IP協(xié)議、交換、路由的基本概念ppt課件

1、Company ConfidentialSchedule for IP Seminar本次本次SEMINAR一切的文檔限于內(nèi)部交流討論一切的文檔限于內(nèi)部交流討論Company ConfidentialIntroductionTcpipSwitchingroutingCompany ConfidentialOSI七層協(xié)議模型七層協(xié)議模型 系統(tǒng)A運用層表示層會話層傳輸層 網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層 系統(tǒng)B運用層表示層會話層傳輸層 網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)頭2數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)頭3 數(shù)據(jù)信息單元。Company ConfidentialTCP/IPTCP/IP與與OSIOSI模型比較模型比較運用層表示層

2、會話層傳送層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層運用層TCP UDP 協(xié)議網(wǎng)絡(luò)層 IP協(xié)議網(wǎng)絡(luò)接口協(xié)議物理網(wǎng)絡(luò)OSITCP/IPCompany ConfidentialTCP/IPTCP/IP構(gòu)造構(gòu)造TELNETTELNETFTPFTPSMTPSMTPDNSDNSTFTPTFTPTCPUDPICMPIPARPRARP網(wǎng)絡(luò)接口協(xié)議Company ConfidentialTCP/IPTCP/IP運用層運用層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協(xié)議 Reliable data transfer Connection-oriented virtual circuit Buffered transfer Resequencing Multiplexing Efficient, full-duplex transmission Flow control UDP協(xié)議 提供無銜接的數(shù)據(jù)操作 SCTP協(xié)議TCP/IPTCP/IP傳輸層傳輸層Company ConfidentialTCP/IP Internet 層 IP_ I

5、nternet Protocol 協(xié)議 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互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的編址MA

6、C地址 介質(zhì)訪問控制MAC地址是由數(shù)據(jù)鏈路層地址的子集組成的。有時也稱為實地址或物理地址 OUI 由制造商賦值MAC地址24位24位Company Confidential網(wǎng)絡(luò)層地址1、IP根本編址 網(wǎng)絡(luò)層地址標識OSI網(wǎng)絡(luò)層中的實體，它通常存在于分層地址空間，有時也稱虛地址或邏輯地址。 0 7 15 23 31 網(wǎng)絡(luò)0 主機 主機 主機A類0 1 7 15 23 31 網(wǎng)絡(luò)1 網(wǎng)絡(luò) 主機 主機B類00 12 7 15 23 31 網(wǎng)絡(luò)1 網(wǎng)絡(luò) 網(wǎng)絡(luò) 主機C類1 0互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的編址Company Confidential地址轉(zhuǎn)換協(xié)議ARP用于將IP映射為物理網(wǎng)絡(luò)地址 作為TCP/IP網(wǎng)絡(luò)底層的物

7、理網(wǎng)并不懂得IP尋址ARP維護一張映射表 1) 動態(tài)性 2)查找MAC地址的方式( 線查表, 后廣播)ARP表的有效性Company ConfidentialIP 地 址 的 分 類 及 規(guī) 劃 Company ConfidentialUNIX HostUNIX HostCompany BUNIX HostUNIX HostCompany A介介 紹紹 TCP/IP TCP/IP 地地 址址 選選 路路 基基 于于 位位 置置 位位 置置 代代 表表 了了 一一 個個 地地 址址 只允只允 許許 具具 有有 唯唯 一一 地地 址址 的的 工工 作作 站站 進進 行行 通通 訊訊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 類類 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識識 別別 IP IP地地 址址 分分 類類 ( (第第 一一 字字 節(jié)節(jié) ) )High OrderHigh OrderBitsBitsOctet inOctet inDecimalDecimalAddressAddressClassCla

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

12、10A AB B0000C C4C CB B6NonexistentNonexistentCompany ConfidentialIP 地 址 規(guī) 劃 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 沒沒 有有 進進 行行 子子 網(wǎng)網(wǎng)(SubNets)(SubNets)Company Confidential Network 地地 址址 有有 子子 網(wǎng)網(wǎng) (SubNets) (SubNets)Company Confid

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

16、E0E0E1E1Routing TableRouting TableIP: IP: IP: IP: 172.16172.162 2160160NetworkNetworkHostHost. . .SubnetSubnetCompany ConfidentialSubnet Mask (子子 網(wǎng)網(wǎng) 掩掩 碼碼 )1721600IP 地地 址址 NetworkHost25525500缺省子網(wǎng)掩缺省子網(wǎng)掩 碼碼 NetworkHost25525525508-bit 子子 網(wǎng)網(wǎng) 掩掩 碼

