第5章 网络互联与常用网络设备(4学时)

1、1第第5 5章章 网络互联与常用网络设备网络互联与常用网络设备 本章内容（本章内容（P P195-213195-213） 网络互联的基本概念网络互联的基本概念 网络互联的层次网络互联的层次 常用网络设备常用网络设备 网卡网卡 中继器、集线器中继器、集线器 网桥、交换机网桥、交换机 路由器路由器 网关网关25.1 5.1 网络互联的基本概念网络互联的基本概念 网络互联，一般是指网络互联，一般是指采用各种网络互连设备及相应的采用各种网络互连设备及相应的技术措施和协议，将技术措施和协议，将同一类型网络同一类型网络或或不同类型网络不同类型网络相互连相互连接起来组成更大的网络系统，实现网络间更广泛的资源

2、共接起来组成更大的网络系统，实现网络间更广泛的资源共享，并通过通信实现不同网络上的用户交换信息和数据享，并通过通信实现不同网络上的用户交换信息和数据。 从互联的层度讲，网络互联有层度不同的从互联的层度讲，网络互联有层度不同的3 3个概念个概念: : 1. 1. 互连互连 在两个物理网络之间至少有一条物理链路在两个物理网络之间至少有一条物理链路。但这并不。但这并不能保证两个网络一定能进行数据交换，因为还要取决于两能保证两个网络一定能进行数据交换，因为还要取决于两个网络的通信协议是否兼容。个网络的通信协议是否兼容。2. 2. 互通互通 两个网络之间可以进行数据交换两个网络之间可以进行数据交换。但这

3、仅涉及通信的。但这仅涉及通信的两个网络之间端两个网络之间端端连接和数据交换。端连接和数据交换。3. 3. 互操作互操作 两个网络中不同计算机系统之间两个网络中不同计算机系统之间具有透明地访问对方具有透明地访问对方资源的能力资源的能力，不依赖于具体连接形式。，不依赖于具体连接形式。 3介绍三个基本概念：介绍三个基本概念：（1 1）广播）广播 向网络上的所有设备发送数据。向网络上的所有设备发送数据。（2 2）广播域）广播域 网络上所有能够接收到同样广播分组的设备集合。网络上所有能够接收到同样广播分组的设备集合。（3 3）冲突域）冲突域 网络中的一部分，在冲突域中任意两台主机同时网络中的一部分，在冲

4、突域中任意两台主机同时发送数据都会产生冲突，通常以网桥、交换机或路由发送数据都会产生冲突，通常以网桥、交换机或路由器为边界。器为边界。v 一个冲突域一定是一个广播域，反之不然，即一个广播一个冲突域一定是一个广播域，反之不然，即一个广播域包含一个或多个冲突域。域包含一个或多个冲突域。5.2 5.2 网络互联的层次和类型网络互联的层次和类型4 从网络体系结构的层次观点来考察，网络从网络体系结构的层次观点来考察，网络互联可在四个层次上实现：互联可在四个层次上实现： 物理层互联物理层互联 数据链路层互联数据链路层互联 网络层互联网络层互联 网络层以上互联网络层以上互联51 1、物理层互联：、物理层互联

5、： 在在电缆段电缆段之间复制之间复制比特流比特流，没有地址概念，因此从本质没有地址概念，因此从本质上不能算是网络互联。上不能算是网络互联。网络层网络层数据链路层数据链路层物理层物理层传输层传输层应用层应用层网络层网络层数据链路层数据链路层物理层物理层传输层传输层应用层应用层物理层物理层 物理层物理层中继器中继器集线器集线器电缆段电缆段2 2电缆段电缆段1 16 设备设备 总线网：中继器总线网：中继器 星形星形/ /环形网：集线器环形网：集线器 特点特点 一个网段上的信号不加选择地被复制到另一个网段一个网段上的信号不加选择地被复制到另一个网段； 扩展后的网络仍是一个扩展后的网络仍是一个冲突域冲突

