常用網(wǎng)絡(luò)設(shè)備

常用網(wǎng)絡(luò)設(shè)備第1頁(yè)，共63頁(yè)，2023年，2月20日，星期一2023/4/292page2交換機(jī)交換機(jī)防火墻防火墻交換機(jī)主機(jī)主機(jī)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(jī)因特網(wǎng)集線器數(shù)據(jù)庫(kù)企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)外部訪問(wèn)子網(wǎng)外界因特網(wǎng)第2頁(yè)，共63頁(yè)，2023年，2月20日，星期一2023/4/293page3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(lèi)型設(shè)備傳輸層及以上應(yīng)用程序進(jìn)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(jī)）數(shù)據(jù)鏈路層物理地址（MAC地址）網(wǎng)橋、交換機(jī)（網(wǎng)卡）物理層無(wú)中繼器、集線器、（網(wǎng)卡）第3頁(yè)，共63頁(yè)，2023年，2月20日，星期一2023/4/294page4中繼器（集線器）的概念結(jié)構(gòu)中繼器（集線器）第4頁(yè)，共63頁(yè)，2023年，2月20日，星期一2023/4/295page5網(wǎng)橋（交換機(jī)）的概念結(jié)構(gòu)網(wǎng)橋（交換機(jī)）第5頁(yè)，共63頁(yè)，2023年，2月20日，星期一2023/4/296page6路由器的概念結(jié)構(gòu)路由器第6頁(yè)，共63頁(yè)，2023年，2月20日，星期一2023/4/297page7網(wǎng)關(guān)的概念結(jié)構(gòu)網(wǎng)關(guān)第7頁(yè)，共63頁(yè)，2023年，2月20日，星期一2023/4/298page87.1網(wǎng)絡(luò)接口卡NIC網(wǎng)絡(luò)接口卡（網(wǎng)卡）是連接主機(jī)與網(wǎng)絡(luò)的基本設(shè)備每臺(tái)主機(jī)都應(yīng)配置一個(gè)或多個(gè)網(wǎng)卡每個(gè)網(wǎng)卡都有一個(gè)或多個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口不能獨(dú)立工作，必須依賴(lài)于宿主主機(jī)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(yè)，共63頁(yè)，2023年，2月20日，星期一2023/4/299page91.網(wǎng)卡的功能數(shù)據(jù)緩存匹配主機(jī)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(jìn)行傳輸→卸下控制字段介質(zhì)訪問(wèn)控制CSMA/CD、TokenPassing串/并轉(zhuǎn)換將主機(jī)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?hào)形式數(shù)據(jù)發(fā)送/接收第9頁(yè)，共63頁(yè)，2023年，2月20日，星期一2023/4/2910page102.網(wǎng)卡的結(jié)構(gòu)發(fā)送/接收部件——負(fù)責(zé)信號(hào)的發(fā)送、接收載波檢測(cè)部件——檢測(cè)介質(zhì)上有否信號(hào)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(duì)發(fā)送的數(shù)據(jù)編碼，變換成適合于在LAN上傳輸?shù)男盘?hào)或把接收的信號(hào)解碼為二進(jìn)制數(shù)據(jù)LAN管理部件主機(jī)總線接口部件CPU(部分網(wǎng)卡有)——增強(qiáng)網(wǎng)卡智能化，減少網(wǎng)絡(luò)傳輸對(duì)主機(jī)CPU的依賴(lài)，提高傳輸效率第10頁(yè)，共63頁(yè)，2023年，2月20日，星期一2023/4/2911page11

網(wǎng)卡地址：即網(wǎng)卡的物理地址，或稱(chēng)為MAC地址，固化在網(wǎng)卡硬件中（有些網(wǎng)卡可由用戶(hù)修改）

配置參數(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(yè)，共63頁(yè)，2023年，2月20日，星期一2023/4/2912page124.

