IP协议、交换、路由的基本概念ppt课件

1、Company ConfidentialSchedule for IP Seminar本次本次SEMINAR一切的文档限于内部交流讨论一切的文档限于内部交流讨论Company ConfidentialIntroductionTcpipSwitchingroutingCompany ConfidentialOSI七层协议模型七层协议模型 系统A运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运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。Company ConfidentialTCP/IPTCP/IP与与OSIOSI模型比较模型比较运用层表示层

2、会话层传送层网络层数据链路层物理层运用层TCP UDP 协议网络层 IP协议网络接口协议物理网络OSITCP/IPCompany ConfidentialTCP/IPTCP/IP构造构造TELNETTELNETFTPFTPSMTPSMTPDNSDNSTFTPTFTPTCPUDPICMPIPARPRARP网络接口协议Company ConfidentialTCP/IPTCP/IP运用层运用层DNS Domain Name Service TCP, UDP 53SMTP Simple Mail Transport Protocol TCP 25FTP-Data File Transfer Prot

3、ocol /Data TCP 20 FTP File Transfer Protocol TCP 21Telnet TCP 23 Hypertext Transport Protocol TCP 80m2ua 2904/sctp M2UA m3ua 2905/sctp M3UAmegaco-h248 2944/tcp Megaco H-248megaco-h248 2944/udp Megaco H-248megaco-h248 2944/sctp Megaco H-248h248-binary 2945/tcp H248 Binaryh248-binary 2945/udp H248 Bin

4、ary h248-binary 2945/sctp H248 BinaryCompany Confidential TCP协议 Reliable data transfer Connection-oriented virtual circuit Buffered transfer Resequencing Multiplexing Efficient, full-duplex transmission Flow control UDP协议 提供无衔接的数据操作 SCTP协议TCP/IPTCP/IP传输层传输层Company ConfidentialTCP/IP Internet 层 IP_ I

5、nternet Protocol 协议 Connectionless, unreliable delivery service Packet fragmentation and reassembly Routing functions ICMP_Internet Control Message Protocol ARP_Address Resolution Protocol RARP_Reverse Address Resolution Protocol InARP_Inverse Address Resolution ProtocolCompany Confidential互联网络的编址MA

6、C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Company Confidential网络层地址1、IP根本编址 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Company Confidential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

7、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Company ConfidentialIP 地 址 的 分 类 及 规 划 Company ConfidentialUNIX 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Internet

8、InternetTCP/IPTCP/IPCompany ConfidentialIPv4 IPv4 地地 址址 32 Bits32 BitsNetworkNetworkHostHost8 Bits8 Bits8 Bits8 Bits8 Bits8 Bits8 Bits8 Bits172 . 172 . 16 . 122 . 204 16 . 122 . 204Company Confidential Class A: Class B: Class C: Class D: for multicast Class E: for researchN = Network number assigned

9、 by NICN = Network number assigned by NICH = Host number assigned by network 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 HCompany ConfidentialIP IP 地地 址址 位位1 17 72424Class A:Class A:# Bits# Bits0 0network #network #host #host #1

10、1141416161 1Class B:Class B:# Bits# Bits1 1network #network #host #host #0 01 121218 81 11 1Class C:Class C:# Bits# Bits1 1network #network #host #host #1 10 0Company Confidential识识 别别 IP IP地地 址址 分分 类类 ( (第第 一一 字字 节节 ) )High OrderHigh OrderBitsBitsOctet inOctet inDecimalDecimalAddressAddressClassCla

11、ss0 010101101101 -1261 -126128 -191128 -191192 -223192 -223A AB BC CCompany Confidential练练 习习 : IP : IP 地地 址址 分分 类类 AddressAddressClassClassNetworkNetworkHostHost0000446620256.241.201.

