常用网络设备专题培训

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,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,*,*,*,第8章 常用网络设备,本章主要内容：,网络调制解调器（Modem）,网络接口卡（NIC）,中继器与集线器,网桥和交换机,无线接入点（Access Point,）,路由器（Router）,第三层交换机,10/23/2024,1,交换机,交换机,防火墙,防火墙,交换机,主机,主机,路由器,交换机,因特网,集线器,企业内部网,外部访问子网,因特网,10/23/2024,2,网络设备在OSI体系中的位置,网络设备的功能层次,OSI层次,地址类型,设备,传输层及以上,应用程序进程地址（端口）,网关,（协议转换器）,网络层,网络地址,（IP地址）,路由器,（三层交换机）,数据链路层,物理地址,（MAC地址）,网桥、交换机,（网卡）,物理层,无,中继器、集线器、（网卡）,10/23/2024,3,中继器（集线器）的概念结构,10/23/2024,4,网桥（交换机）的概念结构,网段,2,网段,1,应用层,传输层,网络层,数据链路层,物理层,应用层,传输层,数据链路层,物理层,PHY,DL,网桥,主机,2,主机,1,PHY,网络层,10/23/2024,5,路由器的概念结构,应用层,传输层,网络层,数据链路层,物理层,应用层,传输层,网络层,数据链路层,物理层,PHY,DL,互连网层,路由器,主机,1,主机,2,DL,PHY,子网,1,子网,2,10/23/2024,6,网关的概念结构,应用层,传输层,网络层,数据链路层,物理层,应用层,传输层,网络层,数据链路层,物理层,PHY,DL,IP,应用层,/,传输层,网关,主机,2,主机,1,PHY,DL,IP,网络,1,网络,2,10/23/2024,7,8.1 调制解调器Modem,集成了调制和解调功能的设备,工作在体系结构的物理层,一般是指用于电话网络的模拟调制解调器,目前的调制解调器在自适应、数据压缩和网络编码调制技术等方面已非常成熟，每个话路的数据传输速率可高达56kb/s，已基本接近电话线路的最大理论速率。,10/23/2024,8,调制解调器技术与相关标准,三种调制技术,振幅调制振幅键控（ASK）,频率调制频移键控（FSK）,相位调制相移键控（PSK）,实际应用中，往往采用以上三种基本调制方式的组合来达到更高的调制效率,10/23/2024,9,调制解调器的技术标准,ITU-T V系列建议,V.21和V.23,：速率300b/s到1200b/s,V.22、V.26和V.27,：1200b/s到4800b/s,V.29,：9600b/s,V.32、V.24、V.42,：14.4Kb/s,V.34,：33.6kb/s,V.90、V.92,：56Kb/s,10/23/2024,10,差错控制,协,协议和数,据,据压缩协,议,议,差错控制,协,协议,ITU-T： V.42,Microcom,公,公司：MNP1,MNP4,数据压缩,协,协议,ITU-T：V.42bis 、V.44,最大压缩,率,率为4:110:1,Microcom,公,公司：MNP5、MNP7,和,和MNP9,MNP5,的,的最大压,缩,缩率为2:1,12/28/2022,11,高速调制,解,解调器,V.90,建,建议：ITU-T,颁,颁布的56kb/s调制解,调,调器标准,提高速度,的,的关键,服务提供,商,商（ISP、联机,服,服务商或,公,公司局域,网,网）与电,话,话交换网,络,络之间采,用,用数字线,路,路连接,上行33.6kb/s，下,行,行56kb/s,12/28/2022,12,8.2,网,网,络,络,接,接,口,口,卡,卡NIC,网,络,络,接,接,口,口,卡,卡,（,（,网,网,卡,卡,）,）,是,是,连,连,接,接,主,主,机,机,与,与,网,网,络,络,的,的,基,基,本,本,设,设,备,备,每,台,台,主,主,机,机,都,都,应,应,配,配,置,置,一,一,个,个,或,或,多,多,个,个,网,网,卡,卡,每,个,个,网,网,卡,卡,都,都,有,有,一,一,个,个,或,或,多,多,个,个,网,网,络,络,接,接,口,口,不,能,能,独,独,立,立,工,工,作,作,，,，,必,必,须,须,依,依,赖,赖,于,于,宿,宿,主,主,主,主,机,机,连,接,接,不,不,同,同,的,的,局,局,域,域,网,网,需,需,要,要,使,使,用,用,不,不,同,同,的,的,网,网,卡,卡,以,太,太,网,网,卡,卡,令,牌,牌,环,环,网,网,卡,卡,FDDI,网,网,卡,卡,ATM,网,网,卡,卡,12/28/2022,13,网,卡,卡,的,的,功,功,能,能,数,据,据,缓,缓,存,存,匹,配,配,主,主,机,机,数,数,据,据,处,处,理,理,速,速,率,率,与,与,网,网,络,络,的,的,传,传,输,输,速,速,率,率,封,装,装/,解,解,封,封,装,装,加,上,上,控,控,制,制,字,字,段,段,以,以,帧,帧,为,为,单,单,位,位,进,进,行,行,传,传,输,输,卸,卸,下,下,控,控,制,制,字,字,段,段,介,质,质,访,访,问,问,控,控,制,制,CSMA/CD,、,、TokenPassing,串/,并,并,转,转,换,换,将,主,主,机,机,的,的,并,并,行,行,数,数,据,据,转,转,换,换,成,成,串,串,行,行,位,位,流,流,数,据,据,编,编,码,码/,解,解,码,码,转,换,换,为,为,适,适,合,合,网,网,络,络,介,介,质,质,传,传,输,输,的,的,信,信,号,号,