网络互连设备的基本工作原理及配置
详解路由器的工作原理
详解路由器的工作原理详解路由器的工作原理很多人都知道路由器是现在很重要的上网连接设备，但可能都不太了解路由器的工作原理，下面是店铺整理的一些关于路由器的相关资料，供你参考。
详解路由器的工作原理我们知道路由器是用来连接不同网段或网络的，在一个局域网中，如果不需与外界网络进行通信的话，内部网络的各工作站都能识别其它各节点，完全可以通过交换机就可以实现目的发送，根本用不上路由器来记忆局域网的各节点MAC地址。
路由器识别不同网络的方法是通过识别不同网络的网络ID号进行的，所以为了保证路由成功，每个网络都必须有一个唯一的网络编号。
路由器要识别另一个网络，首先要识别的就是对方网络的路由器IP地址的网络ID，看是不是与目的节点地址中的网络ID号相一致。
如果是当然就向这个网络的路由器发送了，接收网络的路由器在接收到源网络发来的报文后，根据报文中所包括的目的节点IP地址中的主机ID号来识别是发给哪一个节点的，然后再直接发送。
为了更清楚地说明路由器的工作原理，现在我们假设有这样一个简单的网络。
假设其中一个网段网络ID号为"A"，在同一网段中有4台终端设备连接在一起，这个网段的每个设备的IP地址分别假设为：A1、A2、A3和A4。
连接在这个网段上的一台路由器是用来连接其它网段的，路由器连接于A网段的那个端口IP地址为A5。
同样路由器连接另一网段为B网段，这个网段的网络ID号为"B"，那连接在B网段的另几台工作站设备设的IP地址我们设为：B1、B2、B3、B4，同样连接与B网段的路由器端口的IP地址我们设为B5。
在这样一个简单的网络中同时存在着两个不同的网段，现如果A 网段中的A1用户想发送一个数据给B网段的B2用户，有了路由器就非常简单了。
首先A1用户把所发送的数据及发送报文准备好，以数据帧的形式通过集线器或交换机广播发给同一网段的所有节点(集线器都是采取广播方式，而交换机因为不能识别这个地址，也采取广播方式)，路由器在侦听到A1发送的数据帧后，分析目的节点的IP地址信息(路由器在得到数据包后总是要先进行分析)。
局域网组建的基本步骤与原理
局域网组建的基本步骤与原理局域网（Local Area Network，LAN）是由一组互连的计算机和网络设备组成的小型计算机网络，通常覆盖一个较小的地理范围，如办公室、学校或者家庭等。
局域网的组建可以提供高速、安全和可靠的网络连接，方便用户之间的文件共享、资源访问和通信。
本文将介绍局域网的组建步骤和原理。
一、规划网络拓扑结构在组建局域网之前，需要先规划好网络的拓扑结构。
根据实际需求和现有设备，选择合适的拓扑结构，常见的拓扑结构包括星型、总线型和环型等。
拓扑结构的选择将直接影响到局域网的性能和可靠性。
二、选择网络设备根据网络拓扑结构的规划，选择合适的网络设备。
常见的网络设备包括路由器、交换机、网桥和集线器等。
路由器负责连接不同的网络，并在不同网络之间进行数据转发；交换机用于连接多台计算机和其他设备，实现数据包的快速转发；网桥主要用于连接两个局域网，实现数据的桥接；集线器则用于连接多台计算机，但数据包在传输过程中会被广播到所有设备。
三、连接网络设备在选择好网络设备后，将这些设备通过适当的连接线缆连接起来。
根据设备之间的连接关系和拓扑结构的要求选择合适的连接方式，如以太网、无线网络等。
确保设备之间的连通性和数据传输的稳定性。
四、配置网络设备配置网络设备是组建局域网的重要步骤。
根据实际需求，为每个网络设备分配合适的IP地址、子网掩码、网关等网络参数。
通过合理配置设备的路由表、ACL列表等，实现网络流量控制和安全策略的配置。
另外，还可以设置网络设备的SSID、密码等，提供安全的无线网络。
五、配置网络服务在局域网中，还需要配置一些常用的网络服务，如DHCP、DNS、文件共享、打印共享等。
通过配置DHCP服务器，动态向局域网中的计算机分配IP地址，简化网络管理；通过配置DNS服务器，提供域名解析服务，方便用户访问互联网；通过配置文件共享和打印共享，实现计算机之间的文件和打印资源共享。
六、测试和优化完成局域网的组建后，需要进行测试和优化工作。
计算机网络的基本原理和工作方式
计算机网络的基本原理和工作方式计算机网络是指将分散的计算机及其设备通过通信线路互连起来，共享资源、信息和服务的系统。
计算机网络的基本原理和工作方式涉及到多个方面，以下是对其进行详细阐述的步骤和分点列出：一、计算机网络的基本原理1. 数据通信：计算机网络通过数据通信实现不同计算机之间的信息传输。
数据通信包括数据发送和接收两个过程，其中发送方将要传输的信息编码成数据包，通过通信介质发送给接收方，接收方则将数据包解码并重新组装成原始信息。
2. 通信协议：计算机网络中通信双方需遵循相同的通信规则和协议，以确保信息的准确传输。
通信协议定义了数据通信的格式、流程和错误校验等细节，常用的通信协议有TCP/IP、HTTP等。
3. 网络拓扑结构：计算机网络的拓扑结构决定了不同计算机之间的布局和连接方式。
常见的网络拓扑结构包括星型、总线型、环型、网状型等。
4. 客户端-服务器模型：计算机网络中，服务器提供资源和服务，客户端通过网络连接到服务器获取资源和服务。
