常用網(wǎng)絡(luò)設(shè)備精品課件

1、常用網(wǎng)絡(luò)設(shè)備第1頁，共63頁，2022年，5月20日，20點55分，星期三2022/9/172page 2交換機交換機防火墻防火墻交換機主機主機WEB服務(wù)器WEB服務(wù)器路由器應(yīng)用服務(wù)器應(yīng)用服務(wù)器交換機因特網(wǎng)集線器數(shù)據(jù)庫企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)外部訪問子網(wǎng)外界因特網(wǎng)第2頁，共63頁，2022年，5月20日，20點55分，星期三2022/9/173page 3網(wǎng)絡(luò)設(shè)備在OSI體系中的位置網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的功能層次OSI層次地址類型設(shè)備傳輸層及以上應(yīng)用程序進程地址（端口）網(wǎng)關(guān)（協(xié)議轉(zhuǎn)換器）網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)地址（IP地址）路由器（三層交換機）數(shù)據(jù)鏈路層物理地址（MAC地址）網(wǎng)橋、交換機（網(wǎng)卡）物理層無中繼器、集線器、（網(wǎng)卡）第3

2、頁，共63頁，2022年，5月20日，20點55分，星期三2022/9/174page 4中繼器（集線器）的概念結(jié)構(gòu)中繼器（集線器）第4頁，共63頁，2022年，5月20日，20點55分，星期三2022/9/175page 5網(wǎng)橋（交換機）的概念結(jié)構(gòu)網(wǎng)橋（交換機）第5頁，共63頁，2022年，5月20日，20點55分，星期三2022/9/176page 6路由器的概念結(jié)構(gòu)路由器第6頁，共63頁，2022年，5月20日，20點55分，星期三2022/9/177page 7網(wǎng)關(guān)的概念結(jié)構(gòu)網(wǎng)關(guān)第7頁，共63頁，2022年，5月20日，20點55分，星期三2022/9/178page 87.1 網(wǎng)絡(luò)接

3、口卡NIC網(wǎng)絡(luò)接口卡（網(wǎng)卡）是連接主機與網(wǎng)絡(luò)的基本設(shè)備每臺主機都應(yīng)配置一個或多個網(wǎng)卡每個網(wǎng)卡都有一個或多個網(wǎng)絡(luò)接口不能獨立工作，必須依賴于宿主主機連接不同的局域網(wǎng)需要使用不同的網(wǎng)卡以太網(wǎng)卡令牌環(huán)網(wǎng)卡FDDI網(wǎng)卡ATM網(wǎng)卡第8頁，共63頁，2022年，5月20日，20點55分，星期三2022/9/179page 91. 網(wǎng)卡的功能數(shù)據(jù)緩存匹配主機數(shù)據(jù)處理速率與網(wǎng)絡(luò)的傳輸速率封裝/解封裝加上控制字段以幀為單位進行傳輸卸下控制字段介質(zhì)訪問控制CSMA/CD、Token Passing串/并轉(zhuǎn)換將主機的并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成串行位流數(shù)據(jù)編碼/解碼轉(zhuǎn)換為適合網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)傳輸?shù)男盘栃问綌?shù)據(jù)發(fā)送/接收第9頁，共63頁，

4、2022年，5月20日，20點55分，星期三2022/9/1710page 102. 網(wǎng)卡的結(jié)構(gòu)發(fā)送/接收部件負責信號的發(fā)送、接收載波檢測部件檢測介質(zhì)上有否信號發(fā)送/接收控制部件及數(shù)據(jù)緩沖區(qū)曼徹斯特編碼/解碼器對發(fā)送的數(shù)據(jù)編碼，變換成適合于在LAN上傳輸?shù)男盘柣虬呀邮盏男盘柦獯a為二進制數(shù)據(jù)LAN管理部件主機總線接口部件CPU(部分網(wǎng)卡有)增強網(wǎng)卡智能化，減少網(wǎng)絡(luò)傳輸對 主機CPU的依賴，提高傳輸效率第10頁，共63頁，2022年，5月20日，20點55分，星期三2022/9/1711page 11 網(wǎng)卡地址：即網(wǎng)卡的物理地址，或稱為MAC地址， 固化在網(wǎng)卡硬件中（有些網(wǎng)卡可由用戶修改） 配置參

