網(wǎng)絡系統(tǒng)集成技術2

1、2021-10-2412021-10-24232021-10-24n2.1 網(wǎng)絡互聯(lián)設備概述網(wǎng)絡互聯(lián)設備概述n2.2 物理層網(wǎng)絡連接設備（集線器物理層網(wǎng)絡連接設備（集線器/中繼器）中繼器）n2.3 數(shù)據(jù)鏈路層網(wǎng)絡連接設備（網(wǎng)橋）數(shù)據(jù)鏈路層網(wǎng)絡連接設備（網(wǎng)橋）n2.4 網(wǎng)絡層網(wǎng)絡連接設備（路由器）網(wǎng)絡層網(wǎng)絡連接設備（路由器）n2.5 交換機（二層和三層交換機）交換機（二層和三層交換機）n2.6 應用層網(wǎng)絡連接設備（網(wǎng)關）應用層網(wǎng)絡連接設備（網(wǎng)關）42021-10-24n計算機與計算機或工作站與服務器進行連計算機與計算機或工作站與服務器進行連接時，除了使用連接介質外，還需要一些接時，除了使用連接介

2、質外，還需要一些中介設備。這些中介設備主要有哪些？起中介設備。這些中介設備主要有哪些？起什么作用？這是在網(wǎng)絡設計和實施中人們什么作用？這是在網(wǎng)絡設計和實施中人們所關心的一些問題。所關心的一些問題。n網(wǎng)絡互聯(lián)設備通?？煞譃閮深悾壕W(wǎng)絡互聯(lián)設備通?？煞譃閮深悾壕W(wǎng)絡傳輸介質互聯(lián)設備（與用戶節(jié)點連接）網(wǎng)絡傳輸介質互聯(lián)設備（與用戶節(jié)點連接）網(wǎng)絡連接設備（網(wǎng)絡內部或網(wǎng)絡之間連接）網(wǎng)絡連接設備（網(wǎng)絡內部或網(wǎng)絡之間連接）52021-10-24n網(wǎng)絡線路與用戶節(jié)點間的銜接設備網(wǎng)絡線路與用戶節(jié)點間的銜接設備n常見有：常見有：T T型連接器；型連接器；屏蔽或非屏蔽雙絞線連接器屏蔽或非屏蔽雙絞線連接器RJ-45RJ-4

3、5；RS232RS232接口（接口（DB-25DB-25）；）；DB-15DB-15接口；接口；VB35VB35同步接口；同步接口；調制解調器；調制解調器；收發(fā)器及光纖收發(fā)器收發(fā)器及光纖收發(fā)器終端匹配器終端匹配器62021-10-24nT型連接器與型連接器與BNC接插件是細同軸電纜的連接器接插件是細同軸電纜的連接器BNC接插件T型連接器(T型頭)72021-10-24n用于非屏蔽雙絞線連接用于非屏蔽雙絞線連接RJ-45接頭(水晶頭)82021-10-24nDB-25（RS-232）接口是）接口是目前微機與線路接口的常目前微機與線路接口的常用方式。用方式。nDB-15接口用于連接網(wǎng)絡接口用于連接

4、網(wǎng)絡接口卡的接口卡的AUI接口，可將接口，可將信息通過收發(fā)器電纜送到信息通過收發(fā)器電纜送到收發(fā)器，然后進入主干介收發(fā)器，然后進入主干介質。質。nVB35同步接口用于連接同步接口用于連接遠程的高速同步接口。遠程的高速同步接口。92021-10-24n收發(fā)器用于粗同軸電纜與站點網(wǎng)卡間的連接。收發(fā)器用于粗同軸電纜與站點網(wǎng)卡間的連接。n光纖收發(fā)器用于光纖與無光纖接口的站點光纖收發(fā)器用于光纖與無光纖接口的站點/網(wǎng)絡設備之間網(wǎng)絡設備之間的連接。的連接。n調制解調器（調制解調器（Modem）其功能是將計算機的數(shù)字信號轉）其功能是將計算機的數(shù)字信號轉換成模擬信號或反之，以便在電話線路或微波線路上傳輸。換成模擬

5、信號或反之，以便在電話線路或微波線路上傳輸。調制是把數(shù)字信號轉換成模擬信號；解調是把模擬信號轉調制是把數(shù)字信號轉換成模擬信號；解調是把模擬信號轉換成數(shù)字信號，它一般通過換成數(shù)字信號，它一般通過RS-232接口與計算機相連。接口與計算機相連。n終端匹配器（也稱終端適配器）安裝在同軸電纜（粗纜或終端匹配器（也稱終端適配器）安裝在同軸電纜（粗纜或細纜）的兩個端點上，它的作用是防止電纜無匹配電阻或細纜）的兩個端點上，它的作用是防止電纜無匹配電阻或阻抗不正確。無匹配電阻或阻抗不正確，則會引起信號波阻抗不正確。無匹配電阻或阻抗不正確，則會引起信號波形反射，造成信號傳輸錯誤。形反射，造成信號傳輸錯誤。102

