1、2-1第二章第二章互连网概念综述互连网概念综述2-2本章目标本章目标通过本章的学习，要求掌握以下内容通过本章的学习，要求掌握以下内容:能够描述数据在源和目标设备间的传送过程能够描述数据在源和目标设备间的传送过程 掌握掌握OSI参考模型及每一层的基本功能参考模型及每一层的基本功能 掌握集线器、交换机和路由器在网络中承担的角掌握集线器、交换机和路由器在网络中承担的角色和功能；知道在什么情况下该用什么样的设备色和功能；知道在什么情况下该用什么样的设备 掌握掌握Cisco的的3层（层次）模型层（层次）模型 根据网络需求选择恰当的根据网络需求选择恰当的Cisco设备设备2-3网络互联模型的历史网络互联模
2、型的历史生活中的分层模型生活中的分层模型发信者发信者邮局服务业务邮局服务业务书写信件书写信件 贴邮票贴邮票 送邮箱送邮箱收集信件收集信件 盖邮戳盖邮戳 分拣信件分拣信件邮局转送业务邮局转送业务 信件打包信件打包 送运输部门送运输部门路由选择路由选择 运输运输运输部门的邮件运输业务运输部门的邮件运输业务接收邮包接收邮包 转送邮局转送邮局邮局转送业务邮局转送业务分发邮件分发邮件 邮件拆包邮件拆包信件投递信件投递 信件分拣信件分拣邮局服务业务邮局服务业务 阅读信件阅读信件收信者收信者2-4邮政系统分层模型邮政系统分层模型通信者活动邮局服务业务邮局转送业务发信者收信者运输部门的邮件运输业务书写信件贴邮
3、票送邮箱收集信件盖邮戳信件分拣信件打包送运输部门路由选择运输转送邮局接收邮包分发邮件邮件拆包信件投递信件分拣阅读信件通信者活动邮局服务业务邮局转送业务2-5特点特点各层的功能明确各层的功能明确上层仅使用下层提供的服务上层仅使用下层提供的服务上层不必关心下层的实现细节上层不必关心下层的实现细节网络互联模型的历史网络互联模型的历史2-6各层之间功能独立各层之间功能独立灵活灵活结构上可分割结构上可分割易于实现和维护易于实现和维护能促进标准化工作能促进标准化工作分层的好处：简化复杂的问题分层的好处：简化复杂的问题网络互联模型的历史网络互联模型的历史2-7计算机网络面临的问题计算机网络面临的问题 用户的
4、资源和信息存储在采用不同操作系统的主机上用户的资源和信息存储在采用不同操作系统的主机上，这些主机分布在网络的不同地方，这些主机分布在网络的不同地方 需要在不同的传输介质上实现采用不同操作系统的主需要在不同的传输介质上实现采用不同操作系统的主机之间的通信机之间的通信解决异种机和异种网络互连问题的方法解决异种机和异种网络互连问题的方法 结构化设计结构化设计 分层设计思想分层设计思想网络互联模型的历史网络互联模型的历史2-8不同制造商的分层模型不同制造商的分层模型 IBM SNA(System Network Architecture)分七分七层层 DEC DNA(Digital Network A
5、rchitecture)分五分五层层 ISO/OSI(Open System Interconnection)分七层分七层网络互联模型的历史网络互联模型的历史2-9OSI 模式概述模式概述应用层应用层(高高)会话层会话层表示层表示层应用层应用层提供用户接口提供用户接口数据表示数据表示数据处理，比如加密数据处理，比如加密维持不同应用程序的会话维持不同应用程序的会话连接和数据分离连接和数据分离2-10OSI 模式概述模式概述数据流层数据流层传输层传输层数据链路层数据链路层网络层网络层物理层物理层应用层应用层(高高)会话层会话层表示层表示层应用层应用层提供可靠或不可靠的传输提供可靠或不可靠的传输在重
6、传之前执行错误纠正在重传之前执行错误纠正提供逻辑寻址，以便进行路由提供逻辑寻址，以便进行路由选择选择将数据组合成帧将数据组合成帧使用使用MAC地址提供对介地址提供对介质的访问质的访问在设备之间传输比特流在设备之间传输比特流指定电压大小，线路速指定电压大小，线路速率和电缆的引脚数率和电缆的引脚数2-11应用层作用应用层作用TelnetHTTP用户接口用户接口例子例子应用层应用层2-12TelnetHTTPASCIIMIDIJPEGMPEG用户接口用户接口数据表示数据表示加密等特殊处理过程加密等特殊处理过程例子例子表示层表示层应用层应用层应用层作用应用层作用2-13TelnetHTTPASCIIE
7、BCDICJPEGMPEG保证不同应用间的数据区保证不同应用间的数据区分分用户接口用户接口数据表示数据表示加密等特殊处理过程加密等特殊处理过程NFSSQLRPC例子例子会话层会话层表示层表示层应用层应用层应用层作用应用层作用2-14保证不同应用间的数据区保证不同应用间的数据区分分用户接口用户接口数据表示数据表示加密等特殊处理过程加密等特殊处理过程TelnetHTTPASCIIMIDIJPEGNFSSQLRPC传输层传输层数据链路层数据链路层网络层网络层物理层物理层例子例子会话层会话层表示层表示层应用层应用层应用层作用应用层作用2-15数据流层的作用数据流层的作用EIA/TIA-232V.35例