網(wǎng)絡(luò)接口卡的種類(lèi)5.網(wǎng)卡的選擇考慮的因素包括：

LAN的類(lèi)型：Ethernet、TokenRing、ATM、FDDI

LAN的速度：10M/100M/1000M、4M/16M、25M/155M

網(wǎng)絡(luò)接口類(lèi)型：AUI/BNC、RJ-45、SC/ST/MT-RJ

主機(jī)總線類(lèi)型：ISA、EISA、PCI、USB、PCMCIA

應(yīng)用場(chǎng)合：服務(wù)器、工作站、筆記本

其他附加功能：PnP、防病毒、遠(yuǎn)程喚醒、鏈路聚合等第12頁(yè)，共63頁(yè)，2023年，2月20日，星期一2023/4/2913page13以太網(wǎng)卡的類(lèi)型第13頁(yè)，共63頁(yè)，2023年，2月20日，星期一2023/4/2914page14三個(gè)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(jī)或者路由器為邊界，在沖突域中任意兩臺(tái)主機(jī)同時(shí)發(fā)送數(shù)據(jù)都會(huì)產(chǎn)生沖突一個(gè)廣播域包含一個(gè)或多個(gè)沖突域第14頁(yè)，共63頁(yè)，2023年，2月20日，星期一2023/4/2915page157.2中繼器與集線器1.中繼器（Repeater）工作在物理層功能：信號(hào)整形和放大，在網(wǎng)段之間復(fù)制比特流特點(diǎn)：不進(jìn)行存儲(chǔ)——信號(hào)延遲小不檢查錯(cuò)誤——會(huì)擴(kuò)散錯(cuò)誤不對(duì)信息進(jìn)行任何過(guò)濾可進(jìn)行介質(zhì)轉(zhuǎn)換——如UTP轉(zhuǎn)換為光纖用中繼器連接的多個(gè)網(wǎng)段是一個(gè)沖突域應(yīng)用注意事項(xiàng)：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(yè)，共63頁(yè)，2023年，2月20日，星期一2023/4/2916page162.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(fù)制比特流，信號(hào)整形和放大可認(rèn)為它是將總線折疊到鐵盒子中的集中連接設(shè)備特點(diǎn)：具有與中繼器同樣的特點(diǎn)可改變網(wǎng)絡(luò)物理拓?fù)湫问剑嚎偩€連接→星形連接邏輯上仍是一個(gè)總線型共享介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)端口數(shù)：8，12，16，24第16頁(yè)，共63頁(yè)，2023年，2月20日，星期一2023/4/2917page17集線器的類(lèi)型：按是否可管理劃分智能HUB允許用網(wǎng)管軟件對(duì)其進(jìn)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(jìn)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(jī)也需要是智能化的）。非智能（普通）HUB不能用網(wǎng)管軟件進(jìn)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(yè)，共63頁(yè)，2023年，2月20日，星期一2023/4/2918page18集線器的類(lèi)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(gè)網(wǎng)段：10M和100M，集線器根據(jù)連接速度將主機(jī)連接到不同網(wǎng)段上。網(wǎng)段之間用交換方式連接。保護(hù)投資，便于升級(jí)第18頁(yè)，共63頁(yè)，2023年，2月20日，星期一2023/4/2919page19以集線器為核心的網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)所有主機(jī)共享帶寬無(wú)法限制沖突和廣播適用于小型網(wǎng)絡(luò)第19頁(yè)，共63頁(yè)，2023年，2月20日，星期一2023/4/2920page20例：用集線器搭建簡(jiǎn)單的網(wǎng)絡(luò)以1臺(tái)服務(wù)器，3臺(tái)PC機(jī)為例：一臺(tái)HUB4塊UTP接口的網(wǎng)卡4臺(tái)PC機(jī)8個(gè)RJ45接頭（水晶頭）若干米UTP雙絞線NICHUBUTPPC機(jī)服務(wù)器第20頁(yè)，共63頁(yè)，2023年，2月20日，星期一2023/4/2921page217.3網(wǎng)橋與網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)交換技術(shù)教學(xué)片共享信道LAN的缺點(diǎn)沖突域中的多個(gè)站點(diǎn)同時(shí)發(fā)送會(huì)造成沖突；因此實(shí)際帶寬為3～4Mb/s（或30～40Mb/s）網(wǎng)絡(luò)中站點(diǎn)越多，沖突現(xiàn)象越嚴(yán)重；網(wǎng)絡(luò)總帶寬BW，由于共享信道使得每個(gè)站點(diǎn)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(méi)有從根本上解決問(wèn)題網(wǎng)絡(luò)分段（微網(wǎng)段化）減少每個(gè)網(wǎng)段中站點(diǎn)的數(shù)量,使沖突的概率減?。