自考局域网技术与组网工程课堂笔记.docx

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1、“局域网技术与组网工程课堂笔记“局域网技术与组网工程”课堂笔记一第1章局域网技术基础本章主要内容局域网体系结构与标准局域网的拓扑结构局域网的传输媒体局域网的互连1.1 概述1.1.1 局域网的普及一个微机系统应用于学校、办公楼、工厂、 企业等场合，这些系统互连起来，实现系统 之间交换数据和共享昂贵的的资源。（1）主要包括与其它用户交换报文、共同访 问公共文件和数据资源；（2）实现硬件资源的共享，例如共享大容量 存储器和高性能激光打印机等。1.1.2 局域网的定义在一个小区范围内，将分散的微机系统互连 起来，实现资源的共享合同型，便构成了局 域网（LAN）o几点说明:（1）局域网终端设备：又称为

2、数据通信设备。 主要包括：微机、服务器、终端、外围设备、 传感器（如温度、湿度、平安报警传感器等），数 字电话、数字电视发送和接收机以及传真机 等。当然不是全部的LAN都能配置上述设备。（2）局域网的地理覆盖一般可达几十公里范 围；（3）局域网在传输媒体上的数据传输速率为 10Mbps 100Mbps 1000Mbps o1.1.3 局域网的技术要素体系结构与标准传输媒体拓扑结构数据编码媒体访问限制MAC逻辑链路限制LAC1.2 局域网体系结构与标准1.2.1 局域网参考模型LAN参考模型是以IEEE802 （国际电工电子 工程师协会）标准的工作文件为基础,并且采 纳参考模型来分析这一问题。1

3、 .局域网存在的四个特征（1）它用带地址的帧来传送数据；（2）不存在中间交换，所以不要求路由选择。（3）数据传输各层的对应内容：第一层：物理层，比特传输；其次层：数据连路层，组成帧，并进行肯定 的限制,主要包括:寻址、排序、流量限制、 差错控制等。第三层：网络层，完成路由选择。（4）层二和层三的区分层二是通过单个链路完成其功能，层三是通 过数个链路完成的。2 .域网体系结构3 .局域网数据的传递（二层和三层）（1）最上层接收来自所连接的站的发送信 息；（2）通过服务访问点（SAP）向下层交换信 息，SAP是相邻层的逻辑接口；（3）发送时将数据组装带有地址的差错检测 字段的帧；（4）接收时拆卸帧

4、，完成地址识别和差错检 测；（5）管理链路上的通信。4 .物理层的主要功能（1）信号的编码和译码；（2）前导码的生成和除去（前导码用于帧同 步）；（3）比特的发送和接收。局域网媒体访问限制1 .么是MAC?全部局域网均由共享该网络传输实力的多个 设备组成。须要有某些方法限制对传输媒体 的访问，以便两个特定的设备在须要时可以交换数 据。2 .体访问技术中的“方法”“方法”分为两种，指限制是在集中方式下还 是在分布方式下来实现。（1）集中方式：某个限制器被指定拥访问网络的限制权， 此时，希望发送的某个站必需等待，直到他 收到该控制器的准许，该站才允许发送。（2）分布方式：由各个站集体地完成媒体访问

5、限制功能，动 态地确定站的发送依次。（3）集中方式方案的优点和缺点：优点a.可供应诸如优先权、保证带宽，具有 较大的限制访问实力。b.允许每个站有尽可能简洁的逻辑；c.避开了协调问题。缺点：a.会出现影响全网的单点故障；b.会发生瓶颈作用，时效率降低。分布方式方案的优点和缺点：正好与集中式 相反。3 .访问限制技术的分类 主要按同步和异步进行划分。（1）同步技术：每个连接均被安排一个专用规定的传输容 量。这种方式在局域网中不是最佳的，因为 每个站发送数据是随机的。（2）异步技术：依据各站的发送状况安排传输容量，异步技 术可进一步划分为：循环、预约、竞争三种 状况。1.异步技术三种方法（1）循环

6、：给每个站轮番发送的机会，在此机会里，某 站可以谢绝发送，或发送肯定限度的信息。此限度为每个站每次发送的最大数据量或最大时间量 来表示。（2）预约：对于平稳流式的业务，预约技术是相当合适 的。即将媒体（介质）上的时间划分为很多 时隙，当某站须要发送信息时，提前预约时隙。（3）竞争：对于突发式业务，竞争技术通常是合适的， 各个站实行简洁的竞争方式进行竞争发送数 据。常用的方式为循环和竞争方式。局域网数据链路限制LLC1.LAN的LLC与传统链路层的区分：（1）它必需支持链路的多路访问特性；（2）它可利用MAC子层来实现链路访问中 的某些功能；7 .帧检g佥序歹ij （FCS）8 .帧尾定界符（E

