现代通信网技术第五章IP交换.ppt

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1、第五章第五章 局域网交换与局域网交换与IP交换交换5.1 局域网及其交换局域网及其交换5.2 路由器路由器5.3 IP交换交换本章重点：路由器工作原理，本章重点：路由器工作原理，IP交换机工作原交换机工作原理理本章难点：路由器工作原理本章难点：路由器工作原理本章课时：本章课时：4学时学时学习本章达到的目的和要求：学习本章达到的目的和要求：1了解局域网基本概念、局域网分类和局域网工作了解局域网基本概念、局域网分类和局域网工作标准及协议。掌握局域网组成和局域网工作原理。标准及协议。掌握局域网组成和局域网工作原理。2了解路由器基本概念、路由器分类和路由器标准了解路由器基本概念、路由器分类和路由器标准

2、及协议。掌握路由器组成和路由器工作原理。及协议。掌握路由器组成和路由器工作原理。3了解了解IP交换基本概念和交换基本概念和IP交换协议。掌握交换协议。掌握IP交换交换机组成和机组成和IP交换工作原理。交换工作原理。5.1局域网及其交换局域网及其交换局域网基本概念局域网基本概念局域网局域网局域网局域网(LAN)(LAN)(LAN)(LAN)：一般限定在较小的区域内：一般限定在较小的区域内：一般限定在较小的区域内：一般限定在较小的区域内(小于小于小于小于10Km10Km10Km10Km的范围的范围的范围的范围)，通常采用有线的方式连接起来。，通常采用有线的方式连接起来。，通常采用有线的方式连接起来

3、。，通常采用有线的方式连接起来。城域网城域网城域网城域网(MAN)(MAN)(MAN)(MAN)：规模局限在一座城市的范围内：规模局限在一座城市的范围内：规模局限在一座城市的范围内：规模局限在一座城市的范围内(10Km(10Km(10Km(10Km100Km100Km100Km100Km的区域的区域的区域的区域)。广域网广域网广域网广域网(WAN)(WAN)(WAN)(WAN)：网络跨越国界、洲界、甚至遍及：网络跨越国界、洲界、甚至遍及：网络跨越国界、洲界、甚至遍及：网络跨越国界、洲界、甚至遍及全球范围。全球范围。全球范围。全球范围。LAN特性：特性：极高的数据传输速率极高的数据传输速率极高的

4、数据传输速率极高的数据传输速率LANLANLANLAN内各个计算机之间的数据内各个计算机之间的数据内各个计算机之间的数据内各个计算机之间的数据传输速率一般不小于传输速率一般不小于传输速率一般不小于传输速率一般不小于10Mbit/s10Mbit/s10Mbit/s10Mbit/s，最快可以达到，最快可以达到，最快可以达到，最快可以达到100Mbit/s100Mbit/s100Mbit/s100Mbit/s或或或或1000Mbit/s1000Mbit/s1000Mbit/s1000Mbit/s；范围较小范围较小范围较小范围较小在无中继器情况下，在无中继器情况下，在无中继器情况下，在无中继器情况下，

5、LANLANLANLAN各个计算机之间各个计算机之间各个计算机之间各个计算机之间的距离一般不超过的距离一般不超过的距离一般不超过的距离一般不超过2500m2500m2500m2500m，并且连接距离取决于网络之间，并且连接距离取决于网络之间，并且连接距离取决于网络之间，并且连接距离取决于网络之间的传输介质，其中使用光纤介质的传输速率最快，距离最的传输介质，其中使用光纤介质的传输速率最快，距离最的传输介质，其中使用光纤介质的传输速率最快，距离最的传输介质，其中使用光纤介质的传输速率最快，距离最远；远；远；远；误码率较低误码率较低误码率较低误码率较低由于由于由于由于LANLANLANLAN的传输距

6、离较短，经过的网络的传输距离较短，经过的网络的传输距离较短，经过的网络的传输距离较短，经过的网络连接设备较少，并且受外界干扰的程度也较小，因此数据连接设备较少，并且受外界干扰的程度也较小，因此数据连接设备较少，并且受外界干扰的程度也较小，因此数据连接设备较少，并且受外界干扰的程度也较小，因此数据在传输时误码率也较低，一般在在传输时误码率也较低，一般在在传输时误码率也较低，一般在在传输时误码率也较低，一般在10101010-11-11-11-1110101010-8-8-8-8范围内。范围内。范围内。范围内。按照网络的拓扑结构分类按照网络的拓扑结构分类 总线型、环形、星形和树形。总线型、环形、星

