网络互联设备培训教案(-90张)课件.ppt

1、本章主交换机网关l路由选择原理路由器工作方式路由表内部路由和外部路由常用路由协议常用路由命令lVLAN技术原理7.1 网络互T型连接器；屏蔽或非屏蔽双绞线连接器RJ-45；RS232接口（DB-25）；DB-15接口；VB35同步接口；调制解调器；收发器及光纤收发器终端匹配器T型连接器与R缆的连接器，它对网络的可靠性有着至关重要的影响。同轴电缆与T型连接器是依赖于BNC接插件进行连接的，BNC接插件有手工安装和工具型安装之分，用户可根据实际情况和线路的可靠性进行选择。lRJ-45非屏蔽双绞线连接器有8根连针，在10BASE-T标准中，仅使用4根，即第1对双绞线使用第1针和第2针，第2对双绞线使

2、用第3针和第6针（第3对和第4对作备用）。具体使用时可参照厂家提供的说明书。连接是目前微机与线路接口的常用方式。lDB-15接口用于连接网络接口卡的AUI接口，可将信息通过收发器电缆送到收发器，然后进入主干介质。lVB35同步接口用于连接远程的高速同步接口。还有更收发器用于光纤与无光纤接口的站点/网络设备之间的连接。l调制解调器（Modem）其功能是将计算机的数字信号转换成模拟信号或反之，以便在电话线路或微波线路上传输。调制是把数字信号转换成模拟信号；解调是把模拟信号转换成数字信号，它一般通过RS-232接口与计算机相连。l终端匹配器（也称终端适配器）安装在同轴电缆（粗缆或细缆）的两个端点上，

3、它的作用是防止电缆无匹配电阻或阻抗不正确。无匹配电阻或阻抗不正确，则会引起信号波形反射，造成信号传输错误。物理层网衰减，信号在网络传输介质中有衰减和噪音，使有用的数据信号变得越来越弱，衰减到一定程度时将造成信号失真，因此会导致接收错误。因此为了保证有用数据的完整性，并在一定范围内传送，要用中继器把所接收到的弱信号分离，并再生放大以保持与原数据相同。l中继器是连接网络线路的一种装置，常用于两个网络节点之间物理信号的双向转发工作。中继器是最简单的网络互联设备，主要完成物理层的功能，负责在两个节点的物理层上按位传递信息，完成信号的复制、调整和放大功能，以此来延长网络的长度。中继器一般用于传统以太网之

4、类的总线型电缆系统：l 增加信号传送距离l 相同物理层协议的LAN内（同一网络不同网段）的互连数据链路层数据链路层网络数据链路层网络数据链路层网络常用桥接定了两种桥接技术(算法)：n透明网桥(transparent bridge）主要用于以太网环境（标准：IEEE 802.1）n源路由选择网桥(SRB,source routing bridge）主要用于令牌环环境（标准：IEEE 802.5）【透封包的源地址来“学习”网络的拓扑结构并建立起一张自己的路径选择表（站表）的功能。它的表现和操作对网络主机而言是透明的。透明网桥处理帧的技术原理可以归纳为：广播未知帧（不知就广播）学习源地址（建立MAC

5、-端口映射表）丢弃本网帧（过滤功能）转发异网帧（按MAC-端口映射表转发）l特点：使用MAC-端口映射表l缺点：不能选择最佳路由。网桥的数为什么叫“ent bridge)又称“生成树网桥”(spanning tree bridge)。所谓“透明”的含义可以这样理解：装有多个LAN的单位在买回IEEE标准网桥之后，只需把连接插头插入网桥，就万事大吉。不需要改动硬件和软件，无需设置地址开关，无需装入路由表或参数。总之什么也不干，只须插入电缆就完事，现有LAN的运行完全不受网桥的任何影响。透明网桥的优点是易于安装，只需插进电缆即大功告成。但是从另一方面来说，这种网桥并没有最佳地利用带宽。透明网桥是如

