IP协议、交换、路由的基本概念.ppt

12005NokiaV1-Filename.ppt/yyyy-mm-dd/Initials,ScheduleforIPSeminar,本次SEMINAR所有的文档限于内部交流讨论,22005NokiaV1-Filename.ppt/yyyy-mm-dd/Initials,Introduction,TcpipSwitchingrouting,32005NokiaV1-Filename.ppt/yyyy-mm-dd/Initials,OSI七层协议模型,网络,数据,数据头2,数据,数据头3数据,信息单元,。,42005NokiaV1-Filename.ppt/yyyy-mm-dd/Initials,TCP/IP与OSI模型比较,应用层,表示层,会话层,传送层,网络层,数据链路层,物理层,应用层,TCPUDP协议,网络层IP协议,网络接口协议,物理网络,OSI,TCP/IP,52005NokiaV1-Filename.ppt/yyyy-mm-dd/Initials,TCP/IP结构,TELNET,FTP,SMTP,DNS,TFTP,TCP,UDP,ICMP,IP,ARP,RARP,网络接口协议,62005NokiaV1-Filename.ppt/yyyy-mm-dd/Initials,TCP/IP应用层,DNSDomainNameServiceTCP,UDP53SMTPSimpleMailTransportProtocolTCP25FTP-DataFileTransferProtocol/DataTCP20FTPFileTransferProtocolTCP21TelnetTCP23HTTPHypertextTransportProtocolTCP80m2ua2904/sctpM2UAm3ua2905/sctpM3UAmegaco-h2482944/tcpMegacoH-248megaco-h2482944/udpMegacoH-248megaco-h2482944/sctpMegacoH-248h248-binary2945/tcpH248Binaryh248-binary2945/udpH248Binaryh248-binary2945/sctpH248Binary,72005NokiaV1-Filename.ppt/yyyy-mm-dd/Initials,TCP协议ReliabledatatransferConnection-orientedvirtualcircuitBufferedtransferResequencingMultiplexingEfficient,full-duplextransmissionFlowcontrolUDP协议提供无连接的数据操作SCTP协议,TCP/IP传输层,82005NokiaV1-Filename.ppt/yyyy-mm-dd/Initials,TCP/IPInternet层,IP_InternetProtocol协议Connectionless,unreliabledeliveryservicePacketfragmentationandreassemblyRoutingfunctionsICMP_InternetControlMessageProtocolARP_AddressResolutionProtocolRARP_ReverseAddressResolutionProtocolInARP_InverseAddressResolutionProtocol,92005NokiaV1-Filename.ppt/yyyy-mm-dd/Initials,互联网络的编址,MAC地址,介质访问控制（MAC）地址是由数据链路层地址的子集组成的。有时也称为实地址或物理地址,OUI由制造商赋值,MAC地址,24位,24位,102005NokiaV1-Filename.ppt/yyyy-mm-dd/Initials,网络层地址,1、IP基本编址,网络层地址标识OSI网络层中的实体，它通常存在于分层地址空间，有时也称虚地址或逻辑地址。,07152331,互联网络的编址,112005NokiaV1-Filename.ppt/yyyy-mm-dd/Initials,地址转换协议,ARP用于将IP映射为物理网络地址作为TCP/IP网络底层的物理网并不懂得IP寻址ARP维护一张映射表1)动态性2)查找MAC地址的方式(线查表,后广播)ARP表的有效性,122005NokiaV1-Filename.ppt/yyyy-mm-dd/Initials,IP地址的分类及规划,132005NokiaV1-Filename.ppt/yyyy-mm-dd/Initials,介绍TCP/IP地址,只允许具有唯一地址的工作站进行通讯,142005NokiaV1-Filename.ppt/yyyy-mm-dd/Initials,IPv4地址,172.16.122.204,152005NokiaV1-Filename.ppt/yyyy-mm-dd/Initials,ClassA:ClassB:ClassC:ClassD:formulticastClassE:forresearch,N=NetworknumberassignedbyNICH=Hostnumberassignedbynetworkadministrator,IP地址分类,162005NokiaV1-Filename.ppt/yyyy-mm-dd/Initials,IP地址位,172005NokiaV1-Filename.ppt/yyyy-mm-dd/Initials,识别IP地址分类(第一字节),HighOrderBits,OctetinDecimal,AddressClass,010110,1-126128