【導讀】計算機網絡是計算機技術和通信技術的結合。線路傳遞信息，共享軟件、硬件和數據等資源。備，工作變得更加快捷和方便。圖1-2為多用戶共享打印機示意圖。網絡用戶可以直接共享幾乎所有類型的數據，將紙頁和軟盤的傳遞量降到最低。程序，B計算機再將執(zhí)行結果返回A計算機。支，而且可以保證網絡用戶使用的應用程序的版本、配置等是完全一致的。以簡化維護、培訓等過程，而且可以保證數據的一致性。例如，通過使用統一的、版本號相同的字處理軟件，這些手段改變了人們的生活方式，為企業(yè)。廣域網也稱為遠程網，為規(guī)模最大的網絡。距離極長，連接速度通常低于局域網或城域網，使用的設備也相當昂貴。城域網可視為數個局域網相連而成。的規(guī)則、標準或約定稱為網絡協議。網絡協議通常由語義、語法和定時關系3部分組成。雙方實現第N層功能所遵守的共同規(guī)則。下層為上層服務。

　　

【正文】 除。 （ 4）如何過濾信息 ? 目的：隔離本地信息，避免不必要的數據流動。 ? 方法：利用端口 /MAC 地址映射表和幀的目的地址決定是否轉發(fā)或轉發(fā)到何處。 注意：如果地址表中不存在幀的目的地址，交換機則需要向除接收端口以外的所有端口轉發(fā)。 考慮： CSMA/CD 對交換機是否適用？對用交換機組建的以太網是否適用？ 交換機的工作方式 — 數據如何交換 直接交換 過程：在端口 /MAC 地址映射表中查 找信息幀的目的地址，找到立即轉發(fā)。 優(yōu)點：時間延遲小。 缺點：不支持不同輸入 / 輸出速率的端口之間的數據轉發(fā)。 存儲轉發(fā)方式 過程：完整地接收整個數據 監(jiān)測 — 〉查目的地址 — 〉轉發(fā) 優(yōu)點：可靠性高。 缺點：時間延遲大。 改進的直接交換 — 混合方式 過程：接收到數據的前 64 個字節(jié)后，判斷頭部字段是否正確，正確則轉發(fā)。 優(yōu)點：可靠性、時間延遲小。 地址學習 以 太網交換機是利用 “ 地址學習 ” 法來動態(tài)建立和維護端口 /MAC 地址映射表的。而以太網交換機的地址學習是通過讀取幀的源地址并記錄幀進入交換機的端口進行的。當得到 MAC 地址與端口的對應關系后，交換機將檢查地址映射表中是否已經存在該對應關系。如果不存在，交換機就將該對應關系添加到地址映射表；如果以存在，交換機就將更新該表項。因此，在以太網交換機中，地址是動態(tài)學習的。只要某個節(jié)點發(fā)送了信息，交換機就能捕獲到它的 MAC 地址與其所在的端口之間的對應關系。 在每次添加或更新地址映射表的表項時，添 加或更改的表項都不得被賦予一個計時器，使得該端口與 MAC 地址的對應關系能夠存儲一段時間。如果在計時器溢出之前內沒有再次捕獲到該端口與 MAC 地址的對應關系，該表項將被交換機刪除。這樣，通過移走過時的或老的表項，交換機維護了一個精確且有用的地址映射表。 通信過濾 端口 /MAC 地址映射表建立之后，交換機起就可以利用它對通過的信息進行過濾了。以太網交換機在地址學習的同時還 檢查每個幀 ，并 基于幀的目的地址作出是否轉發(fā)或轉發(fā)到何處的決定 。 圖 顯示了兩個以太網 和兩臺計算機通過以太網交換機相互連接的示意圖。通過一段時間的地址學習，交換機形成了圖 所示的端口 /MAC 地址映射表。 圖 交換機通信過濾 假設站點 A 要向站點 F 發(fā)送數據，因為站點 A 通過集線器連接到交換機的端口 1，所以，交換機從端口 1 讀入數據，并通過地址映射表決定將該數據轉發(fā)到哪個端口。在圖 所示的地址映射表中，站點 F 與端口 4 相連。于是，交換機將信息轉發(fā)到端口 4，不再向端口 端口 2 和端口 3 轉發(fā)。 假設站點 A 需要向站點 C 發(fā)送數據，交換機同樣在端口 1 接受 數據。通過搜索地址映射表，交換機發(fā)現站點 C 與端口 1 相連，與發(fā)送的源站點處于同一端口。遇到這種情況，交換機不在發(fā)送，簡單地將信息拋棄，數據信息被限制在本地流動。 16 生成樹協議 集線器可以按照水平或樹型結構方式進行級聯，但不能出現環(huán)路，否則發(fā)送的數據將在網中無休止地循環(huán)，造成整個網絡的癱瘓。