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44
Step4(1)- R3 接收 PPP 帧
39
16:34:30
数据包的传输过程
Step4(2)- R3 剥离 PPP 帧头帧尾后检测目的 IP地址
40
16:34:30
数据包的传输过程
Step4(3)- R3在路由表中寻找目的IP地址
41
16:34:30
数据包的传输过程
Step4(4)- R3 的F0/0 接口直接连接到PC2，重新封装帧并从F0/0转发.
E0
E1
0260.8c01.3333
C
E2
0260.8c01.2222
D
E3
0260.8c01.4444
• 主机A发送数据帧给主机C • 交换机记录下主机A的MAC地址 对应端口E0 • 帧被转发到除端口E0以外的其它所有端口
17
16:34:25
交换机学习主机地址
CAM表
E0: 0260.8c01.1111 E3: 0260.8c01.4444
数据包的传输过程
Step3(3)- R2在路由表中寻找目的IP地址，选择最佳路由
36
16:34:30
数据包的传输过程
Step3(4)- R2 重新封装新的第二层数据帧
37
16:34:30
数据包的传输过程
Step3(5)- R2 将新的数据帧从接口 S0/0/0 转发出去
38
16:34:30
数据包的传输过程
包(Packet)
IP Head
TCP/UDP Head
DATA
Network
帧(Frame)
Frame Head
IP Head
TCP/UDP Head
DATA FCS
Data Link
比特(Bit) 100010010011100011001100010
Physicalபைடு நூலகம்
12
16:34:23
1.4 数据包的解封装
32
16:34:29
数据包的传输过程
Step2(5)-R3将数据包从接口Fa0/1转发出去
33
16:34:29
数据包的传输过程
Step3(1)- R2发现帧的目的mac地址是自己的mac地址
34
16:34:29
数据包的传输过程
Step3(2)- R2 剖离帧头帧尾后检测目的ip地址
35
16:34:29
42
16:34:31
数据包的传输过程
Step5- IP 数据包到达 PC2 ， 帧头帧尾被剥离后继续检测上层协议， 最终数据经过解封装传递到上层应用。
43
16:34:31
结论
数据链路层目的地址和源地址将随数据包从一 台路由器转发到下一台路由器而不断发生变化，网 络层IP地址始终不会发生变化。
也就是说MAC地址是主机在LAN内部的标识， IP地址是主机在WAN上的标识。
CAM表
A
0260.8c01.1111
C
0260.8c01.2222
E0: 0260.8c01.1111
E2: 0260.8c01.2222 E1: 0260.8c01.3333 E3: 0260.8c01.4444
E0
XE1
X
E2
E3
B
0260.8c01.3333
D
0260.8c01.4444
• host A发送数据帧给主机C • 在地址表中有目标主机，数据帧不再泛洪而直接转发
22
16:34:26
实现路由的条件
10.120.2.0
172.16.1.0
要实现路由路由器必须知道:
– 目的地址 – 源地址 – 所有可能的路由路径 – 最佳路由路径 – 管理路由信息
23
16:34:27
路由表的建立
• 直连路由
– 直接连接的可达网段
• 静态路由
– 手工配置的可达网段
• 动态路由
Application
Transport
Network
NetWorks Access
6
16:34:22
TCP/IP协议栈与OSI的对应关系
OSI 参考模型 Application Presentation Session
TCP/IP协议栈 Application
Transport
Transport
19
16:34:26
广播帧和多播帧
A
0260.8c01.1111
CAM表
E0: 0260.8c01.1111
E2: 0260.8c01.2222
E1: 0260.8c01.3333 E3: 0260.8c01.4444
E0
E1
B
0260.8c01.3333
C
E2
0260.8c01.2222
E3
D
0260.8c01.4444
25
16:34:27
第四节 数据包转发实例
26
16:34:27
数据包的传输过程
PC1 需要向 PC2 发送一个数据包
27
16:34:28
数据包的传输过程
Step1- PC1 将IP数据包封装成以太网帧， 并将其目的MAC地址设为 R1 F0/0接口的MAC地址
28
16:34:28
数据包的传输过程
网络层提供了路由寻址功能
10
16:34:22
TCP/IP协议栈
网络接入层
Application
Transport
Internet
Network Access
Logical Link Control(LLC) －定义了流量控制和错误检查等功能
Media Access Control(MAC) －定义了硬件地址
Physical Layer －定义了数据在物理介质上的传输
网络接入层定义了硬件地址和数据在物理介质上的传输
11
16:34:23
1.3 数据包的封装
接收
发送
数据(DATA) DATA
段(Segment)
TCP/UDP Head
DATA
Application Presentation
Session
Transport
16:34:19
网络基础知识培训内容
➢ TCP/IP协议栈 ➢ 交换基本原理 ➢ 路由基本原理 ➢ 数据包转发实例
1
16:34:20
第一节 TCP/IP协议栈
2
16:34:20
主机A
TCP/IP协议栈
主机B
Internet TCP/IP
