调制解调器

科技名词定义
中文名称:
调制解调器
英文名称:
modem
定义:
调制器和解调器合在一起的总称。使数字数据能在模拟信号传输线上传输的转换接口。
所属学科:
航空科技(一级学科);航空电子与机载计算机系统(二级学科)

本内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布

百科名片

调制解调器,是一种计算机硬件,它能把计算机的数字信号翻译成可沿普通电话线传送的脉冲信号,而这些脉冲信号又可被线路另一端的另一个调制解调器接收,并译成计算机可懂的语言。这一简单过程完成了两台计算机间的通信。

目录

定义
历史
用途
类别
传输模式
传输速率
传输协议
安装

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调制解调器和核心部件

编辑本段定义

Modem,其实是Modulator(调制器)与Demodulator(解调器)的简称,中文称为调制解调器(港台称之为数据机)。根据Modem的谐音,亲昵地称之为“猫”。

所谓调制,就是把数字信号转换成电话线上传输的模拟信号;解调,即把模拟信号转换成数字信号。合称调制解调器。

调制解调器的英文是MODEM,它的作用是模拟信号和数字信号的“翻译员”。 电子信号分两种,一种是"模拟信号",一种是"数字信号"。我们使用的电话线路传输的是模拟信号,而PC机之间传输的是数字信号。所以当你想通过电话线把自己的电脑连入Internet时,就必须使用调制解调器来"翻译"两种不同的信号。 连入Internet后,当PC机向Internet发送信息时,由于电话线传输的是模拟信号,所以必须要用调制解调器来把数字信号"翻译"成模拟信号,才能传送到Internet上,这个过程叫做"调制"。 当PC机从Internet获取信息时,由于通过电话线从 Internet传来的信息都是模拟信号,所以PC机

想要看懂它们,还必须借助调制解调器这个"翻译",这个过程叫作"解调"。总的来说就称为"调制解调。

编辑本段历史

Modem起初是为1950年代的 半自动地面防空警备系统(SEGE)研制,用来连接不同基地的终端,雷达站和指令控制中心到 美国和加拿大的SAGE指挥中心。 SAGE运行在专用线路上,但是当时两端使用的设备跟今天的Modem根本不是一回事。 IBM是SAGE系统中计算机和Modem的供货商。几年后美国航空(American Airlines)的首席执行官(CEO)与IBM一位区域经理的一次会晤促使"mini-SAGE"这种航空自动订票系统。在这系统中,一个位于票务中心的终端连接在中心电脑上,用来管理机票有效性和时间。这个系统,叫做Sabre,是今天SABRE系统的早期原型。

1960年代早期,商业计算机的应用逐渐普及, 以及上述技术成果, 1962年 AT&T 发布了第一个商业化modem, Bell 103. 使用两个音调表示1和0的移频键控技术,103已经能够实现300 bit/s的传输速度。很短时间后继版本Bell 212就研制出来, 转移到更稳定的移项键控技术把数据速率提高到1200 bit/s。 类似Bell 201的系统用双向信号集在4对专用线路上实现了2400 bit/s。

贺氏智能Modem是一个重大的进步,1981年贺氏通讯研制成功。智能Modem是一个简单的300bpsModem,使用的是Bell103信令标准,内置了一个小型控制器,可以让计算机发送命令来控制电话线,例如摘机,拨号,重拨,挂机等功能。

在智能Modem之前,几乎所有的Modem都需要两个步骤来产生一个连接:第一步,人工在电话机上拨叫对方的号码,然后将听筒放在Modem附带的acoustic coupler里,一个用两个橡胶杯组成的用来在声音信号和电信号之间转换的设备。 使用智能Modem就不再需要acoustic coupler,而是直接将modem连接在标准电话线或插座上。然后电脑就能自动完成接通电话并拨叫号码的功能。这个改变极大的简化了bulletin board systems (BBS)的安装和使用。

到1980年代Modem的速率一直没有多大变化。美国一般使用一种与贝尔212类似的2400 bit/s的系统,而欧洲的系统稍有差别。到1980年代晚期大多数Modem都能支持当时所有的标准,2400bit/s逐渐普及。大量特定用途的标准也被加了进来,通常都是使用高速信道接受低速信道发送,典型的例子就是法国的Minitel 系统, 用户终端大部分时间都在接受信息。Minitel终端的Modem用1200bit/s接受数据75 bit/s发送命令反馈给服务器

编辑本段用途

工作原理

计算机内的信息是由“0”和“1”组成数字信号,而在电话线上传递的却只能是模拟电信号。于是,当两台计算机要通过电话线进行数据传输时,就需要一个设备负责数模的转换。这个数模转换器就是Modem。计算机在发送数据时,先由Modem把数字信号转换为相应的模拟信号,这个过程称为“调制”。经过调制的信号通过电话载波传送到另一台计算机之前,也要经由接收方的Modem负责把模拟信号还原为计算机能识别的数字信号,这个过程称为“解调”。正是通过这样一个“调制”与“解调”的数模转换过程,从而实现了两台计算机之间的远程通讯。

编辑本段类别

一般来说,根据Modem的形态和安装方式,可以大致可以分为以下四类:

 

外置式

 

 

外置式Modem

外置式Modem放置于机箱外,通过串行通讯口与主机连接。这种Modem方便灵巧、易于安装,闪烁的指示灯便于监视Modem的工作状况。但外置式Modem需要使用额外的电源与电缆。

内置式Modem

内置式Modem在安装时需要拆开机箱,并且要对中断和COM口进行设置,安装较为繁琐。这种Modem要占用主板上的扩展槽,但无需额外的电源与电缆,且价格比外置式Modem要便宜一些。

PCMCIA插卡式Modem

插卡式Modem主要用于笔记本电脑,体积纤巧。配合移动电话,可方便地实现移动办公。

机架式Modem

机架式Modem相当于把一组Modem集中于一个箱体或外壳里,并由统一的电源进行供电。机架式Modem主要用于Internet/Intranet、电信局、校园网、金融机构等网络的中心机房

除以上四种常见的Modem外,现在还有ISDN调制解调器和一种称为Cable Modem的调制解调器,另外还有一种ADSL调制解调器。Cable Modem利用有线电视的电缆进行信号传送,不但具有调制解调功能,还集路由器集线器、桥接器于一身,理论传输速度更可达10Mbps以上。通过Cable Modem上网,每个用户都有独立的IP地址,相当于拥有了一条个人专线。目前,深圳有线电视台天威网络公司已推出这种基于有线电视网的Internet接入服务,接入速率为2Mbps-10Mbps!

[1]USB接口的调制解调器

USB技术的出现,给电脑的外围设备提供更快的速度、更简单的连接方法,SHARK公司率先推出了USB接口的56K的调制解调器,这个只有呼机大小的调制解调器确给传统的串口调制解调器带来了挑战。只需将其接在主机的USB接口就可以,通常主机上有2个USB接口,而USB接口可连接127个设备,如果要连接多设备还可购买USB的集线器。通常USB的显示器、打印机都可以当作USB的集线器,因为它们有除了连接主机的USB接口外还提供1-2个USB的接口。

编辑本段传输模式

Modem最初只是用于数据传输。然而,随着用户需求的不断增长以及厂商之间的激烈竞争,目前市场上越来越多的出现了一些“二合一”、“三合一”的Modem。这些Modem除了可以进行数据传输以外,还具有传真和语音传输功能。

1、传真模式(Fax Modem)

通过Modem进行传真,除省下一台专用传真的费用外,好处还有很多:可以直接把计算机内的文件传真到对方的计算机或传真机,而无需先把文件打印出来;可以对接收到的传真方便地进行保存或编辑;可以克服普通传真机由于使用热敏纸而造成字迹逐渐消退的问题;由于Modem使用了纠错的技术,传真质量比普通传真机要好,尤其是对于图形的传真更是如此。目前的Fax Modem大多遵循V.29和V.17传真协议。其中V.29支持9600bps传真速率,而V.17则可支持14400bps的传真速率。

2、语音模式(Voice Modem)

语音模式主要提供了电话录音留言和全双工免提通话功能,真正使电话与电脑融为一体。这里,主要是一种新的语音传输模式—DSVD(Digital Simultaneous Voice and Data)。DSVD是由Hayes、Rockwell、

U.s.Robotics、Intel等公司在1995年提出的一项语音传输标准,是现有的V.42纠错协议的扩充。DSVD通过采用Digi Talk的数字式语音与数据同传技术,使Modem可以在普通电话线上一边进行数据传输一边进行通话。

DSVD Modem保留了8K的带宽(也有的Modem保留8.5K的带宽)用于语音传送,其余的带宽则用于数据传输。语音在传输前会先进行压缩,然后与需要传送的数据综合在一起,通过电话载波传送到对方用户。在接收端,Modem先把语音与数据分离开来,再把语音信号进行解压和数/模转换,从而实现的数据/语音的同传。DSVD Modem在远程教学、协同工作、网络游戏等方面有着广泛的应用前景。但在目前,由于DSVD Modem的价格比普通的Voice Modem要贵,而且要实现数据/语音同传功能时,需要对方也使用DSVD Modem,从而在一定程度上阻碍了DSVD Modem的普及。

编辑本段传输速率

Modem的传输速率,指的是Modem每秒钟传送的数据量大小。通常所说的14.4K、28.8K、33.6K等,指的就是Modem的传输速率。传输速率以bps(比特/秒)为单位。因此,一台33.6K的Modem每秒钟可以传输33600bit的数据。由于目前的Modem在传输时都对数据进行了压缩,因此33.6K的Modem的数据吞吐量理论上可以达到115200bps,甚至230400bps。

Modem的传输速率,实际上是由Modem所支持的调制协议所决定的。在Modem的包装盒或说明书上看到的V.32、V.32bis、V.34、V.34+、V.fc等等,指的就是Modem的所采用的调制协议。其中V.32是非同步/同步4800/9600bps全双工标准协议;V.32bis是V.32的增强版,支持14400bps的传输速率;V.34是同步28800bps全双工标准协议;而V.34+则为同步全双工33600bps标准协议。以上标准都是由ITU(国际通讯联盟)所制定,而V.fc则是由Rockwell提出的28800bps调制协议,但并未得到广泛支持。

提到Modem的传输速率,就不能不提时下被炒得为热的56K Modem。其实,56K的标准已提出多年,但由于长期以来一直存在以Rockwell为首的K56flex和以U.S.Robotics为首X2的两种互不兼容的标准,使得56K Modem迟迟得不到普及。1998年2月,在国际电信联盟的努力下,56K的标准终于统一为ITU V9.0,众多的Modem生产厂商亦已纷纷出台了升级措施,而真正支持V9.0的Modem亦已经遍地开花。56K有望在一到两年内成为市场的主流。由于目前国内许多ISP并未提供56K的接入服务,因此在购买56K Modem前,最好先向你的服务商打听清楚,以免造成浪费。

以上所讲的传输速率,均是在理想状况的得出的。而在实际使用过程中,Modem的速率往往不能达到标称值。实际的传输速率主要取决于以下几个因素:

1、电话线路的质量

因为调制后的信号是经由电话线进行传送,如果电话线路质量不佳,Modem将会降低速率以保证准确率。为此,在连接Modem时,要尽量减少连线长度,多余的连线要剪去,切勿绕成一圈堆放。另外,最好不要使用分机,连线也应避免在电视机等干扰源上经过。

2、是否有足够的带宽

如果在同一时间上网的人数很多,就会造成线路的拥挤和阻塞,Modem的传输速率自然也会随之下降。因此,ISP是否能供足够的带宽非常关键。另外,避免在繁忙时段上网也是一个解决方法。尤其是在下载文件时,在繁忙时段与非繁忙时段下载所费的时间会相差几倍之多。

3、对方的Modem速率

Modem所支持的调制协议是向下兼容的,实际的连接速率取决于速率较低的一方。因此,如果对方的Modem是14.4K的,即使用的是56K的Modem,也只能以14400bps的速率进行连接。

编辑本段传输协议

Modem的传输协议包括调制协议(Modulation Protocols)、差错控制协议(Error Control Protocols)、数据压缩协议(Data Compression Protocols)和文件传输协议。调制协议前面已经介绍,现在介绍其余的三种传输协议。

1、 差错控制协议

随着Modem的传输速率不断提高,电话线路上的噪声、电流的异常突变等,都会造成数据传输的出错。差错控制协议要解决的就是如何在高速传输中保证数据的准确率。目前的差错控制协议存在着两个工业标准:MNP4和V4.2。其中MNP(Microcom Network Protocols)是Microcom公司制定的传输协议,包括了MNP1—MNP10。由于商业原因,Microcom目前只公布了MNP1—MNP5,其中MNP4是目前被广泛使用的差错控制协议之一。而V4.2则是国际电信联盟制定的MNP4改良版,它包含了MNP4和LAP-M两种控制算法。因此,一个使用V4.2协议的Modem可以和一个只支持MNP4协议的Modem建立无差错控制连接,而反之则不能。所以在购买Modem时,最好选择支持V4.2协议的Modem。

另外,市面上某些廉价Modem卡为降低成本,并不具备硬纠错功能,而是使用使用了软件纠错方式。大家在购买时要注意分清,不要为包装盒上的“带纠错功能”等字眼所迷惑。

2、数据压缩协议

为了提高数据的传输量,缩短传输时间,现时大多数Modem在传输时都会先对数据进行压缩。与差错控制协议相似,数据压缩协议也存在两个工业标准:MNP5和V4.2bis。MNP5采用了Run-Length编码和Huffman编码两种压缩算法,最大压缩比为2:1。而V4.2bis采用了Lempel-Ziv压缩技术,最大压缩比可达4:1。这就是为什么说V4.2bis比MNP5要快的原因。要注意的是,数据压缩协议是建立在差错控制协议的基础上,MNP5需要MNP4的支持,V4.2bis也需要V4.2的支持。并且,虽然V4.2包含了MNP4,但V4.2bis却不包含MNP5。

3、文件传输协议

文件传输是数据交换的主要形式。在进行文件传输时,为使文件能被正确识别和传送,需要在两台计算机之间建立统一的传输协议。这个协议包括了文件的识别、传送的起止时间、错误的判断与纠正等内容。常见的传输协议有以下几种:

ASCII:这是最快的传输协议,但只能传送文本文件。

Xmodem:这种古老的传输协议速度较慢,但由于使用了CRC错误侦测方法,传输的准确率可高达99.6%。

Ymodem:这是Xmodem的改良版,使用了1024位区段传送,速度比Xmodem要快。

Zmodem:Zmodem采用了串流式(streaming)传输方式,传输速度较快,而且还具有自动改变区段大小和断点续传、快速错误侦测等功能。这是目前最流行的文件传输协议。

除以上几种外,还有Imodem、Jmodem、Bimodem、Kermit、Lynx等协议。

编辑本段安装

Modem的安装过程可以分为硬件安装与软件安装两步:硬件安装和软件安装。

Modem的硬件安装:

1、外置式Modem的安装:

