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1、网 络 基 础 培 训,一、交换机 二、路由器 三、组网模式,一、交 换 机,1、集线器（HUB），它是一个共享设备，主要功能是对接收到的信号进行再生放大，以扩大网络的传输距离。 HUB的分类。依据总线带宽的不同，HUB分为10M，100M和10/100M自适应三种；若按配置形式的不同可分为独立型HUB，模块化HUB和堆叠式HUB三种；根据管理方式可分为智能型HUB和非智能型HUB两种。目前所使用的HUB基本是以上三种分类的组合。,网络基础-集线器,集线器：HUB，作为中央设备，连接网络终端，有多个端口，对信号再生放大，是一种单纯的连接设备，广播式。,集线器：同一个冲突域,接入设备越多冲突机率

2、越大 用CSMA/CD技术,交换机（SWITCH），交换技术允许共享型和专用型的局域网段进行带宽调整，交换技术是一个具有简化、低价、高性能和高端口密集特点的交换产品，体现了桥接技术的复杂交换技术在OSI参考模型的第二层操作。与桥接器一样，交换机按每一个包中的MAC地址相对简单地决策信息转发,双工模式,Half Duplex (CSMA/CD) HUB工作在半双工模式 同时只有一个方向传输数据,Full Duplex 交换机工作在全双工 100M的交换机在全双工的模式可以在 每个方向达到100M的带宽,交换机分类,交换机根据使用的网络技术可以分为：以大网交换机；令牌环交换机；FDDI交换机；AT

3、M交换机；快速以太网交换机等。,按交换机应用领域来划分，可分为：台式交换机；工作组交换机；主干交换机；企业交换机；分段交换机；端口交换机；网络交换机等。,Cisco Catalyst Switch,Catalyst1900/2820,Catalyst2900&2950 Series XL,Catalyst 3500Series XL,Catalyst4000Series,Catalyst 2948G(-L3),Catalyst 4912,Catalyst 5500,Catalyst 6x00,Catalyst 8500,价格,可扩展性,Function,中小企业工作组,中小企业骨干 大型企业配

4、线间,园区网/城域网 骨干,Catalyst 4908G-L3,新,新,Catalyst 2980G,Catalyst 3550-12T,交换机的简单配置Catalyst 1900 交换机,Catalyst 2950 交换机,交换机,每个端口有自己的冲突域 广播包向所有段转发,缓冲区,交换,交换机功能,MAC地址学习 确定帧的转发/过滤 防止回路,直通转发 交换机检测到目标地址后即转发帧,Frame,无碎片转发 交换机检测到帧的前64字节后即转发,Frame,存贮转发 完整地收到帧并检查无错后才转发,Frame,Frame,Frame,帧交换,交换机学习主机地址,开机时MAC地址表是空的,MA

5、C地址表,0260.8c01.1111,0260.8c01.2222,0260.8c01.3333,0260.8c01.4444,E0,E1,E2,E3,A,B,C,D,交换机学习主机地址,主机A发送数据帧给主机C 交换机记录下主机A的MAC地址 对应端口E0 帧被转发到除端口E0以外的其它所有端口,0260.8c01.1111,0260.8c01.2222,0260.8c01.3333,0260.8c01.4444,E0: 0260.8c01.1111,E0,E1,E2,E3,D,C,B,A,MAC地址表,交换机学习主机地址,主机D发送数据帧给主机C 交换机记录下主机D的MAC地址对应端口E

6、03 帧被转发到除端口E3以外的其它所有端口,0260.8c01.1111,0260.8c01.2222,0260.8c01.3333,0260.8c01.4444,E0: 0260.8c01.1111,E3: 0260.8c01.4444,E0,E1,E2,E3,D,C,A,B,MAC地址表,交换机确定转发过滤帧,Switch A发送数据帧给主机C 在地址表中有目标主机，数据帧不再泛洪而直接转发,E0: 0260.8c01.1111,E2: 0260.8c01.2222,E1: 0260.8c01.3333,E3: 0260.8c01.4444,0260.8c01.1111,0260.8c0