Transmission Control Protocol / Internet Protocol 是互联网上通信的标准
3
16:34:20
面向用户应用 面向数据传输
1.1 OSI参考模型
Application Presentation
Session Transport Network Data Link Physical
提供应用程序接口 处理数据格式、数据加密等 建立、维护和拆除应用程序的会话 建立、管理和拆除主机端到端连接 寻址和路由选择 提供介质访问、链路管理等 比特流传输
– 路由协议生成的可达网段
24
16:34:27
路由器通过路由算法或手工配置得到并维护路由表， 接收到数据包后
1. 删除第 2 层帧头和帧尾来解封第 3 层数据包。 2. 检查 IP 数据包的目的 IP 地址以便从路由表中选择最佳路径。 3. 将第 3 层数据包封装成新的第 2 层帧，并将该帧从送出接口转发出去。
User Datagram Protocol (UDP) －不可靠传输 －非面向连接
网络接入层
NetWorks Access
传输层提供了可靠和不可靠传输 9
16:34:22
TCP/IP协议栈
网络层
Application
Transport
Internet
Network Access
Internet Protocol (IP) －路由寻址
Network Data Link Physical
Internet
Network Access
7
16:34:22
应用层 传输层 网络层
应用层
Application Transport Network
文件传输 －TFTP －FTP －NFS 邮件协议 －SMTP －POP3 －IMAP Web浏览 －HTTP
Step2(1)- R1发现帧的目的mac地址是自己的mac地址
29
16:34:28
数据包的传输过程
Step2(2)-R1剥离帧头帧尾后检测目的IP地址.
30
16:34:29
数据包的传输过程
Step2(3)-R1在路由表中寻找目的IP地址.
31
16:34:29
数据包的传输过程
Step2(4)-R1查询下一跳IP地址，重新封装帧
A
B
0260.8c01.1111
E0
E1
0260.8c01.3333
C
E2
0260.8c01.2222
E3
D
0260.8c01.4444
• 主机D发送数据帧给主机C • 交换机记录下主机D的MAC地址对应端口E3 • 帧被转发到除端口E3以外的其它所有端口
18
16:34:25
交换机确定转发／过滤帧
CAM表
A
0260.8c01.1111
E0
C
E2
0260.8c01.2222
B
E1
0260.8c01.3333
E3
D
0260.8c01.4444
开机时CAM（内容可寻址存储器）表是空的
16
16:34:25
交换机学习主机地址
CAM表
E0: 0260.8c01.1111
A
B
0260.8c01.1111
Application Presentation
Session Transport
Network
Data Link Physical
DATA 数据(DATA)
TCP/UDP Head
DATA
段(Segment)
IP Head
TCHPe/aUdDDPATADATA 包(Packet)
Frame Head
IP Head
TDCHAPTe/aUAdDDPATADATA FCS 帧(Frame)
100010010011100011001100010 比特(Bit)
13
16:34:24
第二节 交换基本原理
14
16:34:24
交换机的功能
➢ 地址学习 ➢ 帧的转发 ➢ 环路防止
15
16:34:25
交换机学习主机地址
Internet Control Message Protocol (ICMP) －用于连通性测试或路由追踪
Address Resolution Protocol (ARP) －将IP地址映射到MAC地址
Reverse Address Resolution Protocol (RARP) －将MAC地址映射到IP地址
4
16:34:21
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）
5
16:34:21
1.2 TCP/IP协议栈
应用层 传输层 网络层 网络接入层
网络接入层
NetWorks Access
应用层提供了人机交互的接口
远程登录 －Telnet －rlogin －SSH 网络管理 －SNMP －RMON 名称管理 －DNS －WINS
8
16:34:22
传输层
应用层 传输层 网络层
Application Transport Network
Transmission Control Protocol (TCP) －可靠传输 －面向连接
• 主机D发送广播帧或多点帧 • 广播帧或多点帧泛洪到除源端口外的所有端口
20
16:34:26
第三节 路由基本原理
21
16:34:26
概述 • 路由过程是将数据报文从一个逻辑网段转发到其它网
段的过程，路由器可以完成这种逻辑网段间流量转发 工作 • 路由器主要完成以下两种功能
– 路由：学习和维护路由表 – 交换：完成从路由器入端口到出端口的数据报文的转发
Step4(1)- R3 接收 PPP 帧
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16:34:30
数据包的传输过程
Step4(2)- R3 剥离 PPP 帧头帧尾后检测目的 IP地址
40
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数据包的传输过程
Step4(3)- R3在路由表中寻找目的IP地址
41
16:34:30
数据包的传输过程
Step4(4)- R3 的F0/0 接口直接连接到PC2，重新封装帧并从F0/0转发.
