【正文】 擋 70%的通信 量進(jìn)入其他網(wǎng)段。 35 （ 2）延伸網(wǎng)絡(luò)的距離 使用中繼器和集線器擴(kuò)展局域網(wǎng)時(shí)要受網(wǎng)絡(luò)設(shè) 計(jì)標(biāo)準(zhǔn)中最大尺寸的限制，而網(wǎng)橋可以在更大 范圍內(nèi)擴(kuò)展局域網(wǎng)的距離。 （ 3）使用網(wǎng)橋互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的條件 網(wǎng)橋工作在數(shù)據(jù)鏈路層，可以連接第 1層和第 2 層使用相同或不同協(xié)議的多個(gè)網(wǎng)絡(luò)，但是 3層 以上應(yīng)當(dāng)使用相同或兼容的協(xié)議。 特別是 ，網(wǎng) 橋要使用數(shù)據(jù)幀頭部的物理地址，因此，使用 網(wǎng)橋互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)具有相同地址格式，如，以 太網(wǎng)和以太網(wǎng)的互聯(lián)，以太網(wǎng)和 36 （ 4）使用網(wǎng)橋設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)的要點(diǎn) 在使用網(wǎng)橋連接網(wǎng)絡(luò)時(shí)，要注意它在網(wǎng)絡(luò)中的 位置。例如，如果將客戶機(jī)和服務(wù)器分別放置 在兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)段中，而客戶機(jī)又需要經(jīng)常訪問(wèn)服 務(wù)器，這時(shí)若將網(wǎng)橋放置在客戶機(jī)和服務(wù)器所 在的兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)之間，將會(huì)帶來(lái)不好的通信效 果。 37 4. 網(wǎng)橋的分類(lèi) （ 1）按網(wǎng)橋硬件所處的位置分類(lèi) ? 內(nèi)部網(wǎng)橋：在服務(wù)器的內(nèi)部安裝，使用兩塊網(wǎng)卡加上相應(yīng)的軟件就可以組成內(nèi)部網(wǎng)橋。 ? 外部網(wǎng)橋：一般是專用的硬件設(shè)備。 （ 2）按網(wǎng)橋分布的地理范圍分類(lèi) ? 近程網(wǎng)橋：連接兩個(gè)相鄰的局域網(wǎng)段。 ? 遠(yuǎn)程網(wǎng)橋：連接兩個(gè)遠(yuǎn)程網(wǎng)段。此時(shí)，要使用兩個(gè)遠(yuǎn)程網(wǎng)橋，遠(yuǎn)程網(wǎng)橋要成對(duì)使用。 38 5. 網(wǎng)橋的應(yīng)用特點(diǎn) （ 1）優(yōu)點(diǎn) ? 網(wǎng)橋通過(guò)對(duì)不需要傳遞的數(shù)據(jù)進(jìn)行過(guò)濾來(lái)實(shí)現(xiàn)基于物理地址的網(wǎng)絡(luò)間的通信分段。 ? 網(wǎng)橋可以互聯(lián)兩個(gè)或多個(gè)網(wǎng)絡(luò)。也就是說(shuō)，網(wǎng)橋可以連接使用不同傳輸介質(zhì)、不同介質(zhì)訪問(wèn)控制方式、但高層協(xié)議相同或兼容的有條件同構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)。 ? 通過(guò)網(wǎng)橋的過(guò)濾性能，隔離了不需要傳播的信息。 39 （ 2）缺點(diǎn) ? 要求網(wǎng)絡(luò)層以上的協(xié)議相同或兼容。 ? 網(wǎng)橋會(huì)處理接收到的數(shù)據(jù)信息，從而降低網(wǎng)絡(luò)的性能。 ? 網(wǎng)橋傳遞所有的廣播信息，因此難以避免廣播風(fēng)暴。 ? 網(wǎng)橋沒(méi)有路徑選擇能力，在存在多路徑時(shí)，網(wǎng)橋只使用某一固定的路徑。 40 以太網(wǎng)交換機(jī) 1. 以太網(wǎng)交換機(jī)與集線器的異同 (1)不同之處 ①在 OSI/RM中，工作的層次不同。 ②工作原理不同。 ? 以太網(wǎng)交換機(jī)的工作原理 以太網(wǎng)交換機(jī)和網(wǎng)橋有很相似的工作原理。