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Ethernet in the Campus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .206 Ethernet Media and Connector Requirement. . . . . . . . . . . . .208 Connection Media. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .210 UTP Implementation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .212
LAN Connection Devices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .216 Repeaters. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .216 Hubs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .217 Bridges. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .218 Switches. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .221 Wireless Networking Media . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .222 Host LAN Connectivity: NICs and Interfaces . . . . . . . . . . . .225
Workstation and Server Relationships. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .226 Peer-to-Peer Networks. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .227 Client/Server Networks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .228
Cabling the WAN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .231 WAN Physical Layer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .232 WAN Serial Connections . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .232 Routers and Serial Connections. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .234 Routers and ISDN BRI Connections . . . . . . . . . . . . . . . . . . .236 Routers and DSL Connections. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .238 Routers and Cable Connections. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .239 Setting Up Console Connections . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .240
Summary. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .242 Key Terms. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .244 Check Your Understanding. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .247
Chapter 5 Ethernet Fundamentals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .251
History and Evolution of Ethernet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .251 Introduction to Ethernet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .252 IEEE Ethernet Naming Rules. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .253 IEEE 802.3/Ethernet and the OSI Model . . . . . . . . . . . . . . . .255 MAC Addressing. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .258 Framing in General . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .259 Ethernet Frame Structure. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .262 Ethernet Frame Fields . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .264
Ethernet Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .266 Media Access Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .266 Ethernet MAC. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .268 Simplex, Half-Duplex, and Full-Duplex Operation . . . . . . . .271
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Ethernet Timing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .272 Interframe Spacing and Backoff . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .275 Error Handling. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .277 Types of Collisions. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .279 Ethernet Errors. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .282 Ethernet Autonegotiation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .285 Link Establishment and Full/Half Duplex . . . . . . . . . . . . . . .288
Collision Domains and Broadcast Domains. . . . . . . . . . . . . . . .290 Directly Connected Networks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .290 Indirectly Connected Networks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .291 Collisions and Collision Domains . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .292 Segmentation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .295 Layer 2 Broadcasts. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .297 Broadcast Domains . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .300 Introduction to Data Flow . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .300 Network Segment. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .302
Summary. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .304 Key Terms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .306 Check Your Understanding . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .309
Chapter 6 Ethernet Technologies and Ethernet Switching. . . . . . . . . . . . .315
10-Mbps and 100-Mbps Ethernet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .315 10-Mbps Versions of Ethernet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .316 10BASE5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .320 10BASE2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .321 10BASE-T . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .322 10BASE-T Architecture . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .326 100BASE-TX . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .329 100BASE-FX . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .332 Fast Ethernet Architecture . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .334
Gigabit, 10-Gb, and Future Ethernet. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .337 1000-Mbps Versions of Ethernet (Gigabit). . . . . . . . . . . . . . .337 1000BASE-T . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .339 1000BASE-SX and 1000BASE-LX. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .342 Gigabit Ethernet Architecture. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .345 10-Gbps Versions of Ethernet. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .347 10GbE Media, Connections, and Architecture. . . . . . . . . . . .350 The Future of Ethernet. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .354
Ethernet Switching . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .355
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Layer 2 Bridging . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .356 Layer 2 Switching . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .357 Microsegmentation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .359 Full-Duplex Transmission . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .360 Latency . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .360 Switch Modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .361 Introduction to the Spanning Tree Protocol . . . . . . . . . . . . . .362
Summary. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .366 Key Terms. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .368 Check Your Understanding. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .370
Chapter 7 TCP/IP Protocol Suite and IP Addressing. . . . . . . . . . . . . . . . . .375
Introduction to TCP/IP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .375 Application Layer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .377 Transport Layer. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .378 Internet Layer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .380 Network Access Layer. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .381
Comparing the OSI Reference Model Layers
and the TCP/IP Reference Model Layers . . . . . . . . . . . . . . .382 Internet Architecture . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .383
IP Addresses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .386 32-Bit Dotted-Decimal IP Address . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .386 Decimal and Binary Conversion. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .389 IPv4 Addressing. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .392 IP Address Classes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .394 Reserved IP Addresses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .398 Public and Private Addresses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .400 Introduction to Subnetting. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .402 IPv4 Versus IPv6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .404
IP Address Assignment, Acquisition, and Hierarchy . . . . . . . . .407 Obtaining an Internet Address. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .407 Static Assignment of an IP Address . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .408 Address Resolution Protocol . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .408 RARP IP Address Assignment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .412 Bootstrap Protocol (BOOTP) IP Address Assignment . . . . . .414
Dynamic Host Configuration Protocol (DHCP)
IP Address Assignment. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .415 Problems in Address Resolution. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .417
Summary. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .419
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Key Terms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .421 Review Questions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .422
Chapter 8
Chapter 9
Routing Fundamentals and Subnets. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .427
Routed, Routable, and Routing Protocols . . . . . . . . . . . . . . . . .427 Routing Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .430 Routing Versus Switching. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .432 Routed Versus Routing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .435 Path Determination . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .437 Routing Tables. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .440 Routing Algorithms and Metrics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .441 Interior and Exterior Routing Protocols. . . . . . . . . . . . . . . . .443 Routing Protocols . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .444 IP as a Routed Protocol . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .448 Packet Propagation and Switching Within a Router. . . . . . . .449
Connectionless Versus Connection-Oriented
Network Services . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .451 Anatomy of an IP Packet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .453
The Mechanics of Subnetting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .455 Introduction to and Reasons for Subnetting. . . . . . . . . . . . . .455 Establishing the Subnet Mask Address. . . . . . . . . . . . . . . . . .458 Creating a Subnet. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .460 Calculating the Resident Subnetwork Through ANDing . . . .463
Summary. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .465 Key Terms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .467 Check Your Understanding . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .470
TCP/IP Transport and Application Layer. . . . . . . . . . . . . . . . . . .477
Understanding the TCP/IP Transport Layer. . . . . . . . . . . . . . . .478 Flow Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .479
Session Establishment, Maintenance, and Termination
Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .480 Three-Way Handshake. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .482
Windowing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .483 Acknowledgment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .484 TCP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .486 UDP. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .487 TCP and UDP Port Numbers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .488
TCP/IP Application Layer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .491
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Introduction to the Application Layer . . . . . . . . . . . . . . . . . .491 DNS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .494 FTP and TFTP. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .495 HTTP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .496 SMTP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .497 SNMP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .498 Telnet. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .499
Summary. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .500 Key Terms. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .501 Check Your Understanding. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .502
Part II
Chapter 10
Chapter 11
CCNA 2: Routers and Routing Basics. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .509
WANs and Routers. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .511
WAN Characteristics. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .511 WAN Devices. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .515 WAN Standards. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .515 WAN Connection Options. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .519
WAN Routers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .529 Router Internal Components . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .529 Router External Connections. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .535 Management Port Connections . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .535 The Function of a Router in a WAN . . . . . . . . . . . . . . . . . . .536 Lab WAN Simulation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .541
Summary. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .544 Key Terms. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .545 Check Your Understanding. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .546
Router Fundamentals. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .553
Router Boot Sequence and Setup Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . .553 Router Startup Sequence . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .554 System Configuration Dialog. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .555 Setting Up Global Parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .556 Router LED Indicators. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .559 Initial Router Boot-Up Output. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .560
Establishing a HyperTerminal Session. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .562
Logging into the Router . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .565 Keyboard Help . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .566
Router Help Functions. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .569
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