7、D）9帧状态（FS）（1） E检测到差错（2） A地址被识别（3） C帧以被识别其中：R表示断或假；S表示通或真。假如附加的符号为奇数个，则FS以一个T结 束。FS字段还包括附加的限制字符。*FDDI 的类型（P。73）基本操作1 .一个站要发送，要等到令牌经过，它由FC 字段中的FF比特置为00”和ZZZZ比特置为 “0000”来表明；2 .该站在重复整个FC字段前，将令牌从环上 汲取掉，以此来抓住令牌。3 .然后将其他都接在后面发送；4 .该站可以连续地发送直到多数据或到令牌 计时器满为止。* 各站的状况：每个站引入一比特的时延，作为检查、复制 或者变更一比特所需的时间。每个站都对通过的帧

8、进行差错检查，假如出 错，就将ED字段中的E置位；每个站检测目的地址，假如是本站地址，就 将A比特置力”，还可将该帧复制下来，并将 C比特置T。假如该站有足够的空间，就复制该帧，并将C 比特置“1”。* 源站能区分以下三种状况：?目的站不存在/未被复制；?目的站存在/未被复制；?帧己被目的站复制。* 发出帧的站应当将该帧从环上清除。每个发送帧当其回到源站时都被该站汲取。 通过检查帧尾序列中的状态指示符（E、A、 C）来确定传输的结果。假如报告有错，MAC并不再重传，这是LLC 层协议的职责。5.5 FDDI网物理层5.5.1 数据编码几种常用的数字到模拟的编码技术?ASK?FSK?PSK为了提

9、取定时时钟，需对脉冲进行编码。（如 将数据进行曼彻斯特编码，但效率不高。） FDDI运用4B/5B编码FDDI的编码方案如下：（1） 不采纳简洁的强度调制编码（用有无载 波来确定），因同步信号难于提取；（2） FDDI采纳两级编码的方式，第一级选 用4B/5B码，效率高，并保证出现跃变；（3）其次级编码，将4B/5B码进一步编成 NRZI （非马上归零码），改善接收的可*性； NRZI （非马上归零码）为差分编码。（4） NRZ1 （非马上归零码）的编码规则：“1” 用跃变表示，O则不跃变。（5） 4B/5B码的选择基于这样一个保证，采 纳NRZI （非马上归零码），在一行中不允许 出现多于3

10、个“0”的状况，供应同步信息。（6）关于4B/5B码：除（）15数字外，其他 的码还可代表其他意义，见P。75o5.5.2 物理层中与媒体相关的部分1 .标准中含有加强可*性的技术规范，为以 下三项技术：?站旁路：对故障站旁路；?布线集中器：用于星型布线中；?双环：使网络自动复原。2 .关于光源与光纤?光源：可以为激光器和发光二极管；?光纤：用光纤直径与围绕纤芯包层的外径来 确定。3 2.5/125、85/125 一般用这种。50/125、100/1401.1.2 类?A站：同时连接主环和副环的站；?B站：只连接主环的站。令牌环网组网技术1.1.3 令牌环网基本组成1.1.4 星一环形组网结构

11、1.1.5 交换型令牌环网FDDI网组网技术1.1.6 应用领域?后端局域网：连接主服务器和大容量存储设 备；?高速办公室网：他们要求从低速到高速的数 据传输；?主干局域网：用一个大容量的局域网连接若 干各集中器或交换器。5. 7. 2 FDDI组网技术要点星一环形拓扑结构（1）单连接站和双连接站A、B站的结合（2）园区主干网将集中器、交换器、服务器、网桥等按须要进行连接。（30CDDI （TPDDI）在不易用光缆连接的地方，用双绞线连接。光缆口往往用作集中器之间的远距离连接， 而双绞线用作近距离连接。“局域网技术与组网工程”课堂笔记六第6章路由器本章首先介绍路由器的性能特点和工作原理。并且提

