第06章-網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備

1、第第6 6章章 網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備第第06章章2網(wǎng)絡(luò)的互連設(shè)備網(wǎng)絡(luò)的互連設(shè)備v了解常用的網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備的工作原理；了解常用的網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備的工作原理；v在網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃時(shí)可以根據(jù)設(shè)備的性能進(jìn)行合在網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃時(shí)可以根據(jù)設(shè)備的性能進(jìn)行合理的選擇。理的選擇。第第06章章35454ABSiSiInternet多層交換機(jī)多層交換機(jī)路由器路由器桌面交換機(jī)桌面交換機(jī)WWW/DNS/FTP/WWW/DNS/FTP/E-MAILE-MAIL服務(wù)器服務(wù)器PSTN第第06章章4網(wǎng)絡(luò)的

2、互連設(shè)備網(wǎng)絡(luò)的互連設(shè)備v集線器集線器v二層交換機(jī)二層交換機(jī)v三層交換機(jī)三層交換機(jī)v路由器路由器v網(wǎng)關(guān)網(wǎng)關(guān)第第06章章5網(wǎng)絡(luò)互連的層次第第06章章6三層交換機(jī)三層交換機(jī)v三層交換機(jī)的最重要的功能：三層交換機(jī)的最重要的功能： 加快大型局域網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的數(shù)據(jù)的加快大型局域網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的數(shù)據(jù)的快速轉(zhuǎn)發(fā)快速轉(zhuǎn)發(fā)。v三層交換機(jī)有三層交換機(jī)有一定的路由功能一定的路由功能，一般只是同，一般只是同類型的局域網(wǎng)子網(wǎng)互聯(lián)，不能把類型的局域網(wǎng)子網(wǎng)互聯(lián)，不能把LAN和和WAN互聯(lián)，支持的路由協(xié)議有限?；ヂ?lián)，支持的路由協(xié)議有限。v三層交換機(jī)一般部署在三層交換機(jī)一般部署在局域網(wǎng)的核心層局域網(wǎng)的核心層。第第06章章7三層交換機(jī)三層交

3、換機(jī)v三層交換機(jī)具有二層交換模塊和三層路由三層交換機(jī)具有二層交換模塊和三層路由模塊。模塊。 除必要的路由選擇交由路由軟件處理，大部分除必要的路由選擇交由路由軟件處理，大部分的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，都是由二層交換模塊高速轉(zhuǎn)發(fā)。的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，都是由二層交換模塊高速轉(zhuǎn)發(fā)。 路由軟件大多都是經(jīng)過處理的高效優(yōu)化軟件，路由軟件大多都是經(jīng)過處理的高效優(yōu)化軟件，使路由過程簡化。使路由過程簡化。第第06章章8三層交換機(jī)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)三層交換機(jī)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)v兩個(gè)設(shè)備兩個(gè)設(shè)備A和和B，通過三層交換機(jī)相連，通過三層交換機(jī)相連，A要要給給B發(fā)送數(shù)據(jù)，已知目的發(fā)送數(shù)據(jù)，已知目的IP。vA首先判斷目的首先判斷目的IP是否與自己在同一網(wǎng)段。是否與自

4、己在同一網(wǎng)段。 如果在同一網(wǎng)段，交換機(jī)通過二層交換模塊，查如果在同一網(wǎng)段，交換機(jī)通過二層交換模塊，查找找MAC地址表，將數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)到相應(yīng)的端口。地址表，將數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)到相應(yīng)的端口。 如果目的如果目的IP地址不是同一網(wǎng)段，在地址不是同一網(wǎng)段，在MAC地址表地址表中沒有對應(yīng)的中沒有對應(yīng)的MAC地址條目，就將數(shù)據(jù)包發(fā)給地址條目，就將數(shù)據(jù)包發(fā)給一個(gè)缺省網(wǎng)關(guān)，對應(yīng)第三層路由模塊。一個(gè)缺省網(wǎng)關(guān)，對應(yīng)第三層路由模塊。第第06章章9三層交換機(jī)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)三層交換機(jī)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā) 然后三層路由模塊查詢路由表以確定到達(dá)然后三層路由模塊查詢路由表以確定到達(dá)B的的路由，構(gòu)造一個(gè)新的幀頭，路由，構(gòu)造一個(gè)新的幀頭，以缺省網(wǎng)關(guān)的以缺省