7、形和树形。按照遵守的标准不同分类按照遵守的标准不同分类 以太网、令牌环、令牌总线和光纤分以太网、令牌环、令牌总线和光纤分布式数据接口。布式数据接口。按照数据通信介质的类型分类按照数据通信介质的类型分类 有线局域网和无线局域网。有线局域网和无线局域网。5.1.2 局域网分类局域网分类一、一、局域网标准局域网标准目前共有目前共有目前共有目前共有1414类与局域网有关的标准，其分类及功能描述如下：类与局域网有关的标准，其分类及功能描述如下：类与局域网有关的标准，其分类及功能描述如下：类与局域网有关的标准，其分类及功能描述如下：1.1.IEEE802.1IEEE802.1通用网络概念、局域网体系结构、

8、寻址、网络互联与网络管通用网络概念、局域网体系结构、寻址、网络互联与网络管通用网络概念、局域网体系结构、寻址、网络互联与网络管通用网络概念、局域网体系结构、寻址、网络互联与网络管理；理；理；理；2.2.IEEE802.2IEEE802.2逻辑链路控制逻辑链路控制逻辑链路控制逻辑链路控制LLCLLC；3.3.IEEE802.3IEEE802.3以太网以太网以太网以太网CSMA/CDCSMA/CD访问控制方法与物理层规范；访问控制方法与物理层规范；访问控制方法与物理层规范；访问控制方法与物理层规范；4.4.IEEE802.3i10Base-TIEEE802.3i10Base-T访问控制方法与物理层

9、规范；访问控制方法与物理层规范；访问控制方法与物理层规范；访问控制方法与物理层规范；5.5.IEEE802.3u100Base-TIEEE802.3u100Base-T访问控制方法与物理层规范；访问控制方法与物理层规范；访问控制方法与物理层规范；访问控制方法与物理层规范；6.6.IEEE802.3ab1000Base-TIEEE802.3ab1000Base-T访问控制方法与物理层规范；访问控制方法与物理层规范；访问控制方法与物理层规范；访问控制方法与物理层规范；7.7.IEEE802.3z1000Base-SXIEEE802.3z1000Base-SX和和和和1000Base-LX1000B

10、ase-LX访问控制方法与物理层规范；访问控制方法与物理层规范；访问控制方法与物理层规范；访问控制方法与物理层规范；8.8.IEEE802.4IEEE802.4传递令牌总线访问控制方法与物理层规范；传递令牌总线访问控制方法与物理层规范；传递令牌总线访问控制方法与物理层规范；传递令牌总线访问控制方法与物理层规范；9.9.IEEE802.5IEEE802.5令牌环访问控制方法；令牌环访问控制方法；令牌环访问控制方法；令牌环访问控制方法；10.10.IEEE802.6IEEE802.6城域网访问控制方法与物理层规范；城域网访问控制方法与物理层规范；城域网访问控制方法与物理层规范；城域网访问控制方法与

11、物理层规范；11.11.IEEE802.7IEEE802.7宽带局域网访问控制方法与物理层规范；宽带局域网访问控制方法与物理层规范；宽带局域网访问控制方法与物理层规范；宽带局域网访问控制方法与物理层规范；12.12.IEEE802.8FDDIIEEE802.8FDDI访问控制方法与物理层规范；访问控制方法与物理层规范；访问控制方法与物理层规范；访问控制方法与物理层规范；13.13.IEEE802.9IEEE802.9综合数据语音网络；综合数据语音网络；综合数据语音网络；综合数据语音网络；14.14.IEEE802.10IEEE802.10网络安全与保密；网络安全与保密；网络安全与保密；网络安全

12、与保密；15.15.IEEE802.11IEEE802.11无线局域网访问控制方法与物理层规范；无线局域网访问控制方法与物理层规范；无线局域网访问控制方法与物理层规范；无线局域网访问控制方法与物理层规范；16.16.IEEE802.12IEEE802.12请求式优先访问局域网规范；请求式优先访问局域网规范；请求式优先访问局域网规范；请求式优先访问局域网规范；17.17.IEEE802.16IEEE802.16宽带无线接入；宽带无线接入；宽带无线接入；宽带无线接入；18.18.IEEE802.20IEEE802.20移动宽带无线接入。移动宽带无线接入。移动宽带无线接入。移动宽带无线接入。5.1.

13、2 局域网工作标准及协议局域网工作标准及协议二、二、局域网协议局域网协议NetBEUINetBEUINetBEUINetBEUI是是是是IBMIBMIBMIBM在在在在1983198319831983年年年年开开开开发发发发的的的的一一一一套套套套用用用用于于于于实实实实现现现现计计计计算算算算机机机机之之之之间间间间相相相相互互互互通通通通信信信信的的的的标标标标准准准准，其其其其目目目目的的的的是是是是开开开开发发发发一一一一种种种种仅仅仅仅在在在在小小小小型型型型局局局局域域域域网网网网上上上上使使使使用用用用的的的的通通通通信规范。信规范。信规范。信规范。IPX/SPXIPX/SPXI