形,形,式,式,数,据,据,发,发,送,送/,接,接,收,收,12/28/2022,14,网,卡,卡,的,的,结,结,构,构,发,送,送,/,接,收,收,部,部,件,件,负,负,责,责,信,信,号,号,的,的,发,发,送,送,、,、,接,接,收,收,载,波,波,检,检,测,测,部,部,件,件,检,检,测,测,介,介,质,质,上,上,有,有,否,否,信,信,号,号,发,送,送/,接,接,收,收,控,控,制,制,部,部,件,件,及,及,数,数,据,据,缓,缓,冲,冲,区,区,编,码,码/,解,解,码,码,器,器,将,将,数,数,据,据,编,编,码,码,转,转,换,换,为,为,传,传,输,输,信,信,号,号,或,或,反,反,之,之,LAN,管,管,理,理,部,部,件,件,主,机,机,总,总,线,线,接,接,口,口,部,部,件,件,计,算,算,机,机,总,总,线,线,通,信,信,线,线,路,路,12/28/2022,15,网,卡,卡,地,地,址,址,：,：,即,即,网,网,卡,卡,的,的,物,物,理,理,地,地,址,址,（,（,M,AC,地,地,址,址,）,）,，,，,固化,在,在网,卡,卡硬,件,件中,（,（有,些,些网,卡,卡可,由,由用,户,配置参数（跳线设置 / 软件设置 / PnP）,中断请求号 IRQ（一般为3）,I/O基地址 I/O Base（一般为300H）,存储器基地址 Memory Base (一般为0C000H),全双工 / 半双工,传输速率（仅10/100Mb/s双速网卡可选）,网卡,的,的配,置,置参,数,数,12/28/2022,16,并行,处,处理,：,：发,送,送/,接,接收,和,和数,据,据处,理,理同,步,步进,行,行,全双,工,工：,需,需集,线,线器/交,换,换机,的,的支,持,持，,采,采用UTP和,光,光纤,突发,传,传输,方,方式,（,（每,次,次传,送,送更,多,多的,帧,帧）,：,：LAN,误,误码,率,率很,低,低,智能,网,网卡,（,（让,网,网卡,承,承担,更,更多,的,的传,输,输任,务,务）,IEEE802.1p,：,：,赋,赋予,数,提高与主机的传输速度：DMA传送、PCI总线,提高,网,网卡,性,性能,的,的技,术,术,12/28/2022,17,网卡,的,的选,用,用,考虑,的,的因,素,素包,括,括：,LAN的,类,类型,：,：Ethernet、TokenRing、ATM、FDDI,LAN的,速,速度,：,：10M/100M/1000M、4M/16M、25M/155M,网络,接,接口,类,类型,：,：AUI/BNC,、,、RJ-45、SC/ST/MT-RJ,主机,总,总线,类,类型,：,：ISA,、,、EISA、PCI、USB、PCMCIA,应用,场,场合,：,：服,务,务器,、,、工,作,作站,、,、笔,记,记本,其他,附,附加,功,功能,：,：PnP,、,、防,病,病毒,、,、远,程,程唤,醒,醒、,链,链路,聚,聚合,等,等,12/28/2022,18,以,太,太,网,网,卡,卡,的,的,类,类,型,型,分类,速度,接口类型,介质,传输速度,10Mb/s,BNC、AUI、RJ-45,同轴电缆、双绞线,100Mb/s,RJ-45,双绞线,1Gb/s,RJ-45、ST、SC、MT-RJ,双绞线、多模/单模光纤,10Gb/s,ST、SC、MT-RJ、LC,多模/单模光纤,总线接口,ISA、PCI、PCI-E、mini PCI、mini PCI-E、PCMCIA、USB、并行接口,技术体系,LAN、WLAN、Bluetooth、红外,协议体系,Ethernet、Token Ring、FDDI、ATM,12/28/2022,19,8.3,中,中,继,继,器,器,与,与,集,集,线,线,器,器,1.,中,中,继,继,器,器,（,（Repeater,）,）,工,作,作,在,在,物,物,理,理,层,层,功,能,能,：,：,信,信,号,号,整,整,形,形,和,和,放,放,大,大,，,，,在,在,网,网,段,段,之,之,间,间,复,复,制,制,比,比,特,特,流,流,特,点,点,：,：,不,进,进,行,行,存,存,储,储,信,信,号,号,延,延,迟,迟,小,小,不,检,检,查,查,错,错,误,误,会,会,扩,扩,散,散,错,错,误,误,不,对,对,信,信,息,息,进,进,行,行,任,任,何,何,过,过,滤,滤,可,进,进,行,行,介,介,质,质,转,转,换,换,如,如UTP,转,转,换,换,为,为,光,光,纤,纤,用,中,中,继,继,器,器,连,连,接,接,的,的,多,多,个,个,网,网,段,段,是,是,一,一,个,个,冲,冲,突,突,域,域,应,用,用,注,注,意,意,事,事,项,项,：,：,不,不,能,能,构,构,成,成,环,环,、,、,应,应,遵,遵,守,守,以,以,太,太,网,网,的,的3-4-5,规,规,则,则,12/28/2022,20,2.,集,集线器,（,（HUB）,多端口,的,的中继,器,器，工,作,作在物,理,理层,功能：,在,在网段,之,之间复,制,制比特,流,流，信,号,号整形,和,和放大,可认为,它,它是将,总,总线折,叠,叠到铁,盒,盒子中,的,的集中,连,连接设,备,备,特点：,具有与,中,中继器,同,同样的,特,特点,可改变,网,网络物,理,理拓扑,形,形式：,总,总线连,接,接,星形连,接,接,逻辑上,仍,仍是一,个,个总线,型,型共享,介,介质网,络,络,端口数,：,：,8,，,12,，,16,，,24,12/28/2022,21,独立式,（,（,Standalone,）,固定端,口,口配置,，,，扩充,时,时用级,连,连的方,法,法。