6、习桥接循环接循环”，即连接的任何两个LAN间不可存在多条网桥路径。否则要么出现网络通信失败，要么导致网络阻塞（congesting）。l解决桥接循环问题采用的方法是“生成树算法”（STA，Spanning Tree Algorithm）。它将冗余的路径设置成阻塞状态，提高了网络循环连接的可用性，同时消除了桥接循环带来的问题。生成STP）是一种确保任何两台交换机（多口网桥）之间只有一条数据路径的自动配置算法。此协议也可进一步增强为每个VLAN建立一个生成树。它在提供路径冗余和网络可扩展性的同时，保证网络的无环路拓扑。STP允许在两个或多个交换机中可以存在多条路径，但同一时间只有一条路径可以激活。

7、其余的路径将被置于阻塞模式。如果主路径失败，一条备选路径将会从阻塞状态转换到转发状态从而重新建立交换机之间的连接。生成树算的基本结论；对于那些由许多节点以及连接节点的边组成的连通图，存在一棵“生成树”，它保证了图的连通性，同时又没有一个闭合环。网络层网络连骨干路由器网络层网络连开的网络。逻辑网络是指一个单独的网络或一个子网。当数据从一个子网传输到另一个子网时，可通过路由器来完成。因此，路由器具有判断网络地址和选择路径的功能，它能在多网络互联环境中建立灵活的连接，可用完全不同的数据分组和介质访问方法连接各种子网。路由器是属于网络层的一种互联设备，只接收源站或其他路由器的信息，它不关心各子网使用的

8、硬件设备，但要求运行与网络层协议相一致的软件。l路由器分本地路由器和远程路由器，本地路由器是用来连接网络传输介质的，如光纤、同轴电缆和双绞线；远程路由器是用来与远程传输介质连接并要求相应的设备，如电话线要配调制解调器，无线要通过无线接收机和发射机。路由Cisco公司是世界上最著名的路由器制造商。Router:Gatewtay）。其任务是管理子网之间或子网到因特网之间所进行的网络通信。客户机上一般须设置一个默认网关的IP地址，这样当一台主机准备向另一台主机发送消息时，源主机在IP数据包中加入了其自身的地址以及目标主机的地址。当主机准备向不在本地网上的另一台主机（根据目标网络和子网地址确定）发送数

9、据报时主机将检查目标主机的网络ID，并把它与本地路由表相比较主机就把数据报转发给它的默认路由器（默认网关），然后由该路由器负责将数据报发送到不同的网络或另一台路由器，直到该数据报到达最终目的地。如果没指明默认网关，通信将被限制在该台主机所在的本地网络上。l具有路由功能的三层交换机也可以承担“网关”职能。路由器和标地址，它们就将帧送到除接收端口之外的所有活动端口（这个过程叫做所谓“flooding”泛滥），而如果路由器不知道通往某个目标地址的路由，它们就丢弃数据包并向源站点发回一个出错信息。由于功能扩展，路由器要求更复杂的软件（决定和控制数据包路由的协议）以及比讨论网桥时所考虑的更广泛的过滤数据

10、库。硬件路由器熟悉的，最典型的就是Cisco公司的系列路由器。软件路由器是个新兴的产品，比如Tiny Software推出的WinRoute Pro软件路由器，Vicomsoft公司推出的Internet Gateway软件路由器等等。硬件路由器包括电源、内部总线、主存、闪存、处理器和操作系统等。同时，它的内部组件还包括专用网卡，用来处理各种各样可能的连接。它的网络操作系统（IOS）中包含路由软件，而软路由器产品则是运行在Windows系列的操作系统上。l在安全性方面，如果将软路由器安装在一个非常“干净”的系统上，也就是说，系统安装有最新的维护程序和安全补丁，没有安装其他软件，而且执行NAT，