12、出了两种常用的内部网关协议（包括RIP和OSPF）,并着重探讨了 RIP。然后探讨了路由器产品的几种结构，最终介 绍了局域网系统中运用路由器的解决方案。6.1 路由器的性能特点和工作原理6.1.1 路由器的性能特点1 .路由港的性能路由器是跨越互联网，把信息从源端送到目 的端。2 .路由器的特点路由器与桥接器比较：相同点：均为网络互连设备；不同点：路由器工作在第三层，通过网络地 址（IP）作为转发的依据，一般耗时较长， 具有广播包抑制和子网隔离功能；而网桥工作在其次层，通过物理地址（MAC） 作为转发的依据，一般耗时较短；3 .1.2路由器组网体系结构（1）一台功能完整的路由器中，经常可以支

13、持多种协议栈数据转发。(2)路由器的功能还包括数据过滤、计费、 网络管理等多项功能。(3)路由器属中间系统(【S),主机属端系 统(ES)o4 .1.3路由器工作原理(1)接收帧，并分解1P数据包；(2) IP包头合法性验证;?链路层帧长必需足够大(20字节)；?CRC验证；?版本号必需为4；?IP数据包长度必需足够大，以容纳IP数据 包头。(3) IP数据包选项处理；?纪录路由选项：路由器在选项数据域中写入 自己的IP地址；?对于时间戳选项，写入自己的1P地址及当 前以毫秒为单位的世界标准时 间计算值；对于源路由选项，要先写入自己的IP地址， 后面还要做进一步的处理。(4) IP数据包本地提

14、交和转发； 确定数据包是当地的还是需转发。(5)转发寻径；依据目的地址确定转发路径。(6)转发验证；主要对IP地址进行验证。(7) TTL 处理；TTLTime to live (生存时间)，经过一个 路由器，TTL的值减1,假如TTL的值为0 时，这个数据包被丢弃。且路由器发给源站点一个 ICME超时限制报文。(8)数据包分段；当要转发的IP数据包中长度大于要输出的物 理网络的MTU(最大传输单元)时，路由器要 把这个数据包分段。(9)链路层寻址。依据路由器的路由表选择下一个输出端口。 实例：在Internet上路由1P数据包的传送 下面从一个实例说明IP数据包在Internet 如何从一台

15、主机到另一台主机。主机A是如何发送数据到主机B的。步骤1：主机A在网络上的主机A想用Telnet协议 连接网络上的主机B.网络上的主机A和主机B在不同网络上，网络A必需用 IP路由器的服务把数据报传输给主机B.依据 初始设置，主机A知道它的默认网关是路由器A,其IP地址为 128.1.0.2.(1)主机A必需将全部的数据包通过路由器 A送往主机B.(2)假如主机A的ARP缓冲中没有路由器 A的MAC地址,它发出ARP恳求，并等待路由 器A响应.(3)当地址映射存在后，主机A将送给主机B 的数据包封装到目的MAC地址为 080002001231(路由器 A的端口 1),源MAC地址为080002

16、001111(主机 A),类型域为0800h(IP)的以太网中.(4)留意:在传输过程中,IP地址始终不变，而 MAC地址始终在变更。目的主机源主机数据 以太网数据目的 MAC0800020()1231 源MAC080002001111类型0800以太网数据CRC网络上的数据包步骤2：网络上的数据包当接收到来自主机A的数据包时，路由器A删 除以太网报头，检查类型域，然后将数据包送 给IP模块(软件进程)。IP模块检查IP报头中的目的网 络号并且在其路由表中定位于的路 由上。路由港A的路由表网络号下一个跳步路由器跳步128.1.0.0 干脆端口 0128.2.0.0 干脆端口 0由上表可知,路由

17、器A知道目标网络有两个跳 步的距离，它必需将数据包装发给路由器B,IP 地址为128.2.0.3.假如路由器A的ARP缓存中没有路由器B 的硬件地址,它会发出一个ARP恳求并且等 待,路由器B响应.得到地址后，路由器A将数据包封装在以太 网帧中，目的MAC地址为()8()()()2()() 1233(路 由器B的端口1),源 MAC 地址为()8()002001232(路由器 A 的端口 2),类型域为0800QP),然后路由器A 帧发送到端口 2。目的主机源主机数据 以太网数据目的 MAC080002001233 源MAC080002001232类型0800以太网数据CRC网络上的数据包步骤