5、數(shù) 全雙工 / 半雙工 傳輸速率（僅10/100Mbps雙速網(wǎng)卡可選） 3網(wǎng)卡的配置參數(shù)第11頁，共63頁，2022年，5月20日，20點55分，星期三2022/9/1712page 124. 網(wǎng)絡(luò)接口卡的種類5. 網(wǎng)卡的選擇考慮的因素包括： LAN的類型：Ethernet、Token Ring、ATM、FDDI LAN的速度：10M/100M/1000M、4M/16M、25M/155M 網(wǎng)絡(luò)接口類型：AUI/BNC、RJ-45、SC/ST/MT-RJ 主機總線類型：ISA、EISA、PCI、USB、PCMCIA 應(yīng)用場合：服務(wù)器、工作站、筆記本 其他附加功能：PnP、防病毒、遠程喚醒、鏈路聚

6、合等第12頁，共63頁，2022年，5月20日，20點55分，星期三2022/9/1713page 13以太網(wǎng)卡的類型第13頁，共63頁，2022年，5月20日，20點55分，星期三2022/9/1714page 14三個基本概念廣播向網(wǎng)絡(luò)上的所有設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)廣播域網(wǎng)絡(luò)上所有能夠接收到同樣廣播分組的設(shè)備的集合沖突域網(wǎng)絡(luò)中的一部分，以網(wǎng)橋、交換機或者路由器為邊界，在沖突域中任意兩臺主機同時發(fā)送數(shù)據(jù)都會產(chǎn)生沖突一個廣播域包含一個或多個沖突域第14頁，共63頁，2022年，5月20日，20點55分，星期三2022/9/1715page 157.2 中繼器與集線器1. 中繼器（Repeater） 工作

7、在物理層 功能：信號整形和放大，在網(wǎng)段之間復制比特流 特點：不進行存儲信號延遲小不檢查錯誤會擴散錯誤不對信息進行任何過濾可進行介質(zhì)轉(zhuǎn)換如UTP轉(zhuǎn)換為光纖用中繼器連接的多個網(wǎng)段是一個沖突域 應(yīng)用注意事項：不能構(gòu)成環(huán)、應(yīng)遵守以太網(wǎng)的3-4-5規(guī)則第15頁，共63頁，2022年，5月20日，20點55分，星期三2022/9/1716page 162. 集線器多端口的中繼器，工作在物理層功能：在網(wǎng)段之間復制比特流，信號整形和放大可認為它是將總線折疊到鐵盒子中的集中連接設(shè)備特點：具有與中繼器同樣的特點 可改變網(wǎng)絡(luò)物理拓撲形式：總線連接星形連接 邏輯上仍是一個總線型共享介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)端口數(shù)：8，12，16，24

8、第16頁，共63頁，2022年，5月20日，20點55分，星期三2022/9/1717page 17集線器的類型：按是否可管理劃分智能HUB允許用網(wǎng)管軟件對其進行管理的集線器，它內(nèi)部包含有CPU等智能控制部件。在需要進行網(wǎng)絡(luò)管理的中大型網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，一般都要求使用智能集線器（后面將要介紹的網(wǎng)絡(luò)交換機也需要是智能化的）。非智能（普通） HUB不能用網(wǎng)管軟件進行管理的集線器。小型網(wǎng)絡(luò)為降低成本，一般使用普通集線器。第17頁，共63頁，2022年，5月20日，20點55分，星期三2022/9/1718page 18集線器的類型：按速度劃分傳統(tǒng)集線器傳輸速度為10Mb/s（10Base-T網(wǎng)絡(luò)）快速以太

9、網(wǎng)集線器傳輸速度為100Mb/s （100Base-T網(wǎng)絡(luò)）10/100M自適應(yīng)集線器傳輸速度自適應(yīng)內(nèi)部有兩個網(wǎng)段：10M和100M，集線器根據(jù)連接速度將主機連接到不同網(wǎng)段上。網(wǎng)段之間用交換方式連接。保護投資，便于升級 第18頁，共63頁，2022年，5月20日，20點55分，星期三2022/9/1719page 19以集線器為核心的網(wǎng)絡(luò)的特點所有主機共享帶寬無法限制沖突和廣播適用于小型網(wǎng)絡(luò)第19頁，共63頁，2022年，5月20日，20點55分，星期三2022/9/1720page 20例：用集線器搭建簡單的網(wǎng)絡(luò)以1臺服務(wù)器，3臺PC機為例：一臺HUB4塊UTP接口的網(wǎng)卡4臺PC機8個RJ4

