各层网络设备介绍课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,各层网络设备介绍,*,各层网络设备介绍,2024/10/1,各层网络设备介绍,共享式以太网,工作机制,CSMA/CD：载波侦听、多路访问、冲突检测,听,当PCA要发一个数据包给PCD的时候,首先PCA要先听HUB的链路上是否有数据在跑,如果有那么PCA等待,如果没有那么PCA将数据包发出.这样的做法是由于HUB上的链路是共享的,所以采用了发数据包之前先进行冲突检测的方法,那么我们称为CSMA/CD.,PC A,PC B,PC C,PC D,空闲,数据,各层网络设备介绍,听,数据,现在的情况是PCA和PCC都要发数据,但是两人刚才都检测到HUB上是空闲的.那么两人都发.结果发生了冲突.两人都同时启动BACK OFF动作.随机的生成一个秒数,再发数据包.如果再与其他PC发送的数据包冲突.那么再次BACK OFF,BACK OFF一共可进行15次.,PC A,PC B,PC C,PC D,冲突,听,数据,随机秒数,物理层设备集线器,冲突域,各层网络设备介绍,功能,负责在两个节点的物理层上按比特传递信息，完成信号的整形、放大和复制功能，以此来延长网络的长度。,特点：,所有用户共享10M带宽,任何用户发送数据时，所有用户都可以接收到,在某一时刻只允许一个用户传输数据,物理层设备-集线器,各层网络设备介绍,课程议题,数据链路层互联设备,各层网络设备介绍,网络适配器（Adapter）,网络适配器（网卡）,网络适配器属于数据链路层设备,MAC地址,每个网卡芯片都会烧录一个全球唯一的MAC地址,网卡速率,10、100、1000M自适应,双工模式,支持全双工、半双式、自适应,各层网络设备介绍,数据链路层设备以太网交换机,特点,以太网交换机是一种具有简化、低价、高性能和高端口密集特点的网络产品。,二层交换机属数据链路层设备，可以识别数据包中的MAC地址信息，根据MAC地址进行转发，并将这些MAC地址与对应的端口记录在自己内部的一个地址表中。,各层网络设备介绍,交换机MAC地址表学习（一）,MAC 地址表,0260.8c01.1111,0260.8c01.2222,0260.8c01.3333,0260.8c01.4444,F0/1,F0/3,F0/2,F0/4,A,C,B,D,交换机初始化时MAC地址表是空的。,各层网络设备介绍,交换机MAC地址表学习（二）,MAC 地址表,0260.8c01.1111,0260.8c01.2222,0260.8c01.3333,0260.8c01.4444,F0/1:0260.8c01.1111,F0/1,F0/3,F0/2,F0/4,A,C,B,D,主机之间互相发送数据，交换机会学习数据帧的源MAC地址。,各层网络设备介绍,交换机帧转发原理（一）,已知单播帧,过滤操作Filtering,F0/1:0260.8c01.1111,F0/2:0260.8c01.2222,F0/3:0260.8c01.3333,F0/4:0260.8c01.4444,0260.8c01.1111,0260.8c01.2222,0260.8c01.3333,0260.8c01.4444,X,X,MAC地址表,F0/1,F0/3,F0/2,F0/4,A,C,B,D,各层网络设备介绍,交换机帧转发原理（二）,未知单播帧，广播帧：,执行广播操作Flooding(泛洪),0260.8c01.1111,0260.8c01.2222,0260.8c01.3333,0260.8c01.4444,F0/1,F0/3,F0/2,F0/4,F0/1:0260.8c01.1111,F0/2:0260.8c01.2222,F0/3:0260.8c01.3333,F0/4:0260.8c01.4444,MAC 地址表,A,C,B,D,各层网络设备介绍,冲突域与广播域,1,2,3,4,四个冲突域、一个广播域,各层网络设备介绍,转发方式,交换机的三种转发方式,直通式,存储转发式,无碎片直通式（更高级的直通式转发）,各层网络设备介绍,直通式,直通式（Cut Through）方式处理过程,在输入端口检测到一个数据包后，只检查其包头，取出目的地址，通过内部的地址表确定相应的输出端口，然后把数据包转发到输出端口这样就完成了交换。因为它只检查数据包的包头（通常只检查14个字节）。,各层网络设备介绍,Cut存储转发式,存储转发（,Store and Forward,）处理过程,是计算机网络领域使用得最为广泛的技术之一，在这种工作方式下交换机的控制器先缓存输入到端口的数据包，然后进行CRC校验，滤掉不正确的帧，确认包正确后，取出目的地址，通过内部的地址表确定相应的输出端口，然后把数据包转发到输出端口。,各层网络设备介绍,无碎片直通式,无碎片直通（Fragment Free Through）过程,是介于直通式和存储转发式之间的一种解决方案，它检查数据包的长度是否够64 Bytes（512bit）如果小于64 Bytes，说明该包是碎片（即在信息发送过程中由于冲突而产生的残缺不全的帧），则丢弃该包，如果大于64 Bytes，则发送该包。