6、域。 优缺点优缺点 简单、成本低简单、成本低 网络规模不能太大网络规模不能太大 冲突随站点数量的增多而变得越来越严重冲突随站点数量的增多而变得越来越严重 只能互联相同类型的网络只能互联相同类型的网络 7例：从分离的部门网络到统一的企业网络例：从分离的部门网络到统一的企业网络集线器人力资源部集线器市场部集线器技术开发部集线器财务部8物理层物理层2 2、数据链路层互联：、数据链路层互联： 在在网段网段之间存储转发之间存储转发数据帧数据帧，根据数据帧中的信息根据数据帧中的信息（MACMAC地址）进行转发。地址）进行转发。网络层网络层数据链路层数据链路层物理层物理层传输层传输层应用层应用层网络层网络层

7、数据链路层数据链路层物理层物理层传输层传输层应用层应用层物理层物理层网桥网桥交换机交换机数据链路层数据链路层网段网段1 1网段网段2 29 设备设备 网桥网桥/ /交换机交换机 特点特点 一个网段上的帧有条件地被转发到另一个网段一个网段上的帧有条件地被转发到另一个网段； 扩展后的网络被网桥扩展后的网络被网桥/ /交换机隔离成多个交换机隔离成多个冲突域冲突域； 扩展后的网络仍是一个扩展后的网络仍是一个广播域广播域。 优缺点：优缺点： 冲突被限制在小范围内，甚至可被消除；冲突被限制在小范围内，甚至可被消除； 转发速度有所降低；转发速度有所降低； 不能隔离广播帧不能隔离广播帧。10在链路层上扩展局域

8、网在链路层上扩展局域网网桥网桥/交换机交换机独立的冲突域独立的冲突域网段网段1HUB网段网段2HUB广播域广播域11链路层链路层物理层物理层3 3、网络层互联：、网络层互联： 在在网络网络之间存储转发之间存储转发报文分组报文分组，根据分组中的逻辑根据分组中的逻辑地址（地址（IPIP地址）进行转发。地址）进行转发。网络层网络层数据链路层数据链路层物理层物理层传输层传输层应用层应用层网络层网络层数据链路层数据链路层物理层物理层传输层传输层应用层应用层物理层物理层路由器路由器链路层链路层网络层网络层网络网络2网络网络112 设备设备 路由器路由器 特点特点 一个网络上的分组有条件地被转发到另一个网络

9、一个网络上的分组有条件地被转发到另一个网络； 扩展后的网络被路由器分隔成多个扩展后的网络被路由器分隔成多个子网子网。 优缺点：优缺点： 地域范围可以任意扩展；地域范围可以任意扩展； 隔离隔离广播域广播域，限制了广播帧的泛滥；，限制了广播帧的泛滥； 能根据最佳路由转发分组；能根据最佳路由转发分组； 可以互联不同类型的网络；可以互联不同类型的网络； 转发速度低，成本较高，维护复杂。转发速度低，成本较高，维护复杂。13财务部集线器技术开发部集线器市场部集线器人力资源部集线器在网络层上扩展局域网在网络层上扩展局域网技术开发部路由器集线器财务部路由器集线器市场部路由器集线器路由器人力资源部集线器企业网企

10、业网 / 广域网广域网144 4、更高层互联：、更高层互联：网关（协议转换器）网关（协议转换器） 连接不同体系结构的网络。连接不同体系结构的网络。网络层网络层数据链路层数据链路层物理层物理层应用层应用层/传输层传输层网络层网络层数据链路层数据链路层物理层物理层应用层应用层/传输层传输层物理层物理层网关网关链路层链路层网络层网络层网络网络1 1应用层应用层/传输层传输层物理层物理层链路层链路层网络层网络层网络网络2 2155.3 5.3 常用常用网络设备及其应用网络设备及其应用 网络接口卡网络接口卡 中继器和中继器和集线器集线器 交换机交换机 路由器路由器16交换机交换机防火墙防火墙交换机主机主

11、机WEB服务器WEB服务器路由器应用服务器应用服务器交换机因特网集线器数据库企业内部网企业内部网外部访问子网外部访问子网外界因特网外界因特网17回顾：回顾：网络设备在网络设备在OSIOSI体系中的位置体系中的位置 网络设备的功能层次网络设备的功能层次OSIOSI层次层次地址类型地址类型设备设备传输层及以上传输层及以上应用程序进程地应用程序进程地址（端口）址（端口）网关网关（协议转换器）（协议转换器）网络层网络层网络地址网络地址（IPIP地址）地址）路由器路由器（三层交换机）（三层交换机）数据链路层数据链路层物理地址物理地址（MACMAC地址）地址）网桥、交换机网桥、交换机（网卡）（网卡）物理层

