第四章 TCPIP协议簇.ppt

1、,TCP/IP协议簇,Internet及TCP/IP协议簇 网络层协议 传输层协议 WWW（万维网)简介,4.1 Internet及TCP/IP协议簇,Internet是由多个网络互联而成的一个单一而庞大的网络集合，是建立在计算机网络之上的网络。在组织结构上，Internet由称为路由器(Router)、交换机(switch)等网络设备连结起来的众多计算机网络所组成。 网上的计算机都遵循TCP/IP协议。TCP/IP以层次化的对等通信特点管理着网上的信息交换。由于TCP/IP协议的开放性，使得众多的能够遵循TCP/IP的网络都加入到Internet中，成为Internet的一部分。,1、Int

2、ernet的工作模式,Internet上几乎所有应用层服务都采用客户/服务器模式，服务通过两个进程分工合作完成：一个主动请求、一个被动响应；一个启动通信，一个等待通信。 这里“客户”和“服务器”指的是运行程序，它们一般运行在不同的主机中，但也可以位于同一台主机中。,Internet的工作原理,TCP,IP,路 由 器,路 由 器,TCP/IP,重组信息,2、Internet的技术基础TCP/IP协议簇,网络协议是网络中各台计算机之间进行通信的一种语言基础和规范准则，它定义了计算机进行信息交换所必须遵循的规则。在每个计算机网络中，都必须有一套统一的协议，否则计算机之间无法进行通信。 Intern

3、et能以惊人的速度发展是与TCP/IP的贡献分不开的。,TCP/IP是一系列网络协议集的总称 含有上百个协议； TCP和IP是最基本、最重要的两个协议； TCP协议向网络应用程序提供基本的通信连接等服务，IP协议负责为互连的网络及计算机提供通信等服务。,TCP/IP协议分为四层 比OSI的七层模型要简单。 TCP/IP已成为事实上的工业标准。,物理层,OSI参考模型,TCP/IP模型,2层交换机、HUB,TCP/IP协议分层模型,相应网络设备,路由器/3层交换机,访问地址,链路层,表示层,会话层,传输层,网络层,应用层,网络 接口层,传输层,网际层,应用层,应用层规范的应用也能在网络设备如路由

4、器和交换机上实现。,（1）TCP/IP应用层,TCP/IP协议栈,应用层,网络接口层,网际层,传输层,主要功能 为用户的应用程序提供服务； 识别并证实目的通信方的可用性； 使协同工作的应用程序之间实现同步,（2）TCP/IP传输层,TCP/IP协议栈,应用层,网络接口层,网络层,传输层,TCP UDP,主要功能 端到端的通信； 可靠通信； 传输差错校验与恢复； 流量控制； 拥塞控制；,两种主要协议 TCP：面向连接的可靠传输协议，为用户应用端之间提供一个虚电路。 UDP：无连接的非可靠传输协议,（3）TCP/IP网际层,TCP/IP协议栈,应用层,网络接口层,网际层,传输层,IP ICMP A

5、RP RARP,主要功能 路由选择； 数据分组中转； 流量控制； 拥塞控制； 差错检测与恢复； 地址解析； 地址转换；,按照OSI七层协议，应用层的最主要的功能是：提供进程通信能力。从这个意义上讲，网络通信的最终地址就不仅是主机地址了，还包括可以描述进程的某种标识符。为此，TCP/IP协议提出了协议端口Port（简称端口）概念用于标识通信的进程。,（4）进程通信,端口是一种抽象的软件结构（包括一些数据结构和I/O缓冲区）。 如果我们把IP地址看成是门牌号码，则端口号可以看成是房间号。,应用程序（即进程）通过系统调用与某端口建立连接（binding）后，传输层传给该端口的数据都被相应进程所接收，