该方式的数据处理速度比存储转发方式快，但比直通式慢。,各层网络设备介绍,交换机互连方式,级联：,交换机之间利用以太网接口连接起来,扩展网络范围,单链路带宽瓶颈,延时大,堆叠:,通过堆叠线缆将交换机的背板连接起来，扩大级联带宽,堆叠线缆短（1米）,解决带宽瓶颈（单链路1G或更大）,延时小,统一管理,各层网络设备介绍,堆叠菊花链,链路带宽1G,锐捷交换机支持最多8台交换机堆叠,各层网络设备介绍,堆叠-主从式,链路带宽2.66G,各层网络设备介绍,交换机性能参数,背板带宽,24X100MX24.8G,S2126G 12.8G,包转发率,S2126G 6.6MPPS,MAC地址表大小,8K,线速交换,1,000Mbps/8bit/(64+8+12)byte=1,488,095pps,各层网络设备介绍,课程议题,网络层互联设备,各层网络设备介绍,什么是路由,选择一个将数据包发往某个目标网段或主机的路径就是路由的过程。,172.16.1.0,10.1.1.0,各层网络设备介绍,路由器的功能,作用,实现不同IP网段主机间的相互访问,实现不同通信协议网段主机间的相互访问,不转发广播数据包,功能,基于IP地址的寻径和转发,不同通信协议的转换,特定IP数据包的分片和重组,各层网络设备介绍,路由器转发数据过程,1、,路由器从接口收到数据包，读取数据包里的目的IP地址,2、根据目的IP地址信息查找路由表进行匹配,3、匹配成功后，按照路由表中转发信息进行转发,4、匹配失败，将数据包丢弃，并向源发送方反回错误信息报文,Packet,路由表,目的网段 转发方式,192.168.1.0 从F1口发出,192.168.2.0 从F2口发出,172.16.1.0 交给B,各层网络设备介绍,路由表的产生方式-直连路由,1.1.1.0,1.1.2.0,1.1.3.0,路由器会自动生成本路由器激活端口所在网段的路由条目,各层网络设备介绍,路由表的产生方式-静态路由,在简单拓扑结构的网络里，网络管理员手动输入路由条目。,各层网络设备介绍,路由表产生的方式-动态路由,动态路由协议学习到的路由,在大型网络环境下，依靠路由协议比如OSPF、RIP路由协议学习,各层网络设备介绍,路由器接口,配置接口,Console口,AUX口,各层网络设备介绍,路由器接口,局域网接口,AUI接口,RJ-45接口,SC接口,各层网络设备介绍,路由器接口,广域网接口,高速同步串口,异步串口,ISDN BRI端口,各层网络设备介绍,路由器的硬件连接,路由器与局域网的连接,100Mbps FastEthernet:,100BaseTX-使用5类UTP或1类STP，传输100M，距离100米。,100BaseFX-使用光纤，传输100M，距离550米。,各层网络设备介绍,路由器的硬件连接,端接用户设备,DTE,DCE,服务提供商,DTE,路由器与局域网的连接,在DCE端必须配置时钟频率,Router(config-if)#Clock rate 64000,各层网络设备介绍,路由器的硬件连接,ISDN,ISDN BRI S/T,必须外接NT1终端设备，再由NT1连接电话线,ISDN BRI U,已包含NT1终端设备，直接连接电话线,各层网络设备介绍,三层交换机,在逻辑上,三层交换和路由是等同的，三层交换的过程就是IP报文选路的过程。,三层交换机与路由器在转发操作上的主要区别在于其实现的方式：,三层交换机通过硬件实现查找和转发,传统路由器通过微处理器上运行的软件实现查找和转发,三层交换机的转发路由表与路由器一样，需要软件通过路由协议来建立和维护,各层网络设备介绍,课程议题,应用层互联设备,各层网络设备介绍,应用层互联设备防火墙,防火墙作用,一方面阻止来自因特网的对受保护网络的未授权或未验证的访问，另一方面允许内部网络的用户对因特网进行Web访问或收发E-mail等。,防火墙也可以作为一个访问因特网的权限控制关口，如允许组织内的特定的人可以访问因特网。,特点,现在的许多防火墙同时还具有一些其他特点，如进行身份鉴别，对信息进行安全（加密）处理等等。,各层网络设备介绍,防火墙,防火墙的工作模式,路由模式,网桥模式,防火墙的Internal内部网络,External外部网络,DMZ(demilitarized zone)非军事停火区,接口类型,各层网络设备介绍,防火墙应用,各层网络设备介绍,IDS/IPS,IDS入侵检测系统,对流经内网的数据根据既定的规则进行安全检测，如有安全事件则发出安全警告。,根据特征库的更新，可以检测出常见病毒、攻击、木马、系统漏洞,IPS入侵防御系统,对流经内网的数据根据既定的规则进行安全检测，对于非法数据包进行安全过滤，保证内网安全地接入外网。,各层网络设备介绍,演讲完毕，谢谢听讲,!,再见，see you again,2024/10/1,各层网络设备介绍,