包含3层的Cisco层次模型

包含 3 层的 Cisco 层次模型

大多数人在童年就接触过层次结构，有哥哥或姐姐的人都知道位于层次结构底层的滋味。无论你是在什么地方首次遇到层次结构，当今的大多数人都在生活中感受过它。正是层次结构帮助我们明白事物的归属和相互关系以及各部门的职责，它让那些原本复杂的模型变得有序且易于理解。例如，如果你想加薪，层次结构将告诉你应询问老板而不是下属，这个人将批准或拒绝你的要求。因此,理解层次结构有助于你明白到哪里去获取想要的东西。

在网络设计中,层次结构的优点与生活中相同。在使用得当的情况下,层次结构将使网络的行为更容易被预测。它帮助你指定各部分的职责。同样，你可在层次型网络的某些层使用诸如访问列表等工具，并避免在其他层使用它们。

大型网络可能非常复杂，可能使用了多种协议，包含复杂的配置，采用了各种各样的技术。层次结构可帮助你将大量复杂的细节归纳成易于理解的模型，这样，进行具体的配置时，模型将指出应用这些配置的正确方式。

设计、实现和维护可扩展、可靠、性价比高的层次型互联网络时，Cisco 层次模型可提供帮助。Cisco层次模型包含3层，如图2-14所示，其中每层都有特定的功能。

这3层及其典型功能如下。

口核心层:主干。

口集散层:路由选择。

口接人层:交换。

每层都有特定的职责。然而，这3层是逻辑性的，而不一定是物理设备。想想另一个逻辑层次结构——OSI 模型，其中的7层描述的是功能，而不是协议。有时一种协议对应于 OSI模型的多层，而有时多种协议对应于一层。通常，实现层次型网络时，可能一层有很多设备，也可能一台设备同时执行两层的功能。这些层的定义是逻辑性的，而不是物理性的。

下面来详细介绍其中的每一层。

顾名思义，核心层是网络的核心。核心层位于层次结构顶端，负责快速而可靠地传输大量的数据流。网络核心层的唯一目标是尽可能快地交换数据流。在核心层传输的数据流是大多数用户共享的;然而，用户数据是在集散层处理的，该层在必要时将请求转发到核心层。

如果核心层出现故障，所有用户都将受影响，因此核心层容错是个大问题。穿越核心层的数据流可能很大，因此速度和延迟是重要的考虑因素。知道核心层的功能后，我们就可以考虑一些具体的设计需求了。先来看看不应该做的事情。

●  不要做任何降低速度的事情，这包括使用访问列表、在虚拟局域网( VLAN)之间路由以及实现分组过滤。

●  不要在核心层支持工作组接入。

●  避免核心层随着网络的增大而增大(即添加路由器)。如果核心层的性能是个问题，应进行升级，而不是增大。

下面是设计核心层时应该做的-些事情。

●  设计核心层时，应确保其高可靠性。考虑使用对速度、冗余有帮助的数据链路技术，如包含

冗余链路的吉比特以太网，甚至是10吉比特以太网。

●  设计时要考虑速度，核心层的延迟必须非常短。

●  选择会聚时间短的路由选择协议。如果路由选择表不行，快速且冗余的数据链路也帮不上忙。

集散层

集散层有时也称为工作组层，它是接人层和核心层之间的通信点。集散层的主要功能是提供路由选择、过滤和WAN接人，以及在必要时确定如何让分组进人核心层。集散层必须确定处理网络服务请求的最快方式，例如如何将文件请求转发给服务器。确定最佳路径后,集散层将在必要时将请求转

发给核心层，然后核心层将请求快速转发给正确的服务。

集散层是实现网络策略的地方，在这里，你可相当灵活地指定网络的运行方式。下面几项操作通常应该在集散层执行。

●  路由选择。.

●  实现工具(如访问列表)分组过滤和排队。

●  实现安全性和网络策略，包括地址转换和防火墙。

●  在路由选择协议之间重分发，包括静态路由。

●  在VLAN之间路由以及其他支持工作组的功能。

●  定义广播域和组播域。

在集散层应避免做的事情仅限于其他层的专属功能。

接  入  层

接入层控制用户和工作组对互联网络资源的访问，有时也称为桌面层。大多数用户需要的网络资源位于本地，而所有远程服务数据流都由集散层处理。下面是接人层的一些功能。

■ 延续集散层的访问控制和策略。

■ 建立独立的冲突域(网络分段)。

■ 提供到集散层的工作组连接。

接入层经常采用吉比特以太网和快速以太网交换等技术。

正如前面指出的，3个独立的层并不意昧着3台独立的设备,设备可能更多，也可能更少。别忘了，这是一种分层方法。

考试要点分析

描述载波侦听多路访问/冲突检测(CSMA/CD)的工作原理。CSMA/CD是一种帮助设备均衡共享带宽的协议，可避免两台设备同时在网络介质上传输数据。虽然它不能消除冲突，但有助于极大地减少冲突，进而减少重传，从而提高所有设备的数据传输效率。

区分半双工和全双工通信，井指出这两种方法的需求。与半双工以太网使用一对导线不同，全双工以太网使用两对导线。全双工使用不同的导线来消除冲突,从而允许同时发送和接收数据，而半双工可发送或接收数据,但不能同时发送和接收数据，且仍会出现冲突。要使用全双工,电缆两端的设备都必须支持全双工，并配置成以全双工模式运行。

描述MAC地址的组成部分以及各部分包含的信息。MAC (硬件)地址是- -种使用十六进制表示的地址，长48位(6B)。其中前24位(3 B)称为oul (Organizationally Unique Identifer,组织唯一标识符),由IEEE分配给NIC制造商;余下的部分唯一地标识了NIC。

识别十进制数对应的二进制值和十六进制值。用这3种格式之-表示的任何数字 都可转换为其他两种格式，能够执行这种转换对理解IP地址和子网划分至关重要。请务必完成本章后面将二进制转换为十进制和十六进制的书面实验。

识别以太网帧中与数据链路层相关的字段。在以太网帧中,与数据链路层相关的字段包括前导码、帧起始位置分隔符、目标MAC地址、源MAC地址、长度或类型以及帧校验序列。

识别与以太网布线相关的IEEE标准。这些标准描述了各种电缆类型的功能和物理特征，包括(但不限于) 10Base2、10Base5 和10BaseT。

区分以太网电缆类型及其用途。以太网电缆分3种:直通电缆，用于将PC或路由器的以太网接口连接到集线器或交换机;交叉电缆，用于将集线器连接到集线器、集线器连接到交换机、交换机连接到交换机以及PC连接到PC;反转电缆，用于在PC和路由器或交换机之间建立控制台连接。

描述数据封装过程及其在分组创建中的作用。数据封装指的是在OSI模型各层给数据添加信息的过程，也称为分组创建。每层都只与其在接收设备，上的对等层通信。

了解如何在PC和路由器之间建立控制台连接并启动HyperTerminal。使用反转电缆将主机的COM端口连接到路由器的控制台端口。启动HyperTerminal, 并将比特率设置为9600,流量控制设置为“无"。

指出Cisco三层模型中的各层,井描述每层最适合完成的功能。Cisco层次模型包含如下3层:核心层，负责快速而可靠地传输大量的数据流;集散层，提供路由选择、过滤和WAN接人;接人层，将工作组连接到集散层。

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