辉黾恿司W(wǎng)絡(luò)的總體帶寬。實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)分段的設(shè)備：網(wǎng)橋、交換機(jī)、路由器網(wǎng)橋和交換機(jī)可以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(yè)，共63頁(yè)，2023年，2月20日，星期一2023/4/2922page22網(wǎng)絡(luò)分段示意HUBHUB廣播域獨(dú)立的沖突域獨(dú)立的沖突域網(wǎng)橋或網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)交換機(jī)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(diǎn)帶寬:BW/4總帶寬:BW結(jié)點(diǎn)帶寬:BW/8第22頁(yè)，共63頁(yè)，2023年，2月20日，星期一2023/4/2923page231.網(wǎng)橋存儲(chǔ)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(gè)網(wǎng)絡(luò)對(duì)外呈現(xiàn)為一個(gè)單獨(dú)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：透明網(wǎng)橋（TransparencyBridge）由網(wǎng)橋負(fù)責(zé)路由選擇，網(wǎng)橋和路由對(duì)站點(diǎn)透明以太網(wǎng)中最常用源選徑網(wǎng)橋（SourceRoutingBridge）由源站點(diǎn)負(fù)責(zé)路由選擇，網(wǎng)橋和路由對(duì)站點(diǎn)不透明第23頁(yè)，共63頁(yè)，2023年，2月20日，星期一2023/4/2924page24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(dá)每個(gè)站點(diǎn)的路由；轉(zhuǎn)發(fā)表主要由端口號(hào)和站點(diǎn)MAC地址組成。工作原理對(duì)于從端口收到的每個(gè)報(bào)文，查看其目的MAC地址，并與轉(zhuǎn)發(fā)表對(duì)照：若目的MAC地址在接收端口的表項(xiàng)中，則丟棄報(bào)文——過(guò)濾；若目的MAC地址在某一端口的表項(xiàng)中，則把報(bào)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(bào)文——廣播。透明網(wǎng)橋工作原理歸納為：基于轉(zhuǎn)發(fā)表的過(guò)濾、轉(zhuǎn)發(fā)和廣播。第24頁(yè)，共63頁(yè)，2023年，2月20日，星期一2023/4/2925page25轉(zhuǎn)發(fā)表C網(wǎng)橋轉(zhuǎn)發(fā)的例子：A→B，A→CBA第25頁(yè)，共63頁(yè)，2023年，2月20日，星期一2023/4/2926page26轉(zhuǎn)發(fā)表的建立剛加電時(shí)轉(zhuǎn)發(fā)表為空；在轉(zhuǎn)發(fā)過(guò)程中逆向自學(xué)習(xí)路由；逆向?qū)W習(xí)——檢查收到的報(bào)文的源MAC地址：若收到的報(bào)文的源MAC地址不在轉(zhuǎn)發(fā)表中，則插入到表中。每個(gè)表項(xiàng)的生存期都是有限的：在一段時(shí)間內(nèi)未收到以同一MAC地址為源地址的報(bào)文時(shí)，該表項(xiàng)被刪除，以適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞淖兓?。想一想：如前圖，當(dāng)剛打開(kāi)電源時(shí)，若站點(diǎn)A向站點(diǎn)C發(fā)送了一個(gè)報(bào)文，網(wǎng)橋是如何轉(zhuǎn)發(fā)該報(bào)文的？