11、那么，软路由器就能像所有其它Cisco提供的硬路由器一样安全可靠。NAT：网络地址转换交换机（shCISCO 6交换机（sh数据链路层（二层）或网络层（三层）设备特点 现代网络中大量使用交换机作为网络互连设备。交换机提供：高速的数据交换能力 增加网络带宽 低的延迟时间和快速帧的传送 在LAN中支持以太网、快速以太网、ATM、令 牌环网等多种网型应用 Intranet内部网络传送控制三种数据址，一确认即开始传送(延迟最小，无检错功能）lFragment Free（Modified Cut-through）传送时会检查是否有冲突发生，并可过滤大部分错误（中等延迟）。lStore and Forwa

12、rd接收端口将传送来的整个数据包完整接收下来后存储在缓冲区中，然后进行检错，只有完好的数据包才能得以向目的地址转发。交换解决方法：使用VLAN技术（基于物理端口或MAC地址，管理不便）l第三层交换机基于硬件实现路由功能（路由转发速度和带宽于比路由器可高出数十倍甚至更多）；支持IP（VLAN管理方便）。L2 and L3 它能识别MAC层的信息（能够剥离并处理包含MAC地址的帧信息）；所谓“三层交换机”，简言之，就是它不仅能识别MAC层的信息（能够剥离并处理包含MAC地址的帧信息），而且能识别IP层的信息（能将剥离并处理包含IP地址的数据报信息）。还有所谓“四层交换机”，其含义由此类推。Swit

13、ch 由器双重功能的三层千兆位以太网交换机。它们象传统的交换机一样在第2层工作，只根据MAC地址转发或丢弃数据包。它们也象传统的路由器一样工作在第3层，使用网络层的信息将数据包路由到其他路由器、交换式网络或最终站点上。l不过，与传统的路由器不同的是，常规的路由器将路由表保存在软件中，使用CPU查找和保持这些地址。而三层交换机往往通过使用ASIC技术，将路由表保存在硬件中，从而获得“线速”路由（所谓“线速”，指电信号能达到的最大传输速度），其速率几乎10倍于常规的路由器。京港湾网络公司推出的宽带IP网络的核心交换设备BigHammer系列、汇集层中的FlexHammer智能多层交换机到接入层Ha

14、mmer等全系列以太网交换机。实例:莆田学院北应用层网络连网关网关LAN ALAN B应用层网络连差别很大的计算机网络时使用的设备。它可以将具有不同体系结构的计算机网络连接在一起。在OSI/RM中，网关属于最高层（应用层）的设备。l网关用于连接“异构型网络”，理论上可以工作在OSI模型的所有七层。一个“网关”实际上是一个协议转换器。路由器本身只能使用相同的协议实现网际的数据包的传送、接收和中继。而网关可以接收符合某个协议（如AppleTalk）格式的数据包，把它转换成符合另一种协议（如TCP/IP）格式的数据包，然后再转发。7.2 路由就是由若干路由器连接起来的一组网络。路由器的主要作用是将所

15、接收到的信息包按其附加的地址信息传送给另一个网络。一个路由器通常连接几个网络，如果通往目标网络有几条传输路径可行，路由器将根据预先设定的所谓“计量标准”（metric）选择最佳路径。路由选择选择最佳路径最佳判断计量标准路由器常器数目l带宽（bandwidth）链路传输数据流容量的能力l延时（delay）从源节点发送一个数据包到目的节点所需时间l负载（load）网络资源（如路由器、链路等）的繁忙程度l可靠性（reliability）指每一链路的可靠性（通常用误码率来描述）l滴答数（tick）在数据链路上用IBM PC时钟表示的延时（1tick=1/18s，约55ms）l开销（cost）基于带宽、

16、费用或其他因素的任意值，通常由网络管理员指定路由选col）含有使数据包路由用的寻址和控制信息（故又称为“路由协议”）。它们根据路由选择协议实现互连网络之间的路由。常用路由协议有：IP协议，AppleTalk，DECnet和Novell NetWare等。l路由选择协议（routing protocol）执行某个路由算法实现路由功能。路由算法用于初始化和定期更新“路由表”（routing table）中的信息，并进行实际的路径选择。路信息内容的表，它包含一组条目，指定可以到达其他网络的路由器端口的IP地址。l静态路由表：网络管理员人工设置和更新维护l动态路由表：由路由选择协议自动生成和更新维护静