,堆叠式,（,（,Stackable,）,固定配,置,置，用,堆,堆叠方,法,法进行,扩,扩充,堆叠,连,连接在,一,一起的,HUB,在逻辑,相,相当于,一,一台单,独,独的,HUB,，可统,一,一管理,。,。,模块化,（,（,Module,）,又称机,箱,箱式，,由,由一台,带,带有底,板,板、电,源,源的机,箱,箱和若,干,干块多,端,端口的,接,接口卡,（,（线卡,）,）组成,。,。可灵,活,活按需,配,配置，,通,通过插,入,入不同,的,的插卡,满,满足需,求,求（如,插,插入交,换,换卡、,路,路由卡,、,、加密,卡,卡等）,。,。,集线器,类,类型：,按,按结构,形,形式划,分,分,12/28/2022,22,集线器,的,的类型,：,：按是,否,否可管,理,理划分,智能HUB,允许用,网,网管软,件,件对其,进,进行管,理,理的集,线,线器，,它,它内部,包,包含有CPU,等,等智能,控,控制部,件,件。,在需要,进,进行网,络,络管理,的,的中大,型,型网络,系,系统中,，,，一般,都,都要求,使,使用智,能,能集线,器,器（后,面,面将要,介,介绍的,网,网络交,换,换机也,需,需要是,智,智能化,的,的）。,非智能,（,（普通,）,） HUB,不能用,网,网管软,件,件进行,管,管理的,集,集线器,。,。,小型网,络,络为降,低,低成本,，,，一般,使,使用普,通,通集线,器,器。,12/28/2022,23,集线器的类,型,型：按速度,划,划分,传统集线器,传输速度为10Mb/s（10Base-T,网,网络）,快速以太网,集,集线器,传输速度为100Mb/s（100Base-T网络）,10/100M自适应,集,集线器,传输速度自,适,适应,内部有两个,网,网段：10M和100M，集线器,根,根据连接速,度,度将主机连,接,接到不同网,段,段上。,网段之间用,交,交换方式连,接,接。,保护投资，,便,便于升级,12/28/2022,24,用集线器构,建,建的网络的,特,特点,所有主机共,享,享带宽,无法限制冲,突,突和广播,适用于小型,网,网络,12/28/2022,25,例：用集,线,线器搭建,简,简单的网,络,络,以1台服,务,务器，3,台,台PC机,为,为例：,一台HUB,4块UTP接口的,网,网卡,4台PC,机,机,8个RJ45接头,（,（水晶头,）,）,若干米UTP双绞,线,线,NIC,HUB,UTP,PC机,服务器,12/28/2022,26,8.4,网,网桥与网,络,络交换机,共享信道,LAN,的缺点,冲突域中,的,的多个站,点,点同时发,送,送会造成,冲,冲突；,网络中站,点,点越多，,冲,冲突现象,越,越严重；,具有,n,个站点的,总带宽,B,的共享,网络，每,个,个站点的,平,平均拥有,带,带宽为,B/n,。,解决的方,法,法,提高网络,传,传输速度,没有,从,从根本上,解,解决问题,网络分段,（,（微网段,化,化）,减少每个,网,网段中站,点,点的数量, 使冲,突,突的概率,减,减小,实现网络,分,分段的设,备,备：网桥,、,、交换机,、,、路由器,12/28/2022,27,网,络,络,分,分,段,段,示,示,意,意,HUB,HUB,广,播,播,域,域,独,立,立,的,的,冲,冲,突,突,域,域,独,立,立,的,的,冲,冲,突,突,域,域,网,桥,桥,或,或,网,网,络,络,交,交,换,换,机,机,交,换,换,机,机,只,只,能,能,分,分,隔,隔,冲,冲,突,突,域,域,，,，,但,但,不,不,能,能,分,分,隔,隔,广,广,播,播,域,域,HUB,冲,突,突,域,域/,广,广,播,播,域,域,网,段,段2,网,段,段1,总,带,带,宽,宽,:BW,2,结,点,点,带,带,宽,宽:BW/4,总,带,带,宽,宽,:BW,结,点,点,带,带,宽,宽:BW/8,12/28/2022,28,网,桥,桥,存,储,储,转,转,发,发,设,设,备,备,，,，,工,工,作,作,在,在,数,据,据,链,链,路,路,层,层,用,网,网,桥,桥,连,连,接,接,的,的,多,多,个,个,网,网,络,络,对,对,外,外,呈,呈,现,现,为,为,一,一,个,个,单,单,独,独,的,的,物,物,理,理,网,网,络,络,具,有,有,唯,唯,一,一,的,的,网,网,络,络,地,地,址,址,根,据,据,路,路,径,径,选,选,择,择,方,方,法,法,，,，,有,有,两,两,种,种,网,网,桥,桥,：,：,透,明,明,网,网,桥,桥,（TransparencyBridge,）,）,由,网,网,桥,桥,负,负,责,责,路,路,由,由,选,选,择,择,，,，,网,网,桥,桥,和,和,路,路,由,由,对,对,站,站,点,点,透,透,明,明,以,太,太,网,网,中,中,最,最,常,常,用,用,源,选,选,径,径,网,网,桥,桥,（SourceRoutingBridge,）,）,由,源,源,站,站,点,点,负,负,责,责,路,路,由,由,选,选,择,择,，,，,网,网,桥,桥,和,和,路,路,由,由,对,对,站,站,点,点,不,不,透,透,明,明,12/28/2022,29,透明,网,网桥,工作,原,原理,网桥,有,有,寻址,和,和路,由,由选,择,择,能力,，,，路,由,由选,择,择采,用,用查,表,表法,：,：,网桥,内,内的,转发,表,表,描述,了,了到,达,达每,个,个站,点,点的,路,路由,；,；,转发,表,表主,要,要由,端,端口,号,号和,站,站点MAC地,址,址组,成,成。