數(shù)據(jù)通信-路由器技術(shù)基礎(chǔ)（現(xiàn)代通信技術(shù)課件）

交換與路由基礎(chǔ)一、中繼器的工作原理中繼器只是對衰減的信號進行放大恢復(fù)，它完成物理線路的連接，保持與原數(shù)據(jù)相同，不對原數(shù)據(jù)本身做任何改動，也就是說中繼器工作于物理層，只是對物理層的比特流信號進行再生恢復(fù)。中繼器是最簡單的物理層網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，最終目的就是為了延長網(wǎng)絡(luò)的布線距離。信號是數(shù)據(jù)在傳輸過程中的表現(xiàn)方式通過中繼器網(wǎng)絡(luò)布線距離得到了延長，但是同樣還是不能有兩臺計算機同時發(fā)送數(shù)據(jù)，因為中繼器并不能隔離沖突二、集線器的工作原理集線器的英文稱為“HUB”，它的實質(zhì)就是多端口的中繼器。它和中繼器一樣，也是工作于OSI/RM的物理層。用集線器進行連接的網(wǎng)絡(luò)，從物理拓撲結(jié)構(gòu)上看是星型拓撲結(jié)構(gòu)，但從其工作原理上看，也就是從邏輯結(jié)構(gòu)上看，其本質(zhì)還是總線型拓撲結(jié)構(gòu)。三、沖突域的概念沖突域就是連接在同一共享傳輸介質(zhì)上的所有工作站的集合,或者說是同一物理網(wǎng)段上所有節(jié)點的集合,或者說是以太網(wǎng)上競爭同一帶寬的節(jié)點集合。四、

交換網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生的背景共享式網(wǎng)絡(luò)存在的問題如下：隨著網(wǎng)絡(luò)接入節(jié)點的增多，沖突增多，線路上數(shù)據(jù)有效傳輸嚴重下降，線路上充斥著大量無效無用的沖突信號，而嚴重影響網(wǎng)絡(luò)的性能。網(wǎng)絡(luò)的擴大，數(shù)據(jù)流量應(yīng)該本地化，也就是本地的兩臺計算機之間的通信，不應(yīng)該影響其他計算機之間的數(shù)據(jù)通信。由于共享信道廣播式通信，網(wǎng)絡(luò)傳輸中數(shù)據(jù)的安全性無法得到保證，容易被竊聽。由于共享信道廣播式網(wǎng)絡(luò)存在以上的缺點，為了有效地隔離沖突域，即將一個大的沖突域減小為多個小的沖突域，從而減少沖突的發(fā)生局域網(wǎng)內(nèi)交換設(shè)備如何隔離沖突域的呢？其基本的思路就是將共享信道廣播式網(wǎng)絡(luò)中的共享信道改變成為交換式網(wǎng)絡(luò)的獨享信道四、

交換網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生的背景五、網(wǎng)橋的工作原理和廣播域的概念1．網(wǎng)橋的由來在交換機出現(xiàn)之前，整個網(wǎng)絡(luò)可以使用網(wǎng)橋來隔離沖突的。由于網(wǎng)橋?qū)τ跊_突信號可以進行丟棄，那么LAN1內(nèi)的沖突不會影響到LAN2和LAN3，LAN2內(nèi)的沖突不會影響到LAN1和LAN3，LAN3內(nèi)的沖突不會影響LAN1和LAN2。就可以實現(xiàn)A與B數(shù)據(jù)通信的同時，C與D之間、E與F之間都能夠同時進行數(shù)據(jù)通信。2．網(wǎng)橋的工作原理網(wǎng)橋工作在OSI模型的數(shù)據(jù)鏈路層，屬于二層設(shè)備，這一點是與中繼器和集線器完全不一樣的，中繼器和集線器工作于物理層，處理的信息單元是比特流信號，而網(wǎng)橋處理的信息單元是數(shù)據(jù)鏈路層的數(shù)據(jù)幀。五、網(wǎng)橋的工作原理和廣播域的概念網(wǎng)橋工作的五個特性學(xué)習(xí)源MAC地址、泛洪未知目的幀、轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)幀、過濾數(shù)據(jù)幀、泛洪廣播幀