10、5接頭（水晶頭）若干米UTP雙絞線 NICHUBUTPPC機服務(wù)器第20頁，共63頁，2022年，5月20日，20點55分，星期三2022/9/1721page 217.3 網(wǎng)橋與網(wǎng)絡(luò)交換機交換技術(shù)教學片共享信道LAN的缺點沖突域中的多個站點同時發(fā)送會造成沖突；因此實際帶寬為34Mb/s（或3040Mb/s）網(wǎng)絡(luò)中站點越多，沖突現(xiàn)象越嚴重；網(wǎng)絡(luò)總帶寬BW ，由于共享信道使得每個站點的平均擁有帶寬為BW/n。解決的方法提高網(wǎng)絡(luò)傳輸速度沒有從根本上解決問題網(wǎng)絡(luò)分段（微網(wǎng)段化）減少每個網(wǎng)段中站點的數(shù)量, 使沖突的概率減??；增加了網(wǎng)絡(luò)的總體帶寬。實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)分段的設(shè)備：網(wǎng)橋、交換機、路由器網(wǎng)橋和交換機可以

11、隔離沖突域路由器不僅可以隔離沖突域，還能隔離廣播域第21頁，共63頁，2022年，5月20日，20點55分，星期三2022/9/1722page 22網(wǎng)絡(luò)分段示意HUBHUB廣播域獨立的沖突域獨立的沖突域網(wǎng)橋或網(wǎng)絡(luò)交換機交換機只能分隔沖突域，但不能分隔廣播域HUB沖突域/廣播域網(wǎng)段2網(wǎng)段1總帶寬: BW*2結(jié)點帶寬: BW/4總帶寬: BW結(jié)點帶寬: BW/8第22頁，共63頁，2022年，5月20日，20點55分，星期三2022/9/1723page 231. 網(wǎng)橋存儲轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備，工作在數(shù)據(jù)鏈路層用網(wǎng)橋連接的多個網(wǎng)絡(luò)對外呈現(xiàn)為一個單獨的物理網(wǎng)絡(luò)具有惟一的網(wǎng)絡(luò)地址根據(jù)路徑選擇方法，有兩種網(wǎng)橋：透

12、明網(wǎng)橋（Transparency Bridge）由網(wǎng)橋負責路由選擇，網(wǎng)橋和路由對站點透明以太網(wǎng)中最常用源選徑網(wǎng)橋（Source Routing Bridge）由源站點負責路由選擇，網(wǎng)橋和路由對站點不透明第23頁，共63頁，2022年，5月20日，20點55分，星期三2022/9/1724page 24透明網(wǎng)橋工作原理 網(wǎng)橋有尋址和路由選擇能力，路由選擇采用查表法：網(wǎng)橋內(nèi)的轉(zhuǎn)發(fā)表描述了到達每個站點的路由；轉(zhuǎn)發(fā)表主要由端口號和站點MAC地址組成。工作原理對于從端口收到的每個報文，查看其目的MAC地址，并與轉(zhuǎn)發(fā)表對照：若目的MAC地址在接收端口的表項中，則丟棄報文過濾；若目的MAC地址在某一端口的表

13、項中，則把報文轉(zhuǎn)發(fā)到與該端口連接的網(wǎng)段交換（轉(zhuǎn)發(fā)）；若目的MAC地址不在表中，則向接收端口外的其他所有端口廣播該報文廣播。透明網(wǎng)橋工作原理歸納為：基于轉(zhuǎn)發(fā)表的過濾、轉(zhuǎn)發(fā)和廣播。第24頁，共63頁，2022年，5月20日，20點55分，星期三2022/9/1725page 25轉(zhuǎn)發(fā)表C網(wǎng)橋轉(zhuǎn)發(fā)的例子：AB， ACBA第25頁，共63頁，2022年，5月20日，20點55分，星期三2022/9/1726page 26轉(zhuǎn)發(fā)表的建立剛加電時轉(zhuǎn)發(fā)表為空；在轉(zhuǎn)發(fā)過程中逆向自學習路由；逆向?qū)W習檢查收到的報文的源MAC地址：若收到的報文的源MAC地址不在轉(zhuǎn)發(fā)表中，則插入到表中。每個表項的生存期都是有限的：在一