14、PX/SPXIPX/SPX是是是是NovellNovellNovellNovell公司的通信协议集。公司的通信协议集。公司的通信协议集。公司的通信协议集。TCP/IPTCP/IPTCP/IPTCP/IP是是是是一一一一个个个个工工工工业业业业标标标标准准准准协协协协议议议议套套套套件件件件，是是是是为跨广域网的大型互联网络而设计的。为跨广域网的大型互联网络而设计的。为跨广域网的大型互联网络而设计的。为跨广域网的大型互联网络而设计的。TCP/IP协议族中还主要有如下协议：协议族中还主要有如下协议：1.1.1.1.地址解析协议地址解析协议地址解析协议地址解析协议ARPARPARPARP完成完成完成

15、完成IPIPIPIP地址与地址与地址与地址与MACMACMACMAC地址转换；地址转换；地址转换；地址转换；2.2.2.2.InternetInternetInternetInternet控制消息协议控制消息协议控制消息协议控制消息协议ICMPICMPICMPICMP在主机与路由器之间传递控在主机与路由器之间传递控在主机与路由器之间传递控在主机与路由器之间传递控制信息，包括报告错误、交换受限控制和状态信息等；制信息，包括报告错误、交换受限控制和状态信息等；制信息，包括报告错误、交换受限控制和状态信息等；制信息，包括报告错误、交换受限控制和状态信息等；3.3.3.3.用户数据报协议用户数据报协议

16、用户数据报协议用户数据报协议UDPUDPUDPUDP是一种无连接的传输层协议，提供是一种无连接的传输层协议，提供是一种无连接的传输层协议，提供是一种无连接的传输层协议，提供面向事务的简单不可靠信息传送服务；面向事务的简单不可靠信息传送服务；面向事务的简单不可靠信息传送服务；面向事务的简单不可靠信息传送服务；4.4.4.4.路由选择信息协议路由选择信息协议路由选择信息协议路由选择信息协议RIPRIPRIPRIP在网关与主机之间交换路由选择在网关与主机之间交换路由选择在网关与主机之间交换路由选择在网关与主机之间交换路由选择信息；信息；信息；信息；5.5.5.5.简单网络管理协议简单网络管理协议简单

17、网络管理协议简单网络管理协议SNMPSNMPSNMPSNMP用于网络管理；用于网络管理；用于网络管理；用于网络管理；6.6.6.6.简单邮件传输协议简单邮件传输协议简单邮件传输协议简单邮件传输协议SMTPSMTPSMTPSMTP提供电子邮件传输；提供电子邮件传输；提供电子邮件传输；提供电子邮件传输；7.7.7.7.域名系统域名系统域名系统域名系统DNSDNSDNSDNS提供域名解析；提供域名解析；提供域名解析；提供域名解析；8.8.8.8.远程登陆远程登陆远程登陆远程登陆TelnetTelnetTelnetTelnet提供远程登陆功能；提供远程登陆功能；提供远程登陆功能；提供远程登陆功能；9.

18、9.9.9.文件传输协议文件传输协议文件传输协议文件传输协议FTPFTPFTPFTP用于在不同操作系统间传输文件；用于在不同操作系统间传输文件；用于在不同操作系统间传输文件；用于在不同操作系统间传输文件；10.10.10.10.超文本传输协议超文本传输协议超文本传输协议超文本传输协议HTTPHTTPHTTPHTTP用于传输超文本文件。用于传输超文本文件。用于传输超文本文件。用于传输超文本文件。5.1.4 局域网组成局域网组成一、网络硬件一、网络硬件 局域网网络硬件一般由服务器、工作站、局域网网络硬件一般由服务器、工作站、通信介质、网络设备等组成。通信介质、网络设备等组成。二、网络软件二、网络软

19、件 常用的网络操作系统常用的网络操作系统UNIX、Novell、Windows NT/2000/2003/2008/XP等。等。5.1.5 局域网工作原理局域网工作原理一、一、CSMA/CD访问控制法访问控制法CSMA/CDCSMA/CD的访问规则的访问规则的访问规则的访问规则载波监听载波监听载波监听载波监听(CS)(CS)(CS)(CS)：网段中每个站点都不间断地探取媒介上的：网段中每个站点都不间断地探取媒介上的：网段中每个站点都不间断地探取媒介上的：网段中每个站点都不间断地探取媒介上的业务信息和信号，并确定帧传输的间隙。业务信息和信号，并确定帧传输的间隙。业务信息和信号，并确定帧传输的间隙

20、。业务信息和信号，并确定帧传输的间隙。多路访问或接入多路访问或接入多路访问或接入多路访问或接入(MA)(MA)(MA)(MA)：任何一个站点在检测到网络处于空：任何一个站点在检测到网络处于空：任何一个站点在检测到网络处于空：任何一个站点在检测到网络处于空闲闲闲闲(即无业务信息和信号即无业务信息和信号即无业务信息和信号即无业务信息和信号)的条件下，可以在任何时候发送的条件下，可以在任何时候发送的条件下，可以在任何时候发送的条件下，可以在任何时候发送需要传送的数据帧。需要传送的数据帧。需要传送的数据帧。需要传送的数据帧。冲突检测冲突检测冲突检测冲突检测(CD)(CD)(CD)(CD)：如果：如果：

