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1、第十一章 Cisco Cisco 网络认证工程师网络认证工程师(1)(1)第十一章 Cisco Cisco 网络认证工程师网络认证工程师(1)(1)?网络互联模型?网络互联模型 ?网络设备网络设备 ?常见的物理层连接介质OSIOSI参考模型参考模型OSIOSI参考模型参考模型OSI参考模型各层的功能OSI参考模型各层的功能物理层的主要功能：利用传输介质为通信的网络结点之间建立、管 利用传输介质为通信的网络结点之间建立、管 理和释放物理连接； 实现比特流的透明传输，为数据链路层提供数 据传输服务； 物理层的数据传输单元是比特。数据链路层的主要功能：数据链路层的主要功能： 在物理层提供的服务基础上
2、，数据链路层在通信的实 体间建立数据链路连接；体间建立数据链路连接； 传输以“帧”为单位的数据包； 采用差错控制与流量控制方法，使有差错的物理线路 采用差错控制与流量控制方法，使有差错的物理线路 变成无差错的数据链路。网络层的主要功能： 通过路由选择算法为分组通过通信子网选择最适当的通过路由选择算法为分组通过通信子网选择最适当的 路径； 为数据在结点之间传输创建逻辑链路；为数据在结点之间传输创建逻辑链路； 实现拥塞控制、网络互连等功能。传输层的主要功能：传输层的主要功能： 向用户提供可靠端到端（end-to-end）服务；处理数据包错误、数据包次序，以及其他一些关键传 处理数据包错误、数据包次
3、序，以及其他一些关键传 输问题； 传输层向高层屏蔽了下层数据通信的细节，是计算机 通信体系结构中关键的一层。会话层的主要功能： 负责维护两个结点之间的传输链接，以便确保点-点负责维护两个结点之间的传输链接，以便确保点-点 传输不中断；管理数据交换。 管理数据交换。表示层的主要功能表示层的主要功能： 用于处理在两个通信系统中交换信息的表示方式； 用于处理在两个通信系统中交换信息的表示方式； 数据格式变换； 数据加密与解密； 数据加密与解密； 数据压缩与恢复。应用层的主要功能: 为应用程序提供了网络服务; 应用层需要识别并保证通信对方的可用性，使得协同 工作的应用程序之间的同步; 建立传输错误纠正
4、与保证数据完整性的控制机制。封装封装TCP/IP 模型TCP/IP 模型TCP/IP协议簇TCP/IP协议簇网络设备网络设备 Layer1 设 备Layer1 设 备 Layer2 设 备 L3 设 备 Layer3 设 备 Layer4 设 备L1 设 备一. Layer1 设 备? Cable 电缆 ? Ti ? Transceiver 收发器 ? Repeater 中继器? Repeater 中继器 ? Hub 集线器1 收发器 Transceiver1. 收发器 Transceiver?TittRiM di ?它是Transmitter和Receiver的简称；也叫Media Atta
5、chment Unit ?将一种形式的信号转变成另一种形式； ?Transceivers are media converters： ? RJ-45 AUI(Attachment Unit Interface) ? RJ-45 BNC(同轴电缆卡环形接头) ? RJ-45 Optical1 收发器 Transceiver1. 收发器 Transceiver RJ-45AUI2. 中继器 Reapter2. 中继器 Reapter?再生信号?再生信号： ?让线缆延伸，可达更远的距离 ?增加连接到网络中的节点数 ? 不能过滤交通流量? 不能过滤交通流量 ?过滤（ Filter ），是指设备以一定的
6、特征（如源地址、 目的地址、网络协议等）来屏蔽网络流量，并根据已有目的地址、网络协议等）来屏蔽网络流量，并根据已有 的标准确定将流量转发或丢弃。3 集线器 H b3. 集线器 Hub?多端口中继器 ?放大和再生信号?放大和再生信号 ?允许很多设备接到一点允许很多设备接到点 ?星型拓扑的“中心” ?不能过滤交通流量3 集线器 Hub3. 集线器 Hub 按集线器支持的传输速率，可以分为三类：10Mbps 集线器、100Mbps集线器与10/100Mbps自适应集集线器、100Mbps集线器与10/100Mbps自适应集 线器；按集线器是否能够堆叠，可以分为两类：普通集线器 按集线器是否能够堆叠，
7、可以分为两类：普通集线器 、可堆叠式集线器； 按集线器是否支持网管功能，可以分为两类：简单集 线器、带网管功能的智能集线器。L1 设 备 的特点Layer1 设 备 的特点?所有一层设备都具有如下特点：所层都具特 ?对bit流的操作 ?不能识别帧、地址、数据不能识别帧、地址、数据二 L2 设 备二. Layer2 设 备?NIC 网卡 ?Bridge 网桥 ?Switch 交换机?Switch 交换机1 NIC 网卡1. NIC 网卡?网络接口卡Nk ?网络接口卡：Nework Interface Card（ NIC）NIC） ?为主机提供和介质的 连接连接 ?MAC地址，介质访问 控制烧入网
8、卡的控制，烧入网卡的 ROM中2. 网桥 Bridge2. 网桥 Bridge网桥的功能特点网桥的功能特点： ?连接网段连接网段 ?通过减少不必要的交通流量和降低冲突的 机会从而提高网络的性能机会，从而提高网络的性能 ?把交通流量分流，基于MAC地址过滤交?把交通流量分流，基于MAC地址过滤交 通流量2 网桥 B id2. 网桥 Bridge作网桥工作原理： ?如果源LAN和目的LAN相同，则丢弃该帧； ?如果源LAN和目的LAN不同，则转发该帧； ?如果目的LAN未知则广播该帧?如果目的LAN未知，则广播该帧。2. 网桥 Bridge2. 网桥 BridgeFilter ForwardFil