6、021-10-24n網(wǎng)絡內部或網(wǎng)絡之間的連接設備。網(wǎng)絡內部或網(wǎng)絡之間的連接設備。n網(wǎng)絡連接設備用于將一個網(wǎng)絡的幾個網(wǎng)段網(wǎng)絡連接設備用于將一個網(wǎng)絡的幾個網(wǎng)段(segments）連接起來，或將幾個網(wǎng)絡）連接起來，或將幾個網(wǎng)絡(LAN-LAN，WAN-WAN，LAN-WAN）連接起來形成一個互聯(lián)網(wǎng)絡（連接起來形成一個互聯(lián)網(wǎng)絡（interwork or internet）。）。n習慣上，將它們分成五類：中繼器（集線習慣上，將它們分成五類：中繼器（集線器）、網(wǎng)橋、交換機、路由器和網(wǎng)關。器）、網(wǎng)橋、交換機、路由器和網(wǎng)關。 112021-10-24網(wǎng)絡連接設備connecting devices聯(lián)網(wǎng)設備Ne

7、tworking devices網(wǎng)際互連設備Internetworking devices中繼器repeater網(wǎng) 橋bridge交換機switch路由器router網(wǎng) 關gateway122021-10-24132021-10-24nA device that extends the distance a signal can travel by regenerating the signal. 一種通過對信號進行再生處理以延長信號傳輸距離的設備.n由于存在損耗，信號在網(wǎng)絡傳輸介質中有衰減和噪音，使有用的數(shù)據(jù)信號變得越來越弱，衰減到一定程度時將造成信號失真，因此會導致接收錯誤。因此為了保證有

8、用數(shù)據(jù)的完整性，并在一定范圍內傳送，可用中繼器把所接收到的弱信號分離，并再生放大以保持與原數(shù)據(jù)相同。142021-10-241 1、中繼器（、中繼器（repeater） n局域網(wǎng)中最簡單、成本最低的網(wǎng)絡連接設備 n功能：對弱信號進行再生和轉發(fā)。中繼器檢測由某個端口接收的輸入信號，將其恢復為原始的波形和振幅，然后以最小的延遲將這些經(jīng)過重整（重定時和恢復）的信號重新發(fā)送到接收端口之外的其他各個端口。n無檢錯、糾錯功能 錯誤的數(shù)據(jù)經(jīng)中繼器后仍被復制到另一電纜段。n用中繼器連接的各網(wǎng)段屬于同一個網(wǎng)絡，對數(shù)據(jù)鏈路層以上的協(xié)議來講，用中繼器互聯(lián)起來的若干段電纜與單根電纜之間并沒有差別（除了有一定時延）。n

9、用中繼器連接的網(wǎng)絡段都必須使用同樣的媒體訪問方法。一般情況下，中繼器的兩端連接的是相同的媒體，但有的中繼器也可以完成不同媒體的轉接(如粗、細電纜混接)。 中繼器一般用于傳統(tǒng)以太網(wǎng)之類的總線型電纜系統(tǒng) ：l 增加信號傳送距離（增加網(wǎng)段）l 相同物理層協(xié)議的LAN內（同一網(wǎng)絡不同網(wǎng)段）的互連152021-10-242、集線器（、集線器（hub） nA central device in a star topology that provides a common connection among the nodes. 星型拓撲中的中心設備，提供站點間的公共連接。n其實就是一種多端口中繼器，用于星型

10、電纜系統(tǒng)。中繼器中繼器集線器集線器162021-10-24 集線器的分類集線器的分類n無源無源(Passive)集線器集線器 只負責把多段介質連接在一起，不對信號作任何處理，每一種介質段只允許擴展到最大有效距離的一半。n有源有源(Active)集線器集線器 類似于無源集線器，但它具有對傳輸信號進行再生和放大從而擴展介質長度的功能。n智能智能(Intelligen)集線器集線器除具有有源集線器的功能外，還可將網(wǎng)絡的部分功能集成到集線器中，如網(wǎng)絡管理、選擇網(wǎng)絡傳輸線路等。172021-10-24nHub是一種共享介質的網(wǎng)絡設備，本身不能識別是一種共享介質的網(wǎng)絡設備，本身不能識別目標地址，所以采用廣

11、播方式無目的地向所有節(jié)目標地址，所以采用廣播方式無目的地向所有節(jié)點發(fā)送信息，由網(wǎng)絡站點通過驗證數(shù)據(jù)包頭的地點發(fā)送信息，由網(wǎng)絡站點通過驗證數(shù)據(jù)包頭的地址信息來確定是否接收，故其：址信息來確定是否接收，故其：一站發(fā)送，全局廣播，用戶爭搶信道，容易引起網(wǎng)絡一站發(fā)送，全局廣播，用戶爭搶信道，容易引起網(wǎng)絡阻塞阻塞實際接收只有一站，卻向所有站點傳送，絕大部分流實際接收只有一站，卻向所有站點傳送，絕大部分流量無效，傳輸效率低量無效，傳輸效率低同一時刻只能進行兩個端口之間的數(shù)據(jù)傳輸，要么發(fā)同一時刻只能進行兩個端口之間的數(shù)據(jù)傳輸，要么發(fā)送，要么接收送，要么接收半雙工，進一步降低傳輸效率半雙工，進一步降低傳輸效率