21、如果：如果LANLANLANLAN中两个或两个以上站点在近乎同中两个或两个以上站点在近乎同中两个或两个以上站点在近乎同中两个或两个以上站点在近乎同时开始发送帧，则发送站之间会导致物理信号的相互干扰，时开始发送帧，则发送站之间会导致物理信号的相互干扰，时开始发送帧，则发送站之间会导致物理信号的相互干扰，时开始发送帧，则发送站之间会导致物理信号的相互干扰，即冲突，其结果是这些帧信息都被扰乱，失去意义。发送即冲突，其结果是这些帧信息都被扰乱，失去意义。发送即冲突，其结果是这些帧信息都被扰乱，失去意义。发送即冲突，其结果是这些帧信息都被扰乱，失去意义。发送站必须在完成帧发送前就能尽快发现冲突，并中止发

22、送，站必须在完成帧发送前就能尽快发现冲突，并中止发送，站必须在完成帧发送前就能尽快发现冲突，并中止发送，站必须在完成帧发送前就能尽快发现冲突，并中止发送，然后等待一个准随机的时间之后再重新发送未成功传送的然后等待一个准随机的时间之后再重新发送未成功传送的然后等待一个准随机的时间之后再重新发送未成功传送的然后等待一个准随机的时间之后再重新发送未成功传送的帧数据帧数据帧数据帧数据。CSMA/CDCSMA/CD的操作步骤的操作步骤的操作步骤的操作步骤CSMA/CDCSMA/CD的具体操作步骤分无冲突和有冲突两个不同的处理分支。的具体操作步骤分无冲突和有冲突两个不同的处理分支。无冲突时无冲突时无冲突时

23、无冲突时 发送站准备数据帧；发送站准备数据帧；在传输媒介空闲时，转向步骤在传输媒介空闲时，转向步骤；当传输媒介被占用时，保持等待直至正在发送的帧结束，此时发送当传输媒介被占用时，保持等待直至正在发送的帧结束，此时发送站要附加等待站要附加等待9.6s9.6s的帧间隔，才执行下一步；的帧间隔，才执行下一步；发送站向传输媒介发送数据帧直至完成，期间要监视有无冲突发生。发送站向传输媒介发送数据帧直至完成，期间要监视有无冲突发生。发生冲突时发生冲突时发生冲突时发生冲突时 两个或两个以上站点同时或接近同时检测到传输媒介处于空闲；两个或两个以上站点同时或接近同时检测到传输媒介处于空闲；一个以上数据帧在共享物

24、理媒介传送时产生互相干扰，参与发送和一个以上数据帧在共享物理媒介传送时产生互相干扰，参与发送和接收的站点很快都可以检测到冲突发生，均放弃发送和接收；接收的站点很快都可以检测到冲突发生，均放弃发送和接收；为不使更多站点争用已发生冲突的传输媒介，处于发送的站点要接为不使更多站点争用已发生冲突的传输媒介，处于发送的站点要接着发送着发送3.24.8s3.24.8s时长的干扰信号；时长的干扰信号；发生冲突后的所有发送站，按发生冲突后的所有发送站，按“截断二进制指数退避截断二进制指数退避”算法计算等算法计算等待时间，并重新尝试发送过程。待时间，并重新尝试发送过程。二进制指数退避算法的技术，其算法过程如下：

25、二进制指数退避算法的技术，其算法过程如下：1.将冲突发生后的时间划分为长度为将冲突发生后的时间划分为长度为2t的时隙的时隙 2.发生第一次冲突后，各个站点等待发生第一次冲突后，各个站点等待0或或1个时隙在开始重传个时隙在开始重传 3.发生第二次冲突后，各个站点随机地选择等待发生第二次冲突后，各个站点随机地选择等待0，1，2或或3个时个时隙在开始重传隙在开始重传 4.第第i次冲突后，在次冲突后，在0至至2的的i次方减一间随机地选择一个等待的时次方减一间随机地选择一个等待的时隙数，在开始重传隙数，在开始重传 5.10次冲突后，选择等待的时隙数固定在次冲突后，选择等待的时隙数固定在0至至1023（2

