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以太网创新:推动网络连接的边界 (以太网发展)

推动网络连接的边界

随着数据流量不断增长和新兴应用的不断涌现,网络连接正变得比以往任何时候都更加关键。以太网,作为一种广泛使用的网络技术,正在不断发展,以满足这些需求。

以太网的起源和历史

以太网由施乐公司于 1973 年发明。它最初是一种共享介质网络,这意味着所有设备都连接到同一条电缆。随着时间的推移,以太网技术得到了显着改进,包括:

  • 1983 年:IEEE 802.3 标准化
  • 1995 年:Fast Ethernet (100 Mbps)
  • 1998 年:Gigabit Ethernet (1 Gbps)
  • 2006 年:10 Gigabit Ethernet (10 Gbps)
  • 2010 年:40 Gigabit Ethernet (40 Gbps)
  • 2014 年:100 Gigabit Ethernet (100 Gbps)

以太网技术的最新发展

近年来,以太网技术取得了多项突破,包括:

1. 多千兆以太网

多千兆以太网提供比传统以太网连接更高的速度。一些最新标准包括:

  • 2.5 Gigabit Ethernet
  • 5 Gigabit Ethernet
  • 10 Gigabit Ethernet (Base-T)

2. 200 Gigabit Ethernet

200 Gigabit Ethernet 是以太网联盟正在开发的最新标准。它将提供高达 200 G>以太网创新正在不断推动网络连接的边界。不断发展的技术,如多千兆以太网、200 Gigabit Ethernet、SDN 和 NFV,使网络更快速、更可靠、更易于管理。随着新应用的不断涌现,以太网将继续在连接世界和赋能数字化转型方面发挥关键作用。


请问交换机的支持L2(Layer 2)~L4(Layer 4)包过滤功能,具体值得是哪些内容啊?

计算机网络往往由许多种不同类型的网络互连连接而成。

如果几个计算机网络只是在物理上连接在一起,它们之间并不能进行通信,那么这种“互连”并没有什么实际意义。

因此通常在谈到“互连”时,就已经暗示这些相互连接的计算机是可以进行通信的,也就是说,从功能上和逻辑上看,这些计算机网络已经组成了一个大型的计算机网络,或称为互联网络,也可简称为互联网、互连网。

将网络互相连接起来要使用一些中间设备(或中间系统),ISO的术语称之为中继(relay)系统。

根据中继系统所在的层次,可以有以下五种中继系统:1.物理层(即常说的第一层、层L1)中继系统,即转发器(repeater)。

2.数据链路层(即第二层,层L2),即网桥或桥接器(bridge)。

3.网络层(第三层,层L3)中继系统,即路由器(router)。

4.网桥和路由器的混合物桥路器(brouter)兼有网桥和路由器的功能。

5.在网络层以上的中继系统,即网关(gateway).当中继系统是转发器时,一般不称之为网络互联,因为这仅仅是把一个网络扩大了,而这仍然是一个网络。

高层网关由于比较复杂,目前使用得较少。

因此一般讨论网络互连时都是指用交换机和路由器进行互联的网络。

本文主要阐述交换机和路由器及其区别。

交换机和路由器“交换”是今天网络里出现频率最高的一个词,从桥接到路由到ATM直至电话系统,无论何种场合都可将其套用,搞不清到底什么才是真正的交换。

其实交换一词最早出现于电话系统,特指实现两个不同电话机之间话音信号的交换,完成该工作的设备就是电话交换机。

所以从本意上来讲,交换只是一种技术概念,即完成信号由设备入口到出口的转发。

因此,只要是和符合该定义的所有设备都可被称为交换设备。

由此可见,“交换”是一个涵义广泛的词语,当它被用来描述数据网络第二层的设备时,实际指的是一个桥接设备;而当它被用来描述数据网络第三层的设备时,又指的是一个路由设备。

我们经常说到的以太网交换机实际是一个基于网桥技术的多端口第二层网络设备,它为数据帧从一个端口到另一个任意端口的转发提供了低时延、低开销的通路。

由此可见,交换机内部核心处应该有一个交换矩阵,为任意两端口间的通信提供通路,或是一个快速交换总线,以使由任意端口接收的数据帧从其他端口送出。

在实际设备中,交换矩阵的功能往往由专门的芯片(ASIC)完成。

另外,以太网交换机在设计思想上有一个重要的假设,即交换核心的速度非常之快,以致通常的大流量数据不会使其产生拥塞,换句话说,交换的能力相对于所传信息量而无穷大(与此相反,ATM交换机在设计上的思路是,认为交换的能力相对所传信息量而言有限)。