第一步:连接电话线。把电话线的RJ11插头插入Modem的Line接口,再用电话线把Modem的Phone接口与电话机连接。

第二步:关闭计算机电源,将Modem所配的电缆的一端(25针阳头端)与Modem连接,另一端(9针或者25针插头)与主机上的COM口连接。

第三步:将电源变压器与Modem的POWER或AC接口连接。接通电源后,Modem的MR指示灯应长亮。

调制解调器之ATM传输模式

如果MR灯不亮或不停闪烁,则表示未正确安装或Modem自身故障。对于带语音功能的Modem,还应把Modem的SPK接口与声卡上的Line In接口连接,当然也可直接与耳机等输出设备连接。

另外,Modem的MIC接口用于连接驻极体麦克风,但最好还是把麦克风连接到声卡上。

2、内置式Modem的安装:

第一步:根据说明书的指示,设置好有关的跳线。由于COM1与COM3、COM2与COM4共用一个中断,因此通常可设置为COM3/IRQ4或COM4/IRQ3。

第二步:关闭计算机电源并打开机箱,将Modem卡插入主板上任一空置的扩展槽。

第三步:连接电话线。把电话线的RJ11插头插入Modem卡上的Line接口,再用电话线把Modem卡上的Phone接口与电话机连接。此时拿起电话机,应能正常拨打电话。

Modem的软件安装:

当硬件安装完成后,打开计算机,外置式Modem还应打开Modem的开关。对于大多数Modem,Windows 98会报告“找到新的硬件设备”,此时只需选择“硬件厂商提供驱动程序”,并插入Modem的安装盘即可。如果Windows 98启动后未能侦测到Modem,也可以按以下步骤完成安装:

第一步:进入Windows 95的“控制面板”,双击“调制解调器”图标,并在属性窗口中单击“添加”按钮;

第二步:选中“不检测调制解调器,而将从清单中选定一个”,然后单击“下一步”;

第三步:在Modem列表中选择相应的厂商与型号,然后单击“下一步”。或者插入Modem的安装盘后,选择“从磁盘安装”即可。要证明Modem是否安装成功,可使用Windows 98附件中的电话拨号程序随便拨打一个电话,如果成功的话,说明Modem已被正确安装。对于上网用户,还需要安装拨号网络和协议。

附Modem指示灯含义:

POWER:电源指示灯

DSL(ADSL-LINK):信号灯,开启后急速闪耀,然后常亮绿色。工作状态下,常亮以外情况均属不正常

ADSL-ACT:信号数据灯,有数据传输时闪耀,无时常暗

ETH(ETHNET)(LAN-LINK):局域网灯,开启后常亮红色,表示你的网卡和modem之间连接正常,否则请检查你的网卡和网卡线(较粗的那根)

LAN-ACT:局域网数据灯,有数据传输时闪耀,无时常暗

MR:Modem已准备就绪,并成功通过自检。

TR:终端准备就绪。

SD:Modem正在发出数据。

RD:Modem正在接收数据。

OH:摘机指示,Modem正占用电话线。

CD:载波检测,Modem与对方连接成功。

RI:Modem处于自动应答状态。某些Modem用AA表示。

HS:高速指示,速率大于9600。

PS: 若modem上所有灯常亮,连接不上宽带,请关闭modem电源后过会再试,并延长间隔时间,若以上方法试后,仍所有灯常亮,请联系当地电信部门报告modem问题

编辑本段芯片

Modem的芯片就好像处理器的品牌一样有不同厂家的产品,其中占有量最大的是ROCKWELL芯片,它占全球市场份额的70%左右,地位和处理器市场上的Intel差不多,目前国内大多数外置Modem产品采用的都是ROCKWELL芯片。其次是TI芯片,著名的USR“大黑猫”就用TI芯片。除此以外,还有Curiss Logic的产品,不过使用这种芯片的外置Modem比较少。总的来看,采用ROCKWELL芯片的Modem的性能和稳定性都比采用其他芯片的Modem要好,但USR的“大黑猫”是个特例。在国际市场上TI芯片的交易价格要比ROCKWELL芯片低一些。

编辑本段调制方式

数字调试方式有FSK,ASK,PSK,TCM,QAM,等

编辑本段性能与价格

虽然使用的都是ROCKWELL芯片,但是有的“猫”就爱掉线,有的“猫”的速率无法达到标称性能。Modem在性能上的差异是由于多种原因造成的,首先是所用的Modem的芯片,其次是选料和电路设计。一般Modem的电路采用的都是芯片厂商推荐的公板设计,而在选料上差别就大了。有些小厂生产的Modem采用的是二手元气件或者质量低劣的元气件,导致Modem长时间工作后由于发热等原因出现不稳定的现象。知名厂商为了维护自己的信誉,一般采用高可靠性的元件,在性能和稳定性上都超过小厂。正因为如此,同样是使用ROCKWELL的外置Modem,最贵的要800多元,而最便宜的只要300多元。

编辑本段主要品牌

目前国外Modem的品牌非常多,比较知名的有贺氏、USR、Diamond、美式坦克等。USR的大黑猫在很多发烧友心中算是一种极品,尽管它使用的是TI芯片,但是无论从性能还是稳定性上来说都是首屈一指的,而且它内置的喇叭的音量可以自由调节,让喜欢熬夜的网虫不必再担心Modem的怪叫声吵着四邻了。大黑猫的一个绝技就是不掉线,除非把它关掉,否则它会一直挂在网上。Diamond是国外很有名的多媒体设备制造厂

一种调制解调器

商,Diamond的Modem的外形小巧、选料讲究、价格适中,是猫中的精品。

国内品牌的“猫”也有相当大的市场占有率,比较知名的国内品牌有全向、实达、联想等,它们在设计上考虑中国的国情,价格也比较平易近人。这里还有必要提一下台湾的产品。台湾是世界Modem产品的主要生产地,事实上市场上很多Modem虽然打着不同的品牌,但是它们都是由台湾厂商OEM生产的,包括USR的“大黑猫”,Diamond的产品都是在台湾OEM生产的。除了OEM以外,台湾比较知名的Modem品牌有Acer、花王、GVC、WISECOM等。由于Modem的技术含量比较低,现在市场上还充斥着大量的由南方小厂生产的Modem产品,这些Modem大部分是三无产品,质量很差,只是价格便宜。

编辑本段选购须知

国外的Modem不一定比国内的好,目前很多人都喜欢买国外品牌的Modem。其实那些Modem绝大多数是台湾省OEM生产的,只不过在选料上比较讲究罢了。而国内的Modem产品在设计上考虑了国内的实际情况,价格比较便宜,而在性能上又不比国外的产品差。不要注重外表,关键看内在品质。现在市场上的Modem外壳搞的越来越花,色彩也越来越绚丽,不过各位在购买的时候千万别被外表所迷惑。不少厂家推出的所谓系列产品,在价格上差异很大,但实际上用的是一样的电路板,只不过是外壳不同罢了。买Modem没有必要为了外壳而多花上几百元钱。

USB接口的外置Modem,USB接口的外置Modem大多数是软“猫”,它体积小巧,不需要外接电源,而且可以实现热插拔,优点多多。但不少USB接口的Modem的连线速率太低,很多连50K都无法达到。而且有些USB接口的Modem在拨号的时候也会发生问题,所以目前最好还是购买串行接口的外置Modem为佳。低价格的Modem性能不一定差。目前市场上价格最便宜的56K外置Modem价格只有350元左右,超人自己用的就是这种价格只有300多元的TP-LINK 56K“猫”。使用了一年左右,掉线绝对不像传说中那么频繁。唯一的问题就是连线速度最高只有48K。

总之一句话,不管是买什么样的“猫”,只要是能“逮住老鼠的猫就是好猫”(指连接速度稳定迅速)。买猫前自己一定要事先在商家那里调试好再购买,以免买回去以后有觉得不合适再去找商家退货,那事情就变的麻烦了。

编辑本段相关术语

通信协议

通常将通信协议称为“数据传输标准”。目前通用的56Kbps数据传输标准就是ITU指定的V.90协议,它允许调制解调器能够在标准的电话交换网上实现56Kps的数据传输率。 Modem的协议,都是装载在BIOS中的,所以通过刷新BIOS中的内容能实现有限的升级。

纠错压缩协议

网络通信时,数据是以数据包的形式发送的,因为信号衰减以及线路质量欠佳,或者受到干扰等问题,经常会有传输中数据包丢失或受损的现象。纠错协议的作用就是侦测收到的数据包是否有错误,一旦发现错误,纠错协议将努力重新获得正确的数据包或通过算法来尝试修复受损的数据包。常见的纠错协议有V.42和MNP系列。V.42是ITU-T(国际通讯联盟)推出的纠错协议,它的作用是一旦发送端发送的数据包丢

调制解调器拨号方式

失,接收方能立即要求对方重新发送该数据包。MNP则是微软公司提出的一系列协议,分MNP1--MNP10一共10个级别,级别越高功能就越强,并且能够向下兼容,MNP的作用是一旦V.42未能完成申请出错数据包重新发送的任务,它将尝试纠错。这两种纠错协议都是Modem普遍支持的。V.42协议还另外负担数据压缩的任务。

AT命令

(AT Commands)

由Hayes公司发明,现在已成为事实上的标准并被所有调制解调器制造商采用的一个调制解调器命令语言。每条命令以字母“AT”开头,因而得名。AT后跟字母和数字表明具体的功能,例如“ATDT”是拨号命令,其它命令有“初始化调制解调器”、“控制扬声器音量”、"规定调制解调器启动应答的振铃次数“、”选择错误校正的格式"等等,不同牌号调制解调器的AT命令并不完全相同,请仔细阅读MODEM用户手册,以便正确使用AT命令。

波特率

(Baud Rate)

模拟线路信号的速率,也称调制速率,以波形每秒的振荡数来衡量。如果数据不压缩,波特率等于每秒钟传输的数据位数,如果数据进行了压缩,那么每秒钟传输的数据位数通常大于调制速率,使得交换使用波特和比特/秒偶尔会产生错误。

DCE

“Data Communication Equipment(数据通信设备)"的首字母缩略词。DCE提供建立、保持和终止联接的功能,调制解调器就是一种DCE。

DTE

“Data Terminal Equipment(数据终端设备)"的首字母缩略词。DTE提供或接收数据。联接到调制解调器上的计算机就是一种DTE。

其他

线路速率(Line Rate)

又称DTE速率,单位是bit/s(bps)。指的是连结两个调制解调器之间的电话线(或专线)上数据的传输速率。常见速率有56000bps、334bps、28800bps等等。

端口速率(Port Rate)

又称DCE速率或最大吞吐量。指的是计算机串口到调制解调器的传输速率。由于现今调制解调器几乎都支持该速率的V.42bis和MNP5压缩标准(压缩比都是4:1),所以这一速率一般比线路速率高得多。

专线/拨号

专线指的是普通的两根无源(或有源)电线。在专线上拨号没有拨号音,因而需专门硬件支持。拨号线就是普通电话线,通过电话系统拨号。常见的调制解调器都支持拨号线,而不一定支持专线。

远程设置(Romote Setup)

指本地调制解调器与远方调制解调器连通后,远方使用者能对本地调制解调器的参数进行设置。

数据位和流量控制

 

Modem在传输数据时,每传送一组数据,在数据包中都要含有相应的控制数据,不同的通讯环境下都有不同的数据位和结束位标准。流量控制是用于协调Modem与计算机之间的数据流传输的,它可以防止因为计算机和Modem之间通信处理速度的不匹配而引起的数据丢失。流量控制分硬件流量控制(RTS/CTS)和软件流量(XON/XOFF)控制两种形式。

 

数据/语音同传(SVD)

所谓数据/语音同传,就是在MODEM进行数据通讯的同时还可以利用普通电话机通话。根据具体实现方式的不同,数据/语音同传有模拟数据/语音同传(ASVD:Analog Simultaneous Voice and Data)和数字数据/语音同传(DSVD:Digital Simultaneous Voice and Data)两种。

参考资料
扩展阅读:

 

 

 

路由器

科技名词定义
中文名称:
路由器
英文名称:
router
定义:
为信息流或数据分组选择路由的设备。
所属学科:
通信科技(一级学科);交换选路(二级学科)

本内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布

百科名片

路由器:连接因特网中各局域网、广域网的设备,它会根据信道的情况自动选择和设定路由,以最佳路径,按前后顺序发送信号的设备。 路由器英文名Router,路由器是互联网络的枢纽、"交通警察"。目前路由器已经广泛应用于各行各业,各种不同档次的产品已经成为实现各种骨干网内部连接、骨干网间互联和骨干网与互联网互联互通业务的主力军。

目录

概念
原理
作用
使用级别分类
功能级别分类
体系构成
配置与调试
路由器的选购

展开

路由器

编辑本段概念

所谓路由就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。一般来说,在路由过程中,信息至少会经过一个或多个中间节点。通常,人们会把路由和交换进行对比,这主要是因为在普通用户看来两者所实现的功能是完全一样的。其实,路由和交换之间的主要区别就是交换发生在OSI参考模型的第二层(数据链路层),而路由发生在第三层,即网络层。这一区别决定了路由和交换在移动信息的过程中需要使用不同的控制信息,所以两者实现各自功能的方式是不同的。

早在40多年前就已经出现了对路由技术的讨论,但是直到80年代路由技术才逐渐进入商业化的应用。路由技术之所以在问世之初没有被广泛使用主要是因为80年代之前的网络结构都非常简单,路由技术没有用武之地。直到最近十几年,大规模的互联网络才逐渐流行起来,为路由技术的发展提供了良好的基础和平台

路由器是互联网的主要节点设备。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)。作为不同网络之间互相连接的枢纽,路由器系统构成了基于 TCP/IP 的国际互联网络 Internet 的主体脉络,也可以说,路由器构成了 Internet 的骨架。它的处理速度是网络通信的主要瓶颈之一,它的可靠性则直接影响着网络互连的质量。因此,在园区网、地区网、乃至整个 Internet 研究领域中,路由器技术始终处于核心地位,其发展历程和方向,成为整个 Internet 研究的一个缩影。在当前我国网络基础建设和信息建设方兴未艾之际,探讨路由器在互连网络中的作用、地位及其发展方向,对于国内的网络技术研究、网络建设,以及明确网络市场上对于路由器和网络互连的各种似是而非的概念,都有重要的意义。

编辑本段原理

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子网。当数据从一个子网传输到另一个子网时,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子网,路由器只接受源 站或其他路由器的信息,属网络层的一种互联设备。它不关心各子网使用的硬件设备,但要求运行与网络层协议相一致的软件。路由器分本地路由器和远程路由器,本地路由器是用来连接网络传输介质的,如光纤、同轴电缆、双绞线;远程路由器是用来连接远程传输介质,并要求相应的设备,如电话线要配调制解调器,无线要通过无线接收机、发射机。

路由器原理

其工作原理如下:

(1)工作站A将工作站B的地址12.0.0.5连同数据信息以数据帧的形式发送给路由器1。

(2)路由器1收到工作站A的数据帧后,先从包头中取出地址12.0.0.5,并根据路径表计算出发往工作站B的最佳路径:R1->R2->R5->B;并将数据帧发往路由器2。

