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集线器的基本功能是信息分发,在交换式局域网

时间:2019-10-09 23:36来源:关于科技
交换式局域网,作为一种能通过增加网段提高局域网容量的技术,已经迅速地确立了它自己的地位。这是因为局域网交换机能够以较低的成本在多个网段提供高质量的报文传输服务。这

交换式局域网,作为一种能通过增加网段提高局域网容量的技术,已经迅速地确立了它自己的地位。这是因为局域网交换机能够以较低的成本在多个网段提供高质量的报文传输服务。这正如以前的路由器,作为连接局域网段的互连设备曾大量替代了互连网桥,而现在交换机趋向于替代局域网中的路由器。

路由器:连接不同IP 子网的设备,负责寻径和转发,工作在OSI 的网络层。

交换式局域网的体系结构

网桥: 连接不同子网,使其透明通信,工作在数据链路层,解析数据帧。缺点是无法避免“广播风暴”。

大型局域网总是由多个局域网通过多种网络互连设备,如网桥、路由器或交换机等连接而成的。由于对局域网带宽不断增长的要求必须在以太网或令牌环网固定的10Mbps或16Mbps的带宽限制下,所以在一个典型的局域网设计中不同局域网段的数目正迅速性地增长着。但是这种趋势会持续多久呢?是否有可能局域网中不再需要路由器呢?毫无疑问,广域网中互连的交换式局域网之间需要路由器提供物理连接和协议的转换。但当我们寻求对下列问题的答案时,分歧就产生了:

网关(gateway):工作在应用层,不同子网间的翻译器,对收到的信息进行重新打包。

在交换式局域网中路由选择的作用是什么?

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在交换式局域网中交换与路由选择之间的最优平衡是什么?

集线器:
集线器的基本功能是信息分发,它把一个端口接收的所有信号向所有端口分发出去。一些集线器在分发之前将弱信号重新生成,一些集线器整理信号的时序以提供所有端口间的同步数据通信。

在局域网中把交换机与路由器物理地连接起来的最好办法是什么?

路由器:
路由器顾名思义就是进行路由的设备。而路由是指通过相互连接的网络把信息从源地点移动到目标地点的活动。路由器通过路由决定数据的转发,转发策略称为路由选择(routing),这也是路由器名称的由来(router,转发者)。

下面的论述将会对这些问题给出合理的解答。

网桥:
1、网桥(Bridge)也称桥接器,是连接两个局域网的存储转发设备,用它可以完成具有相同或相似体系结构网络系统的连接。

交换和路由选择:定义

2、网桥的功能:1)网桥对所接收的信息帧只作少量的包装,而不作任何修改。
               2)网桥可以采用另外一种协议来转发信息。
               3)网桥有足够大的缓冲空间,以满足高峰期的要求。
               4)网桥必须具有寻址和路径选择的能力。四、路由器1、路由器是网络层上的连接,即不同网络

在开始讨论在局域网中交换和路由选择各自的作用之前,首先应该明白这两种技术的差别。局域网交换机有点像网桥,通常它们互连同种类型的局域网段,如都是以太网段或都是令牌环网段的情形。它们在端口之间透明地传送信息,以令牌环网为例,就是用源路由选择的方法。透明交换机对端站是不可见的 ,它们通过检查传送到它们端口的局域网段中的所有信息包来进行学习,从而得知各站点的位置,并根据在每个信息包中的目的网络地址把信息包送往适当的端口。这也意味着它们的运作独立于与端站之间互相通信的协议,不管是TCP/IP协议,还是Novell IPX,NETBIOS或者IBM的SNA协议。令牌环网的源路由选择交换机与透明交换机不同之处仅在于,源路由选择交换机是根据由端站往每个信息包中插入的信息来把信息包送往相应的端口,同样这也是独立于下层网络协议的。

                  与网络之间的连接。
2、路径的选择就是路由器的主要任务。路径选择包括两种基本的活动:一是最佳路径的判定;二是网间信息包的传送。

但在一些情况中,交换机可用来互连不同类型的局域网,例如,一些交换机可互连FDDI主干网和以太网段。在这种情形下,交换机只是在以太网和FDDI帧之间作些简单的转换工作,这样就遵循了对端站的透明性原则。