-191192-223,ABC,182005NokiaV1-Filename.ppt/yyyy-mm-dd/Initials,练习:IP地址分类,Address,Class,Network,Host,10.2.1.1,128.63.2.100,201.222.5.64,192.6.141.2,130.113.64.16,256.241.201.10,A,10.0.0.0,0.2.1.1,B,128.63.0.0,0.0.2.100,C,201.222.5.0,0.0.0.64,C,192.6.141.0,0.0.0.2,B,130.113.0.0,0.0.64.16,Nonexistent,192005NokiaV1-Filename.ppt/yyyy-mm-dd/Initials,IP地址规划,202005NokiaV1-Filename.ppt/yyyy-mm-dd/Initials,Host地址,172.16.200.1,172.16.3.10,172.16.12.12,IP:172.16.2.1,10.1.1.1,10.250.8.11,10.180.30.118,IP:10.6.24.2,E0,E1,172.16,12,12,Network,Host,.,.,212005NokiaV1-Filename.ppt/yyyy-mm-dd/Initials,Network172.16.0.0,172.16.0.0,地址没有进行子网(SubNets),222005NokiaV1-Filename.ppt/yyyy-mm-dd/Initials,Network172.16.0.0,地址有子网(SubNets),232005NokiaV1-Filename.ppt/yyyy-mm-dd/Initials,Subnet(子网)地址,172.16.200.1,172.16.2.2,172.16.2.160,172.16.3.5,172.16.3.100,172.16.3.150,E0,E1,Network,Interface,172.16.2.0172.16.3.0,E0E1,RoutingTable,IP:172.16.2.1,IP:172.16.3.1,172.16,2,160,Network,Host,.,.,Subnet,242005NokiaV1-Filename.ppt/yyyy-mm-dd/Initials,SubnetMask(子网掩码),IP地址,Network,Host,252005NokiaV1-Filename.ppt/yyyy-mm-dd/Initials,十进制与位的等值,262005NokiaV1-Filename.ppt/yyyy-mm-dd/Initials,Network,Host,172.16.2.160,255.255.0.0,172,16,0,0,10101100,11111111,10101100,00010000,11111111,00010000,00000000,00000000,10100000,00000000,00000000,不用子网(Subnets)_缺省,00000010,子网掩码(SubnetMask),272005NokiaV1-Filename.ppt/yyyy-mm-dd/Initials,Network,Host,172.16.2.160,255.255.255.0,172,16,2,0,Subnet,11111111,11111111,00000000,11111111,网络号码扩展8位(bits),10101100,10101100,00010000,00010000,00000010,10100000,00000000,00000010,子网掩码(SubnetMask),282005NokiaV1-Filename.ppt/yyyy-mm-dd/Initials,练习:子网掩码(SubnetMasks),Address,SubnetMask,Class,Subnet,172.16.2.10,10.6.24.20,172.30.36.12,255.255.255.0,255.255.0.0,255.255.255.0,B,172.16.2.0,A,10.6.0.0,B,172.30.36.0,292005NokiaV1-Filename.ppt/yyyy-mm-dd/Initials,子网规划,302005NokiaV1-Filename.ppt/yyyy-mm-dd/Initials,IPHostAddress:172.16.2.120SubnetMask:255.255.255.0,子网(Subnet)地址=172.16.2.0主机(Host)地址=172.16.2.1-72.16.2.254广播(Broadcast)地址=172.16.2.255八位子网,Network,Subnet,Host,172,16,2,0,172.16.2.120:,255.255.255.0/8:,10101100,11111111,Subnet:,10101100,00010000,00010000,11111111,00000010,00000010,11111111,01111001,00000000,00000000,B类子网划分例子,312005NokiaV1-Filename.ppt/yyyy-mm-dd/Initials,IPHostAddress:201.222.5.121SubnetMask:255.255.255.248,Network,Subnet,Host,201,222,5,120,201.222.5.121:,11001001,11111111,Subnet:,11001001,11011110,11011110,11111111