集线器PPT优秀资料

集线器、交换机和路由器的结合解决网络互联问题的最佳方法就是查看公司的业务需求，然后使用能满足这些需求的最经济的和最好管理的技术。其解决方案必须考虑应用的需求、流量的模式及工作组的组成等。还必须考虑和现存网络的兼容性、安全性、可扩展性和易用性以及网络管理性能。一、路由器与交换机的比较路由器和交换机是互补的设备，它们一起使用可使网络的规模大大地超过只使用其中一种设备的网络。网络设计者可以将这两种技术组合起来创建高性能的可扩展的网络。因为交换机只读取MAC地址，它可以连接标准的集线器、网桥和路由器，或者取代它们。例如，假设一个网桥/路由器环境能够完成近15000FPS(帧每秒)的吞吐量。那么相比之下，同样条件下的交换方法可以传输50000FPS或更多。这意味着标准的分段的工作组可以被更高性能的采用交换技术的“无网段”工作组取代。网络主干网络主干采用交换的方法通常也比使用路由器的方法更经济，它需要的设备很少。为了避免在路由器网络中可能会有的冲突现象，通常只能分配很少的工作站给每个路由器端口。但是，管理员要创建更多的子网，子网反过来又需要更多的路由器端口。而交换方法消除了这种对于更多路由器的需求，有效的限制了费用。该方法还提供了更多的配置灵活性并极大地简化了网络管理。1、用交换机和路由器进行分段交换机和路由器都具有相似的将网络分段的能力。因为交换机和路由器工作在不同的OSI参考模型层中，所以每种设备可以完成独特类型的基于不同目的的分段。交换机将网络分段的目的是提供更多的带宽路由器将网络分段的目的是限制广播并提供安全性、控制性和单个广播域之间的冗余2、工作组环境工作组是共享计算技术资源的终端用户的集合。工作组可大可小，或位于同一建筑物内，或在同一园区内。可以是永久性，也可以是仅基于项目的成员组。下图展示了在安装网络互连设备之前的典型工作组环境。图中仅画出了两个标准集线器。事实上，工作组可能包含供200多名用户使用的10—20台集线器。HubHub工作组1工作组2本例中，在共享10Mb/s的存取服务速度下，管理员需要最大化服务器的可用带宽，并将各自独立的客户计算机分成更小的冲突域。只有少量大型用户需要专用的10Mb/s带宽来运行其应用程序。3、路由解决方案在下图的工作组拓扑环境中，使用了路由器。实际上很少有网络管理员会决定在该应用中使用路由器。HubHub工作组1工作组2路由器常配有供服务器使用的专用接口和连至每一个集线器及大型用户的众多标准以太网接口。通过安装路由器，网络管理员将大的广播/冲突域分成几个较小的广播/冲突域。从而提供节点间流量的性能。时分多路复用（TDM）将多个信道组合到一个高速链路中，然后依次以固定的时间间隔来发送每个信道中的一部分流量。但是，第3层交换机不能提供路由器所能提供的安全性和网络管理功能。但是，管理员要创建更多的子网，子网反过来又需要更多的路由器端口。与传统的分布式主干结构比较起来，集中式主干有很多优点。在下图中，将每个交换机的端口配置成一个VLAN成员，如果终端站点发送广播或组播数据流，则数据流会被转发至源站VLAN内的所有端口。对服务器和超级用户的专有10Mb/s访问消除了对这些节点的介质访问竞争。一些部门选择创建以太网局域网，而其他一些则选择令牌环网。为了避免在路由器网络中可能会有的冲突现象，通常只能分配很少的工作站给每个路由器端口。通常有100—200个用户的交换式工作组内的广播流量并不是一个严重的问题。为了减轻用户在这方面的顾虑，一些交换机商家已经采取了“广播调速”特性，用以限制提供交换机转发的广播分组数量。事实上，工作组可能包含供200多名用户使用的10—20台集线器。在下图中，位于不同楼层的以太网或令牌环局域网PC工作站和大型主机终端，提供TDM连接到位于地下室的大型主机上。下图显示了一个集中式主干。但是，在该应用中路由器并不是最经济、最有技术性的解决方案。第一，路由器成本较高。第二，从技术角度考虑，路由器比交换机提供的分组吞吐量通常低一些。第三，由于将工作组分成了子网，产生了独立的广播域，各种级别的广播流量有可能无法调整这些独立广播域的额外复杂性。4、交换解决方案下图显示了配置LAN交换机后的工作组。在交换式环境中，广播域分成了4个独立的10Mb/s冲突域。对服务器和超级用户的专有10Mb/s访问消除了对这些节点的介质访问竞争。超级用户可以直接连接到服务器。