14、段時間內(nèi)未收到以同一MAC地址為源地址的報文時，該表項被刪除，以適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)拓撲的變化。想一想：如前圖，當剛打開電源時，若站點A向站點C發(fā)送了一個報文，網(wǎng)橋是如何轉(zhuǎn)發(fā)該報文的？第26頁，共63頁，2022年，5月20日，20點55分，星期三2022/9/1727page 27透明網(wǎng)橋需要解決的問題循環(huán)連接，造成：轉(zhuǎn)發(fā)表振蕩，報文無限循環(huán)，包丟失LAN1LAN2B1B2AB1212接口2又收到A發(fā)出的幀接口1收到A發(fā)出的幀接口1收到A發(fā)出的幀接口2又收到A發(fā)出的幀假定主機A向主機B發(fā)送一個數(shù)據(jù)包，兩個網(wǎng)橋同時接收到這個數(shù)據(jù)包，并且都正確地知道主機A位于LAN1中 。但是不幸的是，在主機B同時收到兩份

15、一樣的主機A的數(shù)據(jù)包后，兩個網(wǎng)橋又一次從它們對LAN2的端口上接收到主機A的數(shù)據(jù)包，于是它們又認為主機A位于LAN2中 。發(fā)往主機B的數(shù)據(jù)包會被兩個網(wǎng)橋無休止地轉(zhuǎn)發(fā)，這樣會占用所有可能獲取的網(wǎng)絡(luò)帶寬，導致網(wǎng)絡(luò)阻塞。當透明網(wǎng)橋?qū)⒏淖兏髯缘穆酚杀硪灾该髦鳈CA在LAN2中時，恰巧主機B向主機A發(fā)送數(shù)據(jù)包，兩個網(wǎng)橋接收到此數(shù)據(jù)包后，會將其丟棄，因為它們的轉(zhuǎn)發(fā)表中指明主機A位于LAN2中。這樣發(fā)給主機A的數(shù)據(jù)將會丟失。第27頁，共63頁，2022年，5月20日，20點55分，星期三2022/9/1728page 28網(wǎng)橋的優(yōu)缺點優(yōu)點：可實現(xiàn)不同類型的LAN互連；能夠隔離錯誤幀，不會使錯誤擴散；限制了沖突

16、域的范圍；隔離故障。缺點：無法控制廣播；只能用存儲轉(zhuǎn)發(fā)方式，速度比較慢；無流量控制，負載重時會出現(xiàn)丟幀現(xiàn)象。第28頁，共63頁，2022年，5月20日，20點55分，星期三2022/9/1729page 292. 網(wǎng)絡(luò)交換機網(wǎng)絡(luò)交換機和網(wǎng)橋?qū)偻活愒O(shè)備，工作在數(shù)據(jù)鏈路層上。但網(wǎng)絡(luò)交換機的端口數(shù)多，并且交換速度快。在這個意義上，網(wǎng)絡(luò)交換機可看作是多端口的高速網(wǎng)橋。交換機比網(wǎng)橋優(yōu)越的地方：交換速度快，可實現(xiàn)線速轉(zhuǎn)發(fā)；能解決網(wǎng)絡(luò)主干上的通信擁擠問題；端口密度高，一臺交換機可連接多個網(wǎng)段，降低了組網(wǎng)成本。工作原理與網(wǎng)橋類似：學習源地址（構(gòu)造轉(zhuǎn)發(fā)表）過濾本網(wǎng)段幀（隔離沖突域）轉(zhuǎn)發(fā)異網(wǎng)段幀（交換）廣播未知

17、幀（尋找目的站點）第29頁，共63頁，2022年，5月20日，20點55分，星期三2022/9/1730page 30我公司寬帶運營所用的交換機第30頁，共63頁，2022年，5月20日，20點55分，星期三2022/9/1731page 31交換機的特點交換機通過內(nèi)部的交換矩陣把網(wǎng)絡(luò)劃分為多個網(wǎng)段每個端口為一個沖突域；交換機能夠同時在多對端口間無沖突地交換幀。第31頁，共63頁，2022年，5月20日，20點55分，星期三2022/9/1732page 32例：交換網(wǎng)絡(luò)的帶寬若交換機每個端口帶寬為BW，則交換機構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò) 網(wǎng)絡(luò)總帶寬 (BW*n)/2 BW*nn8，BW=10Mb/s時，網(wǎng)絡(luò)