,00000101,00000101,11111111,01111001,11111000,01111000,255.255.255.248/5:,C类地址例子,子网(Subnet)地址=201.222.5.120主机(Host)地址=201.222.5.121-01.222.5.126广播(Broadcast)地址=201.222.5.1275位子网,322005NokiaV1-Filename.ppt/yyyy-mm-dd/Initials,广播(Broadcast)地址,332005NokiaV1-Filename.ppt/yyyy-mm-dd/Initials,练习:广播(Broadcast)地址,地址,类,子网,广播,201.222.10.60,255.255.255.248,子网掩码,15.16.193.6,255.255.248.0,128.16.32.13,255.255.255.252,153.50.6.27,255.255.255.128,C,201.222.10.56,201.222.10.63,A,15.16.192.0,15.16.192.255,B,128.16.32.12,128.16.32.15,B,153.50.6.0,153.50.6.127,342005NokiaV1-Filename.ppt/yyyy-mm-dd/Initials,子网(Subnetting)例子,CiscoA,CiscoB,E0,S0,E0,S0,T0,CiscoA,E0:172.16.2.1S0:172.16.1.1,S0:172.16.1.2E0:172.31.4.1T0:172.31.16.1,CiscoB,Mask,255.255.255.0/8,Subnet,172.16.2.0,172.16.1.0,Mask,Subnet,255.255.255.0/8,352005NokiaV1-Filename.ppt/yyyy-mm-dd/Initials,公有地址:由InternetAssignedNumbersAuthority(IANA)划分的能在INTERNET上用得地址,公有地址与私有地址,私有地址：由IANA预留的地址：,10.0.0.0-10.255.255.255172.16.0.0-172.31.255.255192.168.0.0-192.168.255.255,362005NokiaV1-Filename.ppt/yyyy-mm-dd/Initials,Introduction,TcpipSwitchingrouting,372005NokiaV1-Filename.ppt/yyyy-mm-dd/Initials,LAN的传输介质,一：同轴电缆,（1）以太网通常指10Base5，符合IEEE标准（2）RG-58/U通常指10Base2（3）RG-59/U用于有线电视ARCnet（4）RG-62/U用于ARCnet和IBM的终端,382005NokiaV1-Filename.ppt/yyyy-mm-dd/Initials,二：双绞线,双绞线有两种类型：屏蔽双绞线（STP）和非屏蔽双绞线（UTP）。该类型线可以分五种类型：（1）大多数为老式的电话线。（2）这类线实际传输速率达4Mbps。（3）这类电缆是局域网能采用的最低档的双绞线，它的传输速率可达10Mbps。（4）用于16Mbps的令牌环网络。（5）这类双绞线可提供最大100Mbps。（6）这类双绞线可提供最大1000Mbps。,392005NokiaV1-Filename.ppt/yyyy-mm-dd/Initials,三：光缆,光缆有着巨大的数据传输率,这对于视频、语音、图象的传输非常有用。由于光缆是传输光信号而不是电信号，它完全不传导电磁、无线电信号，因而信号常常可以被传送数英里而毫无衰减。光纤主要有单模和多模。单模光纤：在一条光通道上传递光信号。多模光纤：在这种光缆上同时传输几条光信号。,402005NokiaV1-Filename.ppt/yyyy-mm-dd/Initials,4、LAN的拓扑结构,网络拓扑结构定义了组织网络设备的方法，描述网络是如何从节点至节点传输信息，网络拓扑结构有主要有总线型、环型、星形、树形，这些拓扑结构是逻辑的体系结构。,一：总线型拓扑结构,任何节点所发送的信息都沿介质进行传输，并且能被介质上的所有节点接收。,412005NokiaV1-Filename.ppt/yyyy-mm-dd/Initials,二：环形拓扑结构,该拓扑结构是由许多与其它设备相连接的设备组成的，这些设备通过非直接传输连接构成单闭环。,422005NokiaV1-Filename.ppt/yyyy-mm-dd/Initials,三：星形拓扑结构,HUB,B,C,D,E,在该拓扑结构中，网络上的最终节点通过专用链路连接到一个中央集线器上或交换机上。,432005NokiaV1-Filename.ppt/yyyy-mm-dd/Initials,四：树形拓扑结构,这种拓扑结构是一种与总线拓扑结构中相同的LAN体系结构，在这种结构中，包含有多个节点的分支。,G,442005NokiaV1-Filename.ppt/yyyy-mm-dd/Initials,2.1.2LAN协议,1、以太网技术,一：IEEE802.3/以太网,（1）以太网工作原理（介质访问方法）,载波监听多路访问/冲突检测（CSMA/CD）是802.3标准的显著特征。,452005NokiaV1-Filename.ppt/yyyy-mm-dd/Initials,5、LAN的网络设备,中继器：用于连接扩展网络的介质。,网桥：该设备主要用于OSI参考模型第二层，属于数据链路层设备。,一：网桥的工作：过滤和转发。