虽然以太网第二层交换机是基于多端口网桥发展而来,但毕竟交换有其更丰富的特性,使之不但是获得带宽的最好途径,而且还使网络更易管理。

而路由器是OSI协议模型的网络层中的分组交换设备(或网络层中继设备),路由器的基本功能是把数据(IP报文)传送到正确的网络,包括数据报的转发,包括数据报的寻径和传送;2.子网隔离,抑制广播风暴;3.维护路由表,并与其他路由器交换路由信息,这是IP报文转发的基础。

数据报的差错处理及简单的拥塞控制;5.实现对IP数据报的过滤和记帐。

对于不同地规模的网络,路由器的作用的侧重点有所不同。

在主干网上,路由器的主要作用是路由选择。

主干网上的路由器,必须知道到达所有下层网络的路径。

这需要维护庞大的路由表,并对连接状态的变化作出尽可能迅速的反应。

路由器的故障将会导致严重的信息传输问题。

在地区网中,路由器的主要作用是网络连接和路由选择,即连接下层各个基层网络单位--园区网,同时负责下层网络之间的数据转发。

在园区网内部,路由器的主要作用是分隔子网。

早期的互连网基层单位是局域网(LAN),其中所有主机处于同一逻辑网络中。

随着网络规模的不断扩大,局域网演变成以高速主干和路由器连接的多个子网所组成的园区网。

在其中,处个子网在逻辑上独立,而路由器就是唯一能够分隔它们的设备,它负责子网间的报文转发和广播隔离,在边界上的路由器则负责与上层网络的连接。

第二层交换机和路由器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元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。

近几年,交换机为提高性能做了许多改进,其中最突出的改进是虚拟网络和三层交换。

划分子网可以缩小广播域,减少广播风暴对网络的影响。

路由器每一接口连接一个子网,广播报文不能经过路由器广播出去,连接在路由器不同接口的子网属于不同子网,子网范围由路由器物理划分。

对交换机而言,每一个端口对应一个网段,由于子网由若干网段构成,通过对交换机端口的组合,可以逻辑划分子网。

广播报文只能在子网内广播,不能扩散到别的子网内,通过合理划分逻辑子网,达到控制广播的目的。

由于逻辑子网由交换机端口任意组合,没有物理上的相关性,因此称为虚拟子网,或叫虚拟网。

虚拟网技术不用路由器就解决了广播报文的隔离问题,且虚拟网内网段与其物理位置无关,即相邻网段可以属于不同虚拟网,而相隔甚远的两个网段可能属于不同虚拟网,而相隔甚远的两个网段可能属于同一个虚拟网。

不同虚拟网内的终端之间不能相互通信,增强了对网络内数据的访问控制。

交换机和路由器是性能和功能的矛盾体,交换机交换速度快,但控制功能弱,路由器控制性能强,但报文转发速度慢。

解决这个矛盾的最新技术是三层交换,既有交换机线速转发报文能力,又有路由器良好的控制功能。

第三层交换机和路由器的区别在第三层交换技术出现之前,几乎没有必要将路由功能器件和路由器区别开来,他们完全是相同的:提供路由功能正在路由器的工作,然而,现在第三层交换机完全能够执行传统路由器的大多数功能。

作为网络互连的设备,第三层交换机具有以下特征:1.转发基于第三层地址的业务流;2.完全交换功能;3.可以完成特殊服务,如报文过滤或认证;4.执行或不执行路由处理。

第三层交换机与传统路由器相比有如下优点:1.子网间传输带宽可任意分配:传统路由器每个接口连接一个子网,子网通过路由器进行传输的速率被接口的带宽所限制。

而三层交换机则不同,它可以把多个端口定义成一个虚拟网,把多个端口组成的虚拟网作为虚拟网接口,该虚拟网内信息可通过组成虚拟网的端口送给三层交换机,由于端口数可任意指定,子网间传输带宽没有限制。