E0
E1
0260.8c01.3333
C
E2
0260.8c01.2222
D
E3
0260.8c01.4444
• 主机A发送数据帧给主机C • 交换机记录下主机A的MAC地址 对应端口E0 • 帧被转发到除端口E0以外的其它所有端口
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交换机学习主机地址
CAM表
E0: 0260.8c01.1111 E3: 0260.8c01.4444
数据包的传输过程
Step3(3)- R2在路由表中寻找目的IP地址，选择最佳路由
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16:34:30
数据包的传输过程
Step3(4)- R2 重新封装新的第二层数据帧
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16:34:30
数据包的传输过程
Step3(5)- R2 将新的数据帧从接口 S0/0/0 转发出去
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16:34:30
数据包的传输过程
包(Packet)
IP Head
TCP/UDP Head
DATA
Network
帧(Frame)
Frame Head
IP Head
TCP/UDP Head
DATA FCS
Data Link
比特(Bit) 100010010011100011001100010
Physicalபைடு நூலகம்
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16:34:23
1.4 数据包的解封装
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16:34:29
数据包的传输过程
Step2(5)-R3将数据包从接口Fa0/1转发出去
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16:34:29
数据包的传输过程
Step3(1)- R2发现帧的目的mac地址是自己的mac地址
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16:34:29
数据包的传输过程
Step3(2)- R2 剖离帧头帧尾后检测目的ip地址
35
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数据包的传输过程
Step5- IP 数据包到达 PC2 ， 帧头帧尾被剥离后继续检测上层协议， 最终数据经过解封装传递到上层应用。
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16:34:31
结论
数据链路层目的地址和源地址将随数据包从一 台路由器转发到下一台路由器而不断发生变化，网 络层IP地址始终不会发生变化。
也就是说MAC地址是主机在LAN内部的标识， IP地址是主机在WAN上的标识。
CAM表
A
0260.8c01.1111
C
0260.8c01.2222
E0: 0260.8c01.1111
E2: 0260.8c01.2222 E1: 0260.8c01.3333 E3: 0260.8c01.4444
E0
XE1
X
E2
E3
B
0260.8c01.3333
D
0260.8c01.4444
• host A发送数据帧给主机C • 在地址表中有目标主机，数据帧不再泛洪而直接转发
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实现路由的条件
10.120.2.0
172.16.1.0
要实现路由路由器必须知道:
– 目的地址 – 源地址 – 所有可能的路由路径 – 最佳路由路径 – 管理路由信息
23
16:34:27
路由表的建立
• 直连路由
– 直接连接的可达网段
• 静态路由
– 手工配置的可达网段
• 动态路由
Application
Transport
Network
NetWorks Access
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TCP/IP协议栈与OSI的对应关系
OSI 参考模型 Application Presentation Session
TCP/IP协议栈 Application
Transport
Transport
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广播帧和多播帧
A
0260.8c01.1111
CAM表
E0: 0260.8c01.1111
E2: 0260.8c01.2222
E1: 0260.8c01.3333 E3: 0260.8c01.4444
E0
E1
B
0260.8c01.3333
C
E2
0260.8c01.2222
E3
D
0260.8c01.4444
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第四节 数据包转发实例
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数据包的传输过程
PC1 需要向 PC2 发送一个数据包
27
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数据包的传输过程
Step1- PC1 将IP数据包封装成以太网帧， 并将其目的MAC地址设为 R1 F0/0接口的MAC地址
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数据包的传输过程
网络层提供了路由寻址功能
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TCP/IP协议栈
网络接入层
Application
Transport
Internet
Network Access
Logical Link Control(LLC) －定义了流量控制和错误检查等功能
Media Access Control(MAC) －定义了硬件地址
Physical Layer －定义了数据在物理介质上的传输
网络接入层定义了硬件地址和数据在物理介质上的传输
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1.3 数据包的封装
接收
发送
数据(DATA) DATA
段(Segment)
TCP/UDP Head
DATA
Application Presentation
Session
Transport
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网络基础知识培训内容
➢ TCP/IP协议栈 ➢ 交换基本原理 ➢ 路由基本原理 ➢ 数据包转发实例
