路由與交換配置-網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備

第一部實施準備2023/1/161實施準備網(wǎng)絡(luò)設(shè)備網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃銳捷網(wǎng)絡(luò)實驗室使用2023/1/162實施準備—網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備2023/1/163教學(xué)目標通過本章學(xué)習(xí)能夠：1、掌握網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)應(yīng)用場合及特點；2、掌握集線器、交換機及路由器之間的區(qū)別及應(yīng)用場合；3、精通二層交換機功能原理和特點；4、熟悉路由器、三層交換機應(yīng)用場合及特點；5、了解防火墻、IDS、IPS等安全設(shè)備應(yīng)用場合及特點。2023/1/164主要內(nèi)容網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)互聯(lián)設(shè)備數(shù)據(jù)鏈路層互聯(lián)設(shè)備物理層設(shè)備網(wǎng)絡(luò)層互聯(lián)設(shè)備應(yīng)用層互聯(lián)設(shè)備2023/1/165課程議題網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)互聯(lián)設(shè)備

2023/1/166網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)-雙絞線線序標準：568A白綠、綠、白橙、蘭、白蘭、橙、白棕、棕568B白橙、橙、白綠、蘭、白蘭、綠、白棕、棕線纜種類交叉線相同設(shè)備類型接口使用交叉線直連線不同設(shè)備類型接口使用直連線2023/1/167網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)-雙絞線有效線纜長度100米智能MDI/MDIX不需要知道電纜另一端為MDI還是MDIX設(shè)備兩種電纜（普通、交叉）都可連接交換機、集線器或NIC設(shè)備。消除由于電纜配錯引起的連接錯誤簡化10/100M網(wǎng)絡(luò)安裝維護，降低開銷。2023/1/168光纖中心是光傳播的玻璃芯芯外面包圍著一層折射率比芯低的玻璃封套，以使光纖保持在芯內(nèi)。再外面的是一層薄的塑料外套，用來保護封套。光纖分為單模光纖和多模光纖光柱保護層核心線纜保護層光線結(jié)構(gòu)示意圖網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)-光纖2023/1/169網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)-光纖FC－PC型光尾纖接頭外形圖SC－PC型光尾纖接頭外形圖ST-PC型光尾纖接頭外形圖FC/PC－SC/PC型光尾纖外形圖2023/1/1610網(wǎng)絡(luò)傳傳輸介介質(zhì)續(xù)續(xù)常見介質(zhì)型號型號代表的傳輸介質(zhì)10Base2細同軸電纜10Base5粗同軸電纜10BaseT雙絞線100BaseTX5類以上雙絞線100BaseFX單模、多模光纖1000BaseTX超5類以上雙絞線1000BaseSX短波多模光纖1000BaseLX長波單、多模光纖2022/12/2911課程議議題物理層層互聯(lián)聯(lián)設(shè)備備2022/12/2912共享式式以太太網(wǎng)工作機機制CSMA/CD：載波波偵聽聽、多多路訪訪問、、沖突突檢測測聽當PCA要發(fā)一一個數(shù)數(shù)據(jù)包包給PCD的時候候,首先PCA要先聽聽HUB的鏈路路上是是否有有數(shù)據(jù)據(jù)在跑跑,如果有有那么么PCA等待,如果沒沒有那那么PCA將數(shù)據(jù)據(jù)包發(fā)發(fā)出.