 

另一方面,路由器被设计成具有把任何类型的网络信息包传送到任何其他类型网络的能力,它们对端站是不透明的:事实上,当一个以太网的端站想要路由器另一端的站点进行通信时,它只是对相应的路由器进行寻址,而不是目的站点。当一个路由器从一个以太网段收到一个要发往另一个网段的信息包时,路由器取出报文的头部,检查报头中的目的地址,然后根据这些信息查询相应的表,确定这个目的站点是否位于它的一个直接相连的局域网段中,否则,该信息包应被送往另一个路由器,在作出相应的决定后,这个路由器将为这个信息包添加新的报头并将它发送出去。

路由器与网桥的差别

为了确定信息包往哪一个端口转发,路由器要维护复杂的查找表,这些表是由每个路由器与网络中的其它路由器相互合作而构造的,这些路由器相互传递经过这个网络的路由状态信息,在路由选择中涉及到的协议和过程是复杂的,需要进行大量的计算,并且占用内存。

1)路由器在网络层提供连接服务,用路由器连接的网络可以使用在数据链路层和物理层完全不同的协议。路由器的服务通常要由端用户设备明确地请求,它处理的仅仅是由其它端用户设备要求寻址的报文。
2)路由器与网桥的另一个重要差别是,路由器了解整个网络,维持互连网络的拓扑,了解网络的状态,因而可使用最有效的路径发送包。

总而言之,在局域网中交换与路由选择最显著的差异在于:信息包经过路由器要比经过交换机需要复杂得多的处理。因此,在取得同一性能水平的前提下,路由器的花费比交换机的花费多许多,而且,一个包经过交换机比要经过路由器花的时间少一些,从而交换机提供了更短的延迟;但另一方面,可以用路由器的处理能力来提供比交换机更大程度的控制。

网关:1、网关(协议转换器)是互连网络中操作在OSI网络层之上的具有协议转换功能设施,所以称为设施,是因为网关不一定是一台设备,有可能在一台主机中实现网关功能。
网关用于以下几种场合的异构网络互连:
1).异构型局域网,如互联专用交换网PBX与遵循IEEE802标准的局域网。
2).局域网与广域网的互联。
3).广域网与广域网的互联。
4).局域网与主机的互联(当主机的操作系统与网络操作系统不兼容时,可以通过网关连接)。

网络设计的目标

3、网关的分类

在明白网络设计的目标之前,我们不可能有效地讨论如何使用交换技术和路由选择技术的最优组合来建造交换式局域网,下面是交换式局域网的一些常见的设计目标:

1)协议网关:协议网关通常在使用不同协议的网络区域间做协议转换。
2)应用网关:应用网关是在使用不同数据格式间翻译数据的系统。
3)安全网关:安全网关是各种技术的融合,具有重要且独特的保护作用,其范围从协议级过滤到十分复杂的应用级过滤。

●以合理的成本取得较高的处理能力

补充:

●更低的端到端的迟延

集线器 没有存储转发功能 ,是物理层设备 ,
交换机有存储转发功能 链路层设备,还有三层交换机 具有路由功能
路由器连接不同网段 或不同介质的网络 比如 以太网和光纤网,拨号网。一台电脑 装几块网卡也可以配置成路由器 WIN2000就可以 。
网关就是一个局域网的出口 通常网关地址就是配置在路由器上的那个地址 ,
网桥是一种特殊的用法,可以分隔大型的网络 好像是用来隔离广播什么的

●具有对通信模式进行调节的弹性

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:

●容易配置和安装

  1.物理层(即常说的第一层、层L1)中继系统,即转发器(repeater)。

●最小化的管理负担

  2.数据链路层(即第二层,层L2),即网桥或桥接器(bridge)。

●对网络资源访问的有效控制

  3.网络层(第三层,层L3)中继系统,即路由器(router)。

在下面的讨论中你将明白,交换技术作为主导技术,而路由选择技术扮演重要但较小角色的局域网设计能最好地符合上述大部分的设计目标。在这个混合中高比例的交换技术通常是令人满意的,因为交换技术比路由选择技术更能以较低的成本提供更大的通信处理能力,而且交换机更易于安装、配置和管理。

  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。

路由选择在交换式局域网中担任的角色

  5.在网络层以上的中继系统,即网关(gateway).