而圖 所示的具有環(huán)路的交換機級聯網絡卻是可以正常工作的。 這是因為以太網交換機除了按照上面所描述的轉發(fā)機制對信息進行轉發(fā)外，還執(zhí)行生成樹協議 (spanning tree protocol)。交換機通過實現生成樹協議，可以相互交換信息，并利用這些信息將網絡中的某些環(huán)路斷開，從而在邏輯上形成一種樹型結構。交換機按照這種邏輯結構轉發(fā)信息，保證網絡上發(fā)送的信息不會繞環(huán)旋轉。圖 中的具有環(huán)路的網絡形成的樹型無環(huán)路邏輯結構如圖 所示。交換機的信息轉發(fā)是沿著這棵樹進行的。 圖 具有環(huán)路的交換機級聯 虛擬局域網 VLAN 什么是 VLAN ？ 虛擬局域網 (VLAN ,virtural LAN) 其實可以說是交換式技術的高級應用。所謂虛擬局域網就是將局域網的用戶或節(jié)點劃分成若干個 “ 邏輯工作組 ” ，而這些邏輯組的劃分不用考慮局域網上用戶或節(jié)點所處的物理位置，而是只是考慮用戶或節(jié)點功能、部門、應用等因素。通常，通過以太網交換機就可以配制 VLAN 。 圖 數據轉 發(fā)使用的邏輯樹型結構 共享式以太網與 VALN 工作過程： 交換機在 MAC 地址表中查找數據幀中的目的 MAC 地址，如果找到（同時還要確保報文的入 VLAN 和出 VLAN 是一致的），就將該數據幀發(fā)送到相應的端口，如果找不到，就向（ VLAN 內）所有的端口發(fā)送；如果交換機收到的報文中源 MAC 地址和目的 MAC 地址所在的端口相同，則丟棄該報文；交換機向（ VLAN 內）入端口以外的其它所有端口轉發(fā)廣播報文。 組建 VLAN 的條件： （ 1） VLAN 是建立在物理網絡基礎上的一種邏輯子網，當網絡中的不同 VLAN 間進行相互通信時，需要路由的支持，路由器，也可采用三層交換機來完成。 （ 2）利用以太網交換機就可以配置 VLAN 。 在傳統的局域網中，通常一個網段可以是一個邏輯工作組。工作組與工作組之間通過交換機（或路由器）等互聯設備交換數據，如圖 47 （ a ）所示。邏輯工作組的組成受到了站點所在網段物理位置的限制。邏輯工作組或物理位置的變動都需要重新進行物理連接。 虛擬局域網 VLAN 建立在局域網交換機之上，它以軟件方式實現邏輯工作組的劃分與管理，邏輯工作組的站點組成不受物理位置的限制，如圖 （ b ）所示。同一邏輯工作組的成員可以不必連接在同一個物理網段上。只要以太網交換機是互聯的，它們既可以 連接在同一個局域網交換機上，也可以連接在不同的局域網交換機上。當一個站點從一個邏輯工作組轉移到另一個邏輯工作組時，只需要通過軟件設定，而不需要改變它在網絡中的物理位置；當一個站點從一個物理位置移動到另一個物理位置時（例如 3 樓的計算機需要移動到 1 樓），只要將該計算機接入另一臺交換機（例如 1 樓的交換機），通過交換機軟件設置，這臺計算機還可以成為原工作組的一員。同一個邏輯工作組的站點可以分布在不同的物理網段上，但是它們之間的通信就像在同一個物理網段上一樣。 VLAN 的組網方法 VLAN 的劃分可以只根據功能、部門或應用而不許考慮用戶的物理位置。以太網交換機的每個端口都可以分配給一個 VLAN 。分配給同一個 VLAN 的端口共享廣播域（一個站點發(fā)送希望所有站點接受的廣播信息，同一 VLAN 中的所有站點都可以聽到），分配給不同的 VLAN 的端口不共享廣播域，這將全面提高網絡的性能。 1. 靜態(tài) VLAN 17 靜態(tài) VLAN 就是靜態(tài)地將以太網交換機上的一些端口劃分給一個 VLAN 。這些端口一直保持這種配置關系直到人工再次改變它們。 在圖 所 示的 VLAN 配置中，以太網交換機端口 1 、 2 、 6 和 7 組成 VLAN1, 端口 3 、 4 、 5 組成 VLAN2. 2. 動態(tài) VLAN 所謂的 動態(tài) VLAN 是指交換機上的 VLAN 端口是動態(tài)分配的。通常，動態(tài)分配的原則以 MAC 地址、邏輯地址或數據包的協議類型為基礎。 