初级交换路由

初级交换路由李恒波Cisco 网络设备互连本学期学习内容n 网络互连基础知识。n 网络互连设备的配置、管理。n LAN内部网络设备（交换机）的配置、管理。n LAN与 LAN互连设备（路由器）的配置、管理。学完本课程应该能过做到：n 对物理层、数据链路层、网络层功能了解。n 对具有该层功能的网络互连设备功能了解，并会基本的配置。n 能够独立设计、管理小型局域网，并实现局域网和局域网，局域网和广域网简单的互连。.网络图第一章 网络互连概念回顾本章重点：n OSI七层参考模型的功能作用n 以太网（ Ethernet ）n IEEE802委员会n 工作在数据链路层和网络层的设备及作用n 冲突域和广播域第一章 网络互连概念回顾n 为了使不同体系结构的计算机网络都能互连，国际标准化组织（ ISO）于 1977年成立了一个专门的机构来研究该问题。不久，他们就提出一个试图使各种计算机在世界范围内互连成网的标准框架，即著名的开放系统互连基本参考模型 OSI/RM第一章 网络互连概念回顾n OSI将整个通信功能划分为七个层次，划分层次的主要原则是：网中各结点都具有相同的层次；不同结点的同等层具有相同的功能；同一结点内相邻层之间通过接口通信；每一层可以使用下层提供的服务，并向其上层提供服务；不同结点的同等层通过协议来实现对等层之间的通信。第一章 网络互连概念回顾n OSI模型的上 3层常被称为应用层，它们处理用户界面、数据格式化和应用程序访问。n OSI模型的下 4层负责规定数据如何通过物理线路传输，经由网络互连设备到达目标终端，并最终到达应用程序。这也是本门课程所要重点介绍的。第一章 网络互连概念回顾n OSI参考模型应用层 Application表示层 Presentation会话层 session传输层 transport物理层 Physical数据链路层 Data Link网络层 Network7654321处理网络应用数据表示主机间通信进程间的连接寻址和最短路径介质访问（接入）二进制传输第一章 网络互连概念回顾n OSI参考模型中的层间通信第一章 网络互连概念回顾n 1980年， DEC、 Intel 和 Xerox(DIX)共同制定了 10M以太网的标准规范，即 Ethernet V1.0以太网规范，后经进一步修改，产生了第二版以太网规范 Ethernet V2.0。n 1983年， IEEE802.3委员会以Ethernet 2.0为基础，正式制定并颁布了 IEEE802.3标准，第一章 网络互连概念回顾n 局域网的访问控制方式n 局域网介质访问控制的主要内容有两个方面n 1、要确定网络上每个结点能够将信息发送到介质上去的特定时刻。n 2、要解决如何对共享传输介质访问和利用加以控制。n 实际上就是解决网络上的各个结点如何利用信道发送信息的问题。这也是局域网最重要的一项基本技术，它对局域网体系结构、工作过程和网络性能产生决定性的影响。n 常用的介质访问控制方式有n 载波侦听多路访问 /冲突检测 (CSMA/CD)IEEE802.3n 令牌环访问控制（ Token Ring） IEEE802.5n 令牌总线访问控制 (Token Bus) IEEE802.4第一章 网络互连概念回顾CSMA/CD(以太网 )1、 先侦听信道，如果信道闲则发送信息。2、如果信道忙，则继续侦听，直到信道闲时立即发送数据。3、发送信息后进行冲突检测，如发生冲突，立即停止发送数据，同时发出阻塞信号，通知总线上各站点冲突已经发生，使各站点 重新开始侦听与竞争。4、已发出信息的站点收到阻塞信号后，等待一段随机时间，重新进入侦听和发送阶段。CSMA/CD访问控制是一种争用协议，每个站点处于平等地位去竞争传输介质，算法较简单、技术上较易实现，但它不能提供优先级控制，此外，不确定的延时难以满足远程控制的要求。为此已产生改进型的带优先权或应答包的 CSMA/CD访问控制方式。第一章 网络互连概念回顾电器和电子工程师协会 （ IEEE）是世界上最大的专业组织，它每年出版大量的杂志和召开很多次会议，在国际上非常有影响。n 为规范局域网技术，使不同系统能够交换信息。IEEE在 1980年 2月专门成立了机构来制定局域网的有关标准，并按成立时间取名为 “IEEE802局域网标准委员会 ”，简称 “IEEE802委员会 ”。n IEEE802共有多个分委员会分别制定相应的标准，有些标准还在不断的制定当中。第一章 网络互连概念回顾n IEEE802标准的主要成员：n 802.1（ A） - 综述和体系结构n 802.1（ B） - 寻址、网络互连和网络管理n 802.2 - 逻辑链路控制 LLC n 802.3 - CSMA/CD（ 以太网） n 802.4 - Token Bus （ 令牌总线）n 802.5 - Token Ring（ 令牌环）n 802.6 - 分布队列双总线 DQDB - MAN标准第一章 网络互连概念回顾802.7 宽带技术802.8 光纤技术802.9 综合话音数据局域网802.10 可互操作的局域网的安全802.11 无线局域网802.12 新型高速局域网802.13 电缆电视网802.14 交互式电视网802.15 无线个人局域网一般情况下，我们将 802.3局域网都称为以太网第一章 网络互连概念回顾n IEEE802局域网体系结构参考模型（ LAN/RM）ISO OSI/RM IEEE 802LAN/RM应 用 层表示 层会 话层传输层网 络层数据 链 路 层 逻辑链 路控制 层 （ LLC）介 质访问 控制 层 （ MAC）物理 层 物理 层第一章 网络互连概念回顾n 同 OSI/RM相比， LAN/RM只相当于 OSI的最低两层数据链路层和物理层。