1. Centro:
Ele foi basicamente eliminado (substituído por um switch). A principal função do hub é regenerar, remodelar e amplificar o sinal recebido para expandir a distância de transmissão da rede enquanto concentra todos os nós no nó centralizado nele. Funciona na primeira camada do modelo de referência OSI (Open System Interconnection Reference Model), a "camada física".
2. Interruptor:
Trabalhe na camada de enlace de dados. O switch tem um barramento traseiro de alta largura de banda e uma matriz de comutação interna. Todas as portas do switch estão conectadas a este barramento traseiro. Após o circuito de controle receber o pacote de dados, a porta de processamento consultará a tabela de comparação de endereços na memória para determinar o MAC de destino (endereço de hardware da placa de rede) e a conexão NIC (placa de rede). Em qual porta, o pacote de dados é rapidamente transmitido para a porta de destino por meio da matriz de comutação interna. Se o MAC de destino não existir, ele será transmitido para todas as portas. Depois de receber a resposta da porta, o switch "aprenderá" o novo endereço e o adicionará à tabela interna de endereços MAC. O switch também pode ser usado para "segmentar" a rede. Ao comparar a tabela de endereços MAC, o switch permite que apenas o tráfego de rede necessário passe pelo switch. Por meio da filtragem e do encaminhamento do switch, o domínio de colisão pode ser efetivamente reduzido, mas não pode dividir a transmissão da camada de rede, ou seja, o domínio de transmissão. O switch pode transmitir dados entre vários pares de portas ao mesmo tempo. Cada porta pode ser considerada um segmento de rede independente, e o equipamento de rede conectado a ela desfruta de toda a largura de banda de forma independente, sem competir pelo uso com outro equipamento. Quando o nó A envia dados para o nó D, o nó B pode enviar dados para o nó C ao mesmo tempo, e ambas as transmissões desfrutam de toda a largura de banda da rede e ambas têm suas próprias conexões virtuais. Se um switch Ethernet de 10 Mbps for usado aqui, a circulação total do switch neste momento será igual a 2 × 10 Mbps = 20 Mbps, e quando um HUB compartilhado de 10 Mbps for usado, a circulação total de um HUB não excederá 10 Mbps. Resumindo, um switch é um dispositivo de rede baseado no reconhecimento de endereço MAC e capaz de encapsular e encaminhar pacotes de dados. O switch pode "aprender" o endereço MAC e armazená-lo na tabela de endereços interna. Ao estabelecer um caminho de comutação temporário entre o originador e o receptor de destino do quadro de dados, o quadro de dados pode alcançar diretamente o endereço de destino a partir do endereço de origem.
As principais funções do switch incluem endereçamento físico, topologia de rede, verificação de erros, sequência de quadros e controle de fluxo. Atualmente, o switch também possui algumas novas funções, como suporte para VLAN (rede local virtual), suporte para agregação de links, e alguns até têm a função de firewall. Especificamente da seguinte maneira:
Aprendizagem: O switch Ethernet entende o endereço MAC do dispositivo conectado a cada porta, mapeia o endereço para a porta correspondente e o armazena na tabela de endereços MAC no cache do switch.
Encaminhamento / Filtragem: Quando o endereço de destino de um quadro de dados é mapeado na tabela de endereços MAC, ele é encaminhado para a porta conectada ao nó de destino em vez de todas as portas (se o quadro de dados for um quadro de broadcast / multicast, ele é encaminhado para todas as portas).
Eliminação de loops: Quando o switch inclui um loop redundante, o switch Ethernet evita loops através do protocolo de spanning tree, permitindo a existência de caminhos de backup.
Além de poder se conectar ao mesmo tipo de rede, o switch também pode interconectar diferentes tipos de redes (como Ethernet e Fast Ethernet). Hoje em dia, muitos switches podem fornecer portas de conexão de alta velocidade que suportam Fast Ethernet ou FDDI, etc., que são usadas para se conectar a outros switches na rede ou fornecer largura de banda adicional para servidores principais que ocupam muita largura de banda. De modo geral, cada porta do switch é usada para se conectar a um segmento de rede independente, mas às vezes, para fornecer velocidade de acesso mais rápida, podemos conectar alguns computadores de rede importantes diretamente à porta do switch. Dessa forma, os principais servidores e usuários importantes da rede têm velocidades de acesso mais rápidas e suportam um maior fluxo de informações.
Por fim, resuma brevemente as funções básicas do switch:
1. Como um hub, o switch fornece um grande número de portas para conexão de cabo, para que você possa usar fiação de topologia em estrela.
2. Como repetidores, hubs e pontes, quando encaminha quadros, o switch regenera um sinal elétrico quadrado não distorcido.
3. Como uma ponte, o switch usa o mesmo encaminhamento ou lógica de filtragem em cada porta.
4. Como uma ponte, o switch divide a LAN em vários domínios de colisão e cada domínio de colisão tem uma banda larga independente, melhorando significativamente a largura de banda da LAN.
5. Além das funções de ponte, hub e repetidor, o switch também oferece recursos mais avançados, como rede local virtual (VLAN) e desempenho superior.
Atualmente, os fabricantes de switches Ethernet introduziram switches de três ou mesmo quatro camadas, de acordo com a demanda do mercado. Mas, em qualquer caso, sua função principal ainda é a comutação de pacotes Ethernet da Camada 2.
O modo de transmissão do switch é full-duplex, half-duplex e auto-adaptação. O denominado half-duplex significa que apenas uma ação ocorre em um período de tempo. Para um exemplo simples, uma estrada estreita só pode ser ultrapassada por um carro ao mesmo tempo. Quando há dois carros dirigindo em direções opostas, neste caso, só pode ser. Um veículo passará primeiro e, em seguida, o outro veículo passará após o final. Este exemplo ilustra vividamente o princípio do half-duplex. O full duplex do switch significa que o switch também pode receber dados enquanto envia dados, e os dois são sincronizados. É como normalmente fazemos uma chamada telefônica e podemos ouvir a voz da outra parte enquanto conversamos.
Expansão de conhecimento *: a diferença entre switches da Camada 2, switches da Camada 3 e switches da Camada 4
1. Mudança de camada 2
O desenvolvimento da tecnologia de comutação de duas camadas é relativamente maduro. O switch de duas camadas é um dispositivo da camada de enlace. Ele pode identificar as informações de endereço MAC no pacote de dados, encaminhá-lo de acordo com o endereço MAC e registrar esses endereços MAC e as portas correspondentes em uma de sua própria tabela de endereços interna.