第26頁(yè)，共63頁(yè)，2023年，2月20日，星期一2023/4/2927page27透明網(wǎng)橋需要解決的問(wèn)題循環(huán)連接，造成：轉(zhuǎn)發(fā)表振蕩，報(bào)文無(wú)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(jī)A向主機(jī)B發(fā)送一個(gè)數(shù)據(jù)包，兩個(gè)網(wǎng)橋同時(shí)接收到這個(gè)數(shù)據(jù)包，并且都正確地知道主機(jī)A位于LAN1中。但是不幸的是，在主機(jī)B同時(shí)收到兩份一樣的主機(jī)A的數(shù)據(jù)包后，兩個(gè)網(wǎng)橋又一次從它們對(duì)LAN2的端口上接收到主機(jī)A的數(shù)據(jù)包，于是它們又認(rèn)為主機(jī)A位于LAN2中。發(fā)往主機(jī)B的數(shù)據(jù)包會(huì)被兩個(gè)網(wǎng)橋無(wú)休止地轉(zhuǎn)發(fā)，這樣會(huì)占用所有可能獲取的網(wǎng)絡(luò)帶寬，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)阻塞。當(dāng)透明網(wǎng)橋?qū)⒏淖兏髯缘穆酚杀硪灾该髦鳈C(jī)A在LAN2中時(shí)，恰巧主機(jī)B向主機(jī)A發(fā)送數(shù)據(jù)包，兩個(gè)網(wǎng)橋接收到此數(shù)據(jù)包后，會(huì)將其丟棄，因?yàn)樗鼈兊霓D(zhuǎn)發(fā)表中指明主機(jī)A位于LAN2中。這樣發(fā)給主機(jī)A的數(shù)據(jù)將會(huì)丟失。第27頁(yè)，共63頁(yè)，2023年，2月20日，星期一2023/4/2928page28網(wǎng)橋的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：可實(shí)現(xiàn)不同類(lèi)型的LAN互連；能夠隔離錯(cuò)誤幀，不會(huì)使錯(cuò)誤擴(kuò)散；限制了沖突域的范圍；隔離故障。缺點(diǎn)：無(wú)法控制廣播；只能用存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)方式，速度比較慢；無(wú)流量控制，負(fù)載重時(shí)會(huì)出現(xiàn)丟幀現(xiàn)象。第28頁(yè)，共63頁(yè)，2023年，2月20日，星期一2023/4/2929page292.網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)和網(wǎng)橋?qū)偻活?lèi)設(shè)備，工作在數(shù)據(jù)鏈路層上。但網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)的端口數(shù)多，并且交換速度快。在這個(gè)意義上，網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)可看作是多端口的高速網(wǎng)橋。交換機(jī)比網(wǎng)橋優(yōu)越的地方：交換速度快，可實(shí)現(xiàn)線速轉(zhuǎn)發(fā)；能解決網(wǎng)絡(luò)主干上的通信擁擠問(wèn)題；端口密度高，一臺(tái)交換機(jī)可連接多個(gè)網(wǎng)段，降低了組網(wǎng)成本。工作原理與網(wǎng)橋類(lèi)似：學(xué)習(xí)源地址（構(gòu)造轉(zhuǎn)發(fā)表）過(guò)濾本網(wǎng)段幀（隔離沖突域）轉(zhuǎn)發(fā)異網(wǎng)段幀（交換）廣播未知幀（尋找目的站點(diǎn)）第29頁(yè)，共63頁(yè)，2023年，2月20日，星期一2023/4/2930page30我公司寬帶運(yùn)營(yíng)所用的交換機(jī)第30頁(yè)，共63頁(yè)，2023年，2月20日，星期一2023/4/2931page31交換機(jī)的特點(diǎn)交換機(jī)通過(guò)內(nèi)部的交換矩陣把網(wǎng)絡(luò)劃分為多個(gè)網(wǎng)段——每個(gè)端口為一個(gè)沖突域；交換機(jī)能夠同時(shí)在多對(duì)端口間無(wú)沖突地交換幀。第31頁(yè)，共63頁(yè)，2023年，2月20日，星期一2023/4/2932page32例：交換網(wǎng)絡(luò)的帶寬若交換機(jī)每個(gè)端口帶寬為BW，則交換機(jī)構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)總帶寬＝(BW*n)/2～BW*nn＝8，BW=10Mb/s時(shí)，網(wǎng)絡(luò)總帶寬最高可達(dá)80Mb/s；連接到交換機(jī)端口上的每臺(tái)計(jì)算機(jī)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(tái)計(jì)算機(jī)）網(wǎng)絡(luò)總帶寬仍為10Mb/s；網(wǎng)絡(luò)中每臺(tái)計(jì)算機(jī)的帶寬為1.25Mb/s。