2.合理配置信息资源:由于访问子网内资源速率和访问全局网中资源速率没有区别,子网设置单独服务器的意义不大,通过在全局网中设置服务器群不仅节省费用,更可以合理配置信息资源。

3.降低成本:通常的网络设计用交换机构成子网,用路由器进行子网间互连。

目前采用三层交换机进行网络设计,既可以进行任意虚拟子网划分,又可以通过交换机三层路由功能完成子网间通信,为此节省了价格昂贵的路由器。

4.交换机之间连接灵活:作为交换机,它们之间不允许存在回路,作为路由器,又可有多条通路来提高可靠性、平衡负载。

三层交换机用生成树算法阻塞造成回路的端口,但进行路由选择时,依然把阻塞掉的通路作为可选路径参与路由选择。

五、结论综上所述,交换机一般用于LAN-WAN的连接,交换机归于网桥,是数据链路层的设备,有些交换机也可实现第三层的交换。

路由器用于WAN-WAN之间的连接,可以解决异性网络之间转发分组,作用于网络层。

他们只是从一条线路上接受输入分组,然后向另一条线路转发。

这两条线路可能分属于不同的网络,并采用不同协议。

相比较而言,路由器的功能较交换机要强大,但速度相对也慢,价格昂贵,第三层交换机既有交换机线速转发报文能力,又有路由器良好的控制功能,因此得以广播应用。

在同一公司两个不同的网段的局域网怎么才能互通

答案明确:通过配置路由器或交换机,以及使用网络桥接技术,可以实现同一公司不同网段之间的局域网互通。

解释如下:

一、路由器或交换机的配置

在同一公司内部,如果两个不同的网段分布在不同的物理位置,通常需要通过路由器或交换机进行连接。

为了使得不同网段的计算机能够互相通信,需要对路由器或交换机进行相应的配置。

这些配置包括设置路由表、子网掩码等,以确保数据包能够正确地在不同的网段之间传输。

二、网络桥接技术的应用

网络桥接是一种允许不同网络之间的通信的技术。

在两个不同的网段之间建立网络桥,可以使得不同网段的计算机像在一个局域网内一样进行通信。

这需要用到桥接设备,如以太网桥接器,它能够将两个或多个网络连接起来,实现数据的互通。

三、IP地址与子网掩码的正确配置

为了确保不同网段之间的通信顺畅,每台计算机都需要正确配置其IP地址和子网掩码。

IP地址是计算机在网络中的唯一标识,而子网掩码则用来划分网络地址和主机地址,确定网络边界。

只有当这些配置正确时,计算机才能正确地发送和接收数据。

四、注意事项与操作建议

在实际操作过程中,需要注意网络的稳定性和安全性。

进行配置时,应详细记录每一步操作,以便在出现问题时进行排查。

另外,对于重要的网络设备和数据,应定期备份,以防意外情况导致数据丢失。

如果遇到技术难题,可以寻求专业的技术支持或者咨询网络专家。

通过以上方法和技术手段,可以实现同一公司不同网段之间的局域网互通,从而方便公司内部的沟通和协作。

网络封包分析软件对网络安全有什么意义? 网络封包分析软件对网络知识学习有什么帮助?

一、背景分析 提起网络信息安全,人们自然就会想到病毒破坏和黑客攻击。

其实不然,政府和企业因信息被窃取所造成的损失远远超过病毒破坏和黑客攻击所造成的损失,据权威机构调查:三分之二以上的安全威胁来自泄密和内部人员犯罪,而非病毒和外来黑客引起。

目前,政府、企业等社会组织在网络安全防护建设中,普遍采用传统的内网边界安全防护技术,即在组织网络的边缘设置网关型边界防火墙、AAA认证、入侵检测系统IDS等等网络边界安全防护技术,对网络入侵进行监控和防护,抵御来自组织外部攻击、防止组织网络资源、信息资源遭受损失,保证组织业务流程的有效进行。

这种解决策略是针对外部入侵的防范,对于来自网络内部的对企业网络资源、信息资源的破坏和非法行为的安全防护却无任何作用。

对于那些需要经常移动的终端设备在安全防护薄弱的外部网络环境的安全保障,企业基于网络边界的安全防护技术就更是鞭长莫及了,由此危及到内部网络的安全。

一方面,企业中经常会有人私自以Modem拨号方式、手机或无线网卡等方式上网,而这些机器通常又置于企业内网中,这种情况的存在给企业网络带来了巨大的潜在威胁;另一方面,黑客利用虚拟专用网络VPN、无线局域网、操作系统以及网络应用程序的各种漏洞就可以绕过企业的边界防火墙侵入企业内部网络,发起攻击使内部网络瘫痪、重要服务器宕机以及破坏和窃取企业内部的重要数据。