O fluxo de trabalho específico é o seguinte:
1) Quando o switch recebe um pacote de dados de uma determinada porta, ele primeiro lê o endereço MAC de origem no cabeçalho do pacote, de modo que saiba a qual porta a máquina com o endereço MAC de origem está conectada
2) Leia o endereço MAC de destino no cabeçalho e procure a porta correspondente na tabela de endereços
3) Se houver uma porta correspondente ao endereço MAC de destino na tabela, copie o pacote de dados diretamente para esta porta
4) Se a porta correspondente não for encontrada na tabela, o pacote de dados será transmitido para todas as portas. Quando a máquina de destino responde à máquina de origem, o switch pode registrar a qual porta o endereço MAC de destino corresponde e será usado quando os dados forem transmitidos na próxima vez. Não é mais necessário transmitir para todas as portas. Este processo é repetido continuamente e as informações de endereço MAC de toda a rede podem ser aprendidas. É assim que o switch da Camada 2 estabelece e mantém sua própria tabela de endereços.
A partir do princípio de funcionamento do switch da Camada 2, os três pontos a seguir podem ser inferidos:
1) Como o switch troca dados na maioria das portas ao mesmo tempo, ele requer uma largura de banda de barramento de comutação ampla. Se o switch de duas camadas tem portas N, a largura de banda de cada porta é M e a largura de banda do barramento do switch excede N × M, então este switch pode realizar comutação com velocidade de fio
2) Aprenda o endereço MAC da máquina conectada à porta, escreva-o na tabela de endereços e o tamanho da tabela de endereços (geralmente de duas maneiras: uma é BEFFER RAM, a outra é o valor da entrada da tabela MAC) , o tamanho da tabela de endereços afeta a capacidade de acesso do switch
3) Outra é que os switches da Camada 2 geralmente contêm chips ASIC (Circuito Integrado Específico do Aplicativo) usados especialmente para processar o encaminhamento de pacotes de dados, de modo que a velocidade de encaminhamento pode ser muito rápida. Como cada fabricante usa ASICs diferentes, isso afeta diretamente o desempenho do produto.
Os três pontos acima também são os principais parâmetros técnicos para julgar o desempenho dos switches da Camada 2 e Camada 3. Preste atenção à comparação ao considerar a seleção do equipamento.
2. Troca de três camadas
Vamos primeiro dar uma olhada no processo de trabalho do switch de três camadas por meio de uma rede simples.
Equipamento baseado em IP A ------------------------ Switch da camada 3 ------------------ ------ Dispositivo B usando IP Por exemplo, A deseja enviar dados para B, e o IP de destino é conhecido, então A usa a máscara de sub-rede para obter o endereço de rede e determinar se o IP de destino está na mesma rede segmento como ele mesmo. Se você estiver no mesmo segmento de rede, mas não souber o endereço MAC necessário para encaminhar os dados, A envia uma solicitação ARP, B retorna seu endereço MAC, A usa este MAC para encapsular o pacote de dados e o envia para o switch , e o switch usa o módulo de comutação da Camada 2 para encontrar a tabela de endereços MAC, encaminhe o pacote de dados para a porta correspondente.
Se o endereço IP de destino não estiver no mesmo segmento de rede, A precisa se comunicar com B. Se não houver entrada de endereço MAC correspondente na entrada de cache de fluxo, o primeiro pacote de dados normal será enviado para um gateway padrão, este padrão gateway Geralmente, ele é definido no sistema operacional. O IP deste gateway padrão corresponde ao módulo de roteamento da terceira camada. Portanto, para dados que não estão na mesma sub-rede, o endereço MAC do gateway padrão é colocado primeiro na tabela MAC (pelo host de origem). A completa); Em seguida, o módulo de três camadas recebe o pacote de dados e consulta a tabela de roteamento para determinar a rota para B. Um novo cabeçalho de quadro será construído, onde o endereço MAC do gateway padrão é o endereço MAC de origem e o host B é O endereço MAC é o endereço MAC de destino. Por meio de um certo mecanismo de gatilho de reconhecimento, estabeleça a relação correspondente entre os endereços MAC e as portas de encaminhamento do host A e B e registre-a na tabela de entrada de cache de fluxo e os dados subsequentes de A para B (o switch da camada três deve confirmar que é de A para B em vez de Para os dados para C, o endereço IP no quadro deve ser lido.), é entregue diretamente ao módulo de comutação da Camada 2 para conclusão. Isso geralmente é conhecido como uma rota e encaminhamento múltiplo. O acima é um breve resumo do processo de trabalho do switch de três camadas, você pode ver as características do switch de três camadas:
1) O encaminhamento de dados em alta velocidade é realizado pela combinação de hardware. Esta não é uma simples superposição de switches e roteadores da Camada 2. Os módulos de roteamento da Camada 3 são diretamente sobrepostos no barramento de backplane de alta velocidade da comutação da Camada 2, rompendo o limite da taxa de interface dos roteadores tradicionais, e a taxa pode atingir dezenas de Gbit / s. Contando a largura de banda do backplane, esses são dois parâmetros importantes para o desempenho do switch da Camada 3.
2) O software de roteamento conciso simplifica o processo de roteamento. A maior parte do encaminhamento de dados, exceto o roteamento necessário, é tratada pelo software de roteamento e é encaminhada pelo módulo da Camada 2 em alta velocidade. A maior parte do software de roteamento é um software processado e otimizado, não simplesmente copiando o software no roteador.
Escolha de Switches da Camada 2 e Camada 3
Os switches da Camada 2 são usados em pequenas redes locais. Desnecessário dizer que, em uma pequena rede local, os pacotes de broadcast têm pouco efeito. A função de comutação rápida, portas de acesso múltiplas e baixo custo do switch de duas camadas fornecem uma solução muito completa para pequenos usuários de rede.
A vantagem do switch de três camadas reside nos ricos tipos de interface, nas funções de três camadas suportadas e na poderosa capacidade de roteamento. É adequado para roteamento entre redes de grande escala. Sua vantagem reside na seleção da melhor rota, compartilhamento de carga, backup de link e outras redes. Execute a troca de informações de roteamento e outras funções dos roteadores.
