常用網(wǎng)絡(luò)設(shè)備培訓(xùn)教材

1、常用網(wǎng)絡(luò)設(shè)備常用網(wǎng)絡(luò)設(shè)備方群數(shù)學(xué)計算機學(xué)院2010年11月6/24/20221常用網(wǎng)絡(luò)設(shè)備常用網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 本章主要內(nèi)容：本章主要內(nèi)容： 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備概述網(wǎng)絡(luò)設(shè)備概述 網(wǎng)絡(luò)調(diào)制解調(diào)器（網(wǎng)絡(luò)調(diào)制解調(diào)器（Modem） 網(wǎng)絡(luò)接口卡（網(wǎng)絡(luò)接口卡（NIC） 中繼器與集線器中繼器與集線器 網(wǎng)橋和交換機網(wǎng)橋和交換機 無線接入點（無線接入點（Access Point ） 路由器（路由器（Router） 第三層交換機第三層交換機6/24/20222交換機交換機防火墻防火墻交換機主機主機路由器交換機因特網(wǎng)因特網(wǎng)集線器企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)外部訪問子網(wǎng)外部訪問子網(wǎng)因特網(wǎng)因特網(wǎng)6/24/20223網(wǎng)絡(luò)設(shè)備在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備在OSI體系

2、中的位置體系中的位置 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的功能層次6/24/20224中繼器（集線器）的概念結(jié)構(gòu)中繼器（集線器）的概念結(jié)構(gòu)6/24/20225網(wǎng)橋（交換機）的概念結(jié)構(gòu)網(wǎng)橋（交換機）的概念結(jié)構(gòu)網(wǎng)段2網(wǎng)段1應(yīng)用層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層應(yīng)用層傳輸層數(shù)據(jù)鏈路層物理層PHYDL網(wǎng)橋網(wǎng)橋主機2主機1PHY網(wǎng)絡(luò)層6/24/20226路由器的概念結(jié)構(gòu)路由器的概念結(jié)構(gòu)應(yīng)用層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層應(yīng)用層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層PHYDL互連網(wǎng)層路由器路由器主機1主機2DLPHY子網(wǎng)1子網(wǎng)26/24/20227網(wǎng)關(guān)的概念結(jié)構(gòu)網(wǎng)關(guān)的概念結(jié)構(gòu)應(yīng)用層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層應(yīng)用層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層PH

3、YDLIP應(yīng)用層/傳輸層網(wǎng)關(guān)網(wǎng)關(guān)主機2主機1PHYDLIP網(wǎng)絡(luò)1網(wǎng)絡(luò)26/24/202288.1 調(diào)制解調(diào)器調(diào)制解調(diào)器Modem 集成了調(diào)制和解調(diào)功能的設(shè)備 工作在體系結(jié)構(gòu)的物理層 一般是指用于電話網(wǎng)絡(luò)的模擬調(diào)制解調(diào)器 目前的調(diào)制解調(diào)器在自適應(yīng)、數(shù)據(jù)壓縮和網(wǎng)絡(luò)編碼調(diào)制技術(shù)等方面已非常成熟，每個話路的數(shù)據(jù)傳輸速率可高達(dá)56kb/s，已基本接近電話線路的最大理論速率。 6/24/20229調(diào)制解調(diào)器技術(shù)與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)調(diào)制解調(diào)器技術(shù)與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn) 三種調(diào)制技術(shù) 振幅調(diào)制振幅鍵控（ASK） 頻率調(diào)制頻移鍵控（FSK） 相位調(diào)制相移鍵控（PSK） 實際應(yīng)用中，往往采用以上三種基本調(diào)制方式的組合來達(dá)到更高的調(diào)制效

4、率6/24/202210調(diào)制解調(diào)器的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)調(diào)制解調(diào)器的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) ITU-T V系列建議 V.21和和V.23：速率300b/s到1200b/s V.22、V.26和和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/s6/24/2022118.2 網(wǎng)絡(luò)接口卡網(wǎng)絡(luò)接口卡NIC 網(wǎng)絡(luò)接口卡（網(wǎng)卡）是連接主機與網(wǎng)絡(luò)的基本設(shè)備網(wǎng)絡(luò)接口卡（網(wǎng)卡）是連接主機與網(wǎng)絡(luò)的基本設(shè)備 每臺主機都應(yīng)配置一個或多個網(wǎng)卡每臺主機都應(yīng)配置一個或多個網(wǎng)卡 每個網(wǎng)卡都有一個或多個網(wǎng)絡(luò)接口每個網(wǎng)卡都有一個

5、或多個網(wǎng)絡(luò)接口 不能獨立工作，必須依賴于宿主主機不能獨立工作，必須依賴于宿主主機 連接不同的局域網(wǎng)需要使用不同的網(wǎng)卡連接不同的局域網(wǎng)需要使用不同的網(wǎng)卡 以太網(wǎng)卡以太網(wǎng)卡 令牌環(huán)網(wǎng)卡令牌環(huán)網(wǎng)卡 FDDI網(wǎng)卡網(wǎng)卡 ATM網(wǎng)卡網(wǎng)卡6/24/202212網(wǎng)卡的功能網(wǎng)卡的功能 數(shù)據(jù)緩存數(shù)據(jù)緩存 匹配主機數(shù)據(jù)處理速率與網(wǎng)絡(luò)的傳輸速率匹配主機數(shù)據(jù)處理速率與網(wǎng)絡(luò)的傳輸速率 封裝封裝/解封裝解封裝 加上控制字段加上控制字段以幀為單位進(jìn)行傳輸以幀為單位進(jìn)行傳輸卸下控制字段卸下控制字段 介質(zhì)訪問控制介質(zhì)訪問控制 CSMA/CD、Token Passing 串串/并轉(zhuǎn)換并轉(zhuǎn)換 將主機的并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成串行位流將主機的并

