交换技术和路由协议简介.

用户至上用心服务交换技术和路由协议简介2007.7.15王志超用户至上用心服务内容第一章IP地址简介第二章以太网技术第三章VLAN技术原理与应用第四章路由协议原理及OSPF协议简介用户至上用心服务第一章IP地址简介网际协议(IP)的规范是在1982年由RFC791建立的。这些规范的部分内容规定了IP地址的结构。这个结构为每个主机和路由器接口提供了32位2进制逻辑地址。其中包括网络部分与主机部分。为方便书写及记忆，一个IP地址通常采用0~255之内的4个十进制数表示，数之间用句点分开。这些十进制数中的每一个都代表32位地址的其中8位，即所谓的八位位组，称为点分表示法。现在的IP地址都是用点分十进制来表示的。用户至上用心服务IP地址的进制转化IP地址：192.168.1.11字节（8位）●字节（8位）●字节（8位）●字节（8位）272625242322212027262524232221202726252423222120272625242322212011000000101010000000000100001011等于192●168●1●11用户至上用心服务IP地址介绍IP地址唯一标示一台网络设备私有IP地址10.0.0.0~10.255.255.255172.16.0.0~172.31.255.255192.168.0.0~192.168.255.25510.110.192.11120.130.188.144用户至上用心服务IP地址分类010110111011110Network(7bit)Network(14bit)Network(21bit)组播地址保留Host(24bit)Host(16bit)Host(8bit)A类地址B类地址C类地址D类地址E类地址1.0.0.0~126.255.255.255128.0.0.0~191.255.255.255192.0.0.0~223.255.255.255224.0.0.0~239.255.255.255240.0.0.0~255.255.255.255用户至上用心服务特殊IP地址网络部分主机部分地址类型用途127any全“0”全“1”Any全“0”Any全“1”网络地址代表一个网段广播地址特定网段的所有节点环回地址环回测试广播地址本网段所有节点所有网络路由器用于指定默认路由用户至上用心服务子网掩码介绍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。用户至上用心服务网络地址与子网掩码IP地址：192.168.1.100子网掩码：网络地址：192.168.1.0255.255.255.0用户至上用心服务子网掩码的表示方法IP地址子网掩码子网掩码比特数子网掩码表示255.255.255.24011111111111111111111111111110000192.168.1.7110000001010100000000001000001118+8+8+4=28192.168.1.7/28用户至上用心服务主机数的计算主机数为：2n可用主机数为:2n-2子网掩码N网络位主机位1111111111111100000000000000用户至上用心服务主机数计算举例IP地址为：192.168.1.100/28/28=255.255.255.240该子网掩码二进制表示为：11111111，11111111，11111111，1111000028bits网络位4bits主机位主机总数为：24可用主机数为:24-2用户至上用心服务B类子网规划实例子网地址172.16.2.0主机地址172.16.2.1－172.16.2.254广播地址172.16.2.255IP主机地址172.16.2.120子网掩码255.255.255.0用户至上用心服务C类子网规划实例子网地址192.168.5.120主机地址192.168.5.121-192.168.5.126广播地址192.168.5.127IP主机地址192.168.5.121子网掩码255.255.255.248用户至上用心服务变长子网掩码（VLSM）192.168.1.32/27192.168.1.64/27192.168.1.96/27192.168.1.128/27192.168.1.160/30192.168.1.164/30192.168.1.168/30192.168.1.172/30ISP通告192.168.1.0用户至上用心服务无类域间路由（CIDR）CIDR减少了路由表的规模，增了网络的可扩展性。Internet198.168.1.0198.168.2.0198.168.3.0ISP通告路由198.168.0.0/16用户至上用心服务第二章以太网技术Ethernet(以太网)于20世纪70年代中期,由Xerox公司分部PaloAlto研究中心(PARC)开发的.Xerox最早发明的是一个2Mbps的以太网,后来又和Intel和DEC合作开发了出了10Mbps的以太网,俗称(EthernetII或EthernetDIX).后来IEEE通过802委员会(802Committee)把Ethernet标准化为IEEE802.3.它和EthernetII十分相似。用户至上用心服务以太网帧结构Ethernet_IIDMACSMACLength/TDATA/PADFCSLength/Type值含义Length/T1500Length/T=1500代表了该帧的类型代表了该帧的长度802.3用户至上用心服务以太网的MAC地址00e0.fc39.80341.MAC地址有48位，但它通常被表示为12位的点分十六进制数。2.MAC地址全球唯一，由IEEE对这些地址进行管理和分配。