17、碼 Use host bits, starting at thehigh order bit positionNetworkSubnetHostCompany Confidential十十 進進 制制 與與 位位 的的 等等 值值 10000000=12811000000=19211100000=22411110000=24011111000=24811111100=25211111110=25411111111=255128 6432168421Company ConfidentialNetworkHost6017216001010110011111

18、111101011000001000011111111000100000000000000000000101000000000000000000000 不 用 子 網(wǎng) (Subnets) _ 缺 省 00000010子子 網(wǎng)網(wǎng) 掩掩 碼碼 (Subnet Mask)Company ConfidentialNetworkHost601721620Subnet 11111111111111110000000011111111 網(wǎng) 絡(luò) 號 碼 擴 展 8位 (bits)1010110010101100000100000001000000000010101

19、000000000000000000010子子 網(wǎng)網(wǎng) 掩掩 碼碼 (Subnet Mask)Company Confidential練練 習習 : 子子 網(wǎng)網(wǎng) 掩掩 碼碼 (Subnet Masks)AddressSubnet MaskClassSubnet002BABCompany Confidential子子 網(wǎng)網(wǎng) 規(guī)規(guī) 劃劃 其其 它它 子子 網(wǎng)網(wǎng) 20 個子個子 網(wǎng)網(wǎng) 5 hosts/每每 個個

20、子子 網(wǎng)網(wǎng) C類類 地地 址址 :Company ConfidentialIP Host Address: 20Subnet Mask: 子 網(wǎng) (Subnet)地 址 = 主 機 (Host )地 址 = -54 廣 播 (Broadcast) 地 址 = 55 八 位 子 網(wǎng) NetworkSubnetHost172162020: /8:1010110011111111Subnet:1010110

21、000010000000100001111111100000010000000101111111101111001 0000000000000000B類類 子子 網(wǎng)網(wǎng) 劃劃 分分 例例 子子 Company ConfidentialIP Host Address: 21Subnet Mask: 48NetworkSubnetHost201222512021:1100100111111111Subnet:1100100111011110110111101111111100000101000001011111111101111

22、001 11111 00001111 00048 /5:C類類 地地 址址 例例 子子 子 網(wǎng) (Subnet)地 址 = 20 主 機 (Host)地 址 = 21-026 廣 播 (Broadcast) 地 址 = 27 5 位 子 網(wǎng) Company Confidential廣廣 播播 (Broadcast)地地 址址 55(Local network broadcast)1

23、55(Direct broadcast)Company Confidential練練 習習 : 廣廣 播播 (Broadcast)地地 址址 地地 址址 類類 子子 網(wǎng)網(wǎng) 廣廣 播播 048子子 網(wǎng)網(wǎng) 掩掩 碼碼 352728C63A55B25B153.

24、50.6.027Company Confidential子子 網(wǎng)網(wǎng) (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)劃劃 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 與與 私私 有有 地地 址址 私私 有有 地地 址：址： 由由 IANA 預(yù)預(yù) 留留 的的 地地 址：址： - 55 - 55 - 55 Compa

26、ny ConfidentialIntroductionTcpipSwitchingroutingCompany ConfidentialLAN的傳輸介質(zhì)一：同軸電纜1以太網(wǎng) 通常指10Base5，符合IEEE規(guī)范2RG-58/U 通常指10Base23RG-59/U 用于有線電視ARCnet4RG-62/U 用于ARCnet和IBM的終端Company Confidential 二：雙絞線 雙絞線有兩種類型：屏蔽雙絞線STP 和 非屏蔽雙絞線UTP。該類型線可以分五種類 型： 1大多數(shù)為老式的線。 2這類線實踐傳輸速率達4Mbps。 3這類電纜是局域網(wǎng)能采用的最低檔的雙絞線， 它的傳輸速率可達

27、10Mbps。 4用于16Mbps的令牌環(huán)網(wǎng)絡(luò)。 5這類雙絞線可提供最大100Mbps。 6這類雙絞線可提供最大1000Mbps。Company Confidential三：光纜 光纜有著宏大的數(shù)據(jù)傳輸率,這對于視頻、語音、圖象的傳輸非常有用。由于光纜是傳輸光信號而不是電信號，它完全不傳導(dǎo)電磁、無線電信號，因此信號經(jīng)常可以被傳送數(shù)英里而毫無衰減。光纖主要有單模和多模。 單模光纖：在一條光通道上傳送光信號。 多模光纖：在這種光纜上同時傳輸幾條光信號。Company Confidential4、LAN的拓撲構(gòu)造 網(wǎng)絡(luò)拓撲構(gòu)造定義了組織網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的方法，描畫網(wǎng)絡(luò)是如何從節(jié)點至節(jié)點傳輸信息，網(wǎng)絡(luò)拓撲構(gòu)造

