信息技术系信息技术系陈华陈华3.5局域网组网设备集线器（HUB） 集线器的基本功能是信息分发，它把一个端口接收的所有信号向所有端口分发出去。一些集线器在分发之前将弱信号重新生成，一些集线器整理信号的时序以提供所有端口间的同步数据通信。信息技术系信息技术系陈华陈华3.5局域网组网设备交换机（Switch） 交换机是一种高性能的集线设备。用交换机组成的交换式网络，传输速率可以高达吉比特每秒。随着交换机价格的不断降低，它已经逐渐取代集线器。具有堆叠功能的交换机可以堆叠，下图是交换机堆叠的连接图。信息技术系信息技术系陈华陈华三、三、HubHubnHubHub（集线器）集线器）是计算机网络中连接多台计是计算机网络中连接多台计算机或其他设备的连接设备，是对网络进行算机或其他设备的连接设备，是对网络进行集中管理的最小单元。集中管理的最小单元。 n常见的常见的HubHub如图如图 8 8口以太网集线器口以太网集线器 D_Link16D_Link16口集线器口集线器 USBUSB接口接口1 1拖拖4 4集线器集线器信息技术系信息技术系陈华陈华一、调制解调器一、调制解调器5.2.5 常用网络设备n通常都把调制器和解调器做在一起而称之为通常都把调制器和解调器做在一起而称之为“调制解调器调制解调器”n按操作状态可分为同步按操作状态可分为同步ModemModem和异步和异步ModemModem。家庭通过电话线家庭通过电话线上网使用的是上网使用的是异步异步ModemModem nModemModem产品有外接式、内插式、产品有外接式、内插式、PCPC卡式和机架式等卡式和机架式等外置外置modem modem 内置内置modemmodem 机架式机架式modemmodem 信息技术系信息技术系陈华陈华四、交换机四、交换机n交换机（交换机（switchswitch）是帧交换数据通信设备，是帧交换数据通信设备，主要运行于主要运行于OSIOSI参考模型的第参考模型的第2 2层。层。 n根据应用范围的不同分为：根据应用范围的不同分为： 广域网广域网(WAN)(WAN)交换机、局域网交换机、局域网(LAN)(LAN)交换机交换机D-LINK 8D-LINK 8口口10/10010/100MbpsMbps自自适应以太网交换机适应以太网交换机 D-LINK DES-1024R+D-LINK DES-1024R+交换机交换机 信息技术系信息技术系陈华陈华网络传输媒介的中间节点，具有信号再生转发功能。网络传输媒介的中间节点，具有信号再生转发功能。集线器类型集线器类型被动被动主动主动智能智能不对信号做任何处理，工作站到集线器之间的距离在不对信号做任何处理，工作站到集线器之间的距离在30米以内。米以内。对信号可再生和放大，工作站到集线器之间的距离可达对信号可再生和放大，工作站到集线器之间的距离可达600米。米。具有有源集线器的全部功能外，还提供网络管理、智能选择网具有有源集线器的全部功能外，还提供网络管理、智能选择网络传输通路等功能。络传输通路等功能。集线器（HUB）信息技术系信息技术系陈华陈华第六章第六章 网络互联设备网络互联设备本章学习目标本章学习目标 本本章章主主要要讲讲授授网网络络互互联联设设备备的的基基本本原原理理与与选选型型应应用用。通过本章学习，应该掌握以下内容通过本章学习，应该掌握以下内容: :共享式集线器的使用及级联线制共享式集线器的使用及级联线制作作交换机的工作原理、分类、使用交换机的工作原理、分类、使用路由器的基本原理、分类、使用路由器的基本原理、分类、使用网桥的网桥的基本原理、分类、使用基本原理、分类、使用网关网关的基本原理、分类、使用的基本原理、分类、使用信息技术系信息技术系陈华陈华 计算机网络互联是利用网络互联设备及相应的技计算机网络互联是利用网络互联设备及相应的技术措施和协议把两个以上的计算机网络连起来，实现术措施和协议把两个以上的计算机网络连起来，实现计算机网络之间的连接。计算机网络互联的目的是使计算机网络之间的连接。计算机网络互联的目的是使一个网络上的用户能够访问其他计算机网络上的资源，一个网络上的用户能够访问其他计算机网络上的资源，使不同网络上的用户能够相互通信和交流信息，以实使不同网络上的用户能够相互通信和交流信息，以实现更大范围的资源共享和信息交流。将计算机网络互现更大范围的资源共享和信息交流。将计算机网络互联起来形成一个大网，即互联网，从而实现了更大范联起来形成一个大网，即互联网，从而实现了更大范围的数据通信和资源共享。在互联网上的所有用户只围的数据通信和资源共享。在互联网上的所有用户只要遵循相同协议，就能相互通信，共享互联网上的全要遵循相同协议，就能相互通信，共享互联网上的全部资源。所以说互联网是多个独立网络的集合。部资源。所以说互联网是多个独立网络的集合。 6.1.1 6.1.1 网络互联概述网络互联概述信息技术系信息技术系陈华陈华由于目前存在着局域网和广域网两种类型的网络，因而可由于目前存在着局域网和广域网两种类型的网络，因而可对应有以下三种网络互联：对应有以下三种网络互联： 局域网与局域网互联局域网与局域网互联-利用网间连接器实现网络互联利用网间连接器实现网络互联局域网与广域网互联局域网与广域网互联 广域网与广域网互联广域网与广域网互联6.1.1 6.1.1 网络互联概述网络互联概述通过互联网实现网络互联通过互联网实现网络互联信息技术系信息技术系陈华陈华 无论是采用第一种方式还是采用第二种方式进无论是采用第一种方式还是采用第二种方式进行网络互联，在实现时一般都必须通过网络中间行网络互联，在实现时一般都必须通过网络中间连接设备相连，如表连接设备相连，如表6 61 1所示。所示。 6.1.1 6.1.1 网络互联概述网络互联概述信息技术系信息技术系陈华陈华如表如表6-16-1所示，根据互联层次的不同，常用的网络互联设备所示，根据互联层次的不同，常用的网络互联设备有中继器、集线器、网桥。局域网交换机、路由器和网关有中继器、集线器、网桥。局域网交换机、路由器和网关等。等。 中继器和集线器中继器和集线器工作在物理层，主要功能就是对信号进行工作在物理层，主要功能就是对信号进行放大和转发，而不是改变。它们是网络连接设备，可将多放大和转发，而不是改变。它们是网络连接设备，可将多个个LANLAN网段连接起来，构成更大范围的网段连接起来，构成更大范围的LANLAN。 网桥网桥工作在数据链路层，是一种网络间的存储转发设备，工作在数据链路层，是一种网络间的存储转发设备，具有帧的存储、处理和转发，帧寻址，通信隔离和差错控具有帧的存储、处理和转发，帧寻址，通信隔离和差错控制功能。网桥可用来互联两个或两个以上同类型的制功能。网桥可用来互联两个或两个以上同类型的 LANLAN和和不同类型的不同类型的LANLAN，构成互联网。构成互联网。 6.1.1 6.1.1 网络互联概述网络互联概述信息技术系信息技术系陈华陈华路由器路由器工作在网络层，它也是一种网络间的存储转发设备，工作在网络层，它也是一种网络间的存储转发设备，具有存储转发、路由选择、流量控制、通信隔离和快议转具有存储转发、路由选择、流量控制、通信隔离和快议转换等功能。路由器是典型的网络互联设备，可用来互联两换等功能。路由器是典型的网络互联设备，可用来互联两个或两个以上的个或两个以上的LANLAN和和WANWAN。路由器比网桥复杂，成本高，路由器比网桥复杂，成本高，但其路由选择、流量控制和网络管理功能更优秀；网桥只但其路由选择、流量控制和网络管理功能更优秀；网桥只能互联能互联LANLAN，而路由器既可互联而路由器既可互联LANLAN，也可互联也可互联WANWAN。 交换机交换机是主要用来增加网络带宽（提高网络速度）的网络是主要用来增加网络带宽（提高网络速度）的网络连接和转发设备。交换机可连接多个网络站点和其他网段，连接和转发设备。交换机可连接多个网络站点和其他网段，组成以其为中心的交换式网络。第二层交换机：工作于数组成以其为中心的交换式网络。第二层交换机：工作于数据链路层，具有信息流通和差错控制能力，类似于网桥据链路层，具有信息流通和差错控制能力，类似于网桥（传统交换机是基于网桥技术）；第三层交换机：工作于（传统交换机是基于网桥技术）；第三层交换机：工作于网络层，具有路径选择能力，类似于路由器（基于路由器网络层，具有路径选择能力，类似于路由器（基于路由器技术）。新型的交换机与路由器设备的功能都相互渗透，技术）。新型的交换机与路由器设备的功能都相互渗透，技术也都有所兼容。技术也都有所兼容。 6.1.1 6.1.1 网络互联概述网络互联概述信息技术系信息技术系陈华陈华网关网关工作于传输层及以上各层，具有协议转换、工作于传输层及以上各层，具有协议转换、网络操作系统转换、数据格式转换等功能，可实网络操作系统转换、数据格式转换等功能，可实现多个协议差别较大网络的互联。网关的功能复现多个协议差别较大网络的互联。网关的功能复杂，通常无通用网关，一般都是为执行特殊功能杂，通常无通用网关，一般都是为执行特殊功能而设计的。而设计的。 6.1.1 6.1.1 网络互联概述网络互联概述信息技术系信息技术系陈华陈华 中继器是一种最简单的网络互连设备，它是连接局域网的中继器是一种最简单的网络互连设备，它是连接局域网的中继器是一种最简单的网络互连设备，它是连接局域网的中继器是一种最简单的网络互连设备，它是连接局域网的两个或多个网络段，对信号起着中继放大和按原方向传输两个或多个网络段，对信号起着中继放大和按原方向传输两个或多个网络段，对信号起着中继放大和按原方向传输两个或多个网络段，对信号起着中继放大和按原方向传输作用的设备作用的设备作用的设备作用的设备 中继器是中继器是OSIOSI模型中物理层的设备，实现网络在物理层的连模型中物理层的设备，实现网络在物理层的连接，应用于连接距离过长的局域网，其作用是将信息逐比接，应用于连接距离过长的局域网，其作用是将信息逐比特地转发而不必关心数据的格式和定义，它只是转发物理特地转发而不必关心数据的格式和定义，它只是转发物理介质上的介质上的0 0和和1 1 6.1 6.1 中继器中继器信息技术系信息技术系陈华陈华信号在网络传输介质中进行传输时有衰减并且会受到噪声信号在网络传输介质中进行传输时有衰减并且会受到噪声的干扰，使得有用的数据信号随着传输距离的增加会变得的干扰，使得有用的数据信号随着传输距离的增加会变得越来越弱，在这种情况下，可以使用中继器来增加信号传越来越弱，在这种情况下，可以使用中继器来增加信号传输的有效距离。中继器是用来放大模拟或数字信号的网络输的有效距离。中继器是用来放大模拟或数字信号的网络连接设备，它将接收到信号进行放大保持与原来的数据相连接设备，它将接收到信号进行放大保持与原来的数据相同并且转发经过放大的信号，但是中继器在放大信号的同同并且转发经过放大的信号，但是中继器在放大信号的同时也将噪声进行了放大。中继器没有信号纠错的功能。通时也将噪声进行了放大。中继器没有信号纠错的功能。通常情况下中继器只有一个输人端口和一个输出端口。常情况下中继器只有一个输人端口和一个输出端口。6.1 6.1 中继器中继器中继器衰减的信号还原的信号图6-1中继器的工作原理信息技术系信息技术系陈华陈华中继器最典型的应用是连接两个以上的以太网电缆段，其中继器最典型的应用是连接两个以上的以太网电缆段，其目的是为了延长网络的长度。但延长是有限的，中继器只目的是为了延长网络的长度。但延长是有限的，中继器只能在规定的信号延迟范围内进行有效的工作。能在规定的信号延迟范围内进行有效的工作。