数据通信技术简要介绍PPT(共43页)
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Host to Host Internet NetWork Access
层数
F
75
T Telnet SMTP SNMP NFS OTHERS P
6
4
TCP
UDP
3
IP ICMP
ARP RARP
2 1
Ether Token net Ring
FDDI
oth ers
开放系统互连环境中的通信过程
逐层加上 系统A 控制信息
服务原语的方向
节点A
节点B
(N+1)层(用户A)
(N+1)层(用户B)
请求 1
证实 4
(N)层
响应 3
指示 2
(N)层
(N-1)层
(N-1)层
在需要证实的服务中要用到以上四种服务原语,在不需 要证实的服务中只需要用到请求和指示两种类型的原语
交换机运行于OSI下两层 路由器运行于OSI下三层
应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 数据链路层 物理层
发展方向
网络的价值规律
PSTN增值t业务网 （IN、SHLR等）
Internet业务网 （WWW、MSN、QQ、
SKPE、游戏等）
软交换／ＩＭＳ M
PSTN、PHS交换网
B IP分组传送网（IPV4)
O
接入网 （xDSL 窄带OLT/ONU＼无线)
传输网 （DWDM/SDH)
S
接入网
S
（xDSL
窄带OLT/ONU＼无线)
Layer 5 Hdr.
Layer 5 Hdr.
Layer 4 Hdr.
Layer 4 Hdr.
Layer 4 Hdr.
Layer 3 Hdr.
Layer 3 Hdr.
Layer 3 Hdr.
Layer 2 Hdr.
Layer 2 Hdr.
Layer 1 Hdr.
网络层 数据链路层
物理层
Layer 7
APx
AP 数据
逐层去掉 控制信息
系统B
APy
应用层
AH 数据
表示层
PH
数据
会话层
SH
数据
运输层 网络层
TH NH
数据 数据
数据链路层 物理层
FAC
数据(1) 比特
FCS F
物理传输媒体
通信信道
应用层 表示层 会话层 运输层 网络层 数据链路层 物理层
• 上图示出了两个开放系统中的应用进程APx和APy之间 通信的过程.为了实现这个通信,两个系统的对等层(即 具有相同序号的层)之间必须执行相同的功能并按照相 同的协议(同层协议)来进行通信.
前导码 SFD
前导码用于同步、SFD为帧首定界符 ADDRESS 的全球唯一性保障，烧入HOST的网卡中。
• BRIDGE、SWITCH与广播域
HUB
SWITCH
Any frame
Only Broadcast frame
采用ARP机制将IP地址解析为MAC地址，HOST间实际采 用MAC地址转发ETHERNET包。
IP网络，未来通信网络的 核心与基础
• 数据通信网络的主要分类及演变过程简介
– 两类网络的关系 基础数据网络可以为IP网络提供中继连接和接入连接
基础数据网络
• IP网基本工作原理
– 分层模型 – 关键设备ROUTER、SWITCH、NAS/BRAS等的工作
原理
– 被路由协议（routed protocol) – 路由选择协议(routing protocol)
VLAN
TAG
TAG
HUB/LAYER2 SWITCH HUB/LAYER2 SWITCH
VLAN ID必须相同
标准VLAN TAG（802.1Q）帧结构及原理
路由协议 距离向量RIP、 链路状态：OSPF、ISIS BGP：BGP4
HUB/LAYER2 SWITCH
HUB/LAYER2 SWITCH
VLAN ID在不使用多VLAN通过同一中继链路时，其实是无意义的。
案例3：
VLAN ID可相同也可不相同
VLAN
HUB/LAYER2 SWITCH HUB/LAYER2 SWITCH
VLAN ID可相同也可不相同
案例4：
VLAN ID必须相同
省内骨干网络 （二级干线）
省际骨干网络 （一级干线）
省内骨干网络 （二级干线）
省内骨干网络 （二级干线）
大型ISP典型案例：三层
东莞城域网
广东省网
广州
东莞
中山 珠海 汕头
江门 梅州
深圳
湛江
国家网 西安
北京 广州
上海
深圳
武汉
南京
大型ISP典型网络结构之一：两层
城域网 城域网
城域网
城域网
省际骨干网络 （覆盖到地级城市）
城域网
城域网
大型ISP典型案例：两层
国家网
西安
北京
其余地市城域网
某地市
广州
上海
广州城域网 东莞城域网
东莞
深圳
武汉 某联合地市
深圳城域网
某联合城域网
南京
郑州 河南
洛阳 山西 太原
甘肃 兰州
新疆 乌鲁木齐
宁夏 银川
内蒙 呼和浩特
青海 西宁
川
西藏 拉萨
渝
重庆
玉溪 云 南 昆明
黑龙江 齐齐哈尔 哈尔滨
西安 陕 西
数据通信技术 简要介绍
内容提纲
• 数据通信网络的主要分类及演变过程简介 • IP网络基本工作原理 • 数据网络接入方式
• 数据通信网络的主要分类及演变过程简介
– 电路交换（PSTN/DDN） – 分组交换（X.25) – 帧中继交换(FR) – 信元交换(ATM)
基础数据网络
– IP包路由（TCP/IP）
Layer 6 Hdr.
