《网络设备互联技术第1章交换机与路由器基础课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《网络设备互联技术第1章交换机与路由器基础课件.ppt（86页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、,第1章交换机与路由器基础,理解数据通信过程掌握计算机网络技术基础理解网络设备的组成和工作原理掌握网络设备的访问方式掌握网络设备的基本配置理解思科发现协议熟练网络设备调试命令应用,目标,目录,1.1 交换机与路由器基础知识1.2 IOS的基本操作1.3 用对话模式配置路由器1.4 路由器基本配置1.5 交换机基本配置1.6 使用Telnet管理设备1.7 思科发现协议CDP1.8 口令恢复,一般的通信过程,1.1基础知识,计算机网络,计算机网络分类：根据网络交换功能分类 电路交换网报文交换网分组交换网,根据网络覆盖地理范围大小分类 局域网城域网广域网,计算机网络拓扑结构,衡量计算机网络的性能指
2、标(1)发送时延(2)传播时延(3)处理时延(4)排队时延,总时延=传播时延+发送时延+处理时延+排队延时,标准化组织,计算机网络的发展过程中有许多国际标准化组织做出了重大的贡献,他们统一了网络的标准,使各个网络产品厂家生产的产品的可以相互通信:ISO:制定了大型的标准,包括与INTERNET相关的标准,ISO提出了OSI参考模型,OSI参考模型描述了网络的工作原理,为计算机网络构建了一个易于理解的,清晰的层次模型IEEE:提供了网络硬件上的标准使各种不同网络硬件厂商生产的硬件设备相互通信,IEEE LAN标准是当今居于主导地位的LAN标准,它主要定了802.X协议族,期中802.3为以太网标
3、准协议簇,802.4为令牌总线网(TOKEN BUS)标准,802.5为令牌环网(TOKEN RING)标准,802.11为无线局域网(WLAN)标准.INTERNET架构委员会下设工程任务委员去(IETF)研究任务委员会(IRTF),号码分配委员会(IANA)负责各种INTERNET,的标准的定义,是目前最具影响力和国 际标准化组织,网络分层的优点,层 layer：描述了所有需求的有效的通讯过程，并把这些过程逻辑上的组叫做层。分层的优点：1.促进标准化工作,允许各个供应商进行开发.2.各层间相互独立,把网络操作分成低复杂性单元.3.灵活性好,某一层变化不会影响到别层，设计者可专心设计和开发模
4、块功能.4.各层间通过一个接口在相邻层上下通信.5.加速发展 便于教学.,应用层,表示层,会话层,传输层,网络层,数据链路层,物理层,1,2,3,4,5,6,7,数据流层:负责网络数据传输,应用层:负责主机间的数据传输,OSI 模型,应用层作用,TelnetHTTP,ASCIIEBCDICJPEG,保证不同应用间的数据区分,用户接口,数据表示加密等特殊处理过程,Operating System/Application Access Scheduling,例子,会话层,表示层,应用层,数据流层的作用,TCPUDPSPX,802.3/802.2HDLC,EIA/TIA-232V.35,IPIPX,
5、例子,可靠或不可靠的数据传输数据重传前的错误纠正,将比特组合成字节进而组合成帧用MAC地址访问介质错误发现但不能纠正,设备间接收或发送比特流说明电压、线速和线缆等,传输层,数据链路层,物理层,网络层,提供路由器用来决定路径的逻辑寻址,PDU（protocol data unit),每一层使用自己层的协议和别的系统的对应层相互通信，协议层的协议在对等层之间交换的信息叫协议数据单元。,APDU,PPDU,SPDU,Segment,Packet,Frame,Bit,应用层,表示层,会话层,传输层,网络层,数据链路层,物理层,应用层,表示层,会话层,传输层,网络层,数据链路层,物理层,封装过程,上层数
6、据,LLC 头+IP+TCP+上层数据,MAC 头,IP+TCP+上层数据,LLC 头,TCP+上层数据,IP 头,上层数据,TCP 头,0101110101001000010,传输层,数据链路层,物理层,网络层,表示层,应用层,会话层,LLC 头,IP 头,FCS,FCS,解封装过程,上层数据,LLC 头+IP+TCP+上层数据,MAC 头,IP+TCP+上层数据,LLC 头,TCP+上层数据,IP 头,上层数据,TCP 头,0101110101001000010,传输层,数据链路层,物理层,网络层,表示层,应用层,会话层,物理层,物理层：定义电压、接口、线缆标准、传输距离等局域网与物理层介
7、质标准：10Base-T、100Base-T、1000Base-T、WiFi(802.11a,802.11b,802.11g,802.11n)网络设备：集线器、无线接入点等。广域网与物理层DTE设备：路由器、终端主机等；DCE设备：广域网交换机、Modem、CSU/DSU等；常见接口：RS-232、V.24、V.35等。,物理层设备,HUB,AP,集线器运行在物理层,A,B,C,D,物理层,所有设备在同一冲突域所有设备在同一广播域所有设备共享相同的带宽,冲突域 广播域,冲突（collision）：在以太网中，当两个节点同时传输数据时，从两个设备发出的帧将会碰撞，在物理介质上相遇，彼此数据都会被