简介

  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。

在交换式局域网中,由路由器完成的基本功能主要有四种,对它们有清楚的了解有助于我们明白路由选择在交换式局域网中担任的角色,这四个功能为:

二、交换机和路由器

●把交换式局域网分割成多个广播域,并且把这些域连接在一起

   “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。   我们经常说到的以太网交换机实际是一个基于网桥技术的多端口第二层网络设备,它为数据帧从一个端口到另一个任意端口的转发提供了低时延、低开销的通 路。

●在不同子网间进行信息包的传送

  由此可见,交换机内部核心处应该有一个交换矩阵,为任意两端口间的通信提供通路,或是一个快速交换总线,以使由任意端口接收的 数据帧从其他端口送出。在实际设备中,交换矩阵的功能往往由专门的芯片(ASIC)完成。另外,以太网交换机在设计思想上有一个重要的假设,即交换核心的 速度非常之快,以致通常的大流量数据不会使其产生拥塞,换句话说,交换的能力相对于所传信息量而无穷大(与此相反,ATM交换机在设计上的思路是,认为交 换的能力相对所传信息量而言有限)。   虽然以太网第二层交换机是基于多端口网桥发展而来,但毕竟交换有其更丰富的特性,使之不但是获得更多带宽的最好途径,而且还使网络更易管理。  

●作为互连不同局域网的技术

而路由器是OSI协议模型的网络层中的分组交换设备(或网络层中继设备),路由器的基本功能是把数据(IP报文)传送到正确的网络,包括:

●提供对从属在局域网上的资源进行安全访问的机制

  1.IP数据报的转发,包括数据报的寻径和传送;

当然,路由器完成的功能不止这些。当将局域网连接到广域网上时,路由器承担了许多协议的转换工作,如从局域网的协议到针对专用线路或电话线路连接的点到点协议,或者帧中继。但这些功能因所连接的广域网的不同而有所差异,这里我们只关心在交换式局域网中的情形,因此,我们的焦点就放在上述四个基本功能上。

  2.子网隔离,抑制广播风暴;

把交换式局域网分割成多个广播域

  3.维护路由表,并与其他路由器交换路由信息,这是IP报文转发的基础。

一些局域网技术(如以太网和令牌环网)提供让任一个站点可发送一信息包给局域网中的所有其它站点的能力,这也就是所谓广播。几乎所有局域网的网络协议都是用广播来实现操作和管理的机制的。例如,使客户机能定位服务器,允许散播有关可利用的网络资源的信息等等。

  4.IP数据报的差错处理及简单的拥塞控制;

一般而言,越多的站点连接到同一个局域网上,产生的广播通信量就越大。对于通过网桥或交换机连接多个局域网段而形成的大型局域网而言,这种情况仍成立。

  5.实现对IP数据报的过滤和记帐。

广播通信流

  对于不同规模的网络,路由器的作用的侧重点有所不同。

在一个局域网中的广播通信量不仅仅取决于连接到局域网上的站点数目,还有许多其他因素的影响,如在局域网上的服务器和路由器的数目,所用的协议类型、用户启动和终止网络应用程序的频率等等。同时,令牌环网中可观察到的广播特征不同于以太网,因为令牌环网用一种称为源路由探测帧(Source Route Explore Frames),这种帧在经过桥接的网络时如果面临多个路由选择就会复制自己。

  在主干网上,路由器的主要作用是路由选择。主干网上的路由器,必须知道到达所有下层网络的路径。这需要维护庞大的路由表,并对连接状态的变化作出尽可能迅速的反应。路由器的故障将会导致严重的信息传输问题。