5、網(wǎng)關(guān)的MAC地址為源地址為源MAC地址地址，以主機(jī)，以主機(jī)B的的MAC地址為目地址為目的的MAC地址。地址。 確立主機(jī)確立主機(jī)A與與B的的MAC地址及轉(zhuǎn)發(fā)端口的對應(yīng)地址及轉(zhuǎn)發(fā)端口的對應(yīng)關(guān)系，并加入緩存，以后的關(guān)系，并加入緩存，以后的A到到B的數(shù)據(jù)，就的數(shù)據(jù)，就直接交由二層交換模塊完成。直接交由二層交換模塊完成。第第06章章10三層交換機(jī)三層交換機(jī)v如果用路由器，由于接口數(shù)量有限，轉(zhuǎn)發(fā)速度如果用路由器，由于接口數(shù)量有限，轉(zhuǎn)發(fā)速度慢，會(huì)限制網(wǎng)絡(luò)的速度和規(guī)模，價(jià)格也高。慢，會(huì)限制網(wǎng)絡(luò)的速度和規(guī)模，價(jià)格也高。v交換機(jī)通過專用的交換機(jī)通過專用的ASIC芯片處理路由轉(zhuǎn)發(fā)，芯片處理路由轉(zhuǎn)發(fā)，路由器由路由器由

6、CPU處理。處理。第第06章章11三層交換機(jī)的路由連接三層交換機(jī)的路由連接 第第06章章12三層交換機(jī)和二層交換機(jī)三層交換機(jī)和二層交換機(jī)v二層交換機(jī)不能連接不同的子網(wǎng)；二層交換機(jī)不能連接不同的子網(wǎng)；v三層交換機(jī)有一定的路由功能，可以連接不三層交換機(jī)有一定的路由功能，可以連接不同類型的子網(wǎng)。同類型的子網(wǎng)。第第06章章13三層交換機(jī)和二層交換機(jī)三層交換機(jī)和二層交換機(jī)v二層交換機(jī)只是完成數(shù)據(jù)幀交換，并不對轉(zhuǎn)二層交換機(jī)只是完成數(shù)據(jù)幀交換，并不對轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)幀進(jìn)行拆包重封裝，二層交換機(jī)則發(fā)的數(shù)據(jù)幀進(jìn)行拆包重封裝，二層交換機(jī)則可以不必配置可以不必配置MAC地址。地址。v若要求交換機(jī)有網(wǎng)管功能，則交換機(jī)必須有

7、若要求交換機(jī)有網(wǎng)管功能，則交換機(jī)必須有一個(gè)一個(gè)MAC地址。地址。v三層交換機(jī)完成路由功能，每個(gè)端口得有三層交換機(jī)完成路由功能，每個(gè)端口得有IP和和MAC地址。地址。第第06章章14路由器路由器v路由器工作在網(wǎng)絡(luò)層，其最突出的特點(diǎn)是將路由器工作在網(wǎng)絡(luò)層，其最突出的特點(diǎn)是將不同類型的局域網(wǎng)互聯(lián)。不同類型的局域網(wǎng)互聯(lián)。v路由器一般作為局域網(wǎng)的出口，如用路由器路由器一般作為局域網(wǎng)的出口，如用路由器實(shí)現(xiàn)接入實(shí)現(xiàn)接入Internet。第第06章章15路由器的功能路由器的功能v生成和維護(hù)路由表、數(shù)據(jù)包格式的轉(zhuǎn)換生成和維護(hù)路由表、數(shù)據(jù)包格式的轉(zhuǎn)換;v分組轉(zhuǎn)發(fā)，在收到數(shù)據(jù)包后，根據(jù)路由表所分組轉(zhuǎn)發(fā)，在收到數(shù)據(jù)包

8、后，根據(jù)路由表所提供的最佳路徑的信息，將其轉(zhuǎn)發(fā)給下一跳提供的最佳路徑的信息，將其轉(zhuǎn)發(fā)給下一跳的路由器；的路由器；v子網(wǎng)隔離，抑制廣播風(fēng)暴。子網(wǎng)隔離，抑制廣播風(fēng)暴。 目的地址無法識(shí)別時(shí)，路由器將其丟棄，而不是目的地址無法識(shí)別時(shí)，路由器將其丟棄，而不是廣播。廣播。第第06章章16用路由器進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)用路由器進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)互聯(lián) HUB路由器路由器沖突域沖突域2沖突域沖突域1路由器可以隔離沖突域和廣播域路由器可以隔離沖突域和廣播域 HUB HUB沖突域沖突域3廣播域廣播域2廣播域廣播域1第第06章章17路由條目路由條目v路由條目由路由條目由4個(gè)部分組成：個(gè)部分組成： 第一部分：要到哪個(gè)網(wǎng)段（第一部分：要到哪