12、10A AB B0000C C4C CB B6NonexistentNonexistentCompany ConfidentialIP 地 址 规 划 Company ConfidentialHost Host 地地 址址

13、0022IP: IP: 1818IP: IP: E0E0E1E1172.16172.1612121212NetworkNetworkHostHost. . .NetworkNetworkInterfaceInterfaceE

14、0E0E1E1Routing TableRouting TableCompany Confidential Network 地地 址址 没没 有有 进进 行行 子子 网网(SubNets)(SubNets)Company Confidential Network 地地 址址 有有 子子 网网 (SubNets) (SubNets)Company Confid

15、entialSubnet(Subnet(子子 网网 ) )地地 址址 606000005050E0E0E1E1NetworkNetworkInterfacInterface eE0E0E1E1Routing TableRouting TableNetworkNetworkInterfaceInterface17

16、E0E0E1E1Routing TableRouting TableIP: IP: IP: IP: 172.16172.162 2160160NetworkNetworkHostHost. . .SubnetSubnetCompany ConfidentialSubnet 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

17、码 Use host bits, starting at thehigh order bit positionNetworkSubnetHostCompany Confidential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 6432168421Company ConfidentialNetworkHost6017216001010110011111

18、111101011000001000011111111000100000000000000000000101000000000000000000000 不 用 子 网 (Subnets) _ 缺 省 00000010子子 网网 掩掩 码码 (Subnet Mask)Company ConfidentialNetworkHost601721620Subnet 11111111111111110000000011111111 网 络 号 码 扩 展 8位 (bits)1010110010101100000100000001000000000010101

19、000000000000000000010子子 网网 掩掩 码码 (Subnet Mask)Company Confidential练练 习习 : 子子 网网 掩掩 码码 (Subnet Masks)AddressSubnet MaskClassSubnet002BABCompany Confidential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

20、子子 网网 C类类 地地 址址 :Company ConfidentialIP Host Address: 20Subnet Mask: 子 网 (Subnet)地 址 = 主 机 (Host )地 址 = -54 广 播 (Broadcast) 地 址 = 55 八 位 子 网 NetworkSubnetHost172162020: /8:1010110011111111Subnet:1010110

21、000010000000100001111111100000010000000101111111101111001 0000000000000000B类类 子子 网网 划划 分分 例例 子子 Company ConfidentialIP Host Address: 21Subnet Mask: 48NetworkSubnetHost201222512021:1100100111111111Subnet:1100100111011110110111101111111100000101000001011111111101111

22、001 11111 00001111 00048 /5:C类类 地地 址址 例例 子子 子 网 (Subnet)地 址 = 20 主 机 (Host)地 址 = 21-026 广 播 (Broadcast) 地 址 = 27 5 位 子 网 Company Confidential广广 播播 (Broadcast)地地 址址 55(Local network broadcast)1

23、55(Direct broadcast)Company Confidential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 048子子 网网 掩掩 码码 352728C63A55B25B153.

24、50.6.027Company Confidential子子 网网 (Subnetting)例例 子子 Cisco ACisco BE0S0E0S0T0Cisco AE0: S0: S0: E0: T0: Cisco BMask/8SubnetMaskSubnet/8/8255.255.

25、255.0/8/8TokenRingCompany Confidential公公 有有 地地 址址 :由由 Internet Assigned Numbers Authority (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： - 55 - 55 - 55 Compa

26、ny ConfidentialIntroductionTcpipSwitchingroutingCompany ConfidentialLAN的传输介质一：同轴电缆1以太网 通常指10Base5，符合IEEE规范2RG-58/U 通常指10Base23RG-59/U 用于有线电视ARCnet4RG-62/U 用于ARCnet和IBM的终端Company Confidential 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大多数为老式的线。 2这类线实践传输速率达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

27、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。Company Confidential三：光缆 光缆有着宏大的数据传输率,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，因此信号经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：在一条光通道上传送光信号。 多模光纤：在这种光缆上同时传输几条光信号。Company Confidential4、LAN的拓扑构造 网络拓扑构造定义了组织网络设备的方法，描画网络是如何从节点至节点传输信息，网络拓扑构造

28、有主要有总线型、环型、星形、树形，这些拓扑构造是逻辑的体系构造。一：总线型拓扑构造 A B CD E 任何节点所发送的信息都沿介质进展传输，并且能被介质上的一切节点接纳。Company Confidential二：环形拓扑构造ABCD 该拓扑构造是由许多与其它设备相衔接的设备组成的，这些设备经过非直接传输衔接构成单闭环。Company Confidential三：星形拓扑构造HUB BCDE 在该拓扑构造中，网络上的最终节点经过公用链路衔接到一个中央集线器上或交换机上。Company Confidential四：树形拓扑构造 这种拓扑构造是一种与总线拓扑构造中一样的LAN体系构造，在这种构造中

