常用網絡設備介紹【精制材料】

1、常用網絡設備介紹,主要內容： 網絡調制解調器（Modem） 網絡接口卡（NIC） 中繼器與集線器 網橋和交換機 無線接入點（Access Point ） 路由器（Router） 第三層交換機,1,行業(yè)相關,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,集線器,企業(yè)內部網,外部訪問子網,因特網,2,行業(yè)相關,網絡設備在OSI體系中的位置,網絡設備的功能層次,3,行業(yè)相關,中繼器（集線器）的概念結構,4,行業(yè)相關,網橋（交換機）的概念結構,5,行業(yè)相關,路由器的概念結構,6,行業(yè)相關,網關的概念結構,7,行業(yè)相關,8.1 調制解調器Modem,集成了調制和解調功能的設

2、備 工作在體系結構的物理層 一般是指用于電話網絡的模擬調制解調器 目前的調制解調器在自適應、數據壓縮和網絡編碼調制技術等方面已非常成熟，每個話路的數據傳輸速率可高達56kb/s，已基本接近電話線路的最大理論速率。,8,行業(yè)相關,調制解調器技術與相關標準,三種調制技術 振幅調制振幅鍵控（ASK） 頻率調制頻移鍵控（FSK） 相位調制相移鍵控（PSK） 實際應用中，往往采用以上三種基本調制方式的組合來達到更高的調制效率,9,行業(yè)相關,調制解調器的技術標準,ITU-T V系列建議 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.

3、29：9600b/s V.32、V.24、V.42：14.4Kb/s V.34：33.6kb/s V.90、V.92：56Kb/s,10,行業(yè)相關,差錯控制協(xié)議和數據壓縮協(xié)議,差錯控制協(xié)議 ITU-T： V.42 Microcom公司：MNP1MNP4 數據壓縮協(xié)議 ITU-T：V.42bis 、V.44 最大壓縮率為4:110:1 Microcom公司：MNP5、MNP7和MNP9 MNP5的最大壓縮率為2:1,11,行業(yè)相關,高速調制解調器,V.90建議：ITU-T頒布的56kb/s調制解調器標準 提高速度的關鍵 服務提供商（ISP、聯機服務商或公司局域網）與電話交換網絡之間采用數字線路連

4、接 上行33.6kb/s，下行56kb/s,12,行業(yè)相關,8.2 網絡接口卡NIC,網絡接口卡（網卡）是連接主機與網絡的基本設備 每臺主機都應配置一個或多個網卡 每個網卡都有一個或多個網絡接口 不能獨立工作，必須依賴于宿主主機 連接不同的局域網需要使用不同的網卡 以太網卡 令牌環(huán)網卡 FDDI網卡 ATM網卡,13,行業(yè)相關,網卡的功能,數據緩存 匹配主機數據處理速率與網絡的傳輸速率 封裝/解封裝 加上控制字段以幀為單位進行傳輸卸下控制字段 介質訪問控制 CSMA/CD、Token Passing 串/并轉換 將主機的并行數據轉換成串行位流 數據編碼/解碼 轉換為適合網絡介質傳輸的信號形式

5、數據發(fā)送/接收,14,行業(yè)相關,網卡的結構,發(fā)送/接收部件負責信號的發(fā)送、接收 載波檢測部件檢測介質上有否信號 發(fā)送/接收控制部件及數據緩沖區(qū) 編碼/解碼器將數據編碼轉換為傳輸信號或反之 LAN管理部件 主機總線接口部件,計算機總線,通信線路,15,行業(yè)相關,網卡地址：即網卡的物理地址（MAC地址）， 固化在網卡硬件中（有些網卡可由用戶修改） 配置參數（跳線設置 / 軟件設置 / 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雙速網卡可