9、個(gè)網(wǎng)段（Network Destination和和Netmask共同決定）共同決定） 第二部分：從哪個(gè)接口（第二部分：從哪個(gè)接口（Interface）出去）出去 第三部分：到達(dá)相鄰路由器的哪個(gè)接口第三部分：到達(dá)相鄰路由器的哪個(gè)接口（Gateway） 第四部分：路徑的開銷（第四部分：路徑的開銷（metric）怎樣。）怎樣。第第06章章18路由條目路由條目第第06章章19路由器路由器v路由器必須有處理能力、存儲(chǔ)能力，還需要相應(yīng)路由器必須有處理能力、存儲(chǔ)能力，還需要相應(yīng)的軟件，即操作系統(tǒng)等。的軟件，即操作系統(tǒng)等。v實(shí)際上路由器也是計(jì)算機(jī)，只不過是專門用于網(wǎng)實(shí)際上路由器也是計(jì)算機(jī)，只不過是專門用于網(wǎng)絡(luò)

10、互連的專用計(jì)算機(jī)，在設(shè)備配置和構(gòu)成上，與絡(luò)互連的專用計(jì)算機(jī)，在設(shè)備配置和構(gòu)成上，與普通的計(jì)算機(jī)有些差別。普通的計(jì)算機(jī)有些差別。v路由器自己沒有鍵盤、顯示器等外部輸入輸出設(shè)路由器自己沒有鍵盤、顯示器等外部輸入輸出設(shè)備，需要提供通過串行通信或網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行設(shè)置的方備，需要提供通過串行通信或網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行設(shè)置的方法和手段。法和手段。第第06章章20三層交換機(jī)和路由器三層交換機(jī)和路由器v路由器能連接不同物理介質(zhì)、鏈路層協(xié)議和路由器能連接不同物理介質(zhì)、鏈路層協(xié)議和網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)。v三層交換機(jī)主要完成相同或相似物理介質(zhì)和三層交換機(jī)主要完成相同或相似物理介質(zhì)和數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)互連；也可以用于不同數(shù)

11、據(jù)鏈路協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)互連；也可以用于不同類型局域網(wǎng)的互連，但轉(zhuǎn)換過程比較復(fù)雜。類型局域網(wǎng)的互連，但轉(zhuǎn)換過程比較復(fù)雜。v路由器在功能上雖然占據(jù)了優(yōu)勢，但價(jià)格昂路由器在功能上雖然占據(jù)了優(yōu)勢，但價(jià)格昂貴，相對三層交換機(jī)而言，轉(zhuǎn)發(fā)速度低。貴，相對三層交換機(jī)而言，轉(zhuǎn)發(fā)速度低。第第06章章21路由器與二層交換機(jī)的根本區(qū)別路由器與二層交換機(jī)的根本區(qū)別v路由器能夠識(shí)別網(wǎng)絡(luò)層地址（路由器能夠識(shí)別網(wǎng)絡(luò)層地址（IP地址）；地址）；v二層交換機(jī)只能識(shí)別數(shù)據(jù)鏈路層地址（二層交換機(jī)只能識(shí)別數(shù)據(jù)鏈路層地址（MAC地址）。地址）。第第06章章22例子例子v如果把大型網(wǎng)絡(luò)劃分成若干小局域網(wǎng)，選擇如果把大型網(wǎng)絡(luò)劃分成若干小局域網(wǎng)，選

12、擇何種網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備？何種網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備？ 單純的使用二層交換機(jī)不能實(shí)現(xiàn)網(wǎng)際互訪；單純的使用二層交換機(jī)不能實(shí)現(xiàn)網(wǎng)際互訪； 如單純的使用路由器，由于接口數(shù)量有限和路由如單純的使用路由器，由于接口數(shù)量有限和路由轉(zhuǎn)發(fā)速度慢，將限制網(wǎng)絡(luò)的速度和網(wǎng)絡(luò)規(guī)模；轉(zhuǎn)發(fā)速度慢，將限制網(wǎng)絡(luò)的速度和網(wǎng)絡(luò)規(guī)模； 采用具有路由功能的快速轉(zhuǎn)發(fā)的三層交換機(jī)就成采用具有路由功能的快速轉(zhuǎn)發(fā)的三層交換機(jī)就成為首選。為首選。第第06章章23路由器接口路由器接口v串口：連接廣域網(wǎng)串口：連接廣域網(wǎng)v以太口：連接局域網(wǎng)以太口：連接局域網(wǎng)vConsole口：連接計(jì)算機(jī)或終端，配置路口：連接計(jì)算機(jī)或終端，配置路由器由器第第06章章24硬件防火墻硬