那 么交換機(jī)是怎樣決定將一個(gè)分組放到哪個(gè)輸出 端口上，才能把分組傳送到它應(yīng)該去的地方 呢？ 41 最常用的方法有兩種： ? 數(shù)據(jù)報(bào) 或 無(wú)連接 的方法。 ? 虛電路 或 面向連接 的方法。 ?源路由選擇。 下面分別介紹數(shù)據(jù)報(bào)和虛電路方法。 ①數(shù)據(jù)報(bào)方法 數(shù)據(jù)報(bào)方法的思想很簡(jiǎn)單，只需要確保每個(gè)分 組帶有足夠的信息，使得任何一個(gè)交換機(jī)都能 決定怎樣使它到達(dá)目的地，也就是說(shuō)，需要每 個(gè)分組都帶有完整的目的地址信息。 42 交換機(jī) 1 主機(jī) D 主機(jī) C 主機(jī) A 3 2 0 交換機(jī) 2 主機(jī) E 主機(jī) F 3 1 2 1 交換機(jī) 3 主機(jī) G 主機(jī) H 主機(jī) B 0 0 1 2 3 數(shù)據(jù)報(bào)轉(zhuǎn)發(fā)：示例網(wǎng)絡(luò) 目的地址 端 口 A B C D E F G H 3 0 3 3 2 1 0 0 交換機(jī) 2的轉(zhuǎn)發(fā)表 43 ② 虛電路方法 在虛電路方法中，一個(gè)主機(jī)把分組發(fā)送到另一 個(gè)主機(jī)的過(guò)程可以看成兩個(gè)階段：第一個(gè)階段 是 “ 建立連接 ” ，第二個(gè)階段是 “ 數(shù)據(jù)傳輸 ” 。 在建立連接階段，需要在源主機(jī)和目的主機(jī)之 間的每一個(gè)交換機(jī)上建立連接狀態(tài)。可以有兩 種方法來(lái)建立連接狀態(tài)：第一，由網(wǎng)絡(luò)管理員 配置連接狀態(tài)，這樣建立的虛電路是 “ 永久 的 ” —PVC，管理員可以刪除它。 44 第二，主機(jī)發(fā)送消息給網(wǎng)絡(luò)，建立連接狀態(tài)。 由于人工配置非常復(fù)雜，所以一般采用第二種 方法。 虛電路交換機(jī)的連接狀態(tài)由 VC表中的每個(gè)連 接記錄組成。一個(gè)連接記錄包括以下幾部分： ? 輸入接口，此 VC的分組從該接口到達(dá)。 ? 輸入 VCI，虛電路標(biāo)示，包含在每個(gè)到達(dá)的分組中。 ? 輸出接口，此 VC的分組從該接口離開(kāi)交換機(jī)。 ? 輸出 VCI，用于輸出分組。 45 交換機(jī) 1 主機(jī) D 主機(jī) C 主機(jī) A 3 2 0 交換機(jī) 2 主機(jī) E 主機(jī) F 3 1 2 1 交換機(jī) 3 主機(jī) G 主機(jī) H 主機(jī) B 0 0 1 2 3 5 11 7 4 4 11 5 46 由此可見(jiàn)： ?交換機(jī)具有過(guò)濾、學(xué)習(xí)功能，有些交換機(jī)還有差錯(cuò)控制的功能。 ?集線器則沒(méi)有這些功能，當(dāng)它檢測(cè)到某個(gè)以太網(wǎng)端口轉(zhuǎn)發(fā)來(lái)的數(shù)據(jù)幀時(shí)，它會(huì)直接將該數(shù)據(jù)幀發(fā)往其他所有的端口，這樣就會(huì)導(dǎo)致共享式局域網(wǎng)中的競(jìng)爭(zhēng)信道問(wèn)題，而且集線器不能保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐暾院驼_性。 47 ③ 網(wǎng)絡(luò)工作方式和沖突域不同 ?集線器采用廣播模式進(jìn)行工作，因此用集線器組成的網(wǎng)絡(luò)，它的沖突域是整個(gè)網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)較大時(shí)，網(wǎng)絡(luò)的性能會(huì)由于沖突的激增，而急劇下降。 ?交換機(jī)在工作的時(shí)候，只在發(fā)出請(qǐng)求的端口和目的端口之間進(jìn)行通信，不會(huì)影響其他端口，這樣就減少了信號(hào)在網(wǎng)絡(luò)上發(fā)生碰撞的機(jī)會(huì)。因此，它的沖突域是端口，只要各計(jì)算機(jī)不訪問(wèn)同一個(gè)端口，而且端口設(shè)置為全雙工就不會(huì)發(fā)生沖突。 48 ④ 節(jié)點(diǎn)享有的帶寬不同 ?