6、相应进程发给传输层的数据都通过该端口输出。端口操作类似于一般的I/O操作，进程获取一个端口，相当于获取本地唯一的I/O文件，可以用一般的读写原语访问之。,网络应用程序把两台希望相互通讯的计算机连在一起，所以它们需要连接来交换数据。TCP/IP称这种连接为套接字。它和金属套管用的是一个词。 TCP/IP的套接字表示计算机通讯连接，所以需要两个套接程序，每台计算机一个。为了建立双方的连接，以达到各类通讯要求，应用程序通过定义三部分来产生一个套接字：主机IP地址、应用程序所用端口、服务类型（面向连接的服务TCP，无连接服务UDP）。套接字与文件句柄类似，因为其功能是作为网络通信的终结点。,套接字（S

7、ocket）,端口号（Port）：传输层协议用端口号来标识和区分各种上层应用程序。 套接字（Socket）：IP+Port+Stype,TCP/IP各层主要协议小结,网络层协议,传输层协议,应用层协议,2020/7/15,19,1. 网络接口层 在发送方，网络接口层负责将Internet层提供的数据封装成帧，帧头中包含源物理地址、目标物理地址、使用何种链路封装协议(如HDLC，PPP)等信息，然后把帧发送出去；在接收方，该层读取帧头中的信息。如果是发给自己的，则拆开帧头，将数据报交给网络层处理；如果不是发给自己的则丢弃该帧。 网络接口层可以是面向连接的，也可以是无连接的，是否面向连接决定往帧中

8、加入不同的报头。如果是面向连接的，则报头必须指明分组中帧的数量和在目的地中帧需要重新装配的顺序。 网络接口层通过循环冗余校验（CRC）的方法来确保所有的帧都能被正确接收。,1.4.1 TCP/IP协议栈中的各层,2020/7/15,20,2. Internet层 Internet层负责将数据分组路由到正确的目的地。在发送方， Internet层将传输层提供的数据段封装到数据报中，并填入IP报头（包括源IP地址、目标IP地址、使用什么协议、校验和等等）；在接收方， Internet层通过读取IP报头中的信息决定如何处理数据报。如果是路由器收到数据报，它则通过校验和检验其有效性，决定是做本地处理还

9、是转发该数据报；如果是目标主机收到该数据报，通过校验后，它会去掉IP报头交给传输层处理。 Internet层主要提供寻址和路由选择协议，包括网际协议（IP）和另外四个支持性的协议：ARP、RARP、ICMP和IGMP。,1.4.1 TCP/IP协议栈中的各层,2020/7/15,21,1）网际协议（IP） IP主要负责逻辑寻址，对数据报进行最佳路由选择。这是一个不可靠、无连接的数据报协议，它尽最大的努力使不同的设备之间利用IP地址进行通信。IP传输的数据称为数据报，是以分组为单位的，每个数据报都是独立传输的。数据报可以沿不用的路由传送，也可以不按序或重复地到达。 IP不记录经过的路由，也不提供

10、差错检查或跟踪。然而，IP的这些局限性不应当看成是它的弱点，它提供了最基本的传输功能，使用户能够很容易根据实际的需要添加功能，获得最大的效率。 2）地址解析协议（ARP） ARP用来将IP地址与其物理地址联系起来。在一个典型的物理网络（例如局域网）中，一条链路上的每个设备都是要用物理地址来标识的，而物理地址通常是写在网络接口卡（NIC）中。当节点的IP地址已知时，可以用ARP找出它的物理地址。,1.4.1 TCP/IP协议栈中的各层,2020/7/15,22,3）逆地址解析协议（RARP） RARP允许主机在仅知道物理地址时可找出其IP地址。当计算机第一次连接到网络上，或无盘计算机在启动时，就

11、要用到RARP。 4）Internet控制报文协议（ICMP） ICMP提供控制和传递消息的功能，用于主机和路由器之间交换信息，例如不可到达目的地址、网络拥塞、重定向到更好的路径、报文生命周期超时等。ICMP报文包括查询报文和差错报告报文。 5）Internet组管理协议（IGMP）： IGMP用来将一份报文同时传送给一组接收者。,1.4.1 TCP/IP协议栈中的各层,2020/7/15,23,3. 传输层 传输层的主要功能是：分割并重新组装上层提供的数据流，为数据流提供端对端的传输服务。在发送方，传输层将应用层提供的数据流分段，并将这些数据段加上标识，包括由哪个应用程序发出、由哪个应用程序

