【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 能力。ATM還容許在源節(jié)點(diǎn)和目標(biāo)、節(jié)點(diǎn)建立多個(gè)虛擬鏈接，以保障足夠的帶寬和容錯(cuò)能力。ATM采用了統(tǒng)計(jì)時(shí)分電路進(jìn)行復(fù)用，因而能大大提高通道的利用率。ATM的帶寬可以達(dá)到25M、155M、622M甚至數(shù)Gb的傳輸能力。 3. 局域網(wǎng)交換機(jī)的選擇 局域網(wǎng)交換機(jī)是組成網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的核心設(shè)備。對(duì)用戶而言，局域網(wǎng)交換機(jī)最主要的指標(biāo)是端口的配置、數(shù)據(jù)交換能力、包交換速度等因素。因此，在選擇交換機(jī)時(shí)要注意以下事項(xiàng)： 1）交換端口的數(shù)量； 2）交換端口的類型； 3）系統(tǒng)的擴(kuò)充能力； 4）主干線連接手段； 5）交換機(jī)總交換能力； 6）是否需要路由選擇能力； 7）是否需要熱切換能力； 8）是否需要容錯(cuò)能力； 9）能否與現(xiàn)有設(shè)備兼容，順利銜接； 10）網(wǎng)絡(luò)管理能力。 4. 交換機(jī)應(yīng)用中幾個(gè)值得注意的問題 1)．交換機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的瓶頸問題 交換機(jī)本身的處理速度可以達(dá)到很高，用戶往往迷信廠商宣傳的Gbps級(jí)的高速背板。其實(shí)這是一種誤解，連接入網(wǎng)的工作站或服務(wù)器使用的網(wǎng)絡(luò)是以大網(wǎng)，它遵循CSMA／CD介質(zhì)訪問規(guī)則。在當(dāng)前的客戶／服務(wù)器模式的網(wǎng)絡(luò)中多臺(tái)工作站會(huì)同時(shí)訪問服務(wù)器，因此非常容易形成服務(wù)器瓶頸。有的廠商已經(jīng)考慮到這一點(diǎn)，在交換機(jī)中設(shè)計(jì)了一個(gè)或多個(gè)高速端口（如3COM的Linkswitch1000可以配置一個(gè)或兩個(gè)100Mbps端口），方便用戶連接服務(wù)器或高速主干網(wǎng)。用戶也可以通過設(shè)計(jì)多臺(tái)服務(wù)器（進(jìn)行業(yè)務(wù)劃分）或追加多個(gè)網(wǎng)卡來消除瓶頸。交換機(jī)還可支持生成樹算法，方便用戶架構(gòu)容錯(cuò)的冗余連接。 2)．網(wǎng)絡(luò)中的廣播幀 　　目前廣泛使用的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)有Netware、Windows NT等，而Lan Server的服務(wù)器是通過發(fā)送網(wǎng)絡(luò)廣播幀來向客戶機(jī)提供服務(wù)的。這類局域網(wǎng)中廣播包的存在會(huì)大大降低交換機(jī)的效率，這時(shí)可以利用交換機(jī)的虛擬網(wǎng)功能（并非每種交換機(jī)都支持虛擬網(wǎng)）將廣播包限制在一定范圍內(nèi)。 每臺(tái)文交換機(jī)的端口都支持一定數(shù)目的MAC地址，這樣交換機(jī)能夠“記憶”住該端口一組連接站點(diǎn)的情況，廠商提供的定位不同的交換機(jī)端口支持MAC數(shù)也不一樣，用戶使用時(shí)一定要注意交換機(jī)端口的連接端點(diǎn)數(shù)。如果超過廠商給定的MAC數(shù)，交換機(jī)接收到一個(gè)網(wǎng)絡(luò)幀時(shí)，只有其目的站的MAC地址不存在于該交換機(jī)端口的MAC地址表中，那么該幀會(huì)以廣播方式發(fā)向交換機(jī)的每個(gè)端口。 路由器路由器（Router）是用于連接多個(gè)邏輯上分開的網(wǎng)絡(luò)。