共享式集線器的多個(gè)端口共享一條信道的帶寬，在同一時(shí)刻只能在兩個(gè)端口之間傳送數(shù)據(jù)。 ?交換機(jī)可以為每個(gè)端口的用戶或節(jié)點(diǎn)提供專用帶寬的通信信道，并允許多對(duì)節(jié)點(diǎn)用戶同時(shí)按端口的帶寬傳遞信息。 49 ⑤ 端口的通信模式不同。 ⑥邏輯拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)不同。 （ 2）相同之處 2. 有關(guān)交換機(jī)的基本概念 （ 1）交換機(jī)端口參數(shù)和類(lèi)型 ①單 /多 MAC地址的交換機(jī) ? 單 MAC地址交換機(jī)主要用于連接終端用戶的計(jì)算機(jī)，不能用來(lái)連接集線器。這類(lèi)端口被稱為專用端口。 ? 多 MAC地址交換機(jī)可用來(lái)連接集線器或其他交換機(jī)等多個(gè)用戶的共享設(shè)備。用于連接共享設(shè)備的端口稱為共享端口。 50 ② 端口密度：通常是指以太網(wǎng)交換機(jī)能夠提供的 10Mb/s的端口的數(shù)目，有時(shí)也定義為設(shè)備端口的數(shù)量。通常以太網(wǎng)交換機(jī)的端口密度為 8的倍數(shù)（ 8口、 16口、 24口和 32口等），所謂 16口，即該交換機(jī)可以提供 16個(gè) 10Mb/s的端口。 ③高速端口：主要用于連接高速設(shè)備。這類(lèi)端口又分為， 100Mb/s的專用端口和共享端口。 51 ④ 管理端口：在交換機(jī)上通常配置有管理端口，用來(lái)連接一個(gè)終端或計(jì)算機(jī)，通過(guò)這個(gè)終端或計(jì)算機(jī)對(duì)交換機(jī)的其他端口進(jìn)行配置，如，配置 VLAN等。 ⑤其他端口：擴(kuò)展端口，用于和其他類(lèi)型的網(wǎng)絡(luò)或介質(zhì)連接（ BNC、 AUI和光纖端口等）。 52 （ 2）背板帶寬 在交換機(jī)內(nèi)部也有 CPU、內(nèi)存和主板。只不過(guò) 這些部件都是為數(shù)據(jù)交換而設(shè)計(jì)的。 背板帶寬： 又稱為背板吞吐量。交換機(jī)中的背 板相當(dāng)于計(jì)算機(jī)中的主板，背板帶寬就相當(dāng)于 總線速率，它是交換機(jī)的接口處理器和數(shù)據(jù)總 線間所能吞吐的最大數(shù)據(jù)量。如，一臺(tái)背板帶 寬為 平均分配 100Mb/s的帶寬速率。 53 (3)MAC地址與支持 MAC地址的數(shù)量 ① MAC地址的作用 ② MAC地址的組成 ③ MAC地址的數(shù)量 交換機(jī)可以記憶連接端口上的計(jì)算機(jī)網(wǎng)卡的 MAC地址，但是這個(gè)連接數(shù)量是有限的。 比如，一臺(tái)標(biāo)識(shí)為 2K的交換機(jī)，當(dāng)其通過(guò)共享 端口，用 Hub或其他交換機(jī)來(lái)擴(kuò)展連接時(shí)，最 多可以連接 2048臺(tái)電腦或網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。 54 （ 4）交換機(jī)的類(lèi)型 ? 獨(dú)立式 ? 堆疊式 ? 模塊式 3. 選擇交換機(jī)的要點(diǎn) （ 1）按應(yīng)用規(guī)模選擇 （ 2）按采用的技術(shù)類(lèi)型選擇 （ 3）支持的 MAC地址數(shù)量選擇 55 網(wǎng)絡(luò)層的互聯(lián)設(shè)備 網(wǎng)絡(luò)層的互聯(lián)設(shè)備主要是路由器（ router)。 1. 路由器的基本概念 路由器的主要功能是接收來(lái)自各個(gè)端口的數(shù)據(jù) 分組，進(jìn)行路由選擇，并從合適的端口將接收 到的數(shù)據(jù)分組轉(zhuǎn)發(fā)出去。 路由器：用來(lái)連接多個(gè)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)，具有路由選 擇功能，網(wǎng)絡(luò)層使用可路由協(xié)議的，工作在 OSI/RM第 3層的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備。 