12、处理、使用什么传输层协议、校验和、报文长度等，这种标识称为传输层报文头，例如TCP报文头、UDP报文头。在接收方，传输层去掉传输层报文头，利用报文头中的校验和来检验数据在传输过程中是否出错，以一定的顺序将数据段重新组装成数据流交给应用程序处理。 TCP/IP协议族中有两个传输层协议：TCP和UDP。IP是主机到主机的协议，即把分组从一个物理设备传送到另一个物理设备。UDP和TCP则是传输级的协议，负责将报文从一个进程传送到另一个进程。,1.4.1 TCP/IP协议栈中的各层,2020/7/15,24,1）用户数据报协议（UDP） UDP是进程到进程的协议，对从上层来的数据只增加端口地址、校验和

13、差错控制，以及长度信息。UDP为应用程序提供的是一种不可靠的、无连接的分组交付服务，UDP报文可能出现丢失、重复、时延、乱序和连接失效等问题。 但正是由于它不提供这种可靠性，所以它的开销很小。换句话说，UDP提供了一种在高效可靠的网络上传输数据，而不用消耗不必要的网络资源和处理时间的通信方式。使用UDP的协议包括TFTP、SNMP、NFS、DNS、DHCP。,1.4.1 TCP/IP协议栈中的各层,2020/7/15,25,2）传输控制协议（TCP） TCP是可靠的流传输协议。“流”在这里表示面向连接，确保了数据完整的传输到目的地。在传输数据之前，通信双方要进行三次握手来建立连接，以保证连接的

14、可靠性。如果在传输过程中有错误产生，TCP将负责向目的地重传此数据。在通信结束时，通信双方会使用改进的三次握手来关闭连接。 在发送端的每次传输，TCP将数据流划分为较小的单元，称为报文段。每个报文段都有一个序号（用来在收到报文段后重新排序）和一个确认号（用来对收到的报文段进行确认）。 报文段放在IP数据报中传送。在接收端，TCP将每个到达的数据报收集起来，并根据序号将他们重新排序。TCP还提供流量控制、全双工连接，以及多路复用技术（用端口号来实现）。,1.4.1 TCP/IP协议栈中的各层,2020/7/15,26,4. 应用层 TCP/IP中的应用层相当于OSI模型中的会话层、表示层和应用层

15、的结合。用户通过应用层提供的服务来访问网络。用户可以使用的协议和服务包括： （1）HTTP（超文本传输协议）：应用层的一个面向对象协议，适用于分布式超媒体信息系统。 （2）FTP（文件传输协议）：用于简化IP网络上系统之间文件传送的协议。采用FTP可使用户高效地从Internet上的FTP服务器下载大信息量的数据文件，以达到资源共享和传递信息的目的。 （3）TFTP（简单文件传输协议）：用于小文件的传输，对内存和处理器的要求很低，速度快。但TFTP不具备FTP的许多功能，它只能从文件服务器上获得或写入文件，而不能列出目录，也不能进行认证，所以它没有建立连接的过程及错误恢复的功能。,1.4.1

16、TCP/IP协议栈中的各层,2020/7/15,27,（4）SNMP（简单网络管理协议）： 它允许第三方的管理系统集中采集来自许多网络设备的数据，为网络管理系统提供底层网络管理的框架。利用SNMP，一个管理工作站可以远程管理所有支持这种协议的网络设备，包括监视网络状态、修改网络设备配置、接收网络事件警告等。 （5）DNS（域名服务）： DNS服务器中包含了域名和相应的IP地址的映射，其作用是把域名转换成网络可以识别的IP地址。,1.4.1 TCP/IP协议栈中的各层,IP数据报的传输,1、网络互连协议IP（Internet Protocol）,IP协议是TCP/IP的核心，提供一种无连接的、不

