数据通信-路由器技术基础（现代通信技术课件）

交换与路由基础一、中继器的工作原理中继器只是对衰减的信号进行放大恢复，它完成物理线路的连接，保持与原数据相同，不对原数据本身做任何改动，也就是说中继器工作于物理层，只是对物理层的比特流信号进行再生恢复。中继器是最简单的物理层网络设备，最终目的就是为了延长网络的布线距离。信号是数据在传输过程中的表现方式通过中继器网络布线距离得到了延长，但是同样还是不能有两台计算机同时发送数据，因为中继器并不能隔离冲突二、集线器的工作原理集线器的英文称为“HUB”，它的实质就是多端口的中继器。它和中继器一样，也是工作于OSI/RM的物理层。用集线器进行连接的网络，从物理拓扑结构上看是星型拓扑结构，但从其工作原理上看，也就是从逻辑结构上看，其本质还是总线型拓扑结构。三、冲突域的概念冲突域就是连接在同一共享传输介质上的所有工作站的集合,或者说是同一物理网段上所有节点的集合,或者说是以太网上竞争同一带宽的节点集合。四、

交换网络产生的背景共享式网络存在的问题如下：随着网络接入节点的增多，冲突增多，线路上数据有效传输严重下降，线路上充斥着大量无效无用的冲突信号，而严重影响网络的性能。网络的扩大，数据流量应该本地化，也就是本地的两台计算机之间的通信，不应该影响其他计算机之间的数据通信。由于共享信道广播式通信，网络传输中数据的安全性无法得到保证，容易被窃听。由于共享信道广播式网络存在以上的缺点，为了有效地隔离冲突域，即将一个大的冲突域减小为多个小的冲突域，从而减少冲突的发生局域网内交换设备如何隔离冲突域的呢？其基本的思路就是将共享信道广播式网络中的共享信道改变成为交换式网络的独享信道四、

交换网络产生的背景五、网桥的工作原理和广播域的概念1．网桥的由来在交换机出现之前，整个网络可以使用网桥来隔离冲突的。由于网桥对于冲突信号可以进行丢弃，那么LAN1内的冲突不会影响到LAN2和LAN3，LAN2内的冲突不会影响到LAN1和LAN3，LAN3内的冲突不会影响LAN1和LAN2。就可以实现A与B数据通信的同时，C与D之间、E与F之间都能够同时进行数据通信。2．网桥的工作原理网桥工作在OSI模型的数据链路层，属于二层设备，这一点是与中继器和集线器完全不一样的，中继器和集线器工作于物理层，处理的信息单元是比特流信号，而网桥处理的信息单元是数据链路层的数据帧。五、网桥的工作原理和广播域的概念网桥工作的五个特性学习源MAC地址、泛洪未知目的帧、转发数据帧、过滤数据帧、泛洪广播帧

五、网桥的工作原理和广播域的概念3.广播域的概念网桥可以隔离冲突，但由于网桥不能隔离广播帧，也就是网络中任意一台计算机发送一个广播帧，整个广播域中的所有计算机都会接收这个广播帧只有路由器、三层交换机等3层设备可以隔离广播域，也可以用虚拟局域网VLAN技术来隔离广播域五、网桥的工作原理和广播域的概念六、

交换机工作原理1．交换机工作原理交换机实质就是多端口网桥，就是交换机可以识别连在网络上的节点的网卡MAC地址，并把它们放到MAC地址表中，这个表类似于网桥的桥接表，同样具有网桥的学习源MAC地址、泛洪广播帧、泛洪未知目的帧、转发数据帧和过滤数据帧的五大特性交换机的实质就是多端口网桥，其工作原理也是按照MAC地址表进行学习源MAC地址、泛洪广播帧、泛洪未知目的帧、转发数据帧和过滤数据帧，也就是交换机的每一个端口为一个冲突域，交换机的所有端口同为一个广播域。六、

交换机工作原理七、路由器概述和功能1.路由器概述路由器（Router）是用于连接多个逻辑上分开的网络，所谓逻辑网络是代表一个单独的网络或者一个IP子网。当数据包从一个逻辑网络传输到另一个逻辑网络时，可通过路由器来完成。因此，路由器具有判断网络地址和选择路径的功能，它能在多网络互联环境中，建立灵活的连接，可用完全不同的数据分组和介质访问方法连接各种网络。要解释路由器的概念，首先得知道什么是路由。所谓“路由”，是指把数据包从一个地方传送到另一个地方的行为和动作，而路由器，正是执行这种行为动作的设备，一般来说，在数据包路由过程中，数据包至少会经过一个或多个路由。选择最佳路径的策略即路由算法是路由器的关键所在。为了完成这项工作，在路由器中保存着各种传输路径的相关数据——路由表（RoutingTable），供路由选择时使用，也就是说路由器转发数据包是根据路由表进行的。静态路由表：由系统管理员事先设置好、固定的路由表称之为静态（Static）路由表，它不会随网络拓扑结构的改变而改变。动态路由表：动态路由表是路由器根据互联网络系统的运行情况，而自动创建、调整和维护的路由表。路由器根据路由协议（RoutingProtocol）提供的功能，自动学习和记忆网络运行情况，在需要时自动计算数据包传输的最佳路径，并去创建动态路由表。七、路由器概述和功能2.路由器的功能路由器的功能主要集中在两个方面：路由寻址和协议转换。路由寻址主要包括为数据包选择最优路径并进行转发，同时学习并维护网络的路径信息（即路由表）。协议转换主要包括连接不同通信协议网段（如局域网和广域网）、过滤数据包、拆分大数据包、进行子网隔离等。七、路由器概述和功能3.路由器与交换机的区别工作层次不同。交换机工作数据链路层，路由器工作在网络层。数据转发所依据的对象不同。交换机处理的信息单元是数据帧，而路由器