8、子例子物理层物理层 设备间接收或发送比特流设备间接收或发送比特流 说明电压、线速和线缆等说明电压、线速和线缆等2-16802.3/802.2HDLCEIA/TIA-232V.35例子例子数据流层的作用数据流层的作用数据链路层数据链路层物理层物理层 将比特组合成字节进而组合成帧将比特组合成字节进而组合成帧 用用MAC地址访问介质地址访问介质 错误发现但不能纠正错误发现但不能纠正 设备间接收或发送比特流设备间接收或发送比特流 说明电压、线速和线缆等说明电压、线速和线缆等2-17802.3/802.2HDLCEIA/TIA-232V.35IPIPX例子例子数据流层的作用数据流层的作用网络层网络层 数
9、据链路层数据链路层物理层物理层 将比特组合成字节进而组合成帧将比特组合成字节进而组合成帧 用用MAC地址访问介质地址访问介质 错误发现但不能纠正错误发现但不能纠正 设备间接收或发送比特流设备间接收或发送比特流 说明电压、线速和线缆等说明电压、线速和线缆等提供路由器用来决定路径的逻辑寻址提供路由器用来决定路径的逻辑寻址2-18TCPUDPSPX802.3/802.2HDLCEIA/TIA-232V.35IPIPX例子例子数据流层的作用数据流层的作用传输层传输层 数据链路层数据链路层物理层物理层 可靠或不可靠的数据传输可靠或不可靠的数据传输 数据重传前的错误纠正数据重传前的错误纠正 将比特组合成字
10、节进而组合成帧将比特组合成字节进而组合成帧 用用MAC地址访问介质地址访问介质 错误发现但不能纠正错误发现但不能纠正 设备间接收或发送比特流设备间接收或发送比特流 说明电压、线速和线缆等说明电压、线速和线缆等网络层网络层提供路由器用来决定路径的逻辑寻址提供路由器用来决定路径的逻辑寻址2-19TCPUDPSPX802.3/802.2HDLCEIA/TIA-232V.35IPIPX表示层表示层应用层应用层会话层会话层例子例子数据流层的作用数据流层的作用 可靠或不可靠的数据传输可靠或不可靠的数据传输 数据重传前的错误纠正数据重传前的错误纠正 将比特组合成字节进而组合成帧将比特组合成字节进而组合成帧
11、用用MAC地址访问介质地址访问介质 错误发现但不能纠正错误发现但不能纠正 设备间接收或发送比特流设备间接收或发送比特流 说明电压、线速和线缆等说明电压、线速和线缆等传输层传输层 数据链路层数据链路层物理层物理层网络层网络层提供路由器用来决定路径的逻辑寻址提供路由器用来决定路径的逻辑寻址2-20 通过网络组件的标准化通过网络组件的标准化,允许各个开允许各个开发商进行开发发商进行开发.允许各种类型的网络软件和硬件相允许各种类型的网络软件和硬件相互通信互通信.防止对某一层所做的改动影响其他防止对某一层所做的改动影响其他的层的层,这样一来有利于开发这样一来有利于开发.分层的好处：简化复杂的问题分层的好
12、处：简化复杂的问题参考模型的优点参考模型的优点2-21传输层传输层 数据链路层数据链路层物理层物理层 网络层网络层 上层数据上层数据上层数据上层数据TCP 头头数据数据IP 头头数据数据LLC 头头0101110101001000010数据数据MAC 头头表示层表示层应用层应用层会话层会话层段段包包比特比特帧帧PDUFCSFCS封装数据封装数据2-22上层数据上层数据LLC 头头+IP+TCP+上层数据上层数据MAC 头头IP+TCP+上层数据上层数据LLC 头头TCP+上层数据上层数据IP 头头上层数据上层数据TCP 头头0101110101001000010传输层传输层 数据链路层数据链路
13、层物理层物理层 网络层网络层 表示层表示层应用层应用层会话层会话层解封装数据解封装数据2-23应用层应用层表示层表示层会话层会话层传输层传输层网络层网络层数据链路层数据链路层物理层物理层OSI 模式模式PDU功能功能例子例子练习：练习：OSIOSI模式模式2-24定义定义 介质类型介质类型 连接器类型连接器类型 信号类型信号类型Ethernet802.3V.35物理层物理层EIA/TIA-232物理层功能物理层功能2-25物理层物理层:Ethernet/802.3集线器集线器多个主机多个主机主机主机10Base2细缆以太网细缆以太网10Base5粗缆以太网粗缆以太网10BaseT双绞线双绞线2