8、破坏冲突域（collision domain）一个支持共享介质的网段广播域(broadcast domain)：广播帧传输的网络范围，一般是路由器来设定边界（因为router不转发广播）,冲突域图示,接入设备越多冲突机率越大用CSMA/CD技术,CSMA/CD,载波侦听多路访问/冲突检测 CSMA/CD（carrier sense multiple access/collision detect)：一种介质访问的控制方法，当在同一个共享网络中的不同节点同时传送数据包时，不可避免的会产生冲突，而CSMA/CD机制就是用来解决这种冲突问题,CSMA/CD原理,当一个节点想在网络中发送数据时，它首先
9、检查线路上是否有其他主机的信号在传送：如果有，说明其他主机在发送数据，自己则利用退避算法等一会再试图发送；如果线路上没有其他主机的信号，自己就将数据发送出去，同时，不停的监听线路，以确信其他主机没有发送数据，如果检测到有其他信号，自己就发送一个JAM阻塞信号，通知网段上的其他节点停止发送数据，这时，其他节点也必须采用退避算法等一会再试图发送。,CSMA/CD的特性,使用 CSMA/CD 协议的以太网不能进行全双工通信而只能进行双向交替通信（半双工通信）每个站在发送数据之后的一小段时间内，存在着遭遇碰撞的可能性 这种发送的不确定性使整个以太网的平均通信量远小于以太网的最高数据率,数据链路层,局域
10、网数据链路层分为2个子层：LLC子层和MAC子层。数据链路层的功能：物理地址定义网络拓扑结构链路参数差错验证物理介质访问流控制（可选）数据链路层的设备：网桥、交换机,数据链路层,物理层,EIA/TIA-232v.35,Ethernet,Frame Relay,HDLC,802.2,802.3,MAC子层,MAC子层（media access control):负责MAC寻址和定义介质访问控制方法MAC子层一般的访问控制方式：1。争用式：冲突不可避免；CSMA/CD；FCFS（first come first service)2。轮流式：访问时间可预见，不发生冲突；但是要有Token 令牌MAC
11、子层协议有：802.3 802.5 FDDI（fiber distributed data interface)这三个LAN技术的不同在于帧结构和访问机制的不同,数据,源地址,FCS,长度,目标地址,可变长,2,6,6,4,0000.0C xx.xxxx,厂商自己分配,IEEE 分配,前导符,Ethernet II 在这里用“Type”指明上层协议，所以不用 802.2.,8,#字节,MAC地址,00e0.fc01.2345,厂商编号,序列号,24 bits,24 bits,00e0.fc01.2345,Rom,Ram,MAC地址有48bit，用16进制数表示,LLC子层,LLC子层（logi
12、cal link control):为上层协议提供SAP 服务访问点，并为数据加上控制信息LLC子层协议：802.2 802.2协议只在LLC子层，为以太网和令牌环网提供了通用功能LLC子层为了网络层的各种协议提供服务，而上层可能运行不同协议，为区分不同上层协议的数据，要采用服务访问点（SAP）,运行在数据链路层的设备-交换机,数据链路层,或,1,2,3,1,2,每段有自己的冲突域所有的段都在同一广播域,网络层,网络层,IP,IPX,定义与指定协议相关联的源和目标逻辑地址定义通过网络的路径多链路连接编址和路由网络层的设备 路由器,数据,源地址,目标地址,IP头,172.15.1.1,主机号,网
13、络号,逻辑地址,三层包,路由,路由表,目标网络,端口,距离,1,2,4,S0,S0,E0,1,0,0,1.0,4.0,1.3,E0,4.3,S0,2.2,E0,2.1,S0,4.1,4.2,1.1,1.2,路由表,目标网络,端口,距离,1,2,4,E0,S0,S0,0,0,1,逻辑地址提供分层结构的网络需要的配置利用配置信息来识别到达目标网络的路径,网络层设备-路由器,广播信息控制多点发送信息控制路径优化流量管制逻辑寻址提供WAN连接,集线器,网桥,交换机,路由器,冲突域,1 4 4 4,广播域,1 1 1 4,网络设备的域,传输层,区分不同的上层应用建立应用间的端到端连接定义流量控制 为数据
14、传输提供可靠或不可靠的连接服务,网络层,IP,传输层,TCP,UDP,Transmission ControlProtocol(TCP)User Datagram Protocol(UDP),面向连接非面向连接,TCP和UDP的报文,TCP/UDP的比较,TCP-传输控制协议,提供的是面向连接、可靠的字节流服务。当客户和服务器彼此交换数据前，必须先在双方之间建立一个TCP连接，之后才能传输数据。TCP提供超时重发，丢弃重复数据，检验数据，流量控制等功能，保证数据能从一端传到另一端。UDP-用户数据报协议，是一个简单的面向数据报的运输层协议。UDP不提供可靠性，它只是把应用程序传给IP层的数据报
