常用网络设备PPT讲稿.ppt

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1、常用网络设备第1页，共63页，编辑于2022年，星期日2023/4/212page 2交换机交换机防火墙防火墙交换机主机主机WEB服务器WEB服务器路由器应用服务器应用服务器交换机因特网集线器数据库企业内部网企业内部网外部访问子网外部访问子网外界因特网外界因特网第2页，共63页，编辑于2022年，星期日2023/4/213page 3网络设备在网络设备在OSI体系中的位置体系中的位置q网络设备的功能层次OSI层次层次地址类型地址类型设备设备传输层及以上传输层及以上应用程序进程地应用程序进程地址（端口）址（端口）网关网关（协议转换器）（协议转换器）网络层网络层网络地址网络地址（IP地址）地址）路

2、由器路由器（三层交换机）（三层交换机）数据链路层数据链路层物理地址物理地址（MAC地址）地址）网桥、交换机网桥、交换机（网卡）（网卡）物理层物理层无无中继器、集线器、中继器、集线器、（网卡）（网卡）第3页，共63页，编辑于2022年，星期日2023/4/214page 4中继器（集线器）的概念结构中继器（集线器）的概念结构q中继器（集线器）第4页，共63页，编辑于2022年，星期日2023/4/215page 5网桥（交换机）的概念结构网桥（交换机）的概念结构q网桥（交换机）第5页，共63页，编辑于2022年，星期日2023/4/216page 6路由器的概念结构路由器的概念结构q路由器第6页

3、，共63页，编辑于2022年，星期日2023/4/217page 7网关的概念结构网关的概念结构q网关第7页，共63页，编辑于2022年，星期日2023/4/218page 87.1 网络接口卡网络接口卡NICq网络接口卡（网卡）是连接主机与网络的基本设备网络接口卡（网卡）是连接主机与网络的基本设备每台主机都应配置一个或多个网卡每台主机都应配置一个或多个网卡每个网卡都有一个或多个网络接口每个网卡都有一个或多个网络接口不能独立工作，必须依赖于宿主主机不能独立工作，必须依赖于宿主主机q连接不同的局域网需要使用不同的网卡连接不同的局域网需要使用不同的网卡以太网卡以太网卡令牌环网卡令牌环网卡FDDI网

4、卡网卡ATM网卡网卡第8页，共63页，编辑于2022年，星期日2023/4/219page 91.网卡的功能网卡的功能q数据缓存数据缓存匹配主机数据处理速率与网络的传输速率匹配主机数据处理速率与网络的传输速率q封装封装/解封装解封装加上控制字段加上控制字段以帧为单位进行传输以帧为单位进行传输卸下控制字段卸下控制字段q介质访问控制介质访问控制CSMA/CD、Token Passingq串串/并转换并转换将主机的并行数据转换成串行位流将主机的并行数据转换成串行位流q数据编码数据编码/解码解码转换为适合网络介质传输的信号形式转换为适合网络介质传输的信号形式q数据发送数据发送/接收接收第9页，共63页

5、，编辑于2022年，星期日2023/4/2110page 102.网卡的结构网卡的结构发送发送/接收部件接收部件负责信号的发送、接收负责信号的发送、接收载波检测部件载波检测部件检测介质上有否信号检测介质上有否信号发送发送/接收控制部件及数据缓冲区接收控制部件及数据缓冲区曼曼彻彻斯斯特特编编码码/解解码码器器对对发发送送的的数数据据编编码码，变变换换成成适适合合于于在在LAN上传输的信号或把接收的信号解码为二进制数据上传输的信号或把接收的信号解码为二进制数据LAN管理部件管理部件主机总线接口部件主机总线接口部件CPU(部分网卡有部分网卡有)增强网卡智能化，减少网络传输对增强网卡智能化，减少网络传

6、输对 主机主机CPU的依赖，提高传输效率的依赖，提高传输效率第10页，共63页，编辑于2022年，星期日2023/4/2111page 11 网卡地址网卡地址：即网卡的物理地址，或称为：即网卡的物理地址，或称为MAC地址，地址，固化在网卡硬件中（有些网卡可由用户修改）固化在网卡硬件中（有些网卡可由用户修改）配置参数配置参数 全双工全双工/半双工半双工 传输速率传输速率（仅（仅10/100Mbps双速网卡可选）双速网卡可选）3网卡的配置参数网卡的配置参数第11页，共63页，编辑于2022年，星期日2023/4/2112page 124.网络接口卡的种类网络接口卡的种类5.网卡的选择网卡的选择考虑

