IP协议、交换、路由的基本概念.ppt

1、1 2005 Nokia V1-Filename.ppt / yyyy-mm-dd / Initials,Schedule for IP Seminar,本次SEMINAR所有的文档限于内部交流讨论,2 2005 Nokia V1-Filename.ppt / yyyy-mm-dd / Initials,Introduction,Tcpip Switching routing,3 2005 Nokia V1-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,。,4 2005 Nokia V1-Fi

2、lename.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,TCP UDP 协议,网络层 IP协议,网络接口协议,物理网络,OSI,TCP/IP,5 2005 Nokia V1-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,6 2005 Nokia V1-Filename.ppt / yyyy-mm-dd / Initials,T

3、CP/IP应用层,DNS Domain Name Service TCP, UDP 53 SMTP Simple Mail Transport Protocol TCP 25 FTP-Data File Transfer Protocol /Data TCP 20 FTP File Transfer Protocol TCP 21 Telnet TCP 23 HTTP Hypertext Transport Protocol TCP 80 m2ua 2904/sctp M2UA m3ua 2905/sctp M3UA megaco-h248 2944/tcp Megaco H-248megac

4、o-h248 2944/udp Megaco H-248megaco-h248 2944/sctp Megaco H-248 h248-binary 2945/tcp H248 Binaryh248-binary 2945/udp H248 Binary h248-binary 2945/sctp H248 Binary,7 2005 Nokia V1-Filename.ppt / yyyy-mm-dd / Initials,TCP协议 Reliable data transfer Connection-oriented virtual circuit Buffered transfer Re

5、sequencing Multiplexing Efficient, full-duplex transmission Flow control UDP协议 提供无连接的数据操作 SCTP协议,TCP/IP传输层,8 2005 Nokia V1-Filename.ppt / yyyy-mm-dd / Initials,TCP/IP Internet 层,IP_ Internet Protocol 协议 Connectionless, unreliable delivery service Packet fragmentation and reassembly Routing functions

6、 ICMP_Internet Control Message Protocol ARP_Address Resolution Protocol RARP_Reverse Address Resolution Protocol InARP_Inverse Address Resolution Protocol,9 2005 Nokia V1-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,10 2005 No

7、kia V1-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。,0 7 15 23 31,互联网络的编址,11 2005 Nokia V1-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,12 2005 Nokia V1-Fil

8、ename.ppt / yyyy-mm-dd / Initials,IP 地 址 的 分 类 及 规 划,13 2005 Nokia V1-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,14 2005 Nokia V1-Filename.ppt / yyyy-mm-dd / Initials,IPv4 地 址,172 . 16 . 122 . 204,15 2005 Nokia V1-Filename.ppt / yyyy-mm-dd / Initials,Class A

9、: Class B: Class C: Class D: for multicast Class E: for research,N = Network number assigned by NIC H = Host number assigned by network administrator,IP 地 址 分 类,16 2005 Nokia V1-Filename.ppt / yyyy-mm-dd / Initials,IP 地 址 位,17 2005 Nokia V1-Filename.ppt / yyyy-mm-dd / Initials,识 别 IP地 址 分 类 (第 一 字 节

10、 ),High OrderBits,Octet inDecimal,AddressClass,0 10 110,1 -126 128 -191 192 -223,A B C,18 2005 Nokia V1-Filename.ppt / yyyy-mm-dd / Initials,练 习 : IP 地 址 分 类,Address,Class,Network,Host,,00,4,,6,20,A,,,B,,

11、00,C,,4,C,,,B,,6,Nonexistent,19 2005 Nokia V1-Filename.ppt / yyyy-mm-dd / Initials,IP 地 址 规 划,20 2005 Nokia V1-Filename.ppt / yyyy-mm-dd / Initials,Host 地 址,,0,2,IP: ,,1,18,

12、IP: ,E0,E1,172.16,12,12,Network,Host,.,.,21 2005 Nokia V1-Filename.ppt / yyyy-mm-dd / Initials,Network ,,地 址 没 有 进 行 子 网(SubNets),22 2005 Nokia V1-Filename.ppt / yyyy-mm-dd / Initials,Network ,地 址 有 子 网 (SubNets),23 2005 Nokia V1-Filename.ppt / yyyy-mm-dd / Ini

13、tials,Subnet(子 网 )地 址,,,60,,00,50,E0,E1,Network,Interface, ,E0 E1,Routing Table,IP: ,IP: ,172.16,2,160,Network,Host,.,.,Subnet,24 2005 Nokia V1-Filename.ppt / yyyy-mm-dd / Initials,Subnet Mask (子 网