17、可靠的网络服务。详细定义了计算机通信应该遵循的具体细节，定义了分组如何构成，以及路由器如何将一个分组传递到目的地。,IP主要功能如下： （1）定义IP数据报 （2）管理Internet中的地址 （3）为IP数据报执行路由选择功能 （4）必要时对数据报分段与重组,4.2 网络层协议及应用,（1）IP 数据报格式,版本,数据报总长度,32 bits,data (可变长度, 一般为一个 TCP 或UDP 数据段),16-bit 标识符,报头校验和,生存 时间,32 bit 源IP地址,IP 协议版本号,首部长度 (bytes),用于 分包/ 重装,数据报长度 (bytes),报头 长度,服务 类型,

18、服务 “类型”,标志,片偏移,协议,32 bit 目的IP地址,选项 (if any),E.g. 时间戳,记录路由标记, 定义要访问的路由器,0 4 8 16 31,1.4.2 TCP/IP中的编址,在使用TCP/IP协议的互联网中，有三个等级的地址：物理（链路）地址，IP（网络）地址，以及端口地址。每一种地址属于TCP/IP体系结构中的特定层。 下图为TCP/IP中的各种地址与层次的关系：,1. 物理地址 物理地址也叫做链路地址，是节点的地址。物理地址包含在数据链路层使用的帧中，是最低一级的地址。绝大多数的局域网使用6字节（48位）的物理地址，写成12个十六进制数字，每两个字节由一个连字符分

19、隔开。如：07-01-02-01-2C-4B。 2. IP地址 在Internet的环境中仅使用物理地址是不够的，因为不同的网络可以使用不用的地址格式。因此，需要一种通用的编址系统，使每一台主机能被惟一的标识，而不用管底层使用的物理网络是怎么样的。IP地址就是为了这个目的而设计的。目前的IP地址是32位地址，可以用来标识连接在Internet上的每一台主机。在Internet没有两台主机具有相同的IP地址。,1.4.2 TCP/IP中的编址,（2）IP地址,IP地址 在全球互联网上，可唯一标识的主机地址,电话号码 在全球电话网上，可唯一标识的电话号码,MAC地址和网络地址的比较,MAC 地址

20、第二层 非结构化（平面） 由网卡决定(不可改变) 物理地址 一个比喻（你的姓名）,网络地址 第三层 结构化（层次） 由网络的位置所决定(可变) 逻辑地址 一个比喻（你的地址）,1）IP地址的两种表示方法,32位二进制数（适于计算机存储、运算） 4个用园点隔开的十进制数（适于人读写）,2）IP地址的组成,131 . 107 . 3 . 24,IP地址通常由类别号、网络标识(Net)和主机标识(Host)三部分组成。,A B C D E, 55,地址范围, 55, 55,

21、 55, 55,类 0 7 8 16 24 31,特殊的IP地址,回环 测试,内部地址(private address)：这些地址永远不出现在Internet中。,A类：10.X.X.X 16个B类地址：172.16.X.X172.31.X.X 256个C类地址：192.168.X.X,A,,,B,,00,C,,4,不存在的,IP地址分类练习,3）IP地址获取方法,IP 地址由国际组织国际网络信息中心NIC（

22、Network Information Center）统一分配。目前全球有三个这样的网络信息中心： ENIC负责欧洲地区 APNIC负责亚太地区 Inter NIC负责美国及其他地区 国内由中国互联网络信息中心(CNNIC)负责， 也可向国内一些代理机构申请IP地址。,（3） 网络（子网）掩码,划分子网的原因 IP地址的紧缺和地址分配中的浪费形成一对矛盾。 设置子网可提高网络安全性。,特点： 多个物理网络（子网）共享一个IP网络地址空间（常常为B类） IP地址主机部分的一些比特作为子网号，网络号子网ID主机ID 只有本地路由器知道子网的存在，对外有一个相同的网络标识，但对内又有不同的子网号码。