這樣的的做法法是由由于HUB上的鏈鏈路是是共享享的,所以采采用了了發(fā)數(shù)數(shù)據(jù)包包之前前先進進行沖沖突檢檢測的的方法法,那么我我們稱稱為CSMA/CD.PCAPCBPCCPCD空閑數(shù)據(jù)2022/12/2913現(xiàn)在的情情況是PCA和PCC都要發(fā)數(shù)數(shù)據(jù),但是兩人人剛才都都檢測到到HUB上是空閑閑的.那么兩人人都發(fā).結(jié)果發(fā)生生了沖突突.兩人都同同時啟動動BACKOFF動作.隨機的生生成一個個秒數(shù),再發(fā)數(shù)據(jù)據(jù)包.如果再與與其他PC發(fā)送的數(shù)數(shù)據(jù)包沖沖突.那么再次次BACKOFF,BACKOFF一共可進進行15次.物理層設(shè)設(shè)備—集集線器聽數(shù)據(jù)PCAPCBPCCPCD沖突聽數(shù)據(jù)隨機秒數(shù)沖突域2022/12/2914功能負責(zé)在兩個節(jié)節(jié)點的物理層層上按比特傳傳遞信息，完完成信號的整整形、放大和和復(fù)制功能，，以此來延長長網(wǎng)絡(luò)的長度度。特點：所有用戶共享享10M帶寬任何用戶發(fā)送送數(shù)據(jù)時，所所有用戶都可可以接收到在某一時刻只只允許一個用用戶傳輸數(shù)據(jù)據(jù)物理層設(shè)備-集線器2022/12/2915課程議題數(shù)據(jù)鏈路層互互聯(lián)設(shè)備2022/12/2916網(wǎng)絡(luò)適配器（（Adapter）網(wǎng)絡(luò)適配器（（網(wǎng)卡）網(wǎng)絡(luò)適配器屬屬于數(shù)據(jù)鏈路路層設(shè)備MAC地址每個網(wǎng)卡芯片片都會燒錄一一個全球唯一一的MAC地址網(wǎng)卡速率10、100、1000M自適應(yīng)雙工模式支持全雙工、、半雙式、自自適應(yīng)2022/12/2917補充：有關(guān)信號的幾幾個基本概念念單向通信（單工通信））——只能有一個方方向的通信而而沒有反方向向的交互。雙向交替通信信（半雙工通信信）——通信的雙方都都可以發(fā)送信信息，但不能能雙方同時發(fā)發(fā)送(當然也就不能能同時接收)。雙向同時通信信（全雙工通信信）——通信的雙方可可以同時發(fā)送送和接收信息息。2022/12/2918基帶信號（即基本頻帶帶信號）——來自信源的信信號。像計算算機輸出的代代表各種文字字或圖像文件件的數(shù)據(jù)信號號都屬于基帶帶信號?；鶐盘柾休^多多的低頻成分分，甚至有直直流成分，而而許多信道并并不能傳輸這這種低頻分量量或直流分量量。因此必須須對基帶信號號進行調(diào)制(modulation)。帶通信號——把基帶信號經(jīng)經(jīng)過載波調(diào)制制后，把信號號的頻率范圍圍搬移到較高高的頻段以便便在信道中傳傳輸（即僅在在一段頻率范范圍內(nèi)能夠通通過信道）。。補充：基帶(baseband)信號和帶通(bandpass)信號2022/12/2919補充：幾種種最基本的的調(diào)制方法法基帶信號往往往包含有有較多的低低頻成分，，甚至有直直流成分，，而許多信信道并不能能傳輸這種種低頻分量量或直流分分量。為了了解決這一一問題，就就必須對基基帶信號進進行調(diào)制(modulation)。最基本的二二元制調(diào)制制方法有以以下幾種：：調(diào)幅(AM)：載波的振振幅隨基帶帶數(shù)字信號號而變化。。調(diào)頻(FM)：載波的頻頻率隨基帶帶數(shù)字信號號而變化。。調(diào)相(PM)：載波的初初始相位隨隨基帶數(shù)字字信號而變變化。2022/12/2920對基帶數(shù)字字信號的幾幾種調(diào)制方方法010011100基帶信號調(diào)幅調(diào)頻調(diào)相2022/12/2921數(shù)據(jù)鏈路層層設(shè)備—以太網(wǎng)交換換機特點以太網(wǎng)交換換機是一種種具有簡化化、低價、、高性能和和高端口密密集特點的的網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品品。