12、物理层无无中继器、集线器、中继器、集线器、（网卡）（网卡）185.3.1 5.3.1 网络接口卡网络接口卡NICNIC 网络接口卡（网卡）是连接主机与网络的基本设备网络接口卡（网卡）是连接主机与网络的基本设备 每台主机都应配置一个或多个网卡每台主机都应配置一个或多个网卡 每个网卡都有一个或多个网络接口每个网卡都有一个或多个网络接口 不能独立工作，必须依赖于宿主主机不能独立工作，必须依赖于宿主主机 网卡的类型网卡的类型 以太网卡以太网卡 令牌环网卡令牌环网卡 FDDIFDDI网卡网卡 ATMATM网卡网卡191.1.网卡的功能网卡的功能 数据缓存数据缓存匹配主机数据处理速率与网络的传输速率匹配主

13、机数据处理速率与网络的传输速率（大多数情况下，（大多数情况下，主机主机数据处理速率数据处理速率 网络的传输速率网络的传输速率） 封装封装/ /解封装解封装加上控制字段加上控制字段以帧为单位进行传输以帧为单位进行传输卸下控制字段卸下控制字段 介质访问控制介质访问控制CSMA/CDCSMA/CD、Token PassingToken Passing 串串/ /并转换并转换将主机的并行数据转换成串行位流将主机的并行数据转换成串行位流 数据发送数据发送/ /接收接收2.2.网卡的选择网卡的选择 LANLAN的类型的类型：、Token RingToken Ring、ATMATM、FDDIFDDI LAN

14、LAN的速度的速度：10M/100M/1000M10M/100M/1000M、4M/16M4M/16M、25M/155M25M/155M 网络接口类型网络接口类型：AUI/BNCAUI/BNC、RJ-45RJ-45 应用场合应用场合：服务器、工作站、笔记本：服务器、工作站、笔记本205.3.2 5.3.2 中继器与集线器中继器与集线器1.1.中继器（中继器（RepeaterRepeater）：）：工作在物理层。工作在物理层。 功能：信号整形和放大，在网段之间复制功能：信号整形和放大，在网段之间复制 比特流。比特流。 特点：特点：F不进行存储不进行存储信号延迟小；信号延迟小；F不检查错误不检查错

15、误会扩散错误；会扩散错误；F不对信息进行任何过滤；不对信息进行任何过滤；F可进行介质转换可进行介质转换如如UTPUTP转换为光纤；转换为光纤；F用中继器连接的多个网段是一个冲突域。用中继器连接的多个网段是一个冲突域。使用中继器时应注意以下两点：使用中继器时应注意以下两点：（1 1）用中继器连接的以太网不能形成环。）用中继器连接的以太网不能形成环。（2 2）必须遵守）必须遵守MACMAC协议定时特性，即不能用中继器将电缆协议定时特性，即不能用中继器将电缆段无限连接下去。段无限连接下去。212. 2. 集线器集线器 工作在物理层，多端口的中继器，可认为是将总线折工作在物理层，多端口的中继器，可认为

16、是将总线折叠到铁盒子里的集中连接设备。叠到铁盒子里的集中连接设备。 功能：在网段之间复制比特流，信号整形和放大功能：在网段之间复制比特流，信号整形和放大 特点：特点：F具有与中继器同样的特点具有与中继器同样的特点 F可改变网络物理拓扑形式：总线连接可改变网络物理拓扑形式：总线连接星形连接星形连接F逻辑上仍是一个总线型共享介质网络逻辑上仍是一个总线型共享介质网络 端口数：端口数：8 8，1212，1616，2424225.3.3 5.3.3 网桥与网络交换机网桥与网络交换机 共享信道共享信道LANLAN的缺点的缺点 冲突域中的多个站点同时发送会造成冲突域中的多个站点同时发送会造成冲突；冲突； 网