6、行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成串行位流 數(shù)據(jù)編碼數(shù)據(jù)編碼/解碼解碼 轉(zhuǎn)換為適合網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)傳輸?shù)男盘栃问睫D(zhuǎn)換為適合網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)傳輸?shù)男盘栃问?數(shù)據(jù)發(fā)送數(shù)據(jù)發(fā)送/接收接收6/24/202213網(wǎng)卡的結(jié)構(gòu)網(wǎng)卡的結(jié)構(gòu)發(fā)送發(fā)送/接收部件接收部件負(fù)責(zé)信號的發(fā)送、接收負(fù)責(zé)信號的發(fā)送、接收載波檢測部件載波檢測部件檢測介質(zhì)上有否信號檢測介質(zhì)上有否信號發(fā)送發(fā)送/接收控制部件及數(shù)據(jù)緩沖區(qū)接收控制部件及數(shù)據(jù)緩沖區(qū)編碼編碼/解碼器解碼器將數(shù)據(jù)編碼轉(zhuǎn)換為傳輸信號或反之將數(shù)據(jù)編碼轉(zhuǎn)換為傳輸信號或反之LAN管理部件管理部件主機總線接口部件主機總線接口部件計計算算機機總總線線通通信信線線路路6/24/202214 網(wǎng)卡地址：即網(wǎng)卡的物理地址（MAC地

7、址）， 固化在網(wǎng)卡硬件中（有些網(wǎng)卡可由用戶修改） 配置參數(shù)（跳線設(shè)置 / 軟件設(shè)置 / PnP） 中斷請求號 IRQ（一般為3） I/O基地址 I/O Base（一般為300H） 存儲器基地址 Memory Base (一般為0C000H) 全雙工 / 半雙工 傳輸速率（僅10/100Mb/s雙速網(wǎng)卡可選） 網(wǎng)卡的配置參數(shù)網(wǎng)卡的配置參數(shù)6/24/202215網(wǎng)卡的選用網(wǎng)卡的選用考慮的因素包括：考慮的因素包括： LAN的類型：的類型：Ethernet、Token Ring、ATM、FDDI LAN的速度：的速度：10M/100M/1000M、4M/16M、25M/155M 網(wǎng)絡(luò)接口類型：網(wǎng)絡(luò)接口

8、類型：AUI/BNC、RJ-45、SC/ST/MT-RJ 主機總線類型：主機總線類型：ISA、EISA、PCI、USB、PCMCIA 應(yīng)用場合：服務(wù)器、工作站、筆記本應(yīng)用場合：服務(wù)器、工作站、筆記本 其他附加功能：其他附加功能：PnP、防病毒、遠(yuǎn)程喚醒、鏈路聚合等防病毒、遠(yuǎn)程喚醒、鏈路聚合等6/24/202216以太網(wǎng)卡的類型以太網(wǎng)卡的類型6/24/2022178.3 中繼器與集線器中繼器與集線器1. 中繼器（Repeater） 工作在物理層 功能：信號整形和放大，在網(wǎng)段之間復(fù)制比特流 特點：F不進(jìn)行存儲信號延遲小F不檢查錯誤會擴(kuò)散錯誤F不對信息進(jìn)行任何過濾F可進(jìn)行介質(zhì)轉(zhuǎn)換如UTP轉(zhuǎn)換為光纖F

9、用中繼器連接的多個網(wǎng)段是一個沖突域 應(yīng)用注意事項：不能構(gòu)成環(huán)、應(yīng)遵守以太網(wǎng)的3-4-5規(guī)則6/24/2022182. 集線器（集線器（HUB） 多端口的中繼器，工作在物理層多端口的中繼器，工作在物理層 功能：在網(wǎng)段之間復(fù)制比特流，信號整形和放大功能：在網(wǎng)段之間復(fù)制比特流，信號整形和放大 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：特點：具有與中繼器同樣的特點具有與中繼器同樣的特點 可改變網(wǎng)絡(luò)物理拓?fù)湫问剑嚎偩€連接可改變網(wǎng)絡(luò)物理拓?fù)湫问剑嚎偩€連接星形連接星形連接 邏輯上仍是一個總線型共享介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)邏輯上仍是一個總線型共享介質(zhì)網(wǎng)絡(luò) 端口數(shù)：端口數(shù)：

10、8，12，16，246/24/202219 獨立式獨立式（Stand alone） 固定端口配置，擴(kuò)充時用級連的方法。固定端口配置，擴(kuò)充時用級連的方法。 堆疊式（堆疊式（Stackable） 固定配置，用堆疊方法進(jìn)行擴(kuò)充固定配置，用堆疊方法進(jìn)行擴(kuò)充堆疊連接堆疊連接在一起的在一起的HUB在邏輯相當(dāng)于一臺單獨的在邏輯相當(dāng)于一臺單獨的HUB，可可統(tǒng)一管理。統(tǒng)一管理。 模塊化（模塊化（Module） 又稱機箱式，由一臺帶有底板、電源的機箱和又稱機箱式，由一臺帶有底板、電源的機箱和若干塊多端口的接口卡（線卡）組成?？伸`活按若干塊多端口的接口卡（線卡）組成?？伸`活按需配置，通過插入不同的插卡滿足需求（如插

