培训文档4IP网络基础.pptx
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IP网络基础,1,TCP/IP协议栈介绍2,交换机及VLAN基本原理3,IP地址的划分4,IP路由协议基础5,IPv6简介,在网络互连中,有两个标准可以考虑:
合法的和事实的。
OSI(OpenSystemInterconnection,开放系统互连)参考模型是一个合法的标准,由国际标准化组织(ISO)制定,为供应商提供一个网络模型,使它们的产品可以在网络上协调工作。
OSI模型,TCP/IP也采用层次化结构,共分四层:
应用层:
向用户提供一些常用的应用程序,比如文件传输、电子邮件等。
用户还可以根据需要,建立自己的专用程序。
应用层协议包括FTP、DNS、TELNET、SMTP、HTTP、SNMP等。
传输层:
提供应用程序端到端的通信。
主要包括TCP和UDP协议,不同应用程序有不同的端口编号。
网络层:
负责相邻计算机之间的通信,提供路由交换功能。
包括IP、ICMP、ARP等。
网络接口层:
负责接收数据包,通过网络向外发送,或者从网络上接收物理帧,抽出IP数据报,交给IP层。
TCP/IP网络模型,
(一)、地址解析协议ARP/RARP(网络层)ARP实现IP地址到物理地址的转换,RARP实现物理地址到IP地址的转换。
他们起着屏蔽物理地址的重要作用。
物理地址,即为通常所说的MAC地址。
MAC地址长48位(12个十六进制数字),00-06-5B-4A-34-2F,IEEE定义了前6个十六进制数字表示制造商,后6个十六进制数字表示接口数或其他有用信息。
ARP命令可以显示ARP表的内容。
如:
arpa,TCP/IP协议简介,TCP/IP协议简介,
(二)、网间互连协议IP(网络层)包括地址访问信息和路由数据包的控制信息,提供通过互联网络的无连接和最有效的数据报分发;提供数据的分组和重组,以支持最大传输单元(MTU)不同的数据链路。
IP数据包头中有目的地址和源地址,分别由4个字节组成。
61.139.29.102,(三)、控制信息协议ICMP(网络层)ICMP负责根据网络上的设备状态发出和检查报文,是传递网络控制信息的主要手段,还提供差错报告功能。
典型的应用,ping、Traceroute、mtr等。
TCP/IP协议简介,(四)、TCP和UDP(传输层)TCP是一种可靠的、面向连接的协议,并可以实现流控和差错控制。
为必须使用可靠数据传输的程序提供支持,如数据库服务和电子邮件服务.,TCP在建立连接的时候需要三次确认,俗称“三次握手”,在断开连接的时候需要四次确认,俗称“四次挥手”。
TCP/IP协议简介,UDP提供的是非连接的数据报服务,意味着UDP无法保证任何数据报的传递和验证。
通常由每次传输少量数据或有实时需要的程序使用(RTP),TCP/IP协议简介,TCP/IP协议简介,传输层协议用端口号来标识和区分各种上层应用程序,IP网络基础,1,TCP/IP协议栈介绍2,交换机及VLAN基本原理3,IP地址的划分4,IP路由协议基础5,IPv6简介,交换机及VLAN基本原理,交换机的三个功能,地址学习转发/过滤避免环路,交换机及VLAN基本原理,地址学习,MAC地址表,00d0.d001.1111,00d0.d001.2222,00d0.d001.3333,00d0.d001.4444,E0,E1,E2,E3,A,B,C,D,最开始的地址表是空的,MAC地址表,00d0.d001.2222,00d0.d001.3333,00d0.d001.4444,E0:
00d0.d001.1111,E0,E1,E2,E3,D,C,B,A,StationA发送一个帧(frame)给StationC交换机从端口E0学习到stationA的MAC地址将该帧做“洪泛(flooding)”转发。
00d0.d001.1111,交换机及VLAN基本原理,地址学习,MAC地址表,00d0.d001.1111,00d0.d001.2222,00d0.d001.3333,00d0.d001.4444,E0:
00d0.d001.1111,E3:
00d0.d001.4444,E0,E1,E2,E3,D,C,A,B,StationD发送一个帧(frame)给StationC交换机从端口E3学习到stationD的MAC地址将该帧做“洪泛(flooding)”转发。
交换机及VLAN基本原理,地址学习,StationA发送一个帧(frame)给stationC目标地址已经知道,不再“洪泛”发送,直接从E2端口发送出去。
E0:
00d0.d001.1111,E2:
00d0.d001.2222,E1:
00d0.d001.3333,E3:
00d0.d001.4444,00d0.d001.1111,00d0.d001.2222,00d0.d001.3333,00d0.d001.4444,E0,E1,E2,E3,X,X,D,C,A,B,MAC地址表,交换机及VLAN基本原理,过滤,00d0.d001.1111,00d0.d001.2222,00d0.d001.3333,00d0.d001.4444,E0,E1,E2,E3,D,C,A,B,E0:
00d0.d001.1111,E2:
00d0.d001.2222,E1:
00d0.d001.3333,E3:
00d0.d001.4444,MACaddresstable,StationD发送一个广播或多播帧(frame)给C交换机将广播(broadcast)或多播(multicast)帧“泛洪”转发给其他所有端口(不包括进来的那个端口)。
广播和多播帧,交换机及VLAN基本原理,广播域(BroadcastDomain),在共享式的以太网上,每个设备都处于一个广播域中。
交换机及VLAN基本原理,交换机及VLAN基本原理,广播域的影响,如何解决?
Flooding(未划分Vlan),任何广播帧都会被转发给除接收端口外的所有其他端口(Flooding)。
交换机及VLAN基本原理,划分Vlan后:
VLAN通过限制广播帧转发的范围分割了广播域。
交换机及VLAN基本原理,VLAN的中继链路,VLAN识别信息,即:
“IEEE802.1Q”协议,交换机及VLAN基本原理,802.1Q协议,交换机及VLAN基本原理,IP网络基础,1,TCP/IP协议栈介绍2,交换机及VLAN基本原理3,IP地址的划分4,IP路由协议基础5,IPv6简介,IP地址分配与子网划分,IP地址分配与子网划分,IP地址是一种层次结构的地址,它的组成如下:
网络号+主机号网络号确定计算机所在的网络,主机号确定计算机在该网络中的所处的位置。
在INTERNET网中,根据TCP/IP协议规定,每个IP地址是由32bit的二进制数组成的。
主要分为三类:
目前有以下地区性NIC:
INTER-NIC负责美国和其他地区RIPENCC负责欧洲地区APNIC负责亚太地区,IP地址分配与子网划分,私网地址范围:
10.0.0.010.255.255.255172.16.0.0172.31.255.255192.168.0.0192.168.255.255,保留的IP地址(私网地址),IP地址分配与子网划分,特殊IP地址,IP地址分配与子网划分,IP地址分配与子网划分,网络设备使用子网掩码(subnetmasking)决定IP地址中哪部分为网络部分,哪部分为主机部分。
子网掩码使用与IP地址一样的格式。
子网掩码的网络部分和子网部分全都是1,主机部分全都是0。
缺省状态下,如果没有进行子网划分,A类网络的子网掩码为255.0.0.0,B类网络的子网掩码为255.255.0.0,C类网络子网掩码为255.255.255.0。
利用子网,网络地址的使用会更有效。
对外仍为一个网络,对内部而言,则分为不同的子网。
子网掩码:
变长子网掩码(VLSM),IP地址分配与子网划分,IP地址分配与子网划分,IP地址:
192.168.1.2MAC地址:
00:
20:
AF:
00:
00:
02,IP地址:
192.168.1.1MAC地址:
00:
20:
AF:
00:
00:
01,以太网,IP层,上层协议这里无需考虑,封装IP包包发往IP地址192.168.1.2,以太网,IP层,封装MAC帧帧发往MAC地址00:
20:
AF:
00:
00:
02,封装MAC帧收到MAC帧,ARP,拆封IP包收到IP包,A,B,IP地址分配与子网划分,同一网络内部的通信,以太网,以太网接口,以太网,IP层,上层协议这里无需考虑,MAC帧,IP层,串行接口,以太网接口,IP层,PPP分组,IP包,IP包,发送端主机A,接收端主机B,路由器,Ethernet,PPP,HOSTA,HOSTB,fei-1/1,e1_2/1,Ethernet,fei-1/1,e1_2/1,上层协议这里无需考虑,IP层,路由器,PPP帧,IP包,IP包,串行接口,MAC帧,IP包,IP包,IP地址分配与子网划分,不同网段的通信过程,判断与对端是否处于同一网段,检查ARP表是否有对端的MAC地址,做数据链路层封装(目的MAC为对端MAC地址),通过物理层发送数据,通过ARP获得对端MAC地址,YES,NO,YES,NO,是否配置了缺省网关?