Layer 5 Hdr.
Layer 4 Hdr.
传输层
Layer 7 Data
Layer 7 Data
Layer 7 Data
Layer 7 Hdr.
Layer 7 Hdr.
Layer 7 Hdr.
Layer 6 Hdr.
Layer 6 Hdr.
Layer 6 Hdr.
Layer 5 Hdr.
固定网络通信运营商－－全业务通信 运营商－－综合信息服务提供商
局域网、城域网和广域网的区别和联系
局域网：Ethernet、FDDI、Toking Ring等 广域网：DDN、FR、ATM、SDH、DWDM等 城域网：在骨干网在城市内的自然延伸
多类技术的综合应用
大型ISP典型网络结构之一：三层
省内骨干网络 （二级干线）
Hdr.
Layer 7
Data
Layer 6 Hdr.
Layer 7
Hdr.
Layer 7
Data
Layer 5 Hdr.
Layer 6 Hdr.
Layer 7
Hdr.
Layer 7
Data
Layer 4 Hdr.
Layer 5 Hdr.
Layer 6 Hdr.
Layer 7
Hdr.
Layer 7
Data
OSI参考模型 层描述
层数
应用层
7
表示层
6
会话层
5
传输层
4
网络层
3
数据链路层 2
物理层
1
百度文库
• OSI模型与TCP/IP模型的比较
OSI Model
Dod Model
TCP/IP Protocol
层数
OSI参考模型 层描述
7
应用层
6
表示层
5
会话层
4
传输层
3
网络层
2 数据链路层
1
物理层
Process Application
• 当这一比特流经网络的物理媒体传送到目的站时, 就从物理层依次上升到应用层.每一层根据本层的 控制信息进行必要的操作,然后将控制信息剥去,将 剩下的数据部分上交给更高一层.最后,把应用进程 APx发网的数据交给目的站的应用进程APy.
• 有时,两个终端系统之间的通信可能经过一个或多 个中间节点转接,这些中间节点叫做中继系统,它具 有1~3层的功能,每当数据传送到中继节点时,就从 该节点的物理层上升到网络层,完成路由选择后,再 下降到物理层传送到下一个节点,最后传到终端系 统,从物理层上升到应用层后到达应用进程APy.参 照下图
Layer 3 Hdr.
Layer 2 Hdr.
Layer 1 Hdr.
Layer 2 Hdr.
Layer 3 Hdr.
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Layer 4 Hdr.
Layer 4 Hdr.
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Layer 5 Hdr.
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Layer 5 Hdr.
Layer 6 Hdr.
• 两个(N)层实体间在(N)层协议控制下的通话,使(N)层能够向上 一层提供服务,这种服务称为(N)层服务,接受(N)层服务的是上 一层实体,即(N+1)层实体.当(N+1)层实体向(N)层实体请求服务 时,相邻层之间要进行交互,在进行交互时所要交换的一些必要 信息称为服务原语.为此,OSI规定了四种类型的服务原语.这四 种类型的服务原语是:
Layer 6 Hdr.
Layer 6 Hdr.
Layer 7
Hdr.
Layer 7
Hdr.
Layer 7
Hdr.