11、入需配置，通過插入不同的插卡滿足需求（如插入交換卡、路由卡、加密卡等）。交換卡、路由卡、加密卡等）。集線器類型：按結(jié)構(gòu)形式劃分集線器類型：按結(jié)構(gòu)形式劃分6/24/202220集線器的類型：按是否可管理劃分集線器的類型：按是否可管理劃分 智能智能HUB 允許用網(wǎng)管軟件對其進(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)交換機也需要是智能化的）。 非智能（普通）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。6/24/202221集線器的類型：按速度劃分集線器的

12、類型：按速度劃分 傳統(tǒng)集線器傳統(tǒng)集線器 傳輸速度為傳輸速度為10Mb/s（10Base-T網(wǎng)絡(luò)）網(wǎng)絡(luò)） 快速以太網(wǎng)集線器快速以太網(wǎng)集線器 傳輸速度為傳輸速度為100Mb/s（100Base-T網(wǎng)絡(luò)）網(wǎng)絡(luò)） 10/100M自適應(yīng)集線器自適應(yīng)集線器 傳輸速度自適應(yīng)傳輸速度自適應(yīng) 內(nèi)部有兩個網(wǎng)段：內(nèi)部有兩個網(wǎng)段：10M和和100M，集線器根據(jù)連接速度將主機集線器根據(jù)連接速度將主機連接到不同網(wǎng)段上。連接到不同網(wǎng)段上。 網(wǎng)段之間用交換方式連接。網(wǎng)段之間用交換方式連接。 保護(hù)投資，便于升級保護(hù)投資，便于升級 6/24/202222用集線器構(gòu)建的網(wǎng)絡(luò)的特點用集線器構(gòu)建的網(wǎng)絡(luò)的特點 所有主機共享帶寬所有主機共

13、享帶寬 無法限制沖突和廣播無法限制沖突和廣播 適用于小型網(wǎng)絡(luò)適用于小型網(wǎng)絡(luò)6/24/202223例：用集線器搭建簡單的網(wǎng)絡(luò)例：用集線器搭建簡單的網(wǎng)絡(luò) 以以1 1臺服務(wù)器，臺服務(wù)器，3 3臺臺PCPC機為例：機為例： 一臺一臺HUBHUB 4 4塊塊UTPUTP接口的網(wǎng)卡接口的網(wǎng)卡 4 4臺臺PCPC機機 8 8個個RJ45RJ45接頭（水晶頭）接頭（水晶頭） 若干米若干米UTPUTP雙絞線雙絞線 NICHUBUTPPC機機服務(wù)器服務(wù)器6/24/2022248.4 網(wǎng)橋與網(wǎng)絡(luò)交換機網(wǎng)橋與網(wǎng)絡(luò)交換機 共享信道共享信道LAN的缺點的缺點 沖突域中的多個站點同時發(fā)送會造成沖突；沖突域中的多個站點同時發(fā)

14、送會造成沖突； 網(wǎng)絡(luò)中站點越多，沖突現(xiàn)象越嚴(yán)重；網(wǎng)絡(luò)中站點越多，沖突現(xiàn)象越嚴(yán)重； 具有具有n個站點的個站點的總帶寬總帶寬B的共享的共享網(wǎng)絡(luò)，每個站點的平網(wǎng)絡(luò)，每個站點的平均擁有帶寬為均擁有帶寬為B/n。 解決的方法解決的方法 提高網(wǎng)絡(luò)傳輸速度提高網(wǎng)絡(luò)傳輸速度沒有從根本上解決問題沒有從根本上解決問題 網(wǎng)絡(luò)分段（微網(wǎng)段化）網(wǎng)絡(luò)分段（微網(wǎng)段化） 減少每個網(wǎng)段中站點的數(shù)量, 使沖突的概率減小 實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)分段的設(shè)備：網(wǎng)橋、交換機、路由器實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)分段的設(shè)備：網(wǎng)橋、交換機、路由器6/24/202225網(wǎng)絡(luò)分段示意網(wǎng)絡(luò)分段示意HUBHUB廣播域廣播域獨立的沖突域獨立的沖突域獨立的沖突域獨立的沖突域網(wǎng)橋或網(wǎng)絡(luò)交換

15、機網(wǎng)橋或網(wǎng)絡(luò)交換機v交換機只能分隔沖突域，但不能分隔廣播域交換機只能分隔沖突域，但不能分隔廣播域HUB沖突域沖突域/廣播域廣播域網(wǎng)段網(wǎng)段2網(wǎng)段網(wǎng)段1總帶寬總帶寬: BW2結(jié)點帶寬結(jié)點帶寬: BW/4總帶寬總帶寬: BW結(jié)點帶寬結(jié)點帶寬: BW/86/24/202226網(wǎng)橋網(wǎng)橋 存儲轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備，工作在數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層 用網(wǎng)橋連接的多個網(wǎng)絡(luò)對外呈現(xiàn)為一個單獨的物理網(wǎng)絡(luò) 具有唯一的網(wǎng)絡(luò)地址 根據(jù)路徑選擇方法，有兩種網(wǎng)橋： 透明網(wǎng)橋透明網(wǎng)橋（Transparency Bridge） 由網(wǎng)橋負(fù)責(zé)路由選擇，網(wǎng)橋和路由對站點透明 以太網(wǎng)中最常用 源選徑網(wǎng)橋源選徑網(wǎng)橋（Source Routing Brid