客户端-服务器模型是计算机网络中常见的工作方式。
二、计算机网络的工作方式1. 数据传输：计算机网络通过物理介质（如网线、光纤）将数据进行传输。
在数据传输过程中，数据被分成小块进行传输，每个小块称为数据包。
发送方将数据包封装，加上目标地址和源地址等信息，通过物理介质发送给接收方。
2. 数据交换：计算机网络中，数据交换是实现数据传输的关键过程。
数据交换可以分为电路交换、报文交换和分组交换。
电路交换是在通信前建立一条独占的传输路径，常用于电话通信；报文交换是将完整的报文一次性发送给接收方，常用于邮件和文件传输；分组交换是将数据分成若干个数据包进行传输，常用于互联网。
3. 路由选择：数据在计算机网络中传输时需要经过多个节点，路由选择是决定数据包传输路径的过程。
路由选择的目标是选择最佳路径以确保数据包的快速和稳定传输。
4. 数据链路控制：计算机网络中，数据链路层负责数据包的传输过程中出错的检测和控制。
《_网络互连技术与实训》-第7章网络附加设备
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1．RAID實現的方式
2．主要RAID模式
（1）JBOD模式
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（2）RAID 0（無差錯控制的條帶化陣列）
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1．NAS伺服器的結構
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2．NAห้องสมุดไป่ตู้控制器的操作系統
· 目前NAS控制器的操作系統大致可以分為3類。
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① 基於FreeBSD/Linux等開源操作系統。 ② 基於Windows操作系統。 ③ 基於專用的嵌入式操作系統。
3．NeoStor NAS配置
• （1）啟用NAS服務
（2）創建NAS資源
4．系統詳細設計
（1）攝像部分 • （2）傳輸部分 • （3）控制部分
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7.4 VoIP技術與應用
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· VoIP（Voice over Internet Protocol）是一種以IP電話為主，並推出相應的增值業 務的技術。
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· 它是建立在IP技術上的分組化、數位化傳輸技術。
7.4.1 VoIP原理
•第 7 章 • 網路附加設備
7.1 7.2 7.3 7.4
SOHO網關 數據存儲 網路監控與安防
VoIP技術與應用
7.1 SOHO網關
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7.1.1 網關工作原理
· 網關就是將兩個使用不同協議的網路段連接在一起的設備。 · 它的作用就是對兩個網路段中的使用不同傳輸協議的數據進行互相的翻譯轉 換。
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7.4.2 VoIP技術應用 7.4.3 VoIP設備
路由基本概念及静态路由配置实验报告
路由基本概念及静态路由配置实验报告一、实验原理1.路由器的定义和作用路由器——用于网络互连的计算机设备路由器的核心作用是实现网络互连，数据转发路由（寻径）：路由表建立、刷新交换：在网络之间转发分组数据隔离广播，指定访问规则异种网络互连2.基本概念路由表：路由器为执行数据转发路径选择所需要的信息被包含在路由器的一个表项中，称为“路由表” 。
当路由器检查到包的目的IP地址时，它就可以根据路由表的内容决定包应该转发到哪个下一跳地址上去。
路由表被存放在路由器的RAM上。
路由表的构成：目的网络地址（Dest），掩码（Mask），下一跳地址（Gw），发送的物理端口（interface）路由信息的来源（Owner），路由优先级（pri），度量值（metric）路由信息根据产生的方式和特点可以分为以下几种：直连路由，缺省路由，静态路由，动态路由；其中缺省路由可以由静态路由配置，也可以由动态路由产生。
直连路由：当接口配置了网络协议地址并状态正常时，既物理连接正常，并且可以正常检测到数据链路层协议的keepalive信息时，接口上配置的网段地址自动出现在路由表中并与接口关联。
其中产生方式（onwer）为直连（direct），路由优先级为0，拥有最高路由优先级。
其metric值为0，表示拥有最小metric值。
直连路由会随接口的状态变化在路由表中自动变化，当接口的物理层与数据链路层状态正常时，此直连路由会自动出现在路由表中，当路由器检测到此接口down掉后此条路由会自动消失。