15、发送出去，但是并不能保证它们能到达目的地。由于UDP在传输数据报前不用在客户和服务器之间建立一个连接，且没有超时重发等机制，故而传输速度很快。,TCP 端口号,TCP,端口号,FTP,TELNET,DNS,SNMP,TFTP,SMTP,UDP,21,23,25,53,69,161,RIP,520,传输层,应用层,TCP 端口号,源端口,目标端口,Host A,1028,23,SP,DP,Host Z,Telnet Z,目标端口=23.,TCP 顺序号和确认号,源端口,目标端口,顺序号#,确认号#,Source,Dest.,Seq.,Ack.,1028,23,10,1,我发送#10.,TCP 顺
16、序号和确认号,我已收到#10,现在我需要#11.,源端口,目标端口,顺序号#,确认号#,1028,23,Source,Dest.,10,Seq.,1,Ack.,1028,23,Source,Dest.,11,Seq.,1,Ack.,我发送#10.,TCP 顺序号和确认号,源端口,目标端口,顺序号#,确认号#,1028,23,Source,Dest.,11,Seq.,2,Ack.,1028,23,Source,Dest.,10,Seq.,1,Ack.,1028,23,Source,Dest.,11,Seq.,1,Ack.,我已收到#10,现在我需要#11.,我发送#10.,TCP 顺序号和确认号
17、,源端口,目标端口,顺序号#,确认号#,Source,Dest.,10,Seq.,1,Ack.,我已收到#11,现在我需要#12.,我发送#11,Source,Dest.,Seq.,Ack.,1028,23,11,2,1028,23,Source,Dest.,1,Seq.,11,Ack.,23,1028,Source,Dest.,Seq.,Ack.,23,1028,2,12,TCP 三次握手,发送 SYN(seq=100 ctl=SYN),接收 SYN,发送 SYN,ACK(seq=300 ack=101 ctl=syn,ack),建立会话(seq=101 ack=301 ctl=ack),H
18、ost A,Host B,接收 SYN,TCP连接建立,应用层协议,会话层协议：SQL、NFS、RPC等；表示层协议：ASCII、MPEG、JPEG等；应用层协议：文字处理、邮件、电子表格等。,OSI模型的意义,提供了网络间互连的参考模型 成为实际网络建模、设计的重要参考工具和理论依据 OSI/RM的思想为我们提供了进行网络设计与分析的方法,OSI模型的缺陷,许多功能在多个层次重复，有冗余感（如流控，差错控制等）各层功能分配不均匀（链路、网络层任务重，会话层任务轻）功能和服务定义复杂，很难产品化（实际应用中几乎没有完全按OSI七层模型设计的产品）,7,6,5,4,3,2,4,3,2,应用层,表
19、示层,会话层,传输层,网络层,数据链路层,物理层,1,应用层,主机到主机层,Internet层,1,网络接入层,OSI和TCP/IP模型的比较,TCP/IP协议栈,TCP/IP协议栈具有简单的分层设计，与OSI参考模型有清晰的对应关系。,应用层,主机到主机层,internet层,提供应用程序网络接口,建立端到端连接,寻址和路由选择,物理介质访问,二进制数据流传输,网络接入层,应用层,文件传输FTP、TFTP邮件服务SMTP、POP3网络管理SNMP、Telnet、Ping、Tracert网络服务HTTP、DNS、WINS,IP报文格式,ARP协议,172.16.3.1,172.16.3.2,I
20、P:172.16.3.2=?,我需要知道176.16.3.2的物理地址.,ARP协议,172.16.3.1,172.16.3.2,IP:172.16.3.2=?,ARP协议,172.16.3.1,IP:172.16.3.2 Ethernet:0800.0020.1111,172.16.3.2,IP:172.16.3.2=?,ARP协议,映射 IP EthernetLocal ARP,172.16.3.1,IP:172.16.3.2 Ethernet:0800.0020.1111,172.16.3.2,IP:172.16.3.2=?,ARP地址解析协议,需要10.0.0.2的MAC地址？,IP:
21、10.0.0.1/24MAC:00-E0-FC-00-00-11,IP:10.0.0.2/24MAC:00-E0-FC-00-00-12,ARP Request?,10.0.0.2 对应的MAC：00-E0-FC-00-00-12,ICMP协议,B可达吗？,ICMP Echo Request,我在。,A,B,1.2 IOS的基本操作,Router Internal Components,ROM Functions,Contains microcode for basic functions,Cisco IOS软件,查找IOS,Flash,showversion,show startup-con
22、fig,IOS,搜索顺序:1.检查配置寄存器 2.检查NVRAM中的配置文件3.缺省是使用Flash中的第一个文件4.尝试从网络启动5.RXBOOT6.ROMMON,控制台,配置寄存器,NVRAM,启动流程图,0,Cisco设备配置方式,配置文件,Cisco IOS 模式,Cisco IOS 模式切换及CLI帮助,查看配置信息,1.3 用对话模式配置路由器,实验操作：1.4路由器基本配置1.5交换机基本配置,1.6 用Telnet 连接到远端设备,远端设备,10.3.3.2,10.3.3.1,10.1.1.1,10.1.1.2,10.2.2.1,10.2.2.2,S0,S1,RouterA#t