YES,检查ARP表是否有网关MAC地址,做数据链路层封装(目的MAC为网关MAC地址),通过ARP获得网关MAC地址,NO,发送错误信息,YES,NO,End,获取对端IP地址,IP地址分配与子网划分,主机通信流程,IP网络基础,1,TCP/IP协议栈介绍2,交换机及VLAN基本原理3,IP地址的划分4,IP路由协议基础5,IPv6简介,路由器的工作原理,路由功能:
学习和维护网络拓扑结构知识的机制,产生和维护路由表交换/转发功能:
数据在路由器内部移动与处理的过程(从路由器一个接口输入,然后选择合适接口输出、做帧的解封装与封装,并对包做相应处理),路由协议基础,路由功能,学习和维持网络拓扑结构知识的机制被认为是路由功能。
完成路由功能需要的几个基本信息:
路由的是什么协议?
目的地址是否已存在?
从哪个端口发送出去?
下一跳地址是什么?
路由协议基础,帧校验并缓存数据包,进入接口,将目的地逻辑地址与下一跳逻辑设备和外出接口相关联,路由表,将下一跳逻辑设备与物理地址相关联以生成帧头,ARP缓存(局域网),封装数据包并转发帧,外出接口,由路由协议维护,由ARP或逆向ARP进程所维护,映射列表(广域网),交换/转发功能,路由协议基础,Routingprocess,Routingprocess,Routingprocess,Routingprocess,Routingtable,Forwardingprocess,基于目的地址查找路由条目,遵循最长匹配原则,基于路由优先级向路由表加入路由,路由协议学习所有可能的路由,基于metric值选择最佳路由,路由器工作过程总结,路由协议基础,路由协议基础,路由是指导IP报文转发的路径信息。
链路层协议发现的路由(直连)开销小,配置简单,无需人工维护。
只能发现本接口所属网段的路由。
手工配置静态路由(静态)无开销,配置简单,需人工维护,适合简单拓朴结构的网络。
动态路由协议发现的路由(动态)开销大,配置复杂,无需人工维护,适合复杂拓朴结构的网络。
路由的来源,路由协议基础,路由表中通常包含以下信息1、目的网络地址(Dest):
目的地逻辑网络或子网络地址2、掩码(Mask):
目的逻辑网络或子网的掩护码3、下一跳地址(next-hop):
与之相连的路由器的端口地址4、发送的物理端口(interface):
学习到该路由条目的接口,也是数据包离开路由器去往目的地将经过的接口5、路由信息的来源(Owner):
表示该路由信息是怎样学习到的6、管理距离(AD):
决定了来自不同路由表源端的路由信息的优先权7、开销(metric):
度量值用于表示每条可能路由的代价,度量值最小的路由就是最佳路由,路由协议基础,路由表的构成,从管理距离最高的协议获
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- 培训 文档 IP 网络 基础