A função mais importante do switch de três camadas é acelerar o encaminhamento rápido de dados em uma grande rede local. A adição da função de roteamento também serve a esse propósito. Se uma rede de grande escala for dividida em pequenas LANs de acordo com departamentos, regiões e outros fatores, isso levará a um grande número de visitas inter-internet, e o simples uso de switches da Camada 2 não pode alcançar visitas inter-internet; como o uso simples de roteadores, devido ao número limitado de interfaces e A velocidade de roteamento e encaminhamento é lenta, o que limitará a velocidade e a escala da rede. O uso de um switch de três camadas de avanço rápido com função de roteamento torna-se a primeira escolha.
De modo geral, em uma rede com grande tráfego de dados de intranet e encaminhamento e resposta rápidos, se todos os switches de três camadas fizerem esse trabalho, os switches de três camadas ficarão sobrecarregados, a velocidade de resposta será afetada e o roteamento entre as redes ficará sobrecarregado. É uma boa estratégia de rede aproveitar ao máximo as vantagens dos diferentes dispositivos dos roteadores. Claro, a premissa é que os bolsos do cliente são muito fortes, caso contrário, o segundo passo é deixar o switch de três camadas também servir como a interconexão da Internet.
3. Troca de quatro camadas
Uma definição simples de comutação da Camada 4 é: é uma função que determina a transmissão não apenas com base no endereço MAC (ponte da Camada 2) ou endereço IP de origem / destino (roteamento da Camada 3), mas também com base em TCP / UDP (Quarta camada) Número da porta do aplicativo. A função de comutação da quarta camada é como um IP virtual, apontando para um servidor físico. Ele transmite serviços sujeitos a vários protocolos, incluindo HTTP, FTP, NFS, Telnet ou outros protocolos. Esses serviços requerem algoritmos complexos de balanceamento de carga baseados em servidores físicos.
No mundo IP, o tipo de serviço é determinado pelo endereço da porta TCP ou UDP do terminal, e o intervalo de aplicação na troca da quarta camada é determinado pelos endereços IP de origem e terminal, portas TCP e UDP. Na quarta camada de troca, um endereço IP virtual (VIP) é configurado para cada grupo de servidores para pesquisa e cada grupo de servidores oferece suporte a um determinado aplicativo. Cada endereço de servidor de aplicativo armazenado no servidor de nome de domínio (DNS) é um VIP, não um endereço de servidor real. Quando um usuário se inscreve para um aplicativo, uma solicitação de conexão VIP (como um pacote TCP SYN) com um grupo de servidores de destino é enviada ao switch do servidor. O switch do servidor seleciona o melhor servidor do grupo, substitui o VIP no endereço do terminal pelo IP do servidor real e transmite a solicitação de conexão ao servidor. Desta forma, todos os pacotes na mesma seção são mapeados pelo switch do servidor e transmitidos entre o usuário e o mesmo servidor.
O princípio da quarta camada de troca
A quarta camada do modelo OSI é a camada de transporte. A camada de transporte é responsável pela comunicação ponta a ponta, ou seja, a comunicação coordenada entre os sistemas de origem e destino da rede. Na pilha de protocolos IP, esta é a camada de protocolo onde o TCP (um protocolo de transmissão) e o UDP (protocolo de pacote de dados do usuário) estão localizados. Na quarta camada, os cabeçalhos TCP e UDP contêm números de porta, que podem distinguir exclusivamente quais protocolos de aplicativo (como HTTP, FTP, etc.) cada pacote de dados contém. O sistema de terminal usa essas informações para distinguir os dados no pacote, especialmente o número da porta, para que um sistema de computador final receptor possa determinar o tipo de pacote IP que recebe e entregá-lo ao software de alto nível apropriado. A combinação do número da porta e do endereço IP do dispositivo é geralmente chamada de "soquete". Os números de porta entre 1 e 255 são reservados e são chamados de portas "familiares", ou seja, esses números de porta são os mesmos em todas as implementações de pilha de protocolo TCP / IP do host. Além das portas "familiares", os serviços UNIX padrão são alocados no intervalo de 256 a 1024 portas e os aplicativos personalizados geralmente alocam números de porta acima de 1024. A lista mais recente de números de porta atribuídos pode ser encontrada em RFC1700 "Asfound on" assinado Números".
As informações adicionais fornecidas pelo número da porta TCP / UDP podem ser usadas pelo switch de rede, que é a base da quarta camada de troca. O switch com a função de quarta camada pode desempenhar o papel de front-end de "IP virtual" (VIP) conectado ao servidor. Cada servidor e grupo de servidores que oferece suporte a um aplicativo único ou geral é configurado com um endereço VIP. Este endereço VIP é enviado e registrado no sistema de nomes de domínio. Ao enviar uma solicitação de serviço, o switch da quarta camada reconhece o início de uma sessão, determinando o início do TCP. Em seguida, ele usa algoritmos complexos para determinar o melhor servidor para lidar com essa solicitação. Assim que essa decisão for tomada, o switch associa a sessão a um endereço IP específico e substitui o endereço VIP no servidor pelo endereço IP real do servidor.
Cada switch da Camada 4 mantém uma tabela de conexão associada ao endereço IP de origem e à porta TCP de origem do servidor selecionado. Em seguida, o switch da quarta camada encaminha a solicitação de conexão para este servidor. Todos os pacotes subsequentes são mapeados novamente e encaminhados entre o cliente e o servidor até que o switch descubra a conversa. No caso de utilização da quarta camada de comutação, o acesso pode ser conectado a servidores reais para atender às regras definidas pelo usuário, como ter um número igual de acessos em cada servidor ou alocar fluxos de transmissão de acordo com a capacidade dos diferentes servidores.
Atualmente, na Internet, quase 80% dos roteadores vêm da Cisco. Os produtos de switch da Cisco estão sob a marca comercial "Catalyst". Contém mais de dez séries, como 1900, 2800 ... 6000, 8500, etc. Em geral, essas opções podem ser divididas em duas categorias:
Um tipo são as opções de configuração fixa, incluindo a maioria dos modelos de 3500 e inferiores, exceto para atualizações de software limitadas, essas opções não podem ser expandidas; o outro tipo são interruptores modulares, referindo-se principalmente aos modelos de 4000 e acima. Os projetistas de rede podem, de acordo com os requisitos da rede, escolher diferentes números e modelos de placas de interface, módulos de energia e software correspondente.