12、每個節(jié)點都能偵聽到所發(fā)送的數(shù)據(jù)包，安全性較差每個節(jié)點都能偵聽到所發(fā)送的數(shù)據(jù)包，安全性較差182021-10-24192021-10-24nA network device that interconnects two LANs that use the same logical link control protocol but may use different medium access control protocols. 一種網(wǎng)絡設備, 用于兩個使用LLC(邏輯鏈路控制)協(xié)議相同但MAC(媒體訪問控制)協(xié)議可能不同的網(wǎng)絡的互聯(lián)。n常用于外網(wǎng)租用電路接入和無線局域網(wǎng)內聯(lián)。廣域網(wǎng)接入以太網(wǎng)

13、橋NOKIA無線網(wǎng)橋 E1網(wǎng)橋202021-10-24n網(wǎng)橋是一個局域網(wǎng)與另一個局域網(wǎng)之間建立連接網(wǎng)橋是一個局域網(wǎng)與另一個局域網(wǎng)之間建立連接的橋梁。它的作用是擴展網(wǎng)絡和通信手段，在各的橋梁。它的作用是擴展網(wǎng)絡和通信手段，在各種傳輸介質中轉發(fā)數(shù)據(jù)信號，擴展網(wǎng)絡的距離，種傳輸介質中轉發(fā)數(shù)據(jù)信號，擴展網(wǎng)絡的距離，同時又有選擇地將有地址的信號從一個傳輸介質同時又有選擇地將有地址的信號從一個傳輸介質發(fā)送到另一個傳輸介質，并能有效地限制兩個介發(fā)送到另一個傳輸介質，并能有效地限制兩個介質系統(tǒng)中無關緊要的通信。質系統(tǒng)中無關緊要的通信。n網(wǎng)橋可分為網(wǎng)橋可分為和和。本地網(wǎng)橋是指。本地網(wǎng)橋是指在傳輸介質允許長度范圍

14、內互聯(lián)網(wǎng)絡的網(wǎng)橋；遠在傳輸介質允許長度范圍內互聯(lián)網(wǎng)絡的網(wǎng)橋；遠程網(wǎng)橋是指連接的距離超過網(wǎng)絡的常規(guī)范圍時使程網(wǎng)橋是指連接的距離超過網(wǎng)絡的常規(guī)范圍時使用的遠程橋，通過遠程橋互聯(lián)的局域網(wǎng)將成為城用的遠程橋，通過遠程橋互聯(lián)的局域網(wǎng)將成為城域網(wǎng)或廣域網(wǎng)。如果使用遠程網(wǎng)橋，則遠程橋必域網(wǎng)或廣域網(wǎng)。如果使用遠程網(wǎng)橋，則遠程橋必須成對出現(xiàn)。須成對出現(xiàn)。212021-10-24n識別識別MAC地址地址 n幀的接收、存儲與轉發(fā)幀的接收、存儲與轉發(fā)n網(wǎng)橋可以把一個物理網(wǎng)絡的不同網(wǎng)段分成網(wǎng)橋可以把一個物理網(wǎng)絡的不同網(wǎng)段分成N個邏個邏輯隔離的網(wǎng)絡，使這個邏輯網(wǎng)絡的行為看起來就輯隔離的網(wǎng)絡，使這個邏輯網(wǎng)絡的行為看起來就像

15、一個單獨的物理網(wǎng)絡一樣，從而減少沖突，提像一個單獨的物理網(wǎng)絡一樣，從而減少沖突，提高網(wǎng)絡性能。高網(wǎng)絡性能。n糾錯（隔離錯誤幀）糾錯（隔離錯誤幀）n維護硬件地址表，并根據(jù)這個表將幀傳送給特定維護硬件地址表，并根據(jù)這個表將幀傳送給特定的子網(wǎng)的子網(wǎng)222021-10-24n應用：應用：同協(xié)議組相同或不同同協(xié)議組相同或不同MAC協(xié)議的協(xié)議的LAN的互連的互連（如以太網(wǎng)與令牌環(huán)網(wǎng)連接）。（如以太網(wǎng)與令牌環(huán)網(wǎng)連接）。劃分網(wǎng)絡，減少整個網(wǎng)絡數(shù)據(jù)鏈路層的廣播流劃分網(wǎng)絡，減少整個網(wǎng)絡數(shù)據(jù)鏈路層的廣播流量（只有不同網(wǎng)段的信息才能通過網(wǎng)橋）并提量（只有不同網(wǎng)段的信息才能通過網(wǎng)橋）并提高可靠性（網(wǎng)橋兩端形成不同高可靠