7、1.2222,0260.8c01.3333,0260.8c01.4444,E0,E1,E2,E3,X,X,D,C,A,B,MAC地址表,主机D发送广播帧或多点帧 广播帧或多点帧泛洪到除源端口外的所有端口,0260.8c01.1111,0260.8c01.2222,0260.8c01.3333,0260.8c01.4444,E0,E1,E2,E3,D,C,A,B,E0: 0260.8c01.1111,E2: 0260.8c01.2222,E1: 0260.8c01.3333,E3: 0260.8c01.4444,广播帧和多点传送帧（生存期300秒）,MAC地址表,冗余网络拓扑,冗余拓扑消除了由于

8、单点故障所引起的网络问题 冗余拓扑却带来了广播风暴、重复帧和MAC地址表不稳定的问题,网段 1,网段 2,服务器/主机 X,路由器 Y,广播,交换机 A,交换机 B,主机 X 发送一广播信息,广播风暴,网段 1,网段 2,服务器/主机 X,路由器 Y,广播,广播风暴,交换机 A,交换机 B,主机 X 发送一广播信息,网段 1,网段 2,服务器/主机 X,路由器 Y,广播,交换机不停地发出广播信息,广播风暴,交换机 A,交换机 B,网段 1,网段 2,服务器/主机 X,路由器 Y,每个网络只能有一个根网桥 每个非根网桥只能有一个根端口 每段只能有一个指定端口 根端口和指定端口都是Forwardi

9、ng 其他端口为Blocking,生成树协议的规则,Unicast,生成树协议,单点帧,端口 0,端口1,端口0,端口1,交换机 A,交换机 B,网段 1,网段 2,服务器/主机 X,路由器 Y,生成树会将每个端口的状态作以下改变:,生成树端口状态,20秒,15秒,15秒,VLAN技术简介,VLAN（Virtual Local Area Network）即虚拟局域网，是一种通过将局域网内的设备逻辑地而不是物理地划分成一个个网段从而实现虚拟工作组的新兴技术。IEEE于1999年颁布了用以标准化VLAN实现方案的802.1Q协议标准草案。,VLAN的优点,端口的分隔。即便在同一个交换机上，处于不同

10、VLAN的端口也是不能通信的。这样一个物理的交换机可以当作多个逻辑的交换机使用。 网络的安全。不同VLAN不能直接通信，杜绝了广播信息的不安全性。 灵活的管理。更改用户所属的网络不必换端口和连线，只更改软件配置就可以了。,虚拟局域网（VLAN）,与物理位置无关：,虚拟局域网（VLAN）,虚拟局域网： 每个VLAN都有一个独立的MAC地址表 源于一个VLAN中的广播在这个VLAN中泛洪 源于一个VLAN中的广播不会转发到其他的VLAN中 源于一个VLAN中的单播不会转发到其他的VLAN中,虚拟局域网（VLAN）,虚拟局域网（VLAN）： 交换机通过使用它的物理端口的一个子集所创建的一个广播域。

11、缺省：VLAN 1,VLAN 1,VLAN 10,VLAN 20,VPN定义,VPN（Virtual Private Network）中文名称一般称为虚拟专用网或虚拟私有网。它指的是以公用开放的网络(如Internet)作为基本传输媒体，通过加密和验证网络流量来保护在公共网络上传输的私有信息不会被窃取和篡改，从而向最终用户提供类似于私有网络(Private Network)性能的网络服务技术。,VPN原理,VPN 客户端和VPN网关建立一条连接，称为隧道（Tunnel），然后将用户数据包封装成IP 报文后通过该隧道传送给VPN 网关，VPN 网关收到数据包并拆封后就可以读到真正有意义的报文了。

12、反向的处理也一样。隧道两侧可以对报文进行加密处理，使Internet 上的其它用户无法读取，因而是安全可靠的 隧道可以通过隧道协议来实现，根据是在OSI 模型的第二层还是第三层实现隧道，隧道协议分为第二层隧道协议和第三层隧道协议。,VPN 客户端,VPN网关,用户终端,三种VPN的比较,路由器,路由器的工作原理,路由器工作在OSI模型中下三层，最高层为网络层，通过统一的第三层来屏蔽底两层的不同，从而实现多个独立的异种网互联，并通过路由表实现寻径；由于是一个存储转发设备，可以实现包的过滤、优先、排队等流量管理。,路由器的工作原理,路由器A,路由器B,IP寻径,IP寻径,IP数据报,逻辑网 IP层