二層交換機機屬數(shù)據(jù)鏈鏈路層設(shè)備備，可以識識別數(shù)據(jù)包包中的MAC地址信息，，根據(jù)MAC地址進行轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)發(fā)，并將將這些MAC地址與對應(yīng)應(yīng)的端口記記錄在自己己內(nèi)部的一一個地址表表中。2022/12/2922交換機MAC地址表學(xué)習(xí)習(xí)（一）MAC地址表0260.8c01.11110260.8c01.22220260.8c01.33330260.8c01.4444F0/1F0/3F0/2F0/4ACBD交換機初始始化時MAC地址表是空空的。2022/12/2923交換機MAC地址表學(xué)習(xí)習(xí)（二）MAC地址表0260.8c01.11110260.8c01.22220260.8c01.33330260.8c01.4444F0/1:0260.8c01.1111F0/1F0/3F0/2F0/4ACBD主機之間互互相發(fā)送數(shù)數(shù)據(jù)，交換換機會學(xué)習(xí)習(xí)數(shù)據(jù)幀的的源MAC地址。2022/12/2924交換換機機幀幀轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)發(fā)發(fā)原原理理（（一一））已知知單單播播幀幀過濾濾操操作作FilteringF0/1:0260.8c01.1111F0/2:0260.8c01.2222F0/3:0260.8c01.3333F0/4:0260.8c01.44440260.8c01.11110260.8c01.22220260.8c01.33330260.8c01.4444XXMAC地址表F0/1F0/3F0/2F0/4ACBD2022/12/2925交換換機機幀幀轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)發(fā)發(fā)原原理理（（二二））未知知單單播播幀幀，，廣廣播播幀幀：：執(zhí)行行廣廣播播操操作作Flooding(泛洪洪)0260.8c01.11110260.8c01.22220260.8c01.33330260.8c01.4444F0/1F0/3F0/2F0/4F0/1:0260.8c01.1111F0/2:0260.8c01.2222F0/3:0260.8c01.3333F0/4:0260.8c01.4444MAC地址表ACBD2022/12/2926沖突域與與廣播域域1234四個沖突突域、一一個廣播播域2022/12/2927沖突域與與廣播域域沖突域（（物理分分段）：：連接在在同一導(dǎo)導(dǎo)線上的的所有工工作站的的集合，，或者說說是同一一物理網(wǎng)網(wǎng)段上所所有節(jié)點點的集合合或以太太網(wǎng)上競競爭同一一帶寬的的節(jié)點集集合。這這個域代代表了沖沖突在其其中發(fā)生生并傳播播的區(qū)域域，這個個區(qū)域可可以被認認為是共共享段。。在OSI模型中，，沖突域域被看作作是第一一層的概概念，連連接同一一沖突域域的設(shè)備備有Hub，Reperter或者其他他進行簡簡單復(fù)制制信號的的設(shè)備。。也就是是說，用用Hub或者Repeater連接的所所有節(jié)點點可以被被認為是是在同一一個沖突突域內(nèi)，，它不會會劃分沖沖突域。。而第二二層設(shè)備備（網(wǎng)橋橋，交換換機）第第三層設(shè)設(shè)備（路路由器））都可以以劃分沖沖突域的的，當然然也可以以連接不不同的沖沖突域。。簡單的的說，可可以將Repeater等看成成是一一根電電纜，，而將將網(wǎng)橋橋等看看成是是一束束電纜纜。2022/12/2928廣播域域：接接收同同樣廣廣播消消息的的節(jié)點點的集集合。。如：：在該該集合合中的的任何何一個個節(jié)點點傳輸輸一個個廣播播幀，，則所所有其其他能能收到到這個個幀的的節(jié)點點都被被認為為是該該廣播播幀的的一部部分。。由于于許多多設(shè)備備都極極易產(chǎn)產(chǎn)生廣廣播，，所以以如果果不維維護，，就會會消耗耗大量量的帶帶寬，，降低低網(wǎng)絡(luò)絡(luò)的效效率。。