6、選）,網卡的配置參數,16,行業(yè)相關,并行處理：發(fā)送/接收和數據處理同步進行 全雙工：需集線器/交換機的支持，采用UTP和光纖 突發(fā)傳輸方式（每次傳送更多的幀）：LAN誤碼率很低 智能網卡（讓網卡承擔更多的傳輸任務） IEEE802.1p ：賦予數據包以優(yōu)先級（需要OS的支持） 提高與主機的傳輸速度：DMA傳送、PCI總線,提高網卡性能的技術,17,行業(yè)相關,網卡的選用,考慮的因素包括： LAN的類型：Ethernet、Token Ring、ATM、FDDI LAN的速度：10M/100M/1000M、4M/16M、25M/155M 網絡接口類型：AUI/BNC、RJ-45、SC/ST/MT-

7、RJ 主機總線類型：ISA、EISA、PCI、USB、PCMCIA 應用場合：服務器、工作站、筆記本 其他附加功能：PnP、防病毒、遠程喚醒、鏈路聚合等,18,行業(yè)相關,以太網卡的類型,19,行業(yè)相關,8.3 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，在網段之間復制比特流 特點： 不進行存儲信號延遲小 不檢查錯誤會擴散錯誤 不對信息進行任何過濾 可進行介質轉換如UTP轉換為光纖 用中繼器連接的多個網段是一個沖突域 應用注意事項：不能構成環(huán)、應遵守以太網的3-4-5規(guī)則,20,行業(yè)相關,2. 集線器（HUB）,多端口的中繼器，工作在物理層 功能：在網段

8、之間復制比特流，信號整形和放大 可認為它是將總線折疊到鐵盒子中的集中連接設備 特點： 具有與中繼器同樣的特點 可改變網絡物理拓撲形式：總線連接星形連接 邏輯上仍是一個總線型共享介質網絡 端口數：8，12，16，24,21,行業(yè)相關,獨立式（Stand alone） 固定端口配置，擴充時用級連的方法。 堆疊式（Stackable） 固定配置，用堆疊方法進行擴充堆疊連接在一起的HUB在邏輯相當于一臺單獨的HUB，可統(tǒng)一管理。 模塊化（Module） 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）

9、。,集線器類型：按結構形式劃分,22,行業(yè)相關,集線器的類型：按是否可管理劃分,智能HUB 允許用網管軟件對其進行管理的集線器，它內部包含有CPU等智能控制部件。 在需要進行網絡管理的中大型網絡系統(tǒng)中，一般都要求使用智能集線器（后面將要介紹的網絡交換機也需要是智能化的）。 非智能（普通） HUB 不能用網管軟件進行管理的集線器。 小型網絡為降低成本，一般使用普通集線器。,23,行業(yè)相關,集線器的類型：按速度劃分,傳統(tǒng)集線器 傳輸速度為10Mb/s（10Base-T網絡） 快速以太網集線器 傳輸速度為100Mb/s（100Base-T網絡） 10/100M自適應集線器 傳輸速度自適應 內部有兩個

10、網段：10M和100M，集線器根據連接速度將主機連接到不同網段上。 網段之間用交換方式連接。 保護投資，便于升級,24,行業(yè)相關,用集線器構建的網絡的特點,所有主機共享帶寬 無法限制沖突和廣播 適用于小型網絡,25,行業(yè)相關,例：用集線器搭建簡單的網絡,以1臺服務器，3臺PC機為例： 一臺HUB 4塊UTP接口的網卡 4臺PC機 8個RJ45接頭（水晶頭） 若干米UTP雙絞線,NIC,HUB,UTP,PC機,服務器,26,行業(yè)相關,8.4 網橋與網絡交換機,共享信道LAN的缺點 沖突域中的多個站點同時發(fā)送會造成沖突； 網絡中站點越多，沖突現象越嚴重； 具有n個站點的總帶寬B的共享網絡，每個站點

11、的平均擁有帶寬為B/n。 解決的方法 提高網絡傳輸速度沒有從根本上解決問題 網絡分段（微網段化） 減少每個網段中站點的數量, 使沖突的概率減小 實現網絡分段的設備：網橋、交換機、路由器,27,行業(yè)相關,網絡分段示意,廣播域,獨立的沖突域,獨立的沖突域,網橋或網絡交換機,交換機只能分隔沖突域，但不能分隔廣播域,HUB,沖突域/廣播域,網段2,網段1,總帶寬: BW2 結點帶寬: BW/4,總帶寬: BW 結點帶寬: BW/8,28,行業(yè)相關,網橋,存儲轉發(fā)設備，工作在數據鏈路層 用網橋連接的多個網絡對外呈現為一個單獨的物理網絡 具有唯一的網絡地址 根據路徑選擇方法，有兩種網橋： 透明網橋（Tra