邏輯網(wǎng)絡(luò)是指一個(gè)單獨(dú)的網(wǎng)絡(luò)或一個(gè)子網(wǎng)。當(dāng)數(shù)據(jù)從一個(gè)子網(wǎng)傳輸?shù)搅硪粋€(gè)子網(wǎng)時(shí)，可通過路由器來完成。因此，路由器具有判斷網(wǎng)絡(luò)地址和選擇路徑的功能，它能在多網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)環(huán)境中建立靈活的連接，可用完全不同的數(shù)據(jù)分組和介質(zhì)訪問方法連接各種子網(wǎng)。路由器是屬于網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用層的一種互聯(lián)設(shè)備，只接收源站或其他路由器的信息，它不關(guān)心各子網(wǎng)使用的硬件設(shè)備，但要求運(yùn)行與網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議相一致的軟件。路由器分本地路由器和遠(yuǎn)程路由器，本地路由器是用來連接網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)的，如光纖、同軸電纜和雙絞線；遠(yuǎn)程路由器是用來與遠(yuǎn)程傳輸介質(zhì)連接并要求相應(yīng)的設(shè)備，如電話線要配調(diào)制解調(diào)器，無線要通過無線接收機(jī)和發(fā)射機(jī)。1. 路徑表 一般說來，異種網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)與多個(gè)子網(wǎng)互聯(lián)都應(yīng)采用路由器來完成。路由器的主要工作就是為經(jīng)過路由器的每個(gè)數(shù)據(jù)幀尋找一條最佳傳輸路徑，并將該數(shù)據(jù)有效地傳送到目的站點(diǎn)。由此可見，選擇最佳路徑的策略即路由算法是路由器的關(guān)鍵所在。為了完成；這項(xiàng)工作，在路由器中保存著各種傳輸路徑的相關(guān)數(shù)據(jù)路徑表（Routing Table），供路由選擇；時(shí)使用。路徑表中保存著子網(wǎng)的標(biāo)志信息、網(wǎng)上路由器的個(gè)數(shù)和下一個(gè)路由器的名字等內(nèi)容。路徑表可以是由系統(tǒng)管理員固定設(shè)置好的，也可以由系統(tǒng)動(dòng)態(tài)修改，可以由路由器自動(dòng)調(diào)整，也可以由主機(jī)控制。1)．靜態(tài)路徑表 由系統(tǒng)管理員事先設(shè)置好固定的路徑表稱之為靜態(tài)（static）路徑表，一般是在系統(tǒng)安裝時(shí)就根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的配置情況預(yù)先設(shè)定的，它不會(huì)隨未來網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的改變而改變。2)．動(dòng)態(tài)路徑表動(dòng)態(tài)（Dynamic）路徑表是路由器根據(jù)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的運(yùn)行情況而自動(dòng)調(diào)整的路徑表。路由器根據(jù)路由選擇協(xié)議（Routing Protocol）提供的功能，自動(dòng)學(xué)習(xí)和記憶網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行情況，在需要時(shí)自動(dòng)計(jì)算數(shù)據(jù)傳輸?shù)淖罴崖窂健?. 路由器的結(jié)構(gòu)1).