7、的因素包括：考虑的因素包括：LAN的类型的类型：EthernetEthernet、Token Ring、ATM、FDDI LAN的速度的速度：10M/100M/1000M、4M/16M、25M/155M 网络接口类型网络接口类型：AUI/BNC、RJ-45、SC/ST/MT-RJ 主机总线类型主机总线类型：ISA、EISA、PCI、USB、PCMCIA 应用场合应用场合：服务器、工作站、笔记本：服务器、工作站、笔记本 其他附加功能其他附加功能：PnP、防病毒、远程唤醒、链路聚合等、防病毒、远程唤醒、链路聚合等第12页，共63页，编辑于2022年，星期日2023/4/2113page 13以太网

8、卡的类型以太网卡的类型第13页，共63页，编辑于2022年，星期日2023/4/2114page 14三个基本概念三个基本概念q广播广播向网络上的所有设备发送数据q广播域广播域网络上所有能够接收到同样广播分组的设备的集合q冲突域冲突域网络中的一部分，以网桥、交换机或者路由器为边界，在冲突域中任意两台主机同时发送数据都会产生冲突q一个广播域包含一个或多个冲突域一个广播域包含一个或多个冲突域第14页，共63页，编辑于2022年，星期日2023/4/2115page 157.2 中继器与集线器中继器与集线器1.中继器（中继器（Repeater）工作在物理层工作在物理层 功能：信号整形和放大，在网段之

9、间复制比特流功能：信号整形和放大，在网段之间复制比特流 特点：特点：F不进行存储不进行存储信号延迟小信号延迟小F不检查错误不检查错误会扩散错误会扩散错误F不对信息进行任何过滤不对信息进行任何过滤F可进行介质转换可进行介质转换如如UTP转换为光纤转换为光纤F用中继器连接的用中继器连接的多个网段多个网段是一个冲突域是一个冲突域 应用注意事项：不能构成环、应遵守以太网的应用注意事项：不能构成环、应遵守以太网的3-4-5规则规则第15页，共63页，编辑于2022年，星期日2023/4/2116page 162.集线器集线器多端口的中继器，工作在物理层多端口的中继器，工作在物理层功能：在网段之间复制比特

10、流，信号整形和放大功能：在网段之间复制比特流，信号整形和放大可认为它是将总线折叠到铁盒子中的集中连接设备可认为它是将总线折叠到铁盒子中的集中连接设备特点：特点：F具有与中继器同样的特点具有与中继器同样的特点 F可改变网络物理拓扑形式：总线连接可改变网络物理拓扑形式：总线连接星形连接星形连接F 逻辑上仍是一个总线型共享介质网络逻辑上仍是一个总线型共享介质网络端口数：端口数：8，12，16，24第16页，共63页，编辑于2022年，星期日2023/4/2117page 17集线器的类型：按是否可管理划分集线器的类型：按是否可管理划分q智能智能HUB允许用网管软件对其进行管理的集线器，它内部包允许用

11、网管软件对其进行管理的集线器，它内部包含有含有CPU等智能控制部件。等智能控制部件。在需要进行网络管理的中大型网络系统中，一般都要求在需要进行网络管理的中大型网络系统中，一般都要求使用智能集线器（后面将要介绍的网络交换机也需要是使用智能集线器（后面将要介绍的网络交换机也需要是智能化的）。智能化的）。q非智能（普通）非智能（普通）HUB不能用网管软件进行管理的集线器。不能用网管软件进行管理的集线器。小型网络为降低成本，一般使用普通集线器。小型网络为降低成本，一般使用普通集线器。第17页，共63页，编辑于2022年，星期日2023/4/2118page 18集线器的类型：按速度划分集线器的类型：按

12、速度划分q传统集线器传统集线器传输速度为传输速度为10Mb/s（10Base-T网络）网络）q快速以太网集线器快速以太网集线器传输速度为传输速度为100Mb/s（100Base-T网络）网络）q10/100M自适应集线器自适应集线器传输速度自适应传输速度自适应内部有两个网段：内部有两个网段：10M和和100M，集线器根据连接速度将主机连接到不，集线器根据连接速度将主机连接到不同网段上。同网段上。网段之间用交换方式连接。网段之间用交换方式连接。保护投资，便于升级保护投资，便于升级 第18页，共63页，编辑于2022年，星期日2023/4/2119page 19以集线器为核心的网络的特点以集线器为