Router:
O roteador (roteador) é o principal equipamento do nó da Internet. O roteador determina o encaminhamento de dados por meio do roteamento. A estratégia de encaminhamento é chamada de roteamento, que também é a origem do nome do roteador (roteador, encaminhador). Como um hub para interconectar diferentes redes, o sistema de roteador constitui o contexto principal da Internet baseado em TCP / IP. Também pode ser dito que os roteadores constituem a espinha dorsal da Internet. Sua velocidade de processamento é um dos principais gargalos da comunicação em rede e sua confiabilidade afeta diretamente a qualidade da interconexão da rede. Portanto, em redes de campus, redes regionais e até mesmo em todo o campo de pesquisa da Internet, a tecnologia de roteador sempre esteve no centro, e seu processo de desenvolvimento e direção tornaram-se um microcosmo de toda a pesquisa da Internet.
Roteador (roteador) é usado para conectar várias redes separadas logicamente. A chamada rede lógica representa uma única rede ou sub-rede. Quando os dados são transmitidos de uma sub-rede para outra, isso pode ser feito por meio de um roteador. Portanto, o roteador tem a função de julgar o endereço de rede e selecionar o caminho. Ele pode estabelecer conexões flexíveis em um ambiente de interconexão de várias redes. Ele pode conectar várias sub-redes com pacotes de dados e métodos de acesso à mídia completamente diferentes. O roteador aceita apenas a estação fonte ou outra. As informações do roteador são uma espécie de equipamento de interconexão na camada de rede.
Exemplos de princípios de trabalho
(1) A estação de trabalho A envia o endereço 12.0.0.5 da estação de trabalho B junto com as informações de dados para o roteador 1 na forma de quadros de dados.
(2) Depois que o roteador 1 recebe o quadro de dados da estação de trabalho A, ele primeiro tira o endereço 12.0.0.5 do cabeçalho e calcula o melhor caminho para a estação de trabalho B de acordo com a tabela de caminhos: R1-> R2-> R5-> B; e envie o pacote de dados para o roteador 2.
(3) O Roteador 2 repete o trabalho do Roteador 1 e encaminha o pacote de dados para o Roteador 5.
(4) O roteador 5 também tira o endereço de destino e descobre que 12.0.0.5 está no segmento de rede conectado ao roteador, de modo que o pacote de dados é entregue diretamente à estação de trabalho B.
(5) A estação de trabalho B recebe o quadro de dados da estação de trabalho A e o processo de comunicação termina.
Na verdade, além da função principal de roteamento mencionada acima, o roteador também possui uma função de controle de fluxo de rede. Alguns roteadores suportam apenas um único protocolo, mas a maioria dos roteadores pode suportar a transmissão de vários protocolos, ou seja, roteadores multiprotocolo. Como cada protocolo tem suas próprias regras, ele reduz o desempenho do roteador para completar os algoritmos de vários protocolos em um roteador. Portanto, acreditamos que o desempenho dos roteadores que oferecem suporte a vários protocolos é relativamente baixo.
Uma função do roteador é conectar redes diferentes e a outra função é selecionar a rota de transmissão de informações. A escolha de um atalho desobstruído e rápido pode aumentar muito a velocidade de comunicação, reduzir a carga de comunicação do sistema de rede, economizar recursos do sistema de rede e aumentar a taxa de desbloqueio do sistema de rede, para que o sistema de rede possa exercer maiores benefícios.
Do ponto de vista da filtragem do tráfego de rede, a função dos roteadores é muito semelhante à dos switches e das pontes. Mas, ao contrário dos switches que funcionam na camada física da rede e dividem fisicamente os segmentos da rede, os roteadores usam protocolos de software especiais para dividir logicamente toda a rede. Por exemplo, um roteador que oferece suporte ao protocolo IP pode dividir a rede em vários segmentos de sub-rede e apenas o tráfego de rede direcionado a um endereço IP especial pode passar pelo roteador. Para cada pacote de dados recebido, o roteador recalculará seu valor de verificação e escreverá um novo endereço físico. Portanto, a velocidade de uso de um roteador para encaminhar e filtrar dados costuma ser mais lenta do que a de um switch que só olha o endereço físico do pacote de dados. No entanto, para essas redes complexas, o uso de roteadores pode melhorar a eficiência geral da rede. Outra vantagem óbvia dos roteadores é que eles podem filtrar automaticamente as transmissões de rede.
A principal tarefa do roteador é encontrar um caminho de transmissão ideal para cada quadro de dados que passa pelo roteador e transmitir os dados de maneira eficaz para o local de destino. Percebe-se que a estratégia de seleção do melhor caminho, ou seja, o algoritmo de roteamento, é a chave do roteador. Para concluir este trabalho, os dados relevantes de vários caminhos de transmissão - Tabela de Roteamento - são armazenados no roteador para uso na seleção de roteamento. A tabela de caminho armazena as informações de identificação da sub-rede, o número de roteadores na Internet e o nome do próximo roteador. A tabela de caminho pode ser definida de forma fixa pelo administrador do sistema, também pode ser modificada dinamicamente pelo sistema, pode ser ajustada automaticamente pelo roteador ou controlada pelo host.
1. Tabela de caminho estático
A tabela de caminho fixo configurada com antecedência pelo administrador do sistema é chamada de tabela de caminho estático, que geralmente é predefinida de acordo com a configuração da rede quando o sistema é instalado e não mudará com futuras mudanças na estrutura da rede.
2. Tabela de caminho dinâmico
A tabela de caminho dinâmico (dinâmico) é uma tabela de caminho ajustada automaticamente pelo roteador de acordo com as condições de operação do sistema de rede. De acordo com as funções fornecidas pelo Protocolo de Roteamento, o roteador aprende e memoriza automaticamente a operação da rede e calcula automaticamente o melhor caminho para transmissão de dados quando necessário.
Os roteadores podem ser vistos em todos os lugares em vários níveis da Internet. A rede de acesso permite que residências e pequenas empresas se conectem a um provedor de serviços de Internet; o roteador na rede corporativa conecta milhares de computadores em um campus ou empresa; o sistema de terminal do roteador na rede de backbone geralmente não é acessível diretamente, eles conectam o ISP e a rede corporativa na rede de backbone de longa distância.