系统管理员手工设置的路由称之为静态（static）路由，一般是在系统安装时就根据网络的配置情况预先设定的，它不会随未来网络拓扑结构的改变自动改变。
优点:不占用网络、系统资源、安全；缺点:需网络管理员手工逐条配置，不能自动对网络状态变化做出调整。
在无冗余连接网络中，静态路由可能是最佳选择。
静态路由是否出现在路由表中取决于下一跳是否可达。
静态路由在路由表中中产生方式（onwer）为静态（static），路由优先级为1，其metric值为0。
计算机网络使用教程
计算机网络使用教程计算机网络是一种计算机系统互相连接的技术，它通过各种通信协议和硬件设备，将多台计算机互联起来，使它们能够共享资源和信息。
计算机网络的使用在现代社会中变得越来越普遍，无论是在家庭、学校还是工作场所，我们都需要使用计算机网络来完成许多任务。
本文将介绍计算机网络的基本原理和使用方法。
首先，我们来了解一下计算机网络的基本概念。
计算机网络由一组互连的计算机组成，这些计算机可以是个人电脑、工作站、服务器等。
这些计算机通过网络设备（如路由器、交换机、调制解调器等）进行连接，并使用各种通信协议（如TCP/IP协议、HTTP协议等）进行通信。
通过计算机网络，我们可以实现远程访问、共享文件、传输数据等功能。
在使用计算机网络之前，我们需要先确保计算机与网络设备的连接正常。
通常，我们会使用网线将计算机连接到交换机或路由器上，然后通过调制解调器将网络连接到互联网。
在连接完成后，我们可以通过网络设置来配置网络连接，包括IP地址、子网掩码、默认网关等。
一旦网络连接设置好了，我们就可以开始使用计算机网络来完成各种任务了。
首先，我们可以使用网络浏览器来上网浏览网页。
通过输入网址或关键词，我们可以访问各种网站，获取所需的信息。
此外，我们还可以使用电子邮件来发送和接收邮件，与朋友、家人、同事进行沟通。
除了浏览网页和发送邮件，计算机网络还提供了丰富的娱乐和媒体资源。
我们可以通过网络观看视频、听音乐、打游戏等。
同时，计算机网络还可以用于在线购物、在线支付、在线学习等各种日常活动，使我们的生活更加便利。
在使用计算机网络时，我们需要注意一些安全问题。
网络安全是一个重要的议题，我们应该保护自己的计算机和个人信息不受到黑客或病毒的攻击。
为了保护安全，我们应该及时更新操作系统和应用程序，不打开来历不明的邮件和链接，使用防火墙保护网络等。
此外，我们还可以使用加密技术来保护个人隐私和数据安全。
在总结一下，在使用计算机网络时，我们需要确保计算机与网络设备的连接正常，并进行相应的网络设置。
网络互连的实验报告
实验一IP 子网间的通信1.实验的目的：1.1掌握用路由器、交换机进行局域网互联配置；1.2理解交换机、路由器的工作原理。
2.实验的内容：2.1利用二层交换机构成一局域网或者说是广播网；2.2创建两个IP 子网，每台交换机分属一个子网；2.3利用路由器连接局域网，并且为连接端口配置两个IP地址作为两个IP子网的网关, 实现子网1和子网2的互联通信。
3.实验的原理：3.1通过路由器实现子网间的通信，其原理如下：路由器工作在OSI模式中的第三层，即网络层。
路由器利用网络层定义的“逻辑”上的网络地址（即IP 地址）来区别不同的网络，实现网络的互联和隔离，保持各个网络的独立。
路由器不转发广播消息，而是把广播消息限制在各自的网络内部。
发送到其他网络的数据先是被送到路由器，在由路由器转发出去。
同一个子网内的主机可以自由通信，不同的子网间的主机不能直接通信，要借助路由器。
3.2通过交换机可以实现子网内部的通信，它原理如下：交换机工作在OSI模式中的第二层，即数据链路层。
交换机内部维护着一张连接的启动计算机的网卡地址和端口对应表。
它接收到的所有的帧进行检查，读取帧中源MAC地址，基于数据中携带的目标MAC地址转发到对应的端口，实行过滤转发而不是广播方式传送。
交换机工作的时候，只有请求端口iuhe 目的的端口间相互响应而不会影响到其他端口，因此能有效的隔离冲突和压抑广播风暴的产生。
4.实验的环境：华为路由器一台、华为二层交换机一台、Console 口线一根、主机四台，标准网线若干5.实验的步骤：5.1连接各个设备，如图所示：5.2配置路由器的E0端口的IP地址和它的子网掩码，作为192.16820的子网网关：[Router] in terface e0[Router-EthernetO] ip address 192.168.2.254 255.255.255.05.3在E0端口增加第二条IP地址和它的子网掩码，作为192.168.3.0的子网网关：[Router] in terface e0[Router-Ethernet0] ip address 192.168.3.254 255.255.255.0 sub5.3配置路由器的rip协议，实现两个子网间的通信：[Router] rip[Router-rip] network 192.168.2.0[Router-rip] network 192.168.3.05.4配置各个PC主机的IP地址、子网掩码和默认网关，实现两个子网间的PC主机能相互ping通。
网络互连技术
用集线器实现主机互联：
5.2.2 数据链路层网络互联设备 （网桥与二层交换机） 网桥是在数据链路层上实现网络互连 的设备，二层交换机是一种多端口的 网桥，主要用于交换式网络中。