HubHub工作组1工作组2若工作组需要访问位于数据中心的集中式主干设备，则需要给交换机增加另外的高速组件。由于在主干域数据中心，高速技术为第一大影响因素，工作组交换机必须能够提供这些技术，以向用户提供平稳的迁移路径，使用户能够伸缩并扩充自己的网络。至于在工作组内提供原始带宽的情况，采用交换机明显优越于路由器。相对于路由器，交换机有以下3个优点：1、交换机成本低。交换机提供的高性能的每端口传播要比路由器低很多。随着网络管理者为了将其网络更好的分段而购买的网络互联设备的不断增多，成本便称为一个重要的因素。2、交换机的速度比路由器快。交换机全时提供所有端口的线路速率转发。而由于客户与服务器位于不同的网段，打破了传统的网络设计中80/20规则，中间网络设备的性能就非常关键。并且由于较大比例的流量要求提供更多的网络互联设备来访问同等实体及中心服务器群，所有每个设备的等待时间和吞吐量时决定网络操作是否成功的决定性因素。3、交换机相对简单，使用硬件较多的交换机要比使用软件较多的路由器更易于配置、管理和排除故障。由于网络互联设备的增多，通常希望使用较少的复杂设备，而采用较多的简单设备。二、对广播流量的考虑尽管交换机提供了高性能，但优先机构可能会需要交换式环境中的高级广播和组播通信。有些协议，例如IP协议，产生的广播流量很少。有些协议，例如RIP协议，却使用了大量广播流量。为了减轻用户在这方面的顾虑，一些交换机商家已经采取了“广播调速”特性，用以限制提供交换机转发的广播分组数量。该软件对在某个特定时间间隔内接收到的广播帧和组播帧进行计数。一旦到达阀值，就不再转发其他的广播和组播数据流，直至下一个间隔开始。大型的交换机环境中，在高级广播流量可能影响某些网络设备性能的情况下，该功能很重要。随着工作组内用户的增多及广播域的增大，最终必然会引起对下列问题的关注：网络性能问题隔离广播辐射效应对终端站点CPU性能的影响网络安全性安装路由器可以避免这些潜在的问题。通常有100—200个用户的交换式工作组内的广播流量并不是一个严重的问题。对于较大型的工作组，主要的风险因素为安全性和处理广播风暴的成本。在交换式环境中，广播域分成了4个独立的10Mb/s冲突域。TDM将固定数量的时间片分配给每个信道，不管信道中是否有数据发送。但是，第3层交换机不能提供路由器所能提供的安全性和网络管理功能。相比之下，统计多路复用器分析传输样本来预测一个信道中流量的“空隙”，该空隙可以暂时填充其他信道的部分流量。随着网络管理者为了将其网络更好的分段而购买的网络互联设备的不断增多，成本便称为一个重要的因素。并且由于较大比例的流量要求提供更多的网络互联设备来访问同等实体及中心服务器群，所有每个设备的等待时间和吞吐量时决定网络操作是否成功的决定性因素。采用交换的方法通常也比使用路由器的方法更经济，它需要的设备很少。随着网络管理者为了将其网络更好的分段而购买的网络互联设备的不断增多，成本便称为一个重要的因素。第2层的集线器包括一个令牌环网背板。若工作组需要访问位于数据中心的集中式主干设备，则需要给交换机增加另外的高速组件。集中式主干包括位于建筑物或园区中心的交换机或路由器，位于不同配线室的集线器直接连接到其上。1、物理分段下图显示了路由器如何将一个网络在物理上分成若干广播域。交换机路由器交换机交换机在本例中，为了预防引起整个网络性能下降的广播事件效应，网络管理员采用了路由器。这种物理分段提高了性能，但同时增加了管理工作量。较小的部门工作组比大结构的组织容易管理。路由器到每个部门或工作组都有一个专用的接口，这为路由器提供了一个专用冲突域，将其与每个工作组内的客户/服务器的流量隔离开。如果理解了流量模式，且网络设计的合理，则交换机能完成客户与服务器的所有转发。只有需要在广播域之间传输或需要提供广域网的数据流才能到达路由器。由于只有有限的流量提供路由器，路由器较慢的吞吐能力就变得不那么重要了。在这种情况下，路由器的性能仍然是瓶颈，第3层交换机可以以接近于线路的速度来传输帧。但是，第3层交换机不能提供路由器所能提供的安全性和网络管理功能。2、逻辑分段用路由器和交换机将各个独立的VLAN连接起来能以更灵活的方式将网络分成几个广播域VLAN，在其最简单的形式下，允许在交互式环境中产生虚拟广播域，而与物理基础部件无关。在VLAN中，网络管理员可以定义基于各独立工作站的逻辑分组而不是基于网络的物理网络连接。