26、的的10次方减次方减一）间一）间 6.16次冲突后，发送失败，报告上层。次冲突后，发送失败，报告上层。二、令牌环访问控制法二、令牌环访问控制法令牌环令牌环令牌环令牌环:介质访问控制方式使用一个令牌沿着环循环，当各站点都没有帧介质访问控制方式使用一个令牌沿着环循环，当各站点都没有帧介质访问控制方式使用一个令牌沿着环循环，当各站点都没有帧介质访问控制方式使用一个令牌沿着环循环，当各站点都没有帧发送时，令牌的形式为发送时，令牌的形式为发送时，令牌的形式为发送时，令牌的形式为01111111011111110111111101111111，称空令牌。当一个站点要发送帧时，需等，称空令牌。当一个站点要发

27、送帧时，需等，称空令牌。当一个站点要发送帧时，需等，称空令牌。当一个站点要发送帧时，需等待空令牌通过，然后将它改为忙令牌，即待空令牌通过，然后将它改为忙令牌，即待空令牌通过，然后将它改为忙令牌，即待空令牌通过，然后将它改为忙令牌，即011111110011111110011111110011111110，紧跟着把数据帧发送，紧跟着把数据帧发送，紧跟着把数据帧发送，紧跟着把数据帧发送到环上。由于令牌是忙状态，所以其他站不能发送帧，必须等待。到环上。由于令牌是忙状态，所以其他站不能发送帧，必须等待。到环上。由于令牌是忙状态，所以其他站不能发送帧，必须等待。到环上。由于令牌是忙状态，所以其他站不能发

28、送帧，必须等待。发送的帧在环循环一周后再回到发送站点，校验无误后，将该帧从环上移发送的帧在环循环一周后再回到发送站点，校验无误后，将该帧从环上移发送的帧在环循环一周后再回到发送站点，校验无误后，将该帧从环上移发送的帧在环循环一周后再回到发送站点，校验无误后，将该帧从环上移去。同时将忙令牌改为空令牌，传至后面的站点，使之获得发送帧的许可权。去。同时将忙令牌改为空令牌，传至后面的站点，使之获得发送帧的许可权。去。同时将忙令牌改为空令牌，传至后面的站点，使之获得发送帧的许可权。去。同时将忙令牌改为空令牌，传至后面的站点，使之获得发送帧的许可权。接收帧的过程是当帧通过站点时，该站点将帧的目的地址和本站

29、点的地址接收帧的过程是当帧通过站点时，该站点将帧的目的地址和本站点的地址接收帧的过程是当帧通过站点时，该站点将帧的目的地址和本站点的地址接收帧的过程是当帧通过站点时，该站点将帧的目的地址和本站点的地址相比较，如地址相符合，则将帧放入接收缓冲器，再输入站点。同时将帧送相比较，如地址相符合，则将帧放入接收缓冲器，再输入站点。同时将帧送相比较，如地址相符合，则将帧放入接收缓冲器，再输入站点。同时将帧送相比较，如地址相符合，则将帧放入接收缓冲器，再输入站点。同时将帧送回至环上。如地址不符合，则简单地将数据帧重新送入环中。回至环上。如地址不符合，则简单地将数据帧重新送入环中。回至环上。如地址不符合，则简

30、单地将数据帧重新送入环中。回至环上。如地址不符合，则简单地将数据帧重新送入环中。在在在在轻负载轻负载轻负载轻负载时，由于等待令牌需要时间，因此效率较低。在时，由于等待令牌需要时间，因此效率较低。在时，由于等待令牌需要时间，因此效率较低。在时，由于等待令牌需要时间，因此效率较低。在重负载重负载重负载重负载时，对各时，对各时，对各时，对各站点公平，且效率高。考虑到数据和令牌形式有可能相同，所以用位插入的站点公平，且效率高。考虑到数据和令牌形式有可能相同，所以用位插入的站点公平，且效率高。考虑到数据和令牌形式有可能相同，所以用位插入的站点公平，且效率高。考虑到数据和令牌形式有可能相同，所以用位插入的

31、办法以区别数据和令牌。采用发送站点从环上收回帧的策略可实现广播，即办法以区别数据和令牌。采用发送站点从环上收回帧的策略可实现广播，即办法以区别数据和令牌。采用发送站点从环上收回帧的策略可实现广播，即办法以区别数据和令牌。采用发送站点从环上收回帧的策略可实现广播，即有多个站点接收同一数据帧。同时这种策略还具有对发送站点自动应答的功有多个站点接收同一数据帧。同时这种策略还具有对发送站点自动应答的功有多个站点接收同一数据帧。同时这种策略还具有对发送站点自动应答的功有多个站点接收同一数据帧。同时这种策略还具有对发送站点自动应答的功能。能。能。能。三、令牌总线访问控制法三、令牌总线访问控制法令牌总线介质