由于影响局域网广播通信量的因素很多,因此很难给出一个通用的衡量指标。然而,实际的网络测定表明,即使用一般的网桥或交换机连接有几百个甚至几千个结点的局域网 ,平均的广播通信量一般不会超过每秒10-30个信息包,在偶尔发生的高峰期每秒也最多只有 100-150个信息包。而每秒30个广播包意味占用大约以太网信道的千分之二点五,(这里假定广播信息包平均长度为100字节)。因此广播流对整个网络性能的影响是可以忽略的。

   在地区网中,路由器的主要作用是网络连接和路由选择,即连接下层各个基层网络单位--园区网,同时负责下层网络之间的数据转发。   在园区网内部,路由器的主要作用是分隔子网。早期的互连网基层单位是局域网(LAN),其中所有主机处于同一逻辑网络中。随着网络规模的不断扩大,局 域网演变成以高速主干和路由器连接的多个子网所组成的园区网。在其中,处个子网在逻辑上独立,而路由器就是唯一能够分隔它们的设备,它负责子网间的报文转 发和广播隔离,在边界上的路由器则负责与上层网络的连接。

尽管局域网上的广播流对网络性能的影响甚微,但同样的情况却不适用于广域网的连接。在这种情形下,广播通信流将占用宝贵的广域网带宽的相当一部分,而路由器在这种环境中起着最小化广播通信的影响的作用。

三、第二层交换机和路由器的区别

当前对网络协议和软件的类型和用法的趋势是:倾向于减少在局域网中的广播通信流量。例如,对NetBIOS协议(一个大量使用广播的协议)的使用正日益减少。同时,新的特性不断地被Novell公司吸收入NetWare 4.X 版本,包括NetWare 目录服务(NetWare Directory Services)和对NetWare连接状态协议(NetWare Link State Protocol)的支持,从而减少SAP(Service Advertising Protocol)和RIP(Routing Information Protocol)协议的通信流。

  传统交换机从网桥发展 而来,属于OSI第二层即数据链路层设备。它根据MAC地址寻址,通过站表选择路由,站表的建立和维护由交换机自动进行。路由器属于OSI第三层即网络层 设备,它根据IP地址进行寻址,通过路由表路由协议产生。交换机最大的好处是快速,由于交换机只须识别帧中MAC地址,直接根据MAC地址产生选择转发端 口算法简单,便于ASIC实现,因此转发速度极高。但交换机的工作机制也带来一些问题。   1.回路:根据交换机地址学习和站表建立算法,交换机之间不允许存在回路。一旦存在回路,必须启动生成树算法,阻塞掉产生回路的端口。而路由器的路由 协议没有这个问题,路由器之间可以有多条通路来平衡负载,提高可靠性。   2.负载集中:交换机之间只能有一条通路,使得信息集中在一条通信链路上,不能进行动态分配,以平衡负载。而路由器的路由协议算法可以避免这一 点,OSPF路由协议算法不但能产生多条路由,而且能为不同的网络应用选择各自不同的最佳路由。

广播风暴(Broadcast Storm)

  3.广播控制:交换机只能缩小冲突域,而不能缩小广播域。整个交换式网络就是一个大的广播域,广播报文散到整个交换式网络。而路由器可以隔离广播域,广播报文不能通过路由器继续进行广播。

具有多年网络管理经验的系统管理员可能知道广播风暴。在一个大型网络中,一个高等级的广播通信流可能暂时轰炸网络的某一部分,造成站点失去与服务器的连接,于是当这些站点试图重建它们的连接时引发了更多的广播通信流,因此引起的连锁反应就是广播风暴。最终迅速增长的广播通信流会淹没整个网络,使整个网络陷入瘫痪 。

   4.子网划分:交换机只能识别MAC地址。MAC地址是物理地址,而且采用平坦的地址结构,因此不能根据MAC地址来划分子网。而路由器识别IP地 址,IP地址由网络管理员分配,是逻辑地址且IP地址具有层次结构,被划分成网络号和主机号,可以非常方便地用于划分子网,路由器的主要功能就是用于连接 不同的网络。   5.保密问题:虽说交换机也可以根据帧的源MAC地址、目的MAC地址和其他帧中内容对帧实施过滤,但路由器根据报文的源IP地址、目的IP地址、 TCP端口地址等内容对报文实施过滤,更加直观方便。