网桥的功能：
（1）网桥能够互连两个采用不同数据 链路层协议、不同传输介质、不同传输 速率的网络。 （2）网桥通过存储转发和地址过滤方 式实现互连网络之间的通信。 （3）用网桥互连的网络在数据链路层 以上采用相同的协议。
路由器到最后一比特从路由器输出的时间 间隔。 ●VPN支持能力：通常路由器都能支持 VPN。 ●大家在选择路由器的时候可以从上述几 个方面入手，选择合适的产品。
3、 路由表
路由器的主要工作就是通过路由表为 经过路由器的每个数据帧寻找一条最佳传 输路径，并将该数据有效地传送到目的站 点。 路由表根据其的生成方式，可以分为 静态路由表和动态路由表两种：
Console AUX
路由器的硬件连接
路由器与局域网接入设备之间的连接
AUI接口的连接方法
路由器的硬件连接
路由器与广域网接入设备之间的连接
Байду номын сангаас
异步串口和路由器连接
路由器的硬件连接
路由器与广域网接入设备之间的连接
同步串口 和路由器连接
路由器的硬件连接
路由器与广域网接入设备之间的连接
ISDN BRI接口连接
路由器物理结构
处理器
路由器存储器
只读内存（ROM） 闪存（FLASH） 随机存取内存（RAM） 非易失性RAM（NVRAM）
路由器接口及连接线缆
●局域网接口：
AUI接口 RJ-45接口
SC接口
路由器接口及连接线缆
●广域网接口：
高速同步串口
chap03 网络互连与互联网
3.2.2 透明网桥
图二为一 10Mbps 数据传输率下的以太网，其上连接有 10 个站，在 理想状态下每个站的平均数据传输率为1Mbps。若通过网桥连接后成为图 三所示的结构时，每个站的实际有效数据传输率为__(20)__Mbps。
生成树：利用图论的知识， 通过阻塞一些网桥的端口来 消除兜圈子的现象。导致不 能充分利用全部可用资源， 同时不能保证每个帧都沿着 最佳的路由进行传送，因此 可能导致网络延时的增加。
网桥（续）
3.1 网络互连设备
类型：透明网桥和源路由网桥 透明网桥：网桥自己决定路由的选择，透明 是指局域网上的每个站并不知道所发送的帧 将经过那几个网桥。
源路由网桥：假定了每一个站在发送帧时都 已经清楚地知道发往各个目的站的路由。
交换机 路由器
3.1 网络互连设备
一种多端口网桥 逻辑地址：网络层地址，又叫软件地址 物理地址：数据链路层地址
3.4 IP协议
TCP/IP网络体系结构
3.4 IP协议
TCP/IP协议簇
3.4 IP协议 3.4.1 IP地址
IP地址的表示
Internet识别网络的方法是给网络上的每一台计算机分配一 个IP地址。IP地址就是给每个连接在Internet上的主机分配 一个在全世界范围内唯一的32位二进制标识符。由于32位 的二进制数字形式不适合阅读和记忆，为了便于用户阅读 和理解IP地址，Internet管理委员会采用了一种“点分十进 制”方法表示IP地址。如下图所示。
为了表示方便，通常在IP地址后加一个“网络号和子网 号位数”，例如：210.45.12.58/28
子网划分技术（续）
3.4.1 IP地址
（3）可变长子网掩码（VLSM） 一个组织具有多个不同大小的子网
路由器基本知识
KingNet 5
应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 数据链路层 物理层
应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 数据链路层 物理层
资源子网 通信子网
ห้องสมุดไป่ตู้
KingNet
6
物理层
建立、维护和拆除物理链路的机械、 电气和功能的特征，把实体连接起来 ，在物理介质上传输无特征的比特流 网卡、RS－232C、V24、X.21、V35 都属于物理层范围
KingNet 49
路由协议配置
Router(config)# router igrp 100 Router(config-router)# Router(config-router)#network 200.61.16.0 Router(config-router)#exit
KingNet
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查看路由器状态
输出速度跟不上输入速度，路由器 的缓存可能被淹没。 采用源抑制，发现拥塞时，向源主 机发送源抑制的ICMP报文，源主机 收到报文后，降速发送。
KingNet
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冗余和容错
负载分流（Load Sharing） 负载均衡（Load Balancing） 双路由热备份（Hot-Stand-By）
KingNet
KingNet
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帮助 HELP！！！
在任何模式、任何情况下均可键入 “ ？”来得到帮助。 Router > ？ Router# ？ Router(config)# ?
