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主讲：易建勋 第6章 网络物理设计 第6章 网络物理设计 6.1 常用网络设备 物理设计主要实现物理节点之间的电路连通，它通过传输介质将网络设备连接在一起，设备与传输介质之间通过标准接口进行连接。 硬件技术在性能上要胜过采用软件技术的设备，而软件技术在功能上要强于硬件技术。 6.1 常用网络设备 6.1.1 交换机 1．交换机的定义 最基本的交换是物理层的交换，在其它层的交换实际上是一种软交换，可以由软件和固件实现。 以太网交换机实质上是支持以太网接口的多端口网桥。交换机通常使用硬件实现过滤、学习和转发数据帧。 2．第2层交换 第2层交换机对数据包的转发建立在MAC物理地址基础之上。 6.1 常用网络设备 3．第3层交换 第3层交换机的速度大大高于路由器。但是，第3层交换机由于很少做“拆包/打包”的工作，它的功能（如网络协议转换、安全控制等）也就受到了一定的限制。 4．第3层交换机与路由器的主要区别 功能不同 适用环境不同 性能不同 6.1 常用网络设备 5．第4层交换 第4层交换机进行数据包转发时，不仅依据MAC地址（第2层）或源/目标主机IP地址（第3层），而且依据TCP/UDP（第4层）端口号。 6．交换机数据交换方式 直通式 存储转发式 6.1 常用网络设备 6.1 常用网络设备 6.1 常用网络设备 6.1 常用网络设备 6.1 常用网络设备 6.1 常用网络设备 8．交换机技术参数 背板带宽 背板带宽=端口数×相应端口速率×2（全双工模式） 端口速率 端口每秒吞吐多少数据包。 包转发速率 第3层交换机往往采用包转发速率衡量交换机性能。 6.1 常用网络设备 9．Cisco系列交换机 6.1 常用网络设备 6.1.2 路由器 1．路由器定义 路由器工作在OSI第3层，是网络层的数据包转发设备。 路由器的功能： ☆对不同网络之间的协议进行转换，具体实现方法是数据包格式转换，也就是网关的功能。 ☆网络路由，通过最佳路径选择，将数据包传输到目的主机。 6.1 常用网络设备 2．路由器的主要功能 网络连接 通信协议转换 数据包转发 路由信息维护 管理控制 安全管理 6.1 常用网络设备 3．路由器的硬件组成 路由器一般是专用硬件设备，也可以由“计算机+软件”构成。 硬件路由器本身就是一台专用的计算机，也有CPU、内存、主板等设备（如图6-4）。 6.1 常用网络设备 6.1 常用网络设备 CPU 路由器中的CPU负责交换路由信息、路由表查找以及转发数据包。 ROM 相当于微机中的BIOS。主要包括： 系统加电自检程序（POST）、系统引导区代码、备份的IOS（通常版本较低）、ROM监控程序。 6.1 常用网络设备 DRAM 类似于微机中的内存。IOS和数据都存放在DRAM中，它们包括： 路由表项目、ARP缓存、数据包缓存、日志项目和队列中排队等待发送的分组。除此之外，还包括路由器配置文件、正在执行的代码和一些临时数据。 Flash Mamery（闪存） 类似于微机中的硬盘。它主要用于存放IOS。 6.1 常用网络设备 NVRAM（非易失性RAM） 一种掉电后不会丢失信息的RAM。主要用于保存启动配置文件，因此容量较小。 背板 类似于微机中的主板，它运载着路由器电路并收发网络信息。 6.1 常用网络设备 4．路由器性能指标 ? 路由器吞吐量 ? 路由器丢包率 吞吐量10％时，丢包率一般小于0.1％。 吞吐量80％时，丢包率一般小于0.3％。 ? 路由器时延 64字节的IP包时延小于1ms； 512字节IP包时延小于15ms； 1518字节IP包时延小于350ms。 6.1 常用网络设备 路由表容量 执行BGP协议的路由器通常有数十万条路由表项。 路由器认证技术指标 认证的平均响应时间应当小于3s。 可靠性指标 无故障连续工作时间一般大于1年。 其他指标 支持VPN数量、QoS、IP语音、语音压缩、信令支持、冗余协议、网管、计费、冗余电源、热插拔组件等。 6.1 常用网络设备 5．路由器的连接端口 路由器的主要端口如图6-5所示。 局域网端口 广域网端口 配置端口 6.1 常用网络设备 6．Cisco路由器产品系列 6.1 常用网络设备 7．路由器应用 如果可能就交换，只在需要时才路由。 6.1 常用网络设备 6.1.3 服务器 1．服务器定义 服务器一词在网络中有双重含义。 服务器主机是运行各种服务器软件，在网络环境中为客户机提供各种服务的计算机系统。 服务器发展方向： 在技术上，群集技术将成为服务器主流； 在应用上，高性能专用服务器