17、络中站点越多，冲突现象越严重；网络中站点越多，冲突现象越严重； 网络总带宽网络总带宽BW BW ，由于共享信道使得每个站点的平，由于共享信道使得每个站点的平均拥有带宽为均拥有带宽为BW/nBW/n。 解决的方法解决的方法（1 1）提高网络传输速度）提高网络传输速度没有从根本上解决问题没有从根本上解决问题（2 2）网络分段（微网段化）网络分段（微网段化） 减少每个网段中站点的数量减少每个网段中站点的数量, , 使冲突的概率减小；使冲突的概率减小； 增加了网络的总体带宽。增加了网络的总体带宽。 实现网络分段的设备：网桥、交换机、路由器实现网络分段的设备：网桥、交换机、路由器 网桥和交换机可以隔离冲

18、突域网桥和交换机可以隔离冲突域 路由器不仅可以隔离冲突域，还能隔离广播域路由器不仅可以隔离冲突域，还能隔离广播域23网络分段示意网络分段示意HUBHUB广播域广播域独立的冲突域独立的冲突域独立的冲突域独立的冲突域网桥或网络交换机网桥或网络交换机v交换机只能分隔冲突域，但不能分隔广播域交换机只能分隔冲突域，但不能分隔广播域HUB冲突域冲突域/广播域广播域网段网段2网段网段1总带宽总带宽: BW*2结点带宽结点带宽: BW/4总带宽总带宽: BW结点带宽结点带宽: BW/8241.1.网桥网桥存储转发设备，工作在存储转发设备，工作在数据链路层的数据链路层的MACMAC子层。子层。作用：作用： 监听

19、流经它的数据帧，检查数据帧的监听流经它的数据帧，检查数据帧的MACMAC地址，决定是否转地址，决定是否转发发 具有对数据帧进行缓冲的能力具有对数据帧进行缓冲的能力 用网桥连接的多个网络对外呈现为一个单独的物理网络用网桥连接的多个网络对外呈现为一个单独的物理网络根据路径选择方法，有两种网桥：根据路径选择方法，有两种网桥： 透明网桥透明网桥（Transparency BridgeTransparency Bridge） 由网桥由网桥负责负责路由选择，网桥和路由对路由选择，网桥和路由对站点站点透明透明 以太网中最常用以太网中最常用 源选径网桥源选径网桥（Source Routing BridgeSo

20、urce Routing Bridge） 由由源站点负责源站点负责路由选择，网桥和路由对路由选择，网桥和路由对站点不站点不透明透明网段2网段1应用层传输层互连网层数据链路层物理层应用层传输层互连网层数据链路层物理层PHYDL网桥网桥主机2主机1PHY25（1 1）透明网桥）透明网桥a a、网桥具有、网桥具有寻址和路由选择寻址和路由选择能力，路由选择采用查表法：能力，路由选择采用查表法： i i、网桥内的、网桥内的转发表转发表描述了到达每个站点的路由；描述了到达每个站点的路由； iiii、转发表主要由、转发表主要由端口号和站点端口号和站点MACMAC地址地址组成。组成。b b、工作原理、工作原理

21、 i i、刚加电时转发表为空。、刚加电时转发表为空。 iiii、网桥检查收到的数据帧的、网桥检查收到的数据帧的源源MACMAC地址地址与转发表进行比较，若收与转发表进行比较，若收到的数据帧的源到的数据帧的源MACMAC地址不在转发表中，则将地址不在转发表中，则将其和对应的端口号其和对应的端口号插入到表插入到表中中逆向学习逆向学习。 iiiiii、对于从端口收到的每个数据帧，查看其、对于从端口收到的每个数据帧，查看其目的目的MACMAC地址地址，并与，并与转发表对照：转发表对照： 若目的若目的MACMAC地址在接收端口的表项中，即目的地址对应的端口和收到地址在接收端口的表项中，即目的地址对应的端

