2.2路由器的功能



工作在第三层（网络层）上。 在网络间截获发送到远地网段的报文，起转发的作用。 选择最合理的路由，引导通信。 按照预定的规则把大的数据包分解成适当大小的数据包，到达目的 地后再把分解的数据包包装成原有形式。 多协议的路由器可以连接使用不同通信协议的网络段，作为不同通 信协议网络段通信连接的平台。 路由器的主要任务是把通信引导到目的地网络，然后到达特定的节 点站地址。
计算机网络硬件：选择交换机与路由器
本次课的任务

了解计算机网络的互连设备 交换机、路由器 了解计算机网络的设备连接 计算机与交换机、交换机与交换机的连接
1、交换机



一个交换机能将一个网络段隔离成更小的网络段，这些小网络段彼此独立 且只支持它自己的通信业务流量，每个网络段就是一个冲突域。交换机用 于连接局域网内各节点设备。具有流量控制能力。 端口类型分为半双工端口和全双工端口。 交换机是一种具有简化、低价、高性能和高端口密集特点的交换产品。 交换机属于数据链路层设备，能够识别数据帧头部信息，转发数据。
B
E0 E2
E1 E3
0260.8c01.3333
C
D
0260.8c01.2222
0260.8c01.4444
广播地址在数据链路层表示为FFFF.FFFF.FFFF 该地址不会被交换机学习到 目的地址为该地址的数据帧将被交换机扩散
1.2交换机互连方式
级联：
通过交换机的普通端口通过普通线缆 简单联接起来
0260.8c01.2222
1.1二层交换机工作原理
MAC 地址表
A B
0260.8c01.1111
E0
E2
E1
E3
0260.8c01.3333
C
D
0260.8c01.2222
0260.8c01.4444
交换机初始化时MAC地址表是空的
1.1二层交换机工作原理
MAC 地址表
E0: 0260.8c01.1111
Packet
路由表
2.4路由表的产生方式

直连路由
1.1.1.0
1.1.2.0
1.1.3.0
路由器会自动生成本路由器激活端口所在网段的路由条目
2.4路由表的产生方式

静态路由
在简单拓扑结构的网络里，网络管理员手动输入路由条目。
2.4路由表产生的方式

动态路由协议学习到的路由
在大型网络环境下，依靠路由协议比如OSPF、BGP路由协议学习
存储转发式

存储转发（ Store and Forward ）是计算机网络领域使 用得最为广泛的技术之一，在这种工作方式下．交换机 的控制器先缓存输入到端口的数据包，然后进行 CRC 校 验，滤掉不正确的帧，确认包正确后，取出目的地址， 通过内部的地址表确定相应的输出端口，然后把数据包 转发到输出端口。


⑴ 类型对口实用 ⑵ 性价比考虑 ⑶ 端口选择 ⑷ 安全性 ⑸ 传输速度 目前10/100Mbps自适应路由器已成为主流，一般的路由器都 能够提供全部或部分10/100Mbps端口，单纯提供10Mbps端口 的路由器已逐渐淡出市场。如果对于传输速度要求较高，应 该选用千兆位交换路由器，因为这些路由器的光接口速度可 以达到622Mbps、2.5Gbps甚至10Gbps。千兆级的核心路由器 作为企业网骨干，其价格要远远高于普通的工作组级路由器。 ⑹ 控制管理功能
172.16.2.2 10.6.24.2 E1 172.16.3.10 172.16.12.12 10.1.1.1
E0 172.16.2.1
10.250.8.11
10.180.30.118
路由表 网络
172.16.0.0 10.0.0.0
子网掩码
255.255.0.0 255.0.0.0
端口
E0 E1

表2-1
网卡接口各引脚定义
引脚
1 2 3 4 5 6 7 8
网卡上RJ-45插座信号
TX+(发送) TX-(发送) RX+(接收) 未使用 未使用 RX-(接收) 未使用 未使用
直通双绞线与交叉双绞线
568A与568B定义的双绞线的 连接规则


表2-2 568A和568B标准定义的双 绞线色线的排列规定
1.4交换机的分类




⑴ 从广义上来看，交换机分为两种：广域网交换机和局域网交换机。广 域网交换机主要应用于电信领域，提供通信用的基础平台。而局域网交换 机则应用于局域网络，用于连接终端设备，如计算机及网络打印机等。 ⑵ 从传输介质和传输速度上可分为以太网交换机、快速以太网交换机、 千兆以太网交换机、FDDI交换机、ATM交换机和令牌环交换机等。 ⑶ 从规模应用上又可分为企业级交换机、部门级交换机和工作组交换机 等。各厂商划分的尺度并不是完全一致的，一般来讲，企业级交换机都是 机架式，部门级交换机可以是机架式(插槽数较少)，也可以是固定配置式， 而工作组级交换机为固定配置式(功能较为简单)。 ⑷ 从应用的规模来看，作为骨干交换机时，支持500个信息点以上大型企 业应用的交换机为企业级交换机，支持300个信息点以下中型企业的交换 机为部门级交换机，而支持100个信息点以内的交换机为工作组级交换机。 ⑸ 从交换机工作的协议层来分有第2层交换机、第3层交换机和第4层交换 机。
RAM
ROM
Flash
CPU
Interface
1、交换机
交换机的作用 ⑴ 端口带宽的独享 ⑵ 识别MAC地址，并完成封装转发数据包 ⑶ 网络分段




