《网络技术基础》课程讲义 第五章网络连接设备与技术 第6页共16页 生成树算法和协议(STP)是一种确保任何两台交换机(多口网桥)之间只有一条数据路径的 自动配置算法。此协议也可进一步增强为每个ⅥLAN建立一个生成树。它在提供路径冗余和网络可 扩展性的同时,保证网络的无环路拓扑。STP允许在两个或多个交换机中可以存在多条路径,但同 一时间只有一条路径可以激活。其余的路径将被置于阻塞模式。如果主路径失败,一条备选路径将 会从阻塞状态转换到转发状态从而重新建立交换机之间的连接。 【源路由网桥】P246 其特点是由发送帧的源工作站负责路由选择,每个源工作站都配置一张“路由选择表”。 源路由网桥处理帧的技术原理可以归纳为 ·广播路由选择帧(源站以广播方式向目的站发送一个路由选择帧,沿所有可能的路径传送 在传送中,每个路由选择帧都记下所经过的路径。) 接收路由选择帧〔当路由选择帧到达目的站后,就沿原路径返回源站,带回路由信息) ·生成路由选择表(源站从所有可能的路径中按一定规则—一—如最先发回路由选择帧的路由或 最小的网络节点数等一一选择一条最佳路由,记入本站的路由选择表中) 封装源路由信息(凡从这个源站向这个目的站发送的帧,其首部都封装有源站所确定的路由 信息) 除了上述两种桥接技术,还有所谓“源路由透明网桥"(SRI)技术,适合在以太网和令牌环网 的混合环境下的通信。 学院计算机教研室2003年5月
《网络技术基础》课程讲义 第五章 网络连接设备与技术 第 6 页 共 16 页 莆田学院计算机教研室 2003 年 5 月 生成树算法和协议（STP）是一种确保任何两台交换机（多口网桥）之间只有一条数据路径的 自动配置算法。此协议也可进一步增强为每个 VLAN 建立一个生成树。它在提供路径冗余和网络可 扩展性的同时，保证网络的无环路拓扑。STP 允许在两个或多个交换机中可以存在多条路径，但同 一时间只有一条路径可以激活。其余的路径将被置于阻塞模式。如果主路径失败，一条备选路径将 会从阻塞状态转换到转发状态从而重新建立交换机之间的连接。 【源路由网桥】 P246 其特点是由发送帧的源工作站负责路由选择，每个源工作站都配置一张“路由选择表”。 源路由网桥处理帧的技术原理可以归纳为： ·广播路由选择帧（源站以广播方式向目的站发送一个路由选择帧，沿所有可能的路径传送， 在传送中，每个路由选择帧都记下所经过的路径。） ·接收路由选择帧（当路由选择帧到达目的站后，就沿原路径返回源站，带回路由信息） ·生成路由选择表（源站从所有可能的路径中按一定规则——如最先发回路由选择帧的路由或 最小的网络节点数等——选择一条最佳路由，记入本站的路由选择表中） ·封装源路由信息（凡从这个源站向这个目的站发送的帧，其首部都封装有源站所确定的路由 信息） 除了上述两种桥接技术，还有所谓“源路由透明网桥”（SRT）技术，适合在以太网和令牌环网 的混合环境下的通信
《网络技术基础》课程讲义 第五章网络连接设备与技术 第7页共16页 5.1.3网络层网络连接设备—路由器( router) OSI/RM OSI/RM 应用层 应用层 表示层 表示层 会话层 会话层 传输层 路由器 传输层 网络尽 网络尽 网络层 数据锭路层 数据锭路层 数据链路层 物理层 物理尽 物理层 局域网1 局城网2 路由器( Router)是用于连接多个逻辑上分开的网络。逻辑网络是指一个单独的网络或一个子 网。当数据从一个子网传输到另一个子网时,可通过路由器来完成。因此,路由器具有判断网络地 址和选择路径的功能,它能在多网络互联环境中建立灵活的连接,可用完全不同的数据分组和介质 访问方法连接各种子网。路由器是属于网络层的一种互联设备,只接收源站或其他路由器的信息, 它不关心各子网使用的硬件设备,但要求运行与网络层协议相一致的软件。路由器分本地路由器和 远程路由器,本地路由器是用来连接网络传输介质的,如光纤、同轴电缆和双绞线:远程路由器是 用来与远程传输介质连接并要求相应的设备,如电话线要配调制解调器,无线要通过无线接收机和 发射机。 ①识别IP地址 ②特点 互连网络之间IP数据报的接收、存储和转发 路由器=CPU+内存+路由协议+(安全防火墙) ③应用 不同网络间信息的传送(只送往已知网络,不知就丢弃) 内外网隔离 ④分类 ·专用路由器 ·普通计算机作路由器(配备 Windows2000等) Cisco公司是世界上最著名的路由器制造商。 路由器在因特网界也被称为“网关”( gateway)。其任务是管理子网之间或子网到因特网之间所 进行的网络通信。客户机上一般须设置一个默认网关的IP地址,这样当一台主机准备向另一台主机 发送消息时,源主机在IP数据包中加入了其自身的地址以及目标主机的地址。当主机准备向不在本 地网上的另一台主机(根据目标网络和子网地址确定)发送数据报时一一主机将检査目标主机的网 络ID,并把它与本地路由表相比较—一主机就把数据报转发给它的默认路由器(默认网关),然后 由该路由器负责将数据报发送到不同的网络或另一台路由器,直到该数据报到达最终目的地。如果 没指明默认网关,通信将被限制在该台主机所在的本地网络上。 莆田学院计算机教研室2003年5月