Layer 7
Data
Layer 7
Data
Layer 7
Data
• OSI参考模型
层数
OSI参考模型 层描述
7
应用层
6
表示层
5
会话层
4
传输层
3
网络层
2 数据链路层
1
物理层
逻辑流动 实际流动
• 当应用进程APx有一组数据(AP数据)要送给APy时,它 首先将这组数据送给应用层实体.应用层在AP数据上加 上一个控制头AH,AH中包括应用层的同层协议所需的 控制信息,然后应用层将AH和AP数据一起送往表示层. 表示层将AH和AP数据一起看作是上一层的数据单元, 加上本层的控制信息,交给会话层.依次类推.不过数据 到了第二层(数据链路层)后,控制信息将分成两部分分 别加到上层数据单元的头部和尾部形成本层的数据单 元送往物理层,由于物理层是比特流的传送,所以不再加
IP地址及其子网化、地址解析（Arp、Rarp、 InverseArp、ProxyArp)
被路由协议（routed protocol) 路由选择协议(routing protocol): IGP(距离向量、链路状态）、BGP
以太网 • REPEATER、HUB与冲突域（CSMA/CD机
制）：UNICAST、MUTICAST、BROADCAST FRAME
• 1)请求(Request)原语:(N+1)层用请求原语要求(N)向远端发送 数据.
• 2)指示(Indication)原语:(N)层用指示原语通知(N+1)层收到了远 端发来的数据;
• 3)响应(Response)原语:(N+1)层用响应原语对从远端收到的数 据的响应信息交给(N)层发送.
• 4)确认(Confirm)原语:(N)层用确认原语将远端发来的信息交给 (N+1)层,以作为对请求原语的证实.
成都
吉林 长春 吉林
北京
辽宁
沈阳
大连
石家庄
河北
安徽 南京
天津
唐山
青岛 济南
合肥
江苏
山东
上海 浙江
杭州
武汉 荆州 湖北
广州
琼 粤
贵阳
贵 州
深圳
柳州 南宁
广 西
长沙
衡阳
福州 厦门
福建
南昌
九江 江西
• 基础知识要点
冲突域、广播域、VLAN概念 Repeater/Hub、Bridge/Switch、Router/Gateway
网桥或交换机
数据链路层 物理层
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
应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 数据链路层 物理层
路由器
网络层 数据链路层
物理层
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
传输媒介
传输媒介
从网络发展洞察我院的业务
操作系统和其他软件 通信软件
7
6
5
4
3
3
3
2
2
分组交换网
2
1
1
网络内部逻辑
1
终端站
中间节点
中间节点
7 6 5 4 3 2 1
终端站
• 虽然应用进程的数据要经过上图复杂过程 才能到达对方的应用进程,但这些复杂过程 对用户来说,却都被屏蔽掉了,以至应用进程 APx觉得好象是直接把数据交给了应用进程 APy.同理,任何两个对等层之间,也好象如图 所示中的水平虚线琐事的那样,将上层的数 据及本层的控制信息直接传送给对方,这就 是所谓的”对等层”之间的通信,我们将控 制两个对等(N)层实体进行通信的规则称为 (N)层协议.
铜缆＼无线
光缆
铜缆／无线
缺乏移动通信网络及业务
– 愈是上层，价值越高，运营商也 越关注。
– 愈是接入和边缘，价值越大，运 营商也越关注。
我们的选择
– ＩＰ和运营支撑为重点和核心， 向上层和向边缘拓展，适度综合 化．
– 以近期为主，兼顾远期．
– 继续以咨询介入和争取传统设计 市场的方式，根据情况适当提高 咨询价格．
• OSI参考模型
Layer 7 Data
Layer 7 Hdr.
Layer 7 Data
Layer 7 Hdr.
Layer 6 Hdr.
应用层 表示层
Layer 7 Data
Layer 7 Hdr.
Layer 6 Hdr.
Layer 5 Hdr.
会话层
Layer 7 Data
Layer 7 Hdr.