(3)路由器2重复路由器1的工作,并将数据帧转发给路由器5。

(4)路由器5同样取出目的地址,发现12.0.0.5就在该路由器所连接的网段上,于是将该数据帧直接交给工作站B。

(5)工作站B收到工作站A的数据帧,一次通信过程宣告结束。

事实上,路由器除了上述的路由选择这一主要功能外,还具有网络流量控制功能。有的路由器仅支持单一协议,但大部分路由器可以支持多种协议的传输,即多协议路由器。由于每一种协议都有自己的规则,要在一个路由器中完成多种协议的算法,势必会 降低路由器的性能。因此,我们以为,支持多协议的路由器性能相对较低。用户购买路由器时,需要根据自己的实际情况,选择自己需要的网络协议的路由器。

近年来出现了交换路由器产品,从本质上来说它不是什么新技术,而是为了提高通信能力,把交换机的原理组合到路由器中,使数据传输能力更快、更好。

编辑本段作用

路由器的一个作用是连通不同的网络,另一个作用是选择信息传送的线路。选择通畅快捷的近路,能大大提高通信速度,减轻网络系统通信负荷,节约网络系统资源,提高网络系统畅通率,从而让网络系统发挥出更大的效益来。

从过滤网络流量的角度来看,路由器的作用与交换机和网桥非常相似。但是与工作在网络物理层,从物理上划分网段的交换机不同,路由器使用专门的软件协议从逻辑上对整个网络进行划分。例如,一台支持IP协议的路由器可以把网络划分成多个子网段,只有指向特殊IP地址的网络流量才可以通过路由器。对于每一个接收到的数据包,路由器都会重新计算其校验值,并写入新的物理地址。因此,使用路由器转发和过滤数据的速度往往要比只查看数据包物理地址的交换机慢。但是,

路由器

对于那些结构复杂的网络,使用路由器可以提高网络的整体效率。路由器的另外一个明显优势就是可以自动过滤网络广播。从总体上说,在网络中添加路由器的整个安装过程要比即插即用的交换机复杂很多。

一般说来,异种网络互联与多个子网互联都应采用路由器来完成。

路由器的主要工作就是为经过路由器的每个数据帧寻找一条最佳传输路径,并将该数据有效地传送到目的站点。由此可见,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--路径表(Routing Table),供路由选择时使用。路径表中保存着子网的标志信息、网上路由器的个数和下一个路由器的名字等内容。路径表可以是由系统管理员固定设置好的,也可以由系统动态修改,可以由路由器自动调整,也可以由主机控制。

1.静态路径表

系统管理员事先设置好固定的路径表称之为静态(static)路径表,一般是在系统安装时就根据网络的配置情况预先设定的,它不会随未来网络结构的改变而改变。

2.动态路径表

动态(Dynamic)路径表是路由器根据网络系统的运行情况而自动调整的路径表。路由器根据路由选择协议(Routing Protocol)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传输的最佳路径。

编辑本段使用级别分类

互联网各种级别的网络中随处都可见到路由器。接入网络使得家庭和小型企业可以连接到某个互联网服务提供商;企业网中的路由器连接一个校园或企业内成千上万的计算机;骨干网上的路由器终端系统通常是不能直接访问的,它们连接长距离骨干网上的ISP和企业网络。互联网的快速发展无论是对骨干网、企业网还是接入网都带来了不同的挑战。骨干网要求路由器能对少数链路进行高速路由转发。企业级路由器不但要求端口数目多、价格低廉,而且要求配置起来简单方便,并提供QoS。

1.接入路由器

接入路由器连接家庭或ISP内的小型企业客户。接入路由器已经开始不只是提供SLIP或PPP连接,还支持诸如PPTP和IPSec等虚拟私有网络协议。这些协议要能在每个端口上运行。诸如ADSL等技术将很快提高各家庭的可用带宽,这将进一步增加接入路由器的负担。由于这些趋势,接入路由器将来会支持许多异构和高速端口,并在各个端口能够运行多种协议,同时还要避开电话交换网。

2.企业级路由器

企业或校园级路由器连接许多终端系统,其主要目标是以尽量便宜的方法实现尽可能多的端点互连,并且进一步要求支持不同的服务质量。许多现有的企业网络都是由Hub或网桥连接起来的以太网段。尽管这些设备价格便宜、易于安装、无需配置,但是它们不支持服务等级。相反,有路由器参与的网络能够将机器分成多个碰撞域,并因此能够控制一个网络的大小。此外,路由器还支持一定的服务等级,至少允许分成多个优先级别。但是路由器的每端口造价要贵些,并且在能够

路由器

使用之前要进行大量的配置工作。因此,企业路由器的成败就在于是否提供大量端口且每端口的造价很低,是否容易配置,是否支持QoS。另外还要求企业级路由器有效地支持广播和组播。企业网络还要处理历史遗留的各种LAN技术,支持多种协议,包括IP、IPX和Vine。它们还要支持防火墙、包过滤以及大量的管理和安全策略以及VLAN。

3.骨干级路由器

骨干级路由器实现企业级网络的互联。对它的要求是速度和可靠性,而代价则处于次要地位。硬件可靠性可以采用电话交换网中使用的技术,如热备份、双电源、双数据通路等来获得。这些技术对所有骨干路由器而言差不多是标准的。骨干IP路由器的主要性能瓶颈是在转发表中查找某个路由所耗的时间。当收到一个包时,输入端口在转发表中查找该包的目的地址以确定其目的端口,当包越短或者当包要发往许多目的端口时,势必增加路由查找的代价。因此,将一些常访问的目的端口放到缓存中能够提高路由查找的效率。不管是输入缓冲还是输出缓冲路由器,都存在路由查找的瓶颈问题。除了性能瓶颈问题,路由器的稳定性也是一个常被忽视的问题。

4.太比特路由器

在未来核心互联网使用的三种主要技术中,光纤和DWDM都已经是很成熟的并且是现成的。如果没有与现有的光纤技术和DWDM技术提供的原始带宽对应的路由器,新的网络基础设施将无法从根本上得到性能的改善,因此开发高性能的骨干交换/路由器(太比特路由器)已经成为一项迫切的要求。太比特路由器技术现在还主要处于开发实验阶段。

5. 多WAN路由器

早在2000年,北京欣全向工程师在研究一种多链路(Multi-Homing)解决方案时发现,全部以太网协议的多WAN口设备在中国存在巨大的市场需求。伴随着欣全向产品研发成功,全国第一台双WAN路由器诞生于公元2002年,中国第一款双WAN宽带路由器被命名为NuR8021。

双WAN路由器具有物理上的2个WAN口作为外网接入,这样内网电脑就可以经过双WAN路由器的负载均衡功能同时使用2条外网接入线路,大幅提高了网络带宽。当前双WAN路由器主要有“带宽汇聚”和“一网双线”的应用优势,这是传统单WAN路由器做不到的。

编辑本段功能级别分类

宽带路由器

宽带路由器是近几年来新兴的一种网络产品,它伴随着宽带的普及应运而生。宽带路由器在一个紧凑的箱子中集成了路由器、防火墙、带宽控制和管理等功能,具备快速转发能力,灵活的网络管理和丰富的网络状态等特点。多数宽带路由器针对中国宽带应用优化设计,可满足不同的网络流量环境,具备满足良好的电网适应性和网络兼容性。多数宽带路由器采用高度集成设计,集成10/100Mbps宽带以太网WAN接口、并内置多口10/100Mbps自适应交换机,方便多台机器连接内部网络与Internet,可以广泛应用于家庭、学校、办公室、网吧、小区接入、政府、企业等场合。

模块化路由器

模块化路由器主要是指该路由器的接口类型及部分扩展功能是可以根据用户的实际需求来配置的路由器,这些路由器在出厂时一般只提供最基本的路由功能,用户可以根据

路由器

所要连接的网络类型来选择相应的模块,不同的模块可以提供不同的连接和管理功能。例如,绝大多数模块化路由器可以允许用户选择网络接口类型,有些模块化路由器可以提供***等功能模块,有些模块化路由器还提供防火墙的功能,等等。目前的多数路由器都是模块化路由器。

非模块化路由器

非模块化路由器都是低端路由器,平时家用的即为这类非模块化路由器。该类路由器主要用于连接家庭或ISP内的小型企业客户。它不仅提供SLIP或PPP连接,还支持诸如PPTP和IPSec等虚拟私有网络协议。这些协议要能在每个端口上运行。诸如ADSL等技术将很快提高各家庭的可用宽带,这将进一步增加接入路由器的负担。由于这些趋势,该类路由器将来会支持许多异构和高速端口,并在各个端口能够运行多种协议,同时还要避开电话交换网

虚拟路由器

虚拟路由器以虚求实最近,一些有关IP骨干网络设备的新技术突破,为将来因特网新服务的实现铺平了道路。虚拟路由器就是这样一种新技术,它使一些新型因特网服务成为可能。通过这些新型服务,用户将可以对网络的性能、因特网地址和路由以及网络安全等进行控制。以色列RND网络公司是一家提供从局域网到广域网解决方案的厂商,该公司最早提出了虚拟路由的概念。

核心路由器

核心路由器又称“骨干路由器”,是位于网络中心的路由器。位于网络边缘的路由器叫接入路由器。核心路由器和边缘路由器是相对概念。它们都属于路由器,但是有不同的大小和容量。某一层的核心路由器是另一层的边缘路由器。

无线路由器

无线路由器就是带有无线覆盖功能的路由器,它主要应用于用户上网和无线覆盖。市场上流行的无线路由器一般都支持专线xdsl/ cable,动态xdsl,pptp四种接入方式,它还具有其它一些网络管理的功能,如dhcp服务、nat防火墙、mac地址过滤等等功能。

独臂路由器

独臂路由器的概念是出现在三层交换机之前,网内各个VLAN之间的通信可以用ISL关联来实现,那样的话,路由器就成为一个“独臂路由器”,VLAN之间的数据传输要进入先路由器处理,然后输出,以使得网络中的大部分报文同一个VLAN内的报文将用不着通过路由器而直接在交换设备间进行高速传输。 这种路由方式的不足之处在于它仍然是一种集中式的路由策略,因此在主干网上一般均设置有多个冗余“独臂”路由器,来分担数据处理任务,从而可以减少因路由器引起的瓶颈问题,

路由器

还可以增加冗余链路,但如果网络中VLAN之间的数据传输量比较大,那么在路由器处将形成瓶颈。独臂路由器现在基本被第3层交换机取代

无线网络路由器

无线网络路由器是一种用来连接有线和无线网络的通讯设备,它可以通过Wi-Fi技术收发无线信号来与个人数码助理和笔记本等设备通讯。无线网络路由器可以在不设电缆的情况下,方便地建立一个电脑网络。

但是,在户外通过无线网络进行数据传输时,它的速度可能会受到天气的影响。其他的无线网络还包括了红外线、蓝牙及卫星微波等。

智能流控路由器

智能流控路由器能够在自动地调整每个节点的带宽,这样每个节点的网速均能达到最快,不用限制每个节点的速度,这是其最大的特点.智能流控路由器经常用在电信的主干道上,如华为,思科。网吧,酒店等则常用网星路由器

动态限速路由器

动态限速路由器是一种能实时地计算每位用户所需要的带宽,精确分析用户上网类型,并合理分配带宽,达到按需分配,合理利用,还具有优先通道的智能调配功能, 这种功能主要应用于网吧、酒店、小区、学校等,网吧最长用的则是奥雷路由器

编辑本段体系构成

从体系结构上看,路由器可以分为第一代单总线单CPU结构路由器、第二代单总线主从CPU结构路由器、第三代单总线对称式多CPU结构路由器;第四代多总线多CPU结构路由器、第五代共享内存式结构路由器、第六代交叉开关体系结构路由器和基于机群系统的路由器等多类。

路由器具有四个要素:输入端口、输出端口、交换开关、路由处理器和其他端口

输入端口是物理链路和输入包的进口处。端口通常由线卡提供,一块线卡一般支持4、8或16个端口,一个输入端口具有许多功能。第一个功能是进行数据链路层的封装和解封装。第二个功能是在转发表中查找输入包目的地址从而决定目的端口(称为路由查找),路由查找可以使用一般的硬件来实现,或者通过在每块线卡上嵌入一个微处理器来完成。第三,为了提供QoS(服务质量),端口要对收到的包分成几个预定义的服务级别。第四,端口可能需要运行诸如SLIP(串行线网际协议)和PPP(点对点协议)这样的数据链路级协议或者诸如PPTP(点对点隧道协议)这样的网络级协议。一旦路由查找完成,必须用交换开关将包送到其输出端口。如果路由器是输入端加队列的,则有几个输入端共享同一个交换开关。这样输入端口的最后一项功能是参加对公共资源(如交换开关)的仲裁协议。

交换开关可以使用多种不同的技术来实现。迄今为止使用最多的交换开关技术是总线、交叉开关和共享存贮器。最简单的开关使用一条总线来连接所有输入和输出端口,总线开关的缺点是其交换容量受限于总线的容量以及为共享总线仲裁所带来的额外开销。交叉开关通过开关提供多条数据通路,具有N×N个交叉点的交叉开关可以被认为具有2N条总线。如果一个交叉是闭合,输入总线上的数据在输出总线上可用,否则不可用。交叉点的闭合与打开由调度器来控制,因此,调度器限制了交换开关的速度。在共享存贮器路由器中,进来的包被存贮在共享存贮器中,所交换的仅是包的指针,这提高了交换容量,但是,开关的速度受限于存贮器的存取速度。尽管存贮器容量每18个月能够翻一番,但存贮器的存取时间每年仅降低5%,这是共享存贮器交换开关的一个固有限制。

输出端口在包被发送到输出链路之前对包存贮,可以实现复杂的调度算法以支持优先级等要求。与输入端口一样,输出端口同样要能支持数据链路层的封装和解封装,以及许多较高级协议。

路由处理器计算转发表实现路由协议,并运行对路由器进行配置和管理的软件。同时,它还处理那些目的地址不在线卡转发表中的包。

其他端口一般指控制端口,由于路由器本身不带有输入和终端显示设备,但它需要进行必要的配置后才能正常使用,所以一般的路由器都带有一个控制端口"Console",用来与计算机或终端设备进行连接,通过特定的软件来进行路由器的配置。所有路由器都安装了控制台端口,使用户或管理员能够利用终端与路由器进行通信,完成路由器配置。该端口提供了一个EIA/TIA-232异步串行接口,用于在本地对路由器进行配置(首次配置必须通过控制台端口进行)。

Console端口使用配置专用连线直接连接至计算机串口,利用终端仿真程序(如Windows下的"超级终端")进行路由器本地配置。路由器的Console端口多为RJ-45端口。

编辑本段配置与调试

路由器在计算机网络中有着举足轻重的地位,是计算机网络的桥梁。通过它不仅可以连通不同的网络,还能选择数据传送的路径,并能阻隔非法的访问。

路由器的配置对初学者来说,并不是件十分容易的事。现将路由器的一般配置和简单调试介绍给大家,供朋友们在配置路由器时参考,本文以Cisco2501为例。

Cisco2501有一个以太网口(AUI)、一个Console口(RJ45)、一个AUX口(RJ45)和两个同步串口,支持DTE和DCE设备,支持 EIA/TIA-232、 EIA/TIA-449、 V.35 、X.25和EIA-530接口

