2局域网相关技术及解决方案

1．交换式局域网的特点和组成 (交换机和集线器的区别）？
交换机具有集线器的功能，能进行数据的转发，但是交换成与集线 器最大的区别是交换机以交换方式处理端口资料，交换机将接收到的数 据帧，直接转发给数据的目的端口或目的地址所有的默认网关，从而提 高了网络的效率；而集线器以共享的方式处理端口接收到的数据，然后 以广播的方式发送给全网中的所有端口，从而增加了网络的流量，容易 引起网络风暴。传统的交换机只具有和多路网桥相似的功能，故称为二 层交换机（L2）。新型的交换机引入了路由技术，已成为网桥和路由技 术的综合产品，可以完成网络层的路由选择，因此称为第三层交换 （L3）。
工作站
工作站
令牌环网
B rid g e
网桥
工作站
工作站
工作站
工作站
工作站
工作站
工作站
工作站
以太网
图 2-14 网桥连接不同拓朴的网络
网桥的主要功能如下： 能够在数据帧上重生数据； 检查每个数据帧的目的地址和源地址；
建立一个路由表，网桥的一个重要特点是能够识别数 据帧中的地址，并由此建立一个路由表；
网桥的另一个重要的功能是对扩展的网络状态进行监 督，其目的是为更好的调整拓朴的逻辑结构，有些网桥还 可以对转发和丢失的数据帧进行统计，以便进行系统维护。 网桥管理还可以间接监示和修改转发地址数据库，允许网 络管理模块确定网络用户站点的位置，以方便管理更大扩 展的网络。
工作站
工作站
Token-ring 令牌节点提供全部
网络带宽；
• 交换机按数据包中和地址转发数据，而不考虑数据包中的
登记处内容，延时少；
• 每个端口都提供专用的带宽，交换机提供的总带宽为每个
端口带宽之和；
• 流量控制：交换机提供足够的缓冲区并通过流量控制来消
除网络拥塞。当多个网段或两个高速度网络突发访问服务 器时，瞬时的信息流量很大超过交换机的总带宽，这时可 以使用交换机提供的缓冲区将数据先保存以缓冲区中，等 大流量的瞬间过去后，再将缓冲区中的数据转以给目的端 口，从而达到了流量控制的目的。流量控制技术提高了网 络的交换性能，缓解或消除了网络拥塞。
2局域网相关技术及 解决方案
2.3.5 网桥（）
网桥也称桥接器，是一种比中继器稍为高级的网络互 联设备，它不但可以重生信号，还具有一定的隔离作用， 可以把两个网络分支的信息流和故障隔离开来，是一种具 有一定智能的设备，可以连接两个不同协议的网络，如令 牌环网和以太网。
1．网桥的工作原理
网桥工作在模型的数据链路层，它能完成比中继器更多 的功能，局域网间的数据链路层按帧传送信息。网桥可以 将两个不同的拓朴结构、不同网络操作系统、不同协议的 局域网连接起来，扩展网络的物理距离和范围，并对数据 流通进行管理，以提高网络的性能。如图示2-14所示为网 桥连接的两个不同拓朴的网络。
2．路由器的工作原理
路中器工作在参考模型的网络层，因此，路由器访问 的是对方的网络地址，可以在网络层上进行交换和路由数 据帧，能完成网桥不能完成的功能，路由器根据路由表转 以数据帧，路由表中包含的是网络的物理地址。
•
① 通过交换机以的芯片收集管理信息保存于专门的管理器中供各
站查询② 用一台机作为专门的管理机收集交换朵的统计信息和各端口
的信息。
• 子网划分功能：一个大的网络中可能有多个部门，每个部门内容的信息
交流量较大，而部门之间的信息交流不多，为了减少网络中信息的流量，
可以使用交换机将信息流量较多的节点连接成为一个子网，每个子网成
主机
图 2-15 交换机连接的网络
主机
2．交换机的功能
交换机在源端口和目的端口之间提供点到点的连接， 增加了网络吞吐量，可以使同样带宽的线路中传输更多的 信息，而保证每个链路都独占网络带宽。交换器可以同时 建立多个传输路径，所以在应用连接多台服务器的网段上 可以收到明显的效果。交换机主要用于连接、或分散式主 干网。交换机的主要功能如下：
1．路由器的和要功能
（3） 流量控制和分组分段：路由器有较镪的流量控制功能，可以采用优 化的路由算法来均衡网络负载，有效的控制网络拥塞，提高网络的性能。 路由器的流量控制是利用其缓存的功能，保证在网上发送数据的过程中， 数据不会因为双方速度的不匹配而丢失。当网络中有接收方不能处理较 大的数据帧时，路由器就把大的数据帧分组为小的数据帧，以便接收方 能够接受，防止数据重复发送。
CISCO 3640 路由器
CISCO 2610 路由器
图 2-17 路由器
1．路由器的和要功能
（1）实现网络互联：路由器的主要功能是实现真正意义上的网络互联，可 以实现异质网络、多个子网和广域网的互联。在多网络互联的环境中， 路由器只接受源站或其他路由器的信息，不关心网络中使用的硬件设备， 只要求设备运行与网络层协议相一致的软件。
交换机按端口数可分为6口、8口、12口、24口、 32口、48口等。图2-16是两款不同端口数的交换机。