13、,加帧头,去帧头,帧传输和直接寻径,数据链路层,物理层,静态路由 由网络管理员在路由器上手工添加路由条目建立路由表,动态路由 根据网络结构或流量的变化，路由协议会自动调整路由表,静态路由和动态路由目的都是建立路由表,缺省路由实例 缺省路由是管理员配置的，它是一个路由表的入口，用于给没有下一跳的数据包（即没有明确地列于路由表中的帧）指明出口。每个路由器可通过缺省路由，向因特网发送数据包来达到任何未知的目的地，而不是通过保留特定的网络信息（即每个其它互连网络的信息，此举不可能，不必要、也不合理）,192.168.0.2,172.16.16.1,静态路由实例 当一个网络只能通过一条路径到达时，使用静

14、态路由，可避免动态路由选择的开销,192.168.0.2,172.16.16.1,静态、动态路由的区别 静态路由：路由器根据路由表的静态信息把梳包转发到下一路由器，如果此两个路由器之间的路径断开，除了重新配置新的静态路由外，不可能继续转发 动态路由：可以灵活生成具有优先级的多个路由，当第一优先级路由断开时，可转向第二优先级的路由；一旦断开的路由得以恢复，又可转向第一优先级的路由,三、组 网 模 式,常见网络的拓扑结构,1、总线拓扑结构 2、星型拓扑结构 3、环型拓扑结构 4、树型拓扑结构 5、网状拓扑结构,拓扑定义：物理层描述的局域网结构 类型 1.总线拓扑 局域网上的所有设备都连接到一个线性

15、的网络介质上，此网络介质通常称为中继线，总线或母线。每台设备都独立地连接到此总线上，总线的末端连有一个终端电阻，即终结器，它能吸收电信号，不再反射回去，以至信号叠加或重复接收。 数据信号在总线拓扑上是双向传输的 发生冲突时，网卡发出退避信号（backoff） 优缺点 优点：线路简单，费用低 缺点：难以进行错误诊断，隔离网络困难,网络基础-总线型,2.星型拓扑 结构特点：网络介质从中心处的集线器向外连接到网络的各个设备上 所有的网络流量都通过集线器 集线器一般是有源的，有多种功能：多路连接、再生信号、延伸距离 优缺点 优点：最容易设计和安装，易于维护、修改、诊断、高可靠性 缺点：线路成本上升，单

16、点故障 水平电缆最大长度为100米（双绞线），可覆盖200米X200米的区域,网络基础-星型,3.环型网络拓扑结构环行结构的特点是,每个端用户都与两个相临的端用户相连,因而存在着点到点链路,但总是以单向方式操作。于是,便有上游端用户和下游端用户之称。例如右图中,用户N是用户N+1的上游端用户,N+1是N的下游端用户。,常见局域网的类型,1、以太网Ethernet 2、FDDI网络 3、ATM网络 4、令牌环 5、交换网,1、以太网Ethernet Ethernet是Xerox、Digital Equipment和Intel三家公司开发的局域网组网规范。具体表现在：1、以太网提供是一种所谓“无连

17、接”的网络服务，网络本身对所传输的信息包无法进行诸如交付时间、包间延迟、占用带宽等等关于服务质量的控制。因此没有服务质量保证(Quality of Service)。2、对信道的共享及争用机制导致信道的实际利用带宽远低于物理提供的带宽，因此带宽利用率低。,2、FDDI网络 光纤分布数据接口（FDDI）是目前成熟的LAN技术中传输速率最高的一种。这种传输速率高达100Mb/s的网络技术所依据的标准是ANSIX3T9.5。该网络具有定时令牌协议的特性，支持多种拓扑结构，传输媒体为光纤。,使用光纤作为传输媒体具有多种优点： 、较长的传输距离，相邻站间的最大长度可达2KM，最大站间距离为200KM。、具有较大的带宽，FDDI的设计带宽为100Mb/s。、具有对电磁和射频干扰抑制能力，在传输过程中不受电磁和射频噪声的影响,也不影响其设备。、光纤可防止传输过程中被分接偷听，也杜绝了辐射波的窃听,因而是最安全的传输媒体。,3、ATM网络 异步传输模式（ATM），采用基于信元的异步传输模式和虚电路结构，根本上解决了多媒体的实时性及带宽问题。实现面向虚链路的点到点传输，它通常提供155Mbps的带宽。它既汲取了话务通讯中电路交换的“有连接”服务和服务质量保证，又保持了以太、FDDI等传统网络中带宽可变、适于突发性传输的灵活性，从而成为迄今为止适用范围最广、技