18、總帶寬最高可達80Mb/s；連接到交換機端口上的每臺計算機的帶寬為10Mb/s 。比較：10Mb/s 的8口集線器構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)（連接了8臺計算機）網(wǎng)絡(luò)總帶寬仍為10Mb/s ；網(wǎng)絡(luò)中每臺計算機的帶寬為1.25Mb/s。 第32頁，共63頁，2022年，5月20日，20點55分，星期三2022/9/1733page 33使用網(wǎng)絡(luò)交換機的好處分割沖突（碰撞）域減少了沖突；允許建立多個連接提高了網(wǎng)絡(luò)總體帶寬；減少每個網(wǎng)段中的站點數(shù)提高了站點平均擁有帶寬；允許全雙工連接提高帶寬；能夠連接不同速度的網(wǎng)段。第33頁，共63頁，2022年，5月20日，20點55分，星期三2022/9/1734page 34網(wǎng)

19、絡(luò)交換機應(yīng)用中的問題主干/服務(wù)器連接增加1-2個高速端口(Big Pipe)。緩解主干/服務(wù)器連接的瓶頸問題。自動協(xié)商：速度自動協(xié)商：10/100Mbps自適應(yīng)交換機。半雙工/全雙工自動協(xié)商。流量控制背壓技術(shù)（Back Pressure）緩沖區(qū)大小有限，為防止溢出（幀丟失），快滿時向信息到達端口發(fā)送擁塞信號，造成沖突的假象，使發(fā)送站點停止發(fā)送。根據(jù)錯誤幀出現(xiàn)概率自動在存儲轉(zhuǎn)發(fā)方式和直通轉(zhuǎn)發(fā)方式之間進行切換。第34頁，共63頁，2022年，5月20日，20點55分，星期三2022/9/1735page 35網(wǎng)絡(luò)交換機的應(yīng)用場合作為LAN核心主干連接設(shè)備，如網(wǎng)絡(luò)中心、數(shù)據(jù)中心等；網(wǎng)絡(luò)通信流量很大的

20、應(yīng)用場合，如圖像處理、視頻流等；對網(wǎng)絡(luò)響應(yīng)速度要求比較高的場合。第35頁，共63頁，2022年，5月20日，20點55分，星期三2022/9/1736page 36以網(wǎng)橋/交換機為核心的網(wǎng)絡(luò)的特點每個網(wǎng)段獨享帶寬最佳可達到每臺主機獨享帶寬可以限制沖突，但不能限制廣播有可能產(chǎn)生廣播風暴適用于小型網(wǎng)絡(luò)到大型園區(qū)網(wǎng)絡(luò)大型網(wǎng)絡(luò)中需解決廣播問題第36頁，共63頁，2022年，5月20日，20點55分，星期三2022/9/1737page 3710Mb/s UTP100Mb/s UTP （連接校園網(wǎng)）1000Mb/s Fiber100Mb/s UTP企業(yè)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖二級交換機千兆主干交換機服務(wù)器HUB機

21、房計算機校園網(wǎng)第37頁，共63頁，2022年，5月20日，20點55分，星期三2022/9/1738page 38虛擬局域網(wǎng)（VLAN）是一種網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造和用戶的組織形式：通過交換機（或路由器）劃分；由網(wǎng)段和站點構(gòu)成的邏輯工作組。用交換機劃分的若干個VLAN在邏輯上完全獨立（可看作是分離的物理網(wǎng)絡(luò)），廣播幀不會越過邏輯網(wǎng)絡(luò)邊界，即：VLAN限制了廣播域的范圍。VLAN可跨越交換機。同一VLAN中的成員不受物理位置的限制而像處于同一個局域網(wǎng)中那樣互相訪問。第38頁，共63頁，2022年，5月20日，20點55分，星期三2022/9/1739page 39VLAN示意第39頁，共63頁，2022年，5

22、月20日，20點55分，星期三2022/9/1740page 40VLAN能夠隔離（限制）廣播域VLAN劃分前，整個網(wǎng)絡(luò)都在一個廣播域中第40頁，共63頁，2022年，5月20日，20點55分，星期三2022/9/1741page 41VLAN能夠隔離（限制）廣播域VLAN劃分后，網(wǎng)絡(luò)被分割成幾個較小的廣播域第41頁，共63頁，2022年，5月20日，20點55分，星期三2022/9/1742page 42VLAN的優(yōu)點提高管理效率站點的物理位置改變無需重新布線和配置用戶性質(zhì)改變后很容易通過軟件將其從一個VLAN劃分到另一個VLAN控制廣播數(shù)據(jù)增強了網(wǎng)絡(luò)的安全性實現(xiàn)虛擬工作組用戶的工作地點不必