案例1：
VLAN ID =1
VLAN
VLAN ID =10
HUB/LAYER2、3 SWITCH
VLAN ID =20
VLAN ID =50
VLAN间在二层不能互通，必须通过三层查看IP地址后按路由表转发。
案例2：
VLAN ID =1
Workstation
VLAN
UTP5
VLAN ID =10
Workstation
层数
F
75
T Telnet SMTP SNMP NFS OTHERS P
6
4
TCP
UDP
3
IP ICMP
ARP RARP
2 1
Ether Token net Ring
FDDI
oth ers
开放系统互连环境中的通信过程
逐层加上 系统A 控制信息
服务原语的方向
节点A
节点B
(N+1)层(用户A)
(N+1)层(用户B)
请求 1
证实 4
(N)层
响应 3
指示 2
(N)层
(N-1)层
(N-1)层
在需要证实的服务中要用到以上四种服务原语,在不需 要证实的服务中只需要用到请求和指示两种类型的原语
交换机运行于OSI下两层 路由器运行于OSI下三层
应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 数据链路层 物理层
发展方向
网络的价值规律
PSTN增值t业务网 （IN、SHLR等）
Internet业务网 （WWW、MSN、QQ、
SKPE、游戏等）
软交换／ＩＭＳ M
PSTN、PHS交换网
B IP分组传送网（IPV4)
O
接入网 （xDSL 窄带OLT/ONU＼无线)
传输网 （DWDM/SDH)
S
接入网
S
（xDSL
窄带OLT/ONU＼无线)
Layer 5 Hdr.
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Layer 4 Hdr.
Layer 4 Hdr.
Layer 4 Hdr.
Layer 3 Hdr.
Layer 3 Hdr.
Layer 3 Hdr.
Layer 2 Hdr.
Layer 2 Hdr.
Layer 1 Hdr.
网络层 数据链路层
物理层
Layer 7
APx
AP 数据
逐层去掉 控制信息
系统B
APy
应用层
AH 数据
表示层
PH
数据
会话层
SH
数据
运输层 网络层
TH NH
数据 数据
数据链路层 物理层
FAC
数据(1) 比特
FCS F
物理传输媒体
通信信道
应用层 表示层 会话层 运输层 网络层 数据链路层 物理层
• 上图示出了两个开放系统中的应用进程APx和APy之间 通信的过程.为了实现这个通信,两个系统的对等层(即 具有相同序号的层)之间必须执行相同的功能并按照相 同的协议(同层协议)来进行通信.
前导码 SFD
前导码用于同步、SFD为帧首定界符 ADDRESS 的全球唯一性保障，烧入HOST的网卡中。
• BRIDGE、SWITCH与广播域
HUB
SWITCH
Any frame
Only Broadcast frame
采用ARP机制将IP地址解析为MAC地址，HOST间实际采 用MAC地址转发ETHERNET包。
IP网络，未来通信网络的 核心与基础
• 数据通信网络的主要分类及演变过程简介
– 两类网络的关系 基础数据网络可以为IP网络提供中继连接和接入连接
基础数据网络
• IP网基本工作原理
– 分层模型 – 关键设备ROUTER、SWITCH、NAS/BRAS等的工作
原理
– 被路由协议（routed protocol) – 路由选择协议(routing protocol)
VLAN
TAG
TAG
HUB/LAYER2 SWITCH HUB/LAYER2 SWITCH
VLAN ID必须相同
标准VLAN TAG（802.1Q）帧结构及原理
路由协议 距离向量RIP、 链路状态：OSPF、ISIS BGP：BGP4
HUB/LAYER2 SWITCH
HUB/LAYER2 SWITCH
VLAN ID在不使用多VLAN通过同一中继链路时，其实是无意义的。
案例3：
VLAN ID可相同也可不相同
VLAN
HUB/LAYER2 SWITCH HUB/LAYER2 SWITCH
VLAN ID可相同也可不相同
案例4：
VLAN ID必须相同
省内骨干网络 （二级干线）
省际骨干网络 （一级干线）
省内骨干网络 （二级干线）
省内骨干网络 （二级干线）
大型ISP典型案例：三层
东莞城域网
广东省网
广州
东莞
中山 珠海 汕头
江门 梅州
深圳
湛江
国家网 西安
北京 广州
上海
深圳
武汉
南京
大型ISP典型网络结构之一：两层
城域网 城域网
城域网
城域网
省际骨干网络 （覆盖到地级城市）
城域网
城域网
大型ISP典型案例：两层
国家网
西安
北京
其余地市城域网
某地市
广州
上海
广州城域网 东莞城域网
东莞
深圳
武汉 某联合地市
深圳城域网
某联合城域网
南京
郑州 河南
洛阳 山西 太原
甘肃 兰州
新疆 乌鲁木齐
宁夏 银川
内蒙 呼和浩特
青海 西宁
川
西藏 拉萨
渝
重庆
玉溪 云 南 昆明
黑龙江 齐齐哈尔 哈尔滨
西安 陕 西
数据通信技术 简要介绍
内容提纲
• 数据通信网络的主要分类及演变过程简介 • IP网络基本工作原理 • 数据网络接入方式
• 数据通信网络的主要分类及演变过程简介
– 电路交换（PSTN/DDN） – 分组交换（X.25) – 帧中继交换(FR) – 信元交换(ATM)
基础数据网络
– IP包路由（TCP/IP）
Layer 6 Hdr.