《网络技术基础》课程讲义 第五章 网络连接设备与技术 第 7 页 共 16 页 莆田学院计算机教研室 2003 年 5 月 5.1.3 网络层网络连接设备——路由器（router） 路由器（Router）是用于连接多个逻辑上分开的网络。逻辑网络是指一个单独的网络或一个子 网。当数据从一个子网传输到另一个子网时，可通过路由器来完成。因此，路由器具有判断网络地 址和选择路径的功能，它能在多网络互联环境中建立灵活的连接，可用完全不同的数据分组和介质 访问方法连接各种子网。路由器是属于网络层的一种互联设备，只接收源站或其他路由器的信息， 它不关心各子网使用的硬件设备，但要求运行与网络层协议相一致的软件。路由器分本地路由器和 远程路由器，本地路由器是用来连接网络传输介质的，如光纤、同轴电缆和双绞线；远程路由器是 用来与远程传输介质连接并要求相应的设备，如电话线要配调制解调器，无线要通过无线接收机和 发射机。 ①识别 IP 地址 ② 特点： ·互连网络之间 IP 数据报的接收、存储和转发 ·路由器=CPU+内存+路由协议+（安全防火墙） ③ 应用 ·不同网络间信息的传送（只送往已知网络，不知就丢弃） ·内外网隔离 ④ 分类 ·专用路由器 ·普通计算机作路由器（配备 Windows 2000 等） Cisco 公司是世界上最著名的路由器制造商。 路由器在因特网界也被称为“网关”（gateway）。其任务是管理子网之间或子网到因特网之间所 进行的网络通信。客户机上一般须设置一个默认网关的 IP 地址，这样当一台主机准备向另一台主机 发送消息时，源主机在 IP 数据包中加入了其自身的地址以及目标主机的地址。当主机准备向不在本 地网上的另一台主机（根据目标网络和子网地址确定）发送数据报时——主机将检查目标主机的网 络 ID，并把它与本地路由表相比较——主机就把数据报转发给它的默认路由器（默认网关），然后 由该路由器负责将数据报发送到不同的网络或另一台路由器，直到该数据报到达最终目的地。如果 没指明默认网关，通信将被限制在该台主机所在的本地网络上
《网络技术基础》课程讲义 第五章网络连接设备与技术 第8页共16页 路由器和网桥的区别: 从工作的协议层看,路由器是网络层设备,而网桥是数据链路层设备,这意味着前者使用的是数据 报且用P地址寻址,后者处理的是帧且只能使用MAC地址寻址。 ·从数据转发模式看,如果网桥不知道下一个合适的目标地址,它们就将帧送到除接收端口之外的 所有活动端口(广播),而路由器向由路由表规定的特写路径转发数据报(路由),如果不知道通 往某个目标地址的路由,它们就丢弃该数据报并向源站点发回一个出错信息。 从网络互连功能看,网桥被设计用来LAN之间的互连,而路由器被设计用来既可进行LAN间互 连,亦可用与LAN与WAN之间的互连,特别是内网和外网间的隔离性互连 路由器是网络中的核心设备。硬件路由器是大家所熟悉的,最典型的就是Csco公司的系列路 由器。软件路由器是个新兴的产品,比如 Tiny Software推出的 Win Route pro软件路由器, Vicomsoft 公司推出的 intemet Gateway软件路由器等等。硬件路由器包括电源、内部总线、主存、闪存、处 理器和操作系统等。同时,它的内部组件还包括专用网卡,用来处理各种各样可能的连接。它的网 络操作系统(oS)中包含路由软件,而软路由器产品则是运行在 Windows系列的操作系统上。 在安全性方面,如果将软路由器安装在一个非常“干净”的系统上,也就是说,系统安装有最新的 维护程序和安全补丁,没有安装其他软件,而且执行NAT,那么,软路由器就能像所有其它 Cisco 提供的硬路由器一样安全可靠。 5.1.4交换机( switch) ①数据链路层(二层)或网络层(三层)设备 ②特点 现代网络中大量使用交换机作为网络互连设备。