第32頁(yè)，共63頁(yè)，2023年，2月20日，星期一2023/4/2933page33使用網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)的好處分割沖突（碰撞）域——減少了沖突；允許建立多個(gè)連接——提高了網(wǎng)絡(luò)總體帶寬；減少每個(gè)網(wǎng)段中的站點(diǎn)數(shù)——提高了站點(diǎn)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(yè)，共63頁(yè)，2023年，2月20日，星期一2023/4/2934page34網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)應(yīng)用中的問(wèn)題主干/服務(wù)器連接增加1-2個(gè)高速端口(BigPipe)。緩解主干/服務(wù)器連接的瓶頸問(wèn)題。自動(dòng)協(xié)商：速度自動(dòng)協(xié)商：10/100Mbps自適應(yīng)交換機(jī)。半雙工/全雙工自動(dòng)協(xié)商。流量控制——背壓技術(shù)（BackPressure）緩沖區(qū)大小有限，為防止溢出（幀丟失），快滿(mǎn)時(shí)向信息到達(dá)端口發(fā)送擁塞信號(hào)，造成沖突的假象，使發(fā)送站點(diǎn)停止發(fā)送。根據(jù)錯(cuò)誤幀出現(xiàn)概率自動(dòng)在存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)方式和直通轉(zhuǎn)發(fā)方式之間進(jìn)行切換。第34頁(yè)，共63頁(yè)，2023年，2月20日，星期一2023/4/2935page35網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)的應(yīng)用場(chǎng)合作為L(zhǎng)AN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)通信流量很大的應(yīng)用場(chǎng)合，如圖像處理、視頻流等；對(duì)網(wǎng)絡(luò)響應(yīng)速度要求比較高的場(chǎng)合。第35頁(yè)，共63頁(yè)，2023年，2月20日，星期一2023/4/2936page36以網(wǎng)橋/交換機(jī)為核心的網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)每個(gè)網(wǎng)段獨(dú)享帶寬最佳可達(dá)到每臺(tái)主機(jī)獨(dú)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(fēng)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(wèn)題第36頁(yè)，共63頁(yè)，2023年，2月20日，星期一2023/4/2937page3710Mb/sUTP100Mb/sUTP（連接校園網(wǎng)）1000Mb/sFiber100Mb/sUTP企業(yè)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖二級(jí)交換機(jī)千兆主干交換機(jī)服務(wù)器HUB機(jī)房計(jì)算機(jī)校園網(wǎng)第37頁(yè)，共63頁(yè)，2023年，2月20日，星期一2023/4/2938page38虛擬局域網(wǎng)（VLAN）是一種網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造和用戶(hù)的組織形式：通過(guò)交換機(jī)（或路由器）劃分；由網(wǎng)段和站點(diǎn)構(gòu)成的邏輯工作組。用交換機(jī)劃分的若干個(gè)VLAN在邏輯上完全獨(dú)立（可看作是分離的物理網(wǎng)絡(luò)），廣播幀不會(huì)越過(guò)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(jī)。同一VLAN中的成員不受物理位置的限制而像處于同一個(gè)局域網(wǎng)中那樣互相訪問(wèn)。第38頁(yè)，共63頁(yè)，2023年，2月20日，星期一2023/4/2939page39VLAN示意第39頁(yè)，共63頁(yè)，2023年，2月20日，星期一2023/4/2940page40VLAN能夠隔離（限制）廣播域VLAN劃分前，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)都在一個(gè)廣播域中第40頁(yè)，共63頁(yè)，2023年，2月20日，星期一2023/4/2941page41VLAN能夠隔離（限制）廣播域VLAN劃分后，網(wǎng)絡(luò)被分割成幾個(gè)較小的廣播域第41頁(yè)，共63頁(yè)，2023年，2月20日，星期一2023/4/2942page42VLAN的優(yōu)點(diǎn)提高管理效率站點(diǎn)的物理位置改變無(wú)需重新布線和配置用戶(hù)性質(zhì)改變后很容易通過(guò)軟件將其從一個(gè)VLAN劃分到另一個(gè)VLAN控制廣播數(shù)據(jù)增強(qiáng)了網(wǎng)絡(luò)的安全性實(shí)現(xiàn)虛擬工作組用戶(hù)的工作地點(diǎn)不必在同一個(gè)物理地點(diǎn)可在企業(yè)內(nèi)建立靈活的、動(dòng)態(tài)化的組織結(jié)構(gòu)第42頁(yè)，共63頁(yè)，2023年，2月20日，星期一2023/4/2943page43VLAN劃分的方法基于端口（靜態(tài)劃分）根據(jù)端口號(hào)劃分VLAN基于MAC地址（動(dòng)態(tài)劃分）根據(jù)用戶(hù)計(jì)算機(jī)的MAC地址劃分VLAN基于網(wǎng)絡(luò)地址或網(wǎng)絡(luò)協(xié)議類(lèi)型（動(dòng)態(tài)）根據(jù)用戶(hù)計(jì)算機(jī)的IP地址劃分VLAN第43頁(yè)，共63頁(yè)，2023年，2月20日，星期一2023/4/2944page44主干(Trunk)的概念主干用于實(shí)現(xiàn)跨交換機(jī)的VLAN，它是指交換機(jī)之間用于傳輸多個(gè)VLAN信息的鏈路主干上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包加上特殊標(biāo)簽（通常是802.1q和Cisco的ISL等）——稱(chēng)為貼標(biāo)簽（Tagging）第44頁(yè)，共63頁(yè)，2023年，2月20日，星期一2023/4/2945page45VLAN的Tagging操作第45頁(yè)，共63頁(yè)，2023年，2月20日，星期一2023/4/2946page46VLAN間通信不同VLAN間的計(jì)算機(jī)即使連在同一臺(tái)交換機(jī)上也不能互相通信VLAN間通信只能通過(guò)第三層設(shè)備實(shí)現(xiàn)路由器三層交換機(jī)第46頁(yè)，共63頁(yè)，2023年，2月20日，星期一2023/4/2947page477.4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)分組尋找最佳傳輸路徑；實(shí)現(xiàn)子網(wǎng)隔離，限制廣播風(fēng)暴。