Layer 5 Hdr.
Layer 4 Hdr.
传输层
Layer 7 Data
Layer 7 Data
Layer 7 Data
Layer 7 Hdr.
Layer 7 Hdr.
Layer 7 Hdr.
Layer 6 Hdr.
Layer 6 Hdr.
Layer 6 Hdr.
Layer 5 Hdr.
固定网络通信运营商－－全业务通信 运营商－－综合信息服务提供商
局域网、城域网和广域网的区别和联系
局域网：Ethernet、FDDI、Toking Ring等 广域网：DDN、FR、ATM、SDH、DWDM等 城域网：在骨干网在城市内的自然延伸
多类技术的综合应用
大型ISP典型网络结构之一：三层
省内骨干网络 （二级干线）
Hdr.
Layer 7
Data
Layer 6 Hdr.
Layer 7
Hdr.
Layer 7
Data
Layer 5 Hdr.
Layer 6 Hdr.
Layer 7
Hdr.
Layer 7
Data
Layer 4 Hdr.
Layer 5 Hdr.
Layer 6 Hdr.
Layer 7
Hdr.
Layer 7
Data
OSI参考模型 层描述
层数
应用层
7
表示层
6
会话层
5
传输层
4
网络层
3
数据链路层 2
物理层
1
百度文库
• OSI模型与TCP/IP模型的比较
OSI Model
Dod Model
TCP/IP Protocol
层数
OSI参考模型 层描述
7
应用层
6
表示层
5
会话层
4
传输层
3
网络层
2 数据链路层
1
物理层
Process Application
• 当这一比特流经网络的物理媒体传送到目的站时, 就从物理层依次上升到应用层.每一层根据本层的 控制信息进行必要的操作,然后将控制信息剥去,将 剩下的数据部分上交给更高一层.最后,把应用进程 APx发网的数据交给目的站的应用进程APy.
• 有时,两个终端系统之间的通信可能经过一个或多 个中间节点转接,这些中间节点叫做中继系统,它具 有1~3层的功能,每当数据传送到中继节点时,就从 该节点的物理层上升到网络层,完成路由选择后,再 下降到物理层传送到下一个节点,最后传到终端系 统,从物理层上升到应用层后到达应用进程APy.参 照下图
Layer 3 Hdr.
Layer 2 Hdr.
Layer 1 Hdr.
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Layer 3 Hdr.
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Layer 4 Hdr.
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Layer 5 Hdr.
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Layer 5 Hdr.
Layer 6 Hdr.
• 两个(N)层实体间在(N)层协议控制下的通话,使(N)层能够向上 一层提供服务,这种服务称为(N)层服务,接受(N)层服务的是上 一层实体,即(N+1)层实体.当(N+1)层实体向(N)层实体请求服务 时,相邻层之间要进行交互,在进行交互时所要交换的一些必要 信息称为服务原语.为此,OSI规定了四种类型的服务原语.这四 种类型的服务原语是:
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Layer 7
Hdr.
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Layer 7
Hdr.