14、-26ABCD物理层物理层 所有设备在同一冲突域所有设备在同一冲突域 所有设备在同一广播域所有设备在同一广播域 所有设备共享相同的带宽所有设备共享相同的带宽集线器运行在物理层集线器运行在物理层2-27集线器：同一个冲突域集线器：同一个冲突域 接入设备越多冲突机率越大接入设备越多冲突机率越大 用用CSMA/CD技术技术2-28定义定义 源和目标的物理地址源和目标的物理地址 与帧关联的高层协议与帧关联的高层协议(Service Access Point)网络拓扑网络拓扑 帧顺序帧顺序 数据流控制数据流控制 有向或无向连接有向或无向连接数据链路层数据链路层物理层物理层EIA/TIA-232v.35E
15、thernetFrame RelayHDLC802.2802.3数据链路层功能数据链路层功能2-29数据数据源地址源地址FCS长度长度目标地址目标地址可变长可变长26640000.0C xx.xxxx厂商自己分配厂商自己分配IEEE 分配分配MAC子层子层-802.3前导符前导符Ethernet II 在这在这里用里用“Type”指指明上层协议，所明上层协议，所以不用以不用 802.2.MAC 地址地址8#字节字节数据链路层功能数据链路层功能(续续)2-30数据数据目标目标 SAP源源 SAP数据数据源地址源地址FCS长度长度目标地址目标地址可变长可变长11802.2(SAP)MAC子层子层-
16、802.3Ctrl1 or 232前导符前导符数据数据目标目标 SAPAA源源 SAPAA可变长可变长11802.2(SNAP)Ctrl031 or 2OROUI ID类型类型数据链路层功能数据链路层功能(续续)2-31 每段有自己的冲突域每段有自己的冲突域 所有的段都在同一广播域所有的段都在同一广播域数据链路层数据链路层或或123124交换机和桥运行在链路层交换机和桥运行在链路层2-32交换机交换机 每段有自己的冲突域每段有自己的冲突域 广播信息向所有段转发广播信息向所有段转发缓冲区缓冲区交换交换2-33 定义与指定协议相关联定义与指定协议相关联的源和目标逻辑地址的源和目标逻辑地址 定义通过
17、网络的路径定义通过网络的路径 多链路连接多链路连接网络层网络层IP,IPX数据链路层数据链路层物理层物理层EIA/TIA-232v.35Ethernet帧中继帧中继HDLC802.2802.3网络层功能网络层功能2-34数据数据源地址源地址目标地址目标地址IP头头172.15.1.1主机号主机号网络号网络号 逻辑地址逻辑地址网络层端接设备的数据包网络层端接设备的数据包网络层功能网络层功能(续续)2-35网络层功能网络层功能(续续)11111111 11111111 00000000 00000000 10101100 00010000 01111010 11001100二进制二进制掩码掩码二进
18、制二进制地址地址172.16.122.204 255.255.0.017216122204255地址地址掩码掩码25500网络部分网络部分主机部分主机部分2-36路由表路由表目标网络目标网络 端口端口距离距离124S0S0E01001.04.01.3E04.3S02.2E02.1S04.14.21.11.2路由表路由表目标网络目标网络 端口端口距离距离124E0S0S0001 逻辑地址提供分层结构的网络逻辑地址提供分层结构的网络 需要的配置需要的配置 利用配置信息来识别到达目标网络的路径利用配置信息来识别到达目标网络的路径网络层功能网络层功能(续续)2-37路由器：运行在网络层路由器：运行在网
19、络层 广播信息控制广播信息控制 多点发送信息控制多点发送信息控制 路径优化路径优化 流量管制流量管制 逻辑寻址逻辑寻址 提供提供WAN连接连接2-38路由器提供远程访问服务路由器提供远程访问服务因特网因特网家庭办公用户家庭办公用户分部分部调制解调器调制解调器 或或 ISDN适配卡适配卡移动用户移动用户公司总部公司总部2-39 区分不同的上层应用区分不同的上层应用 建立应用间的端到端连接建立应用间的端到端连接 定义流量控制定义流量控制 为数据传输提供可靠或不可为数据传输提供可靠或不可靠的连接服务靠的连接服务网络层网络层IPXIP传输层传输层SPXTCPUDP传输层功能传输层功能2-40同步请求同