路由器的體系結(jié)構(gòu) 從體系結(jié)構(gòu)上看，路由器可以分為第一代單總線單CPU結(jié)構(gòu)路由器、第二代單總線主從CPU結(jié)構(gòu)路由器、第三代單總線對(duì)稱式多CPU結(jié)構(gòu)路由器；第四代多總線多CPU結(jié)構(gòu)路由器、第五代共享內(nèi)存式結(jié)構(gòu)路由器、第六代交叉開關(guān)體系結(jié)構(gòu)路由器和基于機(jī)群系統(tǒng)的路由器等多類。2).路由器的構(gòu)成 路由器具有四個(gè)要素：輸入端口、輸出端口、交換開關(guān)和路由處理器。 輸入端口是物理鏈路和輸入包的進(jìn)口處。端口通常由線卡提供，一塊線卡一般支持8或16個(gè)端口，一個(gè)輸入端口具有許多功能。第一個(gè)功能是進(jìn)行數(shù)據(jù)鏈路層的封裝和解封裝。第二個(gè)功能是在轉(zhuǎn)發(fā)表中查找輸入包目的地址從而決定目的端口（稱為路由查找），路由查找可以使用一般的硬件來實(shí)現(xiàn)，或者通過在每塊線卡上嵌入一個(gè)微處理器來完成。第三，為了提供QoS（服務(wù)質(zhì)量），端口要對(duì)收到的包分成幾個(gè)預(yù)定義的服務(wù)級(jí)別。第四，端口可能需要運(yùn)行諸如SLIP（串行線網(wǎng)際協(xié)議）和PPP（點(diǎn)對(duì)點(diǎn)協(xié)議）這樣的數(shù)據(jù)鏈路級(jí)協(xié)議或者諸如PPTP（點(diǎn)對(duì)點(diǎn)隧道協(xié)議）這樣的網(wǎng)絡(luò)級(jí)協(xié)議。一旦路由查找完成，必須用交換開關(guān)將包送到其輸出端口。如果路由器是輸入端加隊(duì)列的，則有幾個(gè)輸入端共享同一個(gè)交換開關(guān)。這樣輸入端口的最后一項(xiàng)功能是參加對(duì)公共資源（如交換開關(guān)）的仲裁協(xié)議。 交換開關(guān)可以使用多種不同的技術(shù)來實(shí)現(xiàn)。迄今為止使用最多的交換開關(guān)技術(shù)是總線、交叉開關(guān)和共享存貯器。最簡(jiǎn)單的開關(guān)使用一條總線來連接所有輸入和輸出端口，總線開關(guān)的缺點(diǎn)是其交換容量受限于總線的容量以及為共享總線仲裁所帶來的額外開銷。交叉開關(guān)通過開關(guān)提供多條數(shù)據(jù)通路，具有NN個(gè)交叉點(diǎn)的交叉開關(guān)可以被認(rèn)為具有2N條總線。如果一個(gè)交叉是閉合，輸入總線上的數(shù)據(jù)在輸出總線上可用，否則不可用。交叉點(diǎn)的閉合與打開由調(diào)度器來控制，因此，調(diào)度器限制了交換開關(guān)的速度。在共享存貯器路由器中，進(jìn)來的包被存貯在共享存貯器中，所交換的僅是包的指針，這提高了交換容量，但是，開關(guān)的速度受限于存貯器的存取速度。盡管存貯器容量每18個(gè)月能夠翻一番，但存貯器的存取時(shí)間每年僅降低5%，這是共享存貯器交換開關(guān)的一個(gè)固有限制。 輸出端口在包被發(fā)送到輸出鏈路之前對(duì)包存貯，可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的調(diào)度算法以支持優(yōu)先級(jí)等要求。與輸入端口一樣，輸出端口同樣要能支持?jǐn)?shù)據(jù)鏈路層的封裝和解封裝，以及許多較高級(jí)協(xié)議。 路由處理器計(jì)算轉(zhuǎn)發(fā)表實(shí)現(xiàn)路由協(xié)議，并運(yùn)行對(duì)路由器進(jìn)行配置和管理的軟件。同時(shí)，它還處理那些目的地址不在線卡轉(zhuǎn)發(fā)表中的包。 3. 路由器的類型 互聯(lián)網(wǎng)各種級(jí)別的網(wǎng)絡(luò)中隨處都可見到路由器。接入網(wǎng)絡(luò)使得家庭和小型企業(yè)可以連接到某個(gè)互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)提供商；企業(yè)網(wǎng)中的路由器連接一個(gè)校園或企業(yè)內(nèi)成千上萬的計(jì)算機(jī)；骨干網(wǎng)上的路由器終端系統(tǒng)通常是不能直接訪問的，它們連接長(zhǎng)距離骨干網(wǎng)上的ISP和企業(yè)網(wǎng)絡(luò)?