路由器能很好地解决广播风暴问题。 客户机发出用来寻找服务器的广播包在路由器处被截获。由路由器进行向前转发。因此路由器提供了一类针对广播包的防火墙。从而抑制了可能引发广播风暴的连锁反应。对广播风暴的恐惧,造成了局域网设计时常常以路由器为中心。后面我们将说明以路由器为中心的网络结构。

  6.介质相关:交换机作为桥接设备也能完成不同链路层和物理层之间的转换,但 这种转换过程比较复杂,不适合ASIC实现,势必降低交换机的转发速度。因此目前交换机主要完成相同或相似物理介质和链路协议的网络互连,而不会用来在物 理介质和链路层协议相差甚元的网络之间进行互连。而路由器则不同,它主要用于不同网络之间互连,因此能连接不同物理介质、链路层协议和网络层协议的网络。 路由器在功能上虽然占据了优势,但价格昂贵,报文转发速度低。   近几年,交换机为提高性能做了许多改进,其中最突出的改进是虚拟网络三层交换

毫无疑问,在今天通过网桥互连的大型局域网中,广播风暴会导致十分严重的网络服务丢失问题。然而,该问题的出现主要源于迄今为止仍缺乏足够重视的三个事实:

   划分子网可以缩小广播域,减少广播风暴对网络的影响。路由器每一接口连接一个子网,广播报文不能经过路由器广播出去,连接在路由器不同接口的子网属于不 同子网,子网范围由路由器物理划分。对交换机而言,每一个端口对应一个网段,由于子网由若干网段构成,通过对交换机端口的组合,可以逻辑划分子网。广播报 文只能在子网内广播,不能扩散到别的子网内,通过合理划分逻辑子网,达到控制广播的目的。由于逻辑子网由交换机端口任意组合,没有物理上的相关性,因此称 为虚拟子网,或叫虚拟网。虚拟网技术不用路由器就解决了广播报文的隔离问题,且虚拟网内网段与其物理位置无关,即相邻网段可以属于不同虚拟网,而相隔甚远 的两个网段可能属于不同虚拟网,而相隔甚远的两个网段可能属于同一个虚拟网。不同虚拟网内的终端之间不能相互通信,增强了对网络内数据的访问控制。   交换机和路由器是性能和功能的矛盾体,交换机交换速度快,但控制功能弱,路由器控制性能强,但报文转发速度慢。解决这个矛盾的最新技术是三层交换,既 有交换机线速转发报文能力,又有路由器良好的控制功能。

使用远程网桥通过低速专用线路连接外部网点。这种原始的远程局域网网桥具有很少的或者没有广播包的过滤能力。因此原本在10Mbps的以太网中占用微不足道带宽的广播通信流量可能很快轰炸64Kbps的线路。站点间失去连接的结果很容易引发广播风暴。实践中往往采用路由器支持低速线路连接远程网点,利用路由器来防止远程线路被广播包轰炸。

四、第三层交换机和路由器的区别

端站实现IP协议栈时的特性也容易引发广播风暴。在有关IP的资料中记述了许多早期实现IP协议栈的方式,它们都可能引发广播风暴。如在早期的Berkeley UNIX版本中站点在收到一个错误IP的信息包会继续转发它,以及站点可能会对特定的广播包发出ICMP错误信息。当前的IP实现的版本已经消除了这个问题

  在第三层交换技术出现之前,几乎没有必要将路由功能器件和路由器区别开来,他们完全是相同的:提供路由功能正在路由器的工作,然而,现在第三层交换机完全能够执行传统路由器的大多数功能。作为网络互连的设备,第三层交换机具有以下特征:

端站的网络接口和协议栈的糟糕的实现。由于历史的原因,不足的处理能力,不足的缓冲内存,以及对协议栈的不成熟的软件实现,造成了对局域网中的广播通信流的过度的敏感。若在相对较低等级的广播通信流的情况下,局域网的接口变得拥塞,则连接可能会失去,站点试图重建连接的努力又形成了引发广播风暴的条件。经历了十多年的技术发展,局域网的接口现在能处理很高的广播流了。可能引发广播风暴的通信流的下限也提高很多了。