20、步请求回应同步请求回应同步请求,同步请求同步请求回应同步请求回应同步请求数据传输数据传输(传输数据段传输数据段)发送方发送方接收方接收方可靠的传输层功能可靠的传输层功能2-41集线器集线器桥桥交换机交换机路由器路由器冲突域冲突域1 4 4 4 广播域广播域1 1 1 4 网络设备的域网络设备的域2-42Cisco的三层（层次）模型的三层（层次）模型分布层分布层核心层核心层访问层访问层2-43端接设备到网络的接入点端接设备到网络的接入点访问层访问层访问层特性访问层特性2-44 访问层的汇接点访问层的汇接点 路由数据路由数据 分割广播域分割广播域/多点传送域多点传送域 介质转换介质转换 安全性安全
21、性 远程访问的接入点远程访问的接入点分布层分布层分布层特性分布层特性2-45核心层特性核心层特性 高速传送数据高速传送数据 对数据不作任何处理对数据不作任何处理核心层核心层2-46选择合适的选择合适的Cisco产品产品分布层分布层核心层核心层访问层访问层2-47选择产品要考虑的要素选择产品要考虑的要素 需要产品提供的功能需要产品提供的功能 产品性能产品性能 是否易于安装与管理是否易于安装与管理 是否为网络提供了弹性处理能力是否为网络提供了弹性处理能力 是否对既有的资源提供了投资保护是否对既有的资源提供了投资保护 在网络改变或增长时是否提供平滑升级能力在网络改变或增长时是否提供平滑升级能力 是否
22、为移动用户和分支机构提供无缝远程接入是否为移动用户和分支机构提供无缝远程接入能力能力2-48 首先，基于以下因素来选择首先，基于以下因素来选择WAN解决方案解决方案:服务的实用性服务的实用性带宽需求带宽需求费用费用 其次，选择能支持所选择之其次，选择能支持所选择之WAN解决方案的产品解决方案的产品选择产品要考虑的要素选择产品要考虑的要素(续续)费用费用/月月使用量使用量专线专线,T1调制解调器调制解调器/ISDN帧中断帧中断02-49选择产品要考虑的要素选择产品要考虑的要素(续续)1544128645619.29.64.8决定您将运行的应用决定您将运行的应用TelnetWeb 浏览浏览语音语音
23、图像图像,多媒体多媒体电子邮件电子邮件,文件传送文件传送kbps2-50产品选择要点产品选择要点:10 Mbps 或或 100 Mbps 速率需求速率需求 端口密度端口密度 是否需要控制口是否需要控制口 是否易于操作是否易于操作Cisco 1500Micro HubCiscoFastHub300Cisco 1528Micro Hub 10/100CiscoFastHub400CiscoFastHub200CiscoFastHub100Cisco集线器产品系列集线器产品系列2-51产品选择要点产品选择要点:10 Mbps或或100 Mbps或或1000 Mbps速率需求速率需求 是否需要主干连接
24、和交换机互连是否需要主干连接和交换机互连 是否需要是否需要VLANs功能功能 端口密度端口密度 用户端口类型需求用户端口类型需求桌面桌面/工作组工作组 解决方案解决方案线速线速/干线干线 解决方案解决方案Cisco 1548 Micro Switch 10/100Catalyst 3000 seriesCatalyst 2900series XLCatalyst 1900/2820 seriesCatalyst 2900 seriesCatalyst 5000 seriesCatalyst 8500 seriesCatalyst交换机产品系列交换机产品系列2-52产品选择要点产品选择要点:所需
25、路由功能的强弱所需路由功能的强弱 端口密度端口密度/变换的需求变换的需求 性能性能 通常的用户端口通常的用户端口Cisco700/800SeriesCisco1600/1700 SeriesCisco2500 SeriesCisco3600 SeriesAS 5000 Series小型公司解决方案小型公司解决方案分支机构解决方案分支机构解决方案核心部分解决方案核心部分解决方案Cisco12000 GSR SeriesCisco4000 SeriesCisco7000Series家庭式办公解决方案家庭式办公解决方案Cisco2600 SeriesCisco路由器产品系列路由器产品系列2-53本章总结本章总结通过本章的学习，您应该掌握以下内容通过本章的学习，您应该掌握以下内容:描述数据在源和目标设备间的传送过程描述数据在源和目标设备间的传送过程 清楚集线器、交换机和路由器在网络中担当的角色清楚集线器、交换机和路由器在网络中担当的角色和功能；懂得在什么情况下该用什么样的设备和功能；懂得在什么情况下该用什么样的设备 根据网络需求选择恰当的根据网络需求选择恰当的Cisco设备设备2-541.在网络环境下应用在网络环境下应用 OSI 模式有什么优点模式有什么优点?2.描述数据封装的过程。描述数据封装的过程。3.一个集线器有多少个广播或和冲突域一个集线器有多少个广播或和冲突域?问题回顾问题回顾