28、有主要有總線型、環(huán)型、星形、樹形，這些拓撲構(gòu)造是邏輯的體系構(gòu)造。一：總線型拓撲構(gòu)造 A B CD E 任何節(jié)點所發(fā)送的信息都沿介質(zhì)進展傳輸，并且能被介質(zhì)上的一切節(jié)點接納。Company Confidential二：環(huán)形拓撲構(gòu)造ABCD 該拓撲構(gòu)造是由許多與其它設(shè)備相銜接的設(shè)備組成的，這些設(shè)備經(jīng)過非直接傳輸銜接構(gòu)成單閉環(huán)。Company Confidential三：星形拓撲構(gòu)造HUB BCDE 在該拓撲構(gòu)造中，網(wǎng)絡(luò)上的最終節(jié)點經(jīng)過公用鏈路銜接到一個中央集線器上或交換機上。Company Confidential四：樹形拓撲構(gòu)造 這種拓撲構(gòu)造是一種與總線拓撲構(gòu)造中一樣的LAN體系構(gòu)造，在這種構(gòu)造中

29、，包含有多個節(jié)點的分支。ABCDEFGCompany Confidential2.1.2 LAN協(xié)議1、以太網(wǎng)技術(shù) 一：IEEE802.3/以太網(wǎng)1以太網(wǎng)任務(wù)原理介質(zhì)訪問方法 載波監(jiān)聽多路訪問/沖突檢測CSMA/CD 是802.3規(guī)范的顯著特征。 A？有人發(fā)送嗎？載波監(jiān)聽信號 A！載波監(jiān)聽信號暫停，有人在傳送Company Confidential5、LAN的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中繼器：用于銜接擴展網(wǎng)絡(luò)的介質(zhì)。網(wǎng)橋：該設(shè)備主要用于OSI參考模型第二層，屬于數(shù) 據(jù)鏈路層設(shè)備。一： 網(wǎng)橋的任務(wù)：過濾和轉(zhuǎn)發(fā)。二：網(wǎng)橋構(gòu)成環(huán)路和網(wǎng)橋溢流三：橋接規(guī)范1生成樹2源路由橋接Company Confidential路由器

30、：路由器作用于OSI模型的網(wǎng)絡(luò)層。交換機：該設(shè)備從本質(zhì)上說，它是一個快速網(wǎng)橋。與網(wǎng) 橋有很多一樣的特性，但它們也存在以下不同： 1由于交換機是由硬件進展交換，因此速度 很快。而網(wǎng)橋是由軟件件進展交換，且能互聯(lián)。 2交換機支持的端口密度比網(wǎng)橋高。 3由于交換機支持斷-通交換。因此網(wǎng)絡(luò)埋伏 和延遲時間短。而網(wǎng)橋只支持存儲-轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù) 包交換。 4交換機為每個網(wǎng)絡(luò)段提供公用的寬帶，減 少了網(wǎng)段的沖突。Company Confidential二二 、VLANVLAN交換任務(wù)原理交換任務(wù)原理 一、一、LANLAN交換機在功能上類似透明橋：交換機在功能上類似透明橋： 1 1、當交換機通電時，它們經(jīng)過分析一

31、切相鄰網(wǎng)絡(luò)的輸入幀、當交換機通電時，它們經(jīng)過分析一切相鄰網(wǎng)絡(luò)的輸入幀源地址獲取網(wǎng)絡(luò)拓撲構(gòu)造。如交換機從鏈路源地址獲取網(wǎng)絡(luò)拓撲構(gòu)造。如交換機從鏈路1 1上接納到一個來自上接納到一個來自主機主機A A的幀，那么該交換機推斷可經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)銜接鏈路的幀，那么該交換機推斷可經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)銜接鏈路1 1訪問主機訪問主機A A。經(jīng)過這種處置，建立一個表。經(jīng)過這種處置，建立一個表。1414接口號接口號主機物理地址主機物理地址1 1131312122 23 3 2 2、交換機以該表為根底進展通訊。當交換機的某接口收到一、交換機以該表為根底進展通訊。當交換機的某接口收到一個信息幀時，交換機在內(nèi)部表中查看該幀得目的地址。如表

32、中包個信息幀時，交換機在內(nèi)部表中查看該幀得目的地址。如表中包含目的地址，那么該幀被發(fā)送到指定的端口。含目的地址，那么該幀被發(fā)送到指定的端口。 3 3、假設(shè)未發(fā)現(xiàn)任何關(guān)聯(lián)，那么該幀采用廣播法發(fā)往除輸入端口、假設(shè)未發(fā)現(xiàn)任何關(guān)聯(lián)，那么該幀采用廣播法發(fā)往除輸入端口以外的一切端口。以外的一切端口。二、二、LANLAN交換機除具有拓撲構(gòu)造、轉(zhuǎn)發(fā)和過濾功能外還具有獨特交換機除具有拓撲構(gòu)造、轉(zhuǎn)發(fā)和過濾功能外還具有獨特等新功能：設(shè)備間的特定通訊、多個并發(fā)會話、全雙工通訊等等新功能：設(shè)備間的特定通訊、多個并發(fā)會話、全雙工通訊等功能。功能。Company Confidential三三 、 LAN LAN 交換轉(zhuǎn)交換

