第二章互連網(wǎng)概念綜述

1、第二章第二章互連網(wǎng)概念綜述互連網(wǎng)概念綜述本章目標(biāo)本章目標(biāo)通過本章的學(xué)習(xí)，您應(yīng)該掌握以下內(nèi)容通過本章的學(xué)習(xí)，您應(yīng)該掌握以下內(nèi)容: 描述數(shù)據(jù)在源和目標(biāo)設(shè)備間的傳送過程描述數(shù)據(jù)在源和目標(biāo)設(shè)備間的傳送過程(OSI基本基本模型）模型） 清楚集線器、交換機(jī)和路由器在網(wǎng)絡(luò)中擔(dān)當(dāng)?shù)慕乔宄€器、交換機(jī)和路由器在網(wǎng)絡(luò)中擔(dān)當(dāng)?shù)慕巧凸δ?；懂得在什么情況下該用什么樣的設(shè)備色和功能；懂得在什么情況下該用什么樣的設(shè)備 根據(jù)網(wǎng)絡(luò)需求選擇恰當(dāng)?shù)母鶕?jù)網(wǎng)絡(luò)需求選擇恰當(dāng)?shù)腃isco設(shè)備設(shè)備定義網(wǎng)絡(luò)組件定義網(wǎng)絡(luò)組件公司總部公司總部分部分部家庭辦公家庭辦公用戶用戶移動(dòng)辦公移動(dòng)辦公 用戶用戶因特網(wǎng)因特網(wǎng)層層 2層層 1服務(wù)器農(nóng)場(chǎng)服務(wù)器

2、農(nóng)場(chǎng)定義網(wǎng)絡(luò)組件定義網(wǎng)絡(luò)組件(續(xù)續(xù))分部分部家庭辦公家庭辦公I(xiàn)SDN遠(yuǎn)程遠(yuǎn)程典型網(wǎng)絡(luò)典型網(wǎng)絡(luò)層次化的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)定義層次化的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)定義分布層分布層核心層核心層訪問層訪問層端接設(shè)備到網(wǎng)絡(luò)的接入點(diǎn)端接設(shè)備到網(wǎng)絡(luò)的接入點(diǎn)訪問層訪問層訪問層特性訪問層特性 訪問層的匯接點(diǎn)訪問層的匯接點(diǎn) 路由數(shù)據(jù)路由數(shù)據(jù) 分割廣播域分割廣播域/多點(diǎn)傳送域多點(diǎn)傳送域 介質(zhì)轉(zhuǎn)換介質(zhì)轉(zhuǎn)換 安全性安全性 遠(yuǎn)程訪問的接入點(diǎn)遠(yuǎn)程訪問的接入點(diǎn)分布層分布層分布層特性分布層特性核心層特性核心層特性 高速傳送數(shù)據(jù)高速傳送數(shù)據(jù) 對(duì)數(shù)據(jù)不作任何處理對(duì)數(shù)據(jù)不作任何處理核心層核心層OSI 模式概述模式概述應(yīng)用層應(yīng)用層 (高高) 會(huì)話層會(huì)話層表示層表示

3、層應(yīng)用層應(yīng)用層OSI 模式概述模式概述數(shù)據(jù)流層數(shù)據(jù)流層傳輸層傳輸層數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層物理層物理層應(yīng)用層應(yīng)用層 (高高) 會(huì)話層會(huì)話層表示層表示層應(yīng)用層應(yīng)用層應(yīng)用層作用應(yīng)用層作用TelnetHTTP用戶接口用戶接口例子例子應(yīng)用層應(yīng)用層TelnetHTTPASCIIEBCDICJPEG用戶接口用戶接口數(shù)據(jù)表示數(shù)據(jù)表示加密等特殊處理過程加密等特殊處理過程例子例子表示層表示層應(yīng)用層應(yīng)用層應(yīng)用層作用應(yīng)用層作用TelnetHTTPASCIIEBCDICJPEG保證不同應(yīng)用間的數(shù)據(jù)區(qū)保證不同應(yīng)用間的數(shù)據(jù)區(qū)分分用戶接口用戶接口數(shù)據(jù)表示數(shù)據(jù)表示加密等特殊處理過程加密等特殊處理過程Operating