,工作,原,原理,对于,从,从端,口,口收,到,到的,每,每个,报,报文,，,，查,看,看其,目的MAC地,址,址,，并,与,与转,发,发表,对,对照,：,：,若目,的,的,MAC,地址,在,在接,收,收端,口,口的,表,表项,中,中，,则,则丢,弃,弃报,文,文,过滤；,若目,的,的,MAC,地址,在,在某,一,一端,口,口的,表项,中,中，,则,则把,报,报文,转,转发,到,到与,该,该端,口,口连,接,接的,网,网段,交换,（,（转,发,发）；,若目,的,的,MAC,地址,不在,表,表中,，,，则,向,向接,收,收端,口,口外,的,的其,他,他所,有,有端,口,口广,播,播该,报,报文,广播,。,透明,网,网桥,工,工作,原,原理,归,归纳,为,为：基于,转,转发,表,表的,过,过滤,、,、转,发,发和,广,广播。,12/28/2022,30,转发表,C,网桥,转,转发,的,的例,子,子：AB，AC,B,A,12/28/2022,31,转发,表,表的,建,建立,刚加,电,电时,转,转发,表,表为,空,空；,在转,发,发过,程,程中,逆向,自,自学,习,习,路由,；,；,逆向,学,学习,检,检查,收,收到,的,的报,文,文的,源,源MAC,地,地址,：,：,若收,到,到的,报,报文,的,的源MAC地,址,址不,在,在转,发,发表,中,中，,则,则插,入,入到,表,表中,。,。,每个,表,表项,的,的生,存,存期,都,都是,有,有限,的,的：,在一,段,段时,间,间内,未,未收,到,到以,同,同一MAC地,址,址为,源,源地,址,址的,报,报文,时,时，,该,该表,项,项被,删,删除,，,，以,适,适应,网,网络,拓,拓扑,的,的变,化,化。,想一,想,想：,如,如前,图,图，,当,当刚,打,打开,电,电源,时,时，,若,若站,点,点,A,向站,点,点,C,发送,了,了一,个,个报,文,文，,网,网桥,是,是如,何,何转,发,发该,报,报文,的,的？,12/28/2022,32,透明,网,网桥,需,需要,解,解决,的,的问,题,题,循环,连,连接,，,，造,成,成：,转发,表,表振,荡,荡,，,报文,无,无限,循,循环,，,包丢,失,失,LAN1,LAN2,B1,B2,A,B,1,2,1,2,接口2又,收,收到A发,出,出的,帧,帧,接口1收,到,到A,发,发出,的,的帧,接口1收,到,到A,发,发出,的,的帧,接口2又,收,收到A发,出,出的,帧,帧,假定主机A向主机B发送一个数据包，两个网桥同时接收到这个数据包，并且都正确地知道主机A位于LAN1中 。但是不幸的是，在主机B同时收到两份一样的主机A的数据包后，两个网桥又一次从它们对LAN2的端口上接收到主机A的数据包，于是它们又认为主机A位于LAN2中 。,发往,主,主机B的,数,数据,包,包会,被,被两,个,个网,桥,桥无,休,休止,地,地转,发,发，,这,这样,会,会占,用,用所,有,有可,能,能获,取,取的,网,网络,带,带宽,，,，导,致,致网,络,络阻,塞,塞。,当透,明,明网,桥,桥将,改,改变,各,各自,的,的路,由,由表,以,以指,明,明主,机,机A,在,在LAN2中,时,时，,恰,恰巧,主,主机B向,主,主机A发,送,送数,据,据包,，,，两,个,个网,桥,桥接,收,收到,此,此数,据,据包,后,后，,会,会将,其,其丢,弃,弃，,因,因为,它,它们,的,的转,发,发表,中,中指,明,明主,机,机A,位,位于LAN2,中,中。,这,这样,发,发给,主,主机A的,数,数据,将,将会,丢,丢失,。,。,12/28/2022,33,生成树(SpanningTree),算,算法,用来构,造,造一个,逻,逻辑上,的,的无环,网,网络,实现方,法,法：屏,蔽,蔽网络,中,中的冗,余,余桥接,口,口,计算时,，,，通过,发,发送和,接,接收BPDU,（,（Bridge Protocol DataUnit）,来,来交换,网,网桥信,息,息,计算过,程,程：,1.推选根,网,网桥通,常,常是标,识,识号最,小,小的网,桥,桥；,2.决定每,个,个网桥,的,的根端,口,口到,达,达根网,桥,桥代价,最,最小的,端,端口；,3.决定指,定,定网桥每,个,个网络,中,中具有,最,最小根,路,路径代,价,价的网,桥,桥；,4.决定各,网,网络的,指,指定端,口,口指,定,定网桥,与,与网络,连,连接的,端,端口；,5.把各网,络,络的非,指,指定端,口,口置为,阻,阻塞状,态,态。,当网络,拓,拓扑发,生,生改变,时,时，所,有,有网桥,将,将重新,计,计算生,成,成树。,12/28/2022,34,源选径,网,网桥,源路由,选,选择原,理,理,由源站,点,点负责,路,路由选,择,择；,源站点,通,通过发,送,送探测,帧,帧来发,现,现路由,；,；,探测帧,将,将沿每,一,一条可,能,能的路,径,径扩散,传,传播；,每一个,源,源选径,网,网桥都,会,会将路,由,由信息,插,插入探,测,测帧的,头,头部。,探测帧,到,到达目,的,的站点,时,时，目,的,的站点,把,把探测,帧,帧中的,路,路由信,息,息作为,响,响应返,回,回；,源站点,把,把收到,的,的第一,个,个响应,帧,帧中的,路,路由信,息,息作为,到,到达目,的,的站点,的,的最佳,路,路由。,路由信,息,息形式,：,：LAN，网,桥,桥，LAN，,网,网桥，,形,形式的,编,编号序,列,列。,12/28/2022,35,透明网,桥,桥和源,选,选径网,桥,桥的比,较,较,比较项目,透明网桥,源选径网桥,服务类型,无连接,面向连接,透明性,完全透明,不透明,配置、管理,自动配置，容易管理,人工配置,最佳路由,不一定最优,优化,路由的确定,逆向学习,探测帧,故障处理及拓扑变化,网桥负责,主机负责,复杂性及开销,网桥负担,主机负担,12/28/2022,36,用网桥,进,进行网,络,络互联,的,的,优缺点,优点：,可实现,不,不同类,型,型的,LAN,互联；,能够隔,离,离错误,帧,帧，不,会,会使错,误,误扩散,；,；,限制了,冲,冲突域,的,的范围,；,；,隔离故,障,障。