23、elnet 10.2.2.2 Trying 10.2.2.2.Open-Catalyst 1900 Management ConsoleCopyright(c)Cisco Systems,Inc.1993-1998All rights reserved.Enterprise Edition SoftwareEthernet Address:00-90-86-73-33-40PCA Number:73-2239-06PCA Serial Number:FAA02359H8KModel Number:WS-C1924-ENSystem Serial Number:FAA0237X0FQ.Switc
24、hB,Switch B,Router A,Router B,Switch A,查看Telnet连接,10.3.3.2,10.3.3.1,10.1.1.1,10.1.1.2,10.2.2.1,10.2.2.2,S0,S1,RouterA#sh sessionConn Host Address Byte Idle Conn Name 1 10.1.1.2 10.1.1.2 0 1 10.1.1.2*2 10.3.3.2 10.3.3.2 0 0 10.3.3.2RouterA#sh user Line User Host(s)Idle Location*0 con 0 10.1.1.2 3 10.
25、3.3.2 2 11 vty 0 idle 1 10.1.1.2,Switch B,Router A,Router B,Switch A,挂起一个Telnet会话,10.3.3.2,10.3.3.1,10.1.1.1,10.1.1.2,10.2.2.1,10.2.2.2,S0,S1,RouterB#xRouterA#sh sessionConn Host Address Byte Idle Conn Name 1 10.1.1.2 10.1.1.2 0 1 10.1.1.2RouterA#resume 1RouterB#,Switch B,Router A,Router B,Switch A,
26、RouterA#disconnect Closing connection to 10.3.3.2 confirmRouterA#clear line 11confirm OK,断开一个Telnet会话,清除由远端设备建立的会话,断开由自己建立的当前会话,10.3.3.2,10.3.3.1,10.1.1.1,10.1.1.2,10.2.2.1,10.2.2.2,S0,S1,Switch B,Router A,Router B,Switch A,使用ping 和trace 命令,测试对远端设备的连接性和路径,Router#ping 10.1.1.10 Type escape sequence t
27、o abort.Sending 5,100-byte ICMP Echos to 10.1.1.10,timeout is 2 seconds:!Success rate is 100 percent(5/5),round-trip min/avg/max=4/4/4 msRouter#trace 10.1.1.10 Type escape sequence to abort.Tracing the route to 10.1.1.10 1 10.1.1.10 4 msec 4 msec 4 msecRouter#,重要提示：,Show session和show user的区别Disconne
28、ct 和Clear line的区别Ctrl+shift+6 x 和resume,1.7 CDP协议,是一个提供关于直接相连的交换机、路由器和其它Cisco设备的综合信息的专有PROTOCOL CDP 能够发现直接相邻的设备而不管这些设备所运行的是什么协议栈 物理介质必须能够支持Subnetwork Access Protocol(SNAP),上层地址,Cisco专有的链路层协议,介质必须能够支持 SNAP,TCP/IP,Novell IPX,CDP能 发现并显示关于直接相连的Cisco设备的信息,ATM,Others,LANs,帧中继,AppleTalk,Others,CDP运行在使用10.3
29、或更新版Cisco IOS的路由器以及Cisco 交换机和集线器上能获取的信息包括:设备名对应各协议的地址端口名角色特征平台,CDP,CDP,CDP,用CDP发现直接相邻的设备,使用 CDP,Switch B,Router A,Router B,Switch A,10.3.3.2,10.3.3.1,10.1.1.1,10.1.1.2,10.2.2.1,10.2.2.2,S0,S1,RouterA#sh cdp?entry Information for specific neighbor entry interface CDP interface status and configuratio