13、件防火墻v硬件防火墻一般部署在局域網(wǎng)的出口上，是硬件防火墻一般部署在局域網(wǎng)的出口上，是局域網(wǎng)和外部其它網(wǎng)絡(luò)之間的保護(hù)屏障。局域網(wǎng)和外部其它網(wǎng)絡(luò)之間的保護(hù)屏障。v硬件防火墻的價(jià)格和路由器接近，很多防火硬件防火墻的價(jià)格和路由器接近，很多防火墻具有路由器的功能，可以也用來連接外部墻具有路由器的功能，可以也用來連接外部網(wǎng)絡(luò)，或接入網(wǎng)絡(luò)，或接入Internet，但其更注重安全、加，但其更注重安全、加密。密。第第06章章25網(wǎng)關(guān)網(wǎng)關(guān)v網(wǎng)關(guān)是工作在網(wǎng)絡(luò)層以上的互聯(lián)設(shè)備的總稱，網(wǎng)關(guān)是工作在網(wǎng)絡(luò)層以上的互聯(lián)設(shè)備的總稱，實(shí)現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)層以上的不同體系結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)互實(shí)現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)層以上的不同體系結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)。聯(lián)。v網(wǎng)關(guān)：數(shù)

14、據(jù)信息從一個(gè)網(wǎng)絡(luò)到另一個(gè)網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)關(guān)：數(shù)據(jù)信息從一個(gè)網(wǎng)絡(luò)到另一個(gè)網(wǎng)絡(luò)的“關(guān)口關(guān)口”。v網(wǎng)關(guān)網(wǎng)關(guān)ip地址是網(wǎng)絡(luò)中具有路由功能的設(shè)備的地址是網(wǎng)絡(luò)中具有路由功能的設(shè)備的ip地址，如：路由器，三層交換機(jī)或啟用了地址，如：路由器，三層交換機(jī)或啟用了路由協(xié)議的服務(wù)器。路由協(xié)議的服務(wù)器。第第06章章26主機(jī)的默認(rèn)網(wǎng)關(guān)主機(jī)的默認(rèn)網(wǎng)關(guān)v客戶機(jī)一般設(shè)置一個(gè)默認(rèn)網(wǎng)關(guān)的客戶機(jī)一般設(shè)置一個(gè)默認(rèn)網(wǎng)關(guān)的IP地址。地址。v當(dāng)主機(jī)準(zhǔn)備向不在本地網(wǎng)上的另一臺(tái)主機(jī)發(fā)送當(dāng)主機(jī)準(zhǔn)備向不在本地網(wǎng)上的另一臺(tái)主機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)包時(shí)，主機(jī)就把數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)給它的默認(rèn)網(wǎng)數(shù)據(jù)包時(shí)，主機(jī)就把數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)給它的默認(rèn)網(wǎng)關(guān)，然后由該網(wǎng)關(guān)負(fù)責(zé)將數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)到不同的關(guān)，然后

15、由該網(wǎng)關(guān)負(fù)責(zé)將數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)到不同的網(wǎng)絡(luò)或另一臺(tái)路由器，直到該數(shù)據(jù)包到達(dá)最終網(wǎng)絡(luò)或另一臺(tái)路由器，直到該數(shù)據(jù)包到達(dá)最終目的地。目的地。v如果沒指明默認(rèn)網(wǎng)關(guān)，通信將被限制在該臺(tái)主如果沒指明默認(rèn)網(wǎng)關(guān)，通信將被限制在該臺(tái)主機(jī)所在的本地網(wǎng)絡(luò)上。機(jī)所在的本地網(wǎng)絡(luò)上。第第06章章27主機(jī)的默認(rèn)網(wǎng)關(guān)主機(jī)的默認(rèn)網(wǎng)關(guān)主機(jī)主機(jī)1的默認(rèn)網(wǎng)關(guān)是的默認(rèn)網(wǎng)關(guān)是主機(jī)主機(jī)4的默認(rèn)網(wǎng)關(guān)是的默認(rèn)網(wǎng)關(guān)是 默認(rèn)路由也稱為默認(rèn)網(wǎng)關(guān)，它是與主機(jī)在同一個(gè)子網(wǎng)默認(rèn)路由也稱為默認(rèn)網(wǎng)關(guān)，它是與主機(jī)在同一個(gè)子網(wǎng)中的路由器端口的中的路由器端口的IP地址；地址；第第06章章28默認(rèn)路由與默認(rèn)網(wǎng)關(guān)默認(rèn)路由與默