,缺点：,无法控,制,制广播,；,；,只能用,存,存储转,发,发方式,，,，速度,比,比较慢,；,；,无流量,控,控制，,负,负载重,时,时会出,现,现丢帧,现,现象。,12/28/2022,37,网络交,换,换机,网络交,换,换机和,网,网桥属,同,同一类,设,设备，,工,工作在数据链,路,路层,但网络,交,交换机,的,的端口,数,数多，,并,并且交,换,换速度,快,快。在,这,这个意,义,义上，,网,网络交,换,换机可,看,看作是,多,多端口,的,的高速,网,网桥。,交换机,比,比网桥,优,优越的,地,地方：,交换速,度,度快，,可,可实现,线,线速转,发,发；,能解决,网,网络主,干,干上的,通,通信拥,挤,挤问题,；,；,端口密,度,度高，,一,一台交,换,换机可,连,连接多,个,个网段,，,，降低,了,了组网,成,成本。,工作原,理,理与网,桥,桥类似,：,：,学习源,地,地址（构造,转,转发表,）,）,过滤本,网,网段帧（隔离,冲,冲突域,）,）,转发异,网,网段帧（交换,）,）,广播未,知,知帧（寻找,目,目的站,点,点）,12/28/2022,38,交换机的,特,特点,交换机通,过,过内部的,交,交换矩阵,把,把网络划,分,分为多个,网,网段,每,每个端口,为,为一个冲,突,突域；,交换机能,够,够同时在,多,多对端口,间,间无冲突,地,地交换帧,。,。,12/28/2022,39,例：交换,网,网络的带,宽,宽,若交换机,每,每个端口,带,带宽为,BW,，则交换,机,机构成的,网,网络,网络总带,宽,宽 (BW,n)/2,BW,n,n8，BW=10Mb/s时，网,络,络总带宽,最,最高可达80Mb/s；,若每个交,换,换机端口,只,只连接一,台,台计算机,，,，则每台,计,计算机的,可,可用带宽,为,为10Mb/s,。,比较：,10Mb/s 的8口集线,器,器构成的,网,网络（连,接,接了8台,计,计算机）,网络总带,宽,宽仍为10Mb/s ；,网络中每,台,台计算机,的,的带宽为1.25Mb/s,。,。,12/28/2022,40,交换机的,三,三种转发,方,方式,存储转发,（,（S,toreandforward,）,整个帧完,整,整接收后,，,，对帧进,行,行差错检,验,验，然后,再,再进行转,发,发操作。,优点：进,行,行差错校,验,验，错误,不,不会扩散,到,到目的网,段,段。,缺点：延,迟,迟比较大,。,。,直通转发（C,ut-through,）,只要收到,帧,帧的前,6,个字节（,目,目的MAC地址）,，,，就开始,进,进行转发,操,操作。,优点：交,换,换延迟小,。,。,缺点：无,法,法进行差,错,错校验，,帧,帧错误会,扩,扩散到目,的,的网段。,无碎片直,通,通转发（F,ragmentfreecut,-,through,）,接收到一,帧,帧的前,64,字节后，,再,再进行转,发,发操作。,小,小于64,字,字节的帧,不,不转发。,小于64,字节的帧,一,一般是冲,突,突造成的,帧,帧碎片（,错,错误帧）,优点：交,换,换速度较,快,快，并且,降,降低了错,误,误帧转发,的,的概率,缺点：长,度,度大于,64,字节的错,误,误帧仍会,转,转发，转,发,发延时大,于,于直通转,发,发。,12/28/2022,41,使用网络,交,交换机的,好,好处,分割冲突,（,（碰撞）,域,域减,少,少了冲突,允许建立,多,多个连接,提高,了,了网络总,体,体带宽,减少了每,个,个网段中,的,的站点数,提高,了,了站点平,均,均拥有带,宽,宽,允许全双,工,工连接,提高带,宽,宽、消除,冲,冲突,能够连接,不,不同速度,的,的网段,42,网,络,络,交,交,换,换,机,机,应,应,用,用,中,中,的,的,问,问,题,题,主,干,干/,服,服,务,务,器,器,连,连,接,接,选,用,用,带,带,有,有,高,高,速,速,主,干,干,端,端,口,口,(,BigPipe),的,的,交,交,换,换,机,机,。,缓,缓,解,解,主,主,干,干/,服,服,务,务,器,器,连,连,接,接,的,的,瓶,瓶,颈,颈,问,问,题,题,。,。,自,动,动,协,协,商,商,速,度,度,自,自,动,动,协,协,商,商,：,：,10/100Mbps,自,适,适,应,应,交,交,换,换,机,机,。,。,半,双,双,工,工/,全,全,双,双,工,工,自,自,动,动,协,协,商,商,。,。,流,量,量,控,控,制,制,背,背,压,压,技,技,术,术,（,（,BackPressure,）,缓,冲,冲,区,区,大,大,小,小,有,有,限,限,，,，,为,为,防,防,止,止,溢,溢,出,出,（,（,帧,帧,丢,丢,失,失,）,）,，,，,快,快,满,满,时,时,向,向,信,信,息,息,到,到,达,达,端,端,口,口,发,发,送,送,拥,拥,塞,塞,信,信,号,号,，,，,造,造,成,成,冲,冲,突,突,的,的,假,假,象,象,，,，,使,使,发,发,送,送,站,站,点,点,停,停,止,止,发,发,送,送,。,。,根,据,据,错,错,误,误,帧,帧,出,出,现,现,概,概,率,率,自,自,动,动,在,在,存,存,储,储,转,转,发,发,方,方,式,式,和,和,直,直,通,通,转,转,发,发,方,方,式,式,之,之,间,间,进,进,行,行,切,切,换,换,。,。