认识网络互联设备ppt课件.ppt

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1、认 识 网 络 互 联 设 备1 1 网络互联概述网络互联概述 2 2 网络接口卡网络接口卡3 3 集线器集线器4 4 以太网交换机以太网交换机5 5 其它网络互连设备其它网络互连设备6 6 调制解调器调制解调器7 7 校园网网络设备认识校园网网络设备认识能力目标 认识各种网络互联设备 掌握各种网络互联设备的功能 学会各种网络互联设备的安装能力体现 通过网络查看各种网络设备，并了解它们的特性及使用场合。 学会 各种网络互联设备的安装。 网络互联是指将分布在不同地理位置，或者采用不同低层协议的网络相连接，以构成更大规模的互联网络系统，实现互联网络资源的共享。1 网网 络络 互互 联联 概概 述述

2、网络互联的基本概念网络互联的基本概念 所谓网络的互联，一般是指所谓网络的互联，一般是指将不同的网络（如局域网、广域将不同的网络（如局域网、广域网）通过某种手段连接起来，使之能够相互通信的一种技术和网）通过某种手段连接起来，使之能够相互通信的一种技术和方法方法。 从互联的层度讲，网络互联有层度不同的从互联的层度讲，网络互联有层度不同的3 3个概念个概念: : 1. 1. 互连互连 在两个物理网络之间至少有一条物理链路在两个物理网络之间至少有一条物理链路。但这并不能保。但这并不能保证两个网络一定能进行数据交换，因为还要取决于两个网络的证两个网络一定能进行数据交换，因为还要取决于两个网络的通信协议是

3、否兼容。通信协议是否兼容。2. 2. 互通互通 两个网络之间可以进行数据交换两个网络之间可以进行数据交换。但这仅涉及通信的两个。但这仅涉及通信的两个网络之间的端网络之间的端端连接和数据交换。端连接和数据交换。3. 3. 互操作互操作 两个网络中不同计算机系统之间两个网络中不同计算机系统之间具有透明地访问对方资源具有透明地访问对方资源的能力的能力，不依赖于具体连接形式。，不依赖于具体连接形式。 问题1 计算机通过什么设备连接到网络上？ 你对这个设备了解多少？2 网网 络络 接接 口口 卡卡2.1 概述概述 网卡是局域网中最基本的部件之一。作为网络硬件来说，它是最基本、应用最广泛的一种网络设备。网

4、卡的全名为网络接口卡NIC(Network Interface Card)，它的主要工作为：组织计算机上发往网线上的数据，并将数据分解为适当大小的数据包之后再通过网络发送出去。网卡的标准是由IEEE来定义的。网卡工作于开放式系统互连OSI(Open System Interface)的最低层，也就是物理层，该层定义了网卡的有关连接头、针的使用、电流、编码等。每种不同的网卡必须要有相应的网线或者其它网络设备跟它相对应，不能盲目混用。 因此，对于每块网卡而言，都有一个惟一的网络节点地址，它是网卡生产厂家在生产时烧入ROM或EEPROM中的，且保证绝对不会重复，这个地址称为介质访问控制地址MAC(M

5、edia Access Control)。硬件地址以6字节表示，前三个字节表示厂商代号，后3个字节为流水号。每个厂商都必须向IEEE登记注册，才能获得合法的、惟一的厂商代号。开始开始运行运行-CMD-IPCONFIG/ALL2.2 以太网卡的分类以太网卡的分类 (1) 根据传输速度，网卡可以分为10 Mb/s网卡，10/100 Mb/s自适应网卡，以及千兆(1000 Mb/s)网卡等。我们目前常使用的是10 Mb/s和10/100 Mb/s自适应网卡两种。因为它们价格便宜，所以比较适合于一般用途。对于千兆的网卡，目前主要用于高速的服务器。(2) 根据总线，网卡可分为ISA、VESA、EISA、

6、PCI、USB等接口类型。USB接口网卡是最近几年才出现的产品，主要是为了满足没有内置网卡的笔记本用户，它通过USB接口引出(如图4-7所示)。图4-7 USB接口网卡 (3) 根据接口，网卡又可分为RJ45水晶口、BNC细缆口，AUI及FDDI等几类及综合了这几种插口类型于一身的二合一、三合一网卡。 图4-8 10/100 Mb/s RJ45接口网卡 (4) 根据需不需网线，网卡可分为有线网卡和无线网卡两种。下图为一种无线网卡的外形。 问题二 用双绞线连接两台计算机之间的距离不能超过多少米？如果超过了怎么办？3. 中继器中继器信号在网络传输介质中传输时会衰减和受到外界的噪音干扰，使有用的数据