由于于廣播播域被被認為為是OSI中的第第二層層概念念，所所以象象Hub，交換換機等等第一一，第第二層層設(shè)備備連接接的節(jié)節(jié)點被被認為為都是是在同同一個個廣播播域。。而路路由器器，第第三層層交換換機則則可以以劃分分廣播播域，，即可可以連連接不不同的的廣播播域。。注：一一個VLAN是一個個廣播播域，，VLAN可以隔隔離廣廣播，，劃分分VLAN的其中中的一一個目目的就就是隔隔離廣廣播。。2022/12/2929沖突域域與廣廣播域域下面將將這三三種網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)設(shè)備打打個通通俗的的比喻喻來幫幫助理理解：：局局域域網(wǎng)好好比一一棟大大樓，，每個個人（（好比比主機機）有有自己己的房房間（（房間間就好好比網(wǎng)網(wǎng)卡，，房號號就是是物理理地址址，即即MAC地址）），里里面的的人（（主機機）人人手一一個對對講機機，由由于工工作在在同一一頻道道，所所以一一個人人說話話，其其他人人都能能聽到到，這這就是是廣播播（向向所有有主機機發(fā)送送信息息包）），只只有目目標才才會回回應(yīng)，，其他他人雖雖然聽聽見但但是不不理（（丟棄棄包）），而而這些些能聽聽到廣廣播的的所有有對講講機設(shè)設(shè)備就就夠成成了一一個廣廣播域域。而而這些些對講講機就就是集集線器器（HUB），每每個對對講機機都像像是集集線器器上的的端口口，大大家都都知道道對講講機在在說話話時是是不能能收聽聽的，，必須須松開開對講講鍵才才能收收聽，，這種種同一一時刻刻只能能收或或者發(fā)發(fā)的工工作模模式就就是半半雙工工。而而且對對講機機同一一時刻刻只能能有一一個人人說話話才能能聽清清楚，，如果果兩個個或者者更多多的人人一起起說就就會產(chǎn)產(chǎn)生沖沖突，，都沒沒法聽聽清楚楚，所所以這這就構(gòu)構(gòu)成了了一個個沖突突域。。2022/12/2930沖突域域與廣廣播域域廣播域域(Broadcastdomain)：網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)中中的一一組設(shè)設(shè)備的的集合合。即即同一一廣播播包能能到達達的所所有設(shè)設(shè)備成成為一一個廣廣播域域。當當這些些設(shè)備備中的的一個個發(fā)出出一個個廣播播時，，所有有其他他的設(shè)設(shè)備都都能接接收到到這個個廣播播幀。。HUB和和SWITCH的所所有端端口都都是在在一個個廣播播域里里，路路由器器上的的每個個端口口自成成一個個廣播播域。。2022/12/2931沖突域與廣播播域有一天樓里的的人受不了這這種低效率的的通信了，所所以升級了設(shè)設(shè)備，換成每每人一個內(nèi)線線電話（交換換機SWITCH，每個電話都都相當于交換換機上的一個個端口），每每人都有一個個內(nèi)線號碼（（邏輯地址即即IP地址）。（這這里要額外說說一下IP地址和MAC地址轉(zhuǎn)譯的問問題，常見的的二層交換機機只識別MAC地址，它內(nèi)置置一個MAC地址表，并不不斷維護和更更新它，來確確定哪個端口口對應(yīng)那臺主主機的MAC地址，而我們們所用的通信信軟件都是基基于IP的，IP地址和MAC地址的轉(zhuǎn)換工工作，就由ARP地址解析協(xié)議議來完成。））在最開始時時，沒人知道道哪個號碼對對應(yīng)哪個人，，所以要想打打電話給某個個人得先廣播播一下：“xxx，你的號碼是是多少？”““我的號碼是是xxxx”。這樣你就有有了目標的號號碼，所有的的內(nèi)線號碼就就是通過這種種方式不斷加加入電話簿中中（交換機的的MAC地址表），下下次可以直接接撥到他的分分機號碼上去去而不用廣播播了。2022/12/2932沖突域與廣播播域大家都知道電電話是點對點點的通信設(shè)備備，不會影響響到其他人，，起沖突的只只會限制在本本地，一個電電話號碼的線線路相當于一一個沖突域，，只有再串連連分機時，分分機和主機之之間才會有沖沖突的發(fā)生，，這個沖突不不會影響到外外面其他的電電話。而電話話號碼就像是是交換機上的的端口號，也也就是說交換換機上每個端端口自成一個個沖突域，所所以整個大的的沖突域被分分割成若干的的小沖突域了了。