29、，包含有多个节点的分支。ABCDEFGCompany Confidential2.1.2 LAN协议1、以太网技术 一：IEEE802.3/以太网1以太网任务原理介质访问方法 载波监听多路访问/冲突检测CSMA/CD 是802.3规范的显著特征。 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Company Confidential5、LAN的网络设备中继器：用于衔接扩展网络的介质。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： 网桥的任务：过滤和转发。二：网桥构成环路和网桥溢流三：桥接规范1生成树2源路由桥接Company Confidential路由器

30、：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 桥有很多一样的特性，但它们也存在以下不同： 1由于交换机是由硬件进展交换，因此速度 很快。而网桥是由软件件进展交换，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。因此网络埋伏 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公用的宽带，减 少了网段的冲突。Company Confidential二二 、VLANVLAN交换任务原理交换任务原理 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，它们经过分析一

31、切相邻网络的输入帧、当交换机通电时，它们经过分析一切相邻网络的输入帧源地址获取网络拓扑构造。如交换机从链路源地址获取网络拓扑构造。如交换机从链路1 1上接纳到一个来自上接纳到一个来自主机主机A A的帧，那么该交换机推断可经过网络衔接链路的帧，那么该交换机推断可经过网络衔接链路1 1访问主机访问主机A A。经过这种处置，建立一个表。经过这种处置，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、交换机以该表为根底进展通讯。当交换机的某接口收到一、交换机以该表为根底进展通讯。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

32、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，那么该帧被发送到指定的端口。含目的地址，那么该帧被发送到指定的端口。 3 3、假设未发现任何关联，那么该帧采用广播法发往除输入端口、假设未发现任何关联，那么该帧采用广播法发往除输入端口以外的一切端口。以外的一切端口。二、二、LANLAN交换机除具有拓扑构造、转发和过滤功能外还具有独特交换机除具有拓扑构造、转发和过滤功能外还具有独特等新功能：设备间的特定通讯、多个并发会话、全双工通讯等等新功能：设备间的特定通讯、多个并发会话、全双工通讯等功能。功能。Company Confidential三三 、 LAN LAN 交换转交换

33、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 ) (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余校验循环冗余校验(CRC)(CRC)，假设出现，假设出现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)/)/，那么丢弃该帧，假设，那么丢弃该帧，假设帧没有任何错误，帧没有任

34、何错误，LANLAN交换机在转发或交换时寻觅目的地址，确定交换机在转发或交换时寻觅目的地址，确定外出接口，然后将帧转发到目的地址。外出接口，然后将帧转发到目的地址。 直通直通(cut-through) (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) )拷贝到入拷贝到入站缓冲区，然后在交换表中寻觅目的地址，站缓冲区，然后在交换表中寻觅目的地址， 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，就开场转发，因此

35、减少了等待时间。就开场转发，因此减少了等待时间。 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，将自动改动到存储转发方式。一旦错率降到户定义的出错限制时，将自动改动到存储转发方式。一旦错率降到限制以下，端口自动转回到直通交换方式。限制以下，端口自动转回到直通交换方式。Company Confidential2.1.3 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 或按运用等构架为根底加以划分，可想象为一个存 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

36、据MAC地址定义 三：基于网络层的VLAN四：根据IP广播组划分Company Confidential3、VLAN的通讯一：交换机间链路ISL协议二：IEEE802.1Q协议 Company ConfidentialIntroductionTcpipSwitchingroutingCompany Confidential路由器概念路由器概念 路由器-互连网络的枢纽 路由器任务在最低三层协议中，其中最高层为网 络层，如TCP/IP的IP层或SPX/IPX的IPX层。关 键位置是由于它 处于网络层， 路由器具有很强的异种网互联才干，互联的两个 物理网络其最低二层协议可互不一样，经过路由 器第三层得到一致 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“制止某些特定协议。Company Confidential路由器根本功能、作用路