     1.转发基于第三层地址的业务流;

总而言之,今天的交换式局域网中广播风暴的风险被极大地夸大了。如果把适度的注意点移到如何更好的配置交换式局域网上,那没有理由不能构建拥有数千个结点的大型局域网,而且仍具有良好的性价比和可扩展性等好处。

  2.完全交换功能;

子网间信息包的传输

  3.可以完成特殊服务,如报文过滤或认证;

大量应用的网络协议如IP和IPX以及NetBIOS等提供了一个独立于下层局域网传输的网络层寻址结构。IP和IPX都是可寻址的协议。也就是说它们实现了分层次的寻址方案,用如<网络标识号 主机标识号>来标识所有的网络主机。NetBIOS是一个不可寻址的协议,因为网络主机只是简单的用一个名字标识它,而没有层次结构。

  4.执行或不执行路由处理。

网络协议的寻址结构对交换式局域网的设计具有重要的意义。因为网络地址的层次特性需要把网络主机分成许多的组,每组中的主机具有相同的网络标识号。在某一组中的一个主机想和另一组中的主机进行通信的唯一办法是把信息包送往路由器,由路由器进行转发。在这里,我们将详细地讨论寻址方案。稍后,我们将讨论在这些方案的限制下进行有效工作的策略。

  第三层交换机与传统路由器相比有如下优点:

IP 寻址

   1.子网间传输带宽可任意分配:传统路由器每个接口连接一个子网,子网通过路由器进行传输的速率被接口的带宽所限制。而三层交换机则不同,它可以把多个 端口定义成一个虚拟网,把多个端口组成的虚拟网作为虚拟网接口,该虚拟网内信息可通过组成虚拟网的端口送给三层交换机,由于端口数可任意指定,子网间传输 带宽没有限制。   2.合理配置信息资源:由于访问子网内资源速率和访问全局网中资源速率没有区别,子网设置单独服务器的意义不大,通过在全局网中设置服务器群不仅节省 费用,更可以合理配置信息资源。

IP协议用四个字节来进行网络寻址。网络标识号和主机标识号在其中的分割是具有一定灵活性的。任一组织可以用专用的寻址方案来管理IP,这样它们拥有极大的灵活性,或者它们也可利用公共的寻址方案。这些方案是由负责全球唯一分配IP地址的IANA(Internet Assigned Numbers Authority)制定的。

  3.降低成本:通常的网络设计用交换机构成子网,用路由器进行子网间互连。目前采用三层交换机进行网络设计,既可以进行任意虚拟子网划分,又可以通过交换机三层路由功能完成子网间通信,为此节省了价格昂贵的路由器。

大多数组织选用公共的寻址方案。但问题在于地址仅有四个字节,地址空间极其有限。结果,许多的组织被迫选用具有诸多限制的寻址方案。如限制在一个局域网中不用经过路由器而可直接相互通信的站点数目。

  4.交换机之间连接灵活:作为交换机,它们之间不允许存在回路,作为路由器,又可有多条通路来提高可靠性、平衡负载。三层交换机用生成树算法阻塞造成回路的端口,但进行路由选择时,依然把阻塞掉的通路作为可选路径参与路由选择。

对于可寻址的协议,每个端站可以有一个由网络标识号和主机标识号组成的网络地址,对IP而言,每个端站的地址通常是由网络管理员手工配置的。当一个端站想和它已知道其IP的另一个端站进行通信时,它首先把自己的网络标识号与目的站点的网络标识号进行比较。如果它们是相同的,则表明目的站点是位于同一个局域网中的。于是我们仅仅需要找到该站点所对应的局域网地址。这里我们利用ARP协议。如果它们的网络标识号不一样,则源站点将不得不和一个或多个路由器进行通信。路由器中包含有如何到达不同网络的路由信息。这也意味着在交换式局域网中,路由器能使具有不同网络号的端站进行通信。当前最流行的寻址方案是C类地址,这里我们必须把局域网用户分成组,每组中不能有超过254个站点具有相同的网络标识号。在同一组中的站点的通信可直接通过交换式局域网进行。而不同组间要通过路由器。