23、在同一個物理地點可在企業(yè)內(nèi)建立靈活的、動態(tài)化的組織結(jié)構(gòu)第42頁，共63頁，2022年，5月20日，20點55分，星期三2022/9/1743page 43VLAN劃分的方法基于端口（靜態(tài)劃分）根據(jù)端口號劃分VLAN基于MAC地址（動態(tài)劃分）根據(jù)用戶計算機的MAC地址劃分VLAN基于網(wǎng)絡(luò)地址或網(wǎng)絡(luò)協(xié)議類型（動態(tài)）根據(jù)用戶計算機的IP地址劃分VLAN第43頁，共63頁，2022年，5月20日，20點55分，星期三2022/9/1744page 44主干(Trunk)的概念主干用于實現(xiàn)跨交換機的VLAN，它是指交換機之間用于傳輸多個VLAN信息的鏈路主干上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包加上特殊標簽（通常是802.1q

24、和Cisco的ISL等）稱為貼標簽（Tagging）第44頁，共63頁，2022年，5月20日，20點55分，星期三2022/9/1745page 45VLAN的Tagging操作第45頁，共63頁，2022年，5月20日，20點55分，星期三2022/9/1746page 46VLAN間通信不同VLAN間的計算機即使連在同一臺交換機上也不能互相通信VLAN間通信只能通過第三層設(shè)備實現(xiàn)路由器三層交換機第46頁，共63頁，2022年，5月20日，20點55分，星期三2022/9/1747page 477.4 路由器Router工作在OSI第三層（網(wǎng)絡(luò)層）。功能：在網(wǎng)絡(luò)之間轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡(luò)分組；為網(wǎng)絡(luò)分組

25、尋找最佳傳輸路徑；實現(xiàn)子網(wǎng)隔離，限制廣播風暴。(目的地址無法識別時，路由器將其丟棄，而不是廣播比較網(wǎng)絡(luò)交換機)提供邏輯地址，以識別互聯(lián)網(wǎng)上的主機；提供廣域網(wǎng)服務(wù)。應(yīng)用：把LAN連入廣域網(wǎng)或作為廣域網(wǎng)的核心連接設(shè)備。路由器與交換機的主要區(qū)別：用路由器連接起來的若干個網(wǎng)絡(luò)，它們?nèi)允歉髯元毩⒌?。要想從一個網(wǎng)絡(luò)訪問用路由器連接起來的另一個網(wǎng)絡(luò)中的站點，必須指定該站點的邏輯地址（IP地址），通過廣播是無法與之進行通信的。第47頁，共63頁，2022年，5月20日，20點55分，星期三2022/9/1748page 48用路由器進行網(wǎng)絡(luò)互聯(lián) HUB路由器沖突域2沖突域1路由器可以隔離沖突域和廣播域 HUB

26、 HUB沖突域3廣播域2廣播域1第48頁，共63頁，2022年，5月20日，20點55分，星期三2022/9/1749page 49路由表路由器如何確定最佳路由？路由表（Routing Table）路由表是保存到達其他網(wǎng)絡(luò)的路由信息的數(shù)據(jù)庫包含目的網(wǎng)絡(luò)地址（號）、傳輸路徑、傳輸開銷等根據(jù)目的網(wǎng)絡(luò)地址查找路由表并確定分組轉(zhuǎn)發(fā)路徑的過程稱為路由選擇（Routing）。路由表的信息隨網(wǎng)絡(luò)拓撲的變化而變化建立、更新路由表的算法稱為路由算法（Routing Algorithm）：網(wǎng)絡(luò)中的每個路由器都會根據(jù)路由算法定時地或在網(wǎng)絡(luò)拓撲發(fā)生變化時更新其路由表；靜態(tài)路由：由網(wǎng)絡(luò)管理員預先手工設(shè)置路由信息；動態(tài)路

27、由：由路由器在運行時動態(tài)地建立與更新。自動學習、記憶網(wǎng)絡(luò)的變化并根據(jù)路由算法重新計算路由的協(xié)議稱為路由選擇協(xié)議（Routing Protocol）。第49頁，共63頁，2022年，5月20日，20點55分，星期三2022/9/1750page 50路由表的例子2.0AB第50頁，共63頁，2022年，5月20日，20點55分，星期三2022/9/1751page 51路由表的基本內(nèi)容AB路由器A的路由表.3.1.2.3目的網(wǎng)絡(luò)地址路徑（下一結(jié)點）路徑成本/開銷172.16.1.0直接0172.16.2.0直接0172.16.4.0172.16.2.21路徑：用下一路由器對應(yīng)端口的IP地址來表示