17、态路由路由中，静态路由优先级最高。当动态路由与静态路由发生冲突时，以静态路由为准。l动态路由适用于网络规模大、网络拓扑复杂的网络。各种动态路由协议会不同程度地占用网络带宽和CPU资源。l静态路由和动态路由有各自的特点和适用范围，因此在网络中动态路由通常作为静态路由的补充。当一个数据报在路由器中进行寻径时，路由器首先查找静态路由，如果查到则根据相应的静态路由转发分组；否则再查找动态路由。IGP在每个自治系统中，所有路由器都运行一个内部网关协议以自由地交换路由信息。不同自治系统之间则使用外部网关协议，它限制在这些互连的自治系统之间交换的路由信息总量，并允许按不同方式管理它们。常用路常用路由协议内部

18、网关协议外部网关协议RIPOSPFBGP这里”网关”是路由器的旧称距离矢量协议协议又可进一步分为距离矢量协议和链路状态协议两种。l距离矢量协议（如RIP、IGRP等）周期性地通过广播进行路由更新，并只与直接相连的相邻路由器交换信息。而且在每次路由更新中都发送所有的路由表表项。每个路由器只认识相邻的路由器和到目标的路离。l链路状态协议（如OSPF等）使每个路由器在其区域内维护相同的数据库，在网络里的每个路由器能看见整个网络，链路状态更新通告所有其他路由器的只是有关其邻接和链接链路的信息，而非整个路由表。而且它无须周期性地更新，只有改变后才传播出去。距离矢量协RIP版）。但不少新型路由器支持RIP

19、 2。RIP2最大的特点是支持认证功能和多播功能。前者是为了阻止未经许可的路由发布，在RIP数据包中加入认证功能。后者则针对RIP1采用广播形式向每一个网络邻居发布RIP报文的缺点（这种情况下，不仅网络上所有的路由器接收到数据包，而且所有主机也接收到数据包），使用多播地址224.0.0.9，使RIP报文仅向网络中的路由器发布。lRIP报文被封装在UDP用户数据报中。分配给UDP中RIP使用的公认端口号是520。IGRP（内ateway Routing Protocol,内部网关路由协议）是Cisco公司开发的路由协议，在优化网络间的数据包路由方面具有良好的性能。它的度量值可以超过160万。IG

20、RP是目前Cisco路由器常用的高级距离向量协议。其增强型为EIGRP协议，但定制更为复杂。OSPF(开放First,开放式最短路径优先协议）把一个大型网络分成多个小子域，称为区域(area)，并使单个区域内的每个路由器都维护同一个数据库，它运行最短路径优先算法，用此数据库的信息来构建路由选择表，通过优先分析到目标的最少开销（cost）路由，把路由添加到表中，使整个网络通信开销降到最低，适合于超大型网络。开销是基于一定的公式计算出来的，OSPF使用该接口开销来选择到目标的最优路径；最优路径是由接口开销总和决定的。lOSPF是按IGP设计的，但它能够从不同的自治系统接收路由，并且向不同的系统发送

21、路由。lOSPF要求路由器有更多的RAM和更快速的处理器，定制也较为复杂。OSPF两其规范是公开的。另一个基本的特性是OSPF基于SPF（最小路径优先）算法，该算法也称为Dijkstra算法，即以创建该算法的人来命名。lOSPF是个链接状态路由协议，在同一层的区域内与其它所有路由器交换“链路状态公告”(LSA)信息。OSPF的LSA中包含连接的接口、使用的metric及其它的变量信息。OSPF路由器积累链接状态信息，并使用SPF算法来计算到各节点的最短路径。l作为链接状态路由协议，OSPF与RIP和IGRP这些距离向量路由协议是不同的。使用距离向量算法的路由器的工作模式是在路由更新信息中把路由