每个地址由两部分组成，分别是供应商代码和序列号。其中前24位二进制代表该供应商代码。剩下的24位由厂商自己分配。3.如果48位全是1，则表明该地址是广播地址。4.如果第8位是1，则表示该地址是组播地址。用户至上用心服务以太网原理---CSMA/CD冲突的检测：由于两个站点同时发送信号，经过叠加后，会使线路上电压的摆动值超过正常值一倍。据此可判断冲突的产生。CS：载波侦听。在发送数据之前进行监听，以确保线路空闲，减少冲突的机会。MA：多址访问。每个站点发送的数据，可以同时被多个站点接收。CD：冲突检测。边发送边检测，发现冲突就停止发送，然后延迟一个随机时间之后继续发送。用户至上用心服务以太网使用一种叫做带冲突检测的载波监听多路访问(CSMA/CD)技术进行通信.这是一种比较友好的会话方式.比如你有话要说,但是你很礼貌的先听听看有没有别的人在说话(carriersense),如果有人在说话,你就等他把话说完,你才开始说;如果没人说话,你就开始说.但是假如有2个人同时说话怎么办?假如有2个人同时说话了,双方一旦听到同时有除自己以外的人在说话的话(collisiondetection),就停止继续说话,2个人都随机等待一段时间,然后其中1个人再开始继续说话,另外那个人等他说完再接着说。用户至上用心服务所以,在采用CSMA/CD机制的介质上,1次只能有1个节点可以进行传输.所以这也是把Ethernet叫做共享介质(sharedmedium)的原因。当1个以太网网段的设备越多，产生冲突的可能性就越大。以太网网段能容纳的设备的数目是根据传输介质所规定的。此传输介质就被称之为物理网段。换句话说就是，在一个物理网段上,所有设备都有产生冲突的可能性。另外1个用来描述物理网段的术语就是冲突域(collisiondomain)。此中设备的代表就是HUB。用户至上用心服务传统以太网连接设备HUBHUB设备工作模型：应用层表示层会话层传输层网络层链路层物理层应用层表示层会话层传输层网络层链路层物理层物理层物理层HUB注意：HUB仅仅是物理上的连接设备。用户至上用心服务所有的HUB都是半双工的HUB设备工作原理：12345INOUTOUTOUTOUTHUB仅仅改变了以太网的物理拓扑用户至上用心服务冲突域HUBLANLANLANLANLANHUB对所连接的LAN只做信号的中继，所有的物理设备构成了一个冲突域。用户至上用心服务由HUB组建以太网的实质由HUB组建以太网，依然是一种共享式以太网。实际上网络中由HUB组建以太网，仍然存在以下缺陷：冲突严重；广播泛滥；无任何安全性。用户至上用心服务L2工作模型(BRIDGE/以太网交换机/L2)设备工作模型：应用层表示层会话层传输层网络层链路层物理层会话层传输层网络层链路层物理层物理层物理层二层交换机链路层链路层表示层应用层用户至上用心服务基于源地址学习ABCPORT1PORT2D交换机典型应用交换机MAC地址所在端口MACA1MACB1MACC2MACD2注意：多播情况下，CAM表项的建立不是通过学习得到的，而是通过IGMP窥探，CGMP等协议获得的。用户至上用心服务基于目的地址转发MAC地址所在端口MACA1MACB1MACC2MACD2MACDMACA......端口1MACDMACA......端口2用户至上用心服务二层交换机原理总结：接收网段上的所有数据帧；利用接收数据帧中的源MAC地址来建立MAC地址表（源地址自学习），使用地址老化机制进行地址表维护；在MAC地址表中查找数据帧中的目的MAC地址，如果找到就将该数据帧发送到相应的端口(不包括源端口)，如果找不到，就向所有的端口发送(不包括源端口)；向所有端口转发广播帧和多播帧(不包括源端口)。用户至上用心服务全双工简述1.实现全双工的物质保证支持全双工的网卡芯片＋收发线路完全分离物理介质＋点到点的连接2.全双工对以太网技术的影响最大吞吐量达到双倍速率；从根本上解决了以太网的冲突问题，以太网从此告别CSMA/CD。3.支持全双工的设备用户至上用心服务广播域SWITCHLANLANLANLANLAN冲突域广播域L2对所接收到的数据帧根据MAC地址进行二层转发，冲突域被限制到了一个端口上。但是无法限制广播域的大小。冲突域冲突域冲突域冲突域用户至上用心服务全双工和L2交换机的缺点其中广播泛滥严重是L2以太网的主要缺点全双工和L2带来了以太网两次重大飞跃，彻底解决了困扰以太网的冲突问题，极大的改进了以太网的性能。并且以太网的安全性也有所提高。但以太网存在如下缺点：1.广播泛滥2.安全性仍旧无法得到有效的保证用户至上用心服务VLAN的起源——基于端口分组SWITCH工程部市场部销售部10.110.10.010.110.20.010.110.30.012985实现简单，但只能适用于一台交换机解决广播泛滥问题的主导思想：将没有互访需求的主机隔离开用户至上用心服务VLAN技术的优点和缺点VLAN技术成功的解决了广播问题，并且使以太网的安全性有了进一步的提高，此时的以太网技术趋于完美。但VLAN技术也有缺点：使用VLAN来划分网络后，网络的效率提高不少，可是本来不需要相互访问的两个部门，现在又要少量的访问需求，该怎么办到呢？用户至上用心服务解决办法（一）SWITCH工程部VLAN市场部VLAN销售部VLAN10.110.10.010.110.20.010.110.30.0使用路由器连接不同的VLAN前提：VLAN和IP子网间是一对一的关系缺点：每个VLAN需要占用一个路由器的端口；不同VLAN中的主机需配置不同的缺省网关用户至上用心服务解决办法（二）SWITCH工程部VLAN市场部VLAN销售部VLAN10.110.10.010.110.20.010.110.