(目的地址無(wú)法識(shí)別時(shí)，路由器將其丟棄，而不是廣播——比較網(wǎng)絡(luò)交換機(jī))提供邏輯地址，以識(shí)別互聯(lián)網(wǎng)上的主機(jī)；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(jī)的主要區(qū)別：用路由器連接起來(lái)的若干個(gè)網(wǎng)絡(luò)，它們?nèi)允歉髯元?dú)立的。要想從一個(gè)網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)用路由器連接起來(lái)的另一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中的站點(diǎn)，必須指定該站點(diǎn)的邏輯地址（IP地址），通過(guò)廣播是無(wú)法與之進(jìn)行通信的。第47頁(yè)，共63頁(yè)，2023年，2月20日，星期一2023/4/2948page48用路由器進(jìn)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HUBHUB沖突域3廣播域2廣播域1第48頁(yè)，共63頁(yè)，2023年，2月20日，星期一2023/4/2949page49路由表路由器如何確定最佳路由？——路由表（RoutingTable）路由表是保存到達(dá)其他網(wǎng)絡(luò)的路由信息的數(shù)據(jù)庫(kù)包含目的網(wǎng)絡(luò)地址（號(hào)）、傳輸路徑、傳輸開(kāi)銷(xiāo)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(guò)程稱(chēng)為路由選擇（Routing）。路由表的信息隨網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞淖兓兓ⅰ⒏侣酚杀淼乃惴ǚQ(chēng)為路由算法（RoutingAlgorithm）：網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)路由器都會(huì)根據(jù)路由算法定時(shí)地或在網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浒l(fā)生變化時(shí)更新其路由表；靜態(tài)路由：由網(wǎng)絡(luò)管理員預(yù)先手工設(shè)置路由信息；動(dòng)態(tài)路由：由路由器在運(yùn)行時(shí)動(dòng)態(tài)地建立與更新。自動(dòng)學(xué)習(xí)、記憶網(wǎng)絡(luò)的變化并根據(jù)路由算法重新計(jì)算路由的協(xié)議稱(chēng)為路由選擇協(xié)議（RoutingProtocol）。第49頁(yè)，共63頁(yè)，2023年，2月20日，星期一2023/4/2950page50路由表的例子2.0AB第50頁(yè)，共63頁(yè)，2023年，2月20日，星期一2023/4/2951page51路由表的基本內(nèi)容172.16.2.0172.16.1.0172.16.4.0AB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(diǎn)）路徑成本/開(kāi)銷(xiāo)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(duì)應(yīng)端口的IP地址來(lái)表示。路徑成本/開(kāi)銷(xiāo)：用線路速度、距離或跨越的路由器的個(gè)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(lái)表示）第51頁(yè)，共63頁(yè)，2023年，2月20日，星期一2023/4/2952page52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(hào)來(lái)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(hào)，而不是目的主機(jī)號(hào)。類(lèi)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(diǎn)是路由表?。ňW(wǎng)絡(luò)的數(shù)目要比主機(jī)少的多），節(jié)省路由器的存儲(chǔ)空間，路由表的路由更新速度快。第52頁(yè)，共63頁(yè)，2023年，2月20日，星期一2023/4/2953page53路由器的路由選擇過(guò)程也采用存儲(chǔ)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(jī)的IP地址；計(jì)算目的主機(jī)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(xiàng)，則通過(guò)對(duì)應(yīng)接口轉(zhuǎn)發(fā)出去；如果有默認(rèn)路徑，則通過(guò)與默認(rèn)路徑對(duì)應(yīng)的接口轉(zhuǎn)發(fā)出去；未查到，丟棄該分組。比較：交換機(jī)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，并解析出其中的網(wǎng)絡(luò)地址部分來(lái)查表。第53頁(yè)，共63頁(yè)，2023年，2月20日，星期一2023/4/2954page54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)（SwitchingFabric）

