計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備.ppt

,網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備,主要內(nèi)容,一、中繼器二、集線器三、網(wǎng)橋四、交換機(jī)五、路由器,主要介質(zhì)傳輸距離,在IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)中，幾種主要介質(zhì)傳輸距離設(shè)計(jì)規(guī)格如下表所示：介質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)距離雙絞線10BASET100米細(xì)同軸電纜10BASE2185米粗同軸電纜10BASE5500米光纖10BASEF2000米,1.中繼器（Repeater）擴(kuò)展局域網(wǎng),中繼器：是將兩個(gè)網(wǎng)段連接起來(lái)的設(shè)備或節(jié)點(diǎn)。轉(zhuǎn)發(fā)器又稱最簡(jiǎn)單的中繼器設(shè)備（中繼器又稱轉(zhuǎn)發(fā)器）。工作在OSI的物理層。,中繼器,中繼器的作用,若局域網(wǎng)的跨越距離過(guò)長(zhǎng)，使得信號(hào)會(huì)衰減，從而導(dǎo)致接收設(shè)備無(wú)法正確識(shí)別信號(hào)。此時(shí)，應(yīng)加接中繼器，以加強(qiáng)信號(hào)，實(shí)現(xiàn)波形修整、放大、中繼轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)信息功能。作用：擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)連接距離和擴(kuò)充工作站數(shù)量的作用。像個(gè)加油站。,中繼器連接局域網(wǎng)中的不同網(wǎng)段，能夠連接不同類型的介質(zhì)，例如連接細(xì)以太網(wǎng)和粗以太網(wǎng)電纜。中繼器不能連接不同的介質(zhì)訪問(wèn)類型，如令牌網(wǎng)和以太網(wǎng)連接。作為以太網(wǎng)的聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，中繼器只適用一個(gè)小的地理區(qū)域相對(duì)小型局域網(wǎng)使用。例如一座辦公樓中的幾層當(dāng)中。,中繼器只負(fù)責(zé)將任何電纜段上的數(shù)據(jù)發(fā)送到另一段電纜上，并不管信號(hào)中是否有錯(cuò)誤或不適于傳輸?shù)男盘?hào)。,中繼器注意事項(xiàng),中繼器不對(duì)信號(hào)進(jìn)行濾波和解釋。注意：1、不要形成環(huán)路；2、不要無(wú)限制地連接中繼器。以太網(wǎng)最多可用4個(gè)中繼器。如以太網(wǎng)常常利用中繼器擴(kuò)展總線的電纜長(zhǎng)度，標(biāo)準(zhǔn)細(xì)纜以太網(wǎng)的每段長(zhǎng)度最大185米，最多可有5段，因此增加中繼器后，最大網(wǎng)絡(luò)電纜長(zhǎng)度則可提高到925米。,以太網(wǎng)的54321原則是什么？,具體原則詳解如下：5：允許5個(gè)網(wǎng)段，每網(wǎng)段最大長(zhǎng)度100米。4：在同一信道上允許連接4個(gè)中繼器或集線器3：在其中的三個(gè)網(wǎng)段上可以增加節(jié)點(diǎn)。2：在另外兩個(gè)網(wǎng)段上，除做中繼器鏈路外，不能接任何節(jié)點(diǎn)。1：上述將組建一個(gè)大型的沖突域，最大站點(diǎn)數(shù)1024，網(wǎng)絡(luò)直徑達(dá)2500米。,二、集線器(HUB),1、集線器及工作原理2、集線器分類3、局域網(wǎng)集線器的選擇,集線器（HUB）可以稱為多端口的中繼器。集線器實(shí)質(zhì)上是中繼器,主要功能就是將其接收到的信號(hào)進(jìn)行再生放大，以擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)的傳輸距離。集線器工作在物理層.,2.集線器,集線器(HUB),使用多個(gè)集線器可連成更大的局域網(wǎng),集線器擴(kuò)展局域網(wǎng),2集線器分類,結(jié)合技術(shù)和應(yīng)用兩個(gè)方面，可對(duì)Hub進(jìn)行如下的分類。(1）HUB按照對(duì)輸入信號(hào)的處理方式上，可以分為無(wú)源HUB有源HUB智能HUB,（2）按連接速率分。如10M、100M、10/100M自適應(yīng)HUB等等（3）按端口數(shù)目分。（4）按結(jié)構(gòu)和功能分類，HUB集線器可分為未管理的集線器、堆疊式集線器和底盤集線器三類。但Hub也可以集中其中的多個(gè)特點(diǎn)，如“8口10/100Mbps自適應(yīng)智能型Hub”、“24口100Mbps可堆疊式Hub”等。