而且，電電話在接聽的的同時可以說說話，這樣的的工作模式就就是全雙工。。這就是交換換機比集線器器性能更好的的原因之一。。2022/12/2933轉(zhuǎn)發(fā)方方式交換機機的三三種轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)發(fā)方方式直通式式存儲轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)發(fā)式式無碎片片直通通式（（更高高級的的直通通式轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)發(fā)））2022/12/2934直通式式直通式式（CutThrough）方式式處理理過程程在輸入入端口口檢測測到一一個數(shù)數(shù)據(jù)包包后，，只檢檢查其其包頭頭，取取出目目的地地址，，通過過內(nèi)部部的地地址表表確定定相應(yīng)應(yīng)的輸輸出端端口，，然后后把數(shù)數(shù)據(jù)包包轉(zhuǎn)發(fā)發(fā)到輸輸出端端口．．這樣樣就完完成了了交換換。因因為它它只檢檢查數(shù)數(shù)據(jù)包包的包包頭（（通常常只檢檢查14個字節(jié)節(jié)）。。2022/12/2935Cut存儲轉(zhuǎn)發(fā)發(fā)式存儲轉(zhuǎn)發(fā)發(fā)（StoreandForward）處理過過程是計算機機網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)領(lǐng)域使用用得最為為廣泛的的技術(shù)之之一，在在這種工工作方式式下．交交換機的的控制器器先緩存存輸入到到端口的的數(shù)據(jù)包包，然后后進行CRC校驗，濾濾掉不正正確的幀幀，確認認包正確確后，取取出目的的地址，，通過內(nèi)內(nèi)部的地地址表確確定相應(yīng)應(yīng)的輸出出端口，，然后把把數(shù)據(jù)包包轉(zhuǎn)發(fā)到到輸出端端口。2022/12/2936無碎片直直通式無碎片直直通（FragmentFreeThrough）過程是介于直直通式和和存儲轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)發(fā)式之之間的一一種解決決方案，，它檢查查數(shù)據(jù)包包的長度度是否夠夠64Bytes（512bit）如果小小于64Bytes，說明該該包是碎碎片（即即在信息息發(fā)送過過程中由由于沖突突而產(chǎn)生生的殘缺缺不全的的幀），，則丟棄棄該包，，如果大大于64Bytes，則發(fā)送送該包。。該方式式的數(shù)據(jù)據(jù)處理速速度比存存儲轉(zhuǎn)發(fā)發(fā)方式快快，但比比直通式式慢。2022/12/2937交換機互互連方式式級聯(lián)：交換機之之間利用用以太網(wǎng)網(wǎng)接口連連接起來來擴展網(wǎng)絡(luò)絡(luò)范圍單鏈路帶帶寬瓶頸頸延時大2022/12/2938交換機互互連方式式堆疊:通過堆疊疊線纜將將交換機機的背板板連接起起來，擴擴大級聯(lián)聯(lián)帶寬堆疊線纜纜短（1米）解決帶寬寬瓶頸（（單鏈路路1G或更大）延時小統(tǒng)一管理2022/12/2939堆疊－菊花花鏈鏈路帶寬1G銳捷交換機機支持最多多8臺交換機堆堆疊2022/12/2940堆疊-主從式鏈路帶寬2.66G2022/12/2941交換換機機性性能能參參數(shù)數(shù)背板板帶帶寬寬24X100MX2＝4.8GS2126G12.8G包轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)發(fā)發(fā)率率S2126G6.6MPPSMAC地址址表表大大小小8K線速速交交換換1,000Mbps/8bit/(64+8+12)byte=1,488,095pps2022/12/2942課程議題題網(wǎng)絡(luò)層互互聯(lián)設(shè)備備2022/12/2943什么是路路由選擇一個個將數(shù)據(jù)據(jù)包發(fā)往往某個目目標網(wǎng)段段或主機機的路徑徑就是路路由的過過程。