22、口和收到该帧的端口相同，则丢弃该数据帧该帧的端口相同，则丢弃该数据帧过滤过滤； 若目的若目的MACMAC地址在某一端口的地址在某一端口的表项中，即表项中，即目的地址对应的端口和收到目的地址对应的端口和收到该帧的端口不同，该帧的端口不同，则把该数据帧转发到与该端口连接的网段则把该数据帧转发到与该端口连接的网段交换（转交换（转发）；发）； 若目的若目的MACMAC地址地址不在表中，则向接收不在表中，则向接收端口以端口以外的其他所有端口外的其他所有端口广播该广播该数据帧数据帧广播广播（会产生广播风暴现象）（会产生广播风暴现象）。26转发表转发表C网桥转发的例子：网桥转发的例子：ABAB， ACACB

23、A27关于转发关于转发表表： 刚加电时转发表为空；刚加电时转发表为空； 在转发过程中在转发过程中逆向逆向自自学习学习； 每个表项的生存期都是有限的：每个表项的生存期都是有限的： 在一段时间内未收到以同一在一段时间内未收到以同一MACMAC地址为源地址的报文地址为源地址的报文时，该表项被删除，以适应网络拓扑的变化。时，该表项被删除，以适应网络拓扑的变化。透明网桥工作原理归纳为：透明网桥工作原理归纳为： 基于转发表的基于转发表的学习（源地址）、过滤（本网段帧）、学习（源地址）、过滤（本网段帧）、 转发（异网段帧）、广播（未知帧）。转发（异网段帧）、广播（未知帧）。28透明网桥需要解决的问题透明网桥

24、需要解决的问题 循环连接，造成： 转发表振荡，报文无限循环，包丢失LAN1LAN2B1B2AB1212接口接口2又收到又收到A发出的帧发出的帧接口接口1收到收到A发出的帧发出的帧接口接口1收到收到A发出的帧发出的帧接口接口2又收到又收到A发出的帧发出的帧假定主机A向主机B发送一个数据包，两个网桥同时接收到这个数据包，并且都正确地知道主机A位于LAN1中。但是不幸的是，在主机B同时收到两份一样的主机A的数据包后，两个网桥又一次从它们对LAN2的端口上接收到主机A的数据包，于是它们又认为主机A位于LAN2中。发往主机B的数据包会被两个网桥无休止地转发，这样会占用所有可能获取的网络带宽，导致网络阻塞

25、。当透明网桥将改变各自的路由表以指明主机A在LAN2中时，恰巧主机B向主机A发送数据包，两个网桥接收到此数据包后，会将其丢弃，因为它们的转发表中指明主机A位于LAN2中。这样发给主机A的数据将会丢失。29解决办法：解决办法： 生成树生成树(Spanning tree)(Spanning tree)算法算法（1 1）原理：通过屏蔽网络中的冗余桥接口，构造）原理：通过屏蔽网络中的冗余桥接口，构造一个逻辑上的无环网络。计算时，通过发送和一个逻辑上的无环网络。计算时，通过发送和接收接收BPDUBPDU（Bridge Protocol Data UnitBridge Protocol Data Unit

26、）来交）来交换网桥信息。换网桥信息。（2 2）计算过程：）计算过程： 推选根网桥推选根网桥通常是标识号最小的网桥；通常是标识号最小的网桥； 决定每个网桥的根端口决定每个网桥的根端口到达根网桥代价最小的端口；到达根网桥代价最小的端口； 决定指定网桥决定指定网桥每个网络中具有最小根路径代价的网桥；每个网络中具有最小根路径代价的网桥； 决定各网络的指定端口决定各网络的指定端口指定网桥与网络连接的端口；指定网桥与网络连接的端口； 把各网络的非指定端口置为阻塞状态。把各网络的非指定端口置为阻塞状态。 当网络拓扑发生改变时，所有网桥将重新计算生成树。当网络拓扑发生改变时，所有网桥将重新计算生成树。30（2

27、 2）源选径网桥源选径网桥 源路由选择原理源路由选择原理 由源站由源站点点负责路由选择负责路由选择； 源站源站点通过发送点通过发送探测帧探测帧来发现路由；来发现路由； 探测帧将沿每一条可能的路径扩散传播；探测帧将沿每一条可能的路径扩散传播； 每一个源选径网桥都会将每一个源选径网桥都会将路由信息路由信息插入探测插入探测帧帧的头部。的头部。 探测帧到达目的站点时，目的站点把探测帧中探测帧到达目的站点时，目的站点把探测帧中的路由信息作为响应返回；的路由信息作为响应返回； 源站点把收到的第一个响应帧中的路由信息作源站点把收到的第一个响应帧中的路由信息作为到达目的站点的最佳路由。为到达目的站点的最佳路由