7、信号变得越来越弱。为了保证有用数据的完整性，并在一定范围内传送，我们使用中继器把所接收到的弱信号分离，并再生放大以保持信号的正常。因此，可以看出中继器工作在OSI参考模型中的第一层(物理层)，它主要对网络起延伸作用。（1 1）发送方计算机发送一个清晰的信号；）发送方计算机发送一个清晰的信号；（2 2）当信号到达中继器的时候，已经随着时间有所衰）当信号到达中继器的时候，已经随着时间有所衰减了；减了；（3 3）中继器再生出一个新的清晰的信号，和发送方计）中继器再生出一个新的清晰的信号，和发送方计算机最早发出的信号保持一致，然后从另一个端口将这算机最早发出的信号保持一致，然后从另一个端口将这个清晰的

8、信号发送出去。个清晰的信号发送出去。中继器的工作过程中继器的工作过程问题三 某办公室有员工5人，每人一台计算机，配置齐全，现在5人想组建一个局域网，请问，这个网络拓扑图你建议用什么型？计算机之前如何连接？用到什么网络设备？4 集集 线线 器器 集线器(Hub)是网络中最重要的互连设备之一，用来对通信设备进行物理连接。集线器最初是一种线路集中器，后来发展为较为复杂的带交换功能的集中器。集线器的基本功能是信息分发，它把从一个端口接收的所有信号向所有端口分发出去，如图4-12所示。一些集线器在分发之前将弱信号重新生成，一些集线器整理信号的时序以提供所有端口间的同步数据通信。图4-12 集线器示例AB

9、C从A到BABCWorkstationWorkstationWorkstationHub 集线器的连接应考虑所使用的网络传输介质，一般集线器应具有BNC和RJ 45两个接口或BNC、RJ 45和AUI三个接口。集线器接口数通常有8口、12口、16口、24口等几种。 它工作于OSI(开放系统互联参考模型)参考模型第一层，即“物理层”。 它发送数据时都是没有针对性的，而是采用广播方式发送。也就是说当它要向某节点发送数据时，不是直接把数据发送到目的节点，而是把数据包发送到与集线器相连的所有节点 冲突域就是连接在同一导线上的所有工作站的集合冲突域就是连接在同一导线上的所有工作站的集合,或者说是同一物理

10、网段上所有节点的集合,或以太网上竞争同一带宽的节点集合 以集线器为核心的网络的特点以集线器为核心的网络的特点 所有主机共享带宽所有主机共享带宽 无法限制冲突和广播无法限制冲突和广播 适用于小型网络适用于小型网络按速度划分按速度划分 传统集线器传统集线器 传输速度为传输速度为10Mb/s10Mb/s 快速以太网集线器快速以太网集线器 传输速度为传输速度为100Mb/s 100Mb/s （100Base-T100Base-T网络）网络） 10/100M10/100M自适应集线器自适应集线器 传输速度自适应传输速度自适应 内部有两个网段：内部有两个网段：10M10M和和100M100M，集线器根据连

11、接速度将主机连接，集线器根据连接速度将主机连接到不同网段上。到不同网段上。例：用集线器搭建简单的网络例：用集线器搭建简单的网络 以以1 1台服务器，台服务器，3 3台台PCPC机为例：机为例： 一台HUB 4块UTP接口的网卡 4台PC机 8个RJ45接头（水晶头） 若干米UTP双绞线 NICHUBUTPPC机机服务器服务器 共享信道共享信道LANLAN的缺点的缺点 冲突域中的多个站点同时发送会造成冲突域中的多个站点同时发送会造成冲突；冲突； 网络中站点越多，冲突现象越严重；网络中站点越多，冲突现象越严重； 网络总带宽网络总带宽BW BW ，由于共享信道使得每个站点的平，由于共享信道使得每个站

12、点的平均拥有带宽为均拥有带宽为BW/nBW/n。 解决的方法解决的方法（1 1）提高网络传输速度）提高网络传输速度没有从根本上解决问题没有从根本上解决问题（2 2）网络分段（微网段化）网络分段（微网段化） 减少每个网段中站点的数量减少每个网段中站点的数量, , 使冲突的概率减小；使冲突的概率减小； 增加了网络的总体带宽。增加了网络的总体带宽。 实现网络分段的设备：网桥、交换机、路由器实现网络分段的设备：网桥、交换机、路由器 网桥和交换机可以隔离冲突域网桥和交换机可以隔离冲突域 路由器不仅可以隔离冲突域，还能隔离广播域路由器不仅可以隔离冲突域，还能隔离广播域网络分段示意网络分段示意HUBHUB广