Layer 7
Data
Layer 7
Data
Layer 7
Data
• OSI参考模型
层数
OSI参考模型 层描述
7
应用层
6
表示层
5
会话层
4
传输层
3
网络层
2 数据链路层
1
物理层
逻辑流动 实际流动
• 当应用进程APx有一组数据(AP数据)要送给APy时,它 首先将这组数据送给应用层实体.应用层在AP数据上加 上一个控制头AH,AH中包括应用层的同层协议所需的 控制信息,然后应用层将AH和AP数据一起送往表示层. 表示层将AH和AP数据一起看作是上一层的数据单元, 加上本层的控制信息,交给会话层.依次类推.不过数据 到了第二层(数据链路层)后,控制信息将分成两部分分 别加到上层数据单元的头部和尾部形成本层的数据单 元送往物理层,由于物理层是比特流的传送,所以不再加
IP地址及其子网化、地址解析（Arp、Rarp、 InverseArp、ProxyArp)
被路由协议（routed protocol) 路由选择协议(routing protocol): IGP(距离向量、链路状态）、BGP
以太网 • REPEATER、HUB与冲突域（CSMA/CD机
制）：UNICAST、MUTICAST、BROADCAST FRAME
• 1)请求(Request)原语:(N+1)层用请求原语要求(N)向远端发送 数据.
• 2)指示(Indication)原语:(N)层用指示原语通知(N+1)层收到了远 端发来的数据;
• 3)响应(Response)原语:(N+1)层用响应原语对从远端收到的数 据的响应信息交给(N)层发送.
• 4)确认(Confirm)原语:(N)层用确认原语将远端发来的信息交给 (N+1)层,以作为对请求原语的证实.
成都
吉林 长春 吉林
北京
辽宁
沈阳
大连
石家庄
河北
安徽 南京
天津
唐山
青岛 济南
合肥
江苏
山东
上海 浙江
杭州
武汉 荆州 湖北
广州
琼 粤
贵阳
贵 州
深圳
柳州 南宁
广 西
长沙
衡阳
福州 厦门
福建
南昌
九江 江西
• 基础知识要点
冲突域、广播域、VLAN概念 Repeater/Hub、Bridge/Switch、Router/Gateway
网桥或交换机
数据链路层 物理层
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
应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 数据链路层 物理层
路由器
网络层 数据链路层
物理层
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
传输媒介
传输媒介
从网络发展洞察我院的业务
操作系统和其他软件 通信软件
7
6
5
4
3
3
3
2
2
分组交换网
2
1
1
网络内部逻辑
1
终端站
中间节点
中间节点
7 6 5 4 3 2 1
终端站
• 虽然应用进程的数据要经过上图复杂过程 才能到达对方的应用进程,但这些复杂过程 对用户来说,却都被屏蔽掉了,以至应用进程 APx觉得好象是直接把数据交给了应用进程 APy.同理,任何两个对等层之间,也好象如图 所示中的水平虚线琐事的那样,将上层的数 据及本层的控制信息直接传送给对方,这就 是所谓的”对等层”之间的通信,我们将控 制两个对等(N)层实体进行通信的规则称为 (N)层协议.
铜缆＼无线
光缆
铜缆／无线
缺乏移动通信网络及业务
– 愈是上层，价值越高，运营商也 越关注。
– 愈是接入和边缘，价值越大，运 营商也越关注。
我们的选择
– ＩＰ和运营支撑为重点和核心， 向上层和向边缘拓展，适度综合 化．
– 以近期为主，兼顾远期．
– 继续以咨询介入和争取传统设计 市场的方式，根据情况适当提高 咨询价格．
• OSI参考模型
Layer 7 Data
Layer 7 Hdr.
Layer 7 Data
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Layer 6 Hdr.
应用层 表示层
Layer 7 Data
Layer 7 Hdr.
Layer 6 Hdr.
Layer 5 Hdr.
会话层
Layer 7 Data
Layer 7 Hdr.
案例1：
VLAN ID =1
VLAN
VLAN ID =10
HUB/LAYER2、3 SWITCH
VLAN ID =20
VLAN ID =50
VLAN间在二层不能互通，必须通过三层查看IP地址后按路由表转发。
案例2：
VLAN ID =1
Workstation
VLAN
UTP5
VLAN ID =10
Workstation