组网技术与配置(第3版)-(第3章)7-302-34697-5

计算机网络组网技术与配置（第3版）清华大学出版社ISBN978-7-302-34697-5计算机网络第3章计算机网络组网设备清华大学出版社ISBN978-7-302-34697-5计算机网络第3章计算机网络组网设备•3.1网络适配器•3.2集线器和中继器•3.3网桥•3.4路由器•3.5交换机计算机网络3.1网络适配器•3.1.1网络适配器的作用与连接•3.1.2网络适配器的分类•3.1.3网络适配器驱动程序和参数配置计算机网络3.1.1网络适配器的作用与连接•网络适配器（Networkadpater）也称为网卡（NetworkInterfaceCard,NIC）•网卡与主机之间的数据传输方式，采用了BusMaster方式，可以不占用CPU资源计算机网络3.1.2网络适配器的分类•按有无物理上的通信线缆分类，分为有线网卡和无线网卡。有线网卡又可以分为广域网卡、局域网卡等•网卡上可以是单独一种接口的(称为单口网卡)，也可以是两种接口(称为二合一网卡)计算机网络网卡与计算机总线类型及相关的技术参数网卡选择时应考虑到多种因素，应根据主机的总线类型选择不同的网卡计算机网络3.1.3网络适配器驱动程序和参数配置•1．网卡的物理地址•2．中断号•3．输入输出地址范围网络适配器的主要参数有：物理地址、中断号（中断向量）、DMA地址、I/O地址等计算机网络网卡的资源选项卡对话框在出现的【资源】选项卡中显示网卡使用的中断号、输入输出地址范围、内存地址范围计算机网络3.2集线器和中继器•3.2.1集线器和中继器•3.2.2中继器计算机网络3.2.1集线器和中继器•集线器又称为Hub–实质上为多端口的中继器•集线器可分为独立式、叠加式、智能模块化•用集线器连接的网段仍然属于一个冲突域–网段中的每个计算机网络接口的IP地址中的网络标识是相同的计算机网络3.2.2中继器•1）中继器可以重发信号，这样可以扩展网段的距离•2）中继器主要用在同种LAN互连中，如IEEE802.3LAN和Ethernet网•3）中继器工作在网络体系结构模型的最低层物理层•4）由中继器连接起来的各网段必须采用同样的信道访问协议，例如CSMA/CD协议•5）由中继器连接的网段构成一个更大的网段，并且有着相同的网络地址，属于一个冲突域•6）网段上的每一个节点都有自己的地址。在扩充网段上的节点地址不能与原网段上的节点地址相同，因为它们都是同一网段上的节点•7）中继器以与它相连的网络同样的速度发送数据计算机网络3.3网桥•3.3.1网桥的功用•3.3.2网桥的工作原理计算机网络3.3.1网桥的功用•网桥(Bridge)是一种在数据链路层实现局域网络互连的存储转发设备•局域网络结构上的差异体现在介质访问协议MAC上•网桥被广泛用于异种局域网的互连•网桥可以提供的作用计算机网络3.3.2网桥的工作原理•一类为透明网桥，也叫生成树桥，由各个网桥自己来决定路径选择，决定是否转发接收到的每一个帧，以及将这个帧向网桥的哪一个端口转发–透明桥采用逆向学习的方法获得路径信息•另一类称为源选路径桥，由源端主机决定帧传输要经过的路径–在初始由源端主机发出传向各个目的站点的查询帧，途径的每个网桥转发该帧计算机网络3.4路由器•3.4.1路由器的结构•3.4.2路由器的工作原理计算机网络3.4.1路由器的结构•路由器(Router)是实现异种网络连接的互连设备，工作在OSI的第三层•每个路由器和主机在网络中的每一个网络接口都分配有一个IP地址•路由器可以有多个物理网络接口计算机网络3.4.2路由器的工作原理•路由器的工作原理与存储转发联系起来，路由器运行路由协议软件，接收到达的IP分组–用IP分组中目的网络标识，查找路由表中表项，确定IP分组的转发路径•路由器可以根据网络层的协议类型、网络号、主机的网络地址、子网掩码、高层协议的类型等来转发、监控、拦截和过滤信息•路由器本身就是一台计算机–路由器可以没有显示器和键盘–在对路由器配置时，常用的方法是通过路由器的控制端口(Console口)与一台计算机连接计算机网络路由器的背面及插槽•路由器之所以在互连网络中处于关键地位，是因为它处于网络层，一方面能够跨越不同的物理网络类型(DDN、FDDI、以太网等)•另一方面在逻辑上将整个互连网络分割成逻辑上独立的网络单位，使网络具有一定的逻辑结构计算机网络3.5交换机•3.5.1交换机的功能和性能•3.5.2交换机的工作原理•3.5.3交换机的交换方式•3.5.4交换机的分类•3.5.5交换机的连接•3.5.6交换机与网桥、路由器的比较•3.5.7三层交换的概念•3.5.8局域网采用三层交换技术•3.5.9三层交换与传统路由器的比较计算机网络3.5.1交换机的功能和性能•1．