第8章常用網(wǎng)絡(luò)設(shè)備-資料下載頁
2025-02-26 12:18本頁面
【正文】 1/2023 71 三種交換結(jié)構(gòu) （存儲器） （總線） （交叉開關(guān)） 2/1/2023 72 輸入端口 數(shù)據(jù)鏈路層 : 如以太網(wǎng)等 物理層 : 位的接收 分散化的交換 : ? 給定數(shù)據(jù)報目的地址 , 在路由表中查找輸出端口 ? 目標(biāo) : 以線速實(shí)現(xiàn)輸入端口處理 ? 排隊 : 若數(shù)據(jù)報到達(dá)太快，來不及處理時 2/1/2023 73 輸出端口 ? 對來自于交換引擎的分組進(jìn)行緩沖 (Buffering)根據(jù)調(diào)度規(guī)則從數(shù)據(jù)報隊列中選擇數(shù)據(jù)報，重新封裝后發(fā)送出去。 2/1/2023 74 輸出端口緩沖 ? 當(dāng)來自于交換引擎的數(shù)據(jù)報太多以至于來不及發(fā)送時就需要進(jìn)行緩沖處理。否則輸出端口緩沖溢出會引起排隊延遲和分組丟失（如下圖右） ! 2/1/2023 75 路由器組網(wǎng)的優(yōu)缺點(diǎn) ? 優(yōu)點(diǎn) ? 限制了沖突域； ? 可以用于 LAN 或 WAN的環(huán)境； ? 可以連接不同介質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)和不同體系結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)； ? 可以為分組確定傳輸?shù)淖罴崖窂剑? ? 可以過濾廣播信息。 ? 缺點(diǎn) ? 昂貴； ? 必須用于可路由協(xié)議網(wǎng)絡(luò)； ? 配置復(fù)雜； ? 處理速度比橋接器慢。 2/1/2023 76 無線路由器 ? 是將 AP和路由器功能結(jié)合在一起的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。 ? 特別適合于家庭或小型辦公室環(huán)境的組網(wǎng)，使多臺計算機(jī)共享一條寬帶連接。 ? 常見無線路由器的基本配置為： ? 支持 b/g無線接口； ? 1個 10/100M WAN接口， 4個 10/100M LAN接口； ? 支持 CSMA/CA、 CSMA/CD、 TCP/IP、 DHCP、 ICMP、NAT、 PPPoE等協(xié)議； ? 支持 VPN、 QoS、內(nèi)置防火墻； ? 支持 64/128/152位 WEP、 WPA、 IEEE 、 TKIP、AES等加密與安全機(jī)制； ? 支持遠(yuǎn)程和 Web管理。 2/1/2023 77 使用無線路由器組建家庭網(wǎng)絡(luò) 因 特 網(wǎng)A D S L m o d e m無 線路 由 器2 0 2 . 1 1 7 . 3 8 . 51 9 2 . 1 6 8 . 1 . 1家 庭服 務(wù) 器1 9 2 . 1 6 8 . 1 . 2無 線打 印 機(jī)1 9 2 . 1 6 8 . 1 . 51 9 2 . 1 6 8 . 1 . 41 9 2 . 1 6 8 . 1 . 3筆 記 本電 腦筆 記 本電 腦2/1/2023 78 第三層交換機(jī) ? 可以看成是結(jié)合了路由器功能的交換機(jī)。 ? 但只具有基本路由功能 ? 第三層交換機(jī)利用網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議中的包頭信息來增強(qiáng)第二層交換功能，在源 IP地址和目的IP地址之間建立基于數(shù)據(jù)鏈路層的高速交換式虛擬連接。 ? 具有第三層交換功能的設(shè)備包括第三層交換機(jī)和某些帶有第三層交換功能的路由器。 2/1/2023 79 第三層交換的基本原理 ? 兩種主要類型： ? 網(wǎng)絡(luò)中心交換 ? IBM公司的 ARIS（ Aggregate Routebased IP Switching）、Ipsilon公司的 IP Switching、 Cisco公司的 Tag Switching以及 IETF的多協(xié)議標(biāo)記交換（ MPLS， Multiprotocol Label Switching） ? 強(qiáng)調(diào)交換機(jī)核心層的速度，完全用 ASIC硬件以線速實(shí)現(xiàn)路由和交換 ? 端系統(tǒng)驅(qū)動交換 ? 3COM公司的 Fast IP和 Cabletron公司的 SecureFast ? 所采用的方法是在第三層路由一次，然后在第二層用 ASIC硬件實(shí)現(xiàn)端到端的交換 2/1/2023 80 多協(xié)議標(biāo)簽交換（ MPLS） ? 基本思想是給數(shù)據(jù)包“貼”上標(biāo)簽，此標(biāo)簽在交換域的入口結(jié)點(diǎn)貼上，在中間交換結(jié)點(diǎn)讀出，最后在交換域的出口結(jié)點(diǎn)刪除，路徑上的所有交換機(jī)都根據(jù)標(biāo)簽確定數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā)路徑。 ? 交換過程 ? 1）標(biāo)簽交換域中的相鄰路由器使用路由協(xié)議建立目的網(wǎng)絡(luò)可達(dá)性 ①，然后使用標(biāo)簽發(fā)布協(xié)議 LDP在路由器間共享標(biāo)簽信息 ②，以發(fā)現(xiàn)和構(gòu)造與標(biāo)簽相對應(yīng)的虛路徑。