交换机与路由器

,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,*,第五章 交换机与路由器基础,课程目标,了解交换机和路由器的功用,理解工作原理,会选购（了解性能指标）,会配置,最后用一个综合实例来实训,5.1交换机概述,交换机是一种用于网络连接的主要设备。交换机工作在,MAC,层，能完成该层数据包的转发和封装功能。,5.1交换机概述,交换机与集线器的区别,表面上看，交换机的作用有点象集线器，主要用于网络设备的连接。但两者在性能上的差别是较大的。集线器工作时以广播方式对所有节点发数据包，实际上同一时刻，一台集线器只可能有一台网络设备在发送数据，其它只能接收，一台集线器就是一个冲突域。,5.1交换机概述,交换机与集线器的区别,而交换机可以识别网络节点上的网络设备的,MAC,地址，同一时刻一台交换机上可有多个网络设备交换数据。在左图中，,AB,进行通信时，,CD,不能同时通信。在右图中，,AB,进行通信时，,CD,能同时通信。,5.1交换机概述,交换机工作原理（重点理解）,当交换机从某一端口收到一个以太网帧后，将立即在其内存中的,地址表,（端口号,MAC,地址对照表）进行查找，以确认该目的,MAC,的网卡连接在哪一个接口上，然后将该帧转发至相应的接口，如果在地址表中没有找到该,MAC,地址，交换机就将数据包广播到除源端口外的所有端口，拥有该,MAC,地址的网卡在接收到该广播帧后，将立即做出应答，交换机就将该网卡的,MAC,地址添加到表中。,5.1交换机概述,交换机分类,根据传输速度，交换机可划分为,10,兆以太网交换机、快速以太网交换机、千兆以太网交换机、万兆以太网交换机等。,根据交换机工作的协议层，可划分第二层交换机、第三层交换机等。,根据交换机在网络中的作用可以分为桌面交换机、汇聚交换机、核心交换机等。,5.1交换机概述,交换机选购,选择交换机时，可根据如下指标进行选择：,（,1,）转发方式：,“,直通式转发,”,还是,“,存储式转发,”,？,（,2,）延时,（,3,）管理功能,（,4,）,MAC,地址数,（,5,）背板带宽,（,6,）交换机的协议功能,（,7,）端口数和端口类型,（,8,）光纤连接的方案,5.2,交换机的配置,交换机的配置方式有多种，主要有：,本地,Console,口配置,Telnet,远程登录配置,基于,Web,的配置,FTP,配置,TFTP,配置。,（后,2,种主要用于交换机系统软件的升级或备份）,（因为条件和时间限制，交换机的配置细节内容略去）,5.4 路由器概述,路由器用于连接各种,不同,的网络，当一个数据包传送到网络路由器时，路由器要决定其下一步往哪里传送。,要将一个局域网连接到,Internet,，除了使用某种接入通信技术外，还需要使用路由器。,。,5.4 路由器概述,路由器的工作原理,路由器的核心作用是实现网络互连，每个路由器中都存有一个路由表，路由表为路由器存储了到达网络上任一目的地所需要的一切必要的信息，如：,目的,网络或主机地址,掩码 网关,(IP),接口,(IP,或物理接口名称,),跳数或度量值 标志,路由器依据路由协议工作，路由协议的核心是路由算法。通过路由算法，为每个路由器生成一个路由表。路由器根据路由表和数据包中的目的地址，决定数据包转发的下一个节点（一般指下一个路由器入口的,IP,地址）。,5.4 路由器概述,路由器分类,（1）按性能档次划分：,分为高、中和低档路由器,。,（2）按结构划分,分为模块化结构与非模块化结构,。,（3）从功能上划分,分为核心层（骨干级）路由器、分发层（企业级）路由器和访问层（接入级）路由器,。,（4）从应用上划分,分为通用路由器与专用路由器,。,（5）从所处的网络位置划分,为分,“,边界路由器,”,和,“,中间节点路由器,”,。,5.4 路由器概述,路由器选购,选购选择交换机时，可根据如下指标进行选择：,（1）吞吐量,(,分,整机包转发能力和端口包转发能力，单位是包,/,秒,即,pps,packet per second,。高速路由器的包转发能力至少达到,20Mpps,以上,),（2）背板能力,(,背板指输入与输出端口间的物理通路。背板能力是路由器的内部实现，传统路由器采用共享背板，但是作为高性能路由器不可避免会遇到拥塞问题，其次也很难设计出高速的共享总线，所以现有高速路由器一般采用可交换式背板的设计。背板能力能够体现在路由器吞吐量上，背板能力通常大于依据吞吐量和测试包长所计算的值。但是背板能力只能在设计中体现，一般无法测试。单位为,bps,bit per second,。高速路由器的背板交换能力应达到,40Gbps,以上,),5.4 路由器概述,（3）丢包率,(,丢包率是指路由器在稳定的持续负荷下，由于资源缺少而不能转发的数据包在应该转发的数据包中所占的比例。丢包率通常用作衡量路由器在超负荷工作时路由器的性能。丢包率与数据包长度以及包发送频率相关，在一些环境下，可以加上路由抖动或大量路由后进行测试模拟,),（4）转发时延,(,时延是指数据包第一个比特进入路由器到最后一个比特从路由器输出的时间间隔。该时间间隔是存储转发方式工作的路由器的处理时间。时延与数据包长度和链路速率都有关，通常在路由器端口吞吐量范围内测试。时延对网络性能影响较大,作为高速路由器，在最差情况下,要求对,1518,字节及以下的,IP,包时延均都小于,1ms,。,),5.4 路由器概述,（5）路由表容量,(,指路由表最多能容纳的路由表项数量，一般而言，高速路由器应该能够支持至少,25,万条路由,),（6）路由器所支持的路由协议,（,满足实际需要就可以,）,（7）可靠性,1,设备的冗余,冗余可以包括接口冗余、插卡冗余、电源冗余、系统板冗余、时钟板冗余、设备冗余等。冗余用于保证设备的可靠性与可用性，冗余量的设计应当在设备可靠性要求与投资间折衷。路由器可以通过,VRRP,等协议来保证路由器的冗余。,2,热插拔组件,由于路由器通常要求,24,小时工作，所以更换部件不应影响路由器工作。部件热插拔是路由器,24,小时工作的保障。,3,无故障工作时间,该指标按照统计方式指出设备无故障工作的时间。一般无法测试，可以通过主要器件的无故障工作时间计算或者大量相同设备的工作情况计算。,4,内部时钟精度,拥有,ATM,端口做电路仿真或者,POS,口的路由器互连通常需要同步。在使用内部时钟时，其精度会影响误码率。,在高速路由器技术规范中，高速路由器的可靠性与可靠性规定应达到以下要求：,系统应达到或超过,99.999%,的可用性。,无故障连续工作时间：,MTBF10,万小时。,故障恢复时间：系统故障恢复时间,输入命令,enable,，进入特权用户模式，提示符为,router#,（,2,）全局配置模式,在特权模式下，输入命令,#config terminal,，,进入全局配置模式，提示符为,router#,（,config,）,5.5,路由器配置,配置模式,(3),端口,配置模式,在全局模式下，输入命令,interface端口类型端口号,进入端口配置模式，提示符为,router#（config-if）,5.5,路由器配置,配置模式,在,任何,模式下使用,“,？,”,可以获得该模式下的命令帮助信息,在实际网络中配置路由器实例,见教材,p62,p64,作业,