12、nsparency Bridge） 由網橋負責路由選擇，網橋和路由對站點透明 以太網中最常用 源選徑網橋（Source Routing Bridge） 由源站點負責路由選擇，網橋和路由對站點不透明,29,行業(yè)相關,透明網橋,工作原理 網橋有尋址和路由選擇能力，路由選擇采用查表法： 網橋內的轉發(fā)表描述了到達每個站點的路由； 轉發(fā)表主要由端口號和站點MAC地址組成。 工作原理 對于從端口收到的每個報文，查看其目的MAC地址，并與轉發(fā)表對照： 若目的MAC地址在接收端口的表項中，則丟棄報文過濾； 若目的MAC地址在某一端口的表項中，則把報文轉發(fā)到與該端口連接的網段交換（轉發(fā)）； 若目的MAC地址不在

13、表中，則向接收端口外的其他所有端口廣播該報文廣播。,透明網橋工作原理歸納為：基于轉發(fā)表的過濾、轉發(fā)和廣播。,30,行業(yè)相關,轉發(fā)表,C,網橋轉發(fā)的例子：AB，AC,B,A,31,行業(yè)相關,轉發(fā)表的建立,剛加電時轉發(fā)表為空； 在轉發(fā)過程中逆向自學習路由； 逆向學習檢查收到的報文的源MAC地址： 若收到的報文的源MAC地址不在轉發(fā)表中，則插入到表中。 每個表項的生存期都是有限的： 在一段時間內未收到以同一MAC地址為源地址的報文時，該表項被刪除，以適應網絡拓撲的變化。 想一想：如前圖，當剛打開電源時，若站點A向站點C發(fā)送了一個報文，網橋是如何轉發(fā)該報文的？,32,行業(yè)相關,透明網橋需要解決的問題,

14、循環(huán)連接，造成： 轉發(fā)表振蕩，報文無限循環(huán)，包丟失,LAN1,LAN2,B1,B2,A,B,1,2,1,2,接口2又收到A發(fā)出的幀,接口1收到A發(fā)出的幀,接口1收到A發(fā)出的幀,接口2又收到A發(fā)出的幀,發(fā)往主機B的數據包會被兩個網橋無休止地轉發(fā)，這樣會占用所有可能獲取的網絡帶寬，導致網絡阻塞。,當透明網橋將改變各自的路由表以指明主機A在LAN2中時，恰巧主機B向主機A發(fā)送數據包，兩個網橋接收到此數據包后，會將其丟棄，因為它們的轉發(fā)表中指明主機A位于LAN2中。這樣發(fā)給主機A的數據將會丟失。,33,行業(yè)相關,生成樹(Spanning Tree)算法,用來構造一個邏輯上的無環(huán)網絡 實現方法：屏蔽網絡

15、中的冗余橋接口 計算時，通過發(fā)送和接收BPDU（Bridge Protocol Data Unit）來交換網橋信息 計算過程： 1.推選根網橋通常是標識號最小的網橋； 2.決定每個網橋的根端口到達根網橋代價最小的端口； 3.決定指定網橋每個網絡中具有最小根路徑代價的網橋； 4.決定各網絡的指定端口指定網橋與網絡連接的端口； 5.把各網絡的非指定端口置為阻塞狀態(tài)。 當網絡拓撲發(fā)生改變時，所有網橋將重新計算生成樹。,34,行業(yè)相關,源選徑網橋,源路由選擇原理 由源站點負責路由選擇； 源站點通過發(fā)送探測幀來發(fā)現路由； 探測幀將沿每一條可能的路徑擴散傳播； 每一個源選徑網橋都會將路由信息插入探測幀的頭