16、性（網(wǎng)橋兩端形成不同LAN，任一個出，任一個出現(xiàn)故障（斷線等）不會影響另一個）?，F(xiàn)故障（斷線等）不會影響另一個）。n分類：分類：內橋（由服務器兼任）內橋（由服務器兼任）外橋（專門計算機）外橋（專門計算機）232021-10-24nIEEE802委員會為網(wǎng)橋規(guī)定了兩種橋接技委員會為網(wǎng)橋規(guī)定了兩種橋接技術術(算法算法)：n透明網(wǎng)橋透明網(wǎng)橋( (transparent bridge） 主要用于以太網(wǎng)環(huán)境主要用于以太網(wǎng)環(huán)境 （標準：（標準：IEEE 802.1IEEE 802.1）n源路由選擇網(wǎng)橋源路由選擇網(wǎng)橋( (SRB,source routing bridge） 主要用于令牌環(huán)環(huán)境主要用于令牌環(huán)

17、環(huán)境 （標準：（標準：IEEE 802.5IEEE 802.5）242021-10-24n透明網(wǎng)橋具有通過分析來自所有連接網(wǎng)絡的輸入封包的源地址來“學習”網(wǎng)絡的拓撲結構并建立起一張自己的路徑選擇表（站表）的功能。它的表現(xiàn)和操作對網(wǎng)絡主機而言是透明的。透明網(wǎng)橋處理幀的技術原理可以歸納為：p廣播未知幀（不知就廣播）p學習源地址（建立MAC-端口映射表）p丟棄本網(wǎng)幀（過濾功能）p轉發(fā)異網(wǎng)幀（按MAC-端口映射表轉發(fā)）n特點：使用MAC-端口映射表n缺點：不能選擇最佳路由。252021-10-24262021-10-24n“透明網(wǎng)橋”又稱“生成樹網(wǎng)橋”(spanning tree bridge)。 “

18、透明”的含義：裝有多個LAN的單位在買回IEEE標準網(wǎng)橋之后，只需把連接插頭插入網(wǎng)橋，就萬事大吉。不需要改動硬件和軟件，無需設置地址開關，無需裝入路由表或參數(shù)?？傊裁匆膊桓?，只須插入電纜就完事，現(xiàn)有LAN的運行完全不受網(wǎng)橋的任何影響。n透明網(wǎng)橋的優(yōu)點是易于安裝，只需插進電纜即大功告成。但是從另一方面來說，這種網(wǎng)橋并沒有最佳地利用帶寬。272021-10-24n透明網(wǎng)橋采用的算法是“逆向學習法”，基本思想是利用每個MAC幀中的源地址字段。橋顯然能看見所連接的任一LAN上傳送的幀。當一個幀到達一個特定的端口時，查看源地址即可知道在哪個LAN上可訪問哪臺機器。282021-10-24n使用透明網(wǎng)橋

19、必須注意不可出現(xiàn)“橋接循環(huán)”，即連接的任何兩個LAN間不可存在多條網(wǎng)橋路徑。否則要么出現(xiàn)網(wǎng)絡通信失敗，要么導致網(wǎng)絡阻塞（congesting）。n解決橋接循環(huán)問題采用的方法是“生成樹算法”(STA,Spanning Tree Algorithm)。它將冗余的路徑設置成阻塞狀態(tài)，提高了網(wǎng)絡循環(huán)連接的可用性，同時消除了橋接循環(huán)帶來的問題。292021-10-24n生成樹算法（STA）和生成樹協(xié)議（STP）是一種確保任何兩臺交換機（多口網(wǎng)橋）之間只有一條數(shù)據(jù)路徑的自動配置算法。此協(xié)議也可進一步增強為每個VLAN建立一個生成樹。它在提供路徑冗余和網(wǎng)絡可擴展性的同時，保證網(wǎng)絡的無環(huán)路拓撲。nSTP允許在

20、兩個或多個交換機中可以存在多條路徑，但同一時間只有一條路徑可以激活。其余的路徑將被置于阻塞模式。如果主路徑失敗，一條備選路徑將會從阻塞狀態(tài)轉換到轉發(fā)狀態(tài)從而重新建立交換機之間的連接。302021-10-24n生成樹算法利用了一個來自圖論的基本結論；對于那些由許多節(jié)點以及連接節(jié)點的邊組成的連通圖，存在一棵“生成樹”，它保證了圖的連通性，同時又沒有一個閉合環(huán)。(a) 帶環(huán)圖(b) 對應的生成樹312021-10-24n其特點是由發(fā)送幀的源工作站負責路由選擇，每個源工作站都配置一張“路由選擇表”。n源路由網(wǎng)橋處理幀的技術原理可以歸納為：p廣播路由選擇幀（源站以廣播方式向目的站發(fā)送一個路由選擇幀，沿所