28、。 路由信息形式：路由信息形式：LANLAN，网桥，网桥，LANLAN，网桥，网桥， 形形式的编号序列。式的编号序列。 31透明网桥和源选径网桥的比较比较项目比较项目透明网桥透明网桥源选径网桥源选径网桥服务类型服务类型无连接无连接面向连接面向连接透明性透明性完全透明完全透明不透明不透明配置、管理配置、管理自动配置，自动配置，容易管理容易管理人工配置人工配置最佳路由最佳路由不一定最优不一定最优优化优化路由的确定路由的确定逆向学习逆向学习探测帧探测帧故障处理及拓扑变化故障处理及拓扑变化网桥负责网桥负责主机负责主机负责复杂性及开销复杂性及开销网桥负担网桥负担主机负担主机负担32网桥的优缺点 优点：优

29、点： 可实现不同类型的可实现不同类型的LANLAN互联；互联； 能够隔离错误帧，不会使错误扩散；能够隔离错误帧，不会使错误扩散； 限制了冲突域的范围；限制了冲突域的范围； 隔离故障。隔离故障。 缺点：缺点： 无法控制广播；无法控制广播； 只能用存储转发方式，速度比较慢只能用存储转发方式，速度比较慢； 无流量控制，负载重时会出现丢帧现象。无流量控制，负载重时会出现丢帧现象。332.2.网络交换机网络交换机（1 1）网络交换机和网桥属同一类设备，工作在）网络交换机和网桥属同一类设备，工作在数据链路层数据链路层上。上。 但网络交换机的端口数多，并且交换速度快。在这个但网络交换机的端口数多，并且交换速

30、度快。在这个意义上，意义上，网络交换机可看作是多端口的高速网桥网络交换机可看作是多端口的高速网桥。人们习。人们习惯上将工作在第惯上将工作在第2 2层的交换机叫第层的交换机叫第2 2层交换机，把工作在第层交换机，把工作在第3 3层的交换机叫第层的交换机叫第3 3层交换机。层交换机。第第2 2层交换机主要是使用硬件层交换机主要是使用硬件进行交换，交换速度快，交换机可以连接不同带宽的网络。进行交换，交换速度快，交换机可以连接不同带宽的网络。第第3 3层交换机就是具有部分路由器功能的交换机，层交换机就是具有部分路由器功能的交换机，其最重要其最重要的目的是加快大型局域网内部的数据交换，所具有的路由的目的

31、是加快大型局域网内部的数据交换，所具有的路由功能也是为这个目的服务的，能够做到一次路由，多次转功能也是为这个目的服务的，能够做到一次路由，多次转发。发。（2 2）工作原理与网桥类似：）工作原理与网桥类似： 学习源地址（构造转发表）、过滤本网段帧（隔离学习源地址（构造转发表）、过滤本网段帧（隔离冲突域）、转发异网段帧（交换）、广播未知帧（寻找冲突域）、转发异网段帧（交换）、广播未知帧（寻找目的站点）目的站点） 34（3 3）交换机比网桥优越的地方：）交换机比网桥优越的地方：交换速度快，可实现线速转发；交换速度快，可实现线速转发；能解决网络主干上的通信拥挤问题；能解决网络主干上的通信拥挤问题；端口

32、密度高，一台交换机可连接多个网段，降低了组网成本。端口密度高，一台交换机可连接多个网段，降低了组网成本。 网络交换机的优点 分割冲突（碰撞）域分割冲突（碰撞）域减少了冲突；减少了冲突； 允许建立多个连接允许建立多个连接提高了网络总体带宽；提高了网络总体带宽； 减少每个网段中的站点数减少每个网段中的站点数提高了站点平均拥有带宽；提高了站点平均拥有带宽； 允许全双工连接允许全双工连接提高带宽；提高带宽； 能够连接不同速度的网段。能够连接不同速度的网段。355.3.4 5.3.4 路由器路由器RouterRouter1 1、工作在、工作在OSIOSI第三层（网络层）。第三层（网络层）。2 2、功能：

