[精选]09第九章网络设备与网络互联.pptx
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1、 第九章第九章 网络设备与网络互联网络设备与网络互联 第九章第九章 网络设备与网络互联网络设备与网络互联第九章:网络设备与网络互联第九章:网络设备与网络互联/网络互联网络互联FR WANSNA WAN802.5802.3802.4802.3802.3bridgeRouterRouterRouterGatewayRepeater第九章:网络设备与网络互联第九章:网络设备与网络互联/网络互联网络互联v网络互连所需解决的差异网络互连所需解决的差异v1不同的寻址方案不同的寻址方案v2不同的最大分组长度不同的最大分组长度v3不同的网络访问机制不同的网络访问机制v4不同的超时控制不同的超时控制v5不同的过
2、失恢复方法不同的过失恢复方法v6不同的状态报告方法不同的状态报告方法v7不同的路径选择技术不同的路径选择技术v8不同的用户访问控制不同的用户访问控制v9不同的效劳有连接、无连接不同的效劳有连接、无连接v10不同的管理与控制方法不同的管理与控制方法第九章:网络设备与网络互联第九章:网络设备与网络互联/网络设备网络设备网网络络设设备备中继器中继器 /Repeater 物理层物理层网桥网桥 /Bridge数链层数链层路由器路由器 /Router网络层网络层 网关网关 /Gateway高层高层/所有层所有层交换机交换机 /Switch数链层数链层 网络设备网络设备小结小结网络设备运行的网络设备运行的基
3、本流程基本流程 物理层网络互连设备物理层网络互连设备-中继中继器器v中继器的功能中继器的功能v中继器与集线器的联系中继器与集线器的联系v中继器的分类中继器的分类第九章:网络设备与网络互联第九章:网络设备与网络互联/网络设备网络设备/中继器中继器10Bast-T Ethernet HUB 第九章:网络设备与网络互联第九章:网络设备与网络互联/网络设备网络设备/中继器中继器中继器:中继器:完成信号的复制、调整放大;延长网络长度完成信号的复制、调整放大;延长网络长度在以太网中,使用中继器要注意在以太网中,使用中继器要注意“54321“54321原则原则中接器只能在规定的范围内进行有效的工作,否则会引
4、中接器只能在规定的范围内进行有效的工作,否则会引起网络故障起网络故障二口中继器一为进口,一为出口二口中继器一为进口,一为出口多口中接器共享式的多口中接器共享式的HUBHUB 最多有最多有 4 4 个中继器连接个中继器连接 5 5 个网段,只有个网段,只有 3 3 个网段可以个网段可以连主机,另外连主机,另外 2 2 个是连接段,他们共组成个是连接段,他们共组成 1 1 个播送域。个播送域。第九章:网络设备与网络互联第九章:网络设备与网络互联/网络设备网络设备/中继器中继器Repeater 1Repeater 2 Repeater 3Repeater 4第九章:网络设备与网络互联第九章:网络设备
5、与网络互联/网络设备网络设备/中继器中继器repeaterrepeaterLAN 1LAN 3LAN 2中继器:重新产生信号,扩展局域网覆盖的距离中继器:重新产生信号,扩展局域网覆盖的距离集线器:多端口的中继器,在以太网中,集线器:多端口的中继器,在以太网中,HUB被称为多址访被称为多址访 问单元问单元MAU,各式各样的集线器可支持多种传各式各样的集线器可支持多种传 输介质的连接器和多种数据传输速率输介质的连接器和多种数据传输速率 第九章:网络设备与网络互联第九章:网络设备与网络互联/网络设备网络设备/中继器中继器从工作原理上可分为从工作原理上可分为非交换式集线器非交换式集线器交换式集线器交换