21、有可能的路徑傳送，在傳送中，每個路由選擇幀都記下所經(jīng)過的路徑。）p接收路由選擇幀（當路由選擇幀到達目的站后，就沿原路徑返回源站，帶回路由信息）p生成路由選擇表（源站從所有可能的路徑中按一定規(guī)則如最先發(fā)回路由選擇幀的路由或最小的網(wǎng)絡節(jié)點數(shù)等選擇一條最佳路由，記入本站的路由選擇表中）p封裝源路由信息（凡從這個源站向這個目的站發(fā)送的幀，其首部都封裝有源站所確定的路由信息）322021-10-24n網(wǎng)橋屬于純硬件設備，在剛剛啟動整個網(wǎng)絡時，網(wǎng)橋對網(wǎng)絡的拓撲一無所知，但它卻具有基本的MAC地址學習功能。網(wǎng)絡上的每一臺計算機都發(fā)送過數(shù)據(jù)之后，網(wǎng)橋就成為智能的了它了解每一臺計算機在哪一個網(wǎng)段上，從而減少了網(wǎng)

22、絡沖突發(fā)生的概率減少沖突域。n網(wǎng)橋不能阻止廣播。廣播信息的隔絕要靠3層的連接設備路由器。332021-10-24n網(wǎng)橋的作用：網(wǎng)橋的作用：分隔沖突域（物理網(wǎng)段）分隔沖突域（物理網(wǎng)段）增加沖突域的數(shù)量增加沖突域的數(shù)量降低沖突幾率降低沖突幾率n廣播域的概念廣播域的概念廣播幀能夠到達的區(qū)域廣播幀能夠到達的區(qū)域網(wǎng)橋不能分隔廣播域網(wǎng)橋不能分隔廣播域342021-10-24352021-10-24362021-10-24n A device connecting multiple communication lines together. 將多條通信線路連接在一起的設備。n 數(shù)據(jù)鏈路層（二層）或網(wǎng)絡層（三

23、層）設備n 特點 現(xiàn)代網(wǎng)絡中大量使用交換機作為網(wǎng)絡互連設備。 交換機提供： 高速的數(shù)據(jù)交換能力 增加網(wǎng)絡帶寬 低的延遲時間和快速幀的傳送 在LAN中支持以太網(wǎng)、快速以太網(wǎng)、ATM、令 牌環(huán)網(wǎng)等多種網(wǎng)型n 應用 Intranet內部網(wǎng)絡傳送控制372021-10-24n交換機更可以在現(xiàn)有的網(wǎng)絡上提供固定的帶寬給用戶以確保用戶傳送數(shù)據(jù)的質量；其端口可以提供不同的傳輸速度；在傳送方式上可提供全雙工傳輸，提高了數(shù)據(jù)的傳送能力。n交換機還提供了VLAN功能，用于控制廣播風暴和網(wǎng)絡管理。n跟網(wǎng)橋相比，網(wǎng)橋所擁有的功能交換機都具備了，但交換機增加了VLAN和三層交換功能，擁有更多的端口（網(wǎng)橋通常只有2至4個

24、）和更高帶寬，而且可工作在網(wǎng)絡層（第三層）。n交換機最重要的性能指標是“背板帶寬”（Switching Fabric），即一臺交換機在背板處的最大帶寬。背板（backplane）則指交換機或集線器底板（chassis）內的總線或交換矩陣，所有通過該設備的流量至少要經(jīng)過背板一次。382021-10-24n第二層交換機多端口網(wǎng)橋 解決方法：使用VLAN技術（基于物理端口或MAC地址，管理不便）n第三層交換機 基于硬件實現(xiàn)路由功能（路由轉發(fā)速度和帶寬于比路由器可高出數(shù)十倍甚至更多）；支持IP（VLAN管理方便）。392021-10-24n所謂“二層交換機”，簡言之，就是它能識別MAC層的信息（能夠剝

25、離并處理包含MAC地址的幀信息）；所謂“三層交換機”，簡言之，就是它不僅能識別MAC層的信息（能夠剝離并處理包含MAC地址的幀信息），而且能識別IP層的信息（能將剝離并處理包含IP地址的數(shù)據(jù)報信息）。還有所謂“四層交換機”，其含義由此類推。402021-10-24n我校校園網(wǎng)使用的核心交換機是具有交換機和路由器雙重功能的三層千兆位以太網(wǎng)交換機。它們象傳統(tǒng)的交換機一樣在第2層工作，只根據(jù)MAC地址轉發(fā)或丟棄數(shù)據(jù)包。它們也象傳統(tǒng)的路由器一樣工作在第3層，使用網(wǎng)絡層的信息將數(shù)據(jù)包路由到其他路由器、交換式網(wǎng)絡或最終站點上。n不過，與傳統(tǒng)的路由器不同的是，常規(guī)的路由器將路由表保存在軟件中，使用CPU查找