16、ge） 由源站點負(fù)責(zé)路由選擇，網(wǎng)橋和路由對站點不透明6/24/202227透明網(wǎng)橋透明網(wǎng)橋 工作原理工作原理 網(wǎng)橋有網(wǎng)橋有尋址和路由選擇尋址和路由選擇能力能力，路由選擇采用查表法：，路由選擇采用查表法： 網(wǎng)橋內(nèi)的網(wǎng)橋內(nèi)的轉(zhuǎn)發(fā)表轉(zhuǎn)發(fā)表描述了到達(dá)每個站點的路由；描述了到達(dá)每個站點的路由； 轉(zhuǎn)發(fā)表主要由端口號和站點轉(zhuǎn)發(fā)表主要由端口號和站點MACMAC地址組成。地址組成。 工作原理工作原理 對于從端口收到的每個報文，查看其對于從端口收到的每個報文，查看其目的目的MACMAC地址地址，并與轉(zhuǎn)發(fā)，并與轉(zhuǎn)發(fā)表對照：表對照：若目的若目的MACMAC地址在接收端口的表項中地址在接收端口的表項中，則丟棄，則丟棄報

17、文報文過濾過濾；若目的若目的MACMAC地址在某一端口的地址在某一端口的表表項項中，則中，則把報文把報文轉(zhuǎn)發(fā)轉(zhuǎn)發(fā)到與該端口連接的到與該端口連接的網(wǎng)段網(wǎng)段交換（轉(zhuǎn)發(fā)）交換（轉(zhuǎn)發(fā)）；若目的若目的MACMAC地址地址不在表中，則向不在表中，則向接收接收端口端口外的外的其他所有其他所有端口端口廣播該報廣播該報文文廣播廣播。v透明網(wǎng)橋工作原理歸納為：透明網(wǎng)橋工作原理歸納為：基于轉(zhuǎn)發(fā)表的過濾、轉(zhuǎn)發(fā)和廣播基于轉(zhuǎn)發(fā)表的過濾、轉(zhuǎn)發(fā)和廣播。6/24/202228轉(zhuǎn)發(fā)表轉(zhuǎn)發(fā)表C網(wǎng)橋轉(zhuǎn)發(fā)的例子：網(wǎng)橋轉(zhuǎn)發(fā)的例子：ABAB，ACACBA6/24/202229轉(zhuǎn)發(fā)轉(zhuǎn)發(fā)表表的的建立建立 剛加電時轉(zhuǎn)發(fā)表為空；剛加電時轉(zhuǎn)發(fā)表為空

18、； 在轉(zhuǎn)發(fā)過程中在轉(zhuǎn)發(fā)過程中逆向逆向自自學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)路由；路由； 逆向?qū)W習(xí)逆向?qū)W習(xí)檢查收到的報文的源檢查收到的報文的源MACMAC地址：地址： 若收到的報文的源若收到的報文的源MACMAC地址不在轉(zhuǎn)發(fā)表中，則插入到表中。地址不在轉(zhuǎn)發(fā)表中，則插入到表中。 每個表項的生存期都是有限的：每個表項的生存期都是有限的： 在一段時間內(nèi)未收到以同一在一段時間內(nèi)未收到以同一MACMAC地址為源地址的報文時，該表項被刪地址為源地址的報文時，該表項被刪除，以適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞淖兓３?，以適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞淖兓?。想一想：如前圖，當(dāng)剛打開電源時，若站點想一想：如前圖，當(dāng)剛打開電源時，若站點A向站點向站點C發(fā)發(fā)送了一個報文，網(wǎng)橋是

19、如何轉(zhuǎn)發(fā)該報文的？送了一個報文，網(wǎng)橋是如何轉(zhuǎn)發(fā)該報文的？6/24/202230透明網(wǎng)橋需要解決的問題透明網(wǎng)橋需要解決的問題 循環(huán)連接，造成： 轉(zhuǎn)發(fā)表振蕩，報文無限循環(huán)，包丟失LAN1LAN2B1B2AB1212接口接口2又收到又收到A發(fā)出的幀發(fā)出的幀接口接口1收到收到A發(fā)出的幀發(fā)出的幀接口接口1收到收到A發(fā)出的幀發(fā)出的幀接口接口2又收到又收到A發(fā)出的幀發(fā)出的幀假定主機A向主機B發(fā)送一個數(shù)據(jù)包，兩個網(wǎng)橋同時接收到這個數(shù)據(jù)包，并且都正確地知道主機A位于LAN1中 。但是不幸的是，在主機B同時收到兩份一樣的主機A的數(shù)據(jù)包后，兩個網(wǎng)橋又一次從它們對LAN2的端口上接收到主機A的數(shù)據(jù)包，于是它們又認(rèn)為主

20、機A位于LAN2中 。發(fā)往主機B的數(shù)據(jù)包會被兩個網(wǎng)橋無休止地轉(zhuǎn)發(fā)，這樣會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CA在LAN2中時，恰巧主機B向主機A發(fā)送數(shù)據(jù)包，兩個網(wǎng)橋接收到此數(shù)據(jù)包后，會將其丟棄，因為它們的轉(zhuǎn)發(fā)表中指明主機A位于LAN2中。這樣發(fā)給主機A的數(shù)據(jù)將會丟失。6/24/202231生成樹生成樹(Spanning Tree)算法算法 用來構(gòu)造一個邏輯上的無環(huán)網(wǎng)絡(luò)用來構(gòu)造一個邏輯上的無環(huán)網(wǎng)絡(luò) 實現(xiàn)方法：屏蔽網(wǎng)絡(luò)中的冗余橋接口實現(xiàn)方法：屏蔽網(wǎng)絡(luò)中的冗余橋接口 計算時，通過發(fā)送和接收計算時，通過發(fā)送和接收BPDU（Bridge Protocol Da