KingNet
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配置局域口
Router(config)# int e0 Router(config-if)# Router(config-if)# ip address 200.61.17.253 255.255.255.0 Router(config-if)#no shutdown Router(config-if)# exit
路由器与交换机的工作原理
计算机网络往往由许多种不同类型的网络互连连接而成。
从功能上和逻辑上看，这些计算机网络已经组成了一个大型的计算机网络，或称为互联网络，也可简称为互联网、互连网。
AD：计算机网络往往由许多种不同类型的网络互连连接而成。
如果几个计算机网络只是在物理上连接在一起，它们之间并不能进行通信，那么这种“互连”并没有什么实际意义。
因此通常在谈到“互连”时，就已经暗示这些相互连接的计算机是可以进行通信的，也就是说，从功能上和逻辑上看，这些计算机网络已经组成了一个大型的计算机网络，或称为互联网络，也可简称为互联网、互连网。
将网络互相连接起来要使用一些中间设备(或中间系统)，ISO的术语称之为中继(relay)系统。
根据中继系统所在的层次，可以有以下五种中继系统：1.物理层(即常说的第一层、层L1)中继系统，即转发器(repeater)。
2.数据链路层(即第二层，层L2)，即网桥或桥接器(bridge)。
3.网络层(第三层，层L3)中继系统，即路由器(router)。
4.网桥和路由器的混合物桥路器(brouter)兼有网桥和路由器的功能。
5.在网络层以上的中继系统，即网关(gateway).当中继系统是转发器时，一般不称之为网络互联，因为这仅仅是把一个网络扩大了，而这仍然是一个网络。
高层网关由于比较复杂，目前使用得较少。
因此一般讨论网络互连时都是指用交换机和路由器进行互联的网络。
本文主要阐述交换机和路由器及其区别。
2 交换机和路由器“交换”是今天网络里出现频率最高的一个词，从桥接到路由到ATM直至电话系统，无论何种场合都可将其套用，搞不清到底什么才是真正的交换。
其实交换一词最早出现于电话系统，特指实现两个不同电话机之间话音信号的交换，完成该工作的设备就是电话交换机。
所以从本意上来讲，交换只是一种技术概念，即完成信号由设备入口到出口的转发。
因此，只要是和符合该定义的所有设备都可被称为交换设备。
由此可见，“交换”是一个涵义广泛的词语，当它被用来描述数据网络第二层的设备时，实际指的是一个桥接设备;而当它被用来描述数据网络第三层的设备时，又指的是一个路由设备。
路由器实验报告1汇总
路由器实验报告1汇总为了更好地理解和掌握路由器的工作原理，我们进行了一系列的实验。
本文将对实验内容进行汇总和总结，并提供详细的实验结果和分析。
一、实验概述在本次实验中，我们使用了一台路由器设备，并进行了以下几个方面的实验内容：路由器的基本设置与配置、网络的互连与通信、路由协议的配置与调整、网络故障排除与处理等。
二、实验内容2.1 路由器的基本设置与配置在第一个实验中，我们首先了解了路由器的基本概念和工作原理。
然后，通过对路由器设备的设置和配置，我们成功建立了基本的网络连接，并进行了相关的网络测试。
2.2 网络的互连与通信在第二个实验中，我们深入探讨了网络的互连与通信。
通过配置路由器的接口和地址，我们实现了多个网络之间的互通，并进行了网络通信的测试和分析。
2.3 路由协议的配置与调整在第三个实验中，我们学习了常见的路由协议，并在路由器上进行了相应的配置和调整。
通过对路由协议的学习和实践，我们成功实现了网络的自动路由选择和优化。
2.4 网络故障排除与处理在第四个实验中，我们面对了一系列网络故障，并通过对路由器的故障排除和处理，成功恢复了网络的正常运行。
这个实验对于我们理解网络故障排除的流程和方法具有重要的意义。
三、实验结果与分析3.1 路由器的基本设置与配置在这个实验中，我们根据由实验指导书给出的教程，成功地完成了路由器的基本设置和配置。
通过对网络的测试和监控，我们发现路由器能够正常工作，并实现了网络间的通信。
3.2 网络的互连与通信通过对路由器接口和地址的配置，我们成功实现了多个网络之间的互通。
通过网络通信的测试，我们发现数据能够正常传输，并且延迟较低，网络的吞吐量也较高。
3.3 路由协议的配置与调整在这个实验中，我们学习并实践了常见的路由协议，包括静态路由和动态路由。
通过对路由器的配置和调整，我们成功实现了网络的自动路由选择，并提高了整个网络的性能和稳定性。
3.4 网络故障排除与处理在面对网络故障时，我们采取了一系列的排除和处理措施。
计算机网络互连设备概述
计算机网络互连设备概述计算机网络互连设备是指在计算机网络中用于连接不同网络、实现网络互联的设备。
它们起着桥梁的作用，使得不同的网络能够相互通信和交换信息。
本文将对计算机网络互连设备进行概述，包括其基本种类、功能和工作原理等方面。
一、计算机网络互连设备的基本种类计算机网络互连设备主要分为以下几种类型：1.路由器（Router）：路由器是一种广泛应用于计算机网络中的互连设备。
它能够根据数据包的目的地址信息，选择合适的路径将数据包从发送端路由至接收端。
路由器可以根据网络中的拓扑结构自动建立路由表，并通过路由协议动态更新路由表。
2.交换机（Switch）：交换机是一种用于局域网（LAN）的互连设备，工作在数据链路层（第二层）。
它能够根据数据帧中的目的MAC地址，将数据帧从发送端口转发到相应的接收端口，实现局域网内部的数据交换和通信。
3.集线器（Hub）：集线器是一种传输介质共享设备，它能够将多个终端设备连接在一起，组成共享介质的局域网。
集线器工作在物理层（第一层），当一个端口接收到数据时，它会将数据广播到所有其他端口。
4.网桥（Bridge）：网桥是一种用于连接两个局域网的互连设备，工作在数据链路层。
它能够通过学习和转发MAC地址，将数据帧从一个局域网转发到另一个局域网。