30、n neighbors CDP neighbor entries traffic CDP statistics RouterA(config)#no cdp run RouterA(config)#interface serial0 RouterA(config-if)#no cdp enable,使用show cdp neighbor 命令,RouterA#sh cdp neighborsCapability Codes:R-Router,T-Trans Bridge,B-Source Route Bridge S-Switch,H-Host,I-IGMP,r-RepeaterDevice
31、ID Local Intrfce Holdtme Capability Platform Port IDRouterB Ser 0 148 R 2522 Ser 1SwitchA Eth 0 167 T S 1900 2,10.3.3.2,10.3.3.1,10.1.1.1,10.1.1.2,10.2.2.1,10.2.2.2,S0,S1,Switch B,Router A,Router B,Switch A,使用show cdp entry 命令,RouterA#sh cdp entry*-Device ID:RouterB Entry address(es):IP address:10.1
32、.1.2 Platform:cisco 2522,Capabilities:Router Interface:Serial0,Port ID(outgoing port):Serial1Holdtime:168 secVersion:Cisco Internetwork Operating System Software IOS(tm)2500 Software(C2500-JS-L),Version 12.0(3),RELEASE SOFTWARE(fci)Copyright(c)1986-1999 by cisco Systems,Inc.Compiled Mon 08-Feb-99 18
33、:18 by phanguye,其它CDP命令,RouterA#sh cdp trafficCDP counters:Packets output:56,Input:38Hdr syntax:0,Chksum error:0,Encaps failed:3No memory:0,Invalid packet:0,Fragmented:0RouterA#sh cdp interface BRI0 is administratively down,line protocol is down Encapsulation HDLC Sending CDP packets every 60 second
34、s Holdtime is 180 seconds,10.3.3.2,10.3.3.1,10.1.1.1,10.1.1.2,10.2.2.1,10.2.2.2,S0,S1,Switch B,Router A,Router B,Switch A,配置寄存器的3,2,1和0位是启动选项位用命令show version来检查配置寄存器的值,设定配置寄存器的值,配置寄存器启动选项部分的值,0 x0,0 x2 to 0 xF,0 x1,含义,进入ROM monitor模式,检查NVRAM之 boot system 命令(如果路由器配有Flash则缺省值为 0 x2),自动从ROM启动(提供完整IOS的一
35、个子集),两种方式：1。启动前60秒向路由器发Breack信号，使用o/r 0 xxxxx命令,i重启 新的路由器使用confreg 0 xxxxx命令，reset重启2。在全局配置模式里使用config-register 0 xxxxx命令,常用的几条命令：,show version!检查配置寄存器的值 show flash！检查Flash中的IOS show startup-config！检查NVRAM中的启动配置文件 show running-config！检查RAM中的文件,2600、3600等新系列路由器步骤：1、启动路由器，60秒内按下ctrl+break键2、rommonconf
36、reg 0 x21423、rommonreset4、router#copy startup-config running-config5、router(config)#no enable secrect6、router(config-line)#no enable password7、router#copy running-config startup8、router(config)#config-register 0 x21022500系列路由器步骤：1、启动路由器，60秒内按下ctrl+break键2、o/r 0 x21423、i其余步骤跟2600一样,1.8 路由器密码恢复,Cisco IOS File System and Devices,Managing Cisco IOS Images,wg_ro_a#show flashSystem flash directory:File Length Name/status 1 10084696 c2500-js-l_120-3.bin 10084760 bytes used,6692456 available,16777216 total16384K bytes of processor board System flash(Read ONLY),检查IOS文件,备份IOS文件,升级IOS文件,