18、3：网络上的数据包当接收到来自主机A的数据包时，路由器B删 除以太网报头，检查类型域，然后将数据包送 给IP模块(软件进程)。IP模块检查IP报头中的目的网 络号并且在其路由表中定位于12840.()的路 由上。路由器B的路由表网络号下一个跳步路由器跳步128.2.0.0 干脆端口 0128.3.0.0 干脆端口 0由上表可知,路由器B知道目标网络有1个跳 步的距离，它必需将数据包转发给路由器CJP 地址为。假如路由器B的ARP缓存中没有路由器C 的硬件地址,它会发出一个ARP恳求并且等 待路由器C响应。得到地址后，路由器B将数据包封装在以太 网帧中，目的MAC地址为080002001234(

19、路由 器B的端口1),源MAC地址为080002001232(路由器B的 端口 2),类型域为0800(IP),然后路由器B将帧 发送到端口2.目的主机源主机数据 以太网数据目的 MAC()80()()2()()1235 源MAC080002001234类型0800以太网数据CRC网络上的数据包步骤4:网络上的数据包当接收到来自主机B的数据包时，路由器C删 除以太网报头，检查类型域，然后将数据包送 给IP模块（软件进程）。IP模块检查IP报头中的目的网 络号并且在其路由表中定位于的路 由上。路由器C的路由表网络号下一个跳步路由器跳步128.3.0.0 干脆端口 1（）128.4.0.0 干脆端

20、口 21由上表可知,路由器C知道目标网络干脆连在 端口 2上，它能够干脆发送数据报.假如路由器C的ARP缓存中没有主机B的硬 件地址，它会发出一个ARP恳求并且等待主 机B的响应.得到地址后,路由器C将数据包封装在以太网帧 中，目的MAC地址为08000200 （路由器B 的端口 1）,源MAC 地址为 080002001232（主机 B）,源 MAC 地址为,080002001236（路由器C的端口 2）,类 型域 0800（IP）,然后路由器C将帧发送到端口 20目的主机源主机128.1.0. UP数据以太网数据目的 MAC080002002222 源MAC080002001236类型08

21、00以太网数据CRC网络上的数据包步骤5：网络上主机B的数据包主机B收到帧，删掉以太网报头,检查类型域， 将数据包送给它的IP模块.IP模块确认该数 据包是发给本机的，删掉IP报头，将TCP消息送给TCP模 块.TCP模块检查端口号，将消息送给本地 Telnet程序访问的 Telnet 端口。路由器组网特点1 .网络的互连路由器可实现局域网与广域网的互连以及广域网之间的互连，路由器的功能如下：（1）地址映射IPMAC地址之间的转换（2）数据转换路由器互连的网络的最大传输单元（MTU）不同，路由器应解决分段和重传的问题。（3）路由选择依据路由表选择。（4）协议转换2 .网络的隔离（1）路由器可以

22、依据网络号、主机的网络地 址、地址掩码、数据类型来监控、拦截和过 滤信息，而网桥只能依据局域网的MAC地址和第三 层协议类型来隔离信息。（2）路由器具有更强的网络隔离实力，可避 开广播风暴，提高整个网络的性能。（3）路由器抑制广播风暴：当路由器收到一 个寻址报文时（ARP）,由于该报文的目的地 址是广播地址，路由器不会将其广播，而是将自己 的MAC地址发送给源主机。源主机在发送数 据时就可以干脆填写路由器的MAC地址,避开了路由器 发广播。留意:为什么会发生广播风暴？这是因为IP和MAC的缘由.3 .流量的限制主要采纳路由算法均衡网络负载。6.2两种常用的内部网关协议内部网关协议（IGP）即是

23、在一个自治系统（AS）内部路由器运用的路由协议。外部网关协议（EGP）即是在自治系统（AS） 之间互连时，路由器运用的路由协议。在一个自治系统（AS）内部，只运用一种IGP。6.2.1 路由和寻址IP地址的定义适用于不同的网络类型，因而 成为Internet的基础。1 .物理地址：MAC （又称为硬件地址）2 .逻辑地址：IP地址3 .路由表：是整个路由器的核心，它是动态建 立的。距离向量算法和RIP （路由信息协议） RIP与其说是一种协议,不如说是一种路由算 法。RIP是典型的距离向量法。1 .由表的格式典型的RIP路由表目的地下一站地址距离计时器标记位网络1路由器13tl, t2, t3

