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1、CompanyConfidentialSchedule for IP Seminar本次本次SEMINAR所有的文档限于内部交流讨论所有的文档限于内部交流讨论1CompanyConfidentialIntroductionTcpipSwitchingrouting2CompanyConfidentialOSI七层协议模型七层协议模型 系统A应用层表示层会话层传输层 网络层数据链路层物理层 系统B应用层表示层会话层传输层 网络层数据链路层物理层网络数据数据头2数据数据头3 数据信息单元。3CompanyConfidentialTCP/IPTCP/IP与与OSIOSI模型比较模型比较应用层表示层会
2、话层传送层网络层数据链路层物理层应用层TCP UDP 协议网络层 IP协议网络接口协议物理网络OSITCP/IP4CompanyConfidentialTCP/IPTCP/IP结构结构TELNETTELNETFTPFTPSMTPSMTPDNSDNSTFTPTFTPTCPUDPICMPIPARPRARP网络接口协议5CompanyConfidentialTCP/IPTCP/IP应用层应用层DNS Domain Name Service TCP,UDP 53SMTP Simple Mail Transport Protocol TCP 25FTP-Data File Transfer Protoc
3、ol/Data TCP 20 FTP File Transfer Protocol TCP 21Telnet TCP 23HTTP Hypertext Transport Protocol TCP 80m2ua2904/sctpM2UAm3ua2905/sctpM3UAmegaco-h2482944/tcpMegacoH-248megaco-h2482944/udpMegacoH-248megaco-h2482944/sctpMegacoH-248h248-binary2945/tcpH248Binaryh248-binary2945/udpH248Binaryh248-binary2945/
4、sctpH248Binary6CompanyConfidentialTCP协议Reliable data transfer Connection-oriented virtual circuit Buffered transfer Resequencing Multiplexing Efficient,full-duplex transmission Flow controlUDP协议提供无连接的数据操作SCTP协议TCP/IPTCP/IP传输层传输层7CompanyConfidentialTCP/IPInternet层IP_InternetProtocol协议Connectionless,u
5、nreliabledeliveryservicePacketfragmentationandreassemblyRoutingfunctionsICMP_InternetControlMessageProtocolARP_AddressResolutionProtocolRARP_ReverseAddressResolutionProtocolInARP_InverseAddressResolutionProtocol8CompanyConfidential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
6、地址24位24位9CompanyConfidential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。0 7 15 23 31 网络0 主机 主机 主机A类0 1 7 15 23 31 网络1 网络 主机 主机B类00 12 7 15 23 31 网络1 网络 网络 主机C类1 0互联网络的编址10CompanyConfidential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11
7、CompanyConfidentialIP 地 址 的 分 类 及 规 划 12CompanyConfidentialUNIX HostUNIX HostCompany BUNIX HostUNIX HostCompany A介介 绍绍 TCP/IP TCP/IP 地地 址址 选选 路路 基基 于于 位位 置置位位 置置 代代 表表 了了 一一 个个 地地 址址 只允只允 许许 具具 有有 唯唯 一一 地地 址址 的的 工工 作作 站站 进进 行行 通通 讯讯InternetInternetTCP/IPTCP/IP13CompanyConfidentialIPv4 IPv4 地地 址址 32
8、Bits32 BitsNetworkNetworkHostHost8 Bits8 Bits8 Bits8 Bits8 Bits8 Bits8 Bits8 Bits172 .172 .16 .122 .204 16 .122 .20414CompanyConfidentialClass A:Class B:Class C:Class D:for multicast Class E:for researchN=Network number assigned by NICN=Network number assigned by NICH=Host number assigned by network
9、 administratorH=Host number assigned by network administratorIP IP 地地 址址 分分 类类 N NH HH HH HN NN NH HH HN NN NN NH H15CompanyConfidentialIP IP 地地 址址 位位1 17 72424Class A:Class A:#Bits#Bits0 0network#network#host#host#1 1141416161 1Class B:Class B:#Bits#Bits1 1network#network#host#host#0 01 121218 81 1
10、1 1Class C:Class C:#Bits#Bits1 1network#network#host#host#1 10 016CompanyConfidential识识 别别 IPIP地地 址址 分分 类类 (第第 一一 字字 节节 )High OrderHigh OrderBitsBitsOctet inOctet inDecimalDecimalAddressAddressClassClass0 010101101101-1261-126128-191128-191192-223192-223A AB BC C17CompanyConfidential练练 习习 :IP:IP 地地
11、址址 分分 类类 AddressAddressClassClassNetworkNetworkHostHostA AB BC CC CB BNonexistentNonexistent18CompanyConfidentialIP 地 址 规 划 19CompanyConfidentialHost Host 地地 址址 E0E0E1E1172.16172.1612121212NetworkNetworkHostHost.NetworkNetworkInterfaceInterface172.16.0.0172.16.0.010.0.0.010.0.0.0E0E0E1E1Routing Tabl