33、轉(zhuǎn) 發(fā)發(fā) LAN LAN 交換機主要有兩種轉(zhuǎn)發(fā)方式：交換機主要有兩種轉(zhuǎn)發(fā)方式： 存儲轉(zhuǎn)發(fā)存儲轉(zhuǎn)發(fā)(store-and-forward ) (store-and-forward ) LAN LAN 交換機將整個幀拷貝到入站緩沖區(qū)，并由計算機執(zhí)行交換機將整個幀拷貝到入站緩沖區(qū)，并由計算機執(zhí)行循環(huán)冗余校驗循環(huán)冗余校驗(CRC)(CRC)，假設(shè)出現(xiàn)，假設(shè)出現(xiàn)CRCCRC錯誤，或該幀是小幀錯誤，或該幀是小幀( (包括包括CRCCRC小小于于6464字節(jié)字節(jié))/ )/ 大幀大幀( (包括包括CRCCRC小于小于15181518字節(jié)字節(jié))/)/，那么丟棄該幀，假設(shè)，那么丟棄該幀，假設(shè)幀沒有任何錯誤，幀沒有任

34、何錯誤，LANLAN交換機在轉(zhuǎn)發(fā)或交換時尋覓目的地址，確定交換機在轉(zhuǎn)發(fā)或交換時尋覓目的地址，確定外出接口，然后將幀轉(zhuǎn)發(fā)到目的地址。外出接口，然后將幀轉(zhuǎn)發(fā)到目的地址。 直通直通(cut-through) (cut-through) LAN LAN 交換機僅將目的地址交換機僅將目的地址( (跟在序號后的跟在序號后的6 6個字節(jié)個字節(jié)) )拷貝到入拷貝到入站緩沖區(qū)，然后在交換表中尋覓目的地址，站緩沖區(qū)，然后在交換表中尋覓目的地址， 確定外出接口確定外出接口 ，將幀，將幀轉(zhuǎn)發(fā)到目的地。直通方式交換一旦讀到目的地址并確定出站接口，轉(zhuǎn)發(fā)到目的地。直通方式交換一旦讀到目的地址并確定出站接口，就開場轉(zhuǎn)發(fā)，因此

35、減少了等待時間。就開場轉(zhuǎn)發(fā)，因此減少了等待時間。 有些交換可以先將每個端口配置為直通交換方式，當?shù)竭_用有些交換可以先將每個端口配置為直通交換方式，當?shù)竭_用戶定義的出錯限制時，將自動改動到存儲轉(zhuǎn)發(fā)方式。一旦錯率降到戶定義的出錯限制時，將自動改動到存儲轉(zhuǎn)發(fā)方式。一旦錯率降到限制以下，端口自動轉(zhuǎn)回到直通交換方式。限制以下，端口自動轉(zhuǎn)回到直通交換方式。Company Confidential2.1.3 虛擬LAN1、虛擬LAN的定義 VLAN是一個交換網(wǎng)絡(luò)，它按功能、按工程組成 或按運用等構(gòu)架為根底加以劃分，可想象為一個存 在于一套既定的交換機之內(nèi)的廣播域。2、VLAN的劃分 一：根據(jù)端口定義 二：根

36、據(jù)MAC地址定義 三：基于網(wǎng)絡(luò)層的VLAN四：根據(jù)IP廣播組劃分Company Confidential3、VLAN的通訊一：交換機間鏈路ISL協(xié)議二：IEEE802.1Q協(xié)議 Company ConfidentialIntroductionTcpipSwitchingroutingCompany Confidential路由器概念路由器概念 路由器-互連網(wǎng)絡(luò)的樞紐 路由器任務(wù)在最低三層協(xié)議中，其中最高層為網(wǎng) 絡(luò)層，如TCP/IP的IP層或SPX/IPX的IPX層。關(guān) 鍵位置是由于它 處于網(wǎng)絡(luò)層， 路由器具有很強的異種網(wǎng)互聯(lián)才干，互聯(lián)的兩個 物理網(wǎng)絡(luò)其最低二層協(xié)議可互不一樣，經(jīng)過路由 器第三層得到一致 CISCO路由器均是多協(xié)議路由器，能同時支持多種不同的網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議(IP、IPX、APPLETALK)，并可以“使能或“制止某些特定協(xié)議。Company Confidential路由器根本功能、作用路