24、x, y网络2路由器22tl, t2, t3x, y 网络3路由器31tl, t2, t3x, y网络4路由器4, t2, t3x, y2 .RIP（选路信息协议）包格式不同网络系统中RIP包的格式是不一样的。 下面介绍TCP/IP协议栈中RIP实现的数据 包。吩咐版本号0地址类型标记0目的网络地址目的网络掩码*下一站路由器地址0距离说明：（1）吩咐：表示该包是一个恳求包（值为1 时），响应：表示该包是一个响应包（值为2时） 响应是对恳求的答复。（2）版本号：表示当前实现的RIP版本。目 前有两种版本：版本1和版本2。（3）地址类型标记：表明说传输的地址类型。 在INTERNET中，该值为2,

25、表示传输的是 IP地址。（4）目的网络掩码地址：目的网络地址和掩 码惟一地确定一个网络。RIP版本1仅支持标 准目的网络地址，因此网络掩码地址部分为0。（5）距离：共16比特。表示从发送路由器 到目的路由器所经过的路由器的数目。3 .RIP协议的工作过程：（1）RIP采纳主动发送，被动接收的机制来 实现路由信息的交换。（2） RIP有一个路由更新时钟，一般设置为 30秒,每个路由器每隔30秒都要把它的整个 路由表向其相邻的路由器发送。（3） RIP定义了一种受激更新。即每当路由 器检测到新的网络拓扑结构的变更时，除了 重新计算自己的信息外，都要马上向其他方向发送该 更新消息。（4） RIP仅为

26、每一个目的网络保留一条最佳 路由。当有新的更佳的路由时，就有新路由 代替旧路由。（5）网络拓扑结构发生变更时，就会自动更 新路由。（6） RIP用时钟保证其性能。?路由更新时钟：一般设为30秒；?路由器无效时钟：每激活一次，就给每个路 由表项中的时间项加1。假如时间项的值 超过规定的无效时间，则把该路由项置为无 效，并通知相邻的路由器。一般设为90秒。?路由清除时钟设置为270秒。6.3路由器产品结构路由器产品的分类：1 .用传统的计算机结构（1）特点：?采纳了共享中心总线、中心CPU内存储器 及外围插卡；?中心CPU必需执行数据包的转发和过滤， 依据须要修改数据包投标，更新路由表及地 址数据

27、库，响应管理恳求；?每块插卡执行MAC层功能，使系统与外界 连接。?数据包需两次穿过总线。（2）缺点?CPU必需处理每一个数据包，限制了吞吐 量；?数据包需两次穿过总线到打岔卡，性能降 低；?数据包转发由CPU执行软件完成，受CPU 的速度影响；?中心CPU及内存储器的故障将影响整个设 备。2 .用并行处理的结构（1）特点：?每个外围插卡上都设置了独立的CPU和内 存贮器，并行处理数据；?转发只需经过一次内部总线。（2）缺点：?数据包的转发由CPU执行软件来完成，受 CPU的运行速度影响；?由于共享总线，每次只允许转发一个数据 包，限制了系统性能。3 ,背板采纳纵横式交换结构（1）是目前先进路

28、由器采纳的背板结构；（2）用纵横式交换结构替代了共享总线结 构，允许数据包进行高速转发，大大提高了 数据包的转发率。4 .并行处理与背板交换相结合的结构（1）并行处理各个输入数据包，通过交换背 板的高速交换，实现多个数据包的同时转发 极大地提高了路由器的性能。（2）背版的速率为各割端口速率的总和。6.4局域网系统中运用路由器的解决方案6.4.1 局域网间的隔离和互连 路由器的作用为隔离和过滤。6.4.2 局域网与广域网互联“局域网技术与组网工程”课堂笔记七第7章第三层交换2（）世纪90年头中期以来，第三层交换（L3）技 术成为IT媒体频频出现的词汇，各网络供应 商把它最为竞争的法宝。7.1概述

29、I.运用网桥的局限性网桥的优缺点：（1）网桥基于MAC地址，实现LAN之间 的互联。优点是：网络操作简洁，速度快， 与OSI的其他层无关。其易于维护且价格低廉。（2）网桥无法实现流控，广播包从一个LAN 到另一个LAN,常会引起大量的多路广播， 造成网络效率降低。最严峻时会造成广播风暴，是整个 网络瘫痪。（3）当网桥构成网状结构时，会产生广播包 和不知道目的地址的数据包的循环问题。为 此制定了生成树的算法。即在一个网络中，随意两个 终端之间只有一条路径。（4）在某些状况下，因网桥拥塞而丢失数据 包，使网络不稳定、不行*。（5）广播包是须要的，但太多的广播包会导 致网络效率降低。2 .路由器的引