12、eRouting Table20CompanyConfidential地地 址址 没没 有有 进进 行行 子子 网网(SubNets)(SubNets)21CompanyConfidential地地 址址 有有 子子 网网 (SubNets)(SubNets)172.16.1.0172.16.1.0172.16.2.0172.16.2.0172.16.3.0172.16.3.0172.16.4.0172.16.4.022CompanyConfidentialSubnet(Subnet(子子 网网 )地地 址址 E0E0E1E1NetworkNetworkInterfacInterface eE
13、0E0E1E1Routing TableRouting TableNetworkNetworkInterfaceInterfaceE0E0E1E1Routing TableRouting Table172.16172.162 2160160NetworkNetworkHostHost.SubnetSubnet23CompanyConfidentialSubnet Mask(子子 网网 掩掩 码码)1721600IP 地地 址址 NetworkHost25525500缺省子网掩缺省子网掩 码码 NetworkHost25525525508-bit 子子 网网 掩掩 码码 Use host bit
14、s,starting at thehigh order bit positionNetworkSubnetHost24CompanyConfidential十十 进进 制制 与与 位位 的的 等等 值值 10000000=12811000000=19211100000=22411110000=24011111000=24811111100=25211111110=25411111111=255128 643216842125CompanyConfidentialNetworkHost17216001010110011111111101011000001000011111111000100000
15、000000000000000101000000000000000000000不用子网(Subnets)_缺省00000010子子 网网 掩掩 码码(Subnet Mask)26CompanyConfidentialNetworkHost255.255.255.01721620Subnet 11111111111111110000000011111111网络号码扩展8位(bits)1010110010101100000100000001000000000010101000000000000000000010子子 网网 掩掩 码码(Subnet Mask)27CompanyConfidentia
16、l练练 习习:子子 网网 掩掩 码码(Subnet Masks)AddressSubnet MaskClassSubnetBAB28CompanyConfidential子子 网网 规规 划划 其其 它它 子子 网网 20 个子个子 网网 5 hosts/每每 个个 子子 网网 C类类 地地 址址:201.222.5.029CompanyConfidential子网(Subnet)地址主机(Host)地址广播(Broadcast)地址八位子网NetworkSubnetHost1721620172.16.2.120:255.255.255.0/8:1010110011111111Subnet:1
17、010110000010000000100001111111100000010000000101111111101111001 0000000000000000B类类 子子 网网 划划 分分 例例 子子 30CompanyConfidentialNetworkSubnetHost2012225120201.222.5.121:1100100111111111Subnet:1100100111011110110111101111111100000101000001011111111101111 001 11111 00001111 000255.255.255.248/5:C类类 地地 址址 例
18、例 子子 子网(Subnet)地址主机(Host)地址广播(Broadcast)地址5位子网31CompanyConfidential广广 播播(Broadcast)地地 址址 255.255.255.255(Local network broadcast)X X172.16.1.0172.16.2.0172.16.3.0172.16.4.0172.16.3.255(Direct broadcast)32CompanyConfidential练练 习习:广广 播播(Broadcast)地地 址址 地地 址址 类类 子子 网网 广广 播播 子子 网网 掩掩 码码 CABB33CompanyCon
19、fidential子子 网网(Subnetting)例例 子子 Cisco ACisco BE0S0E0S0T0Cisco AE0:172.16.2.1 S0:172.16.1.1 S0:172.16.1.2 E0:172.31.4.1 T0:172.31.16.1 Cisco BMaskSubnet172.16.1.0172.31.16.0172.31.4.0MaskSubnet255.255.255.0/8255.255.255.0/8255.255.255.0/834CompanyConfidential公公 有有 地地 址址:由由 Internet Assigned Numbers A
20、uthority(IANA)划划 分分 的的 能能 在在 INTERNET上上 用用 得得 地地 址址 公公 有有 地地 址址 与与 私私 有有 地地 址址 私私 有有 地地 址：址：由由 IANA 预预 留留 的的 地地 址：址：192.168.0.0-192.168.255.255 35CompanyConfidentialIntroductionTcpipSwitchingrouting36CompanyConfidentialLAN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ARC
21、net（4）RG-62/U 用于ARCnet和IBM的终端37CompanyConfidential 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。38CompanyConfidential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
22、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。39CompanyConfidential4、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 A B CD E 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。40CompanyConfidential二：环形拓扑结构ABCD 该拓扑结构是由许多与其
23、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。41CompanyConfidential三：星形拓扑结构HUB BCDE 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。42CompanyConfidential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。ABCDEFG43CompanyConfidential2.1.2 LAN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