26、和保持這些地址。而三層交換機往往通過使用ASIC技術，將路由表保存在硬件中，從而獲得“線速”路由（所謂“線速”，指電信號能達到的最大傳輸速度），其速率幾乎10倍于常規(guī)的路由器。412021-10-24n目前國內生產(chǎn)高端交換機/路由器的三個巨頭：華為（總部在深圳）、港灣（總部在北京）、銳捷（總部在福州）。n我院鳳達學生公寓A-D幢使用的是北京港灣網(wǎng)絡公司推出的寬帶IP網(wǎng)絡的核心交換設備BigHammer系列、匯集層中的FlexHammer智能多層交換機到接入層Hammer等全系列以太網(wǎng)交換機。港灣網(wǎng)絡有限公司 銳捷網(wǎng)絡有限公司 華為技術有限公司 點擊對應圖標可訪問該公司網(wǎng)站422021-10-2

27、4n交換機由網(wǎng)橋發(fā)展而來交換機由網(wǎng)橋發(fā)展而來第一臺交換機由第一臺交換機由Kalpana 公司設計公司設計交換機由網(wǎng)橋發(fā)展而來交換機由網(wǎng)橋發(fā)展而來交換機可以認為是一個多端口網(wǎng)橋交換機可以認為是一個多端口網(wǎng)橋n交換機相對于網(wǎng)橋的特點交換機相對于網(wǎng)橋的特點使用使用ASIC (Application Specific Integrated Circuit)轉發(fā)，速度快轉發(fā)，速度快多路轉發(fā)多路轉發(fā)432021-10-24交換機的第一種交換模式：交換機的第一種交換模式：Cut Through交換機接收完目的交換機接收完目的MAC地址字段后，就立即將幀轉發(fā)地址字段后，就立即將幀轉發(fā)出到正確的端口。出到正確的

28、端口。直通模式比存儲轉發(fā)模式具有更小的延遲時間，其優(yōu)直通模式比存儲轉發(fā)模式具有更小的延遲時間，其優(yōu)點是轉發(fā)速度快，缺點是不做任何校驗，有可能轉發(fā)點是轉發(fā)速度快，缺點是不做任何校驗，有可能轉發(fā)錯誤幀。錯誤幀。接收數(shù)據(jù) 處理數(shù)據(jù) 發(fā)送數(shù)據(jù)442021-10-24接收數(shù)據(jù) 處理數(shù)據(jù) 發(fā)送數(shù)據(jù)存儲轉發(fā)模式下，交換機先要收到完整的幀，然后對幀進行循存儲轉發(fā)模式下，交換機先要收到完整的幀，然后對幀進行循環(huán)冗余環(huán)冗余 (C R C ) 校驗，如果是錯誤幀，則丟棄這個幀。校驗，如果是錯誤幀，則丟棄這個幀。 交換機將幀暫存在轉發(fā)緩沖區(qū)中，直到它獲得有效資源并將交換機將幀暫存在轉發(fā)緩沖區(qū)中，直到它獲得有效資源并將

29、幀按照目的地址與端口的對應關系將其發(fā)往目的端口為止。幀按照目的地址與端口的對應關系將其發(fā)往目的端口為止。 存儲轉發(fā)模式的好處是能夠拋棄小于存儲轉發(fā)模式的好處是能夠拋棄小于 6 4 字節(jié)的幀字節(jié)的幀 (破碎幀破碎幀)，以及其他任何受損的幀。以及其他任何受損的幀。存儲轉發(fā)模式的缺點是存儲轉發(fā)模式的缺點是 延遲較大，因為它在轉發(fā)之前要收到延遲較大，因為它在轉發(fā)之前要收到并處理完整的幀。并處理完整的幀。452021-10-24接收數(shù)據(jù) 處理數(shù)據(jù) 發(fā)送數(shù)據(jù)64 bytes改進型改進型 Cut Through 的工作模式類似于的工作模式類似于 Cut Through。只是在收到。只是在收到64個字節(jié)后就開

30、始轉發(fā)。個字節(jié)后就開始轉發(fā)?？梢詫⑺行∮诳梢詫⑺行∮?4字節(jié)的數(shù)據(jù)幀丟棄。字節(jié)的數(shù)據(jù)幀丟棄。462021-10-24v即無阻塞轉發(fā)即無阻塞轉發(fā)v10Mbps全線速：全線速：0.015MPPSv100Mbps全線速：全線速：0.15MPPSv1000Mbps全線速：全線速：1.5MPPS64bits96bits64bits前置位數(shù)據(jù)幀大小數(shù)據(jù)幀距離64bytes(512bits)64bytes(512bits)472021-10-24n全雙工成立的前提全雙工成立的前提沖突域內只有兩個節(jié)點沖突域內只有兩個節(jié)點一路線纜僅僅發(fā)送，另一路線纜僅僅接收一路線纜僅僅發(fā)送，另一路線纜僅僅接收雙方設備都支持