30、入及其局限性*路由器的优缺点：（1）网络分段，这是路由器最主要的功能之 一。路由器可以将不同的LAN互联。（2）路径选择，通过对数据包中的IP地址 检查，选择出路径。（3）隔离广播，路由器可以住址广播流量从 一个LAN到另一个LAN,可避开广播风暴。（4）平安性与防火墙，只有被授权的用户才 能通过路由器。（5）第三层的特殊服务，如优先权限制。（6）广域网连接，大多数网络目前仍运用路 由器作为网络连接设备。*路由器的工作原理：（略）*路由器的限制：（1）路由器需对每一个数据包检查，即使是 同一源地址到同一目的地址的数据包也不例 外，重复工作。（2）软件是路由器的主要实现方式，由于以 上缘由，路由

31、器的吞吐量不行能很高。（3）路由器在流量超过本身的吞吐量时，会 造成数据包丢失或延误，给网络造成危害。3 .局域网交换技术的引入及其局限性交换式网络是以交换器为中心构造的网络体 系，交换式网络与多端口网桥特别相像，他 们都工作在其次层，网桥交换事业是基于每个数据包 的终点地址（MAC）。交换式网络的实现通常采纳全硬件结构实 现，具有速度快，可以为每一个节点供应全 部网络带宽，但同网桥一样它也不具备隔离广播数据 包的实力。4 .L3交换技术引入的背景交换技术可以克服网络带宽的局限，而路由 器又能解决TCP/IP中的地址问题，那么将两 者技术结合起来，扬长避短，发挥各自的优点，从而 解决以上问题。

32、在这种背景下，产生了交换 式网络技术。7.2 L3交换技术解决方案的分类目前已提出的L3交换技术解决方案分为两类：一类基于核心模型，另一类基于边缘多层混 合交换模型。7.2.1 解决方案的分类1 .基于核心模型的解决方案主要解决核心关键节点，即路由器的第三层 交换技术。有两种方案：（I）对于每一个数据包都需检查源/目的IP 地址的方法，改为检查数据分组携带的网络 流标记为依据，这样就大大减小了检查的时间，提高 了吞吐率。（2）完全用ASIC （专用集成电路）硬件以 线速来实现路由器的路由/转发、流控、管理、 服务质量等功能。2 .于边缘多层混合交换模型的解决方案”一次路由，随后交换”的方案：（

33、1）这种方案认为网络智能应当在网络的边 缘，而不是在网路的关键节点实现，因为这 样可以减少网络中继点的额外开销。（2）这种方案认为绝大多数策略和恳求都在 端系统上完成，少数特定的限制功能（如身 份认证、防火墙、流量统计等）则集中在少数几个网 络核心节点的智能系统。（3）这种方案认为在第三层路由一次，然后 在其次层交换端到端的网络数据分组。3 .2.2两种L3交换实现策略1 .原有设备和系统进行升级和改造在有关的边缘和核心设备上，配置新的软件、 硬件或者更换部分部件，使数据流效率大大 提高。2 .设计全新的、功能完善的高性能L3交换器 以代替作为核心设备的传统路由器3 .3局域网系统中运用的典型

34、的L3交换技术7.3.1 3Com 的 FastIP 技术3Com的FastIP技术是-一种典型的边缘多层 混合交换模型的解决方案，它采纳了”一次路 由,随后交换”的方案:NHRP（下一条路由协议）是FaslIP 的主要技术基础。1.NBMA （非广播多路访问）网的NHRP协 议简介（1） NBMA （非广播多路访问）网的NHRP 协议可以参见RFC 1735。（2） NHRP并不是一个路由协议，它只是一 个IP逻辑子网（LIS）的地址解析协议，适 用于NBMA（非广播多路访问）网（ATM网就是NBMA, 因为ATM是面对连接，它和广播无连接以太 网不同）。（3） NHRP是一个标准的IP格式

35、数据包，源 站的MAC地址和IP地址以及帧类型，帧类 型指出这是NHRP恳求数据包。（4）利用NHRP协议进行通信：?在同一个NBMA网中，就运用NHRP协议 进行地址解析；?在不同一个NBMA网中，则把目的端所在 子网的路由器的NBMA地址通知源端。?在同一个NBMA网中，不管是否划分为多 个子网，都不须要路由器交换。例如：在下例中，（a）为没运用NHRP协议 的NBMA网络；（b）为运用NHRP协议的NBMA网络,他们的交换方式如下：2.局域网环境中的FastIP技术FastIP技术介绍：（1）一个未端系统主机A在须要传送数据给 另一个未端系统主机B, A和B分别在不同 的IP逻辑子网或者