各路由交換機(jī)再根據(jù)這些路徑構(gòu)造出分組轉(zhuǎn)發(fā)表。 ? 2）當(dāng)一個 IP數(shù)據(jù)包進(jìn)入交換域時，入口邊緣路由器就給數(shù)據(jù)包貼上標(biāo)簽，然后根據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)表將數(shù)據(jù)包發(fā)給下一個交換節(jié)點(diǎn) ③。 2/1/2023 81 ? 3）所有的中間交換節(jié)點(diǎn)都按照標(biāo)簽進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)④。由于標(biāo)簽只具有本地意義，所以每經(jīng)過一個交換節(jié)點(diǎn)，標(biāo)簽就要更換一次。 ? 4）當(dāng) IP數(shù)據(jù)包離開交換域時，出口邊緣路由器將標(biāo)簽刪除，其后按傳統(tǒng)方法進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)⑤。 標(biāo) 簽 交 換 域E RE RE RE R E RE RE RT S T ST S T S①②③④⑤②① ①②E R ： 邊 緣 路 由 器T S ： 標(biāo) 簽 交 換數(shù) 據(jù) 包貼 了 標(biāo) 簽 的 數(shù) 據(jù) 包2/1/2023 82 快速 IP交換（ Fast IP） ? 基本思想是源端主機(jī)在傳送數(shù)據(jù)前先發(fā)送一個快速 IP連接請求，該請求被路由到目的主機(jī)，目的主機(jī)回送一個包含其MAC地址的 NHRP應(yīng)答包給源端主機(jī)。如果源端主機(jī)和目的端主機(jī)存在二層交換通路，當(dāng) NHRP應(yīng)答包到達(dá)源端主機(jī)時將在經(jīng)過的每一個交換機(jī)中建立目的端主機(jī) MAC地址和端口的映射表（捷徑），隨后源端主機(jī)可根據(jù)目的端主機(jī) MAC地址直接通過交換機(jī)中已建立的捷徑交換數(shù)據(jù)包，不再經(jīng)過三層路由。 ? 交換過程 ? 1）第二層交換引擎對進(jìn)入交換機(jī)的數(shù)據(jù)包進(jìn)行匹配判斷。對于一個流中的數(shù)據(jù)包，如果交換表中含有與之匹配的捷徑，則交換引擎就通過捷徑直接轉(zhuǎn)發(fā)該數(shù)據(jù)包；否則將它歸為候選包，并在交換表中建立部分捷徑。然后將數(shù)據(jù)包提交給路由模塊。 2/1/2023 83 ? 2）路由模塊以傳統(tǒng)的方式計算路由，然后經(jīng)第二層交換引擎將數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)到目的。轉(zhuǎn)發(fā)時，交換機(jī)要重寫第二層幀的幀頭。這個修改后的數(shù)據(jù)包稱為使能包。交換引擎將其轉(zhuǎn)發(fā)出去并完成下列操作：根據(jù)使能包的目的MAC地址計算該數(shù)據(jù)包應(yīng)該從哪個接口轉(zhuǎn)發(fā)；根據(jù)使能包目的 IP地址查找在上一步中建立的部分捷徑并將其填寫完整。該捷徑項將包含重寫數(shù)據(jù)流中后續(xù)包幀頭所需的所有信息。 ? 3）當(dāng)交換機(jī)收到同一個流中的后續(xù)數(shù)據(jù)包后，交換引擎利用數(shù)據(jù)包中的目標(biāo) IP地址查找在第三步建立的完整捷徑。地址匹配后，交換引擎根據(jù)捷徑重寫幀頭信息，然后直接轉(zhuǎn)發(fā)給目的主機(jī)（不再經(jīng)過路由引擎）。 2/1/2023 84 第三層交換機(jī)的應(yīng)用 ? 代替?zhèn)鹘y(tǒng)路由器作為企業(yè)網(wǎng)和校園網(wǎng)的核心 I n t e n e t路 由 器第 三 層 交 換 機(jī)第 二 層 交 換 機(jī)第 二 層 交 換 機(jī)第 二 層 交 換 機(jī)服 務(wù) 器 群V L A N 1V L A N 2V L A N 32/1/2023 85 第三層交換的優(yōu)勢 ? 無阻塞線速交換和路由 ? 極高的吞吐量 ? 多協(xié)議路由支持 ? 支持多種 VLAN的劃分 ? 具有帶寬預(yù)留（ RSVP）及具有 CoS和 QoS的業(yè)務(wù)量優(yōu)先級處理，支持 DifferServ。 ? 支持訪問控制列表 ACL，能夠以線速對所有數(shù)據(jù)包進(jìn)行過濾，提供基于防火墻的安全策略。 ? 支持安全用戶認(rèn)證，配合用戶計費(fèi)，增強(qiáng)用戶管理。 ? 高性價比。設(shè)備投資低于以路由器為核心的骨干網(wǎng)。 2/1/2023 86 本章小結(jié) ? 各種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備實(shí)現(xiàn)的功能層次 ? 網(wǎng)絡(luò)接口卡 ? 中繼器和集線器 ? 網(wǎng)橋和交換機(jī) ? 無線訪問點(diǎn) ? 路由器 ? 第三層交換機(jī) ? 各種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間的區(qū)別 2/1/2023 87
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