Roteador de banda larga
O roteador de banda larga é um produto de rede emergente nos últimos anos, que surgiu com a popularização da banda larga. Os roteadores de banda larga integram funções como roteadores, firewalls, controle e gerenciamento de largura de banda em uma caixa compacta, com recursos de encaminhamento rápido, gerenciamento de rede flexível e status de rede rico. A maioria dos roteadores de banda larga é otimizada para as aplicações de banda larga da China, pode atender a diferentes ambientes de tráfego de rede e tem boa adaptabilidade e compatibilidade de rede. A maioria dos roteadores de banda larga adota um design altamente integrado, interface WAN Ethernet de banda larga 10/100 Mbps integrada e switch adaptativo multi-portas 10/100 Mbps, que é conveniente para múltiplas máquinas se conectarem à rede interna e à Internet. Pode ser amplamente utilizado em residências, escolas, escritórios e cibercafés. , Acesso da comunidade, governo, empresa e outras ocasiões.
MODEM
Modem, isto é, modem: um termo geral para modulador e demodulador. Uma interface de conversão que permite que dados digitais sejam transmitidos na linha de transmissão de sinal analógico. A chamada modulação consiste em converter um sinal digital em um sinal analógico transmitido por uma linha telefônica; demodulação é converter um sinal analógico em um sinal digital. Coletivamente referido como um modem.
Os modems comuns agora incluem modems dial-up comuns, modems de banda base e modems de fibra óptica.
Conhecimento estendido *:
"Baseband Modem", também conhecido como modem de curto alcance, é um dispositivo que conecta computadores, pontes de rede, roteadores e outros equipamentos de comunicação digital a uma distância relativamente curta, como prédios, campi ou cidades. A transmissão em banda base é um método importante de transmissão de dados. A função da banda base do MODEM é formar formas de onda apropriadas para que, quando os sinais de dados passem por um meio de transmissão com largura de banda limitada, não haja interferência entre símbolos devido a formas de onda sobrepostas. É o oposto do modem de banda de frequência. O modem de banda de freqüência usa a banda de freqüência em uma determinada linha (como a banda de freqüência ocupada por um ou mais telefones) para transmissão de dados. Seu alcance de aplicação é muito mais amplo do que a banda base, e a distância de transmissão também é maior do que a da banda base. . O Modem de 56K que nossa família usa todos os dias é o Modem de banda de frequência.
O nome mais preciso do modem de banda base é CSU / DSU (unidade de serviço de canal / unidade de serviço de data). Possui duas portas. A porta analógica é conectada a um cabo de par trançado de alta qualidade. Os dois csu / dsu estão conectados, e a outra porta digital e duas conexões de interface digital no final. É usado para conectar-se à linha dedicada DDN. A compatibilidade dos modems de banda base é ruim, então é melhor usar equipamentos do mesmo fabricante. A banda base cat é usada no circuito digital, nosso modem comum é a conversão analógico para digital, e a baseband cat é a conversão digital para digital. Portanto, o gato de banda base não é um MODEM real.
NAT
NAT, ou Network Address Translation, pertence à tecnologia de rede de longa distância (WAN) de acesso. É uma tecnologia de tradução que converte endereços privados (reservados) em endereços IP legais. É amplamente utilizado em vários tipos de acesso à Internet. Formas e vários tipos de redes. A razão é simples. O NAT não só resolve perfeitamente o problema de endereços IP insuficientes, mas também evita ataques de fora da rede, ocultando e protegendo os computadores dentro da rede.
Caso relacionado: Usando tradução de endereço para obter balanceamento de carga
Descrição do caso: Com o aumento do volume de acesso, quando um servidor é difícil de executar, a tecnologia de balanceamento de carga deve ser adotada para distribuir razoavelmente um grande número de acessos a vários servidores. Obviamente, há muitas maneiras de obter balanceamento de carga, como balanceamento de carga de cluster de servidor, balanceamento de carga de switch, balanceamento de carga de resolução DNS e assim por diante.
Na verdade, além disso, também é possível implementar o balanceamento de carga do servidor por meio da tradução de endereços. Na verdade, a maioria dessas implementações de balanceamento de carga são implementadas por sondagem, para que cada servidor tenha a mesma oportunidade de ser acessado
Ambiente de rede: A rede local é puxada para a Internet com uma linha dedicada DDN de 2 Mb / s, e o roteador usa o Cisco 2611 com o módulo WAN instalado. O intervalo do endereço IP usado pela rede interna é 10.1.1.1 ~ 10.1.3.254, o endereço IP da porta LAN Ethernet 0 é 10.1.1.1 e a máscara de sub-rede é 255.255.252.0. O intervalo legal de endereços IP alocado pela rede é 202.110.198.80 ~ 202.110.198.87, o endereço IP da porta Ethernet 1 conectada ao ISP é 202.110.198.81 e a máscara de sub-rede é 255.255.255.248. É necessário que todos os computadores dentro da rede possam acessar a Internet, e o balanceamento de carga é obtido em 3 servidores Web e 2 servidores FTP.
Estudo de caso: Como todos os computadores da rede precisam ter acesso à Internet, e há apenas 5 endereços IP legais disponíveis, é claro, o método de conversão de endereço de multiplexação de porta pode ser usado. Originalmente, o servidor pode receber um endereço IP legal usando a tradução estática de endereços. No entanto, devido à grande quantidade de visitas ao servidor (ou baixo desempenho do servidor), vários servidores devem ser usados para balanceamento de carga. Portanto, um endereço IP legal deve ser convertido em um endereço IP interno multifásico, que é reduzido por polling. A pressão de acesso de cada servidor.
Arquivo de configuração:
interface fastethernet0 / 1
ip adderss 10.1.1.1 255.255.252.0 // Definir o endereço IP da porta LAN
auto duplex
velocidade auto
ip nat inside // definido como uma porta local
A diferença entre rede Ethernet e ATM
1. Ethernet
Ethernet é o padrão de protocolo de comunicação mais comum adotado pelas redes locais existentes hoje, e foi estabelecido no início dos anos 1970. Ethernet é um padrão de rede local comum (LAN) com uma taxa de transmissão de 10 Mbps. Na Ethernet, todos os computadores são conectados a um cabo coaxial e o método de detecção de portadora de acesso múltiplo (CSMA / CD) com detecção de colisão é adotado e o mecanismo de competição e a topologia de barramento são adotados. Basicamente, a Ethernet consiste em um meio de transmissão compartilhado, como um cabo de par trançado ou cabo coaxial e hubs multiportas, pontes ou composição de switch. Em uma configuração estrela ou de barramento, o hub / switch / ponte conecta computadores, impressoras e estações de trabalho entre si por meio de cabos.