13、核心的网络的特点q所有主机共享带宽所有主机共享带宽q无法限制冲突和广播无法限制冲突和广播q适用于小型网络适用于小型网络第19页，共63页，编辑于2022年，星期日2023/4/2120page 20例：用集线器搭建简单的网络例：用集线器搭建简单的网络q以以1台服务器，台服务器，3台台PC机为例：机为例：一台一台HUB4块块UTP接口的网卡接口的网卡4台台PC机机8个个RJ45接头（水晶头）接头（水晶头）若干米若干米UTP双绞线双绞线 NICHUBUTPPC机机服务器服务器第20页，共63页，编辑于2022年，星期日2023/4/2121page 217.3 网桥与网络交换机网桥与网络交换机q交

14、换技术教学片交换技术教学片q共享信道共享信道LAN的缺点的缺点冲突域中的多个站点同时发送会造成冲突；冲突域中的多个站点同时发送会造成冲突；因此实际带宽为因此实际带宽为34Mb/s（或（或3040Mb/s）网络中站点越多，冲突现象越严重；网络中站点越多，冲突现象越严重；网络总带宽网络总带宽BW，由于共享信道使得每个站点的平均拥有带宽为，由于共享信道使得每个站点的平均拥有带宽为BW/n。q解决的方法解决的方法提高网络传输速度提高网络传输速度没有从根本上解决问题没有从根本上解决问题网络分段（微网段化）网络分段（微网段化）减少每个网段中站点的数量减少每个网段中站点的数量,使冲突的概率减小；使冲突的概率

15、减小；增加了网络的总体带宽。增加了网络的总体带宽。实现网络分段的设备：网桥、交换机、路由器实现网络分段的设备：网桥、交换机、路由器网桥和交换机可以隔离冲突域网桥和交换机可以隔离冲突域路由器不仅可以隔离冲突域，还能隔离广播域路由器不仅可以隔离冲突域，还能隔离广播域第21页，共63页，编辑于2022年，星期日2023/4/2122page 22网络分段示意网络分段示意HUBHUB广播域广播域独立的冲突域独立的冲突域独立的冲突域独立的冲突域网桥或网络交换机网桥或网络交换机v交换机只能分隔冲突域，但不能分隔广播域交换机只能分隔冲突域，但不能分隔广播域HUB冲突域冲突域/广播域广播域网段网段2网段网段1

16、总带宽总带宽:BW*2结点带宽结点带宽:BW/4总带宽总带宽:BW结点带宽结点带宽:BW/8第22页，共63页，编辑于2022年，星期日2023/4/2123page 231.网桥网桥q存储转发设备，工作在数据链路层数据链路层q用网桥连接的多个网络对外呈现为一个单独的物理网络具有惟一的网络地址q根据路径选择方法，有两种网桥：透明网桥（Transparency Bridge）由网桥负责路由选择，网桥和路由对站点透明以太网中最常用源选径网桥（Source Routing Bridge）由源站点负责路由选择，网桥和路由对站点不透明第23页，共63页，编辑于2022年，星期日2023/4/2124pa

17、ge 24透明网桥透明网桥q工作原理工作原理 网桥有网桥有寻址和路由选择寻址和路由选择能力，路由选择采用查表法：能力，路由选择采用查表法：网桥内的网桥内的转发表转发表描述了到达每个站点的路由；描述了到达每个站点的路由；转发表主要由转发表主要由端口号端口号和和站点站点MAC地址地址组成。组成。工作原理工作原理对于从端口收到的每个报文，查看其目的MAC地址，并与转发表对照：若目的若目的MAC地址在接收端口的表项中，则丢弃报文地址在接收端口的表项中，则丢弃报文过滤过滤；若目的若目的MAC地址在某一端口的表项中，则把报文转发到与该端口连接的网地址在某一端口的表项中，则把报文转发到与该端口连接的网段段交

18、换（转发）交换（转发）；若目的若目的MAC地址不在表中，则向接收端口外的其他所有端口广播该报文地址不在表中，则向接收端口外的其他所有端口广播该报文广播广播。v透明网桥工作原理归纳为：基于转发表的过滤、转发和广播。透明网桥工作原理归纳为：基于转发表的过滤、转发和广播。第24页，共63页，编辑于2022年，星期日2023/4/2125page 25转发表转发表C网桥转发的例子：网桥转发的例子：AB，ACBA第25页，共63页，编辑于2022年，星期日2023/4/2126page 26转发表的建立转发表的建立q刚加电时转发表为空；刚加电时转发表为空；q在转发过程中在转发过程中逆向自学习逆向自学习路