32、访问控制是在物理总线上建立一个逻辑环。令牌总线介质访问控制是在物理总线上建立一个逻辑环。令牌总线介质访问控制是在物理总线上建立一个逻辑环。令牌总线介质访问控制是在物理总线上建立一个逻辑环。从物理上看，这是一种总线结构的局域网。和总线网一从物理上看，这是一种总线结构的局域网。和总线网一从物理上看，这是一种总线结构的局域网。和总线网一从物理上看，这是一种总线结构的局域网。和总线网一样，站点共享的传输介质为总线。但是，从逻辑上看，样，站点共享的传输介质为总线。但是，从逻辑上看，样，站点共享的传输介质为总线。但是，从逻辑上看，样，站点共享的传输介质为总线。但是，从逻辑上看，这是一种环型结构的局域网，接

33、在总线上的各站点组成这是一种环型结构的局域网，接在总线上的各站点组成这是一种环型结构的局域网，接在总线上的各站点组成这是一种环型结构的局域网，接在总线上的各站点组成一个逻辑环，每个站点被赋予一个顺序的逻辑位置。和一个逻辑环，每个站点被赋予一个顺序的逻辑位置。和一个逻辑环，每个站点被赋予一个顺序的逻辑位置。和一个逻辑环，每个站点被赋予一个顺序的逻辑位置。和令牌环一样，站点只有取得令牌，才能发送帧，令牌在令牌环一样，站点只有取得令牌，才能发送帧，令牌在令牌环一样，站点只有取得令牌，才能发送帧，令牌在令牌环一样，站点只有取得令牌，才能发送帧，令牌在逻辑环依次传递。这是现场总线中很常见的介质访问控逻辑

34、环依次传递。这是现场总线中很常见的介质访问控逻辑环依次传递。这是现场总线中很常见的介质访问控逻辑环依次传递。这是现场总线中很常见的介质访问控制方法。制方法。制方法。制方法。令牌总线控制方式的令牌总线控制方式的令牌总线控制方式的令牌总线控制方式的优点优点优点优点是不同工作站按照优先等级的是不同工作站按照优先等级的是不同工作站按照优先等级的是不同工作站按照优先等级的不同，使用介质的时间可以不同。此外，它的信息包的不同，使用介质的时间可以不同。此外，它的信息包的不同，使用介质的时间可以不同。此外，它的信息包的不同，使用介质的时间可以不同。此外，它的信息包的长度有限，这样在网络长度有限，这样在网络长度

35、有限，这样在网络长度有限，这样在网络高负荷高负荷高负荷高负荷下效率高于下效率高于下效率高于下效率高于CSMA/CDCSMA/CDCSMA/CDCSMA/CD。当网。当网。当网。当网络的负荷较轻时，工作站要等待令牌毫无目的的绕行一络的负荷较轻时，工作站要等待令牌毫无目的的绕行一络的负荷较轻时，工作站要等待令牌毫无目的的绕行一络的负荷较轻时，工作站要等待令牌毫无目的的绕行一周，这是这种方法的缺点。周，这是这种方法的缺点。周，这是这种方法的缺点。周，这是这种方法的缺点。5.1.6 局域网互连设备局域网互连设备中继器中继器中继器中继器:物理层的连接设备，用于互连类型相同物理层的连接设备，用于互连类型相

36、同物理层的连接设备，用于互连类型相同物理层的连接设备，用于互连类型相同的网络。主要完成数据比特流信号的整形和放大，的网络。主要完成数据比特流信号的整形和放大，的网络。主要完成数据比特流信号的整形和放大，的网络。主要完成数据比特流信号的整形和放大，以延长网络传输距离。以延长网络传输距离。以延长网络传输距离。以延长网络传输距离。集线器集线器集线器集线器:就其本质而言也是一种中继器，其区别就其本质而言也是一种中继器，其区别就其本质而言也是一种中继器，其区别就其本质而言也是一种中继器，其区别仅在于集线器能提供更多的端口服务，也被称为仅在于集线器能提供更多的端口服务，也被称为仅在于集线器能提供更多的端口

37、服务，也被称为仅在于集线器能提供更多的端口服务，也被称为多端口中继器。多端口中继器。多端口中继器。多端口中继器。网桥网桥网桥网桥:也称桥接器，工作在数据链路层。数据链也称桥接器，工作在数据链路层。数据链也称桥接器，工作在数据链路层。数据链也称桥接器，工作在数据链路层。数据链路层又分为逻辑链路控制路层又分为逻辑链路控制路层又分为逻辑链路控制路层又分为逻辑链路控制LLCLLCLLCLLC和媒体访问控制和媒体访问控制和媒体访问控制和媒体访问控制MACMACMACMAC。路由器路由器路由器路由器:在网络层上实现网络互联的设备。路在网络层上实现网络互联的设备。路在网络层上实现网络互联的设备。路在网络层上