交换机提供: 高速的数据交换能力 增加网络带宽 低的延迟时间和快速帧的传送 在LAN中支持以太网、快速以太网、AIM、令牌环网等多种网型 交换机更可以在现有的网络上提供固定的带宽给用户以确保用户传送数据的质量:其端口可以 提供不同的传输速度:在传送方式上可提供全双工传输,提高了数据的传送能力。 交换机还提供了ⅥLAN功能,用于控制广播风暴和网络管理 跟网桥相比,网桥所拥有的功能交换机都具备了,但交换机增加了ⅥAN和三层交换功能,拥 有更多的端口(网桥通常只有2至4个)和更高带宽,而且可工作在网络层(第三层) 交换机最重要的性能指标是“背板带宽”( Switching Fabric),即一台交换机在背板处的最大带 宽。背板( backplane)则指交换机或集线器底板( chassis)内的总线或交换矩阵,所有通过该设备」 的流量至少要经过背板一次 ③三种数据包传送方式 Cut- through只检査目的地址,一确认即开始传送(延迟最小,无检错功能) Fragment Free( Modified Cut-through)传送时会检查是否有冲突发生,并可过滤大部分错误(中 等延迟) · Store and Forward接收端口将传送来的整个数据包完整接收下来后存储在缓冲区中,然后进行 检错,只有完好的数据包才能得以向目的地址转发 ④应用 莆田学院计算机教研室2003年5月
《网络技术基础》课程讲义 第五章 网络连接设备与技术 第 8 页 共 16 页 莆田学院计算机教研室 2003 年 5 月 路由器和网桥的区别： ·从工作的协议层看，路由器是网络层设备,而网桥是数据链路层设备，这意味着前者使用的是数据 报且用 IP 地址寻址，后者处理的是帧且只能使用 MAC 地址寻址。 ·从数据转发模式看，如果网桥不知道下一个合适的目标地址，它们就将帧送到除接收端口之外的 所有活动端口（广播），而路由器向由路由表规定的特写路径转发数据报（路由），如果不知道通 往某个目标地址的路由，它们就丢弃该数据报并向源站点发回一个出错信息。 ·从网络互连功能看，网桥被设计用来 LAN 之间的互连，而路由器被设计用来既可进行 LAN 间互 连，亦可用与 LAN 与 WAN 之间的互连，特别是内网和外网间的隔离性互连。 路由器是网络中的核心设备。硬件路由器是大家所熟悉的，最典型的就是 Cisco 公司的系列路 由器。软件路由器是个新兴的产品，比如 Tiny Software 推出的 WinRoute Pro 软件路由器，Vicomsoft 公司推出的 Internet Gateway 软件路由器等等。硬件路由器包括电源、内部总线、主存、闪存、处 理器和操作系统等。同时，它的内部组件还包括专用网卡，用来处理各种各样可能的连接。它的网 络操作系统（IOS）中包含路由软件，而软路由器产品则是运行在 Windows 系列的操作系统上。 在安全性方面，如果将软路由器安装在一个非常“干净”的系统上，也就是说，系统安装有最新的 维护程序和安全补丁，没有安装其他软件，而且执行 NAT，那么，软路由器就能像所有其它 Cisco 提供的硬路由器一样安全可靠。 5.1.4 交换机（switch） ①数据链路层（二层）或网络层（三层）设备 ②特点 现代网络中大量使用交换机作为网络互连设备。交换机提供： ·高速的数据交换能力 ·增加网络带宽 ·低的延迟时间和快速帧的传送 ·在 LAN 中支持以太网、快速以太网、ATM、令牌环网等多种网型 交换机更可以在现有的网络上提供固定的带宽给用户以确保用户传送数据的质量；其端口可以 提供不同的传输速度；在传送方式上可提供全双工传输，提高了数据的传送能力。 交换机还提供了 VLAN 功能，用于控制广播风暴和网络管理。 跟网桥相比，网桥所拥有的功能交换机都具备了，但交换机增加了 VLAN 和三层交换功能，拥 有更多的端口（网桥通常只有 2 至 4 个）和更高带宽，而且可工作在网络层（第三层）。 交换机最重要的性能指标是“背板带宽”（Switching Fabric），即一台交换机在背板处的最大带 宽。背板（backplane）则指交换机或集线器底板（chassis）内的总线或交换矩阵，所有通过该设备 的流量至少要经过背板一次。 ③三种数据包传送方式： ·Cut-through 只检查目的地址，一确认即开始传送（延迟最小，无检错功能） ·Fragment Free（Modified Cut-through）传送时会检查是否有冲突发生，并可过滤大部分错误（中 等延迟） ·Store and Forward 接收端口将传送来的整个数据包完整接收下来后存储在缓冲区中，然后进行 检错，只有完好的数据包才能得以向目的地址转发。 ④应用