9、ter Forward V ? Xc V ? Hh3 交换机 Switch3. 交换机 Switch?连接LAN 网段?连接LAN 网段 ?LAN 交换机被认为是多端口的网桥 使用 MAC 地址表来区分个帧应该发送到哪个网段?使用 MAC 地址表来区分一个帧应该发送到哪个网段 ?交换机常用来取代集线器，以提升现有网络性能 ?增加可用带宽 ?比网桥更高的处理速度 ?支持新功能，如 VLAN3. 交换机 Switch交换机（Micro-segmentation）g3 交换机 Switch3. 交换机 Switch二 L2 设 备二. Layer2 设 备?所有的二层设备都具有如下特点： ?基于MA
10、C 地址?基于MAC 地址 ?维护过滤表 ?提高网络性能 ?隔离冲突三 L3 设 备三. Layer3 设 备?Router 路由器?L3 Switch 第三层交换机1 路由器 Router1. 路由器 Router?路由器连接 LAN 网段?路由器连接 LAN 网段 ?路由器基于网络地址做出转发决策 ?路由器的目标就是基于逻辑地址做出分 组转发决策 ?路由器是大型网络中最重要的交通流量 规范设备 ?可以起到防火墙的功能 ?隔离广播?隔离广播 ?连接广域网1 路由器 Rt1. 路由器 Router路由器的两个主要功能路由器的两个主要功能：?路径选择P th D titi?路径选择Path De
11、termination?分组交换Packet Switching1 路由器 Router1. 路由器 Router2 L3 交换机2. L3 交换机?L3交换机L2交换机路由模块?高带宽四 高 层 设 备四. 高 层 设 备?网关：实现高层协议转换，可由路 由器等硬件设备完成也可以软件由器等硬件设备完成，也可以软件 实现。 ?计算机17层常见的物理层连接介质常见的物理层连接介质常见的物理层连接介质常见的物理层连接介质连接介质：传输信号经过的各种物理环境。连接介质：传输信号经过的各种物理环境。同轴电缆同轴电缆（i lbl ）同轴电缆同轴电缆（coaxial cable）非屏蔽双绞线非屏蔽双绞线
12、(UTPunshielded twisted pair)非屏蔽双绞线非屏蔽双绞线 (UTPunshielded twisted pair)屏蔽双绞线屏蔽双绞线 (STPshielded twisted pair)光缆光缆 (fiber optical cable)无线传输介质无线传输介质（ il）无线传输介质无线传输介质（wireless）同 轴 电 缆同 轴 电 缆?由中导体绝缘材?由中心导体、绝缘材 料层、网状织物屏蔽 层外部绝缘料4层层、外部绝缘料4层 组成 ?基带同轴电缆：50 ，用于数字传输（屏 蔽层为铜）； ?宽带同轴电缆：75 ，用于模拟传输（屏 蔽层为铝）同 轴 电 缆同 轴
13、电 缆?粗缆： ?最大传输距离为500米 ?两端安装终结器，以保 证电缆屏蔽层接地证电缆屏蔽层接地 ?细缆： ?最大传输距离为185米 ?两头安装BNC头，接在T 型连接器两端粗缆特点粗缆特点 优点 ?耐用耐用 ?具有很强的抵抗信号干扰 的能力 缺点?直径大而且控制、终止起?直径大而且控制、终止起 来比较困难，应用并不很 广泛 ?粗同轴电缆的价格和安装 成本都比较昂贵。细缆的特点细缆的特点 优点 优点 ? 比粗同轴电缆易安装且更便宜 ? 比双绞线优的地方在于可以抵抗EMI和RFI? 比双绞线优的地方在于可以抵抗EMI和RFI 缺点 ? 不如双绞线柔性好? 不如双绞线柔性好 ? 应用范围远不如双
14、绞线双 绞 线双 绞 线?双绞线由两根具有绝缘层的铜导线按一定密度，逆时针方向绞合而成逆时针方向绞合而成。?近端串扰 Crosstalk?绞距（扭距）一般地，绞距越紧（小），则抵销效果越好，传输性能越好传输性能越好优点优点成本低成本低优点优点：成本低成本低、尺寸小、尺寸小、易于安装易于安装缺点缺点易受干扰易受干扰缺点缺点：易受干扰易受干扰、传输距离、传输距离性能受到绞距影响性能受到绞距影响一般地，绞距越紧（小），则抵销效果越好，传输性能越好一般地，绞距越紧（小），则抵销效果越好，传输性能越好Unshielded twisted-pair (UTP)Unshielded twisted pair
15、 (UTP)EIA/TIA：电子/电信工业协会定义了5类（CAT15）： 第一类：主要用于传输语音，不用于数据传输； 第二类：主要用于传输语音和低于4Mbps的数据传输，常p， 用于Token Ring中； 第三类：主要用于传输语音和低于10Mbps的数据传输，常 用于10BaseT中； 第四类：主要用于传输语音和低于16Mbps的数据传输，常 k/用于Token Ring、 10/100BaseT中； 第五类：主要用于传输语音和低于100Mbps的数据传输， 常用于100BT中常用于100BaseT中； 超五类5e：在近端串扰、串扰总和、衰减和信噪比四个指 标有较大改进；标有较大改进； 第六类：非对称纽距UTP的使用UTP的使用 实际使用中，为了减 少在E M I和R F I的 影响，可以连接一种 被称为介质过滤器 (di filt)的设(media filter)的设 备STP和 UTP的比较STP和 UTP的比较 采用UTP的重要原因采用UTP的重要原因?双绞线是国际上几乎所有标准均支持的标准传输介质?目前的5类线能够满足当前及未来相当长时间的