As características gerais da Ethernet são resumidas da seguinte forma:
Mídia compartilhada: todos os dispositivos de rede usam a mesma mídia de comunicação, por sua vez.
Domínio de broadcast: o quadro que precisa ser transmitido é enviado a todos os nós, mas apenas o nó endereçado receberá o quadro.
CSMA / CD: Carrier Sense Multiple Access / Collision Detection é usado em Ethernet para evitar que twp ou mais nós enviem ao mesmo tempo.
Endereço MAC: Todas as placas de interface de rede (NICs) Ethernet na camada de controle de acesso à mídia usam endereços de rede de 48 bits. Esse tipo de endereço é único no mundo.
2.ATM
ATM, nomeadamente o modo de transferência assíncrona, é uma tecnologia de transmissão de dados. É adequado para redes locais e redes de longa distância, tem taxas de transmissão de dados de alta velocidade e suporta muitos tipos de comunicações, como voz, dados, fax, vídeo em tempo real, áudio com qualidade de CD e imagem.
Através da tecnologia ATM, a interconexão de rede local entre a sede corporativa e vários escritórios e filiais da empresa pode ser concluída, de modo a realizar a transmissão de dados internos da empresa, serviço de correio corporativo, serviço de voz, etc., e realizar comércio eletrônico e outros aplicações através da Internet. Ao mesmo tempo, como o ATM usa tecnologia de multiplexação estatística e a largura de banda de acesso ultrapassa o 2M original, atingindo 2M-155M, ele é adequado para aplicações como alta largura de banda, baixa latência ou altas rajadas de dados.
A julgar pela situação atual, o Gigabit Ethernet bloqueou o desenvolvimento do ATM e a tecnologia ATM já está no escuro. "A participação de mercado de ATMs agora representa apenas 10%, e a maioria deles ainda está no setor de telecomunicações."
O que é banda larga?
Embora o termo "banda larga" apareça com frequência na grande mídia, raramente foi visto como uma definição precisa. Em termos gerais, a banda larga é relativa ao acesso dial-up à Internet tradicional. Embora atualmente não haja um padrão unificado para a quantidade de largura de banda larga que deve ser alcançada, com base em hábitos populares e considerações de tráfego de dados de multimídia de rede, a taxa de transmissão de dados de rede deve ser de pelo menos 256 Kbps para ser chamada. Banda larga, sua maior vantagem é que a largura de banda ultrapassa em muito o acesso discado à Internet de 56Kbps.
PPPoE
PPPoE é a abreviação de protocolo ponto a ponto sobre ethernet (protocolo de conexão ponto a ponto), que permite que um host Ethernet se conecte a um concentrador de acesso remoto por meio de um dispositivo de ponte simples. Através do protocolo pppoe, o dispositivo de acesso remoto pode realizar o controle e cobrança de cada usuário de acesso.
Métodos comuns de acesso à rede hoje
1. Modo dial-up comum, o acesso dial-up à Internet é por telefone, calculado por minuto, a taxa mais alta é de 56K. Equipamento necessário: Modem dial-up comum. (Quase eliminado)
2. N-ISDN, "Rede digital de serviços integrados de banda estreita", comumente conhecida como "Uma linha". Ele é desenvolvido com base em uma linha telefônica e pode fornecer serviços abrangentes, como voz, dados e imagem em uma linha telefônica comum, com velocidade máxima de 128K. (Basicamente eliminado)
3. Esquema de acesso HFC do modem a cabo
O modem a cabo é um dispositivo que pode acessar dados em alta velocidade por meio de uma rede de TV a cabo, comumente conhecida como "Rádio e Diantong" ou "Comunicação com fio". Entre eles, a abordagem "HFC + Cable Modem + Ethernet / ATM" pode ser usada para fornecer serviços de acesso à Internet. O escritório central precisa ser equipado com um dispositivo head-end HFC, que é interconectado com a Internet por meio de ATM ou Fast Ethernet e completa as funções de modulação e mixagem de sinal. O sinal de dados é transmitido para a casa do usuário por meio da rede híbrida coaxial de fibra óptica (HFC) e o modem a cabo conclui a decodificação, demodulação e outras funções do sinal e transmite o sinal digital para o PC por meio da porta Ethernet. Comparado com ADSL, sua largura de banda é relativamente alta (10M).
No momento, não há muitas cidades na China que abriram a comunicação a cabo, principalmente em grandes cidades como Xangai e Guangzhou. Embora a taxa de transmissão teórica seja muito alta, uma célula ou um edifício geralmente abre apenas uma largura de banda de 10 Mbps, que também é uma largura de banda compartilhada. A maior vantagem é que não há necessidade de discar e estará sempre online quando for ligado.
4. Tecnologia de banda larga ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Loop)
A tecnologia ADSL é uma nova tecnologia de banda larga de alta velocidade que funciona na linha telefônica comum original. Ele usa o par existente de fios de cobre do telefone para fornecer aos usuários uma taxa de transmissão assimétrica (largura de banda) para o uplink e o downlink. A assimetria se reflete principalmente na assimetria entre a taxa de uplink (até 640Kbps) e a taxa de downlink (até 8Mdps). Os escritórios de telecomunicações locais costumam usar alguns nomes legais ao promover ADSL, como "Super One Line" e "Internet Express". Na verdade, todos eles se referem ao mesmo método de banda larga.
Equipamento necessário: Para instalar ADSL na linha telefônica existente, você só precisa instalar um MODEM ADSL e um divisor do lado do usuário, e a linha do usuário não precisa ser modificada, o que é extremamente conveniente.
Conexão de usuário único: a linha telefônica é conectada ao divisor, o divisor é conectado ao MODEM ADSL e ao telefone, e o PC é conectado ao MODEM ADSL.
Conexão multiusuário: PC-Ethernet (HUB ou Switch) -ADSL roteador-divisor, ou seja, é necessário um roteador ADSL. Se houver muitos usuários, uma troca também será necessária.