,12/28/2022,43,网,络,络,交,交,换,换,机,机,的,的,应,应,用,用,场,场,合,合,作,为,为LAN,核,核,心,心,主,主,干,干,连,连,接,接,设,设,备,备,，,，,如,如,网,网,络,络,中,中,心,心,、,、,数,数,据,据,中,中,心,心,等,等,；,；,网,络,络,通,通,信,信,流,流,量,量,很,很,大,大,的,的,应,应,用,用,场,场,合,合,，,，,如,如,图,图,像,像,处,处,理,理,、,、,视,视,频,频,流,流,等,等,；,；,对,网,网,络,络,响,响,应,应,速,速,度,度,要,要,求,求,比,比,较,较,高,高,的,的,场,场,合,合,。,。,12/28/2022,44,以,网,网,桥,桥/,交,交,换,换,机,机,为,为,核,核,心,心,的,的,网,网,络,络,的,的,特,特,点,点,每,个,个,网,网,段,段,独,独,享,享,带,带,宽,宽,最,佳,佳,可,可,达,达,到,到,每,每,台,台,主,主,机,机,独,独,享,享,带,带,宽,宽,可,以,以,限,限,制,制,冲,冲,突,突,，,，,但,但,不,不,能,能,限,限,制,制,广,广,播,播,有,可,可,能,能,产,产,生,生,广,广,播,播,风,风,暴,暴,适,用,用,于,于,小,小,型,型,部,部,门,门,级,级,网,网,络,络,到,到,大,大,型,型,园,园,区,区,网,网,络,络,大,型,型,网,网,络,络,中,中,需,需,解,解,决,决,广,广,播,播,问,问,题,题,12/28/2022,45,虚拟,局,局域,网,网（VLAN,）,）,VLAN,是,是一,种,种网,络,络构,造,造和,用,用户,的,的组,织,织形,式,式：,通过,交,交换,机,机（,或,或路,由,由器,）,）划,分,分；,由网,段,段和,站,站点,构,构成,的,的逻,辑,辑工,作,作组,。,。,用交,换,换机,划,划分,的,的若,干,干个VLAN,在,在逻,辑,辑上,完,完全,独,独立,（,（可,看,看成,是,是分,离,离的,物,物理,网,网络,）,），,广,广播,帧,帧不,会,会跨,越,越逻,辑,辑网,络,络边,界,界。,VLAN,能,能够,限,限制,广,广播,域,域的,范,范围,抑,抑制,广,广播,帧,帧的,泛,泛滥,。,。,VLAN,可,可跨,越,越交,换,换机,。,。,同一VLAN,中,中的,成,成员,不,不受,物,物理,位,位置,的,的限,制,制，,可,可以,像,像处,于,于同,一,一个,局,局域,网,网中,那,那样,互,互相,访,访问,。,。,12/28/2022,46,VLAN,示,示意,图,图,12/28/2022,47,VLAN,能,能够隔离,（,（限制）,广,广播域,VLAN,划,划分前，,整,整个网络,都,都在一个,广,广播域中,12/28/2022,48,VLAN,划,划分后，,网,网络被分,割,割成几个,较,较小的广,播,播域,12/28/2022,49,VLAN的优,点,点,提高管,理,理效率,站点的,物,物理位,置,置改变,无,无需重,新,新布线,和,和配置,用户性,质,质改变,后,后很容,易,易通过,软,软件将,其,其从一,个,个VLAN划,分,分到另,一,一个VLAN,控制广,播,播数据,增强了,网,网络的,安,安全性,实现虚,拟,拟工作,组,组,用户的,工,工作地,点,点不必,在,在同一,个,个物理,地,地点,可在企,业,业内建,立,立灵活,的,的、动,态,态化的,组,组织结,构,构,12/28/2022,50,VLAN划分,的,的方法,基于端,口,口（静,态,态划分,）,）,根据端,口,口号划,分,分VLAN,基于MAC地,址,址（动,态,态划分,）,）,根据用,户,户计算,机,机的MAC地,址,址划分VLAN,基于网,络,络地址,或,或网络,协,协议类,型,型（动,态,态）,根据用,户,户计算,机,机的IP地址,划,划分VLAN,12/28/2022,51,主干(Trunk),主干用于实,现,现跨交换机,的,的VLAN,，,，它是指交,换,换机之间用,于,于传输多个VLAN信,息,息的链路,主干上传输,的,的数据包加,上,上特殊标签,（,（通常是802.1q,和,和Cisco的ISL,等,等）称,为,为贴标签（Tagging）,12/28/2022,52,VLAN的Tagging操作,12/28/2022,53,VLAN间,通,通信,不同VLAN间的计算,机,机即使连在,同,同一台交换,机,机上也不能,互,互相通信,VLAN间,通,通信只能通,过,过第三层设,备,备实现,路由器,三层交换机,12/28/2022,54,8.5,无,无线接入,点,点（AP,）,）,AP是位,于,于无线局,域,域网拓扑,中,中心位置,的,的无线基,站,站设备。,AP的功,能,能是实现,无,无线客户,端,端之间以,及,及无线局,域,域网和有,线,线局域网,之,之间的互,联,联,AP有两,类,类通信端,口,口：,符合IEEE 802.3,标,标准的有,线,线以太网,端,端口,符合IEEE 802.11标准的WLAN,端,端口,802.11b：,无,无线传输,速,速率最高,为,为11Mb/s,802.11g：,无,无线传输,速,速率最高,为,为54Mb/s,802.11n：,无,无线传输,速,速率最高,约,约为300Mb/s,12/2,55,AP的基,本,本配置,天线：802.11b/g标准,的,的AP往,往,往只有1,根,根天线，,而,而802.11n,标,标准的AP则具有2根以上,的,的天线。