23、,标识哪些地址属于网络部分，哪些地址属于主机部分。本地路由器通过子网掩码来截取子网号。 主机部分对应的比特为0，其它为1 传统上子网掩码不会在0后再跟一个1，即子网ID是连续的 A类地址：，B类地址，C类地址,子网掩码,子网掩码定义,网络号,主机号,子网号,主机号,网络号,子网掩码与IP地址一样标记，由32位二进代码表示，由一连串的“1”和一连串的“0”组成。“1”串对应网络号码和子网号码字段的长度，“0”串对应子网内主机号码字段的长度。,11111111 11111111 11111111,00000000,子网掩码练习,20

24、0,48,C,6,3,,,3,52,7,,2020/7/15,50,在局域网接入广域网的众多方式中，通过路由器接入互联网是最为普遍的方式。使用路由器互联网络的最大优点是：各互联子网仍保持各自独立，每个子网可以采用不同的拓扑结构、传输介质和网络协议，网络结构层次分明，还有的路由器具有VLAN管理功能。,2020/7/15,51,路由器之所以能在不同网络之间起到

25、“翻译”的作用，是因为它不再是一个纯硬件设备，而是具有相当丰富路由协议的软、硬结构设备，如RIP协议、OSPF协议、EIGRP协议、IPV6协议等，这些路由协议就是用来实现不同网段或网络之间相互“理解”的。,2020/7/15,52,其实路由器的主要工作就是为经过路由器的每个数据帧寻找一条最佳传输路径，并将该数据有效地传送到目的站点。由此可见，选择最佳路径的策略即路由算法是路由器的关键所在。为了完成这项工作，在路由器中保存着各种传输路径的相关数据路径表(Routing Table)，供路由选择时使用。路径表中保存着子网的标志信息、网上路由器的个数和下一个路由器的名字等内容。,2020/7/15

26、,53,路由器的主要功能,路由器的主要功能就是“路由”的作用，通俗地讲就是“向导”作用，主要用来为数据包转发指明一个方向。但如要细分的话，路由器的“路由”功能可分为如下几个方面：,2020/7/15,54,(1) 在网际间接收节点发来的数据包，然后根据数据包中的源地址和目的地址，对照自己缓存中的路由表，把数据包直接转发到目的节点，这就是路由器最主要，也是最基本的作用路由作用。 (2) 为网际间通信选择最合理的路由，这个功能其实是上述路由功能的一个扩展。 (3) 拆分和包装数据包，这个功能也是路由功能的附属功能。 (4) 不同协议网络之间的连接。,2020/7/15,55,(5) 目前许多路由器

27、都具有防火墙功能(可配置独立IP地址的网管型路由器)，它能够起到基本的防火墙的作用，即它能够屏蔽内部网络的IP地址，自由设定IP地址、通信端口过滤，使网络更加安全。,2020/7/15,56,路由器和交换机的区别,1. 工作层次不同 最初的交换机工作在OSI/RM开放体系结构的数据链路层，也就是第二层，而路由器一开始就设计工作在OSI模型的网络层。由于交换机工作在OSI的数据链路层，所以它的工作原理比较简单，而路由器工作在OSI的网络层，可以得到更多的协议信息，路由器可以做出更加智能的转发决策。,2020/7/15,57,2. 数据转发所依据的对象不同 交换机是利用物理地址或者说MAC地址来确

28、定转发数据的目的地址的，而路由器则是利用不同网络的ID号(即IP地址)来确定数据转发的地址的。IP地址是在软件中实现的，描述的是设备所在的网络，有时这些网络层的地址也称为协议地址或者网络地址。,2020/7/15,58,路由器的工作原理,在一个局域网中，如果不需与外界网络进行通信的话，内部网络的各工作站都能识别其他各节点，完全可以通过交换机实现数据传输，根本用不上路由器来记忆局域网内各节点的MAC地址。路由器识别不同网络的方法是通过识别不同网络的网络ID号进行的，所以为了保证路由成功，每个网络都必须有一个唯一的网络编号。,2020/7/15,59,路由器要识别另一个网络，首先要识别的就是对方网