,二：网桥形成环路和网桥溢流,三：桥接标准,（1）生成树,（2）源路由桥接,462005NokiaV1-Filename.ppt/yyyy-mm-dd/Initials,路由器：路由器作用于OSI模型的网络层。,交换机：该设备从本质上说，它是一个快速网桥。与网桥有很多相同的特性，但它们也存在以下不同：（1）由于交换机是由硬件进行交换，因此速度很快。而网桥是由软件件进行交换，且能互联。（2）交换机支持的端口密度比网桥高。（3）由于交换机支持断-通交换。因此网络潜伏和延迟时间短。而网桥只支持存储-转发的数据包交换。（4）交换机为每个网络段提供专用的宽带，减少了网段的冲突。,472005NokiaV1-Filename.ppt/yyyy-mm-dd/Initials,二、VLAN交换工作原理,一、LAN交换机在功能上类似透明桥：1、当交换机通电时，它们通过分析所有相邻网络的输入帧源地址获取网络拓扑结构。如交换机从链路1上接收到一个来自主机A的帧，则该交换机推断可通过网络连接链路1访问主机A。通过这种处理，建立一个表。,14,接口号,主机物理地址,1,13,12,2,3,2、交换机以该表为基础进行通信。当交换机的某接口收到一个信息帧时，交换机在内部表中查看该帧得目的地址。如表中包含目的地址，则该帧被发送到指定的端口。3、如果未发现任何关联，则该帧采用广播法发往除输入端口以外的所有端口。,二、LAN交换机除具有拓扑结构、转发和过滤功能外还具有独特等新功能：设备间的特定通信、多个并发会话、全双工通信等功能。,482005NokiaV1-Filename.ppt/yyyy-mm-dd/Initials,三、LAN交换转发,LAN交换机主要有两种转发方式：存储转发(store-and-forward)LAN交换机将整个帧拷贝到入站缓冲区，并由计算机执行循环冗余校验(CRC)，如果出现CRC错误，或该帧是小帧(包括CRC小于64字节)/大帧(包括CRC小于1518字节)/，则丢弃该帧，如果帧没有任何错误，LAN交换机在转发或交换时寻找目的地址，确定外出接口，然后将帧转发到目的地址。直通(cut-through)LAN交换机仅将目的地址(跟在序号后的6个字节)拷贝到入站缓冲区，然后在交换表中寻找目的地址，确定外出接口，将帧转发到目的地。直通方式交换一旦读到目的地址并确定出站接口，就开始转发，因而减少了等待时间。有些交换可以先将每个端口配置为直通交换方式，当到达用户定义的出错限制时，将自动改变到存储转发方式。一旦错率降到限制以下，端口自动转回到直通交换模式。,492005NokiaV1-Filename.ppt/yyyy-mm-dd/Initials,2.1.3虚拟LAN,1、虚拟LAN的定义,VLAN是一个交换网络，它按功能、按工程组成或按应用等构架为基础加以划分，可设想为一个存在于一套既定的交换机之内的广播域。,2、VLAN的划分,一：根据端口定义二：根据MAC地址定义,三：基于网络层的VLAN,四：根据IP广播组划分,502005NokiaV1-Filename.ppt/yyyy-mm-dd/Initials,3、VLAN的通信,一：交换机间链路（ISL）协议,二：IEEE802.1Q协议,512005NokiaV1-Filename.ppt/yyyy-mm-dd/Initials,Introduction,TcpipSwitchingrouting,522005NokiaV1-Filename.ppt/yyyy-mm-dd/Initials,路由器概念,路由器-互连网络的枢纽路由器工作在最低三层协议中，其中最高层为网络层，如TCP/IP的IP层或SPX/IPX的IPX层。关键地位是因为它处于网络层，路由器具有很强的异种网互联能力，互联的两个物理网络其最低二层协议可互不相同，通过路由器第三层得到统一CISCO路由器均是多协议路由器，能同时支持多种不同的网络层协议(IP、IPX、APPLETALK)，并可以“使能”或“禁止”某些特定协议。,532005NokiaV1-Filename.ppt/yyyy-mm-dd/Initials,路由器基本功能、作用(一),路由器的一个基本功能是连接多个独立的网络或子网,LAN1,LAN2,LAN3,542005NokiaV1-Filename.ppt/yyyy-mm-dd/Initials,路由器基本功能、作用(二),路由器的另一个基本功把数据(IP报文)传送到正确的网络，细分则包括：IP数据报的转发，包括数据报的寻径和传送。子网隔离，抑制广播风暴。维护路由表，并与其它路由器交换路由信息，这是IP报文转发的基础。IP数据报的差错处理及简单的拥塞控制。实现对IP数据报表的过滤、记帐,552005NokiaV1-Filename.ppt/yyyy-mm-dd/Initials,路由器基本功能、作用(三),对于不同规模网络，路由器作用的侧重点有所不同,主干网,地区网,地区网,园区网,园区网,主干网：路由选择，主干网上的路由器必须知道到达所有下层网络的路径，这需要维护庞大的路由表，并对连接状态变化作出尽可能迅速的反应,树型体系的互联,562005NokiaV1-Filename.ppt/yyyy-mm-dd/Initials,路由器基本功能、作用(四),地区网：路由器主要作用是网络连接和路由选择，即连接下层各个基层网络单位园区网，同时负责下层网络之间的数据转发。园区网：路由器主要作用是分隔子网，各个子网在逻辑上独立，而路由器是唯一能够分隔它们的设备，它负责子网之间报文转发和广播隔离，同时在边界上的路由器与上层网络连接。,572005NokiaV1-Filename.ppt/yyyy-mm-dd/Initials,CISCO路由器的结构、组成,(1)、外部：端口类型的数量(同步、异步、ATM、以太接口等),(2)、内部：,路由器是一台特殊的计算机,存储系统,