24、。A？有人发送吗？载波监听信号 A！载波监听信号暂停，有人在传送44CompanyConfidential5、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45CompanyConfidential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
25、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。46CompanyConfidential二二 、VLANVLAN交换工作原理交换工作原理 一一、LANLAN交换机在功能上类似透明桥：交换机在功能上类似透明桥：1 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、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。地址获取网络拓扑结构。如交换机从链路如交换机从链路1 1上接收到一个来自主机上接收到一个来自主机A A的的帧，则该交换机推断可通过网络连
26、接链路帧，则该交换机推断可通过网络连接链路1 1访问主机访问主机A A。通过这种处理，通过这种处理，建立一个表。建立一个表。1414接口号接口号主机物理地址主机物理地址1 1131312122 23 3 2 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、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。含目的地址，则该帧被发送到指定的端口。3 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、如果未发现任何关联，则该帧采用广播法
27、发往除输入端口以外的所有端口。外的所有端口。二二、LANLAN交换机除具有拓扑结构、转发和过滤功能外还具有独特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。能。47CompanyConfidential三三 、LAN LAN 交换转交换转 发发 LAN LAN 交换机主要有两种转发方式：交换机主要有两种转发方式：存储转发存储转发(store-and-forward)LAN LAN 交换机将整个帧拷贝到入站缓冲区，并由计算机执行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
28、余校验循环冗余校验(CRC)(CRC)，如果出现如果出现CRCCRC错误，或该帧是小帧错误，或该帧是小帧(包括包括CRCCRC小小于于6464字节字节)/)/大帧大帧(包括包括CRCCRC小于小于15181518字节字节)/)/，则丢弃该帧，如果帧，则丢弃该帧，如果帧没有任何错误，没有任何错误，LANLAN交换机在转发或交换时寻找目的地址，确定外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。出接口，然后将帧转发到目的地址。直通直通(cut-through)LAN LAN 交换机仅将目的地址交换机仅将目的地址(跟在序号后的跟在序号后的6 6个字节个字节)拷贝到入拷贝到入
29、站缓冲区，然后在交换表中寻找目的地址，站缓冲区，然后在交换表中寻找目的地址，确定外出接口确定外出接口 ，将帧，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，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。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。限制以下，端口自动转回到直通交换模式。48Com
30、panyConfidential2.1.3 虚拟LAN1、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49CompanyConfidential3、VLAN的通信一：交换机间链路（ISL）协议二：IEEE802.1Q协议 50CompanyConfidentialIntroductionTcpipSwitchingrouting51CompanyConfidential路由器概念路由器概念
31、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。52CompanyConfidential路由器基本功能、作用路由器基本功能、作用(一一)路由器的一个基本功能是连接多个独立的网络或路由器的一个基本功能是连接多个独立的网络或 子网子网LAN 1LAN 1LAN
32、2LAN 2LAN 3LAN 353CompanyConfidential路由器基本功能、作用路由器基本功能、作用(二二)路由器的另一个基本功把数据路由器的另一个基本功把数据(IP报文报文)传送到正确的传送到正确的网络，细分则网络，细分则 包括：包括：IP 数据报的转发，包括数据报的寻径和传送。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。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，这维护路由表，并与其它路由器交换路由信息，这 是是 IP报文转发的基础。报文转发的基础。IP 数据报的差错处理及简单的拥塞控制。数据报的差错处理及简单的拥塞控制。实现对实现对 I
33、P 数据报表的过滤、记帐数据报表的过滤、记帐54CompanyConfidential路由器基本功能、作用路由器基本功能、作用(三三)对于不同规模网络，路由器作用的侧重点有所不对于不同规模网络，路由器作用的侧重点有所不 同同主干网主干网地区网地区网地区网地区网园区网园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主干网：路由选择，主干网上的路由器必须知道 到达到达所有下层网络的路径，这需要维护庞大的路所有下层网络的路径，这需要维护庞大的路 由表，并由表，并对连接状态变化作出尽可能迅速的反应对连接状态变化作出尽可能迅速的反应树型体系的互联树型体系的互联55CompanyConfide
34、ntial路由器基本功能、作用路由器基本功能、作用(四四)地区网：路由器主要作用是网络连接和路由选择，地区网：路由器主要作用是网络连接和路由选择，即连即连接下层各个基层网络单位园区网，同时负责接下层各个基层网络单位园区网，同时负责 下层网络下层网络之间的数据转发。之间的数据转发。园区网：路由器主要作用是分隔子网，各个子网在园区网：路由器主要作用是分隔子网，各个子网在 逻辑逻辑上独立，而路由器是唯一能够分隔它们的设备上独立，而路由器是唯一能够分隔它们的设备，它负责，它负责子网之间报文转发和广播隔离，同时在边子网之间报文转发和广播隔离，同时在边 界上的路由器界上的路由器与上层网络连接。与上层网络连接。56CompanyConfidentialCISCO路由器的结构、组成路由器的结构、组成(1)(1)、外部：端口类型的数量、外部：端口类型的数量(同步、异步、同步、异步、ATMATM、以太接口等、以太接口等)(2)(2)、内部：、内部：CPUCPURAMRAMROMROMNVRAMNVRAMFLASHFLASH接口处理模块接口处理模块1 1 接口处理模块接口处理模块n n 路由器是一台特殊的计算机路由器是一台特殊的计算机存储系统存储系统57