如果以 MAC 地址為基礎分配 VLAN ，網絡管理員可以通過指定有哪些 MAC 地址的計算機屬于哪一個 VLAN 進行配置，不管這些計算機連接到哪個交換機的端口，它都屬于設定的 VLAN 。這樣，如果計算機從一個位置移動到另一個位置，連接的端口從一個換到另一個，只要計算機的 MAC 地址不變（計 算機使用的網卡不變），它仍 屬于原 VLAN 的成員，無須網絡管理員對交換機軟件進行重新配置。 VLAN 的優(yōu)點 減少網絡管理開銷 部門重組和人員流動是網絡管理員最頭疼的事情之一，也是網絡管理的最大開銷之一。在有些情況下，部門重組和人員流動不但需要重新布線，而且需要重新配置網絡設備。 VLAN 技術為控制這些改變和減少網絡設備的重新配置提供了一個行 之有效的方法。當 VLAN 的站點從一個位置移到到另一個位置時，只要它們還在同一個 VLAN 中并且仍可以連接到交換機端口，則這些站點本身就不用改變。位置的改變只要簡單地將站點插到另一個交換機端口并對該端口進行配置就可。 控制廣播活動 一個 VLAN 中的廣播流量不會傳輸到該 VLAN 之外，鄰近的端口和 VLAN 也不會收到其他 VLAN 產生的任何廣播信息，如圖 所示。 VLAN 越小， VLAN 中受廣播活動影響的用戶越少。這種配置方式大大地減少了廣播流量，為用戶的實 際流量釋放了帶寬，彌補了局域網易受廣播風暴影響的弱點。 圖 利用 VLAN 限制廣播包的傳播范圍 提供較好的網絡安全性 在網絡應用中，經常有機密和重要的數據在局域網傳遞。機密數據通過對存取加以限制來實現其安全性。傳統的共享式以太網一個很嚴重的安全問題是它很容易被穿透。因為網上任一節(jié)點都需要偵聽共享信道上的所有信息，所以，通過插接到集線器的一個活動端口，用戶就可以獲得該段內所有流動的信息。網絡規(guī)模越大，安全性就越差。 提高安全性的一個經濟實惠和易于管理的技術就 是利用 VLAN 將局域網分成多個廣播域。因為 VLAN 上的信息流（不論是單播信息流還是廣播信息流）都不會流入另一個 VLAN ，因此，通過適當地配置 VLAN 和該 VLAN 與外界的連接，就可以提高網絡的安全性。 例如：將單位各部門的網線分別接在不同的交換機上，然后將交換機劃分成不同的工作組，并設置財務部的交換機組僅接受管理部的交換機組所送過來的數據。如此一來，就算有人盜取了財務部某人的賬號，也必須使用財務部或是管理部的計算機，才能訪問財務部的數據。 利用現有的集線器以節(jié)省開支 目前，網絡中的很多集線器已被以太網交換機所取代。但這些集線器在許多現存的網絡中仍具有實用價值。網絡管理員可以將現存的集線器連接到以太網交換機以節(jié)省開支。 連接到一個交換機端口上的集線器只能分配給同一個 VALN ，如圖 所示。共享一個集線器的所有站點被分配給相同的 VALN 組。如果需要將 VALN 組中的一臺計算機連接到其他 VALN 組，必須將計算機重新連接到相應的集線器上。 圖 集線器與交換機的連接 第 5 章 網絡互聯的基本概念 教學目標 通過本章的學習，掌握網絡互連的意義、作用和解決方案，理解 IP 網絡的工作原理，了解 IP 層提供的主要服務、 IP互聯網的主要特點。 教學內容 18 網絡互連的意義、作用和解決方案； IP 互聯網的工作原理； IP 提供的主要服務； IP 互聯網的主要特點； 教學的重點和難點 為什么要進行網絡互聯。 IP 互聯網的工作機理。 學習指導 學生應該理解為什么要進行網絡互聯？ 學生應該理解 IP 協議在網絡互聯中 的作用？ 學生應該理解 IP 互聯網的工作機理。 網絡互連 多彩的網絡世界 （ 1）網絡類型多種多樣 ? 以太網 ? FDDI ? ATM ? 幀中繼 （ 2）技術特點豐富多彩 ? 尋址機制 ? 分組最大長度 ? 差錯恢復 ? 狀態(tài)報告 ? 用戶接入等 互聯的提出 （ 1） 網絡孤島： 物理網絡不能直接相聯 網上的用戶有 與另一個網上用戶通信的需要 網上的用戶有共享另一個網上資源的需求 （ 2）互聯網絡（ interwork）簡稱互聯網（ inter） 利用互聯設備（路由器）將兩個或多個物理網絡相互連接而形成的單一大網就稱為 互聯網絡 （ interwork），簡稱為 互聯網 （ inter），如圖 所示。在互聯網上的所有用戶只要遵循相同協議，就能相互通信，共享互聯網上的全部資源。國