13、播域广播域独立的冲突域独立的冲突域独立的冲突域独立的冲突域网桥或网络交换机网桥或网络交换机v交换机只能分隔冲突域，但不能分隔广播域交换机只能分隔冲突域，但不能分隔广播域HUB冲突域冲突域/广播域广播域网段网段2网段网段1总带宽总带宽: BW*2结点带宽结点带宽: BW/4总带宽总带宽: BW结点带宽结点带宽: BW/85 以太网交换机以太网交换机1 交换机工作原理交换机工作原理 当交换机加电时，它会广播一个特殊的帧，然后根据接收到的信息将MAC地址与交换机的端口号对应起来，如图5-15所示。 工作在数据链路层由于交换机中有端口与地址的对应表，因此它能够将数据送往指定的端口，而其它端口可以继续向

14、另外的端口传送数据，从而避免了共享集线器同时只能有一对端口工作的限制。对于一个N端口100 Mb/s的交换机而言，如果每两个端口相互传送数据，由于每对端口在传送时都拥有100 Mb/s的频宽，因此理论上可以获得的最大频宽为100N/2(Mb/s)，如图5-16所示。但是，如果有多个端口同时要传送数据到同一端口，此时将和共享集线器一样由多个端口争用100 Mb/s带宽。图5-15 交换机工作示意图ABGCDEF地 址 表端口MAC地址1A1B2C2D3E3F4G图5-16 100 Mb/s 交换机ABCD网络主干交换式配置交换机图5-17 交换机使用示例2 交换机的使用交换机的使用一个冲突域一个

15、冲突域一个冲突域一个冲突域一个冲突域10M交换机100M交换机100M Hub100M100M100M10M10M10M10M10M10M冲突域与广播域冲突域与广播域E0E0：0260.8c01.11110260.8c01.1111E1E1：0260.8c01.33330260.8c01.3333E2E2：0260.8c01.22220260.8c01.2222E3E3：0260.8c01.0260.8c01.4444E4E4：0260.8c01.55550260.8c01.55550260.8c01.44440260.8c01.44440260.8c01.66660260.8c01.6666

16、ACEBDF0260.8c01.11110260.8c01.11110260.8c01.22220260.8c01.22220260.8c01.55550260.8c01.55550260.8c01.33330260.8c01.3333E0E0E1E1E2E2E3E3E4E42 交换机的分类1 1）从网络覆盖范围划分）从网络覆盖范围划分 1。 广域网交换机 广域网交换机主要是应用于电信城域网互联、互联网接入等领域的广域网中，提供通信用的基础平台， 2、局域网交换机 这种交换机就是我们常见的交换机了，也是我们学习的重点。局域网交换机应用于局域网络，用于连接终端设备，如服务器、工作站、集线器、路由

17、器、网络打印机等网络设备，提供高速独立通信通道。 其实在局域网交换机中又可以划分为多种不同类型的交换机。下面继续介绍局域网交换机的主要分类标准、 根据交换机使用的网络传输介质及传输速度的不同我们一般可以将局域网交换机分为：以太网交换机快速以太网交换机千兆（G位）以太网交换机10千兆（10G位）以太网交换机FDDI交换机ATM交换机令牌环交换机等。 2）根据交换机网络传输介质及传输速度3）根据交换机应用网络层次划分 企业级交换机 校园网交换机 部门级交换机 工作组交换机 桌机型交换机。 交换机的另一个优点是它能够连接不同运行速度的网段，它可以将一个以10 Mb/s速率运行的端口读入数据帧，然后把

18、帧存储在它的缓存中，然后从一个以100 Mb/s速率运行的端口发送数据帧。 和上面提到的一样，如果很大的通信量从多个端口进入交换机，并且同时发往同一个服务器端口，则会产生数据量可能超过交换机存储帧能力的现象，这时交换机可能会丢失数据，此时网络表现为响应速度降低。对于这种情况的解决有很多方法，常见的方法是使用第三层路由器来代替第二层交换机。因为路由器能提供更为复杂的数据传输机制，允许多个信道作为主干链路使用。6.1 网桥网桥 网桥(Bridge)是一个局域网与另一个局域网之间建立连接的桥梁。网桥与交换机的基本操作是相同的，主要区别是销售商希望把只提供基本网桥功能的低端网桥与不仅提供网桥功能而且还