21、ta Unit）來交換網(wǎng)橋信息來交換網(wǎng)橋信息 計算過程：計算過程：1.推選根網(wǎng)橋推選根網(wǎng)橋通常是標(biāo)識號最小的網(wǎng)橋；通常是標(biāo)識號最小的網(wǎng)橋；2.決定每個網(wǎng)橋的根端口決定每個網(wǎng)橋的根端口到達(dá)根網(wǎng)橋代價最小的端口；到達(dá)根網(wǎng)橋代價最小的端口；3.決定指定網(wǎng)橋決定指定網(wǎng)橋每個網(wǎng)絡(luò)中具有最小根路徑代價的網(wǎng)橋；每個網(wǎng)絡(luò)中具有最小根路徑代價的網(wǎng)橋；4.決定各網(wǎng)絡(luò)的指定端口決定各網(wǎng)絡(luò)的指定端口指定網(wǎng)橋與網(wǎng)絡(luò)連接的端口；指定網(wǎng)橋與網(wǎng)絡(luò)連接的端口；5.把各網(wǎng)絡(luò)的非指定端口置為阻塞狀態(tài)把各網(wǎng)絡(luò)的非指定端口置為阻塞狀態(tài)。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浒l(fā)生改變時，所有網(wǎng)橋?qū)⒅匦掠嬎闵蓸?。?dāng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浒l(fā)生改變時，所有網(wǎng)橋?qū)⒅匦掠嬎闵蓸洹?/

22、24/202232源選徑網(wǎng)橋源選徑網(wǎng)橋 源路由選擇原理源路由選擇原理 由源站由源站點點負(fù)責(zé)路由選擇負(fù)責(zé)路由選擇； 源站源站點通過發(fā)送探測幀來發(fā)現(xiàn)路由；點通過發(fā)送探測幀來發(fā)現(xiàn)路由； 探測幀將沿每一條可能的路徑擴(kuò)散傳播；探測幀將沿每一條可能的路徑擴(kuò)散傳播； 每一個源選徑網(wǎng)橋都會將每一個源選徑網(wǎng)橋都會將路由信息路由信息插入探測插入探測幀幀的頭部。的頭部。 探測幀到達(dá)目的站點時，目的站點把探測幀中的路由信探測幀到達(dá)目的站點時，目的站點把探測幀中的路由信息作為響應(yīng)返回；息作為響應(yīng)返回； 源站點把收到的第一個響應(yīng)幀中的路由信息作為到達(dá)目源站點把收到的第一個響應(yīng)幀中的路由信息作為到達(dá)目的站點的最佳路由。的站

23、點的最佳路由。 路由信息形式：路由信息形式：LAN，網(wǎng)橋，網(wǎng)橋，LAN，網(wǎng)橋，網(wǎng)橋， 形式的形式的編號序列。編號序列。 6/24/202233透明網(wǎng)橋和源選徑網(wǎng)橋的比較透明網(wǎng)橋和源選徑網(wǎng)橋的比較6/24/202234用網(wǎng)橋進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的用網(wǎng)橋進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的優(yōu)缺點優(yōu)缺點 優(yōu)點：優(yōu)點： 可實現(xiàn)不同類型的可實現(xiàn)不同類型的LANLAN互聯(lián)；互聯(lián)； 能夠隔離錯誤幀，不會使錯誤擴(kuò)散；能夠隔離錯誤幀，不會使錯誤擴(kuò)散； 限制了沖突域的范圍；限制了沖突域的范圍； 隔離故障。隔離故障。 缺點：缺點： 無法控制廣播；無法控制廣播； 只能用存儲轉(zhuǎn)發(fā)方式，速度比較慢；只能用存儲轉(zhuǎn)發(fā)方式，速度比較慢； 無流量控制，負(fù)載重

24、時會出現(xiàn)丟幀現(xiàn)象。無流量控制，負(fù)載重時會出現(xiàn)丟幀現(xiàn)象。6/24/202235網(wǎng)絡(luò)交換機網(wǎng)絡(luò)交換機 網(wǎng)絡(luò)交換機和網(wǎng)橋?qū)偻活愒O(shè)備，工作在網(wǎng)絡(luò)交換機和網(wǎng)橋?qū)偻活愒O(shè)備，工作在數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層 但網(wǎng)絡(luò)交換機的端口數(shù)多，并且交換速度快。在這個意但網(wǎng)絡(luò)交換機的端口數(shù)多，并且交換速度快。在這個意義上，網(wǎng)絡(luò)交換機可看作是多端口的高速網(wǎng)橋。義上，網(wǎng)絡(luò)交換機可看作是多端口的高速網(wǎng)橋。 交換機比網(wǎng)橋優(yōu)越的地方：交換機比網(wǎng)橋優(yōu)越的地方： 交換速度快，可實現(xiàn)線速轉(zhuǎn)發(fā)；交換速度快，可實現(xiàn)線速轉(zhuǎn)發(fā)； 能解決網(wǎng)絡(luò)主干上的通信擁擠問題；能解決網(wǎng)絡(luò)主干上的通信擁擠問題； 端口密度高，一臺交換機可連接多個網(wǎng)段，降低了組網(wǎng)成本