五、網(wǎng)橋的工作原理和廣播域的概念3.廣播域的概念網(wǎng)橋可以隔離沖突，但由于網(wǎng)橋不能隔離廣播幀，也就是網(wǎng)絡(luò)中任意一臺計算機發(fā)送一個廣播幀，整個廣播域中的所有計算機都會接收這個廣播幀只有路由器、三層交換機等3層設(shè)備可以隔離廣播域，也可以用虛擬局域網(wǎng)VLAN技術(shù)來隔離廣播域五、網(wǎng)橋的工作原理和廣播域的概念六、

交換機工作原理1．交換機工作原理交換機實質(zhì)就是多端口網(wǎng)橋，就是交換機可以識別連在網(wǎng)絡(luò)上的節(jié)點的網(wǎng)卡MAC地址，并把它們放到MAC地址表中，這個表類似于網(wǎng)橋的橋接表，同樣具有網(wǎng)橋的學(xué)習(xí)源MAC地址、泛洪廣播幀、泛洪未知目的幀、轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)幀和過濾數(shù)據(jù)幀的五大特性交換機的實質(zhì)就是多端口網(wǎng)橋，其工作原理也是按照MAC地址表進行學(xué)習(xí)源MAC地址、泛洪廣播幀、泛洪未知目的幀、轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)幀和過濾數(shù)據(jù)幀，也就是交換機的每一個端口為一個沖突域，交換機的所有端口同為一個廣播域。六、

交換機工作原理七、路由器概述和功能1.路由器概述路由器（Router）是用于連接多個邏輯上分開的網(wǎng)絡(luò)，所謂邏輯網(wǎng)絡(luò)是代表一個單獨的網(wǎng)絡(luò)或者一個IP子網(wǎng)。當數(shù)據(jù)包從一個邏輯網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)搅硪粋€邏輯網(wǎng)絡(luò)時，可通過路由器來完成。因此，路由器具有判斷網(wǎng)絡(luò)地址和選擇路徑的功能，它能在多網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)環(huán)境中，建立靈活的連接，可用完全不同的數(shù)據(jù)分組和介質(zhì)訪問方法連接各種網(wǎng)絡(luò)。要解釋路由器的概念，首先得知道什么是路由。所謂“路由”，是指把數(shù)據(jù)包從一個地方傳送到另一個地方的行為和動作，而路由器，正是執(zhí)行這種行為動作的設(shè)備，一般來說，在數(shù)據(jù)包路由過程中，數(shù)據(jù)包至少會經(jīng)過一個或多個路由。選擇最佳路徑的策略即路由算法是路由器的關(guān)鍵所在。為了完成這項工作，在路由器中保存著各種傳輸路徑的相關(guān)數(shù)據(jù)——路由表（RoutingTable），供路由選擇時使用，也就是說路由器轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包是根據(jù)路由表進行的。靜態(tài)路由表：由系統(tǒng)管理員事先設(shè)置好、固定的路由表稱之為靜態(tài)（Static）路由表，它不會隨網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)的改變而改變。動態(tài)路由表：動態(tài)路由表是路由器根據(jù)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的運行情況，而自動創(chuàng)建、調(diào)整和維護的路由表。路由器根據(jù)路由協(xié)議（RoutingProtocol）提供的功能，自動學(xué)習(xí)和記憶網(wǎng)絡(luò)運行情況，在需要時自動計算數(shù)據(jù)包傳輸?shù)淖罴崖窂?，并去?chuàng)建動態(tài)路由表。七、路由器概述和功能2.路由器的功能路由器的功能主要集中在兩個方面：路由尋址和協(xié)議轉(zhuǎn)換。路由尋址主要包括為數(shù)據(jù)包選擇最優(yōu)路徑并進行轉(zhuǎn)發(fā)，同時學(xué)習(xí)并維護網(wǎng)絡(luò)的路徑信息（即路由表）。協(xié)議轉(zhuǎn)換主要包括連接不同通信協(xié)議網(wǎng)段（如局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)）、過濾數(shù)據(jù)包、拆分大數(shù)據(jù)包、進行子網(wǎng)隔離等。七、路由器概述和功能3.路由器與交換機的區(qū)別工作層次不同。交換機工作數(shù)據(jù)鏈路層，路由器工作在網(wǎng)絡(luò)層。數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)所依據(jù)的對象不同。交換機處理的信息單元是數(shù)據(jù)幀，而路由器