38、实现网络互联的设备。路由器依靠转发网络层数据包来实现网络互联。由器依靠转发网络层数据包来实现网络互联。由器依靠转发网络层数据包来实现网络互联。由器依靠转发网络层数据包来实现网络互联。本章第二节对路由器的概念、路由器分类、本章第二节对路由器的概念、路由器分类、本章第二节对路由器的概念、路由器分类、本章第二节对路由器的概念、路由器分类、路由器标准及协议、以及路由器组成和路由路由器标准及协议、以及路由器组成和路由路由器标准及协议、以及路由器组成和路由路由器标准及协议、以及路由器组成和路由器工作原理做了详细的介绍。器工作原理做了详细的介绍。器工作原理做了详细的介绍。器工作原理做了详细的介绍。网关网关网

39、关网关:又称网间连接器、协议转换器，网关在又称网间连接器、协议转换器，网关在又称网间连接器、协议转换器，网关在又称网间连接器、协议转换器，网关在传输层上实现网络互连，是最复杂的网络互传输层上实现网络互连，是最复杂的网络互传输层上实现网络互连，是最复杂的网络互传输层上实现网络互连，是最复杂的网络互连设备，仅用于两个高层协议不同的网络互连设备，仅用于两个高层协议不同的网络互连设备，仅用于两个高层协议不同的网络互连设备，仅用于两个高层协议不同的网络互连。网关的结构也和路由器类似，不同的是连。网关的结构也和路由器类似，不同的是连。网关的结构也和路由器类似，不同的是连。网关的结构也和路由器类似，不同的是

40、互连层。网关既可以用于广域网互连，也可互连层。网关既可以用于广域网互连，也可互连层。网关既可以用于广域网互连，也可互连层。网关既可以用于广域网互连，也可以用于局域网互连。以用于局域网互连。以用于局域网互连。以用于局域网互连。5.1.7 局域网交换技术局域网交换技术一、二层交换一、二层交换二层交换机在二层交换机在二层交换机在二层交换机在OSIOSIOSIOSI七层模型中的位置与网桥七层模型中的位置与网桥七层模型中的位置与网桥七层模型中的位置与网桥相同，工作在数据链路层。它可以识别数相同，工作在数据链路层。它可以识别数相同，工作在数据链路层。它可以识别数相同，工作在数据链路层。它可以识别数据包中的

41、据包中的据包中的据包中的MACMACMACMAC地址信息，根据地址信息，根据地址信息，根据地址信息，根据MACMACMACMAC地址进行地址进行地址进行地址进行转发，并将这些转发，并将这些转发，并将这些转发，并将这些MACMACMACMAC地址与对应的端口记录地址与对应的端口记录地址与对应的端口记录地址与对应的端口记录在自己内部的一个地址表中。在自己内部的一个地址表中。在自己内部的一个地址表中。在自己内部的一个地址表中。二、三层交换二、三层交换 三层交换机直接根据第三层网络层三层交换机直接根据第三层网络层三层交换机直接根据第三层网络层三层交换机直接根据第三层网络层IPIPIPIP地址地址地址地

42、址来完成端到端的数据交换。简单地说，三来完成端到端的数据交换。简单地说，三来完成端到端的数据交换。简单地说，三来完成端到端的数据交换。简单地说，三层交换技术就是层交换技术就是层交换技术就是层交换技术就是“二层交换技术二层交换技术二层交换技术二层交换技术 +三层转三层转三层转三层转发发发发”。三、四层交换三、四层交换四层交换技术利用第三层和第四层包头中的信息来识四层交换技术利用第三层和第四层包头中的信息来识四层交换技术利用第三层和第四层包头中的信息来识四层交换技术利用第三层和第四层包头中的信息来识别应用数据流会话，这些信息包括别应用数据流会话，这些信息包括别应用数据流会话，这些信息包括别应用数据

43、流会话，这些信息包括TCP/UDPTCP/UDPTCP/UDPTCP/UDP端口号、端口号、端口号、端口号、标记应用会话开始与结束的标记应用会话开始与结束的标记应用会话开始与结束的标记应用会话开始与结束的“SYN/FIN”SYN/FIN”SYN/FIN”SYN/FIN”位以及位以及位以及位以及IPIPIPIP源源源源目的地址。利用这些信息，四层交换机可以做出向目的地址。利用这些信息，四层交换机可以做出向目的地址。利用这些信息，四层交换机可以做出向目的地址。利用这些信息，四层交换机可以做出向何处转发会话传输流的智能决定。何处转发会话传输流的智能决定。何处转发会话传输流的智能决定。何处转发会话传输

44、流的智能决定。四、七层交换四、七层交换可以处理网络应用层数据转发的交换技术就是第七层可以处理网络应用层数据转发的交换技术就是第七层可以处理网络应用层数据转发的交换技术就是第七层可以处理网络应用层数据转发的交换技术就是第七层交换技术。七层交换机也叫应用层交换机。第七层交交换技术。七层交换机也叫应用层交换机。第七层交交换技术。七层交换机也叫应用层交换机。第七层交交换技术。七层交换机也叫应用层交换机。第七层交换技术通过逐层解开每一个数据包的每层封装，并识换技术通过逐层解开每一个数据包的每层封装，并识换技术通过逐层解开每一个数据包的每层封装，并识换技术通过逐层解开每一个数据包的每层封装，并识别出应用层