33、、功能： 在网络之间转发网络分组；在网络之间转发网络分组； 为网络分组寻找最佳传输路径；为网络分组寻找最佳传输路径； 实现子网隔离，限制广播风暴。实现子网隔离，限制广播风暴。( (目的地址目的地址无法识别时，路由器将其丢弃，而不是广无法识别时，路由器将其丢弃，而不是广播播比较网络交换机比较网络交换机 ) ) 提供逻辑地址，以识别互联网上的主机；提供逻辑地址，以识别互联网上的主机； 提供广域网服务。提供广域网服务。3 3、应用：把、应用：把LANLAN连入广域网或作为广域网的核心连连入广域网或作为广域网的核心连接设备。接设备。36用路由器进行网络互联用路由器进行网络互联 HUB路由器路由器冲突域

34、冲突域2冲突域冲突域1路由器可以隔离冲突域和广播域路由器可以隔离冲突域和广播域 HUB HUB冲突域冲突域3广播域广播域2广播域广播域1374 4、路由器与网桥的区别：、路由器与网桥的区别： 网桥独立于高层协议，它把几个物理网络连接起来后提网桥独立于高层协议，它把几个物理网络连接起来后提供给用户的仍然是一个逻辑网络，用户根本不知道有网桥存供给用户的仍然是一个逻辑网络，用户根本不知道有网桥存在；路由器则利用互连网协议将网络分成几个逻辑子网。在；路由器则利用互连网协议将网络分成几个逻辑子网。 使用路由器，便开始进入广域网和远程通信链路的范畴。使用路由器，便开始进入广域网和远程通信链路的范畴。5 5

35、、路由器与交换机的主要区别：、路由器与交换机的主要区别： 用路由器连接起来的若干个网络，它们仍是各自独立的。用路由器连接起来的若干个网络，它们仍是各自独立的。要想从一个网络访问用路由器连接起来的另一个网络中的站要想从一个网络访问用路由器连接起来的另一个网络中的站点，必须指定该站点的逻辑地址（点，必须指定该站点的逻辑地址（IPIP地址），通过广播是无地址），通过广播是无法与之进行通信的。法与之进行通信的。386 6、路由选择算法（、路由选择算法（P69-74P69-74）网络层的主要功能是将分组从源端机器经选定的路由送到目的端机网络层的主要功能是将分组从源端机器经选定的路由送到目的端机器。路由选

36、择算法是网络层软件的一部分，负责确定所收到的分组应传器。路由选择算法是网络层软件的一部分，负责确定所收到的分组应传送的外出线路。送的外出线路。路由选择算法可以分为两大类：非自适应的和自适应的。路由选择算法可以分为两大类：非自适应的和自适应的。（1 1）非自适应算法不根据实测和估计的网络的当前通信量和拓扑结构来）非自适应算法不根据实测和估计的网络的当前通信量和拓扑结构来作路由选择。网络结点之间的路由是事先计算好的，在网络启动时就已作路由选择。网络结点之间的路由是事先计算好的，在网络启动时就已设置到路由器中。这一过程有时称作静态路由选择。设置到路由器中。这一过程有时称作静态路由选择。（2 2）自适

37、应算法根据拓扑结构、通信量的变化来改变其路由选择。这一）自适应算法根据拓扑结构、通信量的变化来改变其路由选择。这一过程有时称作动态路由选择。过程有时称作动态路由选择。39路由表 路由器如何确定最佳路由？路由器如何确定最佳路由？路由表路由表（Routing Routing TableTable） 路由表路由表是保存到达其他网络的路由信息的数据库是保存到达其他网络的路由信息的数据库 包含包含目的网络地址（号）、传输路径、传输开销目的网络地址（号）、传输路径、传输开销等等 根据目的网络地址查找路由表并确定分组转发路径的过根据目的网络地址查找路由表并确定分组转发路径的过程称为程称为路由选择路由选择（R