交换机概述–交换就是转接。交换机(Switch)是一个连接设备，是在第二层实现连接–交换机是一个多端口的网桥，各个网络段由网桥连接，交换可以并行工作，可以隔离冲突域•2．交换机的技术指标–交换机的特性–交换机的主要技术参数计算机网络3.5.2交换机的工作原理•依据帧首部的MAC地址，查找端口-MAC地址对照表，确定帧向哪个交换机端口转发•交换机通过逆向学习的方法，建立起端口与该端口所连接计算机MAC地址对应端口-MAC地址对照表中的表项计算机网络交换机工作原理示意图•当交换机从某个端口接收到一个MAC帧时，从MAC帧中读取目的MAC地址，并在交换机内的MAC地址表中进行检索。当检索到一个匹配的表项时，就将这个MAC帧发送到所匹配表项指定的端口中计算机网络交换机的工作原理及内部构•交换机有多个端口，每个端口可以连接一台计算机或一个网段，每一个端口属于一个冲突域，可以看作是一个独立的以太网网段，按照CSMA/CD协议工作计算机网络3.5.3交换机的交换方式•以太网交换机的交换方式分为静态方式和动态方式•动态交换方式又分为：存储转发(StoreForward)、直通和帧碎片丢弃–1．存储转发方式–2．直通方式–3．帧碎片丢弃方式计算机网络3.5.4交换机的分类•从应用规模上可以分为企业级交换机、部门级交换机和工作组交换机•从结构上可以分为模块式交换机和固定配置交换机–固定配置交换机，一般具有固定的接口配置，硬件不可升级。例如：Cisco的Catalyst1900/2900交换机–模块式交换机又称为机箱式交换机，可以根据需要配置不同的模块，模块可以插拔，交换机上有相应的插槽，使用时将模块插入插槽中计算机网络3.5.5交换机的连接•1．交换机的级连–是指在两台交换机的普通端口（例如，RJ-45端口）之间连接网线（RJ-45网线），将交换机连接在一起，实现相互之间的通信•2．交换机的堆叠–是指把交换机的背板带宽通过专用模块聚集在一起，这使堆叠交换机的总背板带宽是几台堆叠交换机的背板带宽之和，从而使得堆叠交换机集合能够作为一个整体进行管理•3．堆叠与级联的区别计算机网络交换机的级联•将一台作为主交换机，其他的交换机作为二级交换机计算机网络3.5.6交换机与网桥、路由器的比较•1．交换机与网桥的比较–交换机和网桥之间的主要差别体现在3个方面•2．交换机与路由器的比较–交换机运行在OSI模型的第二层(数据链路层)，路由器运行在第三层•3．三者比较的归纳计算机网络交换机与网桥、路由器的归纳比较能够解析第三层数据的交换机被称作第三层交换机计算机网络3.5.7三层交换的概念•三层交换产生的背景•二层交换的问题是，其工作是基于MAC地址，不涉及网络层的功能，没有路由能力•路由器的大部分功能均由软件实现，造成延时长，吞吐率受到限制•使交换机既保持交换的高性能，又具有路由能力，导致了三层路由交换机的出现–三层交换机能够实现路由器的大部分功能，是Intranet的主要组网设备计算机网络3.5.8局域网采用三层交换技术•1．NHRP技术–采用“路由一次，随后交换”–3COM公司的FastIP技术•2．Netflow计算机网络NetFlow交换的思路•Cisco公司率先提出NetFlow交换的思路，NetFlow是在传统路由器上用Cache缓存先前的路由信息，待转发的IP分组在初次经过路由器时，按照传统的路由转发进行选路，而相关的后续IP分组到达路由器时，会先到路由器的Cache中查找缓存下来的路由信息，若查到就按缓存的路由信息转发，而不用经过第三层的路由计算计算机网络3.5.9三层交换与传统路由器的比较•三层交换机除了没有互连广域网的能力之外，在其它方面均优于传统的路由器