交换机通过识别数据帧头部的目的MAC地址信 息转发数据。 已知单播帧，实现点到点的传输 未知单播帧、广播帧，以广播方式传输 交换机通过识别源MAC地址进行自动学习，将 这些MAC地址与对应的端口记录在自己内部的 一个地址表中。
无碎片直通式

无碎片直通（Fragment Free Cut Through）是介于直 通式和存储转发式之间的——种解决方案，它检查数据 包的长度是否够64 Bytes（512bit）如果小于64 Bytes， 说明该包是碎片（即在信息发送过程中由于冲突而产生 的残缺不全的帧），则丢弃该包，如果大于64 Bytes， 则发送该包。该方式的数据处理速度比存储转发方式快， 但比直通式慢。
2、路由器

路由器是在网络层提供多个独立的子网间连接服务的一种存储／转 发设备，用路由器连接的网络可以使用在数据链路层和物理层协议 完全不同的网络互连中。
2.1什么是路由
选择一个将数据包发往某个目标网段或主机的路径就是路由的过程。
10.1.1.0 172.16.1.0
用户产生的数据流比如文件，视频流，电子邮件等等应用被从一个逻辑的 源转发到一个逻辑的目的地。 用来表示逻辑源和逻辑目的地的是IP地址，因此我们认为路由的过程是将 不同IP地址网段的IP包进行转发。那么实现这一功能的设备我们称之为路 由器。
引脚
1 2 3 4 5
568A标准
绿白 绿 橙白 蓝 蓝白
568B标准
橙白 橙 绿白 蓝 蓝白
6
7 8
橙
棕白 棕
绿
棕白 棕
直通双绞线与交叉双绞线
直通双绞线和交叉双绞线 ⑴ 直通双绞线：双绞线两端的RJ-45连接头与双绞 线的连接均按568A或568B标准制作，两端的两 对双绞芯线1-2脚和3-6脚直接对应。 ⑵ 交叉双绞线：双绞线一端的RJ-45连接头与双绞 线的连接按568A标准制作，另一端按568B标准 制作。即一对双绞芯线在一端连1-2脚，另一端 连3-6脚；另一对双绞芯线在一端连3-6脚，另一 端连1-2脚。即两端的1-2和3-6脚交叉对应。
1.1二层交换机工作原理
MAC地址表
A
E260.8c01.2222 0260.8c01.3333 0260.8c01.4444
B
0260.8c01.1111
E0
C
E2
X X
E1
0260.8c01.3333
D
E3
0260.8c01.4444
A B
0260.8c01.1111
E0
E1
0260.8c01.3333
C
E2
E3
D
0260.8c01.2222
0260.8c01.4444
主机之间互相发送数据，交换机会学习数据帧的源MAC地 址
1.1二层交换机工作原理
MAC 地址表
A
0260.8c01.1111
E0: E2: E1: E3:
0260.8c01.1111 0260.8c01.2222 0260.8c01.3333 0260.8c01.4444
在568A与568B中所定义的RJ45连接头各脚与双绞线各芯线排列 的对应方式，如表2-2所示。 引脚568A标准568B标准1绿白 橙白2绿橙3橙白绿白4蓝蓝5蓝白蓝 白6橙绿7棕白棕白8棕棕其中1-2脚 和3-6脚是对绞的两对芯线。对绞 的电缆因为其中传输的信号方向相 反，从而使彼此的电磁辐射相互抵 消，因此使收、发数据之间的干扰 降到最小。
1.4交换机的选择

交换机是组成网络系统的核心设备。对用户而言，选择交换机时应注意以 下几个方面： ⑴ 转发方式 转发方式主要分为直通式转发和存储式转发，由于不同的转发方式适应于 不同的网络环境，因此，应当根据自己的需要做出相应的选择。 ⑵ 注意合适的尺寸 ⑶ 交换的速度要快 ⑷ 端口数要够将来升级用 ⑸ 根据使用要求选择合适的品牌 ⑹ 管理控制功能 ⑺ MAC地址数 ⑻ 扩展树 ⑼ 背板带宽
度量值
0 0
2.6路由器的分类