二、计算机网络互连设备的功能计算机网络互连设备具有以下几个主要功能：1.路由功能：路由器是计算机网络互连设备中最重要的一种类型。
它能够根据网络层地址（如IP地址）进行数据包的转发和路由选择，实现不同网络之间的连接和通信。
2.交换功能：交换机是局域网中常用的互连设备，它能够根据数据链路层的地址（如MAC地址）进行数据帧的转发和交换，实现局域网内部设备的通信。
3.过滤功能：计算机网络互连设备可以根据特定的规则对数据包进行过滤和筛选，提高网络的安全性和性能。
4.隔离功能：互连设备能够将网络划分为不同的虚拟网络，实现不同网络之间的隔离，提高网络的可管理性和安全性。
第5章 计算机网络互连技术及应用
• 2．网络互连的层次分类
一般情况下，网络互连可以在ISO/OSI 七层模型中的任意一层进 行，主要有以下几种： ① ② ③ ④ 物理层互连 数据链路层互连 网络层互连 高层互连
网络互连的一般原则是从互连层开始，其上各层的协议要相同， 而互连层下面各层的协议的异构特性则由互连层屏蔽。一般来说，互 连的层次越高，互连协议就越复杂。
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• 2．集线器(HUB)
集线器其实是一种特殊的中继器，它有一个端口和主干 网连接，而其他的端口连接一组工作站，如图就是一个典型的集线器 实物图。
12
• 3．集线器的种类
根据集线器的功能的不同，可以将集线器分成不同的类型:
① ② ③ ④ 独立式集线器 堆叠式集线器 模块式集线器 智能型集线器
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第 5 章
计算机网络互连技术及应用
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【本章目标】
• 一个计算机系统，接入计算机通信网络， 可以与其它计算机系统通信。计算机通信 网络互连技术是解决两个计算机通信网络 中的某两个计算机系统相互通信的技术。 本章介绍计算机通信网络互连技术的层次 性，各种互连设备的工作原理，以及路由 协议、IP协议和移动IP、IP组播。
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5.2.6 网络互连设备的比较与应用选择
表中列出中继器（集线器）、网桥（第二层交换机）、路由器 （第三层交换机）、网关等互连方式的特点比较.
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5.3 路由协议
5.3.1路由协议概述 5.3.2路由信息协议RIP 5.3.3开放式最短路径优先协议OSPF 5.3.4边界网关协议4（BGP-4）
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5.4 IP协议
• • • • 5.4.1 5.4.2 5.4.3 5.4.4 Internet协议概述 IP地址及子网 IP协议 ICMP协议
互连网络的原理及应用
互连网络的原理及应用一、什么是互连网络互连网络是指将多个计算设备通过网络连接起来，以实现数据和信息的传输和交流的技术系统。
互连网络的原理基于计算机网络和通信技术，可以实现计算机之间的数据传输、资源共享、远程控制等功能。
互连网络既包括局域网（LAN）和广域网（WAN），也包括互联网（Internet）。
二、互连网络的原理互连网络的原理基于数据包交换技术，通过将数据分割成小的数据包，在网络中进行传输和交换。
具体的原理可以分为以下几个方面：1. 数据的分割和封装在源计算设备上，数据被划分为小的数据包，并加上必要的源地址和目标地址等信息，形成数据包。
2. 数据的传输和中转数据包通过计算设备之间的物理连接传输，经过中间设备的中转，通过一系列的路由器、交换机等网络设备，按照最佳的路径进行传输。
3. 数据的路由和转发路由器是互连网络中的核心设备，负责根据目标地址对数据包进行路由和转发。
通过路由表等机制，路由器能够找到传输数据包的最佳路径，并保证数据包的安全和可靠传输。
4. 数据的接收和解封装目标计算设备接收到数据包后，根据目标地址进行解封装，还原成原始的数据，并进行相关的处理和应用。
三、互连网络的应用互连网络的应用广泛涉及到各个领域，包括但不限于以下几个方面：1. 互联网互联网是互连网络的典型应用，通过互联网，人们可以在全球范围内进行数据传输、信息查询、电子邮件、即时通讯等各种网络服务。
2. 企业局域网企业局域网是内部员工之间进行数据传输和资源共享的网络，可以提高企业内部的工作效率和信息流动速度，实现各个部门之间的协同工作。
3. 云计算云计算是一种基于互连网络的计算模式，通过将计算资源、存储资源等进行集中管理和共享，实现按需获取和使用计算资源的能力。
4. 物联网物联网是指通过互连网络将各种传感器、设备和物理实体连接在一起，实现信息的采集、传输和交互的技术系统，广泛应用于智能家居、智慧城市、智能交通等领域。
5. 远程控制和监控通过互连网络，可以实现对远程设备的控制和监控。
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网桥 顺序 B2 的自 1 学习 表 2
PORT1 MAC1
PORT2
PORT3
帧扩散、帧丢弃、帧发到指定 PORT、其他 帧扩散
MAC4
帧发到指定PORT
3
• 接着，网桥B1从它的#2端口收下网桥B2转发而来的帧。网桥B1查其 自学习表可知，刚收下的帧应从#1端口转发出去。同时将源MAC地 址MAC4写到网桥B1的中，如表4所示。
交换机的地址学习能力
• 计算机打开电源后,安装在该系统中的网卡会定期发出空闲包或信号, 交换机即可据此得知它的存在以及其 MAC 地址,这就是所谓自动地址 学习. • 要注意交换机档次越低,交换机的缓存就越小,也就是说为保存 MAC 地 址所准备的空间也就越小,对应的就是它能记住的 MAC 地址数也就越 少. • 通常一台交换机都具有 1024 个 MAC 地址记忆空间,都能满足实际需 求.