6、式集线器单网段集线器单网段集线器-所有端口连接到单一的网段上。所有端口连接到单一的网段上。多网段集线器多网段集线器-将端口连接到将端口连接到HUB内的不同网段。内的不同网段。静态交换集线器静态交换集线器-交换在多个共享网段上进行,每个交换在多个共享网段上进行,每个 网段由多个集线器端口共享。网段由多个集线器端口共享。动态交换集线器动态交换集线器-以提供网络可用带宽为目的,动态以提供网络可用带宽为目的,动态 提供多条端端并行通信。提供多条端端并行通信。第九章:网络设备与网络互联第九章:网络设备与网络互联/网络设备网络设备/中继器中继器从机构上可分为从机构上可分为固定式集线器固定式集线器-独立型集
7、线器,端口固定,共享单一网段。独立型集线器,端口固定,共享单一网段。堆叠式集线器堆叠式集线器-是一种通过外部电缆连接进行扩充的是一种通过外部电缆连接进行扩充的HUB模块式集线器模块式集线器-采用机箱方法,端口用过热插拔板插接采用机箱方法,端口用过热插拔板插接从特性上可分为从特性上可分为被动集线器被动集线器-相对静止,不察错和瓶颈;数据从一口向所有相对静止,不察错和瓶颈;数据从一口向所有 端口发,星型网入门级设备端口发,星型网入门级设备10Base2,RJ-45主动集线器主动集线器-监视数据、过失、调试时序、优化性能、诊断。监视数据、过失、调试时序、优化性能、诊断。智能集线器智能集线器-集中管理
8、,为不同设备提供灵活的传输速率。集中管理,为不同设备提供灵活的传输速率。支持支持10,16和和100Mbps以太网、令牌,以太网、令牌,FDDI第九章:网络设备与网络互联第九章:网络设备与网络互联/网络设备网络设备/网桥网桥 数连层网络互连设备数连层网络互连设备-网桥网桥v网桥的功能网桥的功能v网桥的优点网桥的优点v网桥的缺点网桥的缺点v网桥的分类网桥的分类v网桥间比较网桥间比较第九章:网络设备与网络互联第九章:网络设备与网络互联/网络设备网络设备/网桥网桥 网桥的功能网桥的功能可以应用在使用相同协议的网段之间可以应用在使用相同协议的网段之间v源地址跟踪源地址跟踪将源地址记录到站表中将源地址记
9、录到站表中v帧的转发和过滤帧的转发和过滤 图示图示v生成树的演绎生成树的演绎v协议转换协议转换图示图示v分帧重组分帧重组FDDIFDDI4500bit4500bit-802.3-802.3 1518bit1518bitv网桥的管理网桥的管理第九章:网络设备与网络互联第九章:网络设备与网络互联/网络设备网络设备/网桥网桥网桥内部示意图网桥内部示意图端口端口1端口端口2缓存缓存 端口管理端口管理 网桥协议网桥协议 软件软件 实体实体站表站表-124563网段网段A网段网段B站地址站地址端口端口112131425262第九章:网络设备与网络互联第九章:网络设备与网络互联/网络设备网络设备/网桥网桥
10、防止播送风暴,要求网桥执行生成树算法防止播送风暴,要求网桥执行生成树算法Spanning Tree Algorithm开始选择一个网桥作为根网桥,开始选择一个网桥作为根网桥,既具有最低既具有最低ID的那个网桥,通过现在规定的时间的那个网桥,通过现在规定的时间间隔发送一系列的网桥协议数据单元的特殊帧,间隔发送一系列的网桥协议数据单元的特殊帧,然后以最短路径为依据,找到树上的每一个节点。然后以最短路径为依据,找到树上的每一个节点。在这个集合中不存在回路,即在任何两站只见只在这个集合中不存在回路,即在任何两站只见只有一条通路。有一条通路。第九章:网络设备与网络互联第九章:网络设备与网络互联/网络设备
11、网络设备/网桥网桥解决方法:停用某些网桥来淘汰循环,不从物理上撤除连接,解决方法:停用某些网桥来淘汰循环,不从物理上撤除连接,但是可以阻止它们转发帧。实际上它们被用作在别但是可以阻止它们转发帧。实际上它们被用作在别 的网桥失效的情况下的备份的网桥失效的情况下的备份.LAN 1LAN 2Frame4132第九章:网络设备与网络互联第九章:网络设备与网络互联/网络设备网络设备/网桥网桥协议转换原理图协议转换原理图用户层用户层LLCMAO物理层物理层用户层用户层LLCMAO物理层物理层站站 1站站 2 PDU802.3 802.5802.3 802.5网网 桥桥 第九章:网络设备与网络互联第九章:网