   五、结论

IP寻址: 子网化

   综上所述,交换机一般用于LAN-WAN的连接,交换机归于网桥,是数据链路层的设备,有些交换机也可实现第三层的交换。路由器用于WAN-WAN之间 的连接,可以解决异性网络之间转发分组,作用于网络层。他们只是从一条线路上接受输入分组,然后向另一条线路转发。这两条线路可能分属于不同的网络,并采 用不同协议。相比较而言,路由器的功能较交换机要强大,但速度相对也慢,价格昂贵,第三层交换机既有交换机线速转发报文能力,又有路由器良好的控制功能, 因此得以广播应用。

对于最常用的C类IP寻址方案,在一个子网的站点数目不得超过254的限制给我们带来了诸多的不便。其他的IP寻址方案没有这样的限制。

再补充楼上的

许多大型的组织很幸运地申请到了一个B类地址甚至一个A类地址。B类地址支持在一个子网中多达65534个站点。而A类地址甚至允许在一个子网中可有1600万个站点。现在IANA极不乐意再分配新的A类地址或B类地址,因为剩下的已经不多了。如果要想申请得一个A类或B类地址,则必须给出非常充分的理由。

1、HUB工作在1层,只起信号再生功能。

实际上,没有真正的网络在一个子网中包含有65000个站点,更不要说1600万个站点了。为了更好地利用已经分配的IP地址空间。通常再为它配置一个子网屏蔽码。对于一个A类地址而言,IP地址中的网络标识号通常位于IP地址的头8位,而对B类地址,网络标识号占用了头16位。但如果我们在附加6个位给网络标识号的话,则我们就有效地把一个B类地址分割成了62个更小的子网,每个子网中最多可有1022个站点。

2、网桥、交换机工作在2层,靠物理地址工作,解决CSMA/CD的冲突问题,网桥基于软件,现在用的不多,只有个概念,交换机是基于硬件的网桥(ASIC)。

拥有A类地址或B类地址的组织应明智地利用这个很有价值的资产。设置好子网屏蔽码的大小对于充分地利用这个地址空间而言是极其关键的。子网屏蔽码大得应能支持所需要的子网的最大数目(例如,人们可能在每个分支办公处都需要一个子网)。同时,又要考虑在主要场所大型交换式局域网带来的良好的性价比。

3、路由器工作在3层,靠逻辑地址工作,提供逻辑寻址,解决广播问题。

许多组织现在只可能向IANA申请C类地址,在C类地址的限制下有效工作的策略后面我们会讨论到。

4、网关是3层及3层以上的概念,是个笼统的概念,比如路由器、防火墙等都可以叫做网关,他是某一网络的出口的意思。

IPX 寻址

5、 从你们老师的说法看,他太孤陋寡闻,他的观念还停留在20年前,现在LAN已经逐渐突破地域限制,一个有几百上千机器的LAN已经不再是新鲜的了,在这种 大LAN中,如果采用平坦的地址管理,任何人也不会愿意做网管,所以为了管理要把他划分成小的子网,那么子网间的连接不用路由又用什么呢?现在不但在 LAN中考虑路由,而且有了带路由功能的LAN交换机,这都是有实际应用的。问问你的老师,给他个在1000台机器的LAN,他怎么管理?!