配置

1.配置以太网端口

# conf t(从终端配置路由器)

# int e0(指定E0口)

# ip addr ABCD XXXX(ABCD 为以太网地址,XXXX为子网掩码

# ip addr ABCD XXXX secondary(E0口同时支持两个地址类型。

路由器

如果第一个为 A类地址,则第二个为B或C类地址

# no shutdown(激活E0口)

# exit

完成以上配置后,用ping命令检查E0口是否正常。如果不正常,一般是因为没有激活该端口,初学者往往容易忽视。用no shutdown命令激活E0口即可。

2.X.25的配置

# conf t

# int S0(指定S0口)

# ip addr ABCD XXXX(ABCD 为以太网S0 的IP地址,XXXX为子网掩码)

# encap X25-ABC(封装X.25协议。ABC指定X.25为DTE或DCE操作,缺省为DTE)

# x25 addr ABCD(ABCD为S0的X.25端口地址,由邮电局提供)

# x25 map ip ABCD XXXX br(映射的X.25地址。ABCD为对方路由器(如:S0)的IP 地址,XXXX为对方路由器(如:S0)的X.25端口地址)

# x25 htc X(配置最高双向通道数。X的取值范围1-4095,要根据 邮电局实际提供的数字配置)

# x25 nvc X(配置虚电路数,X不可超过邮电局实际提供的数否则将影响数据的正常传输)

# exit

S0端口配置完成后,用no shutdown命令激活E0口。如果ping S0端口正常,ping 映射的X.25 IP地址即对方路由器端口IP地址不通,则可能是以下几种情况引起的:1)本机X.25地址配置错误,重新与邮局核对(X.25地址长度为13位);2)本机映射IP地址或X.25地址配置错误,重新配置正确;3)对方IP地址或X.25地址配置错误;4)本机或对方路由配置错误。

能够与对方通讯,但有丢包现象。出现这种情况,一般有以下几种可能:1)线路情况不好,或网卡、RJ45插头接触不良;2)x25 htc最高双向通道数X的取值范围和x25nvc 虚电路数X超出邮电局实际提供的数字。最高双向通道数和虚电路数这两个值越大越好,但绝对不能超出邮电局实际提供的数字,否则就会出现丢包现象。

3.专线的配置

# conf t

# int S2(指定S2口)

# ip addr ABCD XXXX(ABCD 为S2 的IP地址,XXXX为子网掩码)

# exit

专线口配置完成后,用no shutdown命令激活S2口即可。

4.帧中继的配置

# conf t

# int s0

# ip addr ABCD XXXX (ABCD 为S0 的IP地址,XXXX为子网掩码)

# encap frame_relay (封装frame_relay 协议)

# no nrzi_encoding (NRZI=NO)

# frame_relay lmi_type q933a (LMI使用Q933A标准.LMI(Local management Interface) 有3种:ANSI:T1.617、CCITTY:Q933A和Cisco特有的标准)

# frame-relay intf-typ ABC(ABC为帧中继设备类型,它们分别是DTE设备、DCE交换机或NNI(网络接点接口)支持)

# frame_relay interface_dlci 110 br(配置DLCI(数据链路连接标识符))

# frame-relay map ip ABCD XXXX broadcast (建立帧中继映射。ABCD为对方IP地址,XXXX为本地DLCI号,broadcast允许广播向前转发或更新路由)

# no shutdown (激活本端口)

# exit

帧中继S0端口配置完成后,用ping命令检查S0口。如果不正常,通常是因为没有激活该端口,用no shutdown命令激活S0口即可。如果ping S0端口正常,ping 映射的IP地址不正常,则可能是帧中继交换机或对方配置错误,需要综合排查。

5.配置同步/异步口(适用于2522)

# conf t

# int s2

# ph asyn (配置S2为异步口)

# ph sync (配置S2为同步口)

6.动态路由的配置

# conf t

# router eigrp 20 (使用EIGRP路由协议。常用的路由协议有RIP、IGRP、IS-IS等)

# passive-interface serial0 (若S0与X.25相连,则输入本条指令

# passive-interface serial1 (若S1与X.25相连,则输入本条指令)

# network ABCD (ABCD为本机的以太网地址)

# network XXXX (XXXX为S0的IP地址)

# no auto-summary

# exit

7.静态路由的配置

# ip router ABCD XXXX YYYY 90 (ABCD为对方路由器的以太网地址,XXXX 为子网掩码,YYYY为对方对应的广域网端口地址)

# dialer-list 1 protocol ip permit

综合调试

当路由器全部配置完毕后,可进行一次综合调试。

1.首先将路由器的以太网口和所有要使用的串口都激活。方法是进入该口,执行no shutdown。

2.将和路由器相连的主机加上缺省路由中心路由器的以太地址)。方法是在Unix系统的超级用户下执行:router add default XXXX 1(XXXX为路由器的E0口地址)。每台主机都要加缺省路由,否则,将不能正常通讯。

3.ping本机的路由器以太网口,若不通,可能以太网口没有激活或不在一个网段上。ping广域网口,若不通,则没有加缺省路由。ping对方广域网口,若不通,路由器配置错误。ping主机以太网口,若不通,对方主机没有加缺省路由。

4.在专线卡X.25主机上加网关(静态路由)。方法是在Unix系统的超级用户下执行:router add X.X.X.X Y.Y.Y.Y 1(X.X.X.X为对方以太网地址,Y.Y.Y.Y为对方广域网地址)。

5.使用Tracert对路由进行跟踪,以确定不通网段。

编辑本段路由器的选购

选择路由器时应注意安全性、控制软件、网络扩展能力、网管系统、带电插拔能力等方面

1.由于路由器是网络中比较关键的设备,针对网络存在的各种安全隐患,路由器必须具有如下的安全特性

(1)可靠性与线路安全 可靠性要求是针对故障恢复和负载能力而提出来的。对于路由器来说,可靠性主要体现在接口故障和网络流量增大两种情况下,为此,备份是路由器不可或缺的手段之一。当主接口出现故障时,备份接口自动投入工作,保证网络的正常运行。当网络流量增大时,备份接口又可承当负载分担的任务。 (2)身份认证 路由器中的身份认证主要包括访问路由器时的身份认证、对端路由器的身份认证和路由信息的身份认证。

(3)访问控制 对于路由器的访问控制,需要进行口令的分级保护。有基于IP地址的访问控制和基于用户的访问控制。

(4)信息隐藏 与对端通信时,不一定需要用真实身份进行通信。通过地址转换,可以做到隐藏网内地址,只以公共地址的方式访问外部网络。除了由内部网络首先发起的连接,网外用户不能通过地址转换直接访问网内资源。

(5)数据加密

(6)***探测和防范

(7)安全管理

2.路由器的控制软件是路由器发挥功能的一个关键环节。从软件的安装、参数自动设置,到软件版本的升级都是必不可少的。软件安装、参数设置及调试越方便,用户使用就越容易掌握,就能更好地应用。

3.随着计算机网络应用的逐渐增加,现有的网络规模有可能不能满足实际需要,会产生扩大网络规模的要求,因此扩展能力是一个网络在设计和建设过程中必须要考虑的。扩展能力的大小主要看路由器支持的扩展槽数目或者扩展端口数目。

4.随着网络的建设,网络规模会越来越大,网络的维护和管理就越难进行,所以网络管理显得尤为重要。 5.在我们安装、调试、检修和维护或者扩展计算机网络的过程中,免不了要给网络中增减设备,也就是说可能会要插拔网络部件。那么路由器能否支持带电插拔,是路由器的一个重要的性能指标。

外型尺寸的选择

如果网络已完成楼宇级的综合布线,工程要求网络设备上机式集中管理,应选择19英寸宽的机架式路由器,如Cisco2509、华为2501(配置同Cisco2501)。如果没有上述需求,桌面型的路由器如Intel的8100和Cisco的1600系列,具有更高的性能价格比

协议的选择

由于最初局域网并没先出标准后出产品,所以很多厂商如Apple和IBM都提出了自己的标准,产生了如AppleTalk和IBM协议,Novell公司的网络操作系统运行IPX/SPX协议,在连接这些异构网络时需要路由器对这些协议提供支持。Intel9100系列和9200系列的路由器可提供免费支持,3Com的系列路由产品也提供较广泛的协议支持

路由器作为网络设备中的“黑匣子”,工作在后台。用户选择路由器时,多从技术角度来考虑,如可延展性、路由协议互操作性、广域数据服务支持、内部ATM支持、SAN集成能力等。另外,选择路由器还应遵循如下基本原则:即标准化原则、技术简单性原则、环境适应性原则、可管理性原则和容错冗余性原则。对于高端路由器,更多的还应该考虑是否和如何适应骨干网对网络高可靠性、接口高扩展性以及路由查找和数据转发的高性能要求。高可靠性、高扩展性和高性能的“三高”特性是高端路由器区别于中、低端路由器的关键所在。

编辑本段CISCO路由器初始配置简介

很多初学路由器知识的网友对路由器的初始配置可能感到很陌生,本人在初学时也很困惑,因为一下出来很多提问不知如何是好,下面将最近刚调试的一台CISCO3640的初始配置整理出来与各位网友交流,如有疏漏之处,还请大家指正。

1.用CISCO随机带CONSOLE线,一端连在CISCO路由器的CONSOLE口,一端连在计算机的COM口。

2.打开电脑,启动超级终端.为您的连接取个名字,比如CISCO_SETUP,下一步选定连接时用COM1,下一步选定第秒位数9600,数据位8,奇偶校验无,停止位1,数据流控制无.最后选确定。

3.打开路由器电源,这时超级终端将出现以下画面:

System Bootstrap, Version 11.1(20)AA2, EARLY DEPLOYMENT RELEASE SOFTWARE (fc1)

Copyright (c) 1999 by cisco Systems, Inc.C3600 processor with 32768 Kbytes of main memory Main memory is configured to 64 bit mode with parity disabled

program load complete, entry point: 0x80008000, size: 0x4ed478 Self decompressing the image :

[OK]

Restricted Rights Legend

Use, duplication, or disclosure by the Government is

subject to restrictions as set forth in subparagraph

(c) of the Commercial Computer Software - Restricted

Rights clause at FAR sec. 52.227-19 and subparagraph

(c) (1) (ii) of the Rights in Technical Data and Computer

Software clause at DFARS sec. 252.227-7013.

cisco Systems, Inc.

170 West Tasman Drive

San Jose, California 95134-1706

Cisco Internetwork Operating System Software

IOS (tm) 3600 Software (C3640-I-M), Version 12.1(2)T, RELEASE SOFTWARE (fc1)

Copyright (c) 1986-2000 by cisco Systems, Inc.

Compiled Tue 16-May-00 12:26 by ccai

Image text-base: 0x600088F0, data-base: 0x60924000

cisco 3640 (R4700) processor (revision 0x00) with 24576K/8192K bytes of memory.

Processor board ID 25125768

R4700 CPU at 100Mhz, Implementation 33, Rev 1.0

Bridging software.

X.25 software, Version 3.0.0.

2 FastEthernet/IEEE 802.3 interface(s)

1 Serial network interface(s)

DRAM configuration is 64 bits wide with parity disabled.

125K bytes of non-volatile configuration memory.

8192K bytes of processor board System flash (Read/Write)

--- System Configuration Dialog ---

Would you like to enter the initial configuration dialog? [yes/no]: y

您是否进入初始化配置对话,选Y

At any point you may enter a question mark '?' for help.

Use ctrl-c to abort configuration dialog at any prompt.

Default settings are in square brackets '[]'.Basic management setup configures only enough connectivity

for management of the system, extended setup will ask you

to configure each interface on the system

Would you like to enter basic management setup? [yes/no]: n

您是否进入基本配置安装,选N

First, would you like to see the current interface summary? [yes]: y

首先,您是否看一下当前端口状态

Any interface listed with OK? value "NO" does not have a valid configuration

Interface IP-Address OK? Method Status Protocol

FastEthernet0/0unassigned NO unset up down

Serial0/0 unassigned NO unset down down

FastEthernet0/1unassigned NO unset up down

Configuring global parameters:

Enter host name [Router]:RouterA

输入路由器的名字

The enable secret is a password used to protect access to

privileged EXEC and configuration modes. This password, after

entered, becomes encrypted in the configuration.

Enter enable secret: aaa

输入密文

The enable password is used when you do not specify an

enable secret password, with some older software versions, and

some boot images.

Enter enable password: bbb

输入密码(不能和密文相同)

The virtual terminal password is used to protect

access to the router over a network interface.

Enter virtual terminal password: ccc

输入虚拟终端的密码(以备远程登录)

Configure SNMP Network Management? [yes]: n

配置简单网管吗?选N

Configure IP? [yes]: y

配置IP吗?选Y

Configure IGRP routing? [yes]: n

配置IGRP路由选择协议吗?选N

Configure RIP routing? [no]:

配置RIP路由选择协议吗?选N

Configure bridging? [no]:

配置桥接吗?选N

Async lines accept incoming modems calls. If you will have

users dialing in via modems, configure these lines.

Configure Async lines? [yes]: n

配置异步线路吗?选N

Configuring interface parameters:

Do you want to configure FastEthernet0/0 interface? [yes]: y

您是否想配置fastethernet0/0接口?选Y

Use the 100 Base-TX (RJ-45) connector? [yes]: y

用RJ45的连接器吗?选Y

Operate in full-duplex mode? [no]: y

选用全双工模式?选Y

Configure IP on this interface? [yes]: y

在这个接口上配置IP吗?选Y

IP address for this interface: 192.168.0.1

配置该接口的IP地址(在此地址为192.168.0.1

Subnet mask for this interface [255.255.255.0] :

配置该接口的子网掩码.(默认的是255.255.255.0,可以手工输入修改)

Class C network is 192.168.0.0, 24 subnet bits; mask is /24

Do you want to configure Serial0/0 interface? [yes]: y

您想配置serial0/0接口吗?选Y

Some supported encapsulations are

ppp/hdlc/frame-relay/lapb/x25/atm-dxi/smds

Choose encapsulation type [hdlc]:

选择封装方式(默认的封装方式是HDLC,您可根据与您的路由器相连选用的封装类型来决定用什么样的封装类型

No serial cable seen.

Choose mode from (dce/dte) [dte]:

(因为没有连串口线所以会让您选择设备类型)

Configure IP on this interface? [yes]: y

(在接口上配置IP)

Configure IP unnumbered on this interface? [no]:

IP address for this interface: 172.16.0.5

配置该接口的IP地址(在此地址为172.16.0.5)

Subnet mask for this interface [255.255.0.0] : 255.255.255.252

配置该接口的子网掩码.(默认的是255.255.0.0,可以手工输入修改为255.255.255.252)

Class B network is 172.16.0.0, 30 subnet bits; mask is /30

(以下配置同上)

Do you want to configure FastEthernet0/1 interface? [yes]:

Use the 100 Base-TX (RJ-45) connector? [yes]:

Operate in full-duplex mode? [no]: y

Configure IP on this interface? [yes]: y

IP address for this interface: 172.16.0.9

Subnet mask for this interface [255.255.0.0] : 255.255.255.252 Class B network is 172.16.0.0, 30 subnet bits; mask is /30

The following configuration command script was created:

(把您的配置显示出来)

hostname aaa

enable secret 5 $ul/V$ezbZFgvzGHD.YPSieC0Ew/

enable password RouterA

line vty 0 4

password ccc

no snmp-server

!

ip routing

no bridge 1

!

interface FastEthernet0/0

media-type 100BaseX

full-duplex

ip address 192.168.0.1 255.255.255.0

!

interface Serial0/0

encapsulation hdlc

ip address 172.16.0.5 255.255.255.252

!

interface FastEthernet0/1

media-type 100BaseX

full-duplex

ip address 172.16.0.9 255.255.255.252

dialer-list 1 protocol ip permit

dialer-list 1 protocol ipx permit

!

end

以下提示您是否保存这次设置

[0] Go to the IOS command prompt without saving this config.