28、。路徑成本/開銷：用線路速度、距離或跨越的路由器的個數(shù)（步跳數(shù)）、成本、線路可靠性等表示。（大多數(shù)情況下用步跳數(shù)來表示）第51頁，共63頁，2022年，5月20日，20點55分，星期三2022/9/1752page 52路由表的基本內(nèi)容（續(xù)）注意：路由器是根據(jù)網(wǎng)絡(luò)號來轉(zhuǎn)發(fā)IP數(shù)據(jù)包的，所以路由表中存放的是目的網(wǎng)絡(luò)號，而不是目的主機號。類比：郵政局在城市間轉(zhuǎn)發(fā)信件依據(jù)的是城市名。這樣做的優(yōu)點是路由表?。ňW(wǎng)絡(luò)的數(shù)目要比主機少的多），節(jié)省路由器的存儲空間，路由表的路由更新速度快。第52頁，共63頁，2022年，5月20日，20點55分，星期三2022/9/1753page 53路由器的路由選擇過程也

29、采用存儲轉(zhuǎn)發(fā)的方法：接收并緩存IP數(shù)據(jù)分組；提取分組中的目的主機的IP地址；計算目的主機所在的網(wǎng)絡(luò)地址；用目的網(wǎng)絡(luò)地址查找路由表決定轉(zhuǎn)發(fā)路徑：如果目的網(wǎng)絡(luò)地址就是與輸入接口連接的網(wǎng)絡(luò)，則丟棄；如果目的網(wǎng)絡(luò)地址就是與輸出接口連接的網(wǎng)絡(luò)，則直接遞交；如果找到匹配項，則通過對應(yīng)接口轉(zhuǎn)發(fā)出去；如果有默認路徑，則通過與默認路徑對應(yīng)的接口轉(zhuǎn)發(fā)出去；未查到，丟棄該分組。比較：交換機也用查表的方法決定轉(zhuǎn)發(fā)路徑，但該表是“端口-MAC地址”表，存放的是端口與目的MAC地址之間的關(guān)系，要用幀中的MAC地址查表；而路由器中的路由表是“端口-網(wǎng)絡(luò)地址”表，存放的是端口與目的網(wǎng)絡(luò)地址之間的關(guān)系，故要從分組中提取IP地址

30、，并解析出其中的網(wǎng)絡(luò)地址部分來查表。第53頁，共63頁，2022年，5月20日，20點55分，星期三2022/9/1754page 54路由器的結(jié)構(gòu)路由處理器CPU、RAM、IOS路由表協(xié)議軟件網(wǎng)絡(luò)接口（LAN、WAN、CONSOLE）輸入接口，輸出接口交換結(jié)構(gòu)（Switching Fabric） 第54頁，共63頁，2022年，5月20日，20點55分，星期三2022/9/1755page 55外部網(wǎng)絡(luò)接口 LAN接口：一個或多個EthernetWAN接口：一個或多個Sync/Async Serial撥號類接口：BRI，PRI等控制臺CONSOLE第55頁，共63頁，2022年，5月20日，

31、20點55分，星期三2022/9/1756page 56輸入端口的功能數(shù)據(jù)鏈路層:如以太網(wǎng)等物理層:位的接收分散化的交換: 給定數(shù)據(jù)報目的地址, 在路由表中查找輸出端口目標: 以線速實現(xiàn)輸入端口處理；排隊: 若數(shù)據(jù)報到達太快，來不及處理時。第56頁，共63頁，2022年，5月20日，20點55分，星期三2022/9/1757page 57輸出端口緩沖的作用 當來自于交換引擎的數(shù)據(jù)報太多以至于來不及發(fā)送時就需要進行緩沖處理。否則輸出端口緩沖溢出會引起排隊延遲和分組丟失（如右下圖）!第57頁，共63頁，2022年，5月20日，20點55分，星期三2022/9/1758page 58路由器的優(yōu)缺點優(yōu)點限制了沖突域；可以用于LAN 或WAN的環(huán)境；可以連接不同介質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)和不同體系結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)；可以為分組確定傳輸?shù)淖罴崖窂?；可以過濾廣播信息。