网络工程实战详解 张敏波 陈畅 吴细花 编著 成奋华校审 第5章 网络设备互联技术

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1、第5章网络设备互联技术【本章要点】●网络设备互联技术概述●交换机应用●路由器应用●防火墙应用●服务器技术5.1网络设备互联技术概述5.1.1网络互联技术介绍网络互联是指将分布在不同地理位置的网络、设备连接起来，以构成更大规模的网络，最大程度地实现网络资源的共享。1.局域网与局域网互连技术2.局域网与广域网互连技术3.局域网-广域网-局域网互连技术4.广域网与广域网互连技术5.1.2常见网络互联设备在网络工程组建中，有各种各样的网络设备，包括网卡、集线器、交换机、路由器、防火墙、服务器等。通常来说，网卡、集线器、交换机、

2、服务器主要用于构建局域网；而路由器、防火墙则不仅可以用于局域网，更多的是用于广域网中。1．网卡网卡，又称“网络适配器”或网络接口卡，简称NIC（NetworkInterfaceCard），是将计算机接入一个网络系统不可缺少的硬件设备之一，是计算机与传输介质的接口，如图所示。2．集线器集线器（Hub）是一种特殊的中继器，工作在OSI七层参考模型中的物理层，可以连接多台计算机。集线器是网络管理中最小的单元，是局域网的物理星型连接点。就像树的主干一样，集线器是各分枝的汇集点。如图所示。3．网桥局域网互连方式有两种，一种是桥接

3、方式，另一种是路由方式。网桥(Bridge)就是桥接方式的设备，工作在OSI第二层(数据链路层)上的，主要用于连接使用相同通信协议、传输介质和寻址方式的网络。如图所示。4．交换机交换机（Switch）是一个具有简化、低价、高性能和高端口密集特点的交换产品，主要用于连接局域网中的网络设备，使局域网的直径得以扩展，提高局域网性能。如图所示。5．路由器路由器是一种连接多个网络的网络设备，它能将不同网络或网段之间的数据信息进行“翻译”，以使它们能够相互“读”懂对方的数据，从而构成一个更大的网络如图所示。6.网关网关(Gatew

4、ay)又称网间连接器、协议转换器。网关的结构也和路由器类似，不同的是互连功能。网关既可以用于广域网互连，也可以用于局域网互连。7．防火墙防火墙技术作为网络安全的一种防护手段得到了广泛的应用。简言之，防火墙是在内部网与外部网之间实施安全防范的系统，包括硬件和软件，目的是保护网络不被可疑人侵扰。8．服务器服务器（Server），指的是在网络环境中为客户机（Client）提供各种服务功能的特殊的专用计算机。在网络中，服务器承担着数据的存储、转发、发布等关键任务，是各类基于客户机/服务器（C/S）模式网络中不可或缺的重要组成部

5、分。5.1.3企业网络设备互联应用分析网络设备的互联看似简单，好像都是直接用网线插入网络接口中。其实这只是表面现象，在一些小型、非智能网络中，这样是可以一次成功的。但是对于中型以上，特别是网络结构比较复杂的网络工程，必须遵循一定的原则，否则可能造成网络通信不畅，甚至无法通信。因此，企业网络正确的互联是保证网络设备运转高效的前提5.2交换机应用5.2.1交换机的概述交换机是计算机网络工程中最常用的设备之一，是一种基于MAC地址识别，能够完成数据帧封装、转发功能的网络设备。以太网交换机类似于一台专用计算机，它由中央处理器（

6、CPU）、随机存储器（RAM）和接口组成。以太网交换机体系结构基本可以分为总线结构、共享存储器结构和交换矩阵结构三种。1．交换机的工作原理在网络数据通信中，交换机执行两个基本操作：一是交换数据帧，将从某一端口收到的数据帧转发到该帧的目的地端口；二是维护交换操作，构造和维护动态MAC地址表。2．交换机的工作模式交换机在交换数据帧时可以选择不同的模式来满足网络和用户的需要。目前，交换机在传送源和目的端口的数据包时，通常采用直通式交换、存储转发和碎片隔离三种数据包交换方式，3．交换机的分类由于交换机所具有许多优越性，所以它的

7、应用和发展速度远远高于集线器，出现了各种类型的交换机，主要是为了满足各种不同应用环境需求。下面介绍交换机的分类情况。（1）从网络覆盖范围划分。根据网络覆盖范围划分，交换机可以分为广域网交换机和局域网交换机。（2）根据传输介质和传输速度划分。根据交换机使用的网络传输介质及传输速度的不同一般可以将局域网交换机分为以太网交换机、快速以太网交换机、千兆（吉比特）位以太网交换机、10千兆（千吉比特）位以太网交换机、FDDI交换机、ATM交换机和令牌环交换机等。（3）根据交换机的结构划分。如果按交换机的端口结构来分，交换机大致可分

8、为固定端口交换机和模块化交换机两种不同的结构。其实还有一种是两者兼顾，那就是在提供基本固定端口的基础之上再配备一定的扩展插槽或模块。（4）根据交换机工作的协议层次划分。按交换机工作在OSI参考模型的相应层次，交换机可分为三个层次的交换机，其中大量商品化的是第二层和第三层交换机。4．交换机的性能与选型交换机是必不可少的网络设备。可是