172.16.1.010.1.1.02022/12/2944路由器器的功功能作用實現(xiàn)不不同IP網(wǎng)段主主機間間的相相互訪訪問實現(xiàn)不不同通通信協(xié)協(xié)議網(wǎng)網(wǎng)段主主機間間的相相互訪訪問不轉(zhuǎn)發(fā)發(fā)廣播播數(shù)據(jù)據(jù)包功能基于IP地址的的尋徑徑和轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)發(fā)不同通通信協(xié)協(xié)議的的轉(zhuǎn)換換特定IP數(shù)據(jù)包包的分分片和和重組組2022/12/2945路由器轉(zhuǎn)發(fā)發(fā)數(shù)據(jù)過程程1、路由器從接接口收到數(shù)數(shù)據(jù)包，讀讀取數(shù)據(jù)包包里的目的的IP地址2、根據(jù)目的的IP地址信息查查找路由表表進行匹配配3、匹配成功功后，按照照路由表中中轉(zhuǎn)發(fā)信息息進行轉(zhuǎn)發(fā)發(fā)4、匹配失敗敗，將數(shù)據(jù)據(jù)包丟棄，，并向源發(fā)發(fā)送方反回回錯誤信息息報文Packet路由表目的網(wǎng)段轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)發(fā)發(fā)方式192.168.1.0從F1口發(fā)出192.168.2.0從F2口發(fā)出172.16.1.0交給B2022/12/2946路由表的產(chǎn)產(chǎn)生方式----直直連路由1.1.1.01.1.2.01.1.3.0路由器會自自動生成本本路由器激激活端口所所在網(wǎng)段的的路由條目目2022/12/2947路由表的產(chǎn)產(chǎn)生方式----靜靜態(tài)路由在簡單拓撲撲結(jié)構(gòu)的網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)里，網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)管理員員手動輸入入路由條目目。2022/12/2948路由表產(chǎn)產(chǎn)生的方方式----動動態(tài)路由由動態(tài)路由由協(xié)議學(xué)學(xué)習(xí)到的的路由在大型網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境境下，依依靠路由由協(xié)議比比如OSPF、RIP路由協(xié)議議學(xué)習(xí)2022/12/2949路由器接接口配置接口口Console口AUX口2022/12/2950路由器接接口局域網(wǎng)接接口AUI接口RJ-45接口SC接口2022/12/2951路由器接接口廣域網(wǎng)接接口高速同步步串口異步串口口ISDNBRI端口2022/12/2952路由器的的硬件連連接路由器與與局域網(wǎng)網(wǎng)的連接接100MbpsFastEthernet:100BaseTX----使用5類UTP或1類STP，傳輸100M，距離100米。100BaseFX----使用光纖纖，傳輸輸100M，距離550米。2022/12/2953路由器的硬件件連接端接用戶設(shè)備DTEDCE服務(wù)提供商DTE路由器與局域域網(wǎng)的連接在DCE端必須配置時時鐘頻率Router(config-if)#Clockrate640002022/12/2954路由器的硬件件連接ISDNISDNBRIS/T必須外接NT1終端設(shè)備，再再由NT1連接電話線ISDNBRIU已包含NT1終端設(shè)備，直直接連接電話話線2022/12/2955三層交換機在邏輯上三層交換和路路由是等同的的，三層交換換的過程就是是IP報文選路的過過程。三層交換機與與路由器在轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)發(fā)操作上的的主要區(qū)別在在于其實現(xiàn)的的方式：三層交換機通通過硬件實現(xiàn)現(xiàn)查找和轉(zhuǎn)發(fā)發(fā)傳統(tǒng)路由器通通過微處理器器上