31、全雙工雙方設備都支持全雙工TransmitFull DuplexEthernetControllerLoopbackCollisionDetectionReceiveFull DuplexEthernetControllerLoopbackCollisionDetection482021-10-24n為什么要有生成樹為什么要有生成樹標準：標準：避免回路：避免回路：由交換機由交換機自動檢測環(huán)路的存在，自動檢測環(huán)路的存在，斷開環(huán)路斷開環(huán)路冗余備份：冗余備份：為了提高為了提高網(wǎng)絡穩(wěn)定性，需要網(wǎng)網(wǎng)絡穩(wěn)定性，需要網(wǎng)絡多條鏈路相通，提絡多條鏈路相通，提供了一種冗余備份的供了一種冗余備份的方法方法49202

32、1-10-2420秒15秒15秒n采用采用IEEE802.1d協(xié)議時端口的幾種狀態(tài)：協(xié)議時端口的幾種狀態(tài)：n阻斷阻斷n傾聽傾聽n學習學習1.轉發(fā)轉發(fā)502021-10-24nIEEE 802.1w快速生成樹協(xié)議（快速生成樹協(xié)議（Rapid Spanning Tree）n相對于相對于IEEE802.1d的特點：的特點：縮短收斂時間，使得網(wǎng)絡能夠快速收斂縮短收斂時間，使得網(wǎng)絡能夠快速收斂提高網(wǎng)絡穩(wěn)定性，確保網(wǎng)絡不間斷的工作提高網(wǎng)絡穩(wěn)定性，確保網(wǎng)絡不間斷的工作IEEE802.1w快速生成樹協(xié)議將收斂時間縮快速生成樹協(xié)議將收斂時間縮短到幾秒短到幾秒512021-10-24n流量控制：動態(tài)分配內存流量控

33、制：動態(tài)分配內存522021-10-24n劃分虛網(wǎng)的目的劃分虛網(wǎng)的目的隔離廣播域隔離廣播域增強安全性增強安全性VLAN1VLAN2VLAN3532021-10-24n基于端口的基于端口的VLAN通用標準：通用標準：IEEE802.1qn基于協(xié)議地址的基于協(xié)議地址的VLANMAC 或或 IP地址地址Backbone SwitchEthernet Switch1 2 3 4 5 6 7 8 Ethernet Switch1 2 3 4 5 6 7 8 VLAN1VLAN2542021-10-24nVLAN IDTag中對中對VLAN的標示的標示nVLAN劃分對應于端口而劃分對應于端口而不是不是MA

34、C或或IP地址地址從端口進的數(shù)據(jù)包被認從端口進的數(shù)據(jù)包被認為是那個為是那個VLAN的的n各端口可以屬于一個或多各端口可以屬于一個或多個個VLANn公共部分的公共部分的VLAN ID如何如何選定選定DASATypeDataCRCDASATypeDataCRCTag0 x8100User Priority CFIVLAN ID標準Ethernet II幀802.1q 加入一個Tag header16bits3bits1bits12bits552021-10-24nPVID：端口的屬性：端口的屬性端口屬于哪個端口屬于哪個VLAN用來判斷上行幀屬于哪個用來判斷上行幀屬于哪個VLANnVID表：表：VL

35、AN的屬性的屬性VLAN包含哪些端口包含哪些端口用來判斷下行幀可能的轉發(fā)端口用來判斷下行幀可能的轉發(fā)端口n公共端口：各公共端口：各VLAN都需要進行通訊的端口都需要進行通訊的端口常用于級聯(lián)端口、打印和共享上網(wǎng)等常用于級聯(lián)端口、打印和共享上網(wǎng)等VID表中各表中各VLAN的交集的交集PVID應設為并集應設為并集VLAN的的ID1,2,3,74,5,6,VLAN10VLAN20VLAN30562021-10-24VLAN1VLAN2VLAN3VLAN4572021-10-24nPORTS TRUNKINGn高帶寬、冗余備份高帶寬、冗余備份n端口聚合的限制端口聚合的限制同模塊同模塊同模組同模組同同VL

36、AN連續(xù)端口（可選）連續(xù)端口（可選）兩端都要設置兩端都要設置帶寬相同帶寬相同介質相同介質相同全雙工全雙工800MDES-6300DES-3226S800M582021-10-24管理員端口 A端口 BPort Mirroring：端口鏡像：端口鏡像n端口鏡像技術是為了滿足這樣端口鏡像技術是為了滿足這樣一個需求而設計的：滿足網(wǎng)絡一個需求而設計的：滿足網(wǎng)絡管理員在不中斷某個端口計算管理員在不中斷某個端口計算機連接的情況下，從連接在其機連接的情況下，從連接在其他端口上的計算機監(jiān)視網(wǎng)絡流他端口上的計算機監(jiān)視網(wǎng)絡流量的一種做法。量的一種做法。n具體實現(xiàn)正如它的名字一樣，具體實現(xiàn)正如它的名字一樣，在交換機