16、認(rèn)網(wǎng)關(guān)v默認(rèn)網(wǎng)關(guān)和默認(rèn)路由含義基本上一樣。默認(rèn)網(wǎng)關(guān)和默認(rèn)路由含義基本上一樣。v默認(rèn)網(wǎng)關(guān)通常對主機(jī)而言；默認(rèn)路由通常對默認(rèn)網(wǎng)關(guān)通常對主機(jī)而言；默認(rèn)路由通常對路由器而言。路由器而言。v主機(jī)里通常只有一個(gè)默認(rèn)網(wǎng)關(guān)，不存在其他主機(jī)里通常只有一個(gè)默認(rèn)網(wǎng)關(guān)，不存在其他的靜態(tài)路由條目；而路由器里往往在一些具的靜態(tài)路由條目；而路由器里往往在一些具體的靜態(tài)路由條目之后，設(shè)置一條默認(rèn)路由，體的靜態(tài)路由條目之后，設(shè)置一條默認(rèn)路由，用于轉(zhuǎn)發(fā)所有去往其他網(wǎng)段的數(shù)據(jù)包。用于轉(zhuǎn)發(fā)所有去往其他網(wǎng)段的數(shù)據(jù)包。第第06章章29路由與網(wǎng)關(guān)的區(qū)別路由與網(wǎng)關(guān)的區(qū)別 v網(wǎng)關(guān)更多的是作為一種協(xié)議轉(zhuǎn)換器，網(wǎng)關(guān)經(jīng)網(wǎng)關(guān)更多的是作為一種協(xié)議轉(zhuǎn)換器

17、，網(wǎng)關(guān)經(jīng)常等同于路由器的某一個(gè)接口的常等同于路由器的某一個(gè)接口的IP地址。地址。v路由器是一種實(shí)際的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，主要用于數(shù)路由器是一種實(shí)際的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，主要用于數(shù)據(jù)包的路由轉(zhuǎn)發(fā)。據(jù)包的路由轉(zhuǎn)發(fā)。第第06章章30無線無線APv無線無線AP(Access Point)相當(dāng)于一個(gè)無線交換相當(dāng)于一個(gè)無線交換機(jī)，一般接在有線交換機(jī)或路由器上。機(jī)，一般接在有線交換機(jī)或路由器上。v功能：功能： 無線工作站對有線局域網(wǎng)的訪問無線工作站對有線局域網(wǎng)的訪問 從有線局域網(wǎng)對無線工作站的訪問從有線局域網(wǎng)對無線工作站的訪問 在訪問接入點(diǎn)覆蓋范圍內(nèi)的無線工作站相互訪問在訪問接入點(diǎn)覆蓋范圍內(nèi)的無線工作站相互訪問 第第06章章3

18、1第第06章章32家用路由器家用路由器v家用路由器的主要功能：家用路由器的主要功能： NATDHCP 網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換Network Address Translation 動(dòng)態(tài)主機(jī)設(shè)置協(xié)議動(dòng)態(tài)主機(jī)設(shè)置協(xié)議 Dynamic Host Configuration Protocol 第第06章章33v路由器具有路由器具有NAT功能，即在通信時(shí)把私有地址轉(zhuǎn)功能，即在通信時(shí)把私有地址轉(zhuǎn)換成在因特網(wǎng)上合法的公有地址。換成在因特網(wǎng)上合法的公有地址。v私有地址私有地址: -55 -55 -192

19、.168.255.255第第06章章34無線路由器無線路由器v無線路由器就是無線無線路由器就是無線AP、路由功能和交換、路由功能和交換機(jī)的集合體，支持有線、無線組成同一子機(jī)的集合體，支持有線、無線組成同一子網(wǎng)，直接接網(wǎng)，直接接Modem。v大多數(shù)無線路由器包括一個(gè)四個(gè)以太網(wǎng)端大多數(shù)無線路由器包括一個(gè)四個(gè)以太網(wǎng)端口，可以連接幾臺(tái)有線的口，可以連接幾臺(tái)有線的PC。v無線路由器借助于路由器功能，可實(shí)現(xiàn)家無線路由器借助于路由器功能，可實(shí)現(xiàn)家庭無線網(wǎng)絡(luò)中的庭無線網(wǎng)絡(luò)中的Internet連接共享。連接共享。v無線路由器在無線路由器在SOHO的環(huán)境中使用得比較的環(huán)境中使用得比較多，在這種環(huán)境下，一個(gè)多，在這種環(huán)境下，一個(gè)AP就足夠了。就足夠了。第第06章章35無線路由器無線路由器v無線路由器一般包括了無線路