,有线网络,接,接口：包括局,域,域网端口,和,和广域网,端,端口,局域网接,口,口类型一,般,般都是以,太,太网接口,广域网接,口,口类型根,据,据所连网,络,络不同而,有,有所不同,Phone/ISDN接口,：,：用于通,过,过电话线,连,连网,以太网接,口,口：用于,通,通过园区,局,局域网或ADSL,连,连网,USB端,口,口（某些AP配置,）,）,连接打印,机,机，实现,无,无线打印,功,功能,连接外置,硬,硬盘，实,现,现网络存,储,储或P2P下载功,能,能,12/28/2022,56,AP的工,作,作模式,AP可支,持,持的组网,方,方式包括,：,：,基础架构,模,模式,点对点桥,接,接模式,点对多点,桥,桥接模式,无线中继,模,模式,12/28/2022,57,基,础,础,架,架,构,构,模,模,式,式,最,基,基,本,本,的,的,无,无,线,线,局,局,域,域,网,网,构,构,建,建,模,模,式,式,。,。,适,用,用,场,场,合,合,：,：,无,线,线,客,客,户,户,端,端,连,连,接,接,有,有,线,线,网,网,络,络,便,携,携,式,式,无,无,线,线,客,客,户,户,端,端,移,移,动,动,漫,漫,游,游,家,庭,庭,、,、,办,办,公,公,室,室,12/28/2022,58,点,对,对,点,点,桥,桥,接,接,模,模,式,式,这,种,种,模,模,式,式,多,多,用,用,于,于,两,两,个,个,局,局,域,域,网,网,距,距,离,离,并,并,不,不,很,很,远,远,，,，,但,但,由,由,于,于,中,中,间,间,的,的,地,地,带,带,有,有,阻,阻,碍,碍,，,，,不,不,方,方,便,便,布,布,线,线,连,连,接,接,的,的,场,场,合,合,。,。,连,接,接,范,范,围,围,约,约300,米,米,，,，,采,采,用,用,定,定,向,向,天,天,线,线,后,后,可,可,将,将,距,距,离,离,扩,扩,展,展,到,到,上,上,千,千,米,米,12/28/2022,59,点,对,对,多,多,点,点,桥,桥,接,接,模,模,式,式,能够实,现,现多个,分,分散的,远,远程网,络,络的互,联,联。,中心AP发送,，,，远程AP接,收,收,用于多,个,个建筑,物,物的局,域,域网之,间,间的互,联,联,中心AP要使,用,用全向,天,天线，,远,远程AP要使,用,用定向,天,天线,12/28/2022,60,无线中,继,继模式,利用AP作为,无,无线中,继,继器，,延,延伸无,线,线网络,的,的覆盖,范,范围。,又称为,无,无线分,布,布式系,统,统（WDS）,适用于,需,需要无,线,线互连,的,的两个,局,局域网,距,距离过,远,远或中,间,间有障,碍,碍物阻,挡,挡的场,合,合。,注意：,并,并不是,所,所有的AP都,支,支持无,线,线中继,模,模式,12/28/2022,61,8.6,路,路由,器,器（Router,）,）,工作,在,在OSI,第,第三,层,层（,网,网络,层,层）,。,。,功能,：,：,在网,络,络之,间,间转,发,发网,络,络分,组,组；,为网,络,络分,组,组寻,找,找最,佳,佳传,输,输路,径,径；,实现,子,子网,隔,隔离,，,，限,制,制广,播,播风,暴,暴。,目的,地,地址,无,无法,识,识别,时,时，,路,路由,器,器将,其,其丢,弃,弃，,而,而不,是,是广,播,播。,提供,逻,逻辑,地,地址,，,，以,识,识别,互,互联,网,网上,的,的主,机,机；,提供,广,广域,网,网服,务,务。,应用,：,：把LAN连,入,入广,域,域网,或,或作,为,为广,域,域网,的,的核,心,心连,接,接设,备,备。,用路,由,由器,进,进行,网,网络,互,互联,的,的特,点,点：,用路,由,由器,连,连接,起,起来,的,的若,干,干个,网,网络,，,，它,们,们仍,是,是各,自,自独,立,立的,。,。要,想,想从,一,一个,网,网络,访,访问,用,用路,由,由器,连,连接,起,起来,的,的另,一,一个,网,网络,中,中的,站,站点,，,，必,须,须指,定,定该,站,站点,的,的逻,辑,辑地,址,址（,IP,地址,）,），,通,通过,广,广播,是,是无,法,法与,之,之进,行,行通,信,信的,。,。,12/28/2022,62,用路,由,由器,进,进行,网,网络,互,互联,HUB,路由,器,器,冲突,域,域2,冲突,域,域1,路由,器,器可,以,以隔,离,离冲,突,突域,和,和广,播,播域,HUB,HUB,冲突,域,域3,广播,域,域2,广播,域,域1,12/28/2022,63,路由,表,表,路由,器,器如,何,何确,定,定最,佳,佳路,由,由？,路由,表,表,（RoutingTable,）,）,路由,表,表是,保,保存,到,到达,其,其他,网,网络,的,的路,由,由信,息,息的,数,数据,库,库,包含,目,目的,网,网络,地,地址,（,（号,）,）、,传,传输,路,路径,、,、传,输,输开,销,销等,根据,目,目的,网,网络,地,地址,查,查找,路,路由,表,表并,确,确定,分,分组,转,转发,路,路径,的,的过,程,程称,为,为,路由,选,选择,（Routing,）,）。,路由,表,表的,信,信息,随,随网,络,络拓,扑,扑的,变,变化,而,而变,化,化,建,立,立、,更,更新,路,路由,表,表的,算,算法,称,称为,路由,算,算法,（RoutingAlgorithm,）,）：,网络,中,中的,每,每个,路,路由,器,器都,会,会根,据,据路,由,由算,法,法定,时,时地,或,或在,网,网络,拓,拓扑,发,发生,变,变化,时,时更,新,新其,路,路由,表,表；,静态,路,路由,：,：由,网,网络,管,管理,员,员预,先,先手,工,工设,置,置路,由,由信,息,息；,动态,路,路由,：,：由,路,路由,器,器在,运,运行,时,时动,态,态地,建,建立,与,与更,新,新。,自动,学,学习,、,、记,忆,忆网,络,络的,变,变化,并,并根,据,据路,由,由算,法,法重,新,新计,算,算路,由,由的,协,协议,称,称为,路由,选,选择,协,协议,（RoutingProtocol）,。,。