5-4-35-4-3规则规则：适用于：适用于10Base-210Base-2和和10Base-510Base-5的以太网网段及相的以太网网段及相连的中继器连的中继器 ，具体指，具体指4 4个中继器最多能连接个中继器最多能连接5 5个网段，其中个网段，其中最多有最多有3 3个网段能包含网络节点个网段能包含网络节点。因此最多有两个以太网网。因此最多有两个以太网网段可被用作段可被用作“链接链接”网段来延伸一个以太网的总长度。网段来延伸一个以太网的总长度。例：例：一个一个10Base-510Base-5的以太网段的最大长度为的以太网段的最大长度为500500米，这样如米，这样如果用果用4 4个中继器链接，其最大长度可达到个中继器链接，其最大长度可达到25002500米。米。 5-4-35-4-3规则规则信息技术系信息技术系陈华陈华介质类型连接器类型最大网段长度最大节点数每个网段最大节点数节点间最小距离所有网段的集合长度10Base-5DB-15500米300包含中继器100包含中继器2.5米2500米10Base-2BNC185米90包含中继器30包含中继器0.5米925米10Base-TRJ-45100米到集线器4链接的集线器取决于集线器0.1米2500米中继器和传输距离的关系中继器和传输距离的关系信息技术系信息技术系陈华陈华中继器具有如下一些特性：中继器具有如下一些特性： （1 1）中继器仅作用于物理层，只具有简单的放大、再生物理信）中继器仅作用于物理层，只具有简单的放大、再生物理信号的功能，所以中继器只能连接完全相同的局域网，也就号的功能，所以中继器只能连接完全相同的局域网，也就是说是说用中继器互连的局域网应具有相同的协议和速率用中继器互连的局域网应具有相同的协议和速率用中继器互连的局域网应具有相同的协议和速率用中继器互连的局域网应具有相同的协议和速率。用。用中继器连接的局域网在物理上是一个网络，也就是说中继中继器连接的局域网在物理上是一个网络，也就是说中继器把多个独立的物理网络互联成为一个大的物理网络。器把多个独立的物理网络互联成为一个大的物理网络。（2 2）中继器可以连接相同传输介质的同类局域网（例如，粗同）中继器可以连接相同传输介质的同类局域网（例如，粗同轴电缆以太网之间的连接），也可以连接不同传输介质的轴电缆以太网之间的连接），也可以连接不同传输介质的同类局域网（例如，粗同轴电缆以太网与细同轴电缆以太同类局域网（例如，粗同轴电缆以太网与细同轴电缆以太网或粗同轴电缆以太网与双绞线以太网的连接）。网或粗同轴电缆以太网与双绞线以太网的连接）。 （3 3）由于中继器在物理层实现互连，所以它对物理层以上各层）由于中继器在物理层实现互连，所以它对物理层以上各层协议（数据链路层到应用层）完全透明，也就是说，中继协议（数据链路层到应用层）完全透明，也就是说，中继器支持数据链路层及其以上各层的任何协议。器支持数据链路层及其以上各层的任何协议。6.1 6.1 中继器中继器信息技术系信息技术系陈华陈华用中继器连接两个用中继器连接两个1010Base-5Base-5电缆段电缆段 信息技术系信息技术系陈华陈华用中继器连接不同传输介质系统的以太网用中继器连接不同传输介质系统的以太网 信息技术系信息技术系陈华陈华6.1.2 Modem(1)(1)调制解调器的作用调制解调器的作用(2)Modem的安装和设置的安装和设置 * *硬件的安装（外置、内置）硬件的安装（外置、内置） * *驱动程序的安装驱动程序的安装 * *拨号的设置拨号的设置信息技术系信息技术系陈华陈华集线器工作在集线器工作在OSIOSI模型的物理层，可以说是用于模型的物理层，可以说是用于UTPUTP双绞线的双绞线的多端口中继器多端口中继器。集线器处于星型物理拓扑。集线器处于星型物理拓扑结构的中心，是以太网中最重要、最关键的设备之结构的中心，是以太网中最重要、最关键的设备之一。集线器的每个端口都具有发送和接收数据的能一。集线器的每个端口都具有发送和接收数据的能力，力，在数据转发之前，端口会对它进行再生、整形，在数据转发之前，端口会对它进行再生、整形，并重新定时并重新定时。集线器可以方便地组网、强化和转发。集线器可以方便地组网、强化和转发信号、指示和隔离故障站点。通过集线器，网络中信号、指示和隔离故障站点。通过集线器，网络中节点之间的通信才能完成。节点之间的通信才能完成。6.1.3 6.1.3 集线器（集线器（HubHub）集线器概述集线器概述信息技术系信息技术系陈华陈华a.a.作为以太网的集中连接点。作为以太网的集中连接点。b.b.放大接收到的信号。放大接收到的信号。c.c.通过网络传播信号。通过网络传播信号。d.d.无过滤功能。无过滤功能。e.e.无路径检测或交换功能。无路径检测或交换功能。f.f.不同速率的集线器不能级联不同速率的集线器不能级联。(1)(1)集线器的功能和特征集线器的功能和特征信息技术系信息技术系陈华陈华 集线器没有数据过滤功能，集线器没有数据过滤功能，所谓所谓所谓所谓“过滤过滤过滤过滤”，就是对接收，就是对接收，就是对接收，就是对接收信息进行分析，决定是否将具有一定特征（如具有某一特定信息进行分析，决定是否将具有一定特征（如具有某一特定信息进行分析，决定是否将具有一定特征（如具有某一特定信息进行分析，决定是否将具有一定特征（如具有某一特定源地址或目的地址）的信息转发出去源地址或目的地址）的信息转发出去源地址或目的地址）的信息转发出去源地址或目的地址）的信息转发出去。集线器将收到的数据。集线器将收到的数据“广播广播”到所有端口，当网络节点数目较多时（网络利用率到所有端口，当网络节点数目较多时（网络利用率达到达到40%左右时），冲突数目将显著上升，导致网络响应速左右时），冲突数目将显著上升，导致网络响应速度急剧下降，用户感觉网络传输很慢，甚至发生工作站和服度急剧下降，用户感觉网络传输很慢，甚至发生工作站和服务器的连接断续现象。务器的连接断续现象。（2 2）集线器的广播特性）集线器的广播特性集线器的数据传播方式信息技术系信息技术系陈华陈华A.A.单一集线器单一集线器:单集线器结构，所有节点均通过单集线器结构，所有节点均通过HubHub连入网连入网络，该络，该HubHub一般支持一般支持4 4、8 8、1212、1616、2424个个RJ-45RJ-45端口和一个端口和一个BNCBNC、AUIAUI或光纤的向上连接端口，组装单一集线器结构的或光纤的向上连接端口，组装单一集线器结构的10M10M或或100M100M以太网适宜于小型工作组规模的局域网，典型的以太网适宜于小型工作组规模的局域网，典型的单一集线器一般可以支持单一集线器一般可以支持2 22424台计算机联网。台计算机联网。（3 3）集线器的应用特点）集线器的应用特点单一集线器结构的以太网示意图信息技术系信息技术系陈华陈华10Base-T集线器信息技术系信息技术系陈华陈华B.B.多集线器级联多集线器级联（3 3）集线器的应用特点）集线器的应用特点-通常，集线器提供一个上行端口，专门用来同通常，集线器提供一个上行端口，专门用来同其他集线器进行级联。利用上行端口可以使用其他集线器进行级联。利用上行端口可以使用直直通通UTPUTP电缆电缆与另一台集线器的普通端口进行级联。与另一台集线器的普通端口进行级联。-当集线器不提供上行级联端口或上行级联端口当集线器不提供上行级联端口或上行级联端口被占用的情况下（例如多集线器的复杂级联结构）被占用的情况下（例如多集线器的复杂级联结构），则需要使用两个集线器上的普通端口进行级联。，则需要使用两个集线器上的普通端口进行级联。利用一个集线器的普通端口与另一集线器的普通利用一个集线器的普通端口与另一集线器的普通端口级联必须使用交叉端口级联必须使用交叉UTPUTP电缆。电缆。 信息技术系信息技术系陈华陈华（a a）采用平行式结构的多集线器级联采用平行式结构的多集线器级联B.多集线器级联:信息技术系信息技术系陈华陈华（b b）采用树形平行式结构的多集线器级联采用树形平行式结构的多集线器级联B.B.多集线器级联多集线器级联信息技术系信息技术系陈华陈华a.多集线器多集线器10M以太网的配置规则为：以太网的配置规则为：l l每段每段UTP电缆的最大长度为电缆的最大长度为100ml l任任意意两两个个节节点点之之间间最最多多可可以以有有5个个网网段段，经过经过4个集线器个集线器。l l整个网络的最大覆盖范围为整个网络的最大覆盖范围为500m500m。l l网络中不能出现环路。网络中不能出现环路。b.多集线器多集线器100M以太网的配置规则以太网的配置规则l l每段每段UTP电缆的最大长度电缆的最大长度100m。l l任意两个节点之间最多可以经过任意两个节点之间最多可以经过2个集线器个集线器。l l集线器之间的电缆长度不能超过集线器之间的电缆长度不能超过5m。l l整个网络的最大覆盖范围是整个网络的最大覆盖范围是205m。l l网络中不能出现环路。网络中不能出现环路。(4)多集线器配置规则信息技术系信息技术系陈华陈华（5）集线器的分类被动集线器（被动集线器（低档集线器或非智能集线器低档集线器或非智能集线器） ：它们只是简单地从一：它们只是简单地从一个端口接收数据并通过所有端口分发，这是集线器可以做的最简单的个端口接收数据并通过所有端口分发，这是集线器可以做的最简单的事情。被动集线器是星形拓扑以太网的入门级设备。事情。被动集线器是星形拓扑以太网的入门级设备。主动集线器主动集线器 （中档集线器或低档智能集线器中档集线器或低档智能集线器）：有被动集线器的所有）：有被动集线器的所有性能，此外还能监视数据。它们是在以太网实现存贮转发技术的重要性能，此外还能监视数据。它们是在以太网实现存贮转发技术的重要角色，它们在转发之前检查数据，它们并不区分优先次序，而是纠正角色，它们在转发之前检查数据，它们并不区分优先次序，而是纠正损坏的分组并调整时序。如果信号比较弱但仍然可读，主动集线器在损坏的分组并调整时序。如果信号比较弱但仍然可读，主动集线器在转发前将其恢复到较强的状态。转发前将其恢复到较强的状态。智能集线器智能集线器 （高档集线器或高档智能集线器高档集线器或高档智能集线器） ：除了主动集线器的：除了主动集线器的特性外，智能集线器提供了集中管理功能。如果连接到智能集线器上特性外，智能集线器提供了集中管理功能。如果连接到智能集线器上的设备出了问题，你可以很容易的识别、诊断和修补。的设备出了问题，你可以很容易的识别、诊断和修补。智能集线器的另一个出色的特性是可以为不同设备提供灵活的传输速智能集线器的另一个出色的特性是可以为不同设备提供灵活的传输速率。除了上连到高速主干的端口外，智能集线器还支持到桌面的率。除了上连到高速主干的端口外，智能集线器还支持到桌面的10/16和和100Mbps的速率，即以太网、令牌环和的速率，即以太网、令牌环和FDDI。信息技术系信息技术系陈华陈华6.2 6.2 网络适配器网络适配器 网网络络适适配配器器又又称称网网卡卡，全全称称为为网网络络接接口口卡卡(Network (Network Interface Interface CardCard，NIC)NIC)，它它是是构构成成计计算算机机网网络络的的基基本本部部件件，是是计计算算机机互互联联的的关关键键设设备备，负负责责将将数数据据从从计计算算机机传传输输到到传传输输介介质质或或由由传传输输介介质质传传输输到到计计算算机机，在在计计算算机机和和传传输输介介质质之之间间提提供供数数据据传传输输功功能能。在在局局域域网网系系统统中中，互互联联起起来来的的每每个个终终端端用用户户计计算算机机和和主主计计算算机机上上都都有有网网卡卡。