45、的信息，以实现对内容的识别。可以处理别出应用层的信息，以实现对内容的识别。可以处理别出应用层的信息，以实现对内容的识别。可以处理别出应用层的信息，以实现对内容的识别。可以处理网络应用层数据转发的交换技术就是第七层交换技术。网络应用层数据转发的交换技术就是第七层交换技术。网络应用层数据转发的交换技术就是第七层交换技术。网络应用层数据转发的交换技术就是第七层交换技术。七层交换机也叫应用层交换机。第七层交换技术通过七层交换机也叫应用层交换机。第七层交换技术通过七层交换机也叫应用层交换机。第七层交换技术通过七层交换机也叫应用层交换机。第七层交换技术通过逐层解开每一个数据包的每层封装，并识别出应用层逐层

46、解开每一个数据包的每层封装，并识别出应用层逐层解开每一个数据包的每层封装，并识别出应用层逐层解开每一个数据包的每层封装，并识别出应用层的信息，以实现对内容的识别。的信息，以实现对内容的识别。的信息，以实现对内容的识别。的信息，以实现对内容的识别。5.2 路由器路由器 路由器基本概念路由器基本概念路由器基本概念路由器基本概念一、路由器定义一、路由器定义路由路由路由路由指把数据从一个地方传送到另一个地指把数据从一个地方传送到另一个地指把数据从一个地方传送到另一个地指把数据从一个地方传送到另一个地方的行为和动作，路由器正是执行这种行方的行为和动作，路由器正是执行这种行方的行为和动作，路由器正是执行这

47、种行方的行为和动作，路由器正是执行这种行为动作的机器。为动作的机器。为动作的机器。为动作的机器。路由器主要功能有：路由器主要功能有：路由器主要功能有：路由器主要功能有：网络互连网络互连网络互连网络互连支持各种支持各种支持各种支持各种LANLANLANLAN和和和和WANWANWANWAN接口，主要接口，主要接口，主要接口，主要用于互连用于互连用于互连用于互连LANLANLANLAN和和和和WANWANWANWAN，实现不同网络互相通信；，实现不同网络互相通信；，实现不同网络互相通信；，实现不同网络互相通信；数据处理数据处理数据处理数据处理提供分组过滤、分组转发、优提供分组过滤、分组转发、优提供

48、分组过滤、分组转发、优提供分组过滤、分组转发、优先级、复用、加密、压缩和防火墙等功能；先级、复用、加密、压缩和防火墙等功能；先级、复用、加密、压缩和防火墙等功能；先级、复用、加密、压缩和防火墙等功能；网络管理网络管理网络管理网络管理提供配置管理、性能管理、容提供配置管理、性能管理、容提供配置管理、性能管理、容提供配置管理、性能管理、容错管理和流量控制等功能。错管理和流量控制等功能。错管理和流量控制等功能。错管理和流量控制等功能。二、路由器分类二、路由器分类从交换能力上可分为高端路由器和中低端路由器从交换能力上可分为高端路由器和中低端路由器从交换能力上可分为高端路由器和中低端路由器从交换能力上可

49、分为高端路由器和中低端路由器从路由器设备系统结构上可分为模块化结构和非模块从路由器设备系统结构上可分为模块化结构和非模块从路由器设备系统结构上可分为模块化结构和非模块从路由器设备系统结构上可分为模块化结构和非模块化结构化结构化结构化结构从路由器所处的网络位置划可分为核心路由器和接入从路由器所处的网络位置划可分为核心路由器和接入从路由器所处的网络位置划可分为核心路由器和接入从路由器所处的网络位置划可分为核心路由器和接入路由器路由器路由器路由器从主要完成的功能可分为通用路由器和专用路由器从主要完成的功能可分为通用路由器和专用路由器从主要完成的功能可分为通用路由器和专用路由器从主要完成的功能可分为通

50、用路由器和专用路由器从接口性能上可分为线速路由器和非线速路由器从接口性能上可分为线速路由器和非线速路由器从接口性能上可分为线速路由器和非线速路由器从接口性能上可分为线速路由器和非线速路由器三、路由器发展三、路由器发展第一代单总线单第一代单总线单第一代单总线单第一代单总线单CPUCPUCPUCPU结构路由器结构路由器结构路由器结构路由器第二代单总线主从第二代单总线主从第二代单总线主从第二代单总线主从CPUCPUCPUCPU结构路由器结构路由器结构路由器结构路由器第三代单总线对称式多第三代单总线对称式多第三代单总线对称式多第三代单总线对称式多CPUCPUCPUCPU结构路由器结构路由器结构路由器结