所以它必须和高层协议（如 TCP/IP、IPX/SPX）一起组成计算机网络。n 物理层的主要功能是规定二进制序列的传输与接收，描述所使用的信号电平编码，规定网络拓扑结构，规定网络的传输速率及传输介质。n 数据链路层划分为介质访问控制（ MAC） 子层和逻辑链路控制（ LLC） 子层。n LLC子层独立于介质访问控制方法，隐藏了各种局域网技术之间的差别，向网络层提供统一的格式和接口。主要功能：排序、差错控制、建立和终止逻辑链路连接、提供与高层的接口等。n MAC子层为不同的物理介质定义了不同的介质访问控制标准。主要功能：组帧、寻址、控制和维护各种 MAC协议、差错检测与校正、定义各种介质访问规则等 。第一章 网络互连概念回顾n 在局域网里，为了实现多个设备共享单一信道资源，数据链路层首先要解决多个用户争用信道的问题，也就是控制信道应该由谁占用，哪一对站点可以使用传输信道进行通信，这就是 “介质访问控制 ”。主要有 CSMA/CD、Tonken Ring、 Token Bus。 由于不同的局域网技术、不同的传输介质、不同的网络拓扑结构其介质访问控制方法不尽相同，所以在数据链路层不可能定义一种与介质无关的、统一的介质访问控制方法，为了简化协议设计的复杂性。所以将该层又分为两个独立的子层。 LLC子层完成与介质无关的功能，而 MAC子层完成依赖于介质的数据链路层功能，这两个子层共同完成局域网的数据链路层全部功能。n IEEE802标准对局域网的标准化起到了重要作用，虽然许多局域网高层的软件和网络操作系统不同，但由于低层采用标准协议而可以实现互连。IEEE802.3/Ethernet帧结构PA： 前导码前导码 - 10101010序列，用于通知接收方有一个新的帧来到。序列，用于通知接收方有一个新的帧来到。SFD： 帧首定界帧首定界 - 10101011 下面开始的是数据。下面开始的是数据。DA： 目的目的 MAC地址；地址； SA： 源源 MAC地址地址LEN： 数据长度（数据部分的字节数）数据长度（数据部分的字节数）Type： 类型。高层协议标识类型。高层协议标识LLC PDU+pad - 最少最少 46字节字节 , 最多最多 1500字节字节 Pad： 填充字段，保证帧长不少于填充字段，保证帧长不少于 64字节字节 (若若 Data域域 46字节，则无字节，则无 Pad)FCS： 帧校验序列（帧校验序列（ CRC）注意：以太网数据帧的总长度为注意：以太网数据帧的总长度为 64 1518字节。字节。8 6 6 2 46-1500 4字节字节 FCSSA TypePA DA Data Pad EthernetIEEE 802.3 7 1 6 6 2 46-1500 4 字节字节FCSPA SA LENSFD DA LLC PDU Pad校验区间校验区间64-1518 字节字节LLC的帧结构（ IEEE802.2）DSAP SSAP 控制 数据1 1 1/2 可变 长度 单位：字节数据 LLC首部MAC首部 MAC尾部 MAC数据LLC帧和MAC帧的关系DSAP（AA）SSAP（ AA）控 制（ 03）OUI ID 类型 数据1 1 1/2 3 2LLC帧有两种：服务访问点（ SAP）和子网访问协议（ SNAP）。系统使用哪种帧取决于系统中运行的应用程序。SAP中由 DSAP指明了高层协议类型；而 SNAP用类型指明了高层协议类型。SAPSNAP第一章 网络互连概念回顾nMAC子层的地址n MAC地址为 48位、 6字节，用 12个 16进制数表示。如： 0000.0c33.fcabn MAC地址的前 3个字节（高 24位）由 IEEE统一分配给厂商，低 24位由厂商分配给每一块网卡。n 网卡的 MAC地址可以认为就是该网卡所在站点的 MAC地址。第一章 网络互连概念回顾n 物理层和数据链路层的设备n 物理层设备：中继器和集线器仅仅对数据信号重新整形、放大再进行传输，延长了传输距离。n 数据链路层设备：网桥和交换机可以处理数据信号中数据链路层信息（如MAC地址），从而可以有选择地处理数据（如：转发还是丢弃）。第一章 网络互连概念回顾n 数据链路层设备工作模式：数据链路层设备数据链路层设备能够建立一张 MAC地址表，该表记录了每个接口所连接设备的 MAC地址，当一个接口接收到数据后，可以根据该表来决定是将数据丢弃还是从某个端口转发。决策过程如下：如果目标设备与源设备位于同一个网段，则丢弃，称为过滤。如果目标设备位于另一个网段，则将帧通过相关端口转发给该网段，为转发。如果目标设备地址未知，则将帧转发给所有其它网段，为泛洪（ flooding）。第一章 网络互连概念回顾n 网络层设备n 路由器是工作在网络层的设备，它可以处理网络层的协议（如 IP、 IPX）并对其做出进一步处理（如选择一条路径能够到达目标的最佳路径）。第一章 网络互连概念回顾n 冲突域：当一台设备发出一个单播数据，该数据能够影响的范围（使网络中的其它设备不能发送数据）即为冲突域。n 广播域：一个广播数据帧涉及的范围即为广播域。冲突域广播域物理层设备 数据链路层层设备 网络层设备不隔离不隔离 不隔离隔离 隔离隔离第一章 网络互连概念回顾n 判断下面网络的冲突域和广播域交换机路由器集线器计算机冲突域： 个广播域： 个第一章