16、部。 探測幀到達目的站點時，目的站點把探測幀中的路由信息作為響應返回； 源站點把收到的第一個響應幀中的路由信息作為到達目的站點的最佳路由。 路由信息形式：LAN，網橋，LAN，網橋， 形式的編號序列。,35,行業(yè)相關,透明網橋和源選徑網橋的比較,36,行業(yè)相關,用網橋進行網絡互聯的優(yōu)缺點,優(yōu)點： 可實現不同類型的LAN互聯； 能夠隔離錯誤幀，不會使錯誤擴散； 限制了沖突域的范圍； 隔離故障。 缺點： 無法控制廣播； 只能用存儲轉發(fā)方式，速度比較慢； 無流量控制，負載重時會出現丟幀現象。,37,行業(yè)相關,網絡交換機,網絡交換機和網橋屬同一類設備，工作在數據鏈路層 但網絡交換機的端口數多，并且交換

17、速度快。在這個意義上，網絡交換機可看作是多端口的高速網橋。 交換機比網橋優(yōu)越的地方： 交換速度快，可實現線速轉發(fā)； 能解決網絡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段，降低了組網成本。 工作原理與網橋類似： 學習源地址（構造轉發(fā)表） 過濾本網段幀（隔離沖突域） 轉發(fā)異網段幀（交換） 廣播未知幀（尋找目的站點）,38,行業(yè)相關,交換機的特點,交換機通過內部的交換矩陣把網絡劃分為多個網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。,39,行業(yè)相關,例：交換網絡的帶寬,若交換機每個端口帶寬為BW，則交換機構成的網絡 網絡總帶寬 (BWn)/2 BWn n8，

18、BW=10Mb/s時，網絡總帶寬最高可達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寬為10Mb/s 。 比較： 10Mb/s 的8口集線器構成的網絡（連接了8臺計算機） 網絡總帶寬仍為10Mb/s ； 網絡中每臺計算機的帶寬為1.25Mb/s。,40,行業(yè)相關,交換機的三種轉發(fā)方式,存儲轉發(fā)（Store and forward） 整個幀完整接收后，對幀進行差錯檢驗，然后再進行轉發(fā)操作。 優(yōu)點：進行差錯校驗，錯誤不會擴散到目的網段。 缺點：延遲比較大。 直通轉發(fā)（Cut-through） 只要收到幀的前6個字節(jié)（目的MAC地址），就開始進行轉發(fā)操作。 優(yōu)點：交換延遲小

19、。 缺點：無法進行差錯校驗，幀錯誤會擴散到目的網段。 無碎片直通轉發(fā)（Fragment free cut-through） 接收到一幀的前64字節(jié)后，再進行轉發(fā)操作。小于64字節(jié)的幀不轉發(fā)。 小于64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發(fā)的概率 缺點：長度大于64字節(jié)的錯誤幀仍會轉發(fā)，轉發(fā)延時大于直通轉發(fā)。,41,行業(yè)相關,使用網絡交換機的好處,分割沖突（碰撞）域減少了沖突 允許建立多個連接提高了網絡總體帶寬 減少了每個網段中的站點數提高了站點平均擁有帶寬 允許全雙工連接提高帶寬、消除沖突 能夠連接不同速度的網段,42,行業(yè)相關,網絡交換機應用中的問

20、題,主干/服務器連接 選用帶有高速主干端口(Big Pipe) 的交換機。緩解主干/服務器連接的瓶頸問題。 自動協(xié)商 速度自動協(xié)商：10/100Mbps自適應交換機。 半雙工/全雙工自動協(xié)商。 流量控制背壓技術（Back Pressure） 緩沖區(qū)大小有限，為防止溢出（幀丟失），快滿時向信息到達端口發(fā)送擁塞信號，造成沖突的假象，使發(fā)送站點停止發(fā)送。 根據錯誤幀出現概率自動在存儲轉發(fā)方式和直通轉發(fā)方式之間進行切換。,43,行業(yè)相關,網絡交換機的應用場合,作為LAN核心主干連接設備，如網絡中心、數據中心等； 網絡通信流量很大的應用場合，如圖像處理、視頻流等； 對網絡響應速度要求比較高的場合。,44