[1] Return back to the setup without saving this config.

[2] Save this configuration to nvram and exit.

Enter your selection [2]: 2

选择2保存设置并存入NVRAM中

Building configuration...

[OK] Use the enabled mode 'configure' command to modify this configuration.

Press RETURN to get started!

路由器重新启动

00:00:08: %LINK-3-UPDOWN: Interface Serial0/0, changed state to down

00:00:08: %LINK-3-UPDOWN: Interface FastEthernet0/0, changed state to up

00:00:08: %LINK-3-UPDOWN: Interface FastEthernet0/1, changed state to up

00:00:09: %LINEPROTO-5-UPDOWN: Line protocol on Interface Serial0/0, changed state to down

00:00:09: %LINEPROTO-5-UPDOWN: Line protocol on Interface FastEthernet0/0, changed state to down

00:00:09: %LINEPROTO-5-UPDOWN: Line protocol on Interface FastEthernet0/1, changed state to down

00:03:18: %IP-5-WEBINST_KILL: Terminating DNS process

00:03:24: %SYS-5-RESTART: System restarted --

Cisco Internetwork Operating System Software

IOS (tm) 3600 Software (C3640-I-M), Version 12.1(2)T, RELEASE SOFTWARE (fc1)

Copyright (c) 1986-2000 by cisco Systems, Inc.

Compiled Tue 16-May-00 12:26 by ccai

RouterA>

进入用户模式

RouterA>en

Password:

RouterA#

进入全局模式

RouterA#sh run

查看现在运行的配置

Building configuration...

Current configuration:

!

version 12.1

service timestamps debug uptime

service timestamps log uptime

no service password-encryption

!

hostname RouterA

!

enable secret 5 $ul/V$ezbZFgvzGHD.YPSieC0Ew/

enable password bbb

!

memory-size iomem 25

ip subnet-zero

!

interface FastEthernet0/0

ip address 192.168.0.1 255.255.255.0

speed auto

full-duplex

!

interface Serial0/0

ip address 172.16.0.5 255.255.255.252

clockrate 2000000

!

interface FastEthernet0/1

ip address 172.16.0.9 255.255.255.252

speed auto

full-duplex

!

ip classless

no ip http server

!

dialer-list 1 protocol ip permit

dialer-list 1 protocol ipx permit

!

line con 0

transport input none

line aux 0

line vty 0 4

password ccc

login

!

end

现在您就完成了了一个新路由器的基本配置,接下来就可以进行进一步的详细配置了

编辑本段相关概念辨析

低端和高端路由器的区别

“低端路由器和高端路由器都是差不多的用法,为什么价格会相差这么远啊?”其实这个问题提得很不错,不少不熟悉产品技术的朋友基本上都会类似的疑问——“为什么一样的功能,这款路由器这么贵,另外一款又这么便宜”、“为什么思科的路由器这么贵?而TP-LINK的这么便宜?”、“这两款路由器的主要参数都一样,为什么性能却相差这么远?”

对于这些问题,我们都必须从路由器的基本原理谈起。

路由器的工作原理在上文已经介绍。

网络分段可以解决这些问题,但同时你必须提供一种机制使不同网段的计算机可以互相通信,就是促生了路由器这种设备:

路由器工作在IP协议网络层,用于实现子网之间转发数据。路由器一般都有多个网络接口,包括局域的网络接口和广域的网络接口。每个网络接口连接不同的网络,路由器中记录有每个网络端口相连的网络信息。同时路由器中还保存有一张路由表,它记录有去往不同网络地址应送往的端口号。Internet用户使用的各种信息服务,其通讯的信息最终均可以归结为以IP包为单位的信息传送,IP包除了包括要传送的数据信息外,还包含有信息要发送到的目的IP地址、信息发送的源IP地址、以及一些相关的控制信息。当一台路由器收到一个IP数据包时,它将根据数据包中的目的IP地址项查找路由表,根据查找的结果将此IP数据包送往对应端口。下一台IP路由器收到此数据包后继续转发,直至发到目的地。路由器之间可以通过路由协议来进行路由信息的交换,从而更新路由表。

影响路由器性能的因素

 

经过上面的介绍,也许大家还是不怎么了解路由器的工作情况,其实没关系,这个也不是我们的目的,我们主要还是为了跟大家说明,路由器的工作原理决定了它必须使用芯片来完成一些必要的判断和数据包的转发,而这个工作是交由一个处理器来完成,各种有待处理或者处理好的数据包则存在内存里面,因此,处理器的工作频率和内存容量很大程度上决定着一款路由器的性能。

 

但是,路由器的性能也不能完全看处理器频率和内存容量,处理器用得差路由器性能好不了,但反过来处理器好了路由器性能却不一定好;处理器主频只是处理器的一个性能指标,其总线宽度(16位还是32位)、Cache容量和结构、内部总线结构、是单CPU还是多CPU分布式处理、运算模式等指标,都会影响处理器性能。几乎所有路由器采用的都是通信专业RISC CPU,所以“采用通信专业RISC CPU”相当于什么都没说,关键要看这颗CPU到底用的是什么内核,内部结构如何。内存也是一样,内存容量大小并不决定一切,如果负载不大,那么4M的内存和8M的内存在使用时也许效果并不会有多大区别,所以根据内存的大小来绝对评判路由器性能并不科学(当然内存容量大还是有好处)。

决定路由器档次的指标

虽然上面已经说了,处理器和内存很大程度决定路由器性能,不过,决定一款路由器档次的指标却不是它们,这也是为什么在产品的主要参数中经常看不到有标出这两个参数,那么一般是用什么来衡量一个路由器的档次呢?一种说法就是负载能力,通俗一点也叫带机数量。不过,带机数量并不是一个标准化的数据量,它要根据实际的使用情况来衡量,例如网吧里所有人都在埋头上网聊天、游戏,而且几乎所有数据都通过路由器WAN口,所以负载很重;但如果是一个企业网,大部分人都在忙着搞设计、写报告、做计划,同一时间只有小部分人在用网络,而且大部分数据都是在企业网内部流动,所以路由器负载很轻,那就可以同时负载比较多的客户端。如果是说最大负载253台,那就没什么意义了,因为DHCP最大可以分配的IP 地址数是254个,减掉路由器自己用掉的一个就是253个,这种不能称为指标,基本上是在唬人。所以,我们要看一款路由器的实际负载能力,而不是理论负载能力。

由于负载能力存在诸多不确定因素和欺骗性质,所以,另外一个指标也颇受关注,那就是吞吐量。吞吐量是指路由器每秒能处理的数据量,这个参数是指LAN-to-WAN的吞吐量,其测量结果应是在NAT开启,防火墙关闭的情况下,分别用 Smartbits和Chariot两种测试方式分别进行。用Smartbits方式时,比较64Byte小包测试数据,高下立判; Chariot测试最好是在多连接下进行,一般可以选择100对连接基本上就可以看出产品间的区别。

影响路由器价格的原因

 

经过上面的论述,最后终于可以回归到我们要回答的问题:为什么不同路由器之间价格区别这么大?

 

主要原因:

1.性能不同,性能强劲的路由器内置强悍的处理器和大容量内存,因此成本比较高。

2.应用不同,性能强劲的路由器可以用于更多负载的网络,而低端路由器吃不消。

3.功能不同,虽然基本功能一样,但是一些路由器还内置了其他比较实用的功能,像专业防火墙功能、***这些,因此技术要求较高,价格自然也会跟着提高。

路由器与交换机的区别

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。

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。

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。

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远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。

无线路由器与无线AP的区别

以功能区分无线AP与无线路由

无线路由器:无线路由器是单纯型AP与宽带路由器的一种结合体;它借助于路由器功能,可实现家庭无线网络中的Internet连接共享,实现ADSL和小区宽带的无线共享接入 ,另外,无线路由器可以把通过它进行无线和有线连接的终端都分配到一个子网,这样子网内的各种设备交换数据就非常方便。

可以这样说,无线路由器就是AP、路由功能和交换机的集合体,支持有线无线组成同一子网,直接接上MODEM。而无线AP相当于一个无线交换机,接在有线交换机或路由器上,为跟它连接的无线网卡从路由器那里分得IP。

以应用区分无线AP(Access Point)与无线路由

独立的AP在那些需要大量AP来进行大面积覆盖的公司使用得比较多,所有AP通过以太网连接起来并连到独立的无线局域网防火墙。

无线路由器在SOHO的环境中使用得比较多,在这种环境下,一个AP就足够了。这样的话,整合了宽带接入路由器和AP的无线路由器就提供了单个机器的解决方案,它比起两个分开的机器的方案要容易管理和便宜一些。

无线路由器一般包括了网络地址转换(NAT)协议,以支持无线局域网用户的网络连接共享--这是SOHO环境中很好用的一个功能。它们也可能有基本的防火墙或者信息包过滤器来防止端口扫描软件和其他针对宽带连接的***。最后,大多数无线路由器包括一个四个端口的以太网转换器,可以连接几台有线的PC。这对于管理路由器或者把一台打印机连上局域网来说非常方便。

以组网拓扑图分析无线AP与无线路由

AP不能直接跟ADSL MODEM相连,所以在使用时必须再添加一台交换机或者集线器

使用上面的拓扑架构时,AP和无线路由的用法是一样的。不过,大部分无线路由器由于具有宽带拨号的能力,因此可以直接跟ADSL MODEM连接进行宽带共享:

以成本来分析无线AP与无线路由

802.11B的无线AP和无线路由器的价钱相差不多, 一般无线路由器会贵100元左右;802.11G则要看具体情况而言,根据品牌和附加功能的不同两者价格会有几百元不等的差距,不过便宜的产品差价也是100多元。

无线路由器的标准

美国电气和电子工程师协会(Institute of Electrical and Electronics Engineers,IEEE)于2009.9.14正式批准了最新的Wi-Fi无线标准802.11n

理论上讲,802.11n可以达到300Mbps的传输速率,这是802.11g标准的6倍,802.11b标准的30倍。

施工、安装要点

具体施工做法参见国家建筑标准设计图集《智能家居控制系统施工图集 03X602》及国际标准规范 《EIA/TIA569 商务楼通信通道和空间标准》。

反路由器限速

使用路由器的用户,很多都会发现,自己的网络上下行速度被限制了,怎么因为有人使用了路由的限速功能,当然也有可能是那些居心不良的家伙使用了限速软件,限制了你的网速。

如何解除限速控制呢?如果是有人开启了路由的限速功能,你可以自己去调整速度,当然你如果不知道路由密码,那你只能重置路由器,再重新设置了,最好根据用户数平均分配,免得大家闹的不开心。第二种情况,是被人用软件限制了速度,目前用的限速软件基本是P2P终结者、网络执行官、聚生网管这几种,那你可以使用反限速软件,比如360ARP防火墙,网上找找还有很多。

编辑本段3G无线路由器品牌

随着3G无线网络的发展,人们越来越享受无线网络给人们带来的价值,目前市场上有多种类的3G无线路由器,其中有HuaMei A8+,华为e5等。3G无线路由器在改变人们的生活。

小黑A8

小黑A8 是一款将3G网络信号/有线宽带信号转换为WIFI信号,分享给周边的WIFI设备的MINI型便携式带电池式WIFI产品,性能出色,是iPad平板电脑上网冲浪的最优伴侣。

小黑A8 体积为108x65x23.5mm,重量为98克,仅一个鸡蛋的重量,其时尚产品外观,可爱小白鼠外形,采用高档类苹果白色烤漆为主,颇似一款精美的苹果鼠标。

小黑A8 支持IEEE 802.11b/g/n协议,WiFi 局域网速率高达150Mbps,其WIFI信号有效范围可达100M,可覆盖普通一层办公楼。内置1500mAh锂电池,可续航3-4个小时,可户外、出差随身携带,同普通笔记本电池续航时间相同。 HuaMei A8+可以通过您的无线网卡接入3G网络,实现3G宽带WIFI共享。提供自动识别动态IP网络接入功能,为您提供有线宽带WIFI信号以上网冲浪。同时A8+还支持家庭 ADSL有线宽带网络拨号接入,和办公室静态IP宽带接入。

小黑 A10

小黑A10 内置充电电池,连续4小时工作超长续航,可支持20个Wi-Fi用户同时在线,它还具有强大的兼容性,内置HSUPA无线上网卡。你只需购买一张SIM的资费卡即可上网。

小黑A10产品亮点

超便携式、高速3G/4G无线路由器

内置1500mAh锂电池,随时随地续航3-4小时

支持IEEE802.11b/g/n,速率高达150Mbps

内置EVDO Rev.A800M无线上网卡,下行速率高达3.1Mbps,上行速率高达1.8Mbps; (只针A10E)

内置HSUPA无线上网卡,下行速率高达7.2Mbps,上行速率高达5.76Mbps; (只针A10W)

只需一张UIM卡即可畅想无线网络

NAT&NAPT 通过虚拟服务器的***传输

Mini USB 5pin:电源插孔,连接电源,为路由器上电

安装环境

小黑A10 可以放置在办公室或家中任何方便的地方,没有特别的接线和冷却要求。不过应该遵循以下原则:将路由器水平放置,尽量远离发热器件,不要将路由器置于太脏或潮湿的地方。

华为e5

一、产品特点

的无线接入

最多支持5个Wi-Fi用户

适用于PC、手机、游戏机、数码相机等Wi-Fi设备

支持高速数据传输,上传5.76Mbps 、下载7.2Mbps

支持Micro SD卡

支持短消息业务:超长短信息编辑、发送、接收;SIM/UIM卡短信导入至PC

 

 

 

交换机

科技名词定义
中文名称:
交换机
英文名称:
switch
定义:
网络节点上话务承载装置、交换级、控制和信令设备以及其他功能单元的集合体。交换机能把用户线路、电信电路和(或)其他要互连的功能单元根据单个用户的请求连接起来。
所属学科:
通信科技(一级学科);交换选路(二级学科)

本内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布

百科名片

以太网交换机

交换机(英文:Switch,意为“开关”)是一种用于电信号转发的网络设备。它可以为接入交换机的任意两个网络节点提供独享的电信号通路。最常见的交换机是以太网交换机。其他常见的还有电话语音交换机、光纤交换机等。