Expansão do conhecimento: a tecnologia DSL (Digital Subscriber Line) é uma tecnologia de acesso de banda larga baseada em linhas telefônicas comuns. DSL inclui ADSL, RADSL, HDSL, VDSL e assim por diante. VDSL (loop de assinante digital de taxa de bits muito alta) é um loop de assinante digital de alta velocidade. Simplificando, o VDSL é uma versão rápida do ADSL.
5. Banda larga residencial (FTTX + LAN, ou seja, "acesso de fibra + LAN")
Este é atualmente um método de acesso de banda larga popular em cidades grandes e médias. Os provedores de serviços de rede usam fibra óptica para se conectar ao prédio (FTTB) ou à comunidade (FTTZ) e, em seguida, se conectam à casa do usuário por meio de um cabo de rede para fornecer compartilhamento para todo o prédio ou comunidade. Largura de banda (geralmente 10 Mb / s). Atualmente, muitas empresas nacionais fornecem esses métodos de acesso de banda larga, como Netcom, Great Wall Broadband, China Unicom e China Telecom.
Este método de acesso tem os requisitos mais baixos para o equipamento do usuário e só precisa de um computador com placa de rede adaptativa 10/100 Mbps.
Atualmente, a maior parte da banda larga residencial é de 10 Mbps de largura de banda compartilhada, o que significa que se houver mais usuários online ao mesmo tempo, a velocidade da rede será mais lenta. Mesmo assim, a velocidade média de download na maioria dos casos ainda é muito superior à do ADSL de telecom, chegando a várias centenas de KB / s, o que tem uma vantagem maior em velocidade.
6. Outros métodos de acesso
Outros métodos de acesso incluem: Rede de Acesso Ótico (OAN), rede de acesso ilimitado, Ethernet de alta velocidade, solução 10Base-S, etc.
Modo de acesso de fibra (fibra é um IP fixo, sem gato):
(1) Fibra ótica -> Conversor fotoelétrico -> switch de camada 3 (depois que o fotoelétrico for convertido para interface RJ-45, você pode conectá-lo diretamente ao switch e, em seguida, definir a rota padrão no switch, você pode ficar online. )
(2) Transceptor óptico (modem óptico) ----- firewall ----- roteador ----- switch ----- PC (10 conjuntos).
(3) A forma da comunidade: (fibra óptica -> conversor fotoelétrico -> servidor proxy) -> PC ADSL / VDSL PPPoE: execute software dial-up de terceiros, como Enternet300 ou WinXP no computador, e preencha o programa dial-up fornecido pela conta e senha do ISP, você deve discar todas as vezes antes de ficar online.
Os métodos de acesso à Internet comumente usados são 3, 4 e 5 acima, a comparação na seleção real:
De um modo geral, desde que o utilizador tenha telefone em casa, basicamente pode ser aberta ADSL (desde que as telecomunicações locais tenham prestado este serviço), enquanto a comunicação em banda larga e por cabo da comunidade depende da área específica, podendo ser consultada antecipadamente.
O primeiro tipo de usuários está muito preocupado com a velocidade de download da rede, e a banda larga da comunidade ou a comunicação a cabo devem ser consideradas primeiro. A velocidade de download do ADSL é um pesadelo terrível para eles; o segundo tipo de usuários valoriza a estabilidade dos serviços de banda larga, enquanto a velocidade de download fica em segundo lugar (a velocidade ADSL de 512Kbps pode atender totalmente aos requisitos de largura de banda dos jogos online). A este respeito, a Telecom ADSL tem uma vantagem única, porque muitos servidores de jogos online são fornecidos pela Telecom para garantir a estabilidade. O terceiro tipo de usuários pode considerar de forma abrangente o preço e a conveniência da instalação de acordo com as reais condições locais. Em primeiro lugar, considere a instalação de banda larga residencial ou comunicação por cabo, caso contrário, você só pode instalar ADSL. O quarto tipo de usuário precisa de um endereço IP público estável e precisa entender a situação real de vários serviços de banda larga locais antes da instalação. De modo geral, o ADSL de telecomunicações usa o IP da rede pública, mas o método dial-up PPPoE é o IP dinâmico. Neste momento, você pode considerar a escolha de um endereço IP estático para acessar o serviço ou o empréstimo de um software para vincular o endereço IP. A banda larga residencial e a comunicação com fio usam principalmente o IP da intranet, o que não é adequado para esse tipo de usuário (exceto para a banda larga residencial em algumas áreas, os usuários precisam aprender mais sobre o provedor de serviços de rede local).
Sinta o serviço de banda larga na grande cidade doméstica de Xangai: ADSL, banda larga residencial e comunicação a cabo três métodos principais de acesso de banda larga foram colocados em uso em Xangai em grande escala, e os provedores de serviço envolvidos incluem Shanghai Telecom, Great Wall Broadband, Cable Communication e Netcom.
AP sem fio e roteador sem fio
AP ilimitado: o AP simples tem funções relativamente simples, não tem função de roteamento e só pode ser equivalente a um hub sem fio; para este tipo de AP sem fio, nenhum produto que possa ser interconectado foi encontrado! O AP estendido também é um roteador sem fio no mercado. Por causa de suas funções abrangentes, a maioria dos APs estendidos não tem apenas funções de roteamento e comutação, mas também DHCP, firewalls de rede e outras funções.
Roteador sem fio: Um roteador sem fio é uma combinação de um AP simples e um roteador de banda larga; com a ajuda da função de roteador, ele pode realizar o compartilhamento de conexão à Internet na rede sem fio doméstica, e realizar o acesso compartilhado sem fio de ADSL e banda larga residencial. Além disso, o roteador sem fio é possível atribuir todos os terminais que estão conectados sem fio e com fio a uma sub-rede, de forma que seja muito conveniente para vários dispositivos na sub-rede trocarem dados.
Pode-se dizer que o roteador wireless é uma coleção de AP (Ponto de Acesso, nó de acesso wireless), função de roteamento e switch. Ele suporta com fio e sem fio para formar a mesma sub-rede e é conectado diretamente ao MODEM. Um AP sem fio é equivalente a um switch sem fio, conectado a um switch ou roteador com fio, e atribui um IP do roteador para a placa de rede sem fio conectada a ele.