4、 System/Application Access Scheduling例子例子會(huì)話層會(huì)話層表示層表示層應(yīng)用層應(yīng)用層應(yīng)用層作用應(yīng)用層作用保證不同應(yīng)用間的數(shù)據(jù)區(qū)保證不同應(yīng)用間的數(shù)據(jù)區(qū)分分用戶接口用戶接口數(shù)據(jù)表示數(shù)據(jù)表示加密等特殊處理過程加密等特殊處理過程TelnetHTTPASCIIEBCDICJPEGOperating System/Application Access Scheduling傳輸層傳輸層數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層物理層物理層例子例子會(huì)話層會(huì)話層表示層表示層應(yīng)用層應(yīng)用層應(yīng)用層作用應(yīng)用層作用數(shù)據(jù)流層的作用數(shù)據(jù)流層的作用EIA/TIA-232V.35例子例子物理層物理層 設(shè)備

5、間接收或發(fā)送比特流設(shè)備間接收或發(fā)送比特流 說(shuō)明電壓、線速和線纜等說(shuō)明電壓、線速和線纜等802.3 / 802.2HDLCEIA/TIA-232V.35例子例子數(shù)據(jù)流層的作用數(shù)據(jù)流層的作用數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層物理層物理層 將比特組合成字節(jié)進(jìn)而組合成幀將比特組合成字節(jié)進(jìn)而組合成幀 用用MAC地址訪問介質(zhì)地址訪問介質(zhì) 錯(cuò)誤發(fā)現(xiàn)但不能糾正錯(cuò)誤發(fā)現(xiàn)但不能糾正 設(shè)備間接收或發(fā)送比特流設(shè)備間接收或發(fā)送比特流 說(shuō)明電壓、線速和線纜等說(shuō)明電壓、線速和線纜等802.3 / 802.2HDLCEIA/TIA-232V.35IPIPX例子例子數(shù)據(jù)流層的作用數(shù)據(jù)流層的作用網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層 數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層物理層物理層

6、將比特組合成字節(jié)進(jìn)而組合成幀將比特組合成字節(jié)進(jìn)而組合成幀 用用MAC地址訪問介質(zhì)地址訪問介質(zhì) 錯(cuò)誤發(fā)現(xiàn)但不能糾正錯(cuò)誤發(fā)現(xiàn)但不能糾正 設(shè)備間接收或發(fā)送比特流設(shè)備間接收或發(fā)送比特流 說(shuō)明電壓、線速和線纜等說(shuō)明電壓、線速和線纜等提供路由器用來(lái)決定路徑的邏輯尋址提供路由器用來(lái)決定路徑的邏輯尋址TCPUDPSPX802.3 / 802.2HDLCEIA/TIA-232V.35IPIPX例子例子數(shù)據(jù)流層的作用數(shù)據(jù)流層的作用傳輸層傳輸層 數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層物理層物理層 可靠或不可靠的數(shù)據(jù)傳輸可靠或不可靠的數(shù)據(jù)傳輸 數(shù)據(jù)重傳前的錯(cuò)誤糾正數(shù)據(jù)重傳前的錯(cuò)誤糾正 將比特組合成字節(jié)進(jìn)而組合成幀將比特組合成字節(jié)進(jìn)而組

7、合成幀 用用MAC地址訪問介質(zhì)地址訪問介質(zhì) 錯(cuò)誤發(fā)現(xiàn)但不能糾正錯(cuò)誤發(fā)現(xiàn)但不能糾正 設(shè)備間接收或發(fā)送比特流設(shè)備間接收或發(fā)送比特流 說(shuō)明電壓、線速和線纜等說(shuō)明電壓、線速和線纜等網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層提供路由器用來(lái)決定路徑的邏輯尋址提供路由器用來(lái)決定路徑的邏輯尋址TCPUDPSPX802.3 / 802.2HDLCEIA/TIA-232V.35IPIPX表示層表示層應(yīng)用層應(yīng)用層會(huì)話層會(huì)話層例子例子數(shù)據(jù)流層的作用數(shù)據(jù)流層的作用 可靠或不可靠的數(shù)據(jù)傳輸可靠或不可靠的數(shù)據(jù)傳輸 數(shù)據(jù)重傳前的錯(cuò)誤糾正數(shù)據(jù)重傳前的錯(cuò)誤糾正 將比特組合成字節(jié)進(jìn)而組合成幀將比特組合成字節(jié)進(jìn)而組合成幀 用用MAC地址訪問介質(zhì)地址訪問介質(zhì) 錯(cuò)誤