二、内网安全风险分析 现代企业的网络环境是建立在当前飞速发展的开放网络环境中,顾名思义,开放的环境既为信息时代的企业提供与外界进行交互的窗口,同时也为企业外部提供了进入企业最核心地带——企业信息系统的便捷途径,使企业网络面临种种威胁和风险:病毒、蠕虫对系统的破坏;系统软件、应用软件自身的安全漏洞为不良企图者所利用来窃取企业的信息资源;企业终端用户由于安全意识、安全知识、安全技能的匮乏,导致企业安全策略不能真正的得到很好的落实,开放的网络给企业的信息安全带来巨大的威胁。

1.病毒、蠕虫入侵 目前,开放网络面临的病毒、蠕虫威胁具有传播速度快、范围广、破坏性大、种类多、变化快等特点,即使再先进的防病毒软件、入侵检测技术也不能独立有效地完成安全防护,特别是对新类型新变种的病毒、蠕虫,防护技术总要相对落后于新病毒新蠕虫的入侵。

病毒、蠕虫很容易通过各种途径侵入企业的内部网络,除了利用企业网络安全防护措施的漏洞外,最大的威胁却是来自于内部网络用户的各种危险应用:不安装杀毒软件;安装杀毒软件但不及时升级;网络用户在安装完自己的办公桌面系统后,未采取任何有效防护措施就连接到危险的网络环境中,特别是Internet;移动用户计算机连接到各种情况不明网络环境,在没有采取任何防护措施的情况下又连入企业网络;桌面用户在终端使用各种数据介质、软件介质等等都可能将病毒、蠕虫在不知不觉中带入到企业网络中,给企业信息基础设施,企业业务带来无法估量的损失。

2.软件漏洞隐患 企业网络通常由数量庞大、种类繁多的软件系统组成,有系统软件、数据库系统、应用软件等等,尤其是存在于广大终端用户办公桌面上的各种应用软件不胜繁杂,每一个软件系统都有不可避免的、潜在的或已知的软件漏洞。

无论哪一部分的漏洞被利用,都会给企业带来危害,轻者危及个别设备,重者成为攻击整个企业网络媒介,危及整个企业网络安全。

3.系统安全配置薄弱 企业网络建设中应用的各种软件系统都有各自默认的安全策略增强的安全配置设置,例如,账号策略、审核策略、屏保策略、匿名访问限制、建立拨号连接限制等等。

这些安全配置的正确应用对于各种软件系统自身的安全防护的增强具有重要作用,但在实际的企业网络环境中,这些安全配置却被忽视,尤其是那些网络的终端用户,导致软件系统的安全配置成为“软肋”、有时可能严重为配置漏洞,完全暴露给整个外部。

例如某些软件系统攻击中采用的“口令强制攻击”就是利用了弱口令习惯性的使用安全隐患,黑客利用各种网络应用默认安装中向外部提供的有限信息获取攻击的必要信息等等。

4.脆弱的网络接入安全防护 传统的网络访问控制都是在企业网络边界进行的,或在不同的企业内网不同子网边界进行且在网络访问用户的身份被确认后,用户即可以对企业内网进行各种访问操作。

在这样一个访问控制策略中存在无限的企业网络安全漏洞,例如,企业网络的合法移动用户在安全防护较差的外网环境中使用VPN连接、远程拨号、无线AP,以太网接入等等网络接入方式,在外网和企业内网之间建立一个安全通道。

另一个传统网络访问控制问题来自企业网络内部,尤其对于大型企业网络拥有成千上万的用户终端,使用的网络应用层出不穷,目前对于企业网管很难准确的控制企业网络的应用,这样的现实导致安全隐患的产生:员工使用未经企业允许的网络应用,如邮件服务器收发邮件,这就可能使企业的保密数据外泄或感染邮件病毒;企业内部员工在终端上私自使用未经允许的网络应用程序,在此过程中就有可能下载到带有病毒、木马程序等恶意代码的软件,从而感染内部网络,进而造成内部网络中敏感数据的泄密或损毁。