37、內將被監(jiān)控端口流入在交換機內將被監(jiān)控端口流入流出的數(shù)據(jù)完全復制到監(jiān)控端流出的數(shù)據(jù)完全復制到監(jiān)控端口，就象鏡子照的一樣口，就象鏡子照的一樣,故稱故稱為端口鏡像。為端口鏡像。592021-10-24AB192.168.1.1/24192.168.2.2/24L3 switch三層三層 交換交換模塊模塊二層交換二層交換模塊模塊“一次路由，多次交換”602021-10-24L3交換機交換機傳統(tǒng)路由器傳統(tǒng)路由器廣域口少，局域網(wǎng)口多廣域口少，局域網(wǎng)口多廣域網(wǎng)接口廣泛廣域網(wǎng)接口廣泛支持的路由協(xié)議較少支持的路由協(xié)議較少支持多種路由協(xié)議支持多種路由協(xié)議依靠依靠VLAN隔絕廣播隔絕廣播可以隔絕廣播可以隔絕廣播網(wǎng)絡

38、號是賦給網(wǎng)絡號是賦給VLAN的的網(wǎng)絡號是賦給端口的網(wǎng)絡號是賦給端口的采用硬件，路由速度快采用硬件，路由速度快采用軟件，路由速度慢采用軟件，路由速度慢612021-10-24n主干級交換機特性主干級交換機特性交換速度快，交換速度快，MAC地址表大，含多個光纖接口地址表大，含多個光纖接口n部門級交換機特性部門級交換機特性含多個含多個10M或或100M交換接口交換接口MAC地址表容量較大地址表容量較大具有少量上連光纖接口具有少量上連光纖接口 n工作組級交換機特性工作組級交換機特性含含10M或或100M交換接口交換接口具有一定數(shù)量的具有一定數(shù)量的MAC地址表地址表622021-10-24nL3 Swi

39、tchnL2 Managed SwitchnL2 Smart SwitchnL2 Unmanaged SwitchL2 SwitchL3 ManagedSmartUnmanaged632021-10-24qDES-6500qDES-6300qDGS-3324SR/3324SRiqDES-3326S/3326SR/3350SRqDGS-3308TG / DGS-3308FGqDGS-3312SR642021-10-24n學習重點學習重點網(wǎng)橋的自學習和轉發(fā)、過濾網(wǎng)橋的自學習和轉發(fā)、過濾交換機的常用技術交換機的常用技術看懂交換機的參數(shù)表看懂交換機的參數(shù)表n學習難點學習難點網(wǎng)橋的自學習和轉發(fā)、過濾網(wǎng)橋

40、的自學習和轉發(fā)、過濾廣播域的概念廣播域的概念VLAN公共端口的設置方法公共端口的設置方法652021-10-24662021-10-24672021-10-24682021-10-24nAn internetworking device that connects two computer networks. It makes use of an internet protocol and assumes that all of the attached devices on the networks use the same communications architecture and p

41、rotocols. A router operates at OSI layer 3. It forwards packets from one network to another. 用于連接兩個計算機網(wǎng)絡的網(wǎng)絡互聯(lián)設備。它使用IP協(xié)議，且假定網(wǎng)絡上所有相連的設備都使用相同的通信體系結構和協(xié)議。路由器工作在OSI模型的第三層，其作用是將分組（數(shù)據(jù)報）從一個網(wǎng)絡轉發(fā)到另一個網(wǎng)絡。692021-10-24n路由器（Router）用于連接多個邏輯上分開的網(wǎng)絡。邏輯網(wǎng)絡是指一個單獨的網(wǎng)絡或一個子網(wǎng)。當數(shù)據(jù)從一個子網(wǎng)傳輸?shù)搅硪粋€子網(wǎng)時，可通過路由器來完成。因此，路由器的功能，它能在多網(wǎng)絡互聯(lián)環(huán)境中建立

42、靈活的連接，可用完全不同的數(shù)據(jù)分組和介質訪問方法連接各種子網(wǎng)。路由器是屬于網(wǎng)絡層的一種互聯(lián)設備，只接收源站或其他路由器的信息，它不關心各子網(wǎng)使用的硬件設備，但要求運行與網(wǎng)絡層協(xié)議相一致的軟件。n路由器分本地路由器和遠程路由器，本地路由器是用來連接網(wǎng)絡傳輸介質的，如光纖、同軸電纜和雙絞線；遠程路由器是用來與遠程傳輸介質連接并要求相應的設備，如電話線要配調制解調器，無線要通過無線接收機和發(fā)射機。702021-10-24識別IP地址 特點： 互連網(wǎng)絡之間IP數(shù)據(jù)報的接收、存儲和轉發(fā) 路由器=CPU+內存+路由協(xié)議+（安全防火墻） 應用 不同網(wǎng)絡間信息的傳送（只送往已知網(wǎng)絡，不知就丟棄） 內外網(wǎng)隔離 分類 專用路由器 普通計算機作路由器（配備Windows 2000等） Cisco公司是世界上最著名的路由器制造商。712021-10-24n路由器在因特網(wǎng)界也被稱為“網(wǎng)關”（gateway）。其任務是管理子網(wǎng)之