8、發(fā)現(xiàn)但不能糾正錯(cuò)誤發(fā)現(xiàn)但不能糾正 設(shè)備間接收或發(fā)送比特流設(shè)備間接收或發(fā)送比特流 說(shuō)明電壓、線速和線纜等說(shuō)明電壓、線速和線纜等傳輸層傳輸層 數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層物理層物理層網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層提供路由器用來(lái)決定路徑的邏輯尋址提供路由器用來(lái)決定路徑的邏輯尋址傳輸層傳輸層 數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層物理層物理層 網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層 上層數(shù)據(jù)上層數(shù)據(jù)上層數(shù)據(jù)上層數(shù)據(jù)TCP 頭頭數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)IP 頭頭數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)LLC 頭頭0101110101001000010數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)MAC 頭頭表示層表示層應(yīng)用層應(yīng)用層會(huì)話層會(huì)話層段段包包比特比特幀幀PDUFCSFCS封裝數(shù)據(jù)封裝數(shù)據(jù)上層數(shù)據(jù)上層數(shù)據(jù)LLC 頭頭 + IP + TCP + 上層數(shù)

9、據(jù)上層數(shù)據(jù)MAC 頭頭IP + TCP +上層數(shù)據(jù)上層數(shù)據(jù)LLC 頭頭TCP+上層數(shù)據(jù)上層數(shù)據(jù)IP 頭頭上層數(shù)據(jù)上層數(shù)據(jù)TCP 頭頭0101110101001000010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(luò)層網(wǎng)絡(luò)層 表示層表示層應(yīng)用層應(yīng)用層會(huì)話層會(huì)話層解封裝數(shù)據(jù)解封裝數(shù)據(jù)應(yīng)用層應(yīng)用層表示層表示層會(huì)話層會(huì)話層傳輸層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層物理層物理層OSI 模式模式PDU功能功能例子例子練習(xí)：練習(xí)：OSIOSI模式模式定義定義 介質(zhì)類型介質(zhì)類型 連接器類型連接器類型 信號(hào)類型信號(hào)類型Ethernet802.3V.35物理層物理層EIA/TIA-232物理層功能物理層

10、功能物理層物理層: Ethernet/802.3集線器集線器多個(gè)主機(jī)多個(gè)主機(jī)主機(jī)主機(jī)10Base2細(xì)纜以太網(wǎng)細(xì)纜以太網(wǎng)10Base5粗纜以太網(wǎng)粗纜以太網(wǎng)10BaseT雙絞線雙絞線ABCD物理層物理層 所有設(shè)備在同一沖突域所有設(shè)備在同一沖突域 所有設(shè)備在同一廣播域所有設(shè)備在同一廣播域 所有設(shè)備共享相同的帶寬所有設(shè)備共享相同的帶寬集線器運(yùn)行在物理層集線器運(yùn)行在物理層集線器：同一個(gè)沖突域集線器：同一個(gè)沖突域 接入設(shè)備越多沖突機(jī)率越大接入設(shè)備越多沖突機(jī)率越大 用用CSMA/CD技術(shù)技術(shù)定義定義 源和目標(biāo)的物理地址源和目標(biāo)的物理地址 與幀關(guān)聯(lián)的高層協(xié)議與幀關(guān)聯(lián)的高層協(xié)議 (Service Access

11、Point) 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)拓?fù)?幀順序幀順序 數(shù)據(jù)流控制數(shù)據(jù)流控制 有向或無(wú)向連接有向或無(wú)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)鏈路層功能數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)源地址源地址FCS長(zhǎng)度長(zhǎng)度目標(biāo)地址目標(biāo)地址可變長(zhǎng)可變長(zhǎng)26640000.0C xx.xxxx廠商自己分配廠商自己分配IEEE 分配分配MAC子層子層- 802.3前導(dǎo)符前導(dǎo)符Ethernet II 在這在這里用里用 “Type”指指明上層協(xié)議，所明上層協(xié)議，所以不用以不用 802.2.MAC 地址地址8# 字節(jié)字節(jié)數(shù)據(jù)鏈路層功能數(shù)據(jù)鏈路層

