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1、第二章 互连网概念综述,本章目标,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,定义网络组件,公司总部,分部,家庭办公 用户,移动办公 用户,因特网,层 2,层 1,服务器农场,定义网络组件(续),分部,家庭办公,ISDN,远程,典型网络,层次化的网络结构定义,分布层,核心层,访问层,端接设备到网络的接入点,访问层,访问层特性,访问层的汇接点 路由数据 分割广播域/多点传送域 介质转换 安全性 远程访问的接入点,分布层,分布层特性,核心层特性,
2、高速传送数据 对数据不作任何处理,核心层,各个标准化组织,ISO：OSI（open system interconnection） IEEE：802系列规范协议 ANSI EIA/TIA ITU,网络分层和优点,层 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 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 模式 概述,应用层 (高),会话层,表示层,应用层,OSI 模式,数据流层,传输层,数据链路层,网络
3、层,物理层,应用层 (高),会话层,表示层,应用层,应用层作用,Telnet SMTP HTTP FTP,用户接口,例子,应用层,Telnet SMTP HTTP FTP,ASCII EBCDIC JPEG,用户接口,数据表示 加密等特殊处理过程,例子,表示层,应用层,应用层作用,Telnet HTTP,ASCII EBCDIC JPEG,保证不同应用间的数据区分,用户接口,数据表示 加密等特殊处理过程,Operating System/ Application Access Scheduling,例子,会话层,表示层,应用层,应用层作用,保证不同应用间的数据区分,用户接口,数据表示 加密等特
4、殊处理过程,传输层,数据链路层,网络层,物理层,例子,会话层,表示层,应用层,应用层作用,数据流层的作用,EIA/TIA-232 V.35,例子,物理层,设备间接收或发送比特流 说明电压、线速和线缆等,802.3 / 802.2 HDLC,EIA/TIA-232 V.35,例子,数据流层的作用,数据链路层,物理层,将比特组合成字节进而组合成帧 用MAC地址访问介质 错误发现但不能纠正,设备间接收或发送比特流 说明电压、线速和线缆等,802.3 / 802.2 HDLC,EIA/TIA-232 V.35,IP IPX,例子,数据流层的作用,网络层,数据链路层,物理层,将比特组合成字节进而组合成帧
5、 用MAC地址访问介质 错误发现但不能纠正,设备间接收或发送比特流 说明电压、线速和线缆等,提供路由器用来决定路径的逻辑寻址,TCP UDP SPX,802.3 / 802.2 HDLC,EIA/TIA-232 V.35,IP IPX,例子,数据流层的作用,传输层,数据链路层,物理层,可靠或不可靠的数据传输 数据重传前的错误纠正,将比特组合成字节进而组合成帧 用MAC地址访问介质 错误发现但不能纠正,设备间接收或发送比特流 说明电压、线速和线缆等,网络层,提供路由器用来决定路径的逻辑寻址,TCP UDP SPX,802.3 / 802.2 HDLC,EIA/TIA-232 V.35,IP IP
6、X,表示层,应用层,会话层,例子,数据流层的作用,可靠或不可靠的数据传输 数据重传前的错误纠正,将比特组合成字节进而组合成帧 用MAC地址访问介质 错误发现但不能纠正,设备间接收或发送比特流 说明电压、线速和线缆等,传输层,数据链路层,物理层,网络层,提供路由器用来决定路径的逻辑寻址,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 : message transport layer : segment Network layer: packet Data-link layer:
7、Frame Physical layer: bit,封装,封装 （ 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，这个过程叫 封装,上层数据,LLC 头 + IP + TCP + 上层数据,MAC 头,IP + TCP +上层数据,LLC 头,TCP+上层数据,IP 头,上层数据,TCP 头,0101110101001000010,传输层,数据链路层,物理层,网络层,表示层,应用层,会话层,解封装数据,应用层,表示层,会话层,传输层,网络层,数据链路层,物理层,OSI
8、 模式,PDU,功能,例子,练习：OSI模式,定义 介质类型 连接器类型 信号类型,Ethernet,802.3,V.35,物理层,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
9、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 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,CDMA/CD技术,载波侦听多路访问/冲突检测 CDMA/CD（carrier sense multiple access/collision detect)：,物理层介质类型,下一章内容,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
10、或无向连接,数据链路层,物理层,EIA/TIA-232 v.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LA
11、N技术的不同在于帧结构和访问机制的不同,LLC子层,LLC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
12、符,Ethernet II 在这里用 “Type”指明上层协议，所以不用 802.2.,MAC 地址,8,# 字节,数据链路层功能(续),数据,目标 SAP,源 SAP,数据,源地址,FCS,长度,目标地址,可变长,1,1,802.2 (SAP),MAC子层 - 802.3,Ctrl,1 or 2,3,2,前导符,数据,目标 SAP AA,源 SAP AA,可变长,1,1,802.2 (SNAP),Ctrl 03,1 or 2,OR,OUI ID,类型,数据链路层功能(续),面向连接和面向无连接,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
13、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-232 v.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),11111111,11111111,00000000,00000000,10101100,00010000,01111010,11001100,二进制 掩码,二进制
14、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,路由器提供
15、远程访问服务,因特网,家庭办公用户,分部,调制解调器 或 ISDN适配卡,移动用户,公司总部,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 4 4 4,广播域,1 1 1 4,网络设备的域,选择合适的Cisco产品,分布层,核心层,访问层,选择产品要考虑的要素,需要产品提供的功能 产品性能 是否易于安装与管理 是否为网络提供了弹性处理能力 是否对既有的资源提供