在在OSIOSI模模型型中中，网网卡卡属属于于数数据据链链路路层层设设备，主要实现物理层和备，主要实现物理层和MACMAC子层的功能子层的功能。6.2.16.2.1网络适配器概述网络适配器概述信息技术系信息技术系陈华陈华网络适配器网络适配器( (网卡网卡) ) 网卡通过总线与计算机设备接口相连，另一方面又通过网卡通过总线与计算机设备接口相连，另一方面又通过电缆接口与网络传输媒介相连。电缆接口与网络传输媒介相连。是连接主机与传输介质的外是连接主机与传输介质的外设接口，它提供与网络主机的接口电路，实现数据缓存的管设接口，它提供与网络主机的接口电路，实现数据缓存的管理、数据链路管理、编码和译码等功能。理、数据链路管理、编码和译码等功能。在在PC机中主要使用机中主要使用PCI总线结构的网卡和总线结构的网卡和USB接口的网接口的网卡卡,安装网卡后，还要进行协议的配置。例如，安装网卡后，还要进行协议的配置。例如，TCP/IP协议。协议。插入主机扩展槽中插入主机扩展槽中有线介质有线介质信息技术系信息技术系陈华陈华6.2.26.2.2网卡的分类网卡的分类根据网络技术的不同根据网络技术的不同: :ATM网卡、令牌环网卡和以太网网卡网卡、令牌环网卡和以太网网卡根据应用的对象不同根据应用的对象不同: :普通工作站网卡、服务器专用网卡普通工作站网卡、服务器专用网卡按网卡所支持带宽的不同：按网卡所支持带宽的不同：10M网卡、网卡、100M网卡、网卡、10/100M自适应网卡、自适应网卡、1000M网卡几种网卡几种根据网卡总线类型的不同：根据网卡总线类型的不同：ISA网卡、网卡、EISA网卡、网卡、PCI网卡网卡根据网卡接口类型的不同：根据网卡接口类型的不同：AUI接口（粗缆接口）、接口（粗缆接口）、BNC接接口（细缆接口）和口（细缆接口）和RJ-45接口（双绞线接口）三种接口类型接口（双绞线接口）三种接口类型信息技术系信息技术系陈华陈华各类网卡示意图各类网卡示意图100M100M网卡网卡 10M/100M10M/100M自适自适应网卡应网卡 D_LinkD_Link千兆网卡千兆网卡 无线网卡无线网卡信息技术系信息技术系陈华陈华 以以太太网网中中所所使使用用的的网网卡卡，其其地地址址是是固固定定而而且且是是唯唯一一的的，由由于于这这个个地地址址编编号号是是在在MACMAC子子层层被被识识别别的的，所所以以，通通常常称称这这个个地地址址为为MACMAC地地址址。以以太太网网的的MACMAC地地址址共共48bit(648bit(6字字节节) )，编编号号从从0 04747，编编号号左左边边第第一一位位是是高高位位。因因此此，以以太太网网的的地地址址以以6 6个个两两位位的的十十六六进进制制数数表表示示，例例如如，00-05-00-05-5D-E8-E4-FE5D-E8-E4-FE。 以太网的寻址方式是非常简单的，即发送结点将目以太网的寻址方式是非常简单的，即发送结点将目的地址插入帧的目的地址域，然后，帧发送到网络上，的地址插入帧的目的地址域，然后，帧发送到网络上，所有结点都要检查帧，如果某结点在目的地址域发现是所有结点都要检查帧，如果某结点在目的地址域发现是自己的地址，那么该结点接收帧。这个目的地址就是网自己的地址，那么该结点接收帧。这个目的地址就是网卡的卡的MACMAC地址。地址。6.2.3 6.2.3 网卡的网卡的MACMAC地址地址信息技术系信息技术系陈华陈华6.3.1 6.3.1 什么是网桥什么是网桥 网网桥桥是是工工作作在在数数据据链链路路层层的的网网络络互互联联设设备备，对对帧帧进进行行操操作作。网网桥桥并并不不对对帧帧的的内内容容进进行行操操作作而而只只作作用用于于帧帧头头和和帧帧尾尾。网网桥桥一一般般用用来来连连接接各各个个网网段段以以形形成成更更大大、更更复复杂杂的的网网络络或或者者用用来来扩扩展展物物理理上上相相互互独独立立的的网网络络的的距距离离, ,网网桥桥的的功功能能主主要要在在于于帧帧的的转转发发与与过过滤滤，以以把把流流量量限限制制在在一一定定的的网网络络段内段内。网网桥桥对对于于网网络络层层以以上上是是完完全全透透明明的的，因因此此它它可可以以适适用用于于多多种种网网络络结结构构的的环环境境。它它对对帧帧的的操操作作不不涉涉及及帧帧的的内内容容，对对不同结构的节点之间帧的信息交换是可以做到的。不同结构的节点之间帧的信息交换是可以做到的。6.3 6.3 网桥网桥 信息技术系信息技术系陈华陈华1帧的转发和过滤帧的转发和过滤在相互连接的两个局域网之间，网桥起到了转发在相互连接的两个局域网之间，网桥起到了转发帧的作用，它允许每个帧的作用，它允许每个LAN上的站点与其他站点进上的站点与其他站点进行通信，看起来就像在一个扩展网络上一样。行通信，看起来就像在一个扩展网络上一样。为了有效地转发数据帧，网桥提供了存储和转发为了有效地转发数据帧，网桥提供了存储和转发功能，他自动存储接收进来的帧，通过地址查询表完功能，他自动存储接收进来的帧，通过地址查询表完成寻址；然后把它转发到源地址另一边的目的站点上，成寻址；然后把它转发到源地址另一边的目的站点上，而源地址同一边的帧就被从存储区中删除。而源地址同一边的帧就被从存储区中删除。6.3.2、网桥的功能、网桥的功能信息技术系信息技术系陈华陈华过滤（过滤（Filter）是阻止帧通过网桥的处理过程，有三种基是阻止帧通过网桥的处理过程，有三种基本类型：本类型：（1）目的地址过滤，当网桥从网络上接收到一个帧）目的地址过滤，当网桥从网络上接收到一个帧后，首先确定其源地址和目的地址，如果源地址和目的地后，首先确定其源地址和目的地址，如果源地址和目的地址处于同一局域网中，就简单地将其丢弃，否则就转发到址处于同一局域网中，就简单地将其丢弃，否则就转发到另一局域网上，这就是所谓的目的地址过滤。另一局域网上，这就是所谓的目的地址过滤。（2）源地址过滤，就是根据需要，拒绝某一特定地）源地址过滤，就是根据需要，拒绝某一特定地址帧的转发，这个特定的地址是无法从地址查找表中取得址帧的转发，这个特定的地址是无法从地址查找表中取得的，但是可以由网络管理模块提供。事实上，并非所有网的，但是可以由网络管理模块提供。事实上，并非所有网桥都进行源地址的过滤。桥都进行源地址的过滤。（3）协议过滤）协议过滤,目前，有些网桥还能提供协议过滤功目前，有些网桥还能提供协议过滤功能，它类似于源地址过滤，由网络管理指示网桥过滤指定能，它类似于源地址过滤，由网络管理指示网桥过滤指定的协议帧。在这种情况下，网桥根据帧的协议信息来决定的协议帧。在这种情况下，网桥根据帧的协议信息来决定是转发还是过滤该帧，这样的过滤通常只用于控制流量、是转发还是过滤该帧，这样的过滤通常只用于控制流量、隔离系统和为网络系统提供安全保护。隔离系统和为网络系统提供安全保护。信息技术系信息技术系陈华陈华在一个大型的扩展局域网中，有很多系统在一起在一个大型的扩展局域网中，有很多系统在一起操作，专用的封装式网桥就无法提供相互操作的能操作，专用的封装式网桥就无法提供相互操作的能力。为此，采用了新的转换技术，依照与其他网络力。为此，采用了新的转换技术，依照与其他网络的桥接标准，形成了转换式网桥，建立可适应局域的桥接标准，形成了转换式网桥，建立可适应局域网互联的标准帧。网互联的标准帧。 两个通过网桥通信的设备，它们的上层协议必两个通过网桥通信的设备，它们的上层协议必须相同或者必须在线路的其他部分进行协议转换须相同或者必须在线路的其他部分进行协议转换。2格式转换格式转换信息技术系信息技术系陈华陈华图6-15利用网桥连接两个LAN信息技术系信息技术系陈华陈华6.3.2 6.3.2 透明网桥透明网桥所谓所谓“透明网桥透明网桥”是指，它对任何数据站都是指，它对任何数据站都完全透明，用户感觉不到它的存在，也无法对网完全透明，用户感觉不到它的存在，也无法对网桥寻址。桥寻址。所有的路由判决全部由网桥自己确定所有的路由判决全部由网桥自己确定。当网桥连入网络时，它能自动初始化并对自身进当网桥连入网络时，它能自动初始化并对自身进行配置。行配置。因为透明网桥指的是非连接方式，是由网桥因为透明网桥指的是非连接方式，是由网桥来完成路由选择的工作。当网桥被激活时，它并来完成路由选择的工作。当网桥被激活时，它并没有包含路由信息。这时就需要解决两个问题：没有包含路由信息。这时就需要解决两个问题：创建路由表和每个网桥都必须在路由表创建前能创建路由表和每个网桥都必须在路由表创建前能够以某种方式对帧的路由进行处理够以某种方式对帧的路由进行处理.信息技术系信息技术系陈华陈华生成树算法信息技术系信息技术系陈华陈华我们可以对网络中利用生成树的效果进行观察：我们可以对网络中利用生成树的效果进行观察：a.a.在在网网络络中中两两个个节节点点间间最最多多有有一一条条路路径径；如如果果不不是是这样，则肯定有潜在的环路。这样，则肯定有潜在的环路。b.b.当当一一个个帧帧被被广广播播时时，每每一一个个子子网网最最多多只只能能接接收收到到一个此帧的拷贝。一个此帧的拷贝。c.c.当一个帧被广播时，只有与其子网数目相同的帧当一个帧被广播时，只有与其子网数目相同的帧拷贝生成。拷贝生成。信息技术系信息技术系陈华陈华创建路由表创建路由表 网桥看到一个帧到达它的一个端口时，它就知道了该帧的子网桥看到一个帧到达它的一个端口时，它就知道了该帧的子网对于端口是可达的。并将此信息存入路由表。一旦一个条网对于端口是可达的。并将此信息存入路由表。一旦一个条目加入到路由表中，则当网桥接收到一个目标地址是该子网目加入到路由表中，则当网桥接收到一个目标地址是该子网的帧时，它就知道应该把帧发送到哪个端口了。用这种方式，的帧时，它就知道应该把帧发送到哪个端口了。用这种方式，网桥快速地为所有拥有正在传输帧的子网建立了路由信息，网桥快速地为所有拥有正在传输帧的子网建立了路由信息，网桥定期地清除路由表中存在的超过几秒钟的所有条目。网桥定期地清除路由表中存在的超过几秒钟的所有条目。信息技术系信息技术系陈华陈华 当当网网桥桥接接收收到到一一个个目目的的地地址址所所在在子子网网不不在在路路由由表表中中的的帧帧时时，那那该该怎怎么么办办呢呢？这这种种情情况况将将出出现现在在网网桥桥初初始始建建立立路路由由表表、当当非非激激活活子子网网被被激激活活和和网网桥桥插插入入到到网网络络中中时时。这这时时就就出出现现了了生生成成树树。网网桥桥广广播播一一个个帧帧，将将该该帧帧的的拷拷贝贝向向网网络络扩扩散散。它它只只在在生生成成树树中中广广播播帧帧，这这样样帧帧就就不不会会出出现现环环路路。网网络络中中的的其其他他网网桥桥向向它它们们所所连连接接的的在在生生成成树树上上的的所所有有其其他他子子网网传传输输该该帧帧，如如果果它它们们连连接接的的是是目目标标子子网网，则则它它们们只只在在该该子子网网中中传传输输该该帧帧。帧帧最最终终将将会会到到达达它它的的目目标标节节点点。它它通通常常是是会会被被确确认认的的。当当源源网网桥桥看看到到这这个个确确认认帧帧后后，它它就就知知道道了了到到达达那那个个子子网网的的路路径径，就不会再把去往那个子网的帧进行扩散了。就不会再把去往那个子网的帧进行扩散了。例：上图网例：上图网1 1与网与网4 4之间通信之间通信。 每个网桥都必须在路由表创建前能够以某种方式对帧每个网桥都必须在路由表创建前能够以某种方式对帧的路由进行处理。的路由进行处理。信息技术系信息技术系陈华陈华 当一个帧到达某个网桥时，检查站表中是否有当一个帧到达某个网桥时，检查站表中是否有该帧的地址。该帧的地址。