12、功能( (續(xù)續(xù)) )數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)目標(biāo)目標(biāo) SAP源源 SAP數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)源地址源地址FCS長(zhǎng)度長(zhǎng)度目標(biāo)地址目標(biāo)地址可變長(zhǎng)可變長(zhǎng)11802.2 (SAP)MAC子層子層 - 802.3Ctrl1 or 232前導(dǎo)符前導(dǎo)符數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)目標(biāo)目標(biāo) SAPAA源源 SAPAA可變長(zhǎng)可變長(zhǎng)11802.2 (SNAP)Ctrl031 or 2OROUI ID類型類型數(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每段有自己的沖突域 所有的段都在同一廣播域所有的段都在同一廣播域數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層或或123124交換機(jī)和橋運(yùn)行在鏈路層交換機(jī)和橋運(yùn)行在鏈路層交換機(jī)交換機(jī) 每段有自己的沖突域每段有自己的沖突域

13、 廣播信息向所有段轉(zhuǎn)發(fā)廣播信息向所有段轉(zhuǎn)發(fā)緩沖區(qū)緩沖區(qū)交換交換 定義與指定協(xié)議相關(guān)聯(lián)定義與指定協(xié)議相關(guān)聯(lián)的源和目標(biāo)邏輯地址的源和目標(biāo)邏輯地址 定義通過網(wǎng)絡(luò)的路徑定義通過網(wǎng)絡(luò)的路徑 多鏈路連接多鏈路連接網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)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(luò)層功能網(wǎng)絡(luò)層功能數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)源地址源地址目標(biāo)地址目標(biāo)地址IP頭頭主機(jī)號(hào)主機(jī)號(hào)網(wǎng)絡(luò)號(hào)網(wǎng)絡(luò)號(hào) 邏輯地址邏輯地址網(wǎng)絡(luò)層端接設(shè)備的數(shù)據(jù)包網(wǎng)絡(luò)層端接設(shè)備的數(shù)據(jù)包網(wǎng)絡(luò)層功能網(wǎng)絡(luò)層功能( (續(xù)續(xù)) )網(wǎng)絡(luò)層功能網(wǎng)絡(luò)層功能( (續(xù)續(xù)) ) 111111

14、11 11111111 00000000 00000000 10101100 00010000 01111010 11001100二進(jìn)制二進(jìn)制掩碼掩碼二進(jìn)制二進(jìn)制地址地址04 17216122204255地址地址掩碼掩碼25500網(wǎng)絡(luò)部分網(wǎng)絡(luò)部分主機(jī)部分主機(jī)部分路由表路由表目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)目標(biāo)網(wǎng)絡(luò) 端口端口距離距離124S0S0E01001.04.01.3E04.3S02.2E02.1S01.2路由表路由表目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)目標(biāo)網(wǎng)絡(luò) 端口端口距離距離124E0S0S0001 邏輯地址提供分層結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)邏輯地址提供分層結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò) 需要的配置需要的配置

15、 利用配置信息來(lái)識(shí)別到達(dá)目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)的路徑利用配置信息來(lái)識(shí)別到達(dá)目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)的路徑網(wǎng)絡(luò)層功能網(wǎng)絡(luò)層功能( (續(xù)續(xù)) )路由器：運(yùn)行在網(wǎng)絡(luò)層路由器：運(yùn)行在網(wǎng)絡(luò)層 廣播信息控制廣播信息控制 多點(diǎn)發(fā)送信息控制多點(diǎn)發(fā)送信息控制 路徑優(yōu)化路徑優(yōu)化 流量管制流量管制 邏輯尋址邏輯尋址 提供提供WAN連接連接路由器提供遠(yuǎn)程訪問服務(wù)路由器提供遠(yuǎn)程訪問服務(wù)因特網(wǎng)因特網(wǎng)家庭辦公用戶家庭辦公用戶分部分部調(diào)制解調(diào)器調(diào)制解調(diào)器 或或 ISDN適配卡適配卡移動(dòng)用戶移動(dòng)用戶公司總部公司總部 區(qū)分不同的上層應(yīng)用區(qū)分不同的上層應(yīng)用 建立應(yīng)用間的端到端連接建立應(yīng)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

