11.各層網(wǎng)絡(luò)設(shè)備介紹.ppt

1、課程議題,物理層互聯(lián)設(shè)備,共享式以太網(wǎng),工作機制 CSMA/CD：載波偵聽、多路訪問、沖突檢測,聽,當(dāng)PCA要發(fā)一個數(shù)據(jù)包給PCD的時候,首先PCA要先聽HUB的鏈路上是否有數(shù)據(jù)在跑,如果有那么PCA等待,如果沒有那么PCA將數(shù)據(jù)包發(fā)出.這樣的做法是由于HUB上的鏈路是共享的,所以采用了發(fā)數(shù)據(jù)包之前先進(jìn)行沖突檢測的方法,那么我們稱為CSMA/CD.,PC A,PC B,PC C,PC D,空閑,數(shù)據(jù),聽,數(shù)據(jù),現(xiàn)在的情況是PCA和PCC都要發(fā)數(shù)據(jù),但是兩人剛才都檢測到HUB上是空閑的.那么兩人都發(fā).結(jié)果發(fā)生了沖突.兩人都同時啟動BACK OFF動作.隨機的生成一個秒數(shù),再發(fā)數(shù)據(jù)包.如果再與其他

2、PC發(fā)送的數(shù)據(jù)包沖突.那么再次BACK OFF,BACK OFF一共可進(jìn)行15次.,PC A,PC B,PC C,PC D,沖突,聽,數(shù)據(jù),隨機秒數(shù),物理層設(shè)備集線器,功能 負(fù)責(zé)在兩個節(jié)點的物理層上按比特傳遞信息，完成信號的整形、放大和復(fù)制功能，以此來延長網(wǎng)絡(luò)的長度。 特點： 所有用戶共享10M帶寬 任何用戶發(fā)送數(shù)據(jù)時，所有用戶都可以接收到 在某一時刻只允許一個用戶傳輸數(shù)據(jù),物理層設(shè)備-集線器,課程議題,數(shù)據(jù)鏈路層互聯(lián)設(shè)備,網(wǎng)絡(luò)適配器（Adapter）,網(wǎng)絡(luò)適配器（網(wǎng)卡） 網(wǎng)絡(luò)適配器屬于數(shù)據(jù)鏈路層設(shè)備 MAC地址 每個網(wǎng)卡芯片都會燒錄一個全球唯一的MAC地址 網(wǎng)卡速率 10、100、1000M

3、自適應(yīng) 雙工模式 支持全雙工、半雙式、自適應(yīng),數(shù)據(jù)鏈路層設(shè)備以太網(wǎng)交換機,特點 以太網(wǎng)交換機是一種具有簡化、低價、高性能和高端口密集特點的網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品。 二層交換機屬數(shù)據(jù)鏈路層設(shè)備，可以識別數(shù)據(jù)包中的MAC地址信息，根據(jù)MAC地址進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，并將這些MAC地址與對應(yīng)的端口記錄在自己內(nèi)部的一個地址表中。,交換機MAC地址表學(xué)習(xí)（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,交換機初始化時MAC地址表是空的。,交換機MAC地址表學(xué)習(xí)（二）,MAC 地址表

4、,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,主機之間互相發(fā)送數(shù)據(jù)，交換機會學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)幀的源MAC地址。,交換機幀轉(zhuǎn)發(fā)原理（一）,已知單播幀 過濾操作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,

5、0260.8c01.4444,X,X,MAC地址表,F0/1,F0/3,F0/2,F0/4,A,C,B,D,交換機幀轉(zhuǎn)發(fā)原理（二）,未知單播幀，廣播幀： 執(zhí)行廣播操作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,沖突域與廣播域,1,2,3,四個沖突域、一個廣播

6、域,轉(zhuǎn)發(fā)方式,交換機的三種轉(zhuǎn)發(fā)方式 直通式 存儲轉(zhuǎn)發(fā)式 無碎片直通式（更高級的直通式轉(zhuǎn)發(fā)）,直通式,直通式（Cut Through）方式處理過程 在輸入端口檢測到一個數(shù)據(jù)包后，只檢查其包頭，取出目的地址，通過內(nèi)部的地址表確定相應(yīng)的輸出端口，然后把數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)到輸出端口這樣就完成了交換。因為它只檢查數(shù)據(jù)包的包頭（通常只檢查14個字節(jié)）。,Cut存儲轉(zhuǎn)發(fā)式,存儲轉(zhuǎn)發(fā)（Store and Forward）處理過程 是計算機網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域使用得最為廣泛的技術(shù)之一，在這種工作方式下交換機的控制器先緩存輸入到端口的數(shù)據(jù)包，然后進(jìn)行CRC校驗，濾掉不正確的幀，確認(rèn)包正確后，取出目的地址，通過內(nèi)部的地址表確定相應(yīng)的輸