19、由；路由；逆向学习逆向学习检查收到的报文的源检查收到的报文的源MACMAC地址：地址：若收到的报文的源若收到的报文的源MACMAC地址不在转发表中，则插入到表中。地址不在转发表中，则插入到表中。每个表项的生存期都是有限的：每个表项的生存期都是有限的：在一段时间内未收到以同一在一段时间内未收到以同一MACMAC地址为源地址的报文时，该表项被删除，地址为源地址的报文时，该表项被删除，以适应网络拓扑的变化。以适应网络拓扑的变化。q想一想：如前图，当刚打开电源时，若站点想一想：如前图，当刚打开电源时，若站点A向站点向站点C发送了一发送了一个报文，网桥是如何转发该报文的？个报文，网桥是如何转发该报文的？

20、第26页，共63页，编辑于2022年，星期日2023/4/2127page 27透明网桥需要解决的问题透明网桥需要解决的问题q循环连接，造成：转发表振荡，报文无限循环，包丢失LAN1LAN2B1B2AB1212接口2又收到A发出的帧接口1收到A发出的帧接口1收到A发出的帧接口2又收到A发出的帧假定主机A向主机B发送一个数据包，两个网桥同时接收到这个数据包，并且都正确地知道主机A位于LAN1中 。但是不幸的是，在主机B同时收到两份一样的主机A的数据包后，两个网桥又一次从它们对LAN2的端口上接收到主机A的数据包，于是它们又认为主机A位于LAN2中 。发往主机B的数据包会被两个网桥无休止地转发，这

21、样会占用所有可能获取的网络带宽，导致网络阻塞。当透明网桥将改变各自的路由表以指明主机A在LAN2中时，恰巧主机B向主机A发送数据包，两个网桥接收到此数据包后，会将其丢弃，因为它们的转发表中指明主机A位于LAN2中。这样发给主机A的数据将会丢失。第27页，共63页，编辑于2022年，星期日2023/4/2128page 28网桥的网桥的优缺点优缺点q优点：优点：可实现不同类型的可实现不同类型的LAN互连；互连；能够隔离错误帧，不会使错误扩散；能够隔离错误帧，不会使错误扩散；限制了冲突域的范围；限制了冲突域的范围；隔离故障。隔离故障。q缺点：缺点：无法控制广播；无法控制广播；只能用存储转发方式，速

22、度比较慢；只能用存储转发方式，速度比较慢；无流量控制，负载重时会出现丢帧现象。无流量控制，负载重时会出现丢帧现象。第28页，共63页，编辑于2022年，星期日2023/4/2129page 292.网络交换机网络交换机q网络交换机和网桥属同一类设备，工作在网络交换机和网桥属同一类设备，工作在数据链路层数据链路层上。但网上。但网络交换机的端口数多，并且交换速度快。在这个意义上，网络络交换机的端口数多，并且交换速度快。在这个意义上，网络交换机可看作是多端口的高速网桥。交换机可看作是多端口的高速网桥。q交换机比网桥优越的地方：交换机比网桥优越的地方：交换速度快，可实现线速转发；交换速度快，可实现线速

23、转发；能解决网络主干上的通信拥挤问题；能解决网络主干上的通信拥挤问题；端口密度高，一台交换机可连接多个网段，降低了组网成本。端口密度高，一台交换机可连接多个网段，降低了组网成本。q工作原理与网桥类似：工作原理与网桥类似：学习源地址学习源地址（构造转发表）（构造转发表）过滤本网段帧过滤本网段帧（隔离冲突域）（隔离冲突域）转发异网段帧转发异网段帧（交换）（交换）广播未知帧广播未知帧（寻找目的站点）（寻找目的站点）第29页，共63页，编辑于2022年，星期日2023/4/2130page 30我公司宽带运营所用的交换机第30页，共63页，编辑于2022年，星期日2023/4/2131page 31交