16、輸提供可靠或不可靠的連接服務(wù)靠的連接服務(wù)網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層IPXIP傳輸層傳輸層SPXTCPUDP傳輸層功能傳輸層功能同步請(qǐng)求同步請(qǐng)求回應(yīng)同步請(qǐng)求回應(yīng)同步請(qǐng)求, 同步請(qǐng)求同步請(qǐng)求回應(yīng)同步請(qǐng)求回應(yīng)同步請(qǐng)求數(shù)據(jù)傳輸數(shù)據(jù)傳輸(傳輸數(shù)據(jù)段傳輸數(shù)據(jù)段)發(fā)送方發(fā)送方接收方接收方可靠的傳輸層功能可靠的傳輸層功能集線器集線器橋橋交換機(jī)交換機(jī)路由器路由器沖突域沖突域1 4 4 4 廣播域廣播域1 1 1 4 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的域網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的域選擇合適的選擇合適的Cisco產(chǎn)品產(chǎn)品分布層分布層核心層核心層訪問層訪問層選擇產(chǎn)品要考慮的要素選擇產(chǎn)品要考慮的要素 需要產(chǎn)品提供的功能需要產(chǎn)品提供的功能 產(chǎn)品性能產(chǎn)品性能 是否易于安裝與管

17、理是否易于安裝與管理 是否為網(wǎng)絡(luò)提供了彈性處理能力是否為網(wǎng)絡(luò)提供了彈性處理能力 是否對(duì)既有的資源提供了投資保護(hù)是否對(duì)既有的資源提供了投資保護(hù) 在網(wǎng)絡(luò)改變或增長(zhǎng)時(shí)是否提供平滑升級(jí)能力在網(wǎng)絡(luò)改變或增長(zhǎng)時(shí)是否提供平滑升級(jí)能力 是否為移動(dòng)用戶和分支機(jī)構(gòu)提供無(wú)縫遠(yuǎn)程接入是否為移動(dòng)用戶和分支機(jī)構(gòu)提供無(wú)縫遠(yuǎn)程接入能力能力 首先，基于以下因素來(lái)選擇首先，基于以下因素來(lái)選擇WAN解決方案解決方案:服務(wù)的實(shí)用性服務(wù)的實(shí)用性帶寬需求帶寬需求費(fèi)用費(fèi)用 其次，選擇能支持所選擇之其次，選擇能支持所選擇之WAN解決方案的產(chǎn)品解決方案的產(chǎn)品選擇產(chǎn)品要考慮的要素選擇產(chǎn)品要考慮的要素(續(xù)續(xù))費(fèi)用費(fèi)用/月月使用量使用量專線專線,

18、T1調(diào)制解調(diào)器調(diào)制解調(diào)器/ISDN幀中斷幀中斷0選擇產(chǎn)品要考慮的要素選擇產(chǎn)品要考慮的要素(續(xù)續(xù))15441286456決定您將運(yùn)行的應(yīng)用決定您將運(yùn)行的應(yīng)用TelnetWeb 瀏覽瀏覽語(yǔ)音語(yǔ)音圖像圖像, 多媒體多媒體電子郵件電子郵件, 文件傳送文件傳送kbps產(chǎn)品選擇要點(diǎn)產(chǎn)品選擇要點(diǎn): 10 Mbps 或或 100 Mbps 速率需求速率需求 端口密度端口密度 是否需要控制口是否需要控制口 是否易于操作是否易于操作Cisco 1500Micro HubCiscoFastHub300Cisco 1528Micro Hub 10/100CiscoFastHub400CiscoFa

19、stHub200CiscoFastHub100Cisco集線器產(chǎn)品系列集線器產(chǎn)品系列產(chǎn)品選擇要點(diǎn)產(chǎn)品選擇要點(diǎn): 10 Mbps或或100 Mbps或或1000 Mbps速率需求速率需求 是否需要主干連接和交換機(jī)互連是否需要主干連接和交換機(jī)互連 是否需要是否需要VLANs功能功能 端口密度端口密度 用戶端口類型需求用戶端口類型需求桌面桌面/工作組工作組 解決方案解決方案線速線速/干線干線 解決方案解決方案Cisco 1548 Micro Switch 10/100Catalyst 3000 seriesCatalyst 2900series XLCatalyst 1900/2820 seriesCatalyst 2900 seriesCatalyst 5000 seriesCatalyst 8500 seriesCatalyst交換機(jī)產(chǎn)品系列交換機(jī)產(chǎn)品系列產(chǎn)品選擇要點(diǎn)產(chǎn)品選擇要點(diǎn): 所需路由功能的