56 （ 2）路由表 路由表：用來(lái)存儲(chǔ)所連接子網(wǎng)的狀態(tài)信息， 如，網(wǎng)絡(luò)上路由器的個(gè)數(shù)、相鄰路由器的名 字、網(wǎng)絡(luò)地址以及相鄰路由器之間的距離等 內(nèi)容。路由器在工作時(shí)，正是利用路由表來(lái) 進(jìn)行路由選擇，確定數(shù)據(jù)包的最佳轉(zhuǎn)發(fā)路 徑。常見(jiàn)的路由表有以下兩類(lèi)： 57 ? 靜態(tài)路由表 由系統(tǒng)管理員事先設(shè)置好的，固定不變的路由 表。它不會(huì)隨未來(lái)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的改變而改變。 ? 動(dòng)態(tài)路由表 它是一種可以根據(jù)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的運(yùn)行情況，自動(dòng) 調(diào)整的路由表。使用動(dòng)態(tài)路由表的路由器會(huì)根 據(jù)路由選擇協(xié)議提供的功能，自動(dòng)學(xué)習(xí)和記憶 網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行情況。 58 2. 路由器的工作原理 (1) IP地址及其規(guī)定 ? 編址方案 IP地址的結(jié)構(gòu)如上圖，每個(gè) IP地址由兩部分 組成： 網(wǎng)絡(luò)地址 （網(wǎng)絡(luò) ID或網(wǎng)絡(luò)編號(hào)）， 主 機(jī)地址 （主機(jī) ID或主機(jī)編號(hào)）。 在 IPv4中， IP地址由 32位二進(jìn)制比特位組 成，每 8位為一段，這樣可以分成 4段。 網(wǎng)絡(luò)地址 主機(jī)地址 59 為了便于記憶，每一段可以用一個(gè)十進(jìn)制數(shù)表 示，這樣一個(gè) 32位的 IP地址可以用 4個(gè)十進(jìn)制 數(shù)來(lái)表示，他們中間用 “ . ”分隔，稱為 “ 點(diǎn)分十 進(jìn)制 ” 表示方法。 例如： ，就是用點(diǎn)分十進(jìn)制 表示的 IP地址。 它的二進(jìn)制表示為： 11001010 01100111 00101111 00110100 60 ?網(wǎng)絡(luò)地址：用來(lái)辨認(rèn)或標(biāo)識(shí)一個(gè)網(wǎng)絡(luò)的。 ?主機(jī)地址：用來(lái)辨認(rèn)或標(biāo)識(shí)網(wǎng)絡(luò)中的每一臺(tái)采用 TCP/IP協(xié)議的主機(jī)的。 注意 ： 同一網(wǎng)絡(luò) 中的所有主機(jī)的 網(wǎng)絡(luò)地址都是 相同的 ，而 主機(jī)地址都不相同 。 ? IP地址的分類(lèi) IP地址的類(lèi)型反映了以下內(nèi)容： ?網(wǎng)絡(luò)地址使用哪些位。 61 ?主機(jī)地址使用哪些位。 ?每類(lèi)網(wǎng)絡(luò)中包含的網(wǎng)絡(luò)數(shù)目。 ?每類(lèi)網(wǎng)絡(luò)中可能包含的主機(jī)數(shù)目。 那么 IP地址主要分為 A、 B、 C、 D、 E五類(lèi)， 常用的是 A、 B， C三類(lèi)地址； D類(lèi)地址為組播 地址， E類(lèi)地址為保留地址，以備特殊用途。 62 A、 B、 C三類(lèi)地址的網(wǎng)絡(luò)號(hào)分別占用 2和 3個(gè)字節(jié)長(zhǎng)度。 A類(lèi)地址的網(wǎng)絡(luò)號(hào)的最高位為 0； B類(lèi)地址的網(wǎng)絡(luò)號(hào)的最高兩位為 10； C類(lèi)地 址的網(wǎng)絡(luò)號(hào)的最高三位為 110。它們主機(jī)號(hào)分 別占用 1個(gè)字節(jié)長(zhǎng)度。 實(shí)際上當(dāng)某個(gè)單位申請(qǐng) IP地址時(shí)，只是獲 得一個(gè)網(wǎng)絡(luò)號(hào)，各主機(jī)號(hào)則由單位自行分配。 63 ?A類(lèi)地址： 這樣 A類(lèi)地址的網(wǎng)絡(luò)號(hào)范圍為： 0000000001111111 用十