12、络设备与网络互联/网络设备网络设备/网桥网桥 网桥的优点:网桥的优点:v过滤通信量大过滤通信量大v扩大了物理范围扩大了物理范围v可连接不同的物理层,不同的可连接不同的物理层,不同的MAC子层,子层,不同速率的不同速率的LANv提高了可靠性提高了可靠性第九章:网络设备与网络互联第九章:网络设备与网络互联/网络设备网络设备/网桥网桥 网桥的缺点:网桥的缺点:v查表存储转发,增加时延查表存储转发,增加时延v在在MAC子层没有流量控制功能子层没有流量控制功能v不同的不同的MAC子层用桥连,修改帧的某段内容消耗时间子层用桥连,修改帧的某段内容消耗时间v只适合用户不多时,否则会产生只适合用户不多时,否则会
13、产生播送风暴播送风暴第九章:网络设备与网络互联第九章:网络设备与网络互联/网络设备网络设备/网桥网桥网桥的分类网桥的分类简单网桥固定网桥简单网桥固定网桥-是最原始的和最廉价的网桥类型。是最原始的和最廉价的网桥类型。一个网桥连接两个网段,并包含一个站点的地址表操作员手工一个网桥连接两个网段,并包含一个站点的地址表操作员手工操作参加新站点,地址表要更改;删除某一站点,新出操作参加新站点,地址表要更改;删除某一站点,新出 现的无效现的无效地址要去除。配置简单廉价,但安装和维护消耗时间。地址要去除。配置简单廉价,但安装和维护消耗时间。学习网桥透明网桥学习网桥透明网桥-在执行网桥功能的时候,自己建立站点
14、地址表在执行网桥功能的时候,自己建立站点地址表首次安装表示空的,通过由每个站点所发送的第一个包,网桥可首次安装表示空的,通过由每个站点所发送的第一个包,网桥可得知该站点所属的网段,假设目标地址是它所不认识的,就将这包播得知该站点所属的网段,假设目标地址是它所不认识的,就将这包播送到所有网段中,最后,他获得了一个完整的站点地址和各自所属网送到所有网段中,最后,他获得了一个完整的站点地址和各自所属网段的表,这个表将保存在它的内存中,还可以不断作自我更新。段的表,这个表将保存在它的内存中,还可以不断作自我更新。源路由网桥源路由网桥-每个站点必须在发送之前知道往其目的地的路由每个站点必须在发送之前知道
15、往其目的地的路由将路由得负担至于发送站点。发送站点必须确定一个路由,并把将路由得负担至于发送站点。发送站点必须确定一个路由,并把它置于一个帧内。然后网桥依赖于帧的路由信息来发送帧。它置于一个帧内。然后网桥依赖于帧的路由信息来发送帧。路由指定包括:局域网号、网桥号。路由指定包括:局域网号、网桥号。第九章:网络设备与网络互联第九章:网络设备与网络互联/网络设备网络设备/网桥网桥 固定路由网桥固定路由网桥 透明网桥透明网桥 源路由网桥源路由网桥 重配置的重配置的 能力能力有限,通过用路有限,通过用路由信息对网桥重由信息对网桥重新编程获得新编程获得高,网桥维护关于站点高,网桥维护关于站点的位置的信息的
16、位置的信息高,每个站点必须在高,每个站点必须在发送之前知道往其目发送之前知道往其目的地路由确定的地路由确定站点的责任站点的责任 无,仅发送帧无,仅发送帧 无,仅发送帧无,仅发送帧 有有网桥的要求网桥的要求 路由表路由表路由表生成、修改并执路由表生成、修改并执行生成树算法的能力行生成树算法的能力依据路由来播送转发依据路由来播送转发帧,执行算法帧,执行算法使用的路由使用的路由 由设计者决定由设计者决定总是沿着生成树,但不总是沿着生成树,但不必是最小费用必是最小费用站点可以选择相互间站点可以选择相互间的最小费用路由的最小费用路由 对拓扑的对拓扑的 要求要求有些,网桥必须有些,网桥必须被编程,但站点被
17、编程,但站点不知道不知道无,网桥知道站点相对无,网桥知道站点相对其端口的动态位置,而其端口的动态位置,而站点没必要知道站点没必要知道有些,网桥相对于路有些,网桥相对于路由信息和生成树算法,由信息和生成树算法,但是站点必须确定一但是站点必须确定一个到目的地路由个到目的地路由第九章:网络设备与网络互联第九章:网络设备与网络互联/网络设备网络设备/交换机交换机CNSH800 8CNSH800 8口口 10/100M 10/100M 自适应交换机自适应交换机 交换机:交换机:表达了桥接的复杂交换技术,与网桥不同的是转发延迟小。表达了桥接的复杂交换技术,与网桥不同的是转发延迟小。三种交换技术三种交换技术