5.企业网络入侵 现阶段黑客攻击技术细分下来共有8类,分别为入侵系统类攻击、缓冲区溢出攻击、欺骗类攻击、拒绝服务攻击、对防火墙的攻击、病毒攻击、伪装程序/木马程序攻击、后门攻击。

对于采取各种传统安全防护措施的企业内网来说,都没有万无一失的把握;对于从企业内网走出到安全防护薄弱的外网环境的移动用户来说,安全保障就会严重恶化,当移动用户连接到企业内网,就会将各种网络入侵带入企业网络。

6.终端用户计算机安全完整性缺失 随着网络技术的普及和发展,越来越多的员工会在企业专网以外使用计算机办公,同时这些移动员工需要连接回企业的内部网络获取工作必须的数据。

由于这些移动用户处于专网的保护之外,很有可能被黑客攻陷或感染网络病毒。

同时,企业现有的安全投资(如:防病毒软件、各种补丁程序、安全配置等)若处于不正常运行状态,终端员工没有及时更新病毒特征库,或私自卸载安全软件等,将成为黑客攻击内部网络的跳板。

三、内网安全实施策略 1.多层次的病毒、蠕虫防护 病毒、蠕虫破坏网络安全事件一直以来在网络安全领域就没有一个根本的解决办法,其中的原因是多方面的,有人为的原因,如不安装防杀病毒软件,病毒库未及时升级等等,也有技术上的原因,杀毒软件、入侵防范系统等安全技术对新类型、新变异的病毒、蠕虫的防护往往要落后一步。

危害好像是无法避免的,但我们可以控制它的危害程度,只要我们针对不同的原因采取有针对性的切实有效的防护办法,就会使病毒、蠕虫对企业的危害减少到最低限度,甚至没有危害。

这样,仅靠单一、简单的防护技术是难以防护病毒、蠕虫的威胁的。

2.终端用户透明、自动化的补丁管理,安全配置 为了弥补和纠正运行在企业网络终端设备的系统软件、应用软件的安全漏洞,使整个企业网络安全不至由于个别软件系统的漏洞而受到危害,完全必要在企业的安全管理策略中加强对补丁升级、系统安全配置的管理。

用户可通过管理控制台集中管理企业网络终端设备的软件系统的补丁升级、系统配置策略,定义终端补丁下载。

将补丁升级策略、增强终端系统安全配置策略下发给运行于各终端设备上的安全代理,安全代理执行这些策略,以保证终端系统补丁升级、安全配置的完备有效,整个管理过程都是自动完成的,对终端用户来说完全透明,减少了终端用户的麻烦和企业网络的安全风险,提高企业网络整体的补丁升级、安全配置管理效率和效用,使企业网络的补丁及安全配置管理策略得到有效的落实。

3.全面的网络准入控制 为了解决传统的外网用户接入企业网络给企业网络带来的安全隐患,以及企业网络安全管理人员无法控制内部员工网络行为给企业网络带来的安全问题,除了有效的解决企业员工从企业内网、外网以各种网络接入方式接入企业网络的访问控制问题,同时对传统的网络边界访问控制没有解决的网络接入安全防护措施,而采用边界准入控制、接入层准入控制等技术进行全面的实现准入控制。

当外网用户接入企业网络时,检查客户端的安全策略状态是否符合企业整体安全策略,对于符合的外网访问则放行。

一个全面的网络准入检测系统。

4.终端设备安全完整性保证 主机完整性强制是确保企业网络安全的关键组件。

主机完整性可确保连接到企业网的客户端正运行着所需的应用程序和数据文件。

信息安全业界已经开发出了多种基于主机的安全产品,以确保企业网络和信息的安全,阻止利用网络连接技术、应用程序和操作系统的弱点和漏洞所发起的攻击。

并已充分采用了在个人防火墙、入侵检测、防病毒、文件完整性、文件加密和安全补丁程序等方面的技术进步来有效地保护企业设备。

然而,只有在充分保证这些安全技术的应用状态、更新级别和策略完整性之后,才能享受这些安全技术给企业网络安全带来的益处。

如果企业端点设备不能实施主机完整性,也就不能将该设备看成企业网络受信设备。

仅供参考,请自借鉴希望对您有帮助

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