若查到，且其目的地址不再网桥入口端所在的局域若查到，且其目的地址不再网桥入口端所在的局域网内，则网桥按站表指定的端口转发此帧。网内，则网桥按站表指定的端口转发此帧。若查到，但其目的地址在入口端所在的局域网内，若查到，但其目的地址在入口端所在的局域网内，则丢弃此帧。则丢弃此帧。若未查到，则是用洪泛法转发此帧，同时将到达帧若未查到，则是用洪泛法转发此帧，同时将到达帧的源地址、入桥端口号、局域网类型和到达时间等的源地址、入桥端口号、局域网类型和到达时间等信息登记在站表中。（生成树法）信息登记在站表中。（生成树法）透明网桥的路由选择方法透明网桥的路由选择方法信息技术系信息技术系陈华陈华6.3.3 6.3.3 源路由选择网桥源路由选择网桥 对对于于源源路路由由选选择择网网桥桥来来说说，路路由由选选择择是是由由网网络络中中的的节节点点而而不不是是由由网网桥桥来来完完成成的的。每每一一个个节节点点必必须须为为所所有有与与之之连连接接的的节节点点维维护护其其自自身身的的路路由由表表。这这种种表表可可以以很很小小，因因为为每每个个节节点点有有少少数数几几个个连连接接，而而每每个个连连接接通通常常不不超超过过5 56 6个个跳跳步步。源源路路由由选选择择提提供供了了一一种种在在节节点点中中建建立立这这种种表表的的自自动动方方式式。每每一一个个节节点点开开始始只只有有一一个个空空路路由由表表，下下面面是是建建立立路路由表的步骤：由表的步骤：信息技术系信息技术系陈华陈华（）当当节节点点每每一一次次需需要要建建立立一一个个连连接接时时，它它发发送送一一个个去去往往目目标标节点的探索帧。节点的探索帧。这个帧被标志为只在该生成树中扩散这个帧被标志为只在该生成树中扩散。（）目目标标节节点点收收到到探探索索帧帧后后，因因为为生生成成树树是是用用于于扩扩散散的的，目目标标节点只收到一个探索帧。节点只收到一个探索帧。（）目目标标节节点点回回复复一一个个应应答答帧帧。该该应应答答帧帧被被标标志志为为在在整整个个网网络络中进行扩散中进行扩散，而不是仅限于生成树。，而不是仅限于生成树。（）由由于于网网络络中中的的每每个个网网桥桥都都中中继继这这个个应应答答帧帧，它它在在帧帧头头将将帧帧所所经经过过的的路路径径予予以以标标记记。网网桥桥对对帧帧头头是是否否曾曾经经经经过过这这里里做做判判断断，如如果是就抛弃它，所以可避免环路的出现果是就抛弃它，所以可避免环路的出现。（）源源节节点点为为它它和和目目标标节节点点之之间间的的每每一一个个可可能能路路径径接接收收应应答答帧帧。应答帧中所带有的完全路径记录在该帧的头部中。应答帧中所带有的完全路径记录在该帧的头部中。（）源源节节点点根根据据跳跳步步数数从从它它接接收收到到的的应应答答帧帧中中选选取取最最佳佳路路径径，并将其存储在它的路由表中。并将其存储在它的路由表中。（）若若不不出出现现问问题题，则则存存储储在在表表中中的的路路径径将将用用于于连连接接的的整整个个生生存期内并将用于随后的连接。存期内并将用于随后的连接。信息技术系信息技术系陈华陈华6.3.4 6.3.4 两种网桥的比较两种网桥的比较 IEEEIEEE生生成成树树网网桥桥是是面面向向非非连连接接的的，因因为为这这种种网网桥桥执执行行路路由由处处理理。每每一一个个帧帧都都被被个个别别地地路路由由。它它的的路路由由表表是是动动态态生生成成的的，而而且且可可以以对对网网络络中中的的变变化化迅迅速速而而透透明明地地自自动动适适应应，因因而而这种网桥是自适应类的。这也就是它被称为透明网桥的原因。这种网桥是自适应类的。这也就是它被称为透明网桥的原因。IEEEIEEE源源路路由由网网桥桥则则是是一一种种面面向向连连接接的的网网桥桥，因因为为源源节节点点执执行行路路由由操操作作。一一条条路路径径一一旦旦建建立立就就不不会会改改变变，因因而而适适合合于于面面向向连连接接的的系系统统。它它的的路路由由表表是是动动态态生生成成的的而而且且可可自自动动适适应应网网络络中中的的变变化化，因因而而这这种种网网桥桥是是自自适适应应类类的的。然然而而，由由于于路路由由表表创创建建的的方方法法及及面面向向连连接接设设备备的的特特性性，源源路路由由选选择择网网桥桥不不像像生成树网桥那样生成树网桥那样“透明透明”。生生成成树树网网桥桥的的不不足足，一一个个节节点点可可以以发发送送两两个个帧帧，而而且且因因为为在在两两个个帧帧的的传传输输过过程程中中网网络络会会发发生生变变化化，它它们们可可以以沿沿着着不不同同的路径传输，而这些根本不会在面向连接的系统中发生。的路径传输，而这些根本不会在面向连接的系统中发生。信息技术系信息技术系陈华陈华6.3.5网桥的使用方式和分类网桥的使用方式和分类从硬件配置的位置来分，网桥通常分为从硬件配置的位置来分，网桥通常分为内部网桥和外部网桥两种。内部网桥和外部网桥两种。从地理位置来分，网桥还可以分为近程从地理位置来分，网桥还可以分为近程网桥和远程网桥。如图网桥和远程网桥。如图6-16所示。所示。信息技术系信息技术系陈华陈华图图6-16本地网桥和远程网桥的使用本地网桥和远程网桥的使用信息技术系信息技术系陈华陈华 传传统统的的共共享享式式以以太太网网是是最最简简单单、最最便便宜宜、最最常常用用的的一一种种组组网网方方式式。但但是是，在在网网络络应应用用和和组组网网过过程程中中，共共享享式式以以太太网网也暴露出它的弱点。主要有：也暴露出它的弱点。主要有：覆覆盖盖的的地地理理范范围围有有限限按按照照CSMA/CDCSMA/CD的的有有关关规规定定，以以太太网覆盖的地理范围随网络速度的增加而减小；网覆盖的地理范围随网络速度的增加而减小；网网络络总总带带宽宽容容量量固固定定在在一一个个节节点点使使用用传传输输介介质质的的过过程程中中，另另一一个个节节点点必必须须等等待待。因因此此共共享享式式以以太太网网的的固固定定带带宽宽容容量被网络上的所有节点共同拥有，随机占用量被网络上的所有节点共同拥有，随机占用。不不能能支支持持多多种种速速率率由由于于以以太太网网共共享享传传输输介介质质，因因此此，网网络络中中的的设设备备必必须须保保持持相相同同的的传传输输速速率率，否否则则一一个个设设备备发发送送的信息，另一个设备不可能收到。的信息，另一个设备不可能收到。6.4交换机(Switch)6.4.1交换机概念的引入信息技术系信息技术系陈华陈华解决传统的共享式以太网的问题-分段(a)共享式以太网(b)通过网桥连接分段的网络信息技术系信息技术系陈华陈华 交换机是一种由多个在端到端基础上连交换机是一种由多个在端到端基础上连接网络各段或各独立设备，实现接网络各段或各独立设备，实现多节点之间多节点之间数据的并发传输数据的并发传输的高速端口组成的设备。交的高速端口组成的设备。交换机的类型很多，每一类都支持不同的速率换机的类型很多，每一类都支持不同的速率和以太网、令牌环网、和以太网、令牌环网、FDDIFDDI、ATMATM等不同的网等不同的网络类型。交换机为每一个独立的端口提供全络类型。交换机为每一个独立的端口提供全部的网络介质带宽。部的网络介质带宽。6.4.2交换机的概念信息技术系信息技术系陈华陈华以太网交换机（段交换）信息技术系信息技术系陈华陈华交交换换机机又又称称交交换换式式集集线线器器，分分第第二二层层交交换换机机(功功能能相相当当于于网网桥桥，工工作作在在OSI模模型型的的数数据据链链路路层层)、第第三三层层交交换换机机(功功能能相相当当于于路路由由器器，工工作作在在OSI模模型型的的网网络络层层)和和高高层层交交换换机机(功功能能相相当当于于网网关关，工工作作在在OSI模模型型的的网网络络层层之之上上)，其其外形如下图所示。外形如下图所示。6.4.3交换机的工作层次交换机的工作层次信息技术系信息技术系陈华陈华6.4.4二层交换机的工作原理1 1、当交换机首次加电时，它会像标准无源集线器一样广播一、当交换机首次加电时，它会像标准无源集线器一样广播一个特殊帧。然后构造一张表，将个特殊帧。然后构造一张表，将MACMAC地址与端口号对应起来。地址与端口号对应起来。端口端口/MAC地址映射表地址映射表端口端口MAC地址地址100-30-80-7C-F1-21（A）452-54-4C-19-3D-03（B）400-50-BA-27-5D-A1（C）500-D0-09-F0-33-71（D）600-00-B4-BF-1B-77（E）交换机的结构与工作过程交换机的结构与工作过程缓冲区缓冲区信息技术系信息技术系陈华陈华2 2、同一时刻，交换机可以对多个段间的帧进行交换、同一时刻，交换机可以对多个段间的帧进行交换以太网交换机（帧交换）信息技术系信息技术系陈华陈华3 3、若交换机收到发往某设备的一个帧，其目的地址、若交换机收到发往某设备的一个帧，其目的地址不在交换机存储表中，则交换机会像集线器那样将该不在交换机存储表中，则交换机会像集线器那样将该帧送至每一端口（帧送至每一端口（帧的回复返回的回复返回时交交换机就会将新了机就会将新了解到的解到的MACMAC信息添加到交信息添加到交换表中）表中）。或者，若交换机。或者，若交换机收到带有广播或组播地址的帧，它也会将帧送至每一收到带有广播或组播地址的帧，它也会将帧送至每一个端口。个端口。交换机发送广播帧信息技术系信息技术系陈华陈华6.4.5交换机的数据交换方式直接交换：直接交换：交换机边接收边检测目的地址字段，一交换机边接收边检测目的地址字段，一旦发现就立即将数据转发出去，而不管数据是否出旦发现就立即将数据转发出去，而不管数据是否出错，差错任务交由节点主机完成。优点是交换延迟错，差错任务交由节点主机完成。优点是交换延迟时间短，缺点是缺乏差错检测的能力。时间短，缺点是缺乏差错检测的能力。存储转发交换：存储转发交换：交换机要完整地接收节点发送的数交换机要完整地接收节点发送的数据，并对数据进行差错检测。如接收数据正确再按据，并对数据进行差错检测。如接收数据正确再按目的地址确定输出端口号，将数据转发出去。目的地址确定输出端口号，将数据转发出去。 信息技术系信息技术系陈华陈华6.4.6交换机的数据过滤 以太网交换机在基于数据帧的目的地址做出是否转发或以太网交换机在基于数据帧的目的地址做出是否转发或转发到何处的决定的同时，可以对通过的数据进行过滤。转发到何处的决定的同时，可以对通过的数据进行过滤。 节点节点B B与与C C之之间的数据通信，间的数据通信，交换机不再转发交换机不再转发并将数据抛弃。并将数据抛弃。数据被限制在本数据被限制在本地流动地流动信息技术系信息技术系陈华陈华6.4.6二层交换机的特点归纳1 1、第第二二层层交交换换建建立立和和维维护护交交换换表表（MACMAC地地址址表表），如如果果第第二二层层交交换换不不知知道道帧帧应应该该发发送送到到哪哪里里，则则它它向向网网络络所所有有端端口口发发送送广广播播帧帧，若若交交换换机机收收到到带带有有广广播播或或组组播播地地址址的的帧帧，它它也也会会将将帧送至每一个端口。帧送至每一个端口。2 2、第第二二层交交换机机的的引引入入使使得得网网络站站点点间可可独独享享带宽，消消除除了了无无谓的的碰碰撞撞检测和和出出错重重发，提提高高了了传输效效率率，在在交交换机机中中可并行可并行维护几个独立的、互不影响的通信几个独立的、互不影响的通信进程。程。 3 3、第第二二层层交交换换仍仍可可能能对对所所在在地地发发送送数数据据进进行行广广播播（在在不不知知道道目目的的地地MACMAC地地址址时时），所所以以第第二二层层交交换换机机仍仍可可能能存存在在“广广播播风风暴暴”4、支支持持VLAN VLAN 第第二二层层交交换换机机能能够够将将各各个个端端口口组组合合到到逻逻辑辑工工作作组组（虚虚拟拟局局域域网网或或VLANVLAN）。