目录

概念
原理
技术发展史
分类
功能
交换方式
几种交换技术
发展前景

展开

编辑本段概念

交换(switching)是按照通信两端传输信息的需要,用人工或设备自动完成的方法,把要传输的信息送到符合要求的相应路由上的技术的统称。广义的交换机(switch)就是一种在通信系统中完成信息交换功能的设备。

计算机网络[1]系统中,交换概念的提出改进了共享工作模式。我们以前介绍过的HUB集线器就是一种共享设备,HUB本身不能识别目的地址,当同一局域网内的A主机给B主机传输数据时,数据包在以HUB为架构的网络上是以广播方式传输的,由每一台终端通过验证数据包头的地址信息来确定是否接收。也就是说,在这种工作方式下,同一时刻网络上只能传输一组数据帧的通讯,如果发生碰撞还得重试。这种方式就是共享网络带宽

编辑本段原理

工作在数据链路层。交换机拥有一条很高带宽的背部总线和内部交换矩阵。交换机的所有的端口都挂接在这条背部总线上,控制电路收到数据包以后,处理端口会查找内存中的地址对照表以确定目的MAC(网卡的硬件地址)的NIC(网卡)挂接在哪个端口上,通过内部交换矩阵迅速将数据包传送到目的端口,目的MAC若不存在广播到所有的端口,接收端口回应后交换机会“学习”新的地址,并把它添加入内部MAC地址表中。使用交换机也可以把网络“分段”,通过对照MAC地址表,交换机只允许必要的网络流量通过交换机。通过交换机的过滤和转发,可以有效的减少冲突域,但它不能划分网络层广播,即广播域。交换机在同一时刻可进行多个端口对之间的数据传输。每一端口都可视为独立的网段,连接在其上的网络设备独自享有全部的带宽,无须同其他设备竞争使用。当节点A向节点D发送数据时,节点B可同时向节点C发送数据,而且这两个传输都享有网络的全部带宽,都有着自己的虚拟连接。假使这里使用的是10Mbps的以太网交换机,那么该交换机这时的总流通量就等于2×10Mbps=20Mbps,而使用10Mbps的共享式HUB时,一个HUB的总流通量也不会超出10Mbps。总之,交换机是一种基于MAC地址识别,能完成封装转发数据包功能的网络设备。交换机可以“学习”MAC地址,并把其存放在内部地址表中,通过在数据帧的始发者和目标接收者之间建立临时的交换路径,使数据帧直接由源地址到达目的地址。

编辑本段技术发展史

起源

“交换机”是一个舶来词,源自英文“Switch,原意是“开关”,我国技术界在引入这个词汇时,翻译为“交换”。在英文中,动词“交换”和名词“交换机”是同一个词(注意这里的“交换”特指电信技术中的信号交换,与物品交换不是同一个概念)。

1993年,局域网交换设备出现,1994年,国内掀起了交换网络技术的热潮。其实,交换技术是一个具有简化、低价、高性能和高端口密集特点的交换产品,体现了桥接技术的复杂交换技术在OSI参考模型的第二层操作。与桥接器一样,交换机按每一个包中的MAC地址相对简单地决策信息转发。而这种转发决策一般不考虑包中隐藏的更深的其他信息。与桥接器不同的是交换机转发延迟很小,操作接近单个局域网性能,远远超过了普通桥接互联网络之间的转发性能。

交换技术允许共享型和专用型的局域网段进行带宽调整,以减轻局域网之间信息流通出现的瓶颈问题。现在已有以太网、快速以太网、FDDI和ATM技术的交换产品。

类似传统的桥接器,交换机提供了许多网络互联功能。交换机能经济地将网络分成小的冲突网域,为每个工作站提供更高的带宽。协议的透明性使得交换机在软件配置简单的情况下直接安装在多协议网络中;交换机使用现有的电缆、中继器、集线器和工作站的网卡,不必作高层的硬件升级;交换机对工作站是透明的,这样管理开销低廉,简化了网络节点的增加、移动和网络变化的操作。

利用专门设计的集成电路可使交换机以线路速率在所有的端口并行转发信息,提供了比传统桥接器高得多的操作性能。如理论上单个以太网端口对含有64个八进制数的数据包,可提供14880bps的传输速率。这意味着一台具有12个端口、支持6道并行数据流的“线路速率”以太网交换器必须提供89280bps的总体吞吐率(6道信息流X14880bps/道信息流)。专用集成电路技术使得交换器在更多端口的情况下得以实现上述性能,其端口造价低于传统型桥接器。

人工交换

电信号交换的历史应当追溯到电话出现的初期。当电话被发明后,只需要一根足够长的导线,加上末端的两台电话,就可以使相距很远的两个人进行语音交谈。

电话增多后,要使每个拥有电话的人都能相互通信,我们不可能每两台电话机之间有拉上一根线。于是人们设立了电话局,每个电话用户都接一根线到电话局的一个大电路板上。当A希望和B通话时,就请求电话局的接线员接通B的电话。接线员用一根导线,一头插在A接到电路板上的孔,另一头插到B的孔,这就是“接续”,相当于临时给A和B拉了一条电话线,这时双方就可以通话了。当通话完毕后,接线员将电线拆下,这就是“拆线”。整个过程就是“人工交换”,它实际上就是一个“合上开关”和“断开开关”的过程。因此,把“交换”译为“开关”从技术上讲更容易让人理解。

电路程控交换机

人工交换的效率太低,不能满足大规模部署电话的需要。随着半导体技术的发展和开关电路技术的成熟,人们发现可以利用电子技术替代人工交换。电话终端用户只要向电子设备发送一串电信号,电子设备就可以根据预先设定的程序,将请求方和被请求方的电路接通,并且独占此电路,不会与第三方共享(当然,由于设计缺陷的缘故,可能会出现多人共享电路的情况,也就是俗称的“串线”)。这种交换方式被称为“程控交换”。而这种设备也就是“程控交换机”。

由于程控交换的技术长期被发达国家垄断,设备昂贵,我国的电话普及率一直不高。随着当年华为、中兴通讯等企业陆续自主研制出程控交换机,电话在我国得到迅速地普及。

目前,语音程控交换机普遍使用的通信协议为七号信令(Signalling System No.7)

以太网交换机

随着计算机及其互联技术(也即通常所谓的“网络技术”)的迅速发展,以太网成为了迄今为止普及率最高的短距离二层计算机网络。而以太网的核心部件就是以太网交换机。

不论是人工交换还是程控交换,都是为了传输语音信号,是需要独占线路的“电路交换”。而以太网是一种计算机网络,需要传输的是数据,因此采用的是“包交换”。但无论采取哪种交换方式,交换机为两点间提供“独享通路”的特性不会改变。就以太网设备而言,交换机和集线器的本质区别就在于:当A发信息给B时,如果通过集线器,则接入集线器的所有网络节点都会收到这条信息(也就是以广播形式发送),只是网卡在硬件层面就会过滤掉不是发给本机的信息;而如果通过交换机,除非A通知交换机广播,否则发给B的信息C绝不会收到(获取交换机控制权限从而监听的情况除外)。

目前,以太网交换机厂商根据市场需求,推出了三层甚至四层交换机。但无论如何,其核心功能仍是二层的以太网数据包交换,只是带有了一定的处理IP层甚至更高层数据包的能力。

光交换

光交换是人们正在研制的下一代交换技术。目前所有的交换技术都是基于电信号的,即使是目前的光纤交换机也是先将光信号转为电信号,经过交换处理后,再转回光信号发到另一根光纤。由于光电转换速率较低,同时电路的处理速度存在物理学上的瓶颈,因此人们希望设计出一种无需经过光电转换的“光交换机”,其内部不是电路而是光路,逻辑原件不是开关电路而是开关光路。这样将大大提高交换机的处理速率。

编辑本段分类

交换机的传输模式有全双工,半双工,全双工/半双工自适应

交换机的全双工是指交换机在发送数据的同时也能够接收数据,两者同步进行,这好像我们平时打电话一样,说话的同时也能够听到对方的声音。目前的交换机都支持全双工。全双工的好处在于迟延小,速度快。

提到全双工,就不能不提与之密切对应的另一个概念,那就是“半双工”,所谓半双工就是指一个时间段内只有一个动作发生,举个简单例子,一条窄窄的马路,同时只能有一辆车通过,当目前有两量车对开,这种情况下就只能一辆先过,等到头儿后另一辆再开,这个例子就形象的说明了半双工的原理。早期的对讲机、以及早期集线器等设备都是实行半双工的产品。随着技术的不断进步,半双工会逐渐退出历史舞台。

从广义上来看,网络交换机分为两种:广域网交换机和局域网交换机。广域网交换机主要应用于电信领域,提供通信用的基础平台。而局域网交换机则应用于局域网络,用于连接终端设备,如PC机及网络打印机等。从传输介质和传输速度上可分为以太网交换机快速以太网交换机千兆以太网交换机、FDDI交换机ATM交换机和令牌环交换机等。从规模应用上又可分为企业级交换机、部门级交换机和工作组交换机等。各厂商划分的尺度并不是完全一致的,一般来讲,企业级交换机都是机架式,部门级交换机可以是机架式(插槽数较少),也可以是固定配置式,而工作组级交换机为固定配置式(功能较为简单)。另一方面,从应用的规模来看,作为骨干交换机时,支持500个信息点以上大型企业应用的交换机为企业级交换机,支持300个信息点以下中型企业的交换机为部门级交换机,而支持100个信息点以内的交换机为工作组级交换机。本文所介绍的交换机指的是局域网交换机。

编辑本段功能

交换机的主要功能包括物理编址、网络拓扑结构、错误校验、帧序列以及流控。目前交换机还具备了一些新的功能,如对VLAN(虚拟局域网)的支持、对链路汇聚的支持,甚至有的还具有防火墙的功能。

学习:以太网交换机了解每一端口相连设备的MAC地址,并将地址同相应的端口映射起来存放在交换机缓存中的MAC地址表中。

转发/过滤:当一个数据帧的目的地址在MAC地址表中有映射时,它被转发到连接目的节点的端口而不是所有端口(如该数据帧为广播/组播帧则转发至所有端口)。

消除回路:当交换机包括一个冗余回路时,以太网交换机通过生成树协议避免回路的产生,同时允许存在后备路径。

交换机除了能够连接同种类型的网络之外,还可以在不同类型的网络(如以太网和快速以太网)之间起到互连作用。如今许多交换机都能够提供支持快速以太网或FDDI等的高速连接端口,用于连接网络中的其它交换机或者为带宽占用量大的关键服务器提供附加带宽。

一般来说,交换机的每个端口都用来连接一个独立的网段,但是有时为了提供更快的接入速度,我们可以把一些重要的网络计算机直接连接到交换机的端口上。这样,网络的关键服务器和重要用户就拥有更快的接入速度,支持更大的信息流量。

最后简略的概括一下交换机的基本功能:

1. 像集线器一样,交换机提供了大量可供线缆连接的端口,这样可以采用星型拓扑布线。

2. 像中继器、集线器和网桥那样,当它转发帧时,交换机会重新产生一个不失真的方形电信号。

3. 像网桥那样,交换机在每个端口上都使用相同的转发或过滤逻辑。

4. 像网桥那样,交换机将局域网分为多个冲突域,每个冲突域都是有独立的宽带,因此大大提高了局域网的带宽。

5. 除了具有网桥、集线器和中继器的功能以外,交换机还提供了更先进的功能,如虚拟局域网(VLAN)和更高的性能。

编辑本段交换方式

[2]交换机通过以下三种方式进行交换:

1) 直通式:

直通方式的以太网交换机可以理解为在各端口间是纵横交叉的线路矩阵电话交换机。它在输入端口检测到一个数据包时,检查该包的包头,获取包的目的地址,启动内部的动态查找表转换成相应的输出端口,在输入与输出交叉处接通,把数据包直通到相应的端口,实现交换功能。由于不需要存储,延迟非常小、交换非常快,这是它的优点。它的缺点是,因为数据包内容并没有被以太网交换机保存下来,所以无法检查所传送的数据包是否有误,不能提供错误检测能力。由于没有缓存,不能将具有不同速率的输入/输出端口直接接通,而且容易丢包。

2) 存储转发:

存储转发方式是计算机网络领域应用最为广泛的方式。它把输入端口的数据包先存储起来,然后进行CRC(循环冗余码校验)检查,在对错误包处理后才取出数据包的目的地址,通过查找表转换成输出端口送出包。正因如此,存储转发方式在数据处理时延时大,这是它的不足,但是它可以对进入交换机的数据包进行错误检测,有效地改善网络性能。尤其重要的是它可以支持不同速度的端口间的转换,保持高速端口与低速端口间的协同工作。

3) 碎片隔离:

这是介于前两者之间的一种解决方案。它检查数据包的长度是否够64个字节,如果小于64字节,说明是假包,则丢弃该包;如果大于64字节,则发送该包。这种方式也不提供数据校验。它的数据处理速度比存储转发方式快,但比直通式慢。

编辑本段几种交换技术

1. 端口交换

端口交换技术最早出现在插槽式的集线器中,这类集线器的背板通常划分有多条以太网段(每条网段为一个广播域),不用网桥或路由连接,网络之间是互不相通的。以大主模块插入后通常被分配到某个背板的网段上,端口交换用于将以太模块的端口在背板的多个网段之间进行分配、平衡。根据支持的程度,端口交换还可细分为:

·模块交换:将整个模块进行网段迁移。

·端口组交换:通常模块上的端口被划分为若干组,每组端口允许进行网段迁移。

·端口级交换:支持每个端口在不同网段之间进行迁移。这种交换技术是基于OSI第一层上完成的,具有灵活性和负载平衡能力等优点。如果配置得当,那么还可以在一定程度进行容错,但没有改变共享传输介质的特点,自而未能称之为真正的交换。

2. 帧交换

帧交换是目前应用最广的局域网交换技术,它通过对传统传输媒介进行微分段,提供并行传送的机制,以减小冲突域,获得高的带宽。一般来讲每个公司的产品的实现技术均会有差异,但对网络帧的处理方式一般有以下几种:

直通交换:提供线速处理能力,交换机只读出网络帧的前14个字节,便将网络帧传送到相应的端口上。

存储转发:通过对网络帧的读取进行验错和控制。

前一种方法的交换速度非常快,但缺乏对网络帧进行更高级的控制,缺乏智能性和安全性,同时也无法支持具有不同速率的端口的交换。因此,各厂商把后一种技术作为重点。

有的厂商甚至对网络帧进行分解,将帧分解成固定大小的信元,该信元处理极易用硬件实现,处理速度快,同时能够完成高级控制功能(如美国MADGE公司的LET集线器)如优先级控制。

3. 信元交换

ATM技术采用固定长度53个字节的信元交换。由于长度固定,因而便于用硬件实现。ATM采用专用的非差别连接,并行运行,可以通过一个交换机同时建立多个节点,但并不会影响每个节点之间的通信能力。ATM还容许在源节点和目标、节点建立多个虚拟链接,以保障足够的带宽和容错能力。ATM采用了统计时分电路进行复用,因而能大大提高通道的利用率。ATM的带宽可以达到25M、155M、622M甚至数Gb的传输能力。但随着万兆以太网的出现,曾经代表网络和通讯技术发展的未来方向的ATM技术,开始逐渐失去存在的意义。