24、换机的特点交换机的特点q交换机通过内部的交换矩阵把网络划分为多个网段每个端口为一个冲突域；q交换机能够同时在多对端口间无冲突地交换帧。第31页，共63页，编辑于2022年，星期日2023/4/2132page 32例：交换网络的带宽例：交换网络的带宽q若交换机每个端口带宽为若交换机每个端口带宽为BW，则交换机构成的网络，则交换机构成的网络 网络总带宽网络总带宽 (BW*n)/2 BW*nn8，BW=10Mb/s时，网络总带宽最高可达时，网络总带宽最高可达80Mb/s；连接到交换机端口上的每台计算机的带宽为连接到交换机端口上的每台计算机的带宽为10Mb/s。q比较：比较：10Mb/s 的的8口集

25、线器构成的网络（连接了口集线器构成的网络（连接了8台计算机）台计算机）网络总带宽仍为网络总带宽仍为10Mb/s；网络中每台计算机的带宽为网络中每台计算机的带宽为1.25Mb/s。第32页，共63页，编辑于2022年，星期日2023/4/2133page 33使用网络交换机的好处使用网络交换机的好处q分割冲突（碰撞）域分割冲突（碰撞）域减少了冲突；减少了冲突；q允许建立多个连接允许建立多个连接提高了网络总体带提高了网络总体带宽；宽；q减少每个网段中的站点数减少每个网段中的站点数提高了站点提高了站点平均拥有带宽；平均拥有带宽；q允许全双工连接允许全双工连接提高带宽；提高带宽；q能够连接不同速度的网

26、段。能够连接不同速度的网段。第33页，共63页，编辑于2022年，星期日2023/4/2134page 34网络交换机应用中的问题网络交换机应用中的问题q主干主干/服务器连接服务器连接增加增加1-2个高速端口个高速端口(Big Pipe)。缓解主干。缓解主干/服务器连接的瓶颈问题。服务器连接的瓶颈问题。q自动协商：自动协商：速度自动协商：速度自动协商：10/100Mbps自适应交换机。自适应交换机。半双工半双工/全双工自动协商。全双工自动协商。q流量控制流量控制背压技术（背压技术（Back Pressure）缓冲区大小有限，为防止溢出（帧丢失），快满时向信息到达端口发送拥塞信缓冲区大小有限，为

27、防止溢出（帧丢失），快满时向信息到达端口发送拥塞信号，造成冲突的假象，使发送站点停止发送。号，造成冲突的假象，使发送站点停止发送。q根据错误帧出现概率自动在存储转发方式和直通转发方式之间进根据错误帧出现概率自动在存储转发方式和直通转发方式之间进行切换。行切换。第34页，共63页，编辑于2022年，星期日2023/4/2135page 35网络交换机的应用场合网络交换机的应用场合q作为作为LAN核心主干连接设备，如网络中心、核心主干连接设备，如网络中心、数据中心等；数据中心等；q网络通信流量很大的应用场合，如图像处网络通信流量很大的应用场合，如图像处理、视频流等；理、视频流等；q对网络响应速度要

28、求比较高的场合。对网络响应速度要求比较高的场合。第35页，共63页，编辑于2022年，星期日2023/4/2136page 36以网桥以网桥/交换机为核心的网络的特点交换机为核心的网络的特点q每个网段独享带宽每个网段独享带宽最佳可达到每台主机独享带宽q可以限制冲突，但不能限制广播可以限制冲突，但不能限制广播有可能产生广播风暴q适用于小型网络到大型园区网络适用于小型网络到大型园区网络大型网络中需解决广播问题第36页，共63页，编辑于2022年，星期日2023/4/2137page 3710Mb/s UTP100Mb/s UTP（连接校园网）（连接校园网）1000Mb/s Fiber100Mb/s

29、 UTP企业网络结构示意图企业网络结构示意图二级交换机二级交换机千兆主干交换机千兆主干交换机服务器服务器HUB机房计算机机房计算机校园网校园网第37页，共63页，编辑于2022年，星期日2023/4/2138page 38虚拟局域网（虚拟局域网（VLAN）q是一种网络构造和用户的组织形式：是一种网络构造和用户的组织形式：通过交换机（或路由器）划分；通过交换机（或路由器）划分；由网段和站点构成的逻辑工作组。由网段和站点构成的逻辑工作组。q用交换机划分的若干个用交换机划分的若干个VLAN在逻辑上完全独立（可看作是分在逻辑上完全独立（可看作是分离的物理网络），广播帧不会越过逻辑网络边界，即：离的物理