36、在不同的虚拟局域网中。（2）主机A首先初始化一个标准的IP通信 进程，然后就可以发送数据分组给它的缺省 路由器（一般称为缺省网关）。（3） A首先传送一个NHRP恳求，（包括主 机A的MAC地址）给主机Bo（4）但路由器收到NHRP后，假如限制策略 允许的话，路由器将这个恳求转发给主机B, 否则就丢弃，并且后继的数据必需按路由器路径转发。（5）假如限制策略允许的话，B收到A的 NHRP恳求后，他马上回送一个NHRP响应， 在这个响应的源地址字段中B填写自己的MAC地址，在目 的地址字段中填写A的MAC地址。（6）这个响应通过一条交换路径（不是路由 路径）返回A。（7）随后就可以建立数据交换路径

37、，进行双 方的通信，这就是“一次路由，随后交换”。 留意：FastIP有肯定的拓扑结构的限制，因为NHRP 是基于交换路径的，在源端和目的端之间必 需存在交换路径，如下图，则不支持FastIP。3.FastIP技术特点FastIP技术特点总结如下：（1） FastIP技术的思路是设法在数据交换过程 中避开第三层路由器。即把基于IP地址路由 表功能转化成基于端口MAC地址表的转发功 能，从而实现完全的端到端高速交换通信。 （2）FastIP是基于局域网的第三层交换解决方 案，除了 3Com的网络接口卡和软件支持外, 可以兼容很多第三方产品和技术。（3）FastIP并不是要替代路由，而是把交换和

38、路由很好地结合在一起。经测试，FastIP可以 把网络的吞吐率提高45倍。7.3.2 CISCO 的 NetFlow 交换CISCO使全球数一数二的路由器设备供应 商。1 .CISCO的NetFlow交换处理 传统的第三层路由技术为：对每一个数据分组分别独立地进行处理.，即 使是源端和目的端相同的分组也要进行分别 独立地进行处理。过程可记为：MACIPMACo NetFlow交换如下：（1）每一个数据分组仍旧采纳一般的第三层 路由/交换方式，处理之后的路由器把第一个 数据分组的信息记录在NetFlow的高速缓存中；（2）后继的分组到达后，首先在高速缓存 （CACHE）中进行匹配查找，假如命中，

39、就运 用高速缓存（CACHE）中缓存的路由信息，干脆进行交换 转发，否则再进行通常的路由转发。（3） NetFlow技术中，网络流的划分标准是 源和目的IP地址，因此NelFlow必需首先识 别一个分组所携带的源和目的IP地址域，并查找。（4） NetFlow速度可达到每秒30万个分组。（5） CISCO还采纳了一种专用的技术，可以 支持流状态信息的搜集和输出，便于管理者 管理。2.CISCO NetFlow”交换”的意义（1） NetFlow仍旧工作在第三层，而不是其次 层.（2） NetFlow交换是一种传统的路由转发的 改进方法，即运用高速缓存（CACHE）的一个变 种,在技术上做了一些

40、改进.（3） NetFlow并没有建立连接源和目的端系 统的其次层交换路径，它只是单独的路由器上 完成的.数据分组被“交换”只有局部意义，这与通常意 义上的交换是完全不同的.7.4广域网中的L3交换技术广域网的速率可达到G和T比特.7.4.1 广域网存在的问题1 .广域网的数据传输及其存在问题举例：（1） CEP路由器A到CEP路由器B（2） CEP路由器A至UCEP路由器ZZ 存在的问题：（1）核心路由器汇合了大量的网络流量，因 此会成为网络通信的瓶颈；（2）全部的通信数据分组都必需经过核心路 由器的路由/转发；（3）广域网的多个路由器中继影响了网络的 吞吐量；（4）假如网络扩大，就必需不断