Novell IPX 协议很少碰到象上面IP寻址具有的限制。在IPX协议中,网络层地址占用十个字节,其中头四个字节是网络标识号,后六个字节是主机标识号,主机标识号其实就是在局域网适配卡中内置的地址。这个地址是由IEEE全球唯一分配的,网络标识号是在每个站点启动时,通过向局域网中的服务器广播一个请求而得到。

 

因此,对于IPX而言,对具有同一网络标识号的站点数目没有限制。在一个正确设计的交换式局域网中,所有的IPX站点可以自由地通过局域网交换机进行相互通信,根本不需要经过任何路由器。

转自:

NetBIOS 寻址

NetBIOS站点的地址是一个由数字和字母组成的名字标志着。这个名字没有层次意义,因此,NetBIOS站点可以在一个平坦型网络中直接进行通信,也可通过一个桥接局域网进行。如果一定要经过路由器的话,则或者NetBIOS是通过路由器连接的,或者NetBIOS是被包含在另一个协议中。

网络的现实: 多种协议的局域网

在大型组织中,大多数局域网需要支持多种局域网协议。然而,每种协议都各具有不同的特征。每种协议都有它的最优设计方案。但很幸运的是,我们可以设计一个交换式局域网来提供IP,IPX 和其他非可寻址协议的最优性能组合。

传统的局域网设计方法是以IP为中心的。焦点也就放在根据IP寻址方案把局域网分割成多个子网。许多的组织认为: 如果他们将在每个子网最多254站点的限制下工作的话,那他们也可很好地设计仅有一个物理网段的局域网。每个网段接到一个路由器端口上。

这种方法的问题在于,任意两个网段之间的通信流,不管它们的协议,都必须经过一个或多个路由器。事实上,他们已经采取了接受IP地址限制的网络结构,并且强加这种限制于其他的网络协议之上,也不管IPX协议能在一个子网内能支持多少个站点。所有的相互通信都需要经过路由器。同时也意味着所有的非可寻址的协议如NETBIOS都必须接到路由器上,这种基于路由器的结构为了达到较好的性能,必须耗费大量的路由器的资源。

总之,在交换式局域网中,如果必须在多个子网间进行信息包的传送的话,则必须接受IP寻址方案的限制。同时,也不能应用于IPX和其它非寻址协议。但对于一个正确设计的交换式局域网而言,寻址能力的限制仅仅对不同网络的站点间的IP通信流发生作用。在大多数情况下,我们可能把所有局部的IPX通信流和所有的非可寻址通信流放在一个交换式局域网内,而不用经过任何路由器。这将在后面的交换式局域网部分加以详细阐述。

互连不同局域网的技术

路由器被大量地应用于大型局域网内,用来互连不同类型的局域网。如连接以太网或者令牌环网到FDDI主干网上,或连接位于同一地点的以太网和令牌环网。路由器在支持连接到FDDI主干网的市场上的地位遭到局域网交换机的严重挑战。局域网交换机可以在以太网或令牌环网与FDDI主干网之间起着网桥的作用,专注于简单的帧格式的转换而避开了所有网络层复杂的处理。交换机仅以路由器一小部分的代价达到与FDDI主干网连接的目的。而且当在高速主干网技术上FDDI让位于ATM的时候,通过交换机把以太网或令牌环网连接到主干网上将变得更容易。因为ATM能模拟局域网支持直接传输以太网或令牌环网帧,不需要转换工作。

连接以太网与令牌环网的网桥存在互操作性问题已经很久了。而路由器能较好地满足这种需要。当以太网和令牌环网的用户相共享对公用资源的访问时,则在每个服务器上安装两种类型的网卡。使两类用户都可直接访问服务器。这样将能提供更好的性能,并且减少对昂贵路由器的需求。

提供安全访问的机制

除了在不同局域网和广域网的连接间转发信息包之外。路由器一般也提供一定范围的包过滤能力,从而提供对网络资源更安全的访问。对广域网来说安全访问是必需的,但许多的组织也在路由器中提供包过滤的能力来实现局域网内的安全访问。路由器对通常由网络应用程序提供的有关安全性的功能提出了有用的增补,以及能对没有权限访问的用户进行网络资源屏蔽。大多数路由器提供一系列的逻辑规则,可用来创建适当的过滤器。如根据网络地址,套接字号,协议类型等等,这些规则使用户能很有弹性实现他们的安全功能。但是,应该说明的是,路由器在接受到每个包后在软件中运用过滤规则进行处理,因此可能对路由器的吞吐率和包迟延有较严重的影响。

编辑:关于科技 本文来源:集线器的基本功能是信息分发,在交换式局域网

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