；ヂ?lián)網(wǎng)的快速發(fā)展無論是對(duì)骨干網(wǎng)、企業(yè)網(wǎng)還是接入網(wǎng)都帶來了不同的挑戰(zhàn)。骨干網(wǎng)要求路由器能對(duì)少數(shù)鏈路進(jìn)行高速路由轉(zhuǎn)發(fā)。企業(yè)級(jí)路由器不但要求端口數(shù)目多、價(jià)格低廉，而且要求配置起來簡(jiǎn)單方便，并提供QoS。1)．接入路由器 接入路由器連接家庭或ISP內(nèi)的小型企業(yè)客戶。接入路由器已經(jīng)開始不只是提供SLIP或PPP連接，還支持諸如PPTP和IPSec等虛擬私有網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。這些協(xié)議要能在每個(gè)端口上運(yùn)行。諸如ADSL等技術(shù)將很快提高各家庭的可用帶寬，這將進(jìn)一步增加接入路由器的負(fù)擔(dān)。由于這些趨勢(shì)，接入路由器將來會(huì)支持許多異構(gòu)和高速端口，并在各個(gè)端口能夠運(yùn)行多種協(xié)議，同時(shí)還要避開電話交換網(wǎng)。2)．企業(yè)級(jí)路由器 企業(yè)或校園級(jí)路由器連接許多終端系統(tǒng)，其主要目標(biāo)是以盡量便宜的方法實(shí)現(xiàn)盡可能多的端點(diǎn)互聯(lián)，并且進(jìn)一步要求支持不同的服務(wù)質(zhì)量。許多現(xiàn)有的企業(yè)網(wǎng)絡(luò)都是由Hub或網(wǎng)橋連接起來的以太網(wǎng)段。盡管這些設(shè)備價(jià)格便宜、易于安裝、無需配置，但是它們不支持服務(wù)等級(jí)。相反，有路由器參與的網(wǎng)絡(luò)能夠?qū)C(jī)器分成多個(gè)碰撞域，并因此能夠控制一個(gè)網(wǎng)絡(luò)的大小。此外，路由器還支持一定的服務(wù)等級(jí)，至少允許分成多個(gè)優(yōu)先級(jí)別。但是路由器的每端口造價(jià)要貴些，并且在能夠使用之前要進(jìn)行大量的配置工作。因此，企業(yè)路由器的成敗就在于是否提供大量端口且每端口的造價(jià)很低，是否容易配置，是否支持QoS。另外還要求企業(yè)級(jí)路由器有效地支持廣播和組播。企業(yè)網(wǎng)絡(luò)還要處理歷史遺留的各種LAN技術(shù)，支持多種協(xié)議，包括IP、IPX和Vine。它們還要支持防火墻、包過濾以及大量的管理和安全策略以及VLAN。3)．骨干級(jí)路由器 骨干級(jí)路由器實(shí)現(xiàn)企業(yè)級(jí)網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)。對(duì)它的要求是速度和可靠性，而代價(jià)則處于次要地位。硬件可靠性可以采用電話交換網(wǎng)中使用的技術(shù)，如熱備份、雙電源、雙數(shù)據(jù)通路等來獲得。這些技術(shù)對(duì)所有骨干路由器而言差不多是標(biāo)準(zhǔn)的。骨干IP路由器的主要性能瓶頸是在轉(zhuǎn)發(fā)表中查找某個(gè)路由所耗的時(shí)間。當(dāng)收到一個(gè)包時(shí)，輸入端口在轉(zhuǎn)發(fā)表中查找該包的目的地址以確定其目的端口，當(dāng)包越短或者當(dāng)包要發(fā)往許多目的端口時(shí)，勢(shì)必增加路由查找的代價(jià)。因此，將一些常訪問的目的端口放到緩存中能夠提高路由查找的效率。不管是輸入緩沖還是輸出緩沖路由器，都存在路由查找的瓶頸問題。除了性能瓶頸問題，路由器的穩(wěn)定性也是一個(gè)常被忽視的問題。4)．太比特路由器 在未來核心互聯(lián)網(wǎng)使用的三種主要技術(shù)中，光纖和DWDM都已經(jīng)是很成熟的并且是現(xiàn)成的。