培训文档4IP网络基础PPT文档格式.pptx

1、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

2、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

3、/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

4、，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,Station A 发送一个帧（frame）给 Stati

5、on C交换机从端口 E0 学习到 station A 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,Station D 发送一个帧（frame）给 Station C交换机从端口 E3 学习到 station D 的 MAC 地址将该帧做“洪泛（flooding）”转发

6、。,交换机及VLAN基本原理,地址学习,Station A 发送一个帧（frame）给 station C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

7、.d001.3333,00d0.d001.4444,E0,E1,E2,E3,D,C,A,B,E0:00d0.d001.4444,MAC address table,Station D 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（Broadcast Domain）,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

8、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：“IEEE 802.1Q”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

9、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（subnet maskin

10、g）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:02,IP地址：192.168.1.1MAC地址：01,以

11、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00:02,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,HOST A,HOST B,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,I

12、P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，

13、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

14、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,Routing process,Routing process,Routing process,Routing process,Routing table,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

15、，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