每每个个VLANVLAN组组在在逻逻辑辑上上与与交交换换机机的的其其他他部部分分分分离离，可可帮帮助助将将第第二二层层广广播播业业务务控控制制在在特特定定的的VLANVLAN组。组。信息技术系信息技术系陈华陈华交换机的VLAN划分信息技术系信息技术系陈华陈华6.4.6 6.4.6 第三层交换机第三层交换机 随着随着InternetInternet、IntranetIntranet及及ExtranetExtranet的通信量的增长，的通信量的增长，大量的通信过程是在各子网之间传播，因而路由器常常不大量的通信过程是在各子网之间传播，因而路由器常常不堪重负。堪重负。 简单地说，三层交换技术就是：二层交换技术加三层简单地说，三层交换技术就是：二层交换技术加三层转发技术。它的出现解决了局域网中网段划分之后，网段转发技术。它的出现解决了局域网中网段划分之后，网段中子网必须依赖路由器进行管理的局面，解决了传统路由中子网必须依赖路由器进行管理的局面，解决了传统路由器低速、复杂所造成的网络瓶颈问题。器低速、复杂所造成的网络瓶颈问题。 其重要的表现时，其重要的表现时，当某一数据源的第一个数据帧进入当某一数据源的第一个数据帧进入第三层交换后，其中的路由系统将会产生一个第三层交换后，其中的路由系统将会产生一个MACMAC地址与地址与IPIP地址的映射表，并将该表存储起来。当同一数据源的后地址的映射表，并将该表存储起来。当同一数据源的后续数据再次进入交换环境时，交换机将根据第一次产生并续数据再次进入交换环境时，交换机将根据第一次产生并保存的地址映射表，直接从第二层由源地址传输到目的地保存的地址映射表，直接从第二层由源地址传输到目的地址，不再经过第三层路由系统处理，从而清除了路由选择址，不再经过第三层路由系统处理，从而清除了路由选择时造成的网络延迟，提高了数据包的转发效率。因而能实时造成的网络延迟，提高了数据包的转发效率。因而能实现快速的路由。现快速的路由。信息技术系信息技术系陈华陈华例：例：A A工作站（简称工作站（简称“A”A”）经由三层交换机实现给经由三层交换机实现给B B工作站（简称工作站（简称“B”B”）发送数据流程发送数据流程a.a.如果如果A A已知目的已知目的B B的的IPIP地址，那么地址，那么A A首先判断目的首先判断目的IPIP是否与是否与自己在同一网段。自己在同一网段。b.b.如果在同一网段，但不知道转发数据所需的如果在同一网段，但不知道转发数据所需的MACMAC地址，地址，A A就发送一个就发送一个ARPARP请求，请求，B B返回其返回其MACMAC地址，地址，A A用此用此MACMAC封装数据封装数据包并发送给交换机；交换机用二层交换模块（注意，包并发送给交换机；交换机用二层交换模块（注意，三层三层交换机同样具有二层交换机的功能交换机同样具有二层交换机的功能）查找）查找MACMAC地址表，如果地址表，如果在在MACMAC地址表中已有这样一个地址表中已有这样一个MACMAC地址，则直接将数据包转地址，则直接将数据包转发到相应的端口，否则同样广播发送数据。发到相应的端口，否则同样广播发送数据。信息技术系信息技术系陈华陈华c.c.如果如果A A、B B不是同一网段，那么不是同一网段，那么A A要实现和要实现和B B的通信，在的通信，在缓存中没有对应的缓存中没有对应的MACMAC地址条目，就地址条目，就将第一个正常数据包将第一个正常数据包发送向一个默认网关发送向一个默认网关，而，而“默认网关默认网关”的的IPIP地址其实是三地址其实是三层交换机的三层交换模块层交换机的三层交换模块。当发送站。当发送站A A对对“默认网关默认网关”的的IPIP地址广播出一个地址广播出一个ARPARP请求时，如果三层交换模块在以前请求时，如果三层交换模块在以前的通信过程中已经知道的通信过程中已经知道B B站的站的MACMAC地址，则三层交换模块把地址，则三层交换模块把自己自己IPIP地址对应的地址对应的MACMAC地址回复给地址回复给A A站。否则三层交换模块站。否则三层交换模块根据路由信息向根据路由信息向B B站广播一个站广播一个ARPARP请求，请求，B B站得到此站得到此ARPARP请求，请求，然后向三层交换模块回复其然后向三层交换模块回复其MACMAC地址，三层交换模块保存地址，三层交换模块保存此地址，然后再把自己的此地址，然后再把自己的MACMAC回复给发送站回复给发送站A A。信息技术系信息技术系陈华陈华d.Ad.A站获得了三层模块的站获得了三层模块的MACMAC地址信息，然后对发送到地址信息，然后对发送到B B站的站的数据进行封装，这其中就包括了三层模块的数据进行封装，这其中就包括了三层模块的MACMAC地址信息。地址信息。然后发送数据，三层交换模块接收然后发送数据，三层交换模块接收A A站发送到站发送到B B站的以太网站的以太网帧。帧。 三层交换模块从以太网帧的三层交换模块从以太网帧的IPIP包中提取包中提取B B站的站的MACMAC地址，地址，通过查找路由表，寻找到通过查找路由表，寻找到B B站的下一跳；站的下一跳； 若若B B站与第三层交换机某一接口在同一网段，第三层交站与第三层交换机某一接口在同一网段，第三层交换机将向换机将向B B站站IPIP地址广播地址广播ARPARP请求，从请求，从B B站的站的ARPARP应答中可得应答中可得知知B B站的站的MACMAC地址；地址； 若若B B站与三层交换机某一接口不在同一网段，中间相隔站与三层交换机某一接口不在同一网段，中间相隔了好几跳，三层交换模块只会向下一跳了好几跳，三层交换模块只会向下一跳IPIP地址广播地址广播ARPARP请求，请求，下一跳下一跳ARPARP应答的应是下一跳应答的应是下一跳IPIP地址的地址的MACMAC地址。地址。这样一步这样一步步进行下去，最终把数据发送到目的站点步进行下去，最终把数据发送到目的站点B B。信息技术系信息技术系陈华陈华企业级三层交换网模型企业级三层交换网模型信息技术系信息技术系陈华陈华6.4.7 6.4.7 交换机的级联交换机的级联两种级联方式：两种级联方式： 上上一一层层交交换换机机采采用用普普通通以以太太网网端端口口，下下层层交交换换机机采采用用专专门门的的“UpLinkUpLink”端端口口。 这这种种级级联联方方式式性性能能比比较较好好，因因为为级级联联端端口口的的带带宽宽通通常常较较高高。-级级联联网网线线采采用用直直连连线线，单单段段网线最大长度网线最大长度100m100m。 如如果果交交换换机机没没有有级级联联端端口口，那那就就可可以以采采用用交交换换机机的的普普通通以以太太网网端端口口进进行行交交换换机机的的级级联联，不不过过这这种种方方式式性性能能稍稍差差，因因为为下下级级交交换换机机的的有有效效总总带带宽宽实实际际上上就就相相当当于于上上级级交交换换机机的的一一个个端端口口带带宽宽。级级联联网网线线采采用用交交叉叉线线，同同样样单单段段长长度度不不能能超超过过100m100m。信息技术系信息技术系陈华陈华交换机级联扩展模型（交换机级联扩展模型（UplinkUplink到普通端口）到普通端口）信息技术系信息技术系陈华陈华交换机级联扩展模型（普通端口到普通端口）交换机级联扩展模型（普通端口到普通端口）信息技术系信息技术系陈华陈华6.4.8 6.4.8 交换机的堆叠交换机的堆叠 级联模式主要是为了解决连接距离过长和扩展端口这两级联模式主要是为了解决连接距离过长和扩展端口这两方面的矛盾，而此处的堆叠扩展模式则主要是为了解决扩展方面的矛盾，而此处的堆叠扩展模式则主要是为了解决扩展端口和扩展带宽两方面的问题端口和扩展带宽两方面的问题 多个交换机连接在一起时，其作用就像一个模块化交换多个交换机连接在一起时，其作用就像一个模块化交换机一样，堆叠在一起的交换机可以当做一个单元设备来进行机一样，堆叠在一起的交换机可以当做一个单元设备来进行管理。管理。信息技术系信息技术系陈华陈华6.4.9 6.4.9 交换机与集线器的区别交换机与集线器的区别1 1、OSI/RMOSI/RM中的工作层次不同中的工作层次不同物理层物理层 数据链路层（二层交换）、网络层（三层交换）数据链路层（二层交换）、网络层（三层交换）2 2、数据传输方式不同、数据传输方式不同广播方式广播方式 数据只数据只对目的目的节点点发送，只是在自己的送，只是在自己的MACMAC地地址表中找不到的情况下才使用广播方式址表中找不到的情况下才使用广播方式发送送 3 3、带宽占用方式不同、带宽占用方式不同共享共享 独享独享4 4、传输模式不同、传输模式不同半双工半双工全双工全双工信息技术系信息技术系陈华陈华6.4.10 6.4.10 可网管交换机的设置可网管交换机的设置网管型的交换可以通过两种方法进行配置：网管型的交换可以通过两种方法进行配置：1 1、本地配置、本地配置2、远程网络配置、远程网络配置信息技术系信息技术系陈华陈华1 1、本地配置、本地配置 交换机的本地配置方式是通过计算机与交换机的交换机的本地配置方式是通过计算机与交换机的“Console”Console”端口直接连接的方式进行通信的（可以是端口直接连接的方式进行通信的（可以是RJ-45RJ-45端口，也可以是端口，也可以是RS-232RS-232端口，因机而异），通过超级终端软端口，因机而异），通过超级终端软件进行配置件进行配置。信息技术系信息技术系陈华陈华 远程配置方式又分为远程配置方式又分为WebWeb配置方式和配置方式和TelnetTelnet方方式。式。注意，远程配置必须在本地配置完成后才能进行，注意，远程配置必须在本地配置完成后才能进行，除非交换机的出厂配置就能满足实际网络环境配置除非交换机的出厂配置就能满足实际网络环境配置需求需求。2 2、远程网络配置、远程网络配置信息技术系信息技术系陈华陈华6.5 6.5 路由器路由器 6.5.1 6.5.1 什么是路由器什么是路由器 路路由由器器能能在在多多个个网网络络和和介介质质之之间间提提供供网网络络互互联联的的能能力力，利利用用路路由由器器可可以以实实现现多多个个网网络络相相互互连连接接，能能在在不不同同的的网网络络之之间依据逻辑协议地址存储转发分组。间依据逻辑协议地址存储转发分组。路路由由器器工工作作在在网网络络层层，比比网网桥桥高高一一层层，因因此此比比网网桥桥具具有有更更高高层层的的智智能能。路路由由器器的的工工作作更更为为复复杂杂，传传送送速速度度比比网网桥桥要要慢慢，更适合于大型、复杂网络的网间连接。更适合于大型、复杂网络的网间连接。 信息技术系信息技术系陈华陈华 路由器的每个接口基于与报文分组中的目的路由器的每个接口基于与报文分组中的目的地址相关的网络层进行寻址，将从一个接口上收地址相关的网络层进行寻址，将从一个接口上收到的报文分组定向并转发到另一个接口上，这个到的报文分组定向并转发到另一个接口上，这个过程称为路由（过程称为路由（routingrouting）。）。路由的过程就是将对路由的过程就是将对象从一个地方转发到另一个地方的一个中继过程。象从一个地方转发到另一个地方的一个中继过程。 路由器进行这种路由决策需要查询内部路由表，该表可以手工或动态建立 例：10与30网络之间进行通信时需要在A、B上创建路由表路由器的基本原理信息技术系信息技术系陈华陈华6.5.2 6.5.2 路由表与协议路由表与协议在在IP互联网中，需要进行路由选择的设备一互联网中，需要进行路由选择的设备一般采用表驱动的路由选择算法。