29、络的路由器IP地址中的网络ID号，看是不是与目的节点地址中的网络ID号相一致。如果是当然就向这个网络的路由器发送了，接收网络的路由器在接收到源网络发来的报文后，根据报文中所包括的目的节点IP地址中的主机ID号来识别是发给哪一个节点的，然后再直接发送；如果不是则拒绝发送。,2020/7/15,60,为了更清楚地说明路由器的工作原理，现在我们假设有这样一个简单的网络。假设其中一个网段的网络ID号为“A”，在同一网段中有4台计算机连接在一起，这个网段的每个设备的IP地址分别假设为A1、A2、A3和A4。连接在这个网段上的一台路由器是用来连接其他网段的，路由器连接于A网段的那个端口IP地址为A5。同样

30、路由器连接另一网段为B网段，这个网段的网络ID号为“B”，连接在B网段的工作站设置的IP地址设为B1、B2、B3、B4，同样连接与B网段的路由器端口的IP地址我们设为B5，结构如图10-1所示。,2020/7/15,61,图7-1 由路由器连接的两个网段,2020/7/15,62,路由器的功能还不能从根本上体现出来，一般一个网络都会同时连接其他多个网段或网络，就像如图7-2所示的一样，A、B、C、D四个网络通过路由器连接在一起。,2020/7/15,63,图7-2 四个网络通过路由器连接,2020/7/15,64,现在我们来看一下在图中所示网络环境下路由器又是如何发挥其路由、数据转发作用的。我

31、们同样需要假设各网络用户的IP地址分配情况，如图10-2所示，现假设网络A中一个用户A1要向C网络中的C3用户发送一个请求信号，则信号传递的步骤如下： 第1步：用户A1将目的计算机C3的地址连同数据信息以数据帧的形式通过集线器或交换机以广播的形式发送给同一网络中的所有节点，当路由器A5端口侦听到这个地址后，分析得知所发目的节点不是本网段的，需要路由转发，就把数据帧接收下来。,2020/7/15,65,第2步：路由器A5端口接收到用户A1的数据帧后，先从报头中取出目的用户C3的IP地址，并根据路由表计算出发往用户C3的最佳路径。 第3步：路由器的C5端口再次取出目的用户C3的IP地址，找出C3的

32、IP地址中的主机ID号，如果在网络中有交换机则可先发给交换机，由交换机根据MAC地址表找出具体的网络节点位置；如果没有交换机设备则根据其IP地址中的主机ID直接把数据帧发送给用户C3，这样一个完整的数据通信转发过程就完成了。,2020/7/15,66,了解路由器的硬件结构,7.5.1 路由器的软件 路由器的软件主要指的是路由器内嵌的IOS操作系统，IOS(Internet Work Operating System，网间网操作系统)是一种特殊的软件，路由器的启动及正常运行都要靠IOS来执行，其主要功能是用来配置路由器，在以后的路由器配置中，一些配置命令其实都是IOS中的命令文件，它就好比MS-

33、DOS一样。,2020/7/15,67,IOS与我们常用的OS一样，也有好多版本，而且各个厂家不定期地推出不同的新版本，由于各公司的IOS主观上都有某些缺点或错误，各厂家相应地都推出修改错误的或增加新功能的版本，所以在路由器的使用中还有一个IOS升级的问题。,2020/7/15,68,路由器的硬件 1. 中央处理器 与计算机一样，路由器也包含了一个中央处理器(CPU)。路由器的CPU负责路由器的配置管理和数据包的转发工作，如维护路由器所需的各种表格以及路由运算等。路由器对数据包的处理速度很大程度上取决于CPU的类型和性能。不同系列和型号的路由器，其中的CPU也不尽相同，Cisco路由器一般采用