25、。端口密度高，一臺交換機可連接多個網(wǎng)段，降低了組網(wǎng)成本。 工作原理與網(wǎng)橋類似：工作原理與網(wǎng)橋類似：學(xué)習(xí)源地址學(xué)習(xí)源地址（構(gòu)造轉(zhuǎn)發(fā)表）（構(gòu)造轉(zhuǎn)發(fā)表）過濾本網(wǎng)段幀過濾本網(wǎng)段幀（隔離沖突域）（隔離沖突域）轉(zhuǎn)發(fā)異網(wǎng)段幀轉(zhuǎn)發(fā)異網(wǎng)段幀（交換）（交換）廣播未知幀廣播未知幀（尋找目的站點）（尋找目的站點）6/24/202236交換機的特點交換機的特點 交換機通過內(nèi)部的交換矩陣把網(wǎng)絡(luò)劃分為多個網(wǎng)段每個端口為一個沖突域； 交換機能夠同時在多對端口間無沖突地交換幀。6/24/202237例：交換網(wǎng)絡(luò)的帶寬例：交換網(wǎng)絡(luò)的帶寬 若交換機每個端口帶寬為若交換機每個端口帶寬為BW，則交換機構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)則交換機構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò) 網(wǎng)絡(luò)

26、總帶寬網(wǎng)絡(luò)總帶寬 (BWn)/2 BWn n8，BW=10Mb/s時，網(wǎng)絡(luò)總帶寬最高可達(dá)時，網(wǎng)絡(luò)總帶寬最高可達(dá)80Mb/s； 若每個交換機端口只連接一臺計算機，則每臺計算機的可用帶若每個交換機端口只連接一臺計算機，則每臺計算機的可用帶寬為寬為10Mb/s 。比較：比較： 10Mb/s 的的8口集線器構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)（連接了口集線器構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)（連接了8臺計算機）臺計算機）網(wǎng)絡(luò)總帶寬仍為網(wǎng)絡(luò)總帶寬仍為10Mb/s ；網(wǎng)絡(luò)中每網(wǎng)絡(luò)中每臺臺計算機的帶寬為計算機的帶寬為1.25Mb/s。 6/24/202238交換機的三種轉(zhuǎn)發(fā)方式交換機的三種轉(zhuǎn)發(fā)方式 存儲轉(zhuǎn)發(fā)（存儲轉(zhuǎn)發(fā)（Store and forward）整

27、個幀完整接收后，對幀進(jìn)行差錯檢驗，然后再進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)操作。整個幀完整接收后，對幀進(jìn)行差錯檢驗，然后再進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)操作。優(yōu)點：進(jìn)行差錯校驗，錯誤不會擴(kuò)散到目的網(wǎng)段。優(yōu)點：進(jìn)行差錯校驗，錯誤不會擴(kuò)散到目的網(wǎng)段。缺點：延遲比較大。缺點：延遲比較大。 直通直通轉(zhuǎn)發(fā)（轉(zhuǎn)發(fā)（Cut-through）只要收到幀的前只要收到幀的前6個字節(jié)（目的個字節(jié)（目的MAC地址），就開始進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)操作。地址），就開始進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)操作。優(yōu)點：交換延遲小。優(yōu)點：交換延遲小。缺點：無法進(jìn)行差錯校驗，幀錯誤會擴(kuò)散到目的網(wǎng)段。缺點：無法進(jìn)行差錯校驗，幀錯誤會擴(kuò)散到目的網(wǎng)段。 無碎片直通轉(zhuǎn)發(fā)（無碎片直通轉(zhuǎn)發(fā)（Fragment free cut-t

28、hrough）接收到一幀的前接收到一幀的前64字節(jié)后，再進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)操作。小于字節(jié)后，再進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)操作。小于64字節(jié)的幀不轉(zhuǎn)發(fā)。字節(jié)的幀不轉(zhuǎn)發(fā)。小于小于64字節(jié)的幀一般是沖突造成的幀碎片（錯誤幀）字節(jié)的幀一般是沖突造成的幀碎片（錯誤幀）優(yōu)點：交換速度較快，并且降低了錯誤幀轉(zhuǎn)發(fā)的概率優(yōu)點：交換速度較快，并且降低了錯誤幀轉(zhuǎn)發(fā)的概率缺點：長度大于缺點：長度大于64字節(jié)的錯誤幀仍會轉(zhuǎn)發(fā)，轉(zhuǎn)發(fā)延時大于直通轉(zhuǎn)發(fā)。字節(jié)的錯誤幀仍會轉(zhuǎn)發(fā)，轉(zhuǎn)發(fā)延時大于直通轉(zhuǎn)發(fā)。6/24/202239使用網(wǎng)絡(luò)交換機的好處使用網(wǎng)絡(luò)交換機的好處 分割沖突（碰撞）域分割沖突（碰撞）域減少了沖突減少了沖突 允許建立多個連接允許建立多個連接提高