3．交换机的分类
48口交换机
24口交换机
图 2-16 各种交换机
4．选择交换机考虑的问题
局域网交换机是组成网络系统的核心设备，对 用户而言，交换机的主要指标是价格、端口配置、 数据交换能力、包交换速度等因素。因此在选择交 换机时，应尽可能的从这几个方面考虑从而尽量满 足用户的需求。
交换技术通过共享式和专用局域网的分段来划分带宽，将基于集线 器的共享式网络公成多个较少的共享式子网络，主要连接部分则交换机 实现独占带宽，消除各节点带宽的争用，为每一个节点提供尽可能大的 带宽。图2-15是交换机连接的网络。
1．交换式局域网的特点和组成
Switch
LAN1
LAN2
HUB
HUB
主机
主机
（6） 提供经济合理的接入：企业可以通过路由器方便的接入，从而访问 或将自己企业的信息以布到。 由于路由器常用于较大的复杂网络，因此需要具有经验的网络技术人 员进行设置、安装和管理。可以认为使用路由器后，形形色色的通信子 网融为一体，形成了一个更大范围的网络，从宏观的角度出发,可以认 为通信子网实际上是由路由器组成的网络，路由器之间的通信则通过各 种通信子网的通信能力予以实现。如图2-18 为路由器连接的不同的网 络。
为一个冲突域，子网内可以使用集线器连接所有的节点，这样即可扩大
网络的范围，也减少了网络中的信息流量，从而提高了网络的效率。
3．交换机的分类
① 按所用技术分类
直通交换(—)：这种交换方式对传输的信息帧只读 目的地址不作校验，直接端口将收到的数据帧转发 到目的端口，即一旦收到信息包中的目标地址，在 收到全帧之前便开始转发。直通式交换方式速度快、 延时少，但不负责对数据帧的校验，因此不管服务 器连接交换机的哪一个端口，只要发现错误的数据 帧，即将数据帧丢弃而要求源端重发，增加服务器 的负荷，可能降低网络效率。适用于同速率端口和 碰撞误码率低的环境。
（4） 数据包的转发的验证：路由器在进行数据转发之前，选检测数据包 源地址和的目的地址是否存在，若检测不到合法的源地址和目的时间时 或非法的广播或组播数据包，则路由器将其丢弃。可以通过设置包过滤 的访问列表，限制某些方向的数据包是否转发，以保证网络的安全性。 如在一个企业内容的路由器，可以设置访问列表不转发某些网站或源地 址不明的信息，以确保企业内部网络不被黑客攻击。
2.3.7 路由器()
路由器是在多个网络和介质之间实现网络互联 的一种设备，是一种比网桥更高级、更复杂的网络 互联设备，路由器工作在网络层，它网关、网桥、 交换机的功能集于一体，可以将不同协议的网络视 为子网而实现网络互联，主要是能跨越广域网（） 将远程的 互联成一个大的互联网络。图2-17是的 两款路由器。
2．网桥的实现
网桥可以是一个独立的设备，也可以以其他 形式出现，如网卡、计算机中安装网桥软件等， 如果网络操作系统支持网桥的功能，可以服务器 安装多个网卡来实现网桥的功能。这种网桥称为 内置式网桥。
3．网桥的分类
网桥分为内桥、外桥和远程桥。 内桥：是通过文件服务器中的不同网卡连接起来的局
域网。 外桥：安装在工作站上，实现两个相似局域网的连接，
1．路由器的和要功能
（5） 防止网络风暴：由于路由器的每个端口连接的都是不同的子网，可 以方便的将一个大的网络分割为多个子网络进行管理和维护，路由器可 以根据网络号、主机的地址、数据类型来监控、拦截和过滤信息，因此， 路由器具有更强的网络隔离能力，不仅可以防止网络风暴，更重要的是 提高了网络的安全和保密性，同时有的路由器还可以实现防火墙的作用。
机； 需要连接不同的网络分支，如令牌环网、以太
网、令牌总线网等； 网络中有不的物理介质； 需要减少不同网络之间的数据流量，隔离广播
风暴。
2.3.6 交换机（） 1．交换式局域网的特点和组成
局域网的核心技术是采用局域交换机。交换机提供多个端口， 它的本质是一个多路网桥，每个端口可以连接一个局域网段、、 一台高性能的服务器或单个工作站，交换机提供大容量动态交换 带宽，并采用帧直接交换技术，可以使接入的多个站点间同时建 立多个并行的通信链路，站点间沿指定的路径转发报文，使争夺 式“共享性”信道，转变为“分享式”信道，最大程度地减少了 网络帧的碰撞和转发延迟，使带宽和效率成倍的增加。
外桥可分为专用和非专用。专用只能用来建立 两个网络之间的连接，管理网络之间的通信； 非专用既可以作网桥也可以作工作站使用。 远程桥：远程桥一般作用调制解调器等硬件设备实现 两个远程局域网之间的连接。
4．网桥的适用场合
网桥的适用场合： 在下面的情况下，可以考虑使用网桥作为扩展
设备： 需要扩展一个网络，使网络能连接更多的计算
有选择的传送数据，在网桥连接的网络中，数据的发 送是有选择的，其选择过程如下：
•网桥接到数据帧后，分析源地址是否加入路由表，如果没加入，
则将其源地址加入路由表。