编辑本段发展前景

作为局域网的主要连接设备,以太网交换机成为应用普及最快的网络设备之一。随着交换技术的不断发展,以太网交换机的价格急剧下降,交换到桌面已是大势所趋。

如果你的以太网络上拥有大量的用户、繁忙的应用程序和各式各样的服务器,而且你还未对网络结构做出任何调整,那么整个网络的性能可能会非常低。解决方法之一是在以太网上添加一个10/100Mbps的交换机,它不仅可以处理10Mbps的常规以太网数据流,而且还可以支持100Mbps的快速以太网连接。

如果网络的利用率超过了40%,并且碰撞率大于10%,交换机可以帮你解决一点问题。带有100Mbps快速以太网和10Mbps以太网端口的交换机可以全双工方式运行,可以建立起专用的20Mbps到200Mbps连接。

不仅不同网络环境下交换机的作用各不相同,在同一网络环境下添加新的交换机和增加现有交换机的交换端口对网络的影响也不尽相同。充分了解和掌握网络的流量模式是能否发挥交换机作用的一个非常重要的因素。因为使用交换机的目的就是尽可能的减少和过滤网络中的数据流量,所以如果网络中的某台交换机由于安装位置设置不当,几乎需要转发接收到的所有数据包的话,交换机就无法发挥其优化网络性能的作用,反而降低了数据的传输速度,增加了网络延迟。

除安装位置之外,如果在那些负载较小,信息量较低的网络中也盲目添加交换机的话,同样也可能起到负面影响。受数据包的处理时间、交换机的缓冲区大小以及需要重新生成新数据包等因素的影响,在这种情况下使用简单的HUB要比交换机更为理想。因此,我们不能一概认为交换机就比HUB有优势,尤其当用户的网络并不拥挤,尚有很大的可利用空间时,使用HUB更能够充分利用网络的现有资源。

编辑本段层数区别

二层交换机,三层交换机及四层交换机的区别

二层交换

二层交换技术的发展比较成熟,二层交换机属数据链路层设备,可以识别数据包中的MAC地址信息,根据MAC地址进行转发,并将这些MAC地址与对应的端口记录在自己内部的一个地址表中。

具体的工作流程如下:

1) 当交换机从某个端口收到一个数据包,它先读取包头中的源MAC地址,这样它就知道源MAC地址的机器是连在哪个端口上的;

2) 再去读取包头中的目的MAC地址,并在地址表中查找相应的端口;

3) 如表中有与这目的MAC地址对应的端口,把数据包直接复制到这端口上;

4) 如表中找不到相应的端口则把数据包广播到所有端口上,当目的机器对源机器回应时,交换机又可以记录这一目的MAC地址与哪个端口对应,在下次传送数据时就不再需要对所有端口进行广播了。不断的循环这个过程,对于全网的MAC地址信息都可以学习到,二层交换机就是这样建立和维护它自己的地址表。

从二层交换机的工作原理可以推知以下三点:

1) 由于交换机对多数端口的数据进行同时交换,这就要求具有很宽的交换总线带宽,如果二层交换机有N个端口,每个端口的带宽是M,交换机总线带宽超过N×M,那么这交换机就可以实现线速交换;

2) 学习端口连接的机器的MAC地址,写入地址表,地址表的大小(一般两种表示方式:一为BEFFER RAM,一为MAC表项数值),地址表大小影响交换机的接入容量;

3) 还有一个就是二层交换机一般都含有专门用于处理数据包转发的ASIC(Application specific Integrated Circuit, 专用集成电路)芯片,因此转发速度可以做到非常快。由于各个厂家采用ASIC不同,直接影响产品性能。

以上三点也是评判二、三层交换机性能优劣的主要技术参数,这一点请大家在考虑设备选型时注意比较。

三层交换

下面先来通过一个简单的网络来看看三层交换机的工作过程。

使用IP的设备A------------------------三层交换机------------------------使用IP的设备B

比如A要给B发送数据,已知目的IP,那么A就用子网掩码取得网络地址,判断目的IP是否与自己在同一网段。如果在同一网段,但不知道转发数据所需的MAC地址,A就发送一个ARP请求,B返回其MAC地址,A用此MAC封装数据包并发送给交换机,交换机起用二层交换模块,查找MAC地址表,将数据包转发到相应的端口。

如果目的IP地址显示不是同一网段的,那么A要实现和B的通讯,在流缓存条目中没有对应MAC地址条目,就将第一个正常数据包发送向一个缺省网关,这个缺省网关一般在操作系统中已经设好,对应第三层路由模块,所以可见对于不是同一子网的数据,最先在MAC表中放的是缺省网关的MAC地址;然后就由三层模块接收到此数据包,查询路由表以确定到达B的路由,将构造一个新的帧头,其中以缺省网关的MAC地址为源MAC地址,以主机B的MAC地址为目的MAC地址。通过一定的识别触发机制,确立主机A与B的MAC地址及转发端口的对应关系,并记录进流缓存条目表,以后的A到B的数据,就直接交由二层交换模块完成。这就通常所说的一次路由多次转发。

以上就是三层交换机工作过程的简单概括,可以看出三层交换的特点:

1)由硬件结合实现数据的高速转发。这就不是简单的二层交换机和路由器的叠加,三层路由模块直接叠加在二层交换的高速背板总线上,突破了传统路由器的接口速率限制,速率可达几十Gbit/s。算上背板带宽,这些是三层交换机性能的两个重要参数

2)简洁的路由软件使路由过程简化。大部分的数据转发,除了必要的路由选择交由路由软件处理,都是由二层模块高速转发,路由软件大多都是经过处理的高效优化软件,并不是简单照搬路由器中的软件。

二层和三层交换机的选择

二层交换机用于小型的局域网络。这个就不用多言了,在小型局域网中,广播包影响不大,二层交换机的快速交换功能、多个接入端口和低谦价格为小型网络用户提供了很完善的解决方案。

路由器的优点在于接口类型丰富,支持的三层功能强大,路由能力强大,适合用于大型的网络间的路由,它的优势在于选择最佳路由,负荷分担,链路备份及和其他网络进行路由信息的交换等等路由器所具有功能。

三层交换机的最重要的功能是加快大型局域网络内部的数据的快速转发,加入路由功能也是为这个目的服务的。如果把大型网络按照部门,地域等等因素划分成一个个小局域网,这将导致大量的网际互访,单纯的使用二层交换机不能实现网际互访;如单纯的使用路由器,由于接口数量有限和路由转发速度慢,将限制网络的速度和网络规模,采用具有路由功能的快速转发的三层交换机就成为首选。

一般来说,在内网数据流量大,要求快速转发响应的网络中,如全部由三层交换机来做这个工作,会造成三层交换机负担过重,响应速度受影响,将网间的路由交由路由器去完成,充分发挥不同设备的优点,不失为一种好的组网策略,当然,前提是客户的腰包很鼓,不然就退而求其次,让三层交换机也兼为网际互连。

四层交换

第四层交换的一个简单定义是:它是一种功能,它决定传输不仅仅依据MAC地址(第二层网桥)或源/目标IP地址(第三层路由),而且依据TCP/UDP(第四层) 应用端口号。第四层交换功能就象是虚IP,指向物理服务器。它传输的业务服从的协议多种多样,有HTTP、FTP、NFS、Telnet或其他协议。这些业务在物理服务器基础上,需要复杂的载量平衡算法

在IP世界,业务类型由终端TCP或UDP端口地址来决定,在第四层交换中的应用区间则由源端和终端IP地址、TCP和UDP端口共同决定。 在第四层交换中为每个供搜寻使用的服务器组设立虚IP地址(VIP),每组服务器支持某种应用。在域名服务器(DNS)中存储的每个应用服务器地址是VIP,而不是真实的服务器地址。当某用户申请应用时,一个带有目标服务器组的VIP连接请求(例如一个TCP SYN包)发给服务器交换机。服务器交换机在组中选取最好的服务器,将终端地址中的VIP用实际服务器的IP取代,并将连接请求传给服务器。这样,同一区间所有的包由服务器交换机进行映射,在用户和同一服务器间进行传输。

第四层交换的原理

OSI模型的第四层是传输层。传输层负责端对端通信,即在网络源和目标系统之间协调通信。在IP协议栈中这是TCP(一种传输协议)和UDP(用户数据包协议)所在的协议层。

在第四层中,TCP和UDP标题包含端口号(port number),它们可以唯一区分每个数据包包含哪些应用协议(例如HTTP、FTP等)。端点系统利用这种信息来区分包中的数据,尤其是端口号使一个接收端计算机系统能够确定它所收到的IP包类型,并把它交给合适的高层软件。端口号和设备IP地址的组合通常称作"插口(socket)"。1和255之间的端口号被保留,他们称为"熟知"端口,也就是说,在所有主机TCP/I P协议栈实现中,这些端口号是相同的。除了"熟知"端口外,标准UNIX服务分配在256到1024端口范围,定制的应用一般在1024以上分配端口号。分配端口号的最近清单可以在RFC1700 "Assigned Numbers"上找到。

TCP/UDP端口号提供的附加信息可以为网络交换机所利用,这是第四层交换的基础。具有第四层功能的交换机能够起到与服务器相连接的"虚拟IP"(VIP)前端的作用。每台服务器和支持单一或通用应用的服务器组都配置一个VIP地址。这个VIP地址被发送出去并在域名系统上注册。在发出一个服务请求时,第四层交换机通过判定TCP开始,来识别一次会话的开始。然后它利用复杂的算法来确定处理这个请求的最佳服务器。一旦做出这种决定,交换机就将会话与一个具体的IP地址联系在一起,并用该服务器真正的IP地址来代替服务器上的VIP地址。

每台第四层交换机都保存一个与被选择的服务器相配的源IP地址以及源TCP端口相关联的连接表。然后第四层交换机向这台服务器转发连接请求。所有后续包在客户机与服务器之间重新影射和转发,直到交换机发现会话为止。在使用第四层交换的情况下,接入可以与真正的服务器连接在一起来满足用户制定的规则,诸如使每台服务器上有相等数量的接入或根据不同服务器的容量来分配传输流。

如何选用合适的第四层交换

1) 速度

为了在企业网中行之有效,第四层交换必须提供与第三层线速路由器可比拟的性能。也就是说,第四层交换必须在所有端口以全介质速度操作,即使在多个千兆以太网连接上亦如此。千兆以太网速度等于以每秒1488000 个数据包的最大速度路由(假定最坏的情形,即所有包为以及网定义的最小尺寸,长64字节)。

2) 服务器容量平衡算法

依据所希望的容量平衡间隔尺寸,第四层交换机将应用分配给服务器的算法有很多种,有简单的检测环路最近的连接、检测环路时延或检测服务器本身的闭环反馈。在所有的预测中,闭环反馈提供反映服务器现有业务量的最精确的检测。

3) 表容量

应注意的是,进行第四层交换的交换机需要有区分和存贮大量发送表项的能力。交换机在一个企业网的核心时尤其如此。许多第二/ 三层交换机倾向发送表的大小与网络设备的数量成正比。对第四层交换机,这个数量必须乘以网络中使用的不同应用协议和会话的数量。因而发送表的大小随端点设备和应用类型数量的增长而迅速增长。第四层交换机设计者在设计其产品时需要考虑表的这种增长。大的表容量对制造支持线速发送第四层流量的高性能交换机至关重要.

4) 冗余

第四层交换机内部有支持冗余拓扑结构的功能。在具有双链路的网卡容错连接时,就可能建立从一个服务器到网卡,链路和服务器交换器的完全冗余系统

编辑本段管理方式

可网管交换机可以通过以下几种途径进行管理:通过RS-232 串行口(或并行口)管理、通过网络浏览器管理和通过网络管理软件管理

通过串口管理

可网管交换机附带了一条串口电缆,供交换机管理使用。先把串口电缆的一端插在交换机背面的串口里,另一端插在普通电脑的串口里。然后接通交换机和电脑电源。在Windows 98和Windows 2000里都提供了“超级终端”程序。打开“超级终端”,在设定好连接参数后,就可以通过串口电缆与交换机交互了,如图1所示。这种方式并不占用交换机的带宽,因此称为“带外管理”(Out of band)。

在这种管理方式下,交换机提供了一个菜单驱动的控制台界面或命令行界面。你可以使用“Tab”键或箭头键在菜单和子菜单里移动,按回车键执行相应的命令,或者使用专用的交换机管理命令集管理交换机。不同品牌的交换机命令集是不同的,甚至同一品牌的交换机,其命令也不同。使用菜单命令在操作上更加方便一些。

通过Web管理

可网管交换机可以通过Web(网络浏览器)管理,但是必须给交换机指定一个IP地址。这个IP地址除了供管理交换机使用之外,并没有其他用途。在默认状态下,交换机没有IP地址,必须通过串口或其他方式指定一个IP地址之后,才能启用这种管理方式。

使用网络浏览器管理交换机时,交换机相当于一台Web服务器,只是网页并不储存在硬盘里面,而是在交换机的NVRAM里面,通过程序可以把NVRAM里面的Web程序升级。当管理员在浏览器中输入交换机的IP地址时,交换机就像一台服务器一样把网页传递给电脑,此时给你的感觉就像在访问一个网站一样,如图2所示。这种方式占用交换机的带宽,因此称为“带内管理”(In band)。

如果你想管理交换机,只要点击网页中相应的功能项,在文本框或下拉列表中改变交换机的参数就可以了。Web管理这种方式可以在局域网上进行,所以可以实现远程管理。

通过网管软件管理

可网管交换机均遵循SNMP协议(简单网络管理协议),SNMP协议是一整套的符合国际标准的网络设备管理规范。凡是遵循SNMP协议的设备,均可以通过网管软件来管理。你只需要在一台网管工作站上安装一套SNMP网络管理软件,通过局域网就可以很方便地管理网络上的交换机、路由器、服务器等。通过SNMP网络管理软件的界面如图3所示,它也是一种带内管理方式。

可网管交换机的管理可以通过以上三种方式来管理。究竟采用哪一种方式呢?在交换机初始设置的时候,往往得通过带外管理;在设定好IP地址之后,就可以使用带内管理方式了。带内管理因为管理数据是通过公共使用的局域网传递的,可以实现远程管理,然而安全性不强。带外管理是通过串口通信的,数据只在交换机和管理用机之间传递,因此安全性很强;然而由于串口电缆长度的限制,不能实现远程管理。所以采用哪种方式得看你对安全性和可管理性的要求了。

主要用途

用于控制其他电脑,比如在学校,老师通过交换机控制已登录的学生电脑。

编辑本段选购标准

交换机是非常的重要,他把握着一个网络的命脉,那么如何选购交换机?用什么交换机?在选购交换机时交换机的优劣无疑十分的重要,而交换机的优劣要从总体构架、性能和功能三方面入手。

交换机选购时。性能方面除了要满足RFC2544建议的基本标准,即吞吐量、时延、丢包率外,随着用户业务的增加和应用的深入,还要满足了一些额外的指标,如MAC地址数、路由表容量(三层交换机)、ACL数目、LSP容量、支持***数量等。