21、,行業(yè)相關,以網橋/交換機為核心的網絡的特點,每個網段獨享帶寬 最佳可達到每臺主機獨享帶寬 可以限制沖突，但不能限制廣播 有可能產生廣播風暴 適用于小型部門級網絡到大型園區(qū)網絡 大型網絡中需解決廣播問題,45,行業(yè)相關,虛擬局域網（VLAN）,VLAN是一種網絡構造和用戶的組織形式： 通過交換機（或路由器）劃分； 由網段和站點構成的邏輯工作組。 用交換機劃分的若干個VLAN在邏輯上完全獨立（可看成是分離的物理網絡），廣播幀不會跨越邏輯網絡邊界。 VLAN能夠限制廣播域的范圍抑制廣播幀的泛濫。 VLAN可跨越交換機。 同一VLAN中的成員不受物理位置的限制，可以像處于同一個局域網中那樣互相訪問。

22、,46,行業(yè)相關,VLAN示意圖,47,行業(yè)相關,VLAN能夠隔離（限制）廣播域,VLAN劃分前，整個網絡都在一個廣播域中,48,行業(yè)相關,VLAN劃分后，網絡被分割成幾個較小的廣播域,49,行業(yè)相關,VLAN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 控制廣播數據 增強了網絡的安全性 實現虛擬工作組 用戶的工作地點不必在同一個物理地點 可在企業(yè)內建立靈活的、動態(tài)化的組織結構,50,行業(yè)相關,VLAN劃分的方法,基于端口（靜態(tài)劃分） 根據端口號劃分VLAN 基于MAC地址（動態(tài)劃分） 根據用戶計算機的MAC地址

23、劃分VLAN 基于網絡地址或網絡協(xié)議類型（動態(tài)） 根據用戶計算機的IP地址劃分VLAN,51,行業(yè)相關,主干(Trunk),主干用于實現跨交換機的VLAN，它是指交換機之間用于傳輸多個VLAN信息的鏈路 主干上傳輸的數據包加上特殊標簽（通常是802.1q和Cisco的ISL等）稱為貼標簽（Tagging）,52,行業(yè)相關,VLAN的Tagging操作,53,行業(yè)相關,VLAN間通信,不同VLAN間的計算機即使連在同一臺交換機上也不能互相通信 VLAN間通信只能通過第三層設備實現 路由器 三層交換機,54,行業(yè)相關,8.5 無線接入點（AP）,AP是位于無線局域網拓撲中心位置的無線基站設備。 A

24、P的功能是實現無線客戶端之間以及無線局域網和有線局域網之間的互聯 AP有兩類通信端口： 符合IEEE 802.3標準的有線以太網端口 符合IEEE 802.11標準的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/s,55,行業(yè)相關,AP的基本配置,天線：802.11b/g標準的AP往往只有1根天線，而802.11n標準的AP則具有2根以上的天線。 有線網絡接口：包括局域網端口和廣域網端口 局域網接口類型一般都是以太網接口 廣域網接口類型根據所連網絡不同而有所不同 Phone/ISDN

25、接口：用于通過電話線連網 以太網接口：用于通過園區(qū)局域網或ADSL連網 USB端口（某些AP配置） 連接打印機，實現無線打印功能 連接外置硬盤，實現網絡存儲或P2P下載功能,56,行業(yè)相關,AP的工作模式,AP可支持的組網方式包括： 基礎架構模式 點對點橋接模式 點對多點橋接模式 無線中繼模式,57,行業(yè)相關,基礎架構模式,最基本的無線局域網構建模式。 適用場合： 無線客戶端連接有線網絡 便攜式無線客戶端移動漫游 家庭、辦公室,58,行業(yè)相關,點對點橋接模式,這種模式多用于兩個局域網距離并不很遠，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米，采用定向天線后可將距離擴展到上