34、Motorola 68030和Orion/R4600两种处理器。,2020/7/15,69,2. 内存 路由器采用了以下几种不同类型的内存，每种内存以不同方式协助路由器工作。 1) 只读内存(ROM) ROM在Cisco路由器中的功能与计算机中的ROM相似，主要用于系统初始化等，相当于PC中的BIOS，主要包含：,2020/7/15,70,系统加电自检代码(POST)，用于检测路由器中各硬件部分是否完好； 系统引导区代码(BootStrap)，用于启动路由器并载入IOS操作系统； 备份的IOS操作系统，以便在原有IOS操作系统被删除或破坏时使用。,2020/7/15,71,2) 闪存(Flas

35、h) Flash是可读可写的存储器，在系统重新启动或关机之后仍能保存数据。Flash中存放着当前使用中的IOS。,2020/7/15,72,3) 非易失性RAM(NVRAM) NVRAM(Nonvolatile RAM)是可读可写的存储器，在系统重新启动或关机之后仍能保存数据。由于NVRAM仅用于保存启动配置文件(Startup-Config)，故其容量较小，通常在路由器上只配置32128 KB大小的NVRAM。同时，NVRAM的速度较快，成本也比较高。,2020/7/15,73,4) 随机存储器(RAM) RAM也是可读可写的存储器，但它存储的内容在系统重启或关机后将被清除。和计算机中的RA

36、M一样，路由器中的RAM也是运行期间暂时存放操作系统和数据的存储器，让路由器能迅速访问这些信息，RAM的存取速度优于前面所提到的3种内存。 运行期间，RAM中还包含路由表项目、ARP缓冲项目、日志项目和队列中排队等待发送的分组，除此之外，还包括运行的配置文件(Running-config)、正在执行的代码、IOS操作系统程序和一些临时的数据信息。,2020/7/15,74,路由器的接口,路由器的接口是路由器非常重要的一部分，是与外界网络连接的枢纽，不同的路由器有不同的接口，归纳起来主要有三类接口： 局域网接口 主要用来与内部局域网连接。 广域网接口 外部网络与路由器的连接接口。 配置端口 主要

37、用于对路由器的配置。,2020/7/15,75,每个路由器都有接口(Interface)，每个接口都有自己的名字和编号，一个接口的全名称由它的类型标志与数字编号构成，编号自0开始。 对于接口固定的路由器(如Cisco 2500系列)或采用模块化接口的路由器(如Cisco 4700系列)，在接口的全名称中，只采用一个数字，并根据它们在路由器中的物理顺序进行编号，例如Ethernet0表示第1个以太网接口，Serial1表示第2个串口(编号从0开始）。,2020/7/15,76,对于支持“在线插拔和删除”或具有动态更改物理接口配置的路由器，其接口全名称中至少包含两个数字，中间用斜杠“/”分割。其中

38、，第1个数字代表插槽编号，第2个数字代表接口卡内的端口编号。如Cisco 3600路由器中，serial3/0代表位于3号插槽上的第1个串口。 对于支持“万用接口处理器(VIP)”的路由器，其接口编号形式为“插槽/端口适配器/端口号”，如Cisco 7500系列路由器中，Ethernet4/0/1是指4号插槽上第1个端口适配器的第2个以太网接口。,2020/7/15,77,7.6.1 局域网接口 1. AUI端口 AUI端口是用来与粗同轴电缆连接的接口，它是一种“D”型15针接口，这在令牌环网或总线型网络中是一种比较常见的端口之一。路由器可通过粗同轴电缆收发器实现与10Base-5网络的连接，