• 交换机的主要功能 – 在发送节点和接收节点之间建立一条虚连接 – 转发数据帧 – 建立并维护交换表
• 交换机的主要特性 – 局域网交换技术操作在OSI的第二层 – 根据MAC地址进行帧转发、帧过滤 – 每个交换机端口独占带宽 系统带宽为端口带宽 × n (端口个数） – 内部可同时存在多个通信通道
• 全双工“(Full Duplex)状态:即可以同时接收和发送数据,数据流是双 向的 。 • 半双工:在任一时刻只能有一个方向的数据流,即处于"半双工"(Half Duplex)模式,
交换机的工作特点
拥有一条很高带宽的背板总线和内部交换矩阵 所有的端口都挂接在这条背板总线上 控制电路收到数据包以后，处理端口会查找内存中的地址 对照表以确定目的MAC地址的网卡（NIC）挂接在哪个端 口上，通过内部交换矩阵迅速将数据包传送到目的端口
B F0/1 F0/2 F0/3 F0/4
0260.8c01.3333
C
0260.8c01.2222
D
0260.8c01.4444
交换机初始化时MAC地址表是空的。
交换机MAC地址表学习（二）
MAC 地址表
F0/1: 0260.8c01.1111
A
0260.8c01.1111
B F0/1 F0/3
丢弃这个数据帧而不能够收下来。
只有 D 接受 B 发送的数据 发送数据
C 不接受
D
接受
E 不接受
网络互连
工作原理:广播 共享
从一个端口接收到一个数据幀后，便把从端口接收到的所有 二进制位信号，无选择的进行放大再生，并把放大后的信号， 通过广播的方式向其他所有端口分发出去。
HUB
HUB
A
B
C
D
A
B
C
D
网络互连
集线器的特性
集线器工作在OSI参考模型的第1层，即物理层。 集线器是一种共享型设备，所有连在集线器上的站点共享一条传输通 道，共享带宽。 集线器采用半双工（Half Duplex）通信方式 存在争用信道的问题。以太网集线器使用CSMA/CD介质访问控制方法 来控制信道的分配
网络互连设备的基本工作原理 及配置
网络互连
要求掌握各个层次的网络互连设备，熟悉他们的功能与特性，以 及它们之间的区别，能够按实际需求使用这些设备，特别重点掌握路由器和交换 机设备
• 网络互连设备
物理层 数据链路层 网络层 传输层-应用层 中继器（Repeater）、HUB 网桥、交换机、网卡 路由器（Router） 网关(Gateway）
怎么协调不同工作站顺利发送数据呢?