26、千米,59,行業(yè)相關,點對多點橋接模式,能夠實現多個分散的遠程網絡的互聯。 中心AP發(fā)送，遠程AP接收 用于多個建筑物的局域網之間的互聯 中心AP要使用全向天線，遠程AP要使用定向天線,60,行業(yè)相關,無線中繼模式,利用AP作為無線中繼器，延伸無線網絡的覆蓋范圍。 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距離過遠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,61,行業(yè)相關,8.6 路由器（Router）,工作在OSI第三層（網絡層）。 功能： 在網絡之間轉發(fā)網絡分組； 為網絡分組尋找最佳傳輸路徑； 實現子網隔離，限制廣播風暴。 目的地址無法識別時，

27、路由器將其丟棄，而不是廣播。 提供邏輯地址，以識別互聯網上的主機； 提供廣域網服務。 應用：把LAN連入廣域網或作為廣域網的核心連接設備。,用路由器進行網絡互聯的特點： 用路由器連接起來的若干個網絡，它們仍是各自獨立的。要想從一個網絡訪問用路由器連接起來的另一個網絡中的站點，必須指定該站點的邏輯地址（IP地址），通過廣播是無法與之進行通信的。,62,行業(yè)相關,用路由器進行網絡互聯,路由器,沖突域2,沖突域1,路由器可以隔離沖突域和廣播域,沖突域3,廣播域2,廣播域1,63,行業(yè)相關,路由表,路由器如何確定最佳路由？路由表（Routing Table） 路由表是保存到達其他網絡的路由信息的數據庫

28、 包含目的網絡地址（號）、傳輸路徑、傳輸開銷等 根據目的網絡地址查找路由表并確定分組轉發(fā)路徑的過程稱為路由選擇（Routing）。 路由表的信息隨網絡拓撲的變化而變化建立、更新路由表的算法稱為路由算法（Routing Algorithm）： 網絡中的每個路由器都會根據路由算法定時地或在網絡拓撲發(fā)生變化時更新其路由表； 靜態(tài)路由：由網絡管理員預先手工設置路由信息； 動態(tài)路由：由路由器在運行時動態(tài)地建立與更新。 自動學習、記憶網絡的變化并根據路由算法重新計算路由的協(xié)議稱為路由選擇協(xié)議（Routing Protocol）。,64,行業(yè)相關,路由表的例子,2.0,A,B,65,行業(yè)相關,路由表的基本內

29、容,172.16.2.0,172.16.1.0,172.16.4.0,A,B,路由器A的路由表,.3,.1,.2,.3,路徑：用下一路由器對應端口的IP地址來表示。 路徑成本/開銷：用線路速度、距離或跨越的路由器的個數（步跳數）、成本、線路可靠性等表示。（大多數情況下用步跳數來表示）,66,行業(yè)相關,路由表的基本內容（續(xù)）,注意：路由器是根據網絡號來轉發(fā)IP數據包的，所以路由表中存放的是目的網絡號，而不是目的主機號。 類比：郵政局在城市間轉發(fā)信件依據的是城市名而不是收信人姓名。 這樣做的優(yōu)點是路由表小（網絡的數目要比主機少的多），節(jié)省路由器的存儲空間，路由表的路由更新速度快。,67,行業(yè)相關,

30、路由器的路由選擇過程,也采用存儲轉發(fā)的方法： 接收并緩存IP數據分組； 提取分組中的目的主機的IP地址； 計算目的主機所在的網絡地址； 用目的網絡地址查找路由表決定轉發(fā)路徑： 如果目的網絡地址就是與輸入接口連接的網絡，則丟棄； 如果目的網絡地址就是與輸出接口連接的網絡，則直接遞交； 如果找到匹配項，則通過對應接口轉發(fā)出去； 如果有默認路徑，則通過與默認路徑對應的接口轉發(fā)出去； 未查到，丟棄該分組。 比較： 交換機也用查表的方法決定轉發(fā)路徑，但該表是“端口-MAC地址”表，存放的是端口與目的MAC地址之間的關系，要用幀中的MAC地址查表； 而路由器中的路由表是“端口-網絡地址”表，存放的是端口與