18、分组交换机分组交换机 图示路由表图示路由表交换机分类交换机分类交换机与路由器的区别交换机与路由器的区别第九章:网络设备与网络互联第九章:网络设备与网络互联/网络设备网络设备/交换机交换机交换机的三种交换技术交换机的三种交换技术 端口交换端口交换模块交换、端口组交换模块交换、端口组交换:工作在物理层,连接多条以太网段。工作在物理层,连接多条以太网段。帧交换帧交换 直接交换直接交换 存储存储-转发交换转发交换 信元交换:信元交换:以以ATM技术为代表,交换长度固定技术为代表,交换长度固定53Byte便与硬件实便与硬件实 现。允许多个虚拟连接。现。允许多个虚拟连接。第九章:网络设备与网络互联第九章:
19、网络设备与网络互联/网络设备网络设备/交换机交换机分组交换机分组交换机 用于组网的基本电子交换机,因为能把完整的分组用于组网的基本电子交换机,因为能把完整的分组packetpacket从一条连接到另从一条连接到另一条连接而被称为分组交换机。在概念意义上,每个包交换机多是一台小型计算机,一条连接而被称为分组交换机。在概念意义上,每个包交换机多是一台小型计算机,具有处理器、存储器以及发送和接受的具有处理器、存储器以及发送和接受的I/OI/O设备,现在的分组交换机有专用的硬件组设备,现在的分组交换机有专用的硬件组成成分分组组交交换换机机用来连接其用来连接其他交换机他交换机用来连接用来连接计算机计算机
20、1265交换机交换机端口端口A A端口端口B B第九章:网络设备与网络互联第九章:网络设备与网络互联/网络设备网络设备/交换机交换机交换机交换机 2交交换换机机1交交换换机机31.11.32.12.3 3.23.3123412341234目的站目的站下一站下一站 1,1 交交1 1,3 交交1 3,2 交交3 3,3 交交3 2,1 本交本交 2,2 本交本交交交换换机机2 2的的路路由由表表 广域网的主要问题在网络层,有一些节点交广域网的主要问题在网络层,有一些节点交换剂及链路组成。节点交换剂之行将分组存换剂及链路组成。节点交换剂之行将分组存储储-转发功能。转发功能。局域网的主要问题在数据链
21、路层,少量在物理层。局域网的主要问题在数据链路层,少量在物理层。第九章:网络设备与网络互联第九章:网络设备与网络互联/网络设备网络设备/交换机交换机 交换机的分类交换机的分类二层交换机二层交换机解析解析MAC地址,在表中找到该地址对应的端口地址,在表中找到该地址对应的端口三层交换机三层交换机解析解析MAC地址,地址,IP地址,也称为路由表交换机地址,也称为路由表交换机四层交换机四层交换机解析解析MAC地址,地址,IP地址,地址,TCP端口号。可将多台存端口号。可将多台存 有同样内容的效劳器以相同的有同样内容的效劳器以相同的IP地址接入四层交换地址接入四层交换 机,所以可称为机,所以可称为Web
22、交换机。交换机。路由器路由器只处理网络层地址,称为一种三层网络设备只处理网络层地址,称为一种三层网络设备 二层交换机、路由器二层交换机、路由器其分析的是单域分类其分析的是单域分类 三层交换机、四层交换机三层交换机、四层交换机其分析的是多域分类其分析的是多域分类第九章:网络设备与网络互联第九章:网络设备与网络互联/网络设备网络设备/路由器路由器 路由器路由器Router路由器的功能路由器的功能 路由器的性能路由器的性能路由器的优缺点路由器的优缺点路由其硬件组成路由其硬件组成路由器软件组成与软件实现路由器软件组成与软件实现路由器选购要点路由器选购要点路由器的分类路由器的分类路由器与交换机的区别路由
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