22、表全部或部分发送给其相邻的路由器。常用路由trac连接。其原理是向目标主机发送带有不断变化TTL值（第一个为1，然后每次增1）的ICMP回应数据包，直到目标作出响应或者TTL达到最大值（30个中断段）为止，以确定到目标主机的路由。l格式:tracert IP地址或域名netsnets路由器7.3 VLA为什么要使为什么要使VLA几种：最早的VLAN划分是基于端口（Port Based）的，即通过端口来划分VLAN；现在的交换器还支持通过MAC地址（MAC Based）和IP地址（Protocol Based）来划分VLAN；一些较新的交换器，还可以通过策略服务（Policy Servie）来管

23、理VLAN，进一步简化了VLAN的划分和管理。基于端口（port的第1、3、5和7号端口划分为VLAN A，而将其第2、4和6号端口划分为VLAN B），包括支持跨交换机的VLAN（如将交换机X的第1和2号端口及交换机Y的第3、4、6号端口划分为VLAN A，而将交换机X的3、4、5、6、7和8号端口及交换机Y的第1、2、5号端口划分为VLAN B）。l这种基于端口的方案仍是当前最常用的定义VLAN成员的方法。l优点：所有的厂商都支持，而且设置相当方便基于管理员（由管理员人工设置）安全性很好（只有网络管理员能修改设置）l缺点：每个端口只能支持一个VLAN，不能支持多个VLAN使用同一个物理网段

24、（即交换机端口）的要求。不支持按业务分组。l应用：主要用于为了提高网络的运行效率的网络用于防止拥塞（flood）而非为了满足工作需要。它是VLAN中最简单的一种，却也能提供最大程度的控制和安全性。基于策略（policd-then 结构工作，可以对网络中的不同对象（用户、管理员、应用软件及硬件的下部构造）的行为进行禁止、许可或强制。策略管理迄今为止一直被用于某些类型的管理软件上：故障、性能、安全、配置及帐户。但也开始应用于其他类型的软件。l基于策略是最强大的VLAN方案。它使网络管理员可以使用任何VLAN策略的组合来建立适合自己需要的VLAN。一旦一个策略被下载到一台交换机中，它在整个网络中就得

25、到全面应用，有关设备就将被加入到各VLAN中。l基于策略的VLAN可以使用各种划分方法，包括上述所列的各种VLAN类型：MAC源地址，IP地址，及协议字段。也可以将不同的策略结合起来，形成一个策略，以满足网络管理员的特殊要求。l但使用这种VLAN技术的设备和控制软件相当复杂，目前只有极少网络使用。VLAN址和类型/长度字段间插入一个4字节的字段（VLAN标记）来提供交换机间的关联。以“基于端口的”VLAN为例，当广播帧在交换机间端口传输时，它被插入标明VLAN标记，另一个交换机接收到它之后，将除去VLAN标记，并观察其要求，然后向VLAN成员所连接的其他端口转发。由于VLAN标记是插入的，不是

26、简单的封装，所以插入或除去时都必须重新计算CRC，且在它存在时帧的长度也应加上4字节（此时最大为1522字节）。以太网VL【注】标记类型：8100（十六进制）标记控制：CFI(规范格式指示器,1位):以太网不用(置为0)，令牌环网可用 作业二（上机实的静态路由表，解释路由表各项的含义。2、tracert 172.16.144.3，记录结果，说明该命令的作用和各项的含义。3、netstat也是网络管理员常用的命令。上机使用该命令，说明该命令的作用。能否用netstat显示路由表？如能，请写出具体的命令。与本章有关的主由选择协议？2、内部网关协议（IGP）和外部网关协议（EGP）有何区别？3、RIP协议的主要特点。4、OSPF协议的主要特点。5、VLAN是通过什么实现的？常用的VLAN技术标准是什么？6、VLAN有哪些常用类型？各有什么特点？7、解释下列命令功能：route -f add 10.3.3.0 mask 255.255.255.0 10.2.50.5route print