19、提供更灵活的性能de价格更贵的交换机区别开来。 6 其它网络互连设备其它网络互连设备 如图6-1所示，网桥可分为本地网桥和远程网桥。本地网桥是指在传输介质允许的长度范围内互连网络的网桥；远程网桥是指连接的距离超过网络的常规范围时使用的网桥，通过远程网桥互连的局域网将成为城域网或广域网。如果使用远程网桥，则远程网桥必须成对出现，此时网桥也称为半网桥。图6-1 网桥示例 (a) 本地网桥网桥(b) 广域网桥网桥x.25网络网桥6.2 路由器路由器 路由器(Router)工作在OSI参考模型中的第三层(网络层)，是用于连接多个逻辑上分开的网络，经常使用在大型校园网和企业网中。逻辑网络是指一个单独的网

20、络或一个子网。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。路由器具有判断网络地址和选择数据传输路由的功能，它能在多网络互连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。路由器工作在网络层，它只接收源站或其他路由器的信息，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。路由器与网桥的区别网桥独立于高层协议，它把几个物理网络连起来后提供给用户的仍然是一个逻辑网络，用户根本不知道有网桥存在；路由器则利用互联网协议将网络分成几个逻辑子网。路由器是面向协议的设备，能够识别网络层地址，而网桥只能识别链路层地址或称MAC地址 ，网桥对网络层地址视而不见。

21、 路由器路由器RouterRouter工作在工作在OSIOSI第三层（网络层）。第三层（网络层）。功能：功能： 在网络之间转发网络分组；在网络之间转发网络分组； 为网络分组寻找最佳传输路径；为网络分组寻找最佳传输路径； 实现子网隔离，限制广播风暴。实现子网隔离，限制广播风暴。( (目的地址无法识别目的地址无法识别时，路由器将其丢弃，而不是广播时，路由器将其丢弃，而不是广播比较网络交换比较网络交换机机) ) 提供逻辑地址，以识别互联网上的主机；提供逻辑地址，以识别互联网上的主机； 提供广域网服务。提供广域网服务。应用：把应用：把LANLAN连入广域网或作为广域网的核心连接设备连入广域网或作为广域

22、网的核心连接设备。v路由器与交换机的主要区别：路由器与交换机的主要区别： 用路由器连接起来的若干个网络，它们仍是各自独立用路由器连接起来的若干个网络，它们仍是各自独立的。要想从一个网络访问用路由器连接起来的另一个网络的。要想从一个网络访问用路由器连接起来的另一个网络中的站点，必须指定该站点的逻辑地址（中的站点，必须指定该站点的逻辑地址（IPIP地址），通过地址），通过广播是无法与之进行通信的。广播是无法与之进行通信的。路由器在网络互连中的作用用路由器进行网络互联用路由器进行网络互联 HUB路由器路由器冲突域冲突域2冲突域冲突域1路由器可以隔离冲突域和广播域路由器可以隔离冲突域和广播域 HUB

23、HUB冲突域冲突域3广播域广播域2广播域广播域16.3 网关网关 网关(Gateway)工作在网络层以上。在一个计算机网络中，当连接不同类型而协议差别又较大的网络时，要选用网关设备。网关的功能体现在OSI模型的高层，它将协议进行转换，将数据重新分组，以便在两个不同类型的网络系统之间进行通信。由于协议转换是一件复杂的事，一般来说，网关只进行一对一转换，或是少数几种特定应用协议的转换，因而网关很难实现通用的协议转换。用于网关转换的应用协议有电子邮件、文件传输和远程工作站登录等。另外，将专用网络连接到公共网络的路由器也称为网关(如图6-4所示)。目前，网关已成为网络上每个用户都能访问大型主机的通用工

24、具。图6-4 网关和远程访问网关(路由器)Internet设备名称设备名称OSIOSI层次层次作作 用用寻址功能寻址功能其其 他他中继器中继器网桥网桥路由器路由器网关网关 物理层物理层（第（第1 1层）层）数据链路数据链路层（第层（第2 2层）层） 网络层网络层（第（第3 3层）层）传输层及传输层及以上（第以上（第4747层）层）在电缆段间复制比在电缆段间复制比特、放大电信号，特、放大电信号，扩充扩充LANLAN电缆段的电缆段的距离限制。距离限制。在在LANLAN之间存储转之间存储转发帧（以太网发帧（以太网1 1帧帧至少至少6464字节）。把字节）。把两个物理网络（段两个物理网络（段）连接成一