31、目的網絡地址之間的關系，故要從分組中提取IP地址，并解析出其中的網絡地址部分來查表。,68,行業(yè)相關,路由器的結構,路由處理器 CPU、RAM、IOS 路由表 協(xié)議軟件 網絡接口（LAN、WAN、CONSOLE） 輸入接口，輸出接口 交換結構（Switching Fabric）,69,行業(yè)相關,路由器的網絡接口,LAN接口：一個或多個Ethernet WAN接口：一個或多個Sync/Async Serial 撥號類接口：BRI，PRI等 控制臺CONSOLE,70,行業(yè)相關,內部結構,71,行業(yè)相關,三種交換結構,（存儲器）,（總線）,（交叉開關）,72,行業(yè)相關,輸入端口,數據鏈路層: 如以

32、太網等,物理層: 位的接收,分散化的交換: 給定數據報目的地址, 在路由表中查找輸出端口 目標: 以線速實現輸入端口處理 排隊: 若數據報到達太快，來不及處理時,73,行業(yè)相關,輸出端口,對來自于交換引擎的分組進行緩沖(Buffering)根據調度規(guī)則從數據報隊列中選擇數據報，重新封裝后發(fā)送出去。,74,行業(yè)相關,輸出端口緩沖,當來自于交換引擎的數據報太多以至于來不及發(fā)送時就需要進行緩沖處理。否則輸出端口緩沖溢出會引起排隊延遲和分組丟失（如下圖右）!,75,行業(yè)相關,路由器組網的優(yōu)缺點,優(yōu)點 限制了沖突域； 可以用于LAN 或WAN的環(huán)境； 可以連接不同介質的網絡和不同體系結構的網絡； 可以為

33、分組確定傳輸的最佳路徑； 可以過濾廣播信息。 缺點 昂貴； 必須用于可路由協(xié)議網絡； 配置復雜； 處理速度比橋接器慢。,76,行業(yè)相關,無線路由器,是將AP和路由器功能結合在一起的網絡設備。 特別適合于家庭或小型辦公室環(huán)境的組網，使多臺計算機共享一條寬帶連接。 常見無線路由器的基本配置為： 支持IEEE802.11 b/g無線接口； 1個10/100M WAN接口，4個10/100M LAN接口； 支持CSMA/CA、CSMA/CD、TCP/IP、DHCP、ICMP、NAT、PPPoE等協(xié)議； 支持VPN、QoS、內置防火墻； 支持64/128/152位WEP、WPA、IEEE 802.1X、

34、TKIP、AES等加密與安全機制； 支持遠程和Web管理。,77,行業(yè)相關,使用無線路由器組建家庭網絡,78,行業(yè)相關,8.7 第三層交換機,可以看成是結合了路由器功能的交換機。 但只具有基本路由功能 第三層交換機利用網絡層協(xié)議中的包頭信息來增強第二層交換功能，在源IP地址和目的IP地址之間建立基于數據鏈路層的高速交換式虛擬連接。 具有第三層交換功能的設備包括第三層交換機和某些帶有第三層交換功能的路由器。,79,行業(yè)相關,第三層交換的基本原理,兩種主要類型： 網絡中心交換 IBM公司的ARIS（Aggregate Route-based IP Switching）、Ipsilon公司的IP S

35、witching、Cisco公司的Tag Switching以及IETF的多協(xié)議標記交換（MPLS，Multiprotocol Label Switching） 強調交換機核心層的速度，完全用ASIC硬件以線速實現路由和交換 端系統(tǒng)驅動交換 3COM公司的Fast IP和Cabletron公司的SecureFast 所采用的方法是在第三層路由一次，然后在第二層用ASIC硬件實現端到端的交換,80,行業(yè)相關,多協(xié)議標簽交換（MPLS）,基本思想是給數據包“貼”上標簽，此標簽在交換域的入口結點貼上，在中間交換結點讀出，最后在交換域的出口結點刪除，路徑上的所有交換機都根據標簽確定數據包的轉發(fā)路徑。 交換過程 1）標簽交換域中的相鄰路由器使用路由協(xié)議建立目的網