,12/28/2022,64,路由表的,例,例子,2.0,A,B,12/28/2022,65,路由表的,基,基本内容,172.16.2.0,172.16.1.0,172.16.4.0,A,B,路由器A,的,的路由表,.3,.1,.2,.3,目的网络地址,路径（下一结点）,路径成本/开销,172.16.1.0,直接交付,0,172.16.2.0,直接交付,0,172.16.4.0,172.16.2.2,1,路径：用,下,下一路由,器,器对应端,口,口的,IP,地址来表,示,示。,路径成本/开销：,用,用线路速,度,度、距离,或,或跨越的,路,路由器的,个,个数（步,跳,跳数）、,成,成本、线,路,路可靠性,等,等表示。,（,（大多数,情,情况下用,步,步跳数来,表,表示）,12/28/2022,66,路由表的,基,基本内容,（,（续）,注意：路,由,由器是根,据,据网络号,来,来转发IP数据包,的,的，所以,路,路由表中,存,存放的是,目,目的网络,号,号，而不,是,是目的主,机,机号。,类比：邮,政,政局在城,市,市间转发,信,信件依据,的,的是城市,名,名而不是,收,收信人姓,名,名。,这样做的,优,优点是路,由,由表小（,网,网络的数,目,目要比主,机,机少的多,）,），节省,路,路由器的,存,存储空间,，,，路由表,的,的路由更,新,新速度快,。,。,12/28/2022,67,路由器的路,由,由选择过程,也采用存储,转,转发的方法,：,：,接收并缓存,IP,数据分组；,提取分组中,的,的目的主机,的,的IP地址,；,；,计算目的主,机,机所在的网,络,络地址；,用目的网络,地,地址查找路,由,由表决定转,发,发路径：,如果目的网,络,络地址就是,与,与输入接口,连,连接的网络,，,，则丢弃；,如果目的网,络,络地址就是,与,与输出接口,连,连接的网络,，,，则直接递,交,交；,如果找到匹,配,配项，则通,过,过对应接口,转,转发出去；,如果有默认,路,路径，则通,过,过与默认路,径,径对应的接,口,口转发出去,；,；,未查到，丢,弃,弃该分组。,比较：,交换机也用,查,查表的方法,决,决定转发路,径,径，但该表,是,是“端口-MAC地址,”,”表，存放,的,的是端口与,目,目的MAC,地,地址之间的,关,关系，要用,帧,帧中的MAC地址查表,；,；,而路由器中,的,的路由表是,“,“端口-网,络,络地址”表,，,，存放的是,端,端口与目的,网,网络地址之,间,间的关系，,故,故要从分组,中,中提取IP,地,地址，并解,析,析出其中的,网,网络地址部,分,分来查表。,12/28/2022,68,路由器的结,构,构,路由处理器,CPU、RAM、IOS,路由表,协议软件,网络接口（LAN、WAN、CONSOLE,）,）,输入接口，,输,输出接口,交换结构（SwitchingFabric）,12/28/2022,69,路由器的网,络,络接口,LAN接口,：,：一个或多,个,个Ethernet,WAN接口,：,：一个或多,个,个Sync/Async Serial,拨号类接口,：,：BRI，PRI等,控制台CONSOLE,12/28/2022,70,内部结构,12/28/2022,71,三种交换结,构,构,（存储器）,（总线）,（交叉开关,）,）,12/28/2022,72,输入端口,数据链路层:,如以太网等,物理层:,位的接收,分散化的交,换,换,:,给定数据报,目,目的地址,在,在路由表,中,中查找输出,端,端口,目标: 以,线,线速实现输,入,入端口处理,排队: 若,数,数据报到达,太,太快，来不,及,及处理时,12/28/2022,73,输,出,出,端,端,口,口,对,来,来,自,自,于,于,交,交,换,换,引,引,擎,擎,的,的,分,分,组,组,进,进,行,行,缓,缓,冲,冲(Buffering),根,根,据,据,调,调,度,度,规,规,则,则,从,从,数,数,据,据,报,报,队,队,列,列,中,中,选,选,择,择,数,数,据,据,报,报,，,，,重,重,新,新,封,封,装,装,后,后,发,发,送,送,出,出,去,去,。,。,12/28/2022,74,输,出,出,端,端,口,口,缓,缓,冲,冲,当,来,来,自,自,于,于,交,交,换,换,引,引,擎,擎,的,的,数,数,据,据,报,报,太,太,多,多,以,以,至,至,于,于,来,来,不,不,及,及,发,发,送,送,时,时,就,就,需,需,要,要,进,进,行,行,缓,缓,冲,冲,处,处,理,理,。,。,否,否,则,则,输,输,出,出,端,端,口,口,缓,缓,冲,冲,溢,溢,出,出,会,会,引,引,起,起,排,排,队,队,延,延,迟,迟,和,和,分,分,组,组,丢,丢,失,失,（,（,如,如,下,下,图,图,右,右,）,）!,12/28/2022,75,路,由,由,器,器,组,组,网,网,的,的,优,优,缺,缺,点,点,优,点,点,限,制,制,了,了,冲,冲,突,突,域,域,；,；,可,以,以,用,用,于,于LAN,或,或WAN,的,的,环,环,境,境,；,；,可,以,以,连,连,接,接,不,不,同,同,介,介,质,质,的,的,网,网,络,络,和,和,不,不,同,同,体,体,系,系,结,结,构,构,的,的,网,网,络,络,；,；,可,以,以,为,为,分,分,组,组,确,确,定,定,传,传,输,输,的,的,最,最,佳,佳,路,路,径,径,；,；,可,以,以,过,过,滤,滤,广,广,播,播,信,信,息,息,。,。,缺,点,点,昂,贵,贵,；,；,必,须,须,用,用,于,于,可,可,路,路,由,由,协,协,议,议,网,网,络,络,；,；,配,置,置,复,复,杂,杂,；,；,处,理,理,速,速,度,度,比,比,桥,桥,接,接,器,器,慢