7、出端口，然后把數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)到輸出端口。,無碎片直通式,無碎片直通（Fragment Free Through）過程 是介于直通式和存儲轉(zhuǎn)發(fā)式之間的一種解決方案，它檢查數(shù)據(jù)包的長度是否夠64 Bytes（512bit）如果小于64 Bytes，說明該包是碎片（即在信息發(fā)送過程中由于沖突而產(chǎn)生的殘缺不全的幀），則丟棄該包，如果大于64 Bytes，則發(fā)送該包。該方式的數(shù)據(jù)處理速度比存儲轉(zhuǎn)發(fā)方式快，但比直通式慢。,交換機互連方式,級聯(lián)： 交換機之間利用以太網(wǎng)接口連接起來 擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)范圍 單鏈路帶寬瓶頸 延時大 堆疊: 通過堆疊線纜將交換機的背板連接起來，擴(kuò)大級聯(lián)帶寬 堆疊線纜短（1米） 解決帶寬瓶頸（單

8、鏈路1G或更大） 延時小 統(tǒng)一管理,堆疊菊花鏈,鏈路帶寬1G 銳捷交換機支持最多8臺交換機堆疊,堆疊-主從式,鏈路帶寬2.66G,交換機性能參數(shù),背板帶寬 24X100MX24.8G S2126G 12.8G 包轉(zhuǎn)發(fā)率 S2126G 6.6MPPS MAC地址表大小 8K 線速交換 1,000Mbps/8bit/(64 + 8 + 12)byte=1,488,095pps,課程議題,網(wǎng)絡(luò)層互聯(lián)設(shè)備,什么是路由,選擇一個將數(shù)據(jù)包發(fā)往某個目標(biāo)網(wǎng)段或主機的路徑就是路由的過程。,路由器的功能,作用 實現(xiàn)不同IP網(wǎng)段主機間的相互訪問 實現(xiàn)不同通信協(xié)議網(wǎng)段主機間的相互訪問 不轉(zhuǎn)發(fā)廣播數(shù)據(jù)包 功能 基于IP

9、地址的尋徑和轉(zhuǎn)發(fā) 不同通信協(xié)議的轉(zhuǎn)換 特定IP數(shù)據(jù)包的分片和重組,路由器轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)過程,1、路由器從接口收到數(shù)據(jù)包，讀取數(shù)據(jù)包里的目的IP地址 2、根據(jù)目的IP地址信息查找路由表進(jìn)行匹配 3、匹配成功后，按照路由表中轉(zhuǎn)發(fā)信息進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā) 4、匹配失敗，將數(shù)據(jù)包丟棄，并向源發(fā)送方反回錯誤信息報文,Packet,路由表,目的網(wǎng)段 轉(zhuǎn)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B,路由表的產(chǎn)生方式-直連路由,路由器會自動生成本路由器激活端口所在網(wǎng)段的路由條目,路由表的產(chǎn)生方式-靜態(tài)路由,在簡單拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)里，網(wǎng)絡(luò)管理員手動輸入路由條目。,

10、路由表產(chǎn)生的方式-動態(tài)路由,動態(tài)路由協(xié)議學(xué)習(xí)到的路由 在大型網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，依靠路由協(xié)議比如OSPF、RIP路由協(xié)議學(xué)習(xí),路由器接口,配置接口 Console口 AUX口,路由器接口,局域網(wǎng)接口 AUI接口 RJ-45接口 SC接口,路由器接口,廣域網(wǎng)接口 高速同步串口 異步串口 ISDN BRI端口,路由器的硬件連接,路由器與局域網(wǎng)的連接 100Mbps FastEthernet: 100BaseTX-使用5類UTP或1類STP，傳輸100M，距離100米。 100BaseFX-使用光纖，傳輸100M，距離550米。,路由器的硬件連接,路由器與局域網(wǎng)的連接 在DCE端必須配置時鐘頻率 Route

11、r(config-if)#Clock rate 64000,路由器的硬件連接,ISDN ISDN BRI S/T 必須外接NT1終端設(shè)備，再由NT1連接電話線 ISDN BRI U 已包含NT1終端設(shè)備，直接連接電話線,三層交換機,在邏輯上 三層交換和路由是等同的，三層交換的過程就是IP報文選路的過程。 三層交換機與路由器在轉(zhuǎn)發(fā)操作上的主要區(qū)別在于其實現(xiàn)的方式： 三層交換機通過硬件實現(xiàn)查找和轉(zhuǎn)發(fā) 傳統(tǒng)路由器通過微處理器上運行的軟件實現(xiàn)查找和轉(zhuǎn)發(fā) 三層交換機的轉(zhuǎn)發(fā)路由表與路由器一樣，需要軟件通過路由協(xié)議來建立和維護(hù),課程議題,應(yīng)用層互聯(lián)設(shè)備,應(yīng)用層互聯(lián)設(shè)備防火墻,防火墻作用 一方面阻止來自因特網(wǎng)的對受保護(hù)網(wǎng)絡(luò)的未授權(quán)或未驗證的訪問，另一方面允許內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的用戶對因特網(wǎng)進(jìn)行Web訪問或收發(fā)E-mail等。 防火墻也可以作為一個訪問因特網(wǎng)的權(quán)限控制關(guān)口，如允許組織內(nèi)的特定的人可以訪問因特網(wǎng)。 特點 現(xiàn)在的許多防火墻同時還具有一些其他特點，如進(jìn)行身份鑒別，對信息進(jìn)行安全（加密）處理等等。,防火墻,防火墻的工作模式 路由模式 網(wǎng)橋模式 防火墻的Internal內(nèi)部網(wǎng)絡(luò) External外部網(wǎng)絡(luò) DMZ (demilitarized z