14、掩 码 ),IP 地 址,Network,Host,25 2005 Nokia V1-Filename.ppt / yyyy-mm-dd / Initials,十 进 制 与 位 的 等 值,26 2005 Nokia V1-Filename.ppt / yyyy-mm-dd / Initials,Network,Host,60,,172,16,0,0,10101100,11111111,10101100,00010000,11111111,00010000,00000000,00000000,10100000,00000000,00000000,不

15、用 子 网 (Subnets) _ 缺 省,00000010,子 网 掩 码 (Subnet Mask),27 2005 Nokia V1-Filename.ppt / yyyy-mm-dd / Initials,Network,Host,60,,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

16、 码 (Subnet Mask),28 2005 Nokia V1-Filename.ppt / yyyy-mm-dd / Initials,练 习 : 子 网 掩 码 (Subnet Masks),Address,Subnet Mask,Class,Subnet,0,0,2,,,,B,,A,,B,,29 2005 Nokia V1-Filename.ppt / yyyy-mm-dd / Initials

17、,子 网 规 划,30 2005 Nokia V1-Filename.ppt / yyyy-mm-dd / Initials,IP Host Address:20 Subnet Mask: ,子 网 (Subnet)地 址 = 主 机 (Host )地 址 = -54 广 播 (Broadcast) 地 址 = 55 八 位 子 网,Network,Subnet,Host,172,16,2,0,20:, /8:,101011

18、00,11111111,Subnet:,10101100,00010000,00010000,11111111,00000010,00000010,11111111,01111001,00000000,00000000,B类 子 网 划 分 例 子,31 2005 Nokia V1-Filename.ppt / yyyy-mm-dd / Initials,IP Host Address:21 Subnet Mask: 48,Network,Subnet,Host,201,222,5,120,21:,11001001,1111

19、1111,Subnet:,11001001,11011110,11011110,11111111,00000101,00000101,11111111,01111 001,11111 000,01111 000,48 /5:,C类 地 址 例 子,子 网 (Subnet)地 址 = 20 主 机 (Host)地 址 = 21-026 广 播 (Broadcast) 地 址 = 27 5 位 子 网,32 2005 Nokia V1-Filename.ppt / yyyy-mm-dd /

20、 Initials,广 播 (Broadcast)地 址,33 2005 Nokia V1-Filename.ppt / yyyy-mm-dd / Initials,练 习 : 广 播 (Broadcast)地 址,地 址,类,子 网,广 播,0,48,子 网 掩 码,,,3,52,7,28,C,6,3,A,,55

21、,B,2,5,B,,27,34 2005 Nokia V1-Filename.ppt / yyyy-mm-dd / Initials,子 网 (Subnetting)例 子,Cisco A,Cisco B,E0,S0,E0,S0,T0,Cisco A,E0: S0: ,S0: E0: T0: ,Cisco B,Mask,/8,Subnet,,172.16.1.

22、0,Mask,Subnet,/8,35 2005 Nokia V1-Filename.ppt / yyyy-mm-dd / Initials,公 有 地 址 :由 Internet Assigned Numbers Authority (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：, - 55 - 55 - 55,36 200

23、5 Nokia V1-Filename.ppt / yyyy-mm-dd / Initials,Introduction,Tcpip Switching routing,37 2005 Nokia V1-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,38 2005 Nokia V1-Filename.ppt / yyyy-mm-dd /

24、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。,39 2005 Nokia V1-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

25、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。,40 2005 Nokia V1-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。,41 2005 Nokia V

26、1-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。,42 2005 Nokia V1-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。,43 2005 Nokia V1-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

27、种结构中，包含有多个节点的分支。,G,44 2005 Nokia V1-Filename.ppt / yyyy-mm-dd / Initials,2.1.2 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。,45 2005 Nokia V1-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

28、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,46 2005 Nokia V1-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。,

29、47 2005 Nokia V1-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

30、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。,48 2005 Nokia V1-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

31、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。,49 2005 Nokia V1-Filename.ppt / yyyy-mm-dd / Initials,2.1.3 虚拟LAN,1

32、、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,50 2005 Nokia V1-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,51 2005 Nokia V1-Filename.ppt / yyyy-mm-dd / Initials,Introduction,Tcpip Switching routing,52 2005 Nokia V1-Filename.ppt / yyyy-mm