30、网络），广播帧不会越过逻辑网络边界，即：VLAN限限制了广播域的范围。制了广播域的范围。qVLAN可跨越交换机。可跨越交换机。q同一同一VLAN中的成员不受物理位置的限制而像处于同一个局域网中的成员不受物理位置的限制而像处于同一个局域网中那样互相访问。中那样互相访问。第38页，共63页，编辑于2022年，星期日2023/4/2139page 39VLAN示意示意第39页，共63页，编辑于2022年，星期日2023/4/2140page 40VLAN能够隔离（限制）广播域能够隔离（限制）广播域qVLAN划分前，整个网络都在一个广播域中第40页，共63页，编辑于2022年，星期日2023/4/21

31、41page 41VLAN能够隔离（限制）广播域能够隔离（限制）广播域qVLAN划分后，网络被分割成几个较小的广播域第41页，共63页，编辑于2022年，星期日2023/4/2142page 42VLAN的优点的优点q提高管理效率站点的物理位置改变无需重新布线和配置用户性质改变后很容易通过软件将其从一个VLAN划分到另一个VLANq控制广播数据q增强了网络的安全性q实现虚拟工作组用户的工作地点不必在同一个物理地点可在企业内建立灵活的、动态化的组织结构第42页，共63页，编辑于2022年，星期日2023/4/2143page 43VLAN划分的方法划分的方法q基于端口（静态划分）根据端口号划分V

32、LANq基于MAC地址（动态划分）根据用户计算机的MAC地址划分VLANq基于网络地址或网络协议类型（动态）根据用户计算机的IP地址划分VLAN第43页，共63页，编辑于2022年，星期日2023/4/2144page 44主干主干(Trunk)的概念的概念q主干用于实现跨交换机的VLAN，它是指交换机之间用于传输多个VLAN信息的链路q主干上传输的数据包加上特殊标签（通常是802.1q和Cisco的ISL等）称为贴标签（Tagging）第44页，共63页，编辑于2022年，星期日2023/4/2145page 45VLAN的的Tagging操作操作第45页，共63页，编辑于2022年，星期日

33、2023/4/2146page 46VLAN间通信间通信q不同VLAN间的计算机即使连在同一台交换机上也不能互相通信qVLAN间通信只能通过第三层设备实现路由器三层交换机第46页，共63页，编辑于2022年，星期日2023/4/2147page 477.4 路由器路由器Routerq工作在工作在OSI第三层（网络层）。第三层（网络层）。q功能：功能：在网络之间转发网络分组；在网络之间转发网络分组；为网络分组寻找最佳传输路径；为网络分组寻找最佳传输路径；实现子网隔离，限制广播风暴。实现子网隔离，限制广播风暴。(目的地址无法识别时，路由器将其丢弃，而目的地址无法识别时，路由器将其丢弃，而不是广播不

34、是广播比较网络交换机比较网络交换机)提供逻辑地址，以识别互联网上的主机；提供逻辑地址，以识别互联网上的主机；提供广域网服务。提供广域网服务。q应用：把应用：把LAN连入广域网或作为广域网的核心连接设备。连入广域网或作为广域网的核心连接设备。v路由器与交换机的主要区别：路由器与交换机的主要区别：用路由器连接起来的若干个网络，它们仍是各自独立的。要想从一个用路由器连接起来的若干个网络，它们仍是各自独立的。要想从一个网络访问用路由器连接起来的另一个网络中的站点，必须指定该站点的逻网络访问用路由器连接起来的另一个网络中的站点，必须指定该站点的逻辑地址（辑地址（IP地址），通过广播是无法与之进行通信的。

35、地址），通过广播是无法与之进行通信的。第47页，共63页，编辑于2022年，星期日2023/4/2148page 48用路由器进行网络互联用路由器进行网络互联 HUB路由器路由器冲突域冲突域2冲突域冲突域1路由器可以隔离冲突域和广播域路由器可以隔离冲突域和广播域 HUB HUB冲突域冲突域3广播域广播域2广播域广播域1第48页，共63页，编辑于2022年，星期日2023/4/2149page 49路由表q路由器如何确定最佳路由？路由表路由表（Routing Table）q路由表是保存到达其他网络的路由信息的数据库包含目的网络地址（号）、传输路径、传输开销等q根据目的网络地址查找路由表并确定分组