1
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第一节 TCP/IP协议栈
2
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主机A
TCP/IP协议栈
主机B
Internet TCP/IP
Transmission Control Protocol / Internet Protocol 是互联网上通信的标准
3
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面向用户应用 面向数据传输
1.1 OSI参考模型
Application Presentation
Session Transport Network Data Link Physical
提供应用程序接口 处理数据格式、数据加密等 建立、维护和拆除应用程序的会话 建立、管理和拆除主机端到端连接 寻址和路由选择 提供介质访问、链路管理等 比特流传输
– 路由协议生成的可达网段
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16:34:27
路由器通过路由算法或手工配置得到并维护路由表， 接收到数据包后
1. 删除第 2 层帧头和帧尾来解封第 3 层数据包。 2. 检查 IP 数据包的目的 IP 地址以便从路由表中选择最佳路径。 3. 将第 3 层数据包封装成新的第 2 层帧，并将该帧从送出接口转发出去。
User Datagram Protocol (UDP) －不可靠传输 －非面向连接
网络接入层
NetWorks Access
传输层提供了可靠和不可靠传输 9
16:34:22
TCP/IP协议栈
网络层
Application
Transport
Internet
Network Access
Internet Protocol (IP) －路由寻址
Network Data Link Physical
Internet
Network Access
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应用层 传输层 网络层
应用层
Application Transport Network
文件传输 －TFTP －FTP －NFS 邮件协议 －SMTP －POP3 －IMAP Web浏览 －HTTP
Step2(1)- R1发现帧的目的mac地址是自己的mac地址
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数据包的传输过程
Step2(2)-R1剥离帧头帧尾后检测目的IP地址.
30
16:34:29
数据包的传输过程
Step2(3)-R1在路由表中寻找目的IP地址.
31
16:34:29
数据包的传输过程
Step2(4)-R1查询下一跳IP地址，重新封装帧
A
B
0260.8c01.1111
E0
E1
0260.8c01.3333
C
E2
0260.8c01.2222
E3
D
0260.8c01.4444
• 主机D发送数据帧给主机C • 交换机记录下主机D的MAC地址对应端口E3 • 帧被转发到除端口E3以外的其它所有端口
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交换机确定转发／过滤帧
CAM表
A
0260.8c01.1111
E0
C
E2
0260.8c01.2222
B
E1
0260.8c01.3333
E3
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0260.8c01.4444
开机时CAM（内容可寻址存储器）表是空的
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交换机学习主机地址
CAM表
E0: 0260.8c01.1111
A
B
0260.8c01.1111
Application Presentation
Session Transport
Network
Data Link Physical
DATA 数据(DATA)
TCP/UDP Head
DATA
段(Segment)
IP Head
TCHPe/aUdDDPATADATA 包(Packet)
Frame Head
IP Head
TDCHAPTe/aUAdDDPATADATA FCS 帧(Frame)
100010010011100011001100010 比特(Bit)
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第二节 交换基本原理
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交换机的功能
➢ 地址学习 ➢ 帧的转发 ➢ 环路防止
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交换机学习主机地址
Internet Control Message Protocol (ICMP) －用于连通性测试或路由追踪
Address Resolution Protocol (ARP) －将IP地址映射到MAC地址
Reverse Address Resolution Protocol (RARP) －将MAC地址映射到IP地址
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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）
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1.2 TCP/IP协议栈
应用层 传输层 网络层 网络接入层
网络接入层
NetWorks Access
应用层提供了人机交互的接口
远程登录 －Telnet －rlogin －SSH 网络管理 －SNMP －RMON 名称管理 －DNS －WINS
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传输层
应用层 传输层 网络层
Application Transport Network
Transmission Control Protocol (TCP) －可靠传输 －面向连接
• 主机D发送广播帧或多点帧 • 广播帧或多点帧泛洪到除源端口外的所有端口
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第三节 路由基本原理
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16:34:26
概述 • 路由过程是将数据报文从一个逻辑网段转发到其它网
段的过程，路由器可以完成这种逻辑网段间流量转发 工作 • 路由器主要完成以下两种功能
– 路由：学习和维护路由表 – 交换：完成从路由器入端口到出端口的数据报文的转发