第54頁(yè)，共63頁(yè)，2023年，2月20日，星期一2023/4/2955page55外部網(wǎng)絡(luò)接口LAN接口：一個(gè)或多個(gè)EthernetWAN接口：一個(gè)或多個(gè)Sync/AsyncSerial撥號(hào)類(lèi)接口：BRI，PRI等控制臺(tái)CONSOLE第55頁(yè)，共63頁(yè)，2023年，2月20日，星期一2023/4/2956page56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(bào)目的地址,在路由表中查找輸出端口目標(biāo):以線速實(shí)現(xiàn)輸入端口處理；排隊(duì):若數(shù)據(jù)報(bào)到達(dá)太快，來(lái)不及處理時(shí)。第56頁(yè)，共63頁(yè)，2023年，2月20日，星期一2023/4/2957page57輸出端口緩沖的作用

當(dāng)來(lái)自于交換引擎的數(shù)據(jù)報(bào)太多以至于來(lái)不及發(fā)送時(shí)就需要進(jìn)行緩沖處理。否則輸出端口緩沖溢出會(huì)引起排隊(duì)延遲和分組丟失（如右下圖）!第57頁(yè)，共63頁(yè)，2023年，2月20日，星期一2023/4/2958page58路由器的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)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(guò)濾廣播信息。缺點(diǎn)昂貴；必須用于可路由協(xié)議網(wǎng)絡(luò)；