41、地投资来提 高核心路由器的处理实力；（5）网络不够健壮，一旦关键节点崩溃就会 瘫痪。2 .管理和服务面临的问题（1）呈几何级数膨胀的虚拟连接的管理。虚 拟连接的困难度为：NxN, N为节点数；（2）吞吐率：路由器必需提高转发速度，才 能满意全双工信元传输。（ATM）（3）支持端到端的服务质量。3 .4.2 CISCO的标记交换标记交换的思想是增加广域网的核心路由器 的路由/转发功能。1 .标记交换的处理概述（1）相邻的标记交换路由器（TSR）之间的 路由信息的交互都是基于网络层的路由协 议。（2）标记：是一个很短的长度固定的标号， 路由表运用标记而不是用传统的查找方法， 前者要比后者快的多。（

42、3）标记交换路由器的原理：一般来说，只在广域网边缘路由器进行路由 选择，在输入端路由器生成一个很长的 标记，每经过一个路由器，就把标记去掉一 个域，始终到出端路由器。（4）每个标记交换路由器（TSR）要实现两 个功能：?基于标记的转发/交换功能，用硬件实现。 ?管理互联TSR的合法标记集。用软件实现。2 .基于标记交换的转发/交换功能标记信息存放的地方：（1）插在其次层的帧头之后，但在第三层的 分组头之前；（2）添入ATM信元的VPI/VCI域。TIB的数据项：“局域网技术与组网工程”课堂笔记八虚拟局域网的产生在LAN交换技术中，虚拟局域网是一种快速 发展的技术。此种技术的核心是通过路由和 交

43、换设备在网络的物理拓扑结构基础上建立一个逻辑网 络，以使得网络中随意几个LAN段或（和）单 站能够组合成一个逻辑上的局域网。在20世纪90年头初，具有多端口的路由器起 先取代网桥，以达到在第三层对网络进行分 段的目的，并实现对广播数据的抑制。在此种只运 用路由器的网络中，网段和广播域是一一对 应的。在一个网段，也即一个广播域中通常只包含 有30100个用户。在引入交换技术之后，人们可以在其次层上 将网络划分成更小的分段，这样做的好处是 各网段的带宽将得以提高，而网络中路由器可以集中 力气作好广播数据的抑制工作。此时一个广 播城可以跨越多个交换的网段，从而使得在一个广播 域中供应对500个甚至更

44、多的用户的支持也 不再是什么困难的事。而VLAN则代表着一种不用路由器 对广播数据进行抑制的解决方案。在VLAN中，对广播数据的抑制将由交换器完 成。此时每一个物理网段可以仅包含一个用 户，而一个广播域中则可以具有多达1000个以上的用 户。另外VLAN还可以跟踪各个工作站物理位 置的变动，使之在移动位置之后不须要对其网络地 址重新进行手工配置。在本章中我们将探讨VLAN的特点、结构、实 现机制、功能以及将来发展的状况。8.1概述什么是VLAN要对VLAN下一个准确的定义可能是一件比较 困难的事，因各厂商有不同的VLAN解决方案, 但可以这样认为，VLAN基本上可以看成是一个广播 域。说的具体

45、一点，一个VLAN可以看成是一 组客户工作站的集合。这些工作站不必处于同一个物 理网络上，它们可以不受地理位置的限制像 处于同一个LAN上那样进行通信和信息交换。如图8. 1所示，即为VLAN的一个例子。在整个网络结构中，划分了三个VLAN,分别 为工程VLAN、市场VLAN及财会VLAN,每一 个VLAN包括了相应的客户站。可以认为一个VLAN事实上 是逻辑上的网段。此种逻辑上的网段给LAN的管理、平安性以 及广播数据的抑制带来诸多的好处。现VLAN 须要具备以下若干条件：?具有能够将所连接的客户站进行逻辑分段 的高性能交换机。?在网上传输VLAN信息的通信协议。?进行VLAN间通信的第三层路由解决方案。?同己安装的LAN系统能够实现VLAN的兼容 性和互操作性。?供应具有集中限制、配置和流量管理功能的 网管方案。虚拟局域网须要解决的问题：在实现VLAN的 过程中有很多须要解决，但最为关键的是如 下几个问题：?如何在整个网络范围内定义务VLAN中的成 员,即VLAN划分方法。?如何在多个交换设备之间传递VLAN成员信息?VLAN的配置问题如何解决?VLAN之间的通信如何进行这些问题如何解决将影响到某个VLAN实现是 否能够有效地满意用户和网络管理的要求。由于VLAN都是在交换网络环境中实现的。在此种网络 环境中最核心的问题是交换设备。交换设备 是各客户工作站连人交换网络的入口