Aplicação prática:
APs independentes são freqüentemente usados em empresas que requerem um grande número de APs para cobrir uma grande área. Todos os APs são conectados via Ethernet e conectados a um firewall LAN sem fio independente.
Os roteadores sem fio são freqüentemente usados em ambientes privados. Nesse ambiente, um AP é suficiente. Nesse caso, um roteador sem fio que integra um roteador de acesso de banda larga e um AP fornece uma solução de máquina única. Os roteadores sem fio geralmente incluem um protocolo de tradução de endereço de rede (NAT) para oferecer suporte ao compartilhamento de conexão de rede entre usuários de LAN sem fio - este é um recurso muito útil em um ambiente privado.
O AP não pode ser conectado diretamente ao MODEM ADSL, portanto, você deve adicionar um switch ou hub ao usá-lo: No entanto, a maioria dos roteadores sem fio tem recursos de discagem de banda larga, portanto, podem ser conectados diretamente ao MODEM ADSL para compartilhamento de banda larga.
O Instituto de Engenheiros Elétricos e Eletrônicos (IEEE) aprovou formalmente o mais recente padrão sem fio Wi-Fi 802.11n em 14 de setembro de 2009. Em teoria, 802.11n pode atingir uma taxa de transmissão de 300 Mbps, que é 6 vezes maior do que o padrão 802.11g e 30 vezes mais do que o padrão 802.11b.
Roteador sem fio 3G: Xiaohei A8 é um produto WIFI portátil tipo MINI alimentado por bateria que converte sinais de rede 3G / sinais de banda larga com fio em sinais WIFI e os compartilha com os dispositivos WIFI circundantes. Possui excelente desempenho e é o melhor para navegar na Internet em tablets iPad. Excelente companheiro. O Xiaohei A8 suporta o protocolo IEEE 802.11b / g / n, a taxa de LAN WiFi é de até 150Mbps e o alcance efetivo de seu sinal WIFI pode chegar a 100M, o que pode cobrir um prédio de escritórios comum. O Xiaohei A10 tem uma bateria recarregável embutida que pode funcionar continuamente por 4 horas e tem uma bateria de longa duração. Ele pode suportar 20 usuários de Wi-Fi online ao mesmo tempo. Ele também tem forte compatibilidade e possui uma placa de rede sem fio HSUPA embutida. Você só precisa comprar um cartão de tarifa SIM para ficar online. Ao mesmo tempo, o A8 + também oferece suporte ao acesso discado à rede de banda larga com fio ADSL residencial e ao acesso de banda larga IP estático do escritório. Huawei e5: Suporta até 5 usuários Wi-Fi, adequado para dispositivos Wi-Fi como PCs, telefones celulares, consoles de jogos e câmeras digitais.
Acesso dial-up virtual ADSL
A discagem virtual ADSL é a discagem na linha digital ADSL, que é diferente da discagem com um modem em uma linha telefônica analógica. Ele usa um protocolo especial PPP sobre Ethernet (PPPoE) (o software cliente PPPoE (Comunicação de banda larga) precisa ser instalado). Após a discagem, a verificação é realizada diretamente pelo servidor de verificação. O usuário precisa inserir o nome de usuário e a senha. Após a verificação ser aprovada, um número de usuário de alta velocidade é estabelecido e o IP dinâmico correspondente é atribuído. Os usuários de discagem virtual precisam verificar sua identidade por meio de uma conta de usuário e senha. Esta conta de usuário é igual à conta 163, que é selecionada pelo usuário ao se inscrever, e esta conta é restrita. Ele só pode ser usado para discagem virtual ADSL e não pode ser usado. Disque no MODEM comum.
O método de acesso em banda larga de discagem virtual ADSL é atualmente o método mainstream fornecido pelas operadoras de banda larga nacionais. O acesso dial-up virtual ADSL que requer um roteador de banda larga é principalmente um MODEM ADSL sem função de roteamento embutida na interface Ethernet. Se você usar este tipo de equipamento, configure o roteador de banda larga da seguinte maneira: faça login na interface de gerenciamento do roteador, pegue o roteador de banda larga Kingnet como exemplo, clique no menu "Assistente de Internet" na interface e selecione o Item "ADSL virtual dial-up".
Placa de rede e placa de rede sem fio
A placa de rede, também conhecida como adaptador de rede (adaptador), é um componente de rede que funciona na camada de enlace. É a interface entre o computador e o meio de transmissão na rede local. Ele pode não apenas realizar a conexão física e o sinal elétrico combinando com o meio de transmissão da rede local. , Também envolve o envio e recebimento de quadros, o encapsulamento e desempacotamento de quadros, controle de acesso à mídia, codificação e decodificação de dados e funções de armazenamento em cache de dados.
Diferentes interfaces de rede são adequadas para diferentes tipos de rede. No momento, as interfaces comuns incluem principalmente interface Ethernet RJ-45, interface BNC de cabo coaxial fino e interface AUI elétrica coaxial espessa, interface FDDI, interface ATM, etc. E algumas placas de rede fornecem dois ou mais tipos de interfaces, se algumas placas de rede fornecer interfaces RJ-45 e BNC ao mesmo tempo. A interface RJ-45 é o tipo mais comum de interface de placa de rede, principalmente devido à popularidade da Ethernet de par trançado.
Placa de rede sem fio: Seu principal princípio de funcionamento é a tecnologia de radiofrequência de microondas. De acordo com o protocolo IEEE802.11, a placa de rede local sem fio é dividida em uma camada de controle de acesso à mídia e uma camada física. Entre os dois, uma subcamada física de controle de acesso à mídia também é definida. A placa de rede sem fio USB é atualmente a mais comum.
Na verdade, uma placa de rede sem fio sozinha não pode se conectar a uma rede sem fio. Você também deve ter um roteador sem fio ou AP sem fio. A placa de rede sem fio é como um receptor e o roteador sem fio é como um transmissor. Na verdade, é necessário conectar a linha de Internet com fio ao modem sem fio e, em seguida, converter o sinal em um sinal sem fio para transmissão, que é recebido pela placa de rede sem fio. O roteador sem fio geral pode arrastar 2 a 4 placas de rede sem fio, a distância de trabalho fica dentro de 50 metros, o efeito é melhor e a qualidade da comunicação é muito ruim se estiver longe.
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