每台需要路由选般采用表驱动的路由选择算法。每台需要路由选择的设备保存一张择的设备保存一张IP路由表（也叫路由表（也叫IP选路表），选路表），该表存储着有关可能的目的地址及怎样到达目的该表存储着有关可能的目的地址及怎样到达目的地址的信息。在需要传送地址的信息。在需要传送IP数据报时，它就查询数据报时，它就查询该该IP路由表，决定把数据报发往何处。路由表，决定把数据报发往何处。 IPIP路由表中仅保存相关的网络信息，使远端路由表中仅保存相关的网络信息，使远端的主机在不知道细节的情况下将的主机在不知道细节的情况下将IPIP数据报发送过数据报发送过来。来。(1)路由表路由表信息技术系信息技术系陈华陈华信息技术系信息技术系陈华陈华6.5.2 6.5.2 路由表与协议路由表与协议(2)协议协议 路由协议是路由器软件中的重要组成部分。路由器路由协议是路由器软件中的重要组成部分。路由器的路由功能就是通过这些路由协议来实现的，路由协议的路由功能就是通过这些路由协议来实现的，路由协议的作用是用来建立及维护路由表的作用是用来建立及维护路由表。信息技术系信息技术系陈华陈华动态路由的特点是能自动检测和调整失败的链路和动态路由的特点是能自动检测和调整失败的链路和路由器，从而减少建立和维护路由信息的开销。路由器，从而减少建立和维护路由信息的开销。IGP（内部网关协议）EGP（外部网关协议）距离向量路由选择协议（RIPv1、RIPv2、IGRP）链路状态路由选择协议（OSPF）混合型路由选择协议（EIGRP）边界网关协议（BGP）动态路由协议分类（1）路由协议分类）路由协议分类(2)协议协议信息技术系信息技术系陈华陈华6.5.3 6.5.3 静态路由与动态路由静态路由与动态路由(1)(1)静态路由静态路由 * *静静态态路路由由是是由由人人工工管管理理的的。根根据据互互联联网网的的拓拓扑扑结结构构和和连接方式，网络管理员可以为一个路由器建设静态路由。连接方式，网络管理员可以为一个路由器建设静态路由。 * *静静态态路路由由的的主主要要优优点点是是安安全全可可靠靠、简简单单直直观观，同同时时避避免免了了动动态态路路由由选选择择的的开开销销。适适用用于于规规模模较较小小的的网网络络。实实际际上上，因因特特网网（InternetInternet）上上的的很很多多互互联联设设备备都都使使用用了了静静态态路由。路由。 * *对于复杂的互联网拓扑结构，静态路由的配置工作量对于复杂的互联网拓扑结构，静态路由的配置工作量很大，而且很容易出现路由环。很大，而且很容易出现路由环。 * *如果互联网的拓扑结构或连接方式发生变化，网络管如果互联网的拓扑结构或连接方式发生变化，网络管理员必须手工对静态路由做出更新理员必须手工对静态路由做出更新, ,不使用备份路线不使用备份路线。信息技术系信息技术系陈华陈华目的网络下一站网络4R2目的网络下一站网络4R1路由环实例信息技术系信息技术系陈华陈华静态路由中不使用备份路线信息技术系信息技术系陈华陈华6.5.3 6.5.3 静态路由与动态路由静态路由与动态路由(1) (1) 动态路由动态路由 与与静静态态路路由由不不同同，动动态态路路由由利利用用路路由由协协议议通通过过自自身身的的学学习习，自自动动修修改改和和刷刷新新路路由由表表。当当网网络络管管理理员员通通过过配配置置命命令令启启动动动动态态路路由由后后，无无论论何何时时从从互互联联网网中中收收到到新新的的路路由由信信息息，路路由由器器都都会会利利用用路由管理进程自动更新路由表。路由管理进程自动更新路由表。 为了了实现动态路路由由，路路由由器器之之间需需要要经常常地地交交换路路由由信信息息。交交换路路由由信信息息势必必要要占占用用网网络的的带宽。 信息技术系信息技术系陈华陈华a.a.跳跳数数（hop hop countcount），IPIP数数据据报报到到达达目目的的地地必必须须经经过过的的路路由由器器个个数数。跳跳数越少，路由越好。数越少，路由越好。b.b.带宽（带宽（bandwidthbandwidth），），链路的数据能力。链路的数据能力。c.c.延迟（延迟（delaydelay），），将数据从源送到目的地所需的时间。将数据从源送到目的地所需的时间。d.d.负载（负载（loadload），），网络中（如路由器中或链路中）信息流的活动数量。网络中（如路由器中或链路中）信息流的活动数量。e.e.可靠性（可靠性（reliabilityreliability），），数据传输过程中的差错率。数据传输过程中的差错率。f.f.开开销销（costcost），一一个个变变化化的的数数值值，通通常常可可以以根根据据带带宽宽、建建设设费费用用、维维护费用、使用费用等因素由网络管理员指定。护费用、使用费用等因素由网络管理员指定。信息技术系信息技术系陈华陈华 路路由由器器是是一一个个非非常常复复杂杂的的软软、硬硬件件结结合合的的产产物物，它的技术全面体现在硬件和软件两个方面它的技术全面体现在硬件和软件两个方面。6.5.4 6.5.4 路由技术的发展路由技术的发展信息技术系信息技术系陈华陈华6.5.5 6.5.5 路由器的分类路由器的分类(1)(1)按性能档次划分按性能档次划分 路由器可分为高、中、低三档路由器可分为高、中、低三档(2)(2)按结构划分按结构划分 模块化路由器、非模块化路由器模块化路由器、非模块化路由器(3)(3)按网按网络位置划分位置划分 核心核心层（骨干（骨干级）路由器、分）路由器、分发层（企（企业级）路由器和）路由器和访问层（接入（接入级）路由器）路由器 (4)(4)按功能划分按功能划分 通用路由器、和专用路由器通用路由器、和专用路由器(5)(5)按网络类型划分按网络类型划分 有线路由器、无线路由器有线路由器、无线路由器信息技术系信息技术系陈华陈华6.5.6 6.5.6 路由器的设置路由器的设置控控制制台台方方式式利利用用CONSOLECONSOLE控控制制端端口口连连接接终终端端或或运运行行终终端端仿真软件的微机，进行本地配置。仿真软件的微机，进行本地配置。远远程程拨拨号号方方式式利利用用AUXAUX接接口口接接MODEMMODEM拨拨号号设设备备，通通过过电电话话线线与与远远方方的的终终端端运运行行终终端端仿仿真真软软件件的的微微机机相相连连，远远程程配配置置路路由器。由器。TFTPTFTP服服务务器器方方式式通通过过以以太太网网上上的的TFTPTFTP服服务务器器配配置置路路由由器。器。远远程程登登录录方方式式通通过过 以以太太网网上上的的TelnetTelnet程程序序，以以远远程程登登录的方式配置路由器。录的方式配置路由器。网网管管工工作作站站方方式式通通过过以以太太网网上上的的SNMPSNMP网网管管工工作作站站，配配置路由器。置路由器。信息技术系信息技术系陈华陈华路由器设置的五种连接方式信息技术系信息技术系陈华陈华6.5.7 6.5.7 路由器与交换机的区别路由器与交换机的区别(1)(1)主主要要功功能能不不同同 传传统统的的路路由由器器在在网网络络中中有有路路由由转转发发、防防火火墙墙、隔隔离离广广播播等等作作用用。它它最最主主要要的的功功能能就就是是路路由由转转发发，不不仅仅适适用用于于同同种种协协议议的的局局域域网网间间，更更适适用用于于不不同同协协议议的的局局域域网网与与广广域域网网间间。而而第第三三层层交交换换技技术术就就是是将将路路由由技技术术与与交交换换技技术术合合二二为为一一的的技技术术。交交换换功功能能仍仍是是第第三三层层交交换换机机的的重重点点，其路由功能只是辅助其路由功能只是辅助。只适用于同协议的局域网间的路由。只适用于同协议的局域网间的路由。(2)(2)适适用用环环境境不不同同 路路由由器器通通常常适适用用于于局局域域网网与与广广域域网网之之间间的的连连接接；而而第第三三层层交交换换机机由由于于技技术术相相对对成成熟熟、功功能能虽虽然然不不是是很很强强，但但较较全全面面，价价格格也也较较低，特别适用于低，特别适用于局域网局域网。(3)(3)技技术术原原理理不不一一样样 路路由由器器一一般般由由基基于于微微处处理理器器的的硬硬件件执执行行数数据据包包交交换，而第三层交换机通过换，而第三层交换机通过硬件执行数据包交换硬件执行数据包交换。(4)(4)路路由由性性能能不不一一样样 第第三三层层交交换换机机在在对对第第一一个个数数据据流流进进行行路路由由后后，它它将将会会产产生生一一个个MACMAC地地址址与与IPIP地地址址的的映映射射表表，当当同同样样的的数数据据流流再再次次通通过过时时，将将根根据据此此表表直直接接从从第第二二层层通通过过而而不不是是再再次次路路由由，从从而而消消除除了了路路由由器器进进行行路路由由选选择择而而造造成成网网络络的的延延迟迟，提提高高了了数数据据包包转转发发的的效效率率。同同时时，第第三三层层交交换换机机的的路路由由查查找找是是针针对对流流的的，它它利利用用缓缓存存技技术术，很很容容易易采采用用ASICASIC实实现现，因因此此，可可以以大大大大节节约约成成本本，并并实实现现快快速速转转发发。而而路路由由器器的的转转发发采采用用最最长长匹匹配配的的方方式式，实现起来复杂，通常使用软件来实现实现起来复杂，通常使用软件来实现，转发效率较低。，转发效率较低。（5 5）部分路由器还具有第四层网络管理能力，第三层交换机不具备。）部分路由器还具有第四层网络管理能力，第三层交换机不具备。信息技术系信息技术系陈华陈华 用概括性的术语来讲，它们应该是能够连接不同网络用概括性的术语来讲，它们应该是能够连接不同网络的软件和硬件的结合产品。的软件和硬件的结合产品。 网关（网关（GatewayGateway）主要是连接两个协议差别很大的计主要是连接两个协议差别很大的计算机网络时使用的设备。特别地，它们可以使用不同的格算机网络时使用的设备。特别地，它们可以使用不同的格式、通信协议或结构连接起两个系统。式、通信协议或结构连接起两个系统。 网关实际上通过重新封装信息以使它们能被另一个系网关实际上通过重新封装信息以使它们能被另一个系统读取。为了完成这项任务，网关必须能运行在统读取。为了完成这项任务，网关必须能运行在OSI模型模型的几个层上。的几个层上。6.6 6.6 网关网关信息技术系信息技术系陈华陈华l电子邮件网关电子邮件网关l lI B M I B M 主机网关主机网关l l因特网网关这种网关允许并管理局域网和因特因特网网关这种网关允许并管理局域网和因特网间的接入。因特网网关可以限制某些局域网用户访网间的接入。因特网网关可以限制某些局域网用户访问因特网。问因特网。l l局局域域网网网网关关通通过过这这种种网网关关，运运行行不不同同协协议议或或运运行行于于O O S S I I模模型型不不同同层层上上的的局局域域网网网网段段间间可可以以相相互互通通信信。路路由由器器甚甚至至只只用用一一台台服服务务器器都都可可以以充充当当局局域域网网网网关关。局局域域网网网网关关也也包包括括远远程程访访问问服服务务器器。它它允允许许远远程程用用户户通过拨号方式接入局域网。通过拨号方式接入局域网。