在VLAN的各成员中，VLAN内的流量以线路的速率交换。路由器在各个不同的VLAN之间转发流量。在下图中，将每个交换机的端口配置成一个VLAN成员，如果终端站点发送广播或组播数据流，则数据流会被转发至源站VLAN内的所有端口。需在两个VLAN间流动的数据流由路由器转发，这就提供了安全性和流量管理。图中使用了一个专用路由器，而一个交换机与路由器结合的设备也能完成上述功能。交换机路由器交换机交换机12212212212集中式主干设计将复杂性集中化了，提高了性能，降低了成本，并支持服务器群模式。但是，第3层交换机不能提供路由器所能提供的安全性和网络管理功能。该方法还提供了更多的配置灵活性并极大地简化了网络管理。可以是永久性，也可以是仅基于项目的成员组。在集中式主干中，交换机或路由器通过集线器或交换机的星型配置连接多个局域网网段。尽管交换机提供了高性能，但优先机构可能会需要交换式环境中的高级广播和组播通信。图中仅画出了两个标准集线器。2、交换机的速度比路由器快。与传统的分布式主干结构比较起来，集中式主干有很多优点。路由器到每个部门或工作组都有一个专用的接口，这为路由器提供了一个专用冲突域，将其与每个工作组内的客户/服务器的流量隔离开。在集中式主干环境中，大量数据通过一个位于中心的高性能主干设备的背板传输。由于网络互联设备的增多，通常希望使用较少的复杂设备，而采用较多的简单设备。2、交换机的速度比路由器快。由于在主干域数据中心，高速技术为第一大影响因素，工作组交换机必须能够提供这些技术，以向用户提供平稳的迁移路径，使用户能够伸缩并扩充自己的网络。路由器到每个部门或工作组都有一个专用的接口，这为路由器提供了一个专用冲突域，将其与每个工作组内的客户/服务器的流量隔离开。图中仅画出了两个标准集线器。三、主干主干通常是网段和子网之间通信的数据通道。网络就好像一个公路系统，主干就是州际高速公路。主干有3种基本类型：多路复用主干主干集中式主干1、多路复用主干多路复用器是主干解决方案中首要考虑的设备。主要用于大型主机环境中，但许多多路复用器也能转发局域网通信。时分多路复用（TDM）将多个信道组合到一个高速链路中，然后依次以固定的时间间隔来发送每个信道中的一部分流量。数据被专有的带宽分段传输，这保证了吞吐率，并且不会有帧丢失。在下图中，位于不同楼层的以太网或令牌环局域网PC工作站和大型主机终端，提供TDM连接到位于地下室的大型主机上。TDMTDMTDM第2层第1层地下室统计多路复用器也可以将高速链路分成独立的信道，但使用比TDM更为灵活的方式。TDM将固定数量的时间片分配给每个信道，不管信道中是否有数据发送。这意味着有时TDM时间片会是空的。相比之下，统计多路复用器分析传输样本来预测一个信道中流量的“空隙”，该空隙可以暂时填充其他信道的部分流量。2、主干高速局域网协议，例如FDDI和ATM，能够连接被网桥或交换机分隔的网段。网桥将网络分成了几个网段，将流量限制在网段中。只有网段之间的流量通过主干。第3层第2层第1层网桥网桥网桥FDDI主干网3、集中式主干在集中式主干环境中，大量数据通过一个位于中心的高性能主干设备的背板传输。完成集中式主干功能的设备可以是交换机或路由器。在集中式主干中，交换机或路由器通过集线器或交换机的星型配置连接多个局域网网段。主干设备在局域网网段之间完成高速网络互联。路由器还能处理复杂的协议转换和选路功能。下图显示了一个集中式主干。第3层第2层第1层集线器集线器集线器路由器路由器背板是主干集中式主干包括位于建筑物或园区中心的交换机或路由器，位于不同配线室的集线器直接连接到其上。这与环网（例如FDDI环网）不同，在环网中，主干遍布整个建筑和园区。集中式主干的本质特征是其星型拓扑结构。集中式主干的主要好处是避免了瓶颈。例如，FDDI主干中的网桥如果不能足够快的（跟上FDDI的最高速度100Mb/s）转发数据就会成为瓶颈。而当使用高速交换机来将工作组连接到主干时，FDDI主干就可能成为瓶颈。TDM主干在被请求的时候分配带宽，这样很快就会用光带宽，从而导致问题。而在集中式主干中，数据以可能的最高速率在所有的局域网网段上传输，并以主干速度在主干上传输。与传统的分布式主干结构比较起来，集中式主干有很多优点。集中式主干设计将复杂性集中化了，提高了性能，降低了成本，并支持服务器群模式。但是，这种方法也有其局限性，集中式主干设备可能成为潜在的