如果沒有與現(xiàn)有的光纖技術(shù)和DWDM技術(shù)提供的原始帶寬對(duì)應(yīng)的路由器，新的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施將無法從根本上得到性能的改善，因此開發(fā)高性能的骨干交換/路由器（太比特路由器）已經(jīng)成為一項(xiàng)迫切的要求。太比特路由器技術(shù)現(xiàn)在還主要處于開發(fā)實(shí)驗(yàn)階段。 在一個(gè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，當(dāng)連接不同類型而協(xié)議差別又較大的網(wǎng)絡(luò)時(shí)，則要選用網(wǎng)關(guān)設(shè)備。網(wǎng)關(guān)的功能體現(xiàn)在OSI模型的最高層，它將協(xié)議進(jìn)行轉(zhuǎn)換，將數(shù)據(jù)重新分組，以便在兩個(gè)不同類型的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)之間進(jìn)行通信。由于協(xié)議轉(zhuǎn)換是一件復(fù)雜的事，一般來說，網(wǎng)關(guān)只進(jìn)行一對(duì)一轉(zhuǎn)換，或是少數(shù)幾種特定應(yīng)用協(xié)議的轉(zhuǎn)換，網(wǎng)關(guān)很難實(shí)現(xiàn)通用的協(xié)議轉(zhuǎn)換。用于網(wǎng)關(guān)轉(zhuǎn)換的應(yīng)用協(xié)議有電子郵件、文件傳輸和遠(yuǎn)程工作站登錄等。　　網(wǎng)關(guān)和多協(xié)議路由器（或特殊用途的通信服務(wù)器）組合在一起可以連接多種不同的系統(tǒng)。　　和網(wǎng)橋一樣網(wǎng)關(guān)可以是本地的，也可以是遠(yuǎn)程的?！　∧壳?，網(wǎng)關(guān)已成為網(wǎng)絡(luò)上每個(gè)用戶都能訪問大型主機(jī)的通用工具。第二章 局域網(wǎng)技術(shù)基礎(chǔ) 以太網(wǎng)分類通常我們所說的以太網(wǎng)主要是指以下三種不同的局域網(wǎng)技術(shù)：以太網(wǎng)/IEEE ——采用同軸電纜作為網(wǎng)絡(luò)媒體，傳輸速率達(dá)到10Mbps；100Mbps以太網(wǎng)——又稱為快速以太網(wǎng)，采用雙絞線作為網(wǎng)絡(luò)媒體，傳輸速率達(dá)到100Mbps；1000Mbps以太網(wǎng)——又稱為千兆以太網(wǎng)，采用光纜或雙絞線作為網(wǎng)絡(luò)媒體，傳輸速率達(dá)到1000Mbps（1Gbps）以太網(wǎng)以其高度靈活，相對(duì)簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)的特點(diǎn)，成為當(dāng)今最重要的一種局域網(wǎng)建網(wǎng)技術(shù)。雖然其它網(wǎng)絡(luò)技術(shù)也曾經(jīng)被認(rèn)為可以取代以太網(wǎng)的地位，但是絕大多數(shù)的網(wǎng)絡(luò)管理人員仍然把將以太網(wǎng)作為首選的網(wǎng)絡(luò)解決方案。為了使以太網(wǎng)更加完善，解決所面臨的各種問題和局限，一些業(yè)界主導(dǎo)廠商和標(biāo)準(zhǔn)制定組織不斷的對(duì)以太網(wǎng)規(guī)范做出修訂和改進(jìn)。也許，有的人會(huì)認(rèn)為以太網(wǎng)的擴(kuò)展性能相對(duì)較差，但是以太網(wǎng)所采用的傳輸機(jī)制仍然是目前網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹匾A(chǔ)。 