38、outingRouting）。）。 路由表的信息随网络拓扑的变化而变化路由表的信息随网络拓扑的变化而变化建立、更新建立、更新路由表的算法称为路由表的算法称为路由算法路由算法（Routing AlgorithmRouting Algorithm）：）： 网络中的每个路由器都会根据路由算法定时地或在网络网络中的每个路由器都会根据路由算法定时地或在网络拓扑发生变化时更新其路由表；拓扑发生变化时更新其路由表； 静态路由静态路由：由网络管理员预先手工设置路由信息；：由网络管理员预先手工设置路由信息； 动态路由动态路由：由路由器在运行时动态地建立与更新。：由路由器在运行时动态地建立与更新。 自动学习、记忆

39、网络的变化并根据路由算法重新计算路自动学习、记忆网络的变化并根据路由算法重新计算路由的协议称为由的协议称为路由选择协议路由选择协议（Routing ProtocolRouting Protocol）40路由表的基本内容路由表的基本内容172.16.2.0172.16.1.0172.16.4.0AB路由器路由器A A的路由表的路由表.3.1.2.3目的网络地址目的网络地址路径（下一路由器地址）路径（下一路由器地址） 路径成本路径成本/ /开销开销172.16.1.0直接0172.16.2.0直接0172.16.4.0172.16.2.2141路由表的例子2.0AB42q 路径：路径：用下一路由器

40、对应端口的用下一路由器对应端口的IPIP地址来表示。地址来表示。q 路径成本路径成本/ /开销：开销：用线路速度、距离或跨越的路用线路速度、距离或跨越的路由器的个数（步跳数）、成本、线路可靠性等表示。由器的个数（步跳数）、成本、线路可靠性等表示。（大多数情况下用步跳数来表示）（大多数情况下用步跳数来表示）q 注意注意：路由器是根据网络号来转发：路由器是根据网络号来转发IPIP数据包的，数据包的，所以路由表中存放的是所以路由表中存放的是目的网络号目的网络号，而不是，而不是目的主目的主机号机号。这样做的优点是路由表小（。这样做的优点是路由表小（网络的数目要比网络的数目要比主机少的多主机少的多），节

41、省路由器的存储空间，路由表的），节省路由器的存储空间，路由表的路由更新速度快。路由更新速度快。 类比：邮政局在城市间转发信件依据的是城市名。类比：邮政局在城市间转发信件依据的是城市名。43路由器的工作过程路由器的工作过程 采用存储转发的方法：采用存储转发的方法： 接收并缓存接收并缓存IPIP数据分组；数据分组； 提取分组中的目的主机的提取分组中的目的主机的IPIP地址地址； 计算目的主机所在的计算目的主机所在的网络地址网络地址； 用目的网络地址查找路由表决定转发路径：用目的网络地址查找路由表决定转发路径： 如果目的网络地址就是与输入接口连接的网络，如果目的网络地址就是与输入接口连接的网络，则丢

42、弃；则丢弃； 如果目的网络地址就是与输出接口连接的网络，如果目的网络地址就是与输出接口连接的网络，则直接递交；则直接递交； 如果找到匹配项，则通过对应接口转发出去；如果找到匹配项，则通过对应接口转发出去； 如果有默认路径，则通过与默认路径对应的接口如果有默认路径，则通过与默认路径对应的接口转发出去；转发出去； 未查到，丢弃该分组。未查到，丢弃该分组。44 * * *比较：比较： 交换机也用查表的方法决定转发路径，但该表是交换机也用查表的方法决定转发路径，但该表是“端口端口-MAC-MAC地址地址”表，存放的是端口与目的表，存放的是端口与目的MACMAC地址地址之间的关系，要用帧中的之间的关系，要用帧中的MACMAC地址查表；地址查表； 而路由器中的路由表是而路由器中的路由表是“端口端口- -网络地址网络地址”表，表，存放的是端口与目的网络地址之间的关系，故要从分存放的是端口与目的网络地址之间的关系，故要从分组中提取组中提取IPIP地址，并解析出其中的网络地址部分来查地址，并解析出其中的网络地址部分来查表。表。45 网关网关是在传输层以上实现多个网络互连的设备，它可以是在传输层以上实现多个网络互连的设备，它可以实现实现不同高层协议间的转换不同高层协议间的转换，包括不