39、但更多的是借助于外接的收发转发器(AUI-to-RJ-45)，实现与10Base-T以太网络的连接。 AUI接口示意图如图7-3所示。,2020/7/15,78,图7-3 AUI接口,2020/7/15,79,图7-4 RJ-45端口,2020/7/15,80,2. RJ-45端口 RJ-45端口是最常见、也是最重要的端口，根据端口的通信速率的不同，RJ-45端口又可分为10Base-T网RJ-45端口和100Base-TX网RJ-45端口两类。,2020/7/15,81,3. SC端口 SC端口也就是我们常说的光纤端口，它是用于与光纤的连接，一般来说这种光纤端口不太可能直接用光纤连接至工作站

40、，而是通过光纤连接到快速以太网或千兆以太网等具有光纤端口的交换机。这种端口一般高档路由器才具有，都以“100b FX”标注，如图7-5所示。,2020/7/15,82,图7-5 SC端口,2020/7/15,83,广域网接口 1. 高速同步串口 在路由器的广域网连接中，应用最多的端口还要算“高速同步串口”(SERIAL)了，这种端口主要是用于目前应用非常广泛的DDN、帧中继(Frame Relay)、X.25、PSTN(模拟电话线路)等网络连接模式。在企业网之间有时也通过DDN或X.25等广域网连接技术进行专线连接。这种同步端口一般要求速率非常高，因为一般来说通过这种端口所连接的网络的两端都要

41、求实时同步。图7-6所示为高速同步串口。,2020/7/15,84,图7-6 高速同步串口,2020/7/15,85,2. 异步串口 异步串口(ASYNC)主要是应用于MODEM或MODEM池的连接，用于实现远程计算机通过公用电话网拨入网络。这种异步端口相对于上面介绍的同步端口来说在速率上要求宽松许多，因为它并不要求网络的两端保持实时同步，只要求能连续即可。所以我们在上网时所看到的并不一定就是网站上实时的内容，但这并不重要，因为毕竟这种延时是非常小的，重要的是在浏览网页时能够保持网页正常的下载。图7-7所示为异步串口。,2020/7/15,86,图7-7 异步串口,2020/7/15,87,3

42、. ISDN BRI端口 因ISDN这种互联网接入方式在连接速度上有它独特的一面，所以在ISDN刚兴起时在互联网的连接方式上还得到了充分的应用。ISDN BRI端口用于ISDN线路通过路由器实现与Internet或其他远程网络的连接，可实现128 Kb/s的通信速率。ISDN有两种速率连接端口，一种是ISDN BRI(基本速率接口)，另一种是ISDN PRI(基群速率接口)，ISDN BRI端口是采用RJ-45标准，与ISDN NT1的连接使用RJ-45-to-RJ-45直通线。图7-8所示为ISDN BRI端口。,2020/7/15,88,图7-8 ISDN BRI接口,2020/7/15,

43、89,路由器配置接口 1. Console端口 Console端口使用配置专用连线直接连接至计算机的串口，利用终端仿真程序(如Windows下的“超级终端”)进行路由器本地配置。路由器的Console端口多为RJ-45端口，如图7-9所示就包含了一个Console配置端口。,2020/7/15,90,图7-9 Console端口,2020/7/15,91,2. AUX端口 AUX端口为异步端口，主要用于远程配置，也可用于拔号连接，还可通过收发器与MODEM进行连接，支持硬件流控制(Hardware Flow Control)。AUX端口与Console端口通常被放置在一起，因为它们各自所适用的

44、配置环境不一样。AUX端口如图7-10所示。,2020/7/15,92,图7-10 AUX控制端口,2020/7/15,93,路由器的连接,7.7.1 路由器与局域网接入设备之间的连接 局域网设备主要指的是集线器与交换机，交换机通常所使用的端口主要为RJ-45和SC(光纤)接口，而集线器使用的端口则通常为AUI、BNC和RJ-45接口，但在实际使用中，所使用的接口大多为RJ-45接口。下面我们简单介绍一下路由器与局域网设备各种端口之间是如何进行连接的。,2020/7/15,94,1. RJ-45 to RJ-45 这种连接方式是指路由器的两端所连接的都是RJ-45接口，如果路由器和集线设备均提供RJ-45端口，那么，