以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展，標(biāo)志著以太網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的起步，同時(shí)也標(biāo)志著符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)、具有高度互通性的以太網(wǎng)產(chǎn)品的面世。，采用載波偵聽多路訪問/沖突檢測(cè)（簡(jiǎn)稱為CSMA/MD）介質(zhì)存取控制（簡(jiǎn)稱為MAC）協(xié)議在共享介質(zhì)上傳輸數(shù)據(jù)的技術(shù)。不久以太網(wǎng)產(chǎn)品在局域網(wǎng)中得到了廣泛的應(yīng)用。1990年，為了提高網(wǎng)絡(luò)帶寬，一種能同時(shí)提供多條傳輸路徑的以太網(wǎng)設(shè)備出現(xiàn)了，這就是以太網(wǎng)交換機(jī)，它標(biāo)志著以太網(wǎng)從共享時(shí)代進(jìn)入了交換時(shí)代。以太網(wǎng)交換機(jī)是一個(gè)多端口網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，不僅將競(jìng)爭(zhēng)信道的端口數(shù)減少到2個(gè)，還支持在幾個(gè)端口同時(shí)傳輸數(shù)據(jù)，因此，它的出現(xiàn)，改變了共享式集線器多個(gè)端口共享10Mbps帶寬的局面，顯著地提高了網(wǎng)絡(luò)的整體帶寬。1993年，全雙工以太網(wǎng)的出現(xiàn)，又改變了以太網(wǎng)半雙工的工作模式，不僅使以太網(wǎng)的傳輸速度又翻了一番，徹底解決了多個(gè)端口的信道競(jìng)爭(zhēng)。1995年3月，標(biāo)志著以100Mbps的速度運(yùn)行的快速以太網(wǎng)時(shí)代的來臨。1998年6月，又使以太網(wǎng)進(jìn)入到了高速網(wǎng)絡(luò)的行列，運(yùn)行速度達(dá)到了1000Mbps（即1Gbps）。因此，我們已經(jīng)可以聽到高速以太網(wǎng)時(shí)代（或稱為千兆位以太網(wǎng)時(shí)代）到來的腳步聲，以快速以太網(wǎng)連接桌面，高速以太網(wǎng)連接核心的高速局域網(wǎng)的輪廓也已依稀可見了。 以太網(wǎng)速度的發(fā)展以太網(wǎng)從出現(xiàn)至今，僅僅經(jīng)過不到20年的發(fā)展時(shí)間，其運(yùn)行速度卻提高了兩個(gè)數(shù)量級(jí)，從10Mbps到100Mbps到了1000Mbps，乃至最近出現(xiàn)的10Gbps的以太網(wǎng)原型，這是一個(gè)非常令人心動(dòng)的變革。以太網(wǎng)低廉的端口價(jià)格和優(yōu)越的性能，使得以太網(wǎng)在不到20年的發(fā)展時(shí)間里，占據(jù)了整個(gè)局域網(wǎng)市場(chǎng)的85％左右，從而使得CSMA/MD協(xié)議在局域網(wǎng)協(xié)議中居于統(tǒng)治地位，成了局域網(wǎng)協(xié)議的事實(shí)標(biāo)準(zhǔn)，也使得以太網(wǎng)成了局域網(wǎng)的代名詞。事實(shí)上，以太網(wǎng)提高的兩個(gè)數(shù)量級(jí)的這個(gè)速度是其在介質(zhì)上傳輸數(shù)據(jù)的實(shí)際速度，并不是以太網(wǎng)傳輸有用數(shù)據(jù)的速度。無論是以太網(wǎng)、快速以太網(wǎng)，還是高速以太網(wǎng)，MAC層協(xié)議采用相同的CSMA/MD協(xié)議，（）傳輸數(shù)據(jù)。前導(dǎo)位PR幀起始位SD目的IP地址DA源IP地址SA62bit2bit48bit48bit16bit=1500字節(jié)DATA小于46字節(jié)補(bǔ)062bit數(shù)據(jù)域DATA填充PAD類型TYPE/長(zhǎng)度LEN校驗(yàn)FCS 以太網(wǎng)這種采用相同的協(xié)議和傳輸幀結(jié)構(gòu)，使得以太網(wǎng)在對(duì)已有投資的保護(hù)基礎(chǔ)