信息技术系信息技术系陈华陈华路由器配置实验简介路由器配置实验简介一、路由器模拟软件安装一、路由器模拟软件安装二、基本功能及界面简介二、基本功能及界面简介三、路由器基本命令简介三、路由器基本命令简介1 1、命令状态简介、命令状态简介 * *一般用户模式一般用户模式 routerenablerouterenable * *特权命令模式特权命令模式 router#configrouter#config terminal terminal * *全局配置模式全局配置模式 router(configrouter(config)#)# * *局部设置模式局部设置模式 router(configrouter(config-if)#-if)# router(configrouter(config-line)#-line)# router(configrouter(config-router)#-router)#信息技术系信息技术系陈华陈华6.5.6 6.5.6 路由器的设置路由器的设置控控制制台台方方式式利利用用CONSOLECONSOLE控控制制端端口口连连接接终终端端或或运运行行终终端端仿真软件的微机，进行本地配置。仿真软件的微机，进行本地配置。远远程程拨拨号号方方式式利利用用AUXAUX接接口口接接MODEMMODEM拨拨号号设设备备，通通过过电电话话线线与与远远方方的的终终端端运运行行终终端端仿仿真真软软件件的的微微机机相相连连，远远程程配配置置路路由器。由器。TFTPTFTP服服务务器器方方式式通通过过以以太太网网上上的的TFTPTFTP服服务务器器配配置置路路由由器。器。远远程程登登录录方方式式通通过过 以以太太网网上上的的TelnetTelnet程程序序，以以远远程程登登录的方式配置路由器。录的方式配置路由器。网网管管工工作作站站方方式式通通过过以以太太网网上上的的SNMPSNMP网网管管工工作作站站，配配置路由器。置路由器。信息技术系信息技术系陈华陈华路由器设置的五种连接方式信息技术系信息技术系陈华陈华二、路由器的内存和作用二、路由器的内存和作用 FlashFlash：存储路由器的操作系统（存储路由器的操作系统（IOS:Internet Operating systemIOS:Internet Operating system）。）。 NVRAMNVRAM：存储用户对路由器的配置表。存储用户对路由器的配置表。 RAMRAM：路由器在加电后，配置表被从路由器在加电后，配置表被从NVRAMNVRAM中调入中调入RAMRAM中，并控制路由器的中，并控制路由器的活动；存放路由器路由表及数据缓冲区。活动；存放路由器路由表及数据缓冲区。 NVRAMNVRAM同同RAMRAM的区别的区别 用户对路由器配置的更改在用户对路由器配置的更改在RAMRAM中进行中进行 用户在存储配置表后，用户在存储配置表后，RAMRAM将配置表的拷贝放置在将配置表的拷贝放置在NVRAMNVRAM中中 路由器掉电后，路由器掉电后，RAMRAM的内容将丢失，的内容将丢失，NVRAMNVRAM的内容将被保留。的内容将被保留。当我们对路由器的配置进行修改之后，一定要将其存入当我们对路由器的配置进行修改之后，一定要将其存入NVRAMNVRAM中才能在下一次中才能在下一次启动时生效，为此，需要使用如下命令：启动时生效，为此，需要使用如下命令： router# copy running-router# copy running-configconfig startup- startup-configconfig 使用使用show running-show running-configconfig命令可以进行查看路由器的当前配置，若要查看存命令可以进行查看路由器的当前配置，若要查看存在在NVRAMNVRAM中的配置，需要使用中的配置，需要使用show startup-show startup-configconfig命令。命令。信息技术系信息技术系陈华陈华三、路由器模式介绍三、路由器模式介绍第第1 1级：用户模式级：用户模式 在这一级别，用户可以看路由器的连接状态，访问其它网在这一级别，用户可以看路由器的连接状态，访问其它网络和主机，但不能看到和更改路由器的设置内容络和主机，但不能看到和更改路由器的设置内容, ,不能进行设置。不能进行设置。第第2 2级：特权模式级：特权模式在这一级别上，可以执行所有的用户命令，还可以看到和更在这一级别上，可以执行所有的用户命令，还可以看到和更改路由器的设置内容。改路由器的设置内容。第第3 3级级: : 配置模式配置模式 这种模式下，允许用户真正修改路由器的配置。比如配置路这种模式下，允许用户真正修改路由器的配置。比如配置路由器的静态路由表，详细的配置命令需要参考路由器配置文档。由器的静态路由表，详细的配置命令需要参考路由器配置文档。如果想配置具体端口，还需要进入第如果想配置具体端口，还需要进入第4 4级。级。 信息技术系信息技术系陈华陈华三、路由器模式介绍三、路由器模式介绍第第4 4级级: : 端口配置模式端口配置模式路由器中有各种端口，如路由器中有各种端口，如10/100Mbps10/100Mbps以太网端口和同步以太网端口和同步端口等。要对这些端口进行配置，需要进入端口配置模式。端口等。要对这些端口进行配置，需要进入端口配置模式。比如，现在想对以太网端口比如，现在想对以太网端口0 0进行配置（路由器上的端口都有进行配置（路由器上的端口都有编号，请参考路由器随机文档），需要使用命令编号，请参考路由器随机文档），需要使用命令interface interface ethernet0ethernet0，如下所示如下所示: : 目前目前CiscoCisco公司生产的路由器大多是基于模块化的，每个公司生产的路由器大多是基于模块化的，每个模块上可以有多个端口。比如一个具有模块上可以有多个端口。比如一个具有2 2个以太网接口的网络个以太网接口的网络模块，如果插在路由器槽位模块，如果插在路由器槽位0 0上，则上，则2 2个以太网端口就要用个以太网端口就要用 ethernetethernet 0/0 0/0和和 ethernetethernet 0/1 0/1来表示，在来表示，在/符号的左边符号的左边是模块的槽位号，右边是端口编号。是模块的槽位号，右边是端口编号。 DDNDDN专线一般接入路由器的同步口，用专线一般接入路由器的同步口，用serial 0/0serial 0/0表表示，其中示，其中0/00/0代表端口位置代表端口位置信息技术系信息技术系陈华陈华命令模式访问方法路由器提示符退出方法用户EXEC登录Router使用LOGOUT命令特权EXEC从用户EXEC模式，输入ENABLE命令Router#为退出回到用户EXEC模式，使用DISABLE、EXIT，或LOGOUT命令全局配置从特权EXEC模式、输入CONFIGURETREMINAL命令Router(config)#为退出回到特权EXEC-模式，使用EXIT或END接口配置从全局配置模式，输入INTERFACE类型编号命令，例如INTERFACEETHRENET0Router(config-if)#为退出回到全局配置模式使用EXIT命令。为直接退出回到特权EXEC模式，按下CTRL-Z子接口配置模式从全局配置模式，输入INTERFACE类型编号命令，例如INTERFACEETHRENET0/0.1Router(config-subif)#为退出回到全局配置模式使用EXIT命令。为直接退出回到特权EXEC模式，按下CTRL-Z线路配置模式从全局配置模式，输入LINE类型编号命令Router(config-line)#为退出回到全局配置模式使用EXIT命令。为直接退出回到特权EXEC模式，按下CTRL-Z路由器配置模式从全局配置模式，输入ROUTER类型编号命令，例如routerripRouter(config-router)#为退出回到全局配置模式使用EXIT命令。为直接退出回到特权EXEC模式，按下CTRL-Z信息技术系信息技术系陈华陈华四、路由器的端口介绍四、路由器的端口介绍 1. 1.路由器的配置端口路由器的配置端口 其实有两个，分别是其实有两个，分别是ConsoleConsole和和AUXAUX，ConsoleConsole通常是通常是用来进行路由器的基本配置时通过专用连线与计算机连用的，用来进行路由器的基本配置时通过专用连线与计算机连用的，而而AUXAUX是用于路由器的远程配置连接用的。是用于路由器的远程配置连接用的。 2. 2.路由器的局域网接口路由器的局域网接口 路由器的局域网接口类型也可能是多样的。不同的网络有路由器的局域网接口类型也可能是多样的。不同的网络有不同的接口类型，常见的以太网接口主要有不同的接口类型，常见的以太网接口主要有AUIAUI、BNCBNC和和RJ-45RJ-45接接口，还有口，还有FDDIFDDI、ATMATM、光纤接口，这些网络都有相应的网络接口，光纤接口，这些网络都有相应的网络接口，下面分别介绍主要的几种局域网接口。下面分别介绍主要的几种局域网接口。 （1 1） AUIAUI端口端口AUIAUI端口是用来与粗同轴电缆连接的接口，它是一种端口是用来与粗同轴电缆连接的接口，它是一种DD型型1515针接口，这在令牌环网或总线型网络中是一种比较常见的端针接口，这在令牌环网或总线型网络中是一种比较常见的端口之一。路由器可通过粗同轴电缆收发器实现口之一。路由器可通过粗同轴电缆收发器实现路由器路由器AUIAUI接口主接口主要是用粗同轴电缆作为传输介质的网络进行连接用的要是用粗同轴电缆作为传输介质的网络进行连接用的信息技术系信息技术系陈华陈华（2 2）RJ-45RJ-45端口端口RJ-45RJ-45端口是我们最常见的端口了，它是我们常见的双绞线端口是我们最常见的端口了，它是我们常见的双绞线以太网端口，因为在快速以太网中也主要采用双绞线作为传输以太网端口，因为在快速以太网中也主要采用双绞线作为传输介质，所以根据端口的通信速率不同介质，所以根据端口的通信速率不同RJ-45RJ-45端口又可分为端口又可分为10Base-T10Base-T网网RJ-45RJ-45端口和端口和100Base-TX100Base-TX网网RJ-45RJ-45端口两类。其中，端口两类。其中，10Base-T10Base-T网的网的RJ-45 RJ-45 端口在路由器中通常是标识为端口在路由器中通常是标识为ETHETH，而而100Base-TX 100Base-TX 网的网的RJ-45RJ-45端口则通常标识为端口则通常标识为10/100bTX10/100bTX，这主要这主要是现在快速成以太网路由器产品多数还是采用是现在快速成以太网路由器产品多数还是采用10Mbps/100Mbps10Mbps/100Mbps带宽自适应的。带宽自适应的。（3 3）SCSC端口端口SCSC端口也就是我们常说的光纤端口端口也就是我们常说的光纤端口，它是用于与光纤的连，它是用于与光纤的连接，一般来说这种光纤端口是不太可能直接用光纤连接至工作接，一般来说这种光纤端口是不太可能直接用光纤连接至工作站，一般是通过光纤连接到快速以太网或千兆以太网等具有光站，一般是通过光纤连接到快速以太网或千兆以太网等具有光纤端口的交换机。这种端口一般在高档路由器才具有，都以纤端口的交换机。这种端口一般在高档路由器才具有，都以100b FX100b FX标注标注信息技术系信息技术系陈华陈华3 3、 广域网接口广域网接口 路由器不仅能实现局域网之间连接，更重要的应用还是在路由器不仅能实现局域网之间连接，更重要的应用还是在于局域网与广域网、广域网与广域网之间的互连。下面介绍几于局域网与广域网、广域网与广域网之间的互连。下面介绍几种常见的广域网接口。种常见的广域网接口。（1 1）RJ-45RJ-45端口端口这里的这里的RJ-45RJ-45端口所连接的网络一般不太可是端口所连接的网络一般不太可是10Base-T10Base-T，而而是是100Mbps100Mbps快速以太网以上。