CSMA/CD工作原理
CSMA/CD 多点接入 载波监听
Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection 载波监听多点接入/碰撞检测 许多计算机以多点接入的方式连接在一根总线上， 是总线型网络。 是指每一个站在发送数据之前先要检测一下总线上 是否有其他计算机在发送数据；如果有，则暂时不 要发送数据，以免发生碰撞。 就是计算机边发送数据边检测信道上的信号电压大 小，由信号电压摆动值的大小来判断是否发生了碰 撞。正常发送时，计算机发送的数据都是使用曼彻 斯特编码的信号；发生碰撞时，信号会产生严重的 失真。一旦发生碰撞，就立即停止发送。
网桥B1 顺序 的自学 习表 PORT1 PORT2 PORT3 帧扩散、帧 丢弃、帧发 到指定 PORT、其 他 帧扩散
1 2
MAC1
3
•
② 接着，网桥B2从它的#1端口收下网桥B1转发而来的帧。由于
B2的自学习表也为空，于是它采用广播方式扩散到除入端口 （这里是#1端口）外的所有其它端口（这里是#2端口和#3端 口）。同时将源MAC地址MAC1写到网桥B2的中，如表2所示。
用网桥互连起来的网络是一个单个的逻辑网
网桥的主要作用
将两个以上局域网（物理网络）互连为一个逻辑网络 扩大网络覆盖的地理范围，实现更大范围的局域网互连。 隔离一个物理网段的故障，提高了网络的可靠性。
根据MAC地址对数据帧进行过滤
局域网交换机（LAN Switch） 局域网交换机（LAN Switch） 1.交换机工作的逻辑机理
思考
1.集线器能不能够无限制的级连?将会出现什么问题? 在共享式网络中，随着用户数量的增加，每用户所使用的 平均带宽减小，网络冲突加剧，网络带宽利用率下降。
10 base-T网络中的5-4-3原则:指的是“5-4-3规则”，是指 在10M以太网中中，网络总长度不得超过5个区段，4台网 络延长设备，且5个区段中只有3个区段可接网络设备
F0/2
F0/4
D
0260.8c01.4444
• 未知单播帧，广播帧：
– 执行广播操作Flooding(泛洪)
交换机帧转发原理
• 如果数据帧的目的地址在交换机的地址表中，那么就根据地址表转发 到相应的端口；
• 如果数据帧的目的地址与数据帧的源地址在一个网段上，它就会丢弃 这个数据帧，交换也就不会发生。
交换机工作方式
从一个端口发过来的数据,其中会含有目的地的 MAC 地址,交换机在 保存在自己缓存中的 MAC 地址表里寻找与这个数据包中包含的目的 MAC 地址对应的节点,找到以后,便在这两个节点间架起了一条临时性 的专用数据传输通道。
• 建立虚连接通道 这两个节点便可以不受干扰地进行通信了.在源端口和目的端口直接 建立虚连接通道
0260.8c01.3333
C
0260.8c01.2222
F0/2
F0/4
D
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。
交换机帧转发原理
• 局域网交换机根据数据帧的MAC（Media Access Control）地址（即 物理地址）进行数据帧的转发操作。
• 交换机转发数据帧时，遵循以下规则：如果数据帧的目的MAC地址是 广播地址或者组播地址，则向局域网交换机所有端口转发（除数据帧 来的端口）；如果数据帧的目的地址是单播地址，但是这个地址并不 在交换机的地址表中，那么也会向所有的端口转发（除数据帧来的端 口）；
• 地址转发表设定了一个自动老化时间(Auto-aging),若某 MAC 地址在 一定时间内(默认为 300 秒)不再出现,那么,交换机将自动把该 MAC 地 址从地 址表中清除.当下一次该 MAC 地址重新出现时,将会被当作新 地址处理.
交换机MAC地址表学习（一）
MAC 地址表
A
0260.8c01.1111
摆脱了CSMA/CD的约束 同时存在多个数据通道 是一个受控制的多端口开关矩阵
5 4 3 2 1
X X X X
X X X X
X X X X
X
1
X X X
X X X X
2 3 4 5
控制逻辑
交换机的结构与工作过程
图 交换机的结构与工作过程
交
换
技
术
• 交换机进行数据交换解决了集线器那种共享单车道容易出现"塞车"现 象.在交换机技术上把这种 "独享"道宽(网络上称之为"带宽")情况称之 为"交换",这种网络环境称为"交换式网络",交换式网络必须采用交换机 (Switch) 来实现.
网桥 B2的 自学 习表 顺序 1 2 帧扩散、帧丢弃、帧发到指定 PORT、其他 帧扩散
PORT1 MAC1
PORT2
PORT3
3
• SYS4向SYS1发送数据帧，帧的目的MAC地址=MAC1，源MAC地址 =MAC4。这时，网桥B2从#2端口收下该帧。网桥B2查其自学习表可 知，刚收下的帧应从#1端口转发出去。同时将源MAC地址MAC4写到 网桥B2的中
网桥 B1的 自学 习表
顺序 1 2 3
PORT1 MAC1
PORT2
PORT3
帧扩散、帧丢弃、帧发到指定 PORT、其他 帧扩散
MAC4
帧发到指定PORT
网桥
• 2.网桥的特性
工作在数据链路层 是一种存储转发设备 支持任何网络层及高层协议 根据MAC地址过滤数据 不能隔离广播信息 能互连不同的网络
碰撞检测
CSMA/CD的广播方式发送
总线上的每一个工作的计算机都能检测到 B 发送的数据信号。 由于只有计算机 D 的地址与数据帧首部写入的地址一致，因此只有 D 才接收
这个数据帧。
其他所有的计算机（A, C 和 E）都检测到不是发送给它们的数据帧，因此就
具有广播特性的总线上实现了一对一的通信。
• 地址学习：学习地址时，交换机要记录两件事： ①记录地址本身和入站端口号码 ②将MAC地址的寿命清0；表中的地址寿命每秒加1，所寿命达到一 个特定值，对应的MAC地址表项就会被删除掉。这个过程叫老化。