般的访问控制方式：1争用式：冲突不可避免； CSMA/CD ；FCFS（first come first service)2轮流式：访问时间可预见，不发生冲突；但是要有Token 令牌MAC子层协议有：802.3 802.5 FDDI（fiber distributed data interface)这三个LAN技术的不同在于帧结构和访问机制的不同,LLC子层,LL
11、C子层（logical link control):为上层协议提供SAP 服务访问点，并为数据加上控制信息LLC子层协议：802.2 802.2协议只在LLC子层，为以太网和令牌环网提供了通用功能,SAP服务访问点,SAP（ Service Access Point服务访问点）：LLC子层为了网络层的各种协议提供服务，而上层可能运行不同协议，为区分不同上层协议的数据，要采用服务访问点,数据,源地址,FCS,长度,目标地址,可变长,2,6,6,4,0000.0C xx.xxxx,厂商自己分配,IEEE 分配,MAC子层- 802.3,前导符,Ethernet II 在这里用 “Type”指明上层
12、协议，所以不用 802.2.,MAC 地址,8,字节,数据链路层功能(续),每段有自己的冲突域所有的段都在同一广播域,数据链路层,或,1,2,3,1,2,交换机和桥运行在链路层,交换机,每段有自己的冲突域广播信息向所有段转发,缓冲区,交换,定义与指定协议相关联的源和目标逻辑地址定义通过网络的路径多链路连接,网络层,IP, IPX,数据链路层,物理层,EIA/TIA-232v.35,Ethernet,帧中继,HDLC,802.2,802.3,网络层功能,数据,源地址,目标地址,IP,头,172.15.1.1,主机号,网络号,逻辑地址,网络层端接设备的数据包,网络层功能(续),网络层功能(续),1
13、1111111,11111111,00000000,00000000,10101100,00010000,01111010,11001100,二进制掩码,二进制地址,172.16.122.204 255.255.0.0,172,16,122,204,255,地址,掩码,255,0,0,网络部分,主机部分,路由表,目标网络,端口,距离,1,2,4,S0,S0,E0,1,0,0,1.0,4.0,1.3,E0,4.3,S0,2.2,E0,2.1,S0,4.1,4.2,1.1,1.2,路由表,目标网络,端口,距离,1,2,4,E0,S0,S0,0,0,1,逻辑地址提供分层结构的网络需要的配置利用配置信
14、息来识别到达目标网络的路径,网络层功能(续),路由器：运行在网络层,广播信息控制多点发送信息控制路径优化流量管制逻辑寻址提供WAN连接,区分不同的上层应用建立应用间的端到端连接定义流量控制 为数据传输提供可靠或不可靠的连接服务,网络层,IPX,IP,传输层,SPX,TCP,UDP,传输层功能,同步请求,回应同步请求, 同步请求,回应同步请求,数据传输,(传输数据段),发送方,接收方,连接建立,可靠的传输层功能,集线器,桥,交换机,路由器,冲突域,1 ? ? ?,广播域,1 ? ? ?,网络设备的域,本章总结,通过本章的学习，您应该掌握以下内容:描述数据在源和目标设备间的传送过程清楚集线器、交换机和路由器在网络中担当的角色和功能；懂得在什么情况下该用什么样的设备根据网络需求选择恰当的Cisco设备,问题回顾,1. 在网络环境下应用 OSI 模式用什么优点?2. 描述数据封装的过程。3. 一个集线器有多少个广播或和冲突域?,