25、个逻辑）连接成一个逻辑网络。网络。在不同的网络之间在不同的网络之间存储转发分组（数存储转发分组（数据报文）。据报文）。实现不同体系结构实现不同体系结构网络之间的互联。网络之间的互联。无地址无地址 MAC(MAC(介介质访问控质访问控制制) )地址地址。网络地址网络地址一个以太网上最多有一个以太网上最多有4 4个中继器，连接个中继器，连接5 5个电个电缆段。缆段。通过数据链路层的逻辑通过数据链路层的逻辑链路控制子层（链路控制子层（LLCLLC）来选择子网路径。来选择子网路径。路由器利用路由器利用IPIP协议将网协议将网络分成若干个逻辑子网络分成若干个逻辑子网，每个子网有各自独立，每个子网有各自独

26、立的网络地址。在主干网的网络地址。在主干网上路由器的主要作用是上路由器的主要作用是路由选择（通向目的主路由选择（通向目的主机的最佳路径）。路由机的最佳路径）。路由表中保存网络地址。表中保存网络地址。网络互联的层次越高，网络互联的层次越高，代价就越大，效率越低代价就越大，效率越低问题 四 现在家庭都是如何上网的？用了哪些设备？7 调调 制制 解解 调调 器器 Modem其实是Modulator(调制器)与Demodulator(解调器)的简称，译成中文就是“调制解调器”。Modem的主要功能就是将计算机中的数字信号转换成能在电话线上传输的模拟信号或将电话线上传输的模拟信号转换成计算机中的数字信号

27、(如图71-所示)。现在的Modem基本上都带有传真和语音功能，所以通常又叫Fax/Voice/Modem。图7-1 调制解调器应用示例调制解调器电话交换网调制解调器6.1 认识调制解调器认识调制解调器 1Modem的类别的类别 一般来说，Modem大致可以分为以下四类： (1) 外置式Modem。外置式Modem放置在机箱外面，主机通过串行通讯口连接。这种Modem方便灵巧、易于安装。外置式Modem上有指示灯，可以了解Modem的工作状态。外置式Modem需要使用额外的电源与电缆。 (2) 内置式Modem。内置式Modem直接插在主板插槽上使用，由主板电源供电，无需额外的电源与电缆。内置

28、Modem制造工艺简单，成本低，所以售价便宜，但它需要占用主板上的一个扩展槽和一个中断，还要拆机箱。在安装时需要参考厂家的使用说明书或用户手册。 (3) 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。 (4) 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。 除传统的电话线Modem外，还有ISDN、Cable Modem、ADSL等形式。 2 ADSL Modem 传统的

29、电话系统使用的是铜线的低频部分(4 kHz以下频段)，而非对称数字用户线路ADSL(Asymmetric Digital Subscriber Line)采用DMT(离散多音频)技术，将原先电话线路0 Hz1.1 MHz频段划分成256个频宽为3 kHz的子频带。其中，4 kHz以下频段仍用于传送POTS(传统电话业务)，20138 kHz的频段用来传送上行信号，138 kHz1.1 MHz的频段用来传送下行信号。DMT技术可根据线路的情况调整在每个信道上所调制的比特数，以便更充分地利用线路。一般来说，子信道的信噪比越大，在该信道上调制的比特数越多。如果某个子信道的信噪比很差，则弃之不用。 由

30、此可见，对于原先的电话信号而言，仍使用原先的频带，而基于ADSL的业务，使用的是话音以外的频带。因此它利用数字编码技术从现有铜质电话线上获取最大数据传输容量，同时又不干扰在同一条线上进行的常规话音服务。用户可以在上网的同时打电话或发送传真，而这将不会影响通话质量或降低下载Internet内容的速度。ADSL提供三个信息通道：一个速率为1.58 Mb/s的高速下行通道，用于用户下载信息；一个速率为16 Kb/s1 Mb/s的中速双工通道，用于用户上传输出信息；一个普通的老式电话服务通道，用于普通电话服务。 因此，ADSL能够向终端用户提供8 Mb/s的下行传输速率和1 Mb/s的上行传输速率,比传统的28.8 k模拟调制解调器快将近200倍。这也是传输速率达128 Kb/s的ISDN(综合业务数据网)所无法比拟的，同时ADSL的传输距离可达到35 km。作业 1、常见的网络互联设备有哪些？ 2、简述网卡的功能及分类？ 3、简述交换机的功能及分类？