快速以太网以上。（2 2）AUIAUI端口端口AUIAUI端口也被常用于与广域网的连接，但是这种接口类型在端口也被常用于与广域网的连接，但是这种接口类型在广域网应用得比较少。在广域网应用得比较少。在Cisco 2600Cisco 2600系列路由器上，提供了系列路由器上，提供了AUIAUI与与RJ-45RJ-45两个广域网连接端口，用户可以根据自己的需要选两个广域网连接端口，用户可以根据自己的需要选择适当的类型，如图择适当的类型，如图5 5所示。所示。（3 3）高速同步串口）高速同步串口在路由器的广域网连接中，应用最多的端口还要算在路由器的广域网连接中，应用最多的端口还要算 高速高速同步串口同步串口 （SERIALSERIAL）了，这种端口主要是用于连接目前应用了，这种端口主要是用于连接目前应用非常广泛的非常广泛的DDNDDN、帧中继（帧中继（Frame RelayFrame Relay）、）、X.25X.25、PSTNPSTN（模拟模拟电话线路）等网络连接模式。电话线路）等网络连接模式。信息技术系信息技术系陈华陈华（4 4）异步串口）异步串口 异步串口（异步串口（ASYNCASYNC）主要是应用于主要是应用于ModemModem或或ModemModem池的连接，池的连接，用于实现远程计算机通过公用电话网拨入网络。用于实现远程计算机通过公用电话网拨入网络。（5 5）ISDN BRIISDN BRI端口端口ISDNBRI端口用于端口用于ISDN线路通过路由器实现与线路通过路由器实现与Internet或或其他远程网络的连接，可实现其他远程网络的连接，可实现128Kbps的通信速率。的通信速率。ISDN有两有两种速率连接端口，一种是种速率连接端口，一种是ISDNBRI（基本速率接口），另一种基本速率接口），另一种是是ISDNPRI（基群速率接口），基群速率接口），ISDNBRI端口是采用端口是采用RJ-45标标准。准。信息技术系信息技术系陈华陈华第第5 5章章 网络互联网络互联本章学习目标本章学习目标 本本章章主主要要讲讲解解局局域域网网与与广广域域网网的的基基本本知知识识及及网网络络互互联联设设备备的的基基本本原原理理与与选选型型应应用用。通通过过本本章章学学习习，读读者者应应该掌握以下内容该掌握以下内容: :了解局域网的基本技术了解局域网的基本技术了解广域网的基本技术了解广域网的基本技术共享式集线器的工作原理及使用共享式集线器的工作原理及使用交换机的工作原理、分类、使用交换机的工作原理、分类、使用路由器的基本原理、分类、使用路由器的基本原理、分类、使用信息技术系信息技术系陈华陈华5.3 5.3 中继器中继器学习目标：学习目标：1.掌握中继器、集线器以及交换机的工作原理 2.学会集线器、交换机的级联方法学习重点：学习重点：集线器与集线器的级联一、中继器一、中继器 1.定义：是连接网络线路的一种装置，用于两个网络节点之间物理信号的双向转发工作。2.两种工作方式：a.直接放大式 (主要应用于对链路质量要求不是很高的场合，且级联的中继器数量很少，一般为一到两个。)b.信号再生式 (主要应用于链路质量要求较高的场合。) 中继器主要有两种形式：MODEM、HUB。二、调制解调器二、调制解调器MODEM MODEM ：由发送、接收、控制、接口、操纵面板及电源等部分组成。1.RS232C普通Modem如图所示信息技术系信息技术系陈华陈华（1）工作状态：挂机方式、通话方式、联机方式（2）Modem中数字信号到模拟信号的三种调制方法：a.频移键控FSKb.相移键控PSKc.相位幅度调PAM2.CABLEMODEM（1）它是一种可以通过有线电视网络进行高速数据接入的装置。一般有两个接口，一个用来接室内墙上的有线电视端口，另一个与计算机相联。（2）CableModem的分类：外置式、内置式和交互式机顶盒（3）CableModem的接入模型3.ADSLMODEMDSL（数字用户线路DigitalSubscriberLine）是以铜质电话线为传输介质的传输技术集合。工作原理：利用数字编码技术从现有铜质电话线上获取最大数据传输容量，同时又不干扰在同一条线上进行的常规话音服务。ADSL接入模型三、共享式集线器（三、共享式集线器（HUBHUB）1.集线器的功能：随机选出某一端口的设备，并让它独占全部带宽，与集线器的上联设备（交换机、路由器或服务器等）进行通信。如图所示如图所示信息技术系信息技术系陈华陈华2.工作特点：（1）HUB只是一个多端口的信号放大设备。（2）HUB只与它的上联设备（如上层HUB、交换机或服务器）进行通信。3.共享式集线器工作过程4.集线器的分类：（1）按提供的带宽划分为：10Mbps集线器、100Mbps集线器、10/100Mbps双速集线三种。（2）根据配置形式的不同来分为：独立型集线器、模块化集线器和堆栈式集线器。（3）根据管理方式来分为：智能型和非智能型两类。（4）根据端口数目的不同可分为：8、16、24口几种。5.HUB级联线制作（1）采用直通线（计算机与集线器的连接；集线器与集线器通过级联口连接)（2）采用交叉线（集线器与集线器通过普通口连接；两台计算机之间直接连接。）如图所示如图所示如图所示信息技术系信息技术系陈华陈华5.4 5.4 交换机交换机学习目标：学习目标：1.掌握交换机的工作原理概述2.了解二、三层交换技术3.学会交换机的级连、堆叠技术学习重点：学习重点：交换机的级连一、交换机的工作原理概述一、交换机的工作原理概述1.交换技术在OSI参考模型的第二层操作。交换技术允许对共享型和专用型的局域网段进行带宽调整。2.交换技术分类：a.端口交换b.帧交换c.信元交换3.二层交换与三层交换（1）二层交换机是数据链路层的设备，它完成建立和维护它自己的地址表的任务。（2）第三层交换机是一个带有第三层路由功能的第二层交换机，它是三层路由与二层交换的有机结合。二、交换机的级连二、交换机的级连交换机的级连是指通过线缆将两个交换机前板的两个端口连接起来。交换机到交换机的级连的三种方式：信息技术系信息技术系陈华陈华1.交换机的UPLINK口连接到交换机的普通口；2.交换机的UPLINK口连接到交换机的UPLINK口；3.交换机的普通口连接到交换机的普通口；三、交换机的堆叠三、交换机的堆叠常见的堆叠方式有：1.菊花链式堆叠2.星型堆叠如图所示如图所示如图所示如图所示如图所示5.5 5.5 网桥网桥学习目标：学习目标：1.了解网桥的基本概念2.掌握透明网桥和源路由网桥，了解无线网桥。学习重点：学习重点：透明网桥和源路由网桥一、网桥的概述一、网桥的概述1.定义：网桥是数据链路层的设备，类似中继器。用于连接两个或更多局域网网段。每个局域网网段是一个独立的冲突域。2.网桥的目的是过滤局域上的流量，以确保本地通信在本地进行。信息技术系信息技术系陈华陈华3.网桥与中继器的不同之处在于能够解析它收发的数据，即它能够读取目标地址信息，并决定是否向网络的其它段转发数据包。二、网桥的分类二、网桥的分类1.透明网桥：它对传输的用户完全透明。当它接收到与之连接的LAN的某一帧时，网桥必须决定将其丢弃还是转发。如里转发，则必须决定发往哪个LAN。优点：易于安装缺点：没有最佳利用带宽。2.源路由网桥工作原理：假定每个帧的发送者都知道接收者是否在同一LAN上。当发送一帧到另外的LAN时，源机器将目的地址的高位设置为“”标记。源路由选择网桥只关心目的地址高位为“”的帧，当发现这些帧时，扫描帧头的路由，寻找发来此帧的那个别LAN的编号。3.两种网桥的比较4.无线网桥无线网桥的应用模式（）点对点无线桥接模式如图所示如图所示信息技术系信息技术系陈华陈华（）点对多点无线桥接模式（）桥接中继5.6 5.6 路由器路由器学习目标：学习目标：1.了解路由器的概论、特征及工作原理等。2.了解路由表与协议、静态路由与动态路由。3.了解路由技术的发展4.了解路由器的分类、选型学习重点：学习重点：路由器的特征、工作原理一、路由器的概述一、路由器的概述路由：指通过相互连接的网络把信息从源地点移动到目标点的活动。路由与交换的主要区别在于：交换发生在OSI的第二层（数据链路层）；路由发生在OSI的第三层（网络层）。1.路由器：通过路由决定数据的转发，转发策略称为路由选择。2.路由器的特征：（）路由器工作在第三层上。（）路由器能连接不同类型的网络。（）路由器具有路径选择能力。如图所示如图所示信息技术系信息技术系陈华陈华.路由器的工作原理（举例说明）4.路由器的优缺点：优点：（）适用于大规模的网络；（）复杂的网络拓扑结构，负载共享和最优路径；（）能更好地处理多媒体；（）安全性高；（）隔离不需要的通信量；（）节省局域网的频宽；（）减少主机负担。缺点：（）它不支持非路由协议；（）安装复杂；（）价格高。二、路由表与协议二、路由表与协议1.路由表协议：需要网络中的每一个节点都要周期性地向其它节点发送最新的路由信息，并且每一个节点都要保存一个或更多的路由表来存储路由信息。2.源始发按需路由协议：只有当源节点需要时才建立路由。三、静态路由和动态路由三、静态路由和动态路由 1.静态路由：指由网络管理员手工配置的路由信息。一般适用于比较简单的网络环境。a.好处：（1）可以减少两个路由器之间WAN链路上的数据传输量。（2）网络安全保密性高。b.静态路由的选择2.动态路由：指路由器能够自动地建立自己的路由表,并且能够根据实际情况的变化适时地进行调整。信息技术系信息技术系陈华陈华a. 动态路由机制的运作依赖路由器的两个基本功能 ：对路由表的维护、路由器之间的路由信息交换。 b.路由器之间的路由信息交换是基于路由协议实现的。四、路由技术的发展四、路由技术的发展路由技术的不断革新，交换式路由技术是这一领域的热门话题 。 1. 80/20规则的演变 （解决了通信流量的问题） 2. 网络控制能力的提高（具有更高的网络控制能力） 3. 进军主干IP网络（具有管理能力）五、路由器的分类及选型五、路由器的分类及选型1. 路由器的分类： （1）从能力上分，路由器可分高端路由器和中低端路由器。 （2）从结构上分，路由器可分为模块化结构与非模块化结构。 （3）从功能分，路由器可分为通用路由器与专用路由器。 （4）从性能上分，路由器可分为线速路由器以及非线速路由器。 2. 路由器选型： （1）选择合适的类型；（2）选择合适的端口 ；（3）较高的端口速率； （4）强大的管理功能；（5）支持多协议； （6）较高的网络可靠性、安全性 ；（7）尺寸品牌一个都不能忽略 。信息技术系信息技术系陈华陈华本章小结本章小结 局域网是人们在工作中接触最多的网络，其标准主要由IEEE的802委员会制订，包括802.1至802.12。尤其是802.3z、802.3ab两个标准所规定的千兆以太网技术正在悄然普及开来。局域网中的介质访问控制方法主要有CSMA/CD、令牌机制等。 广域网为远程局域网的互联提供了基础。常用的广域网技术主要有：PSTN、ISDN、DDN、X.25、ATM、帧中继。 实现网络互联的设备主要有：中继器、网桥、交换机、路由器、网关。 中继器是信号的放大与再生设备，包括集线器、MODEM等，这些设备均工作于物理层，又称为一层设备。交换机根据其工作层次不同可分为二层交换、三层交换以及高层交换。这些交换的目的都在于端口定向转发。网桥工作于数据链路层，主要有源路由网桥与透明网桥两种。 读者在学习中应注意交换机的级联、堆叠、端口绑定等技术的实现，并应掌握VLAN的划分方法，要能通过交换的设置实现VLAN。