36、转发路径的过程称为路由选择路由选择（Routing）。q路由表的信息随网络拓扑的变化而变化建立、更新路由表的算法称为路路由算法由算法（Routing Algorithm）：网络中的每个路由器都会根据路由算法定时地或在网络拓扑发生变化时更新其路由表；静态路由：由网络管理员预先手工设置路由信息；动态路由：由路由器在运行时动态地建立与更新。q自动学习、记忆网络的变化并根据路由算法重新计算路由的协议称为路由路由选择协议选择协议（Routing Protocol）。第49页，共63页，编辑于2022年，星期日2023/4/2150page 50路由表的例子2.0AB第50页，共63页，编辑于2022年，

37、星期日2023/4/2151page 51路由表的基本内容路由表的基本内容172.16.2.0172.16.1.0172.16.4.0AB路由器路由器A的路由表的路由表.3.1.2.3目的网络地址目的网络地址路径（下一结点）路径（下一结点）路径成本路径成本/开销开销172.16.1.0直接直接0172.16.2.0直接直接0172.16.4.0172.16.2.21q路径路径：用下一路由器对应端口的：用下一路由器对应端口的IP地址来表示。地址来表示。q路径成本路径成本/开销开销：用线路速度、距离或跨越的路由器的个数（步跳数）、成本、：用线路速度、距离或跨越的路由器的个数（步跳数）、成本、线路可

38、靠性等表示。（大多数情况下用步跳数来表示）线路可靠性等表示。（大多数情况下用步跳数来表示）第51页，共63页，编辑于2022年，星期日2023/4/2152page 52路由表的基本内容（续）路由表的基本内容（续）q注意：路由器是根据网络号来转发注意：路由器是根据网络号来转发IP数据包的，所以路由表中数据包的，所以路由表中存放的是目的网络号，而不是目的主机号。存放的是目的网络号，而不是目的主机号。类比：邮政局在城市间转发信件依据的是城市名。类比：邮政局在城市间转发信件依据的是城市名。q这样做的优点是路由表小（网络的数目要比主机少的多），这样做的优点是路由表小（网络的数目要比主机少的多），节省路

39、由器的存储空间，路由表的路由更新速度快。节省路由器的存储空间，路由表的路由更新速度快。第52页，共63页，编辑于2022年，星期日2023/4/2153page 53路由器的路由选择过程路由器的路由选择过程q也采用存储转发的方法：也采用存储转发的方法：接收并缓存接收并缓存IP数据分组；数据分组；提取分组中的目的主机的提取分组中的目的主机的IP地址；地址；计算目的主机所在的网络地址；计算目的主机所在的网络地址；用目的网络地址查找路由表决定转发路径：用目的网络地址查找路由表决定转发路径：如果目的网络地址就是与输入接口连接的网络，则丢弃；如果目的网络地址就是与输入接口连接的网络，则丢弃；如果目的网络

40、地址就是与输出接口连接的网络，则直接递交；如果目的网络地址就是与输出接口连接的网络，则直接递交；如果找到匹配项，则通过对应接口转发出去；如果找到匹配项，则通过对应接口转发出去；如果有默认路径，则通过与默认路径对应的接口转发出去；如果有默认路径，则通过与默认路径对应的接口转发出去；未查到，丢弃该分组。未查到，丢弃该分组。q比较：交换机也用查表的方法决定转发路径，但该表是“端口-MAC地址”表，存放的是端口与目的MAC地址之间的关系，要用帧中的MAC地址查表；而路由器中的路由表是“端口-网络地址”表，存放的是端口与目的网络地址之间的关系，故要从分组中提取IP地址，并解析出其中的网络地址部分来查表。

41、第53页，共63页，编辑于2022年，星期日2023/4/2154page 54路由器的结构路由器的结构q路由处理器路由处理器CPU、RAM、IOS路由表路由表协议软件协议软件q网络接口（网络接口（LAN、WAN、CONSOLE）输入接口，输出接口q交换结构（交换结构（Switching Fabric）第54页，共63页，编辑于2022年，星期日2023/4/2155page 55外部网络接口外部网络接口 LAN接口：一个或多个接口：一个或多个EthernetWAN接口：一个或多个接口：一个或多个Sync/Async Serial拨号类接口：拨号类接口：BRI，PRI等等控制台控制台CONSO