交换机功能是最直接指标

一般的接入层交换机,简单的QoS保证、安全机制、支持网管策略、生成树协议和VLAN都是必不可少的功能,经过仔细分析,在某些功能进行进一步的细分,而这些细分功能正是导致产品差异的主要原因,也是体现产品附加值的重要途径。

交换机的应用级QoS保证

交换机的QoS策略支持多级别的数据包优先级设置,既可分别针对MAC地址、VLAN、IP地址、端口进行优先级设置,给网吧业主在实际应用中为用户提供更大的灵活性。如此同时,交如果换机具有良好的拥塞控制和流量限制的能力,支持Diffserv区分服务,能够根据源/目的的MAC/IP智能的区分不同的应用流,从而满足实时网吧网络的多媒体应用的需求。注意的是,目前市场上的某些交换机号称具有QoS保证,实际上只支持单级别的优先级设置,为实际应用带来很多不便,所有网吧业主在选购的时候需要注意。

交换机应有VLAN支持

VLAN即虚拟局域网,通过将局域网划分为虚拟网络VLAN网段,可以强化网络管理和网络安全,控制不必要的数据广播,网络中工作组可以突破共享网络中的地理位置限制,而根据管理功能来划分子网。不同厂商的交换机对VLAN的支持能力不同,支持VLAN的数量也不同。

交换机应有网管功能[3]

网吧交换机的网管功能可以使用管理软件来管理、配置交换机,比如可通过Web浏览器、Telnet、SNMP、RMON等管理。通常,交换机厂商都提供管理软件或第三方管理软件远程管理交换机。一般的交换机满足SNMPMIBI/MIBII统计管理功能,并且支持配置管理、服务质量的管理、告警管理等策略,而复杂一些的千兆交换机会通过增加内置RMON组(mini-RMON)来支持RMON主动监视功能。

交换机应支持链路聚合

链路聚合可以让交换机之间和交换机与服务器之间的链路带宽有非常好的伸缩性,比如可以把2个、3个、4个千兆的链路绑定在一起,使链路的带宽成倍增长。链路聚合技术可以实现不同端口的负载均衡,同时也能够互为备份,保证链路的冗余性。在一些千兆以太网交换机中,最多可以支持4组链路聚合,每组中最大4个端口。生成树协议和链路聚合都可以保证一个网络的冗余性。在一个网络中设置冗余链路,并用生成树协议让备份链路阻塞,在逻辑上不形成环路,而一旦出现故障,启用备份链路。

交换机要支持VRRP协议

VRRP(虚拟路由冗余协议)是一种保证网络可靠性的解决方案。在该协议中,对共享多存取访问介质上终端IP设备的默认网关(DefaultGateway)进行冗余备份,从而在其中一台三层交换机设备宕机时,备份的设备会及时接管转发工作,向用户提供透明的切换,提高了网络服务质量。VRRP协议与Cisco的HSRP协议有异曲同工之妙,只不过HSRP是Cisco私有的。目前,主流交换机厂商均已在其产品中支持了VRRP协议,但广泛应用还尚需时日。

编辑本段品牌型号介绍

华为交换机

LI(Lite software Image)表示设备为弱特性版本。

SI (Standard software Image)表示设备为标准版本,包含基础特性。

EI(Enhanced software Image)表示设备为增强版本,包含某些高级特性。

HI(Hyper software Image)表示设备为高级版本,包含某些更高级特性

Z,表示没有上行接口;(新产品不允许此位)

G,表示上行GBIC接口;

P,表示上行SFP接口;

T,表示上行RJ45接口

V,表示上行VDSL接口;

W,表示上行可配置WAN接口

C,表示上行接口可选配;

M,表示上行接口为多模光口;

S,表示上行接口为单模光口;

F,表示下行接口为模板板,可插光接口板或电接口板。主要为兼容3526F,3526EF,3552F等老产品的命名。

当同时存在时,表示上行接口为多种接口类型复合

注:Combo端口不在命名中显示。

思科交换机

教您识别Cisco交换机型号在网络界,美国思科公司( Cisco System Inc. )可谓无人不知,无人不晓。凭借它的 IOS ( Internet Operating System ), Cisco 公司在多协议路由器市场上处于绝对领先的地位。目前,在 Internet 中,有近 80% 的路由器来自 Cisco 。其实,除了路由器这个主打产品之外, Cisco 还有全线的网络设备,包括集线器、交换机、访问服务器、软硬防火墙、网络管理软件等等。 Cisco 非常注意对新技术的跟踪,通过一系列的合作与兼并, Cisco 成功地介入了宽带接入、无线通讯等新兴市场。

本文主要介绍 Cisco 的交换机产品线和主要产品。

一、概述

Cisco 的交换机产品以“ Catalyst ”为商标,包含 1900 、 2800 、 2900 、 3500 、 4000 、 5000 、 5500 、 6000 、 8500 等十多个系列。总的来说,这些交换机可以分为两类:

一类是 固定配置交换机 ,包括 3500 及以下的大部分型号,比如 1924 是 24 口 10M 以太交换机,带两个 100M 上行端口。除了有限的软件升级之外,这些交换机不能扩展;

另一类是 模块化交换机 ,主要指 4000 及以上的机型,网络设计者可以根据网络需求,选择不同数目和型号的接口板、电源模块及相应的软件。

选择设备时,许多人对长长的产品型号十分头疼。其实, Cisco 对产品的命名有一定之规。就 Catalyst 交换机来说,产品命名的格式如下:

Catalyst NN XX [-C] [-M] [-A/-EN]

其中, NN 是交换机的系列号, XX 对于固定配置的交换机来说是端口数,对于模块化交换机来说是插槽数,有 -C 标志表明带光纤接口, -M 表示模块化, -A 和 -EN 分别是指交换机软件是标准板或企业版。

二、产品介绍

目前,网络集成项目中常见的 Cisco 交换机有以下几个系列, 1900/2900 系列、 3500 系列、 6500 系列。他们分别使用在网络的低端、中端和高端。下面分别介绍一下这几个系列的产品:

1 、低端产品

先说一下低端的产品, 1900 和 2900 是低端产品的典型。其实在低端交换机市场上, Cisco 并不占特别的优势,因为 3Com 、 Dlink 等公司的产品具有更好的性能价格比

1900 交换机适用于网络末端的桌面计算机接入,是一款典型的低端产品。它提供 12 或 24 个 10M 端口及 2 个 100M 端口,其中 100M 端口支持全双工通讯,可提供高达 200Mbps 的端口带宽。机器的背板带宽是 320Mbps 。

企业版软件的 1900 还支持 VLAN 和 ISL Trunking ,最多 4 个 VLAN ,但一般情况下,低端的产品对这项功能的要求不多。

某些型号的 1900 带 100BaseFX 光纤接口。如 C 1912C 、 C 1924C 带一个百兆 Tx 口和一个百兆 Fx 口, C 1924F 带两个 100BaseFX 接口。 1900 系列的主要型号如下:

C1912 : 12 口 10BaseTx , 2 口 100BaseTx , 1 个 AUI 口

C 1912C : 12 口 10BaseTx , 1 口 100BaseTx , 1 个 AUI 口, 1 个 100BaseFx 口

C1924 : 24 口 10BaseTx , 2 口 100BaseTx , 1 个 AUI 口

C 1924C : 24 口 10BaseTx , 1 口 100BaseTx , 1 个 AUI 口, 1 个 100BaseFx 口

C 1924F : 24 口 10BaseTx , 1 个 AUI 口, 1 个 100BaseFx 口

如果在你的网络中,有些桌面计算机是 100M 的,那么 2900 系列可能更加适合。与 1900 相比, 2900 最大的特点是速度增加,它的背板速度最高达 3.2G ,最多 24 个 10/ 100M 自适应端口,所有端口均支持全双工通讯,使桌面接入的速度大大提高。除了端口的速率之外, 2900 的其他许多性能也比 1900 系列有了显著的提高。比如, 2900 的 MAC 地址表容量是 16K ,可以划分 1024 个 VLAN ,支持 ISL Trunking 协议等等。

2900 系列的产品线很长。其中,有些是普通 10/100BaseTx 交换机,如 C2912 、 C2924 等;有些是带光纤接口的,如 C 2924C 带两个 100BaseFx 口;有些是模块化的,如 C 2924M 带两个扩展槽。扩展槽的插卡可以放置 100BaseTx 模块、 100baseFx 模块,甚至可以插 ATM 模块和千兆以太接口卡 (GBIC) 。详细情况如下:

C2912-XL : 12 口 10/100BaseTx 自适应

C2912MF-XL : 2 个扩展槽, 12 口 100BaseFX

C2924-XL : 24 口 10/100BaseTX 自适应

C 2924C -XL : 22 口 10/100BaseTX 自适应, 2 口 100BaseFX

C 2924M -XL : 2 个扩展槽, 24 口 10/100BaseTx 自适应

在 2900 系列中,有两款产品比较独特,一是 C 2948G ,二是 C 2948G -L3 。 2948G 的性能价格比还不错,它使用的软件和 Catalyst 5000/5500 一样,有 48 个 10/100Mbps 自适应以太网端口和 2 个千兆以太网端口, 24G 背板带宽,带可热插拔的冗余电源,有一系列容错特征和网管特性。 C 2948G -L3 在 C 2948G 的基础上增加了三层交换的能力,最大三层数据包吞吐量可达 10Mpps 。不过,总的来说, 2900 系列交换机一般用在网络的低端,千兆和路由的能力并不是很重要,所以两款 2948 在实际项目中使用得不多。

2 、中端产品

再来看中端产品,中端产品中 3500 系列使用广泛,很有代表性。

C3500 系列交换机的基本特性包括背板带宽高达 10Gbps ,转发速率 7.5Mpps ,它支持 250 个 VLAN ,支持 IEEE 802.1Q 和 ISL Trunking, 支持 CGMP 网 / 千兆以太网交换机 , 可选冗余电源等等。不过 C3500 的最大特性在于管理和千兆。

管理特性方面, C3500 实现了 Cisco 的交换集群技术,可以将 16 个 C3500 , C2900 , C1900 系列的交换机互联,并通过一个 IP 地址进行管理。利用 C3500 内的 Cisco Visual Switch Manager ( CVSM )软件还可以方便地通过浏览器对交换机进行设置和管理。

千兆特性方面, C3500 全面支持千兆接口卡( GBIC )。目前 GBIC 有三种 1000BaseSx ,适用于多模光纤,最长距离 550m ; 1000BaseLX/LH ,多模 / 单模光纤都适用,最长距离 10km ; 1000BaseZX 适用于单模光纤,最长距离 100km 。

C3500 主要有 4 种型号:

Catalyst 3508G XL : 8 口 GBIC 插槽

Catalyst 3512 XL : 12 口 10/100M 自适应, 2 口 GBIC 插槽

Catalyst 3524 XL : 24 口 10/100M 自适应, 2 口 GBIC 插槽

Catalyst 3548 XL : 48 口 10/100M 自适应, 2 口 GBIC 插槽

3 、高端产品

最后,介绍一下高端的产品。对于企业数据网来说, C6000 系列替代了原有的 C5000 系列,是最常用的产品。

Catalyst 6000 系列交换机为园区网提供了高性能、多层交换的解决方案,专门为需要千兆扩展、可用性高、多层交换的应用环境设计,主要面向园区骨干连接等场合。

Catalyst 6000 系列是由 Catalyst 6000 和 Catalyst 6500 两种型号的交换机构成,都包含 6 个或 9 个插槽型号,分别为 6006 、 6009 、 6506 和 6509 ,其中,尤以 6509 使用最为广泛。所有型号支持相同的超级引擎、相同的接口模块,保护了用户的投资。这一系列的特性主要包括:

端口密度大 。支持多达 384 个 10/100BaseTx 自适应以太网口, 192 个 100BaseFX 光纤快速以太网口,以及 130 个千兆以太网端口( GBIC 插槽)。

速度快 。 C6500 的交换背板可扩展到 256 Gbps ,多层交换速度可扩展到 150 Mpps 。 C6000 的交换背板带宽 32 Gbps ,多层交换速率 30 Mpps 。支持多达 8 个快速 / 千兆以太网口利用以太网通道技术( Fast EtherChannel , FEC 或 Gigabit EtherChannel , GEC )连接 , 在逻辑上实现了 16 Gbps 的端口速率,还可以跨模块进行端口聚合实现。

多层交换 。 C6000 系列的多层交换模块可以进行线速的 IP , IPX 和 and IP-multicast 路由。

容错性能好 。 C6000 系列带有冗余超级引擎,冗余负载均衡电源,冗余风扇,冗余系统时钟,冗余上连,冗余的交换背板(仅对 C6500 系列),实现了系统的高可用性。

丰富的软件特性 。 C6000 软件支持丰富的协议,包括 NetFlow 、 VTP(VLAN Trunking Protocol) 、 VQP(VLAN Query Protocol) 、 ISL Trunking 、 HSRP(Hot Standby Router Protocol) 、 Port Security 、 TACACS 、 CGMP(Cisco Group Management Protocol) 、 IGMP 等等。

编辑本段MAC表、洪泛、转发

问一: 交换机做什么?答: 交换机做三件事: 转发数据包, 洪泛数据包, 发现新MAC地址。 问二:MAC表是做什么的?它是怎么生成、使用的?答:1) MAC表像电话本 (yellow page), 电话本记录 (名字、电话号码),MAC表记录 (MAC、接口)。 2) 交换机收到一个数据包时,用其MAC目的地址搜索MAC表。找到就转发数据包,找不到就洪泛。 3) 收到数据包时,交换机用它的MAC源地址来查询MAC表, 若没找到,就是发现了一个新地址,把这个 地址及输入接口加入MAC表。 这样MAC表随着新数据流而逐渐增长,所生成的条目 (MAC, Interface) 可被用来转发数据包。 问三:为什么交换机要洪泛?答:网络常用洪泛来找东西,局网的特点就是广播、洪泛,而交换机是个局网设备,洪泛方便、高效率。 交换机用MAC表来转发数据包,若表里没有目的MAC,就不能转发,而用洪泛。在不知道交换路径的情 况下,洪泛能把数据包很快的送到目的地。同时,洪泛的副作用也有不同的手段来节制。问四:同一个MAC会不会从不同的接口输入?交换机怎么处理?答: 会的。但MAC表只保留一个MAC。例,MAC1第一次从F0/1输入,MAC表增添一个新条目 (MAC1, F0/1)。稍后,MAC1从另一个接口F0/5输入,这次MAC表没有增添新条目,而是把(MAC1, F0/1)更新 为(MAC1, F0/5).问五: 什么情况会使得同一个MAC从不同的接口输入?答:环路。例,S1, S2, S3连成一个三角形,H1连接到S1, H2连接到S2,在然后三个交换机上造成洪泛。 例, H1 ping H2, MAC表是空的,S2会发现 ping从两个不同的输入接口进来。问六: 交换机MAC表的条目有无时效?答:有的, 大约5分钟。MAC表只保存较为活跃的MAC. 若交换机在几分钟内没收到一个节点所发出的数据 包,交换机就会把这个节点的MAC从MAC表清除。.问七: 一个交换机的MAC表可以放几个MAC? 答:根据型号、价格而定,从4K到 1M (1024K).

参考资料