29、了網(wǎng)絡(luò)總體帶提高了網(wǎng)絡(luò)總體帶寬寬 減少了每個網(wǎng)段中的站點數(shù)減少了每個網(wǎng)段中的站點數(shù)提高了站提高了站點平均擁有帶寬點平均擁有帶寬 允許全雙工連接允許全雙工連接提高帶寬、消除沖突提高帶寬、消除沖突 能夠連接不同速度的網(wǎng)段能夠連接不同速度的網(wǎng)段6/24/202240網(wǎng)絡(luò)交換機的應(yīng)用場合網(wǎng)絡(luò)交換機的應(yīng)用場合 作為作為LAN核心主干連接設(shè)備，如網(wǎng)絡(luò)中心、核心主干連接設(shè)備，如網(wǎng)絡(luò)中心、數(shù)據(jù)中心等；數(shù)據(jù)中心等； 網(wǎng)絡(luò)通信流量很大的應(yīng)用場合，如圖像處網(wǎng)絡(luò)通信流量很大的應(yīng)用場合，如圖像處理、視頻流等；理、視頻流等； 對網(wǎng)絡(luò)響應(yīng)速度要求比較高的場合。對網(wǎng)絡(luò)響應(yīng)速度要求比較高的場合。6/24/202241以網(wǎng)橋以網(wǎng)

30、橋/交換機為核心的網(wǎng)絡(luò)的特點交換機為核心的網(wǎng)絡(luò)的特點 每個網(wǎng)段獨享帶寬每個網(wǎng)段獨享帶寬 最佳可達(dá)到每臺主機獨享帶寬 可以限制沖突，但不能限制廣播可以限制沖突，但不能限制廣播 有可能產(chǎn)生廣播風(fēng)暴 適用于小型部門級網(wǎng)絡(luò)到大型園區(qū)網(wǎng)絡(luò)適用于小型部門級網(wǎng)絡(luò)到大型園區(qū)網(wǎng)絡(luò) 大型網(wǎng)絡(luò)中需解決廣播問題6/24/202242虛擬局域網(wǎng)（虛擬局域網(wǎng)（VLAN） VLAN是一種網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造和用戶的組織形式：是一種網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造和用戶的組織形式： 通過交換機（或路由器）劃分；通過交換機（或路由器）劃分； 由網(wǎng)段和站點構(gòu)成的邏輯工作組。由網(wǎng)段和站點構(gòu)成的邏輯工作組。 用交換機劃分的若干個用交換機劃分的若干個VLAN在邏輯上完全

31、獨立（可看成是在邏輯上完全獨立（可看成是分離的物理網(wǎng)絡(luò)），廣播幀不會跨越邏輯網(wǎng)絡(luò)邊界。分離的物理網(wǎng)絡(luò)），廣播幀不會跨越邏輯網(wǎng)絡(luò)邊界。 VLAN能夠限制廣播域的范圍能夠限制廣播域的范圍抑制廣播幀的泛濫。抑制廣播幀的泛濫。 VLAN可跨越交換機?？煽缭浇粨Q機。 同一同一VLAN中的成員不受物理位置的限制，可以像處于同一中的成員不受物理位置的限制，可以像處于同一個局域網(wǎng)中那樣互相訪問。個局域網(wǎng)中那樣互相訪問。6/24/202243VLAN示意圖示意圖6/24/202244VLAN能夠隔離（限制）廣播域 VLAN劃分前，整個網(wǎng)絡(luò)都在一個廣播域中6/24/202245 VLAN劃分后，網(wǎng)絡(luò)被分割成幾個較

32、小的廣播域6/24/202246VLAN的優(yōu)點 提高管理效率 站點的物理位置改變無需重新布線和配置 用戶性質(zhì)改變后很容易通過軟件將其從一個VLAN劃分到另一個VLAN 控制廣播數(shù)據(jù) 增強了網(wǎng)絡(luò)的安全性 實現(xiàn)虛擬工作組 用戶的工作地點不必在同一個物理地點 可在企業(yè)內(nèi)建立靈活的、動態(tài)化的組織結(jié)構(gòu)6/24/202247VLAN劃分的方法 基于端口（靜態(tài)劃分） 根據(jù)端口號劃分VLAN 基于MAC地址（動態(tài)劃分） 根據(jù)用戶計算機的MAC地址劃分VLAN 基于網(wǎng)絡(luò)地址或網(wǎng)絡(luò)協(xié)議類型（動態(tài)） 根據(jù)用戶計算機的IP地址劃分VLAN6/24/202248VLAN間通信 不同VLAN間的計算機即使連在同一臺交換機

33、上也不能互相通信 VLAN間通信只能通過第三層設(shè)備實現(xiàn) 路由器 三層交換機6/24/2022498.5 無線接入點（無線接入點（AP） AP是位于無線局域網(wǎng)拓?fù)渲行奈恢玫臒o線基站設(shè)備。 AP的功能是實現(xiàn)無線客戶端之間以及無線局域網(wǎng)和有線局域網(wǎng)之間的互聯(lián) AP有兩類通信端口： 符合IEEE 802.3標(biāo)準(zhǔn)的有線以太網(wǎng)端口 符合IEEE 802.11標(biāo)準(zhǔn)的WLAN端口 802.11b：無線傳輸速率最高為11Mb/s 802.11g：無線傳輸速率最高為54Mb/s 802.11n：無線傳輸速率最高約為300Mb/s6/24/202250AP的基本配置的基本配置 天線天線：802.11b/g標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)