42、LE第55页，共63页，编辑于2022年，星期日2023/4/2156page 56输入端口的功能输入端口的功能数据链路层:如以太网等物理层:位的接收分散化的交换分散化的交换:给定数据报目的地址,在路由表中查找输出端口目标:以线速实现输入端口处理；排队:若数据报到达太快，来不及处理时。第56页，共63页，编辑于2022年，星期日2023/4/2157page 57输出端口缓冲的作用输出端口缓冲的作用q 当来自于交换引擎的数据报太多以至于来不及发送时就需当来自于交换引擎的数据报太多以至于来不及发送时就需要进行缓冲处理。否则输出端口缓冲溢出会引起排队延迟和要进行缓冲处理。否则输出端口缓冲溢出会引起

43、排队延迟和分组丢失（如右下图）分组丢失（如右下图）!第57页，共63页，编辑于2022年，星期日2023/4/2158page 58路由器的优缺点路由器的优缺点q优点优点限制了冲突域；可以用于LAN 或WAN的环境；可以连接不同介质的网络和不同体系结构的网络；可以为分组确定传输的最佳路径；可以过滤广播信息。q缺点缺点昂贵；必须用于可路由协议网络；配置复杂；处理速度比桥接器慢。第58页，共63页，编辑于2022年，星期日2023/4/2159page 59防火墙定义 一种高级访问控制设备，置于不同一种高级访问控制设备，置于不同网网络安全域络安全域之间的一系列部件的组合，它是之间的一系列部件的组合

44、，它是不同网络安全域间通信流的不同网络安全域间通信流的唯一通道唯一通道，能，能根据企业有关的安全政策根据企业有关的安全政策控制控制（允许、拒（允许、拒绝、监视、记录）进出网络的访问行为。绝、监视、记录）进出网络的访问行为。第59页，共63页，编辑于2022年，星期日2023/4/2160page 60防火墙定义两个安全域之间通信流的唯一通道InternetInternetUDPBlockHost CHost BTCPPassHost CHost ADestinationProtocolPermitSource根据访问控制规则决定进出网络的行为内部网内部网内部网内部网第60页，共63页，编辑于2

45、022年，星期日2023/4/2161page 61软件防火墙软件防火墙软件防火墙软件防火墙硬件防火墙硬件防火墙硬件防火墙硬件防火墙按按按按形形形形态态态态分分分分类类类类按按按按保保保保护护护护对对对对象象象象分分分分类类类类InternetInternet各种类型的防火墙各种类型的防火墙保护整个网络保护整个网络保护单台主机保护单台主机网络防火墙网络防火墙网络防火墙网络防火墙单机防火墙单机防火墙单机防火墙单机防火墙InternetInternet第61页，共63页，编辑于2022年，星期日2023/4/2162page 62InternetInternet硬件防火墙硬件防火墙硬件防火墙硬件防

46、火墙&软件防火墙软件防火墙软件防火墙软件防火墙InternetInternet硬件防火墙硬件防火墙硬件防火墙硬件防火墙软件防火墙软件防火墙软件防火墙软件防火墙操作系统平台操作系统平台操作系统平台操作系统平台安全性安全性安全性安全性性能性能性能性能稳定性稳定性稳定性稳定性网络适应性网络适应性网络适应性网络适应性分发分发分发分发升级升级升级升级成本成本成本成本硬件防火墙硬件防火墙硬件防火墙硬件防火墙基于精简专用基于精简专用高高高高较高较高强强不易不易较容易较容易Price=firewall+Server软件防火墙软件防火墙软件防火墙软件防火墙基于庞大通用基于庞大通用较高较高较高较高高高较强较强非常

47、容易非常容易容易容易Price=Firewall1.仅获得Firewall软件，需要准备额外的OS平台2.安全性依赖低层的OS3.网络适应性弱（主要以路由模式工作）4.稳定性高5.软件分发、升级比较方便1.硬件+软件，不用准备额外的OS平台2.安全性完全取决于专用的OS3.网络适应性强（支持多种接入模式）4.稳定性较高5.升级、更新不太灵活第62页，共63页，编辑于2022年，星期日2023/4/2163page 63接入层设备主要作用（连接用户PC）我公司宽带网络运营示意图我公司宽带网络运营示意图EPONEPON接入用接入用户以太以太网网接入接入华为华为Ma5605T华为华为S3300华为华为S9300华为华为ME60华为华为NE80Eudemon500用户数据用户数据VLAN tag用户数据用户数据VLAN tagVLAN tagVLAN tagVLAN tag华为华为HE813E汇聚所以接入设备的信息计费认证（用户是否合法）汇聚各局点ME60的数据第63页，共63页，编辑于2022年，星期日