34、的AP往往只有往往只有1根天根天線，而線，而802.11n標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)的AP則具有則具有2根以上的根以上的天線。天線。 有線網(wǎng)絡(luò)接口有線網(wǎng)絡(luò)接口：包括局域網(wǎng)端口和廣域網(wǎng)：包括局域網(wǎng)端口和廣域網(wǎng)端口端口 局域網(wǎng)接口類型一般都是以太網(wǎng)接口局域網(wǎng)接口類型一般都是以太網(wǎng)接口 廣域網(wǎng)接口類型根據(jù)所連網(wǎng)絡(luò)不同而有所不同廣域網(wǎng)接口類型根據(jù)所連網(wǎng)絡(luò)不同而有所不同 Phone/ISDN接口：用于通過電話線連網(wǎng)接口：用于通過電話線連網(wǎng) 以太網(wǎng)接口：用于通過園區(qū)局域網(wǎng)或以太網(wǎng)接口：用于通過園區(qū)局域網(wǎng)或ADSL連網(wǎng)連網(wǎng) USB端口（某些端口（某些AP配置）配置） 連接打印機，實現(xiàn)無線打印功能連接打印機，實現(xiàn)無線打印功能

35、 連接外置硬盤，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)存儲或連接外置硬盤，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)存儲或P2P下載功能下載功能6/24/202251AP的工作模式的工作模式 AP可支持的組網(wǎng)方式包括：可支持的組網(wǎng)方式包括： 基礎(chǔ)架構(gòu)模式基礎(chǔ)架構(gòu)模式 點對點橋接模式點對點橋接模式 點對多點橋接模式點對多點橋接模式 無線中繼模式無線中繼模式 6/24/202252基礎(chǔ)架構(gòu)模式基礎(chǔ)架構(gòu)模式 最基本的無線局域網(wǎng)構(gòu)建模式。 適用場合： 無線客戶端連接有線網(wǎng)絡(luò) 便攜式無線客戶端移動漫游 家庭、辦公室6/24/202253點對點橋接模式點對點橋接模式 這種模式多用于兩個局域網(wǎng)距離并不很遠(yuǎn)，但由于中間的地帶有阻礙，不方便布線連接的場合。 連接范圍約300

36、米，采用定向天線后可將距離擴(kuò)展到上千米 6/24/202254點對多點橋接模式點對多點橋接模式 能夠?qū)崿F(xiàn)多個分散的遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)。 中心AP發(fā)送，遠(yuǎn)程AP接收 用于多個建筑物的局域網(wǎng)之間的互聯(lián) 中心AP要使用全向天線，遠(yuǎn)程AP要使用定向天線 6/24/202255無線中繼模式無線中繼模式 利用AP作為無線中繼器，延伸無線網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍。 又稱為無線分布式系統(tǒng)（WDS） 適用于需要無線互連的兩個局域網(wǎng)距離過遠(yuǎn)或中間有障礙物阻擋的場合。 注意：并不是所有的AP都支持無線中繼模式6/24/2022568.6 路由器（路由器（Router）工作在工作在OSI第三層（網(wǎng)絡(luò)層）。第三層（網(wǎng)絡(luò)層）。功能：功

37、能：在網(wǎng)絡(luò)之間轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡(luò)分組；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；為網(wǎng)絡(luò)分組尋找最佳傳輸路徑；實現(xiàn)子網(wǎng)隔離，限制廣播風(fēng)暴。實現(xiàn)子網(wǎng)隔離，限制廣播風(fēng)暴。 目的地址無法識別時，路由器將其丟棄，而不是廣播。目的地址無法識別時，路由器將其丟棄，而不是廣播。提供邏輯地址，以識別互聯(lián)網(wǎng)上的主機；提供邏輯地址，以識別互聯(lián)網(wǎng)上的主機；提供廣域網(wǎng)服務(wù)。提供廣域網(wǎng)服務(wù)。應(yīng)用：把應(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。連入廣域網(wǎng)或作為廣域網(wǎng)的核心連接設(shè)備。v用路由器進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的特點：用路由器進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的特點：用路由器連接起來的若干個網(wǎng)絡(luò)，它們?nèi)允歉髯元毩⒌摹Ｒ霃囊挥寐酚善鬟B接起來的若

38、干個網(wǎng)絡(luò)，它們?nèi)允歉髯元毩⒌?。要想從一個網(wǎng)絡(luò)訪問用路由器連接起來的另一個網(wǎng)絡(luò)中的站點，必須指定該站個網(wǎng)絡(luò)訪問用路由器連接起來的另一個網(wǎng)絡(luò)中的站點，必須指定該站點的邏輯地址（點的邏輯地址（IP地址），通過廣播是無法與之進(jìn)行通信的。地址），通過廣播是無法與之進(jìn)行通信的。6/24/202257用路由器進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)用路由器進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)互聯(lián) HUB路由器路由器沖突域沖突域2沖突域沖突域1路由器可以隔離沖突域和廣播域路由器可以隔離沖突域和廣播域 HUB HUB沖突域沖突域3廣播域廣播域2廣播域廣播域16/24/202258路由器的結(jié)構(gòu)路由器的結(jié)構(gòu) 路由處理器路由處理器 CPU、RAM、IOS 路由表路由表 協(xié)議軟件協(xié)議軟件 網(wǎng)絡(luò)接口（網(wǎng)絡(luò)接口（LAN、WAN、CONSOLE） 輸入接口，輸出接口 交換結(jié)構(gòu)（交換結(jié)構(gòu)（Switching Fabric） 6/24/202259路由器的網(wǎng)絡(luò)接口路由器的網(wǎng)絡(luò)接口LAN接口：一個或多個EthernetWAN接口：一個或多個Sync/Async Serial撥號類接口：BRI，PRI等控制臺CONSOLE6/24/202260內(nèi)部結(jié)構(gòu)內(nèi)部結(jié)構(gòu)6/24/202261路由器組網(wǎng)的優(yōu)缺點路由器組網(wǎng)的優(yōu)缺點 優(yōu)點優(yōu)點 限制了沖突域； 可以用于L