,優(yōu)點(diǎn)擴(kuò)大了局域網(wǎng)覆蓋的地理范圍。缺點(diǎn)任一時(shí)刻，只能有一個(gè)站點(diǎn)在發(fā)送數(shù)據(jù)。所以，集線器擴(kuò)展局域網(wǎng)碰撞域增大了，但總的吞吐量并未提高。如果使用不同的數(shù)據(jù)率，那么就不能用集線器將它們互連起來(lái)。,3.集線器優(yōu)缺點(diǎn),4局域網(wǎng)集線器的選擇,選擇方法（1）以速度為標(biāo)準(zhǔn)。上聯(lián)設(shè)備的帶寬、提供的連接端口數(shù)、應(yīng)用需求。（2）以能否滿足拓展為標(biāo)準(zhǔn)。堆疊、級(jí)聯(lián)。（3）以是否提供網(wǎng)管功能為標(biāo)準(zhǔn)。（4）以外型尺寸為參考。（5）適當(dāng)考慮品牌和價(jià)格。,三、網(wǎng)橋(Bridge),網(wǎng)橋?qū)蓚€(gè)相似的網(wǎng)絡(luò)連接起來(lái)，并對(duì)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的流通進(jìn)行管理。它工作于數(shù)據(jù)鏈路層，不但能擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)的距離或范圍，而且可提高網(wǎng)絡(luò)的性能、可靠性和安全性。網(wǎng)橋可以是專門硬件設(shè)備，也可以由計(jì)算機(jī)加裝的網(wǎng)橋軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)，,網(wǎng)橋,網(wǎng)橋（Bridge）像一個(gè)聰明的中繼器。中繼器從一個(gè)網(wǎng)絡(luò)電纜里接收信號(hào)，放大它們，將其送入下一個(gè)電纜。相比較而言，網(wǎng)橋?qū)年P(guān)卡上傳下來(lái)的信息更敏銳一些。網(wǎng)橋是一種對(duì)幀進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)的技術(shù)，根據(jù)MAC分區(qū)塊，可隔離碰撞。網(wǎng)橋?qū)⒕W(wǎng)絡(luò)的多個(gè)網(wǎng)段在數(shù)據(jù)鏈路層連接起來(lái)。,端口1,網(wǎng)橋的內(nèi)部結(jié)構(gòu),站表,端口管理軟件,網(wǎng)橋協(xié)議實(shí)體,端口1,端口2,緩存,網(wǎng)段B,網(wǎng)段A,1,1,1,2,2,2,站地址,端口,網(wǎng)橋,網(wǎng)橋,端口2,(1)接收幀(2)緩存(3)查表(4)丟棄發(fā)往同LAN的幀；否則轉(zhuǎn)發(fā)到相應(yīng)端口,網(wǎng)橋工作原理,網(wǎng)橋具有過(guò)濾幀的功能。當(dāng)網(wǎng)橋收到一個(gè)幀時(shí)，并不是向所有端口轉(zhuǎn)發(fā)此幀，而是先檢查此幀的目的MAC地址，然后再確定將該幀轉(zhuǎn)發(fā)到哪一個(gè)端口,網(wǎng)橋的作用,局域網(wǎng)上的信息往往是局部的，通常網(wǎng)內(nèi)的通信遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于網(wǎng)間的通信。如果把一個(gè)局域網(wǎng)分成兩個(gè)局域網(wǎng)，則每個(gè)網(wǎng)段的利用率將會(huì)提高一倍。因此，可以用網(wǎng)橋來(lái)連接這兩個(gè)網(wǎng)段。,三、網(wǎng)橋,網(wǎng)橋的特性：工作在數(shù)據(jù)鏈路層是一種存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備支持任何網(wǎng)絡(luò)層和高層協(xié)議根據(jù)MAC地址過(guò)濾數(shù)據(jù)不能隔離廣播信息,1、存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)增加了時(shí)延。2、對(duì)廣播信息不能識(shí)別，也不能過(guò)濾。容易產(chǎn)生A網(wǎng)絡(luò)廣播給B網(wǎng)絡(luò)工作站數(shù)據(jù)，又被重新廣播回A網(wǎng)絡(luò)的情況，這種往返廣播，使網(wǎng)上出現(xiàn)大量冗余信息，最終形成廣播風(fēng)暴。網(wǎng)橋只適合于用戶數(shù)不太多(不超過(guò)幾百個(gè))和通信量不太大的局域網(wǎng)。,使用網(wǎng)橋帶來(lái)的缺點(diǎn),集線器、中繼器工作在物理層，只是進(jìn)行信號(hào)的放大，轉(zhuǎn)發(fā)。網(wǎng)橋工作在數(shù)據(jù)鏈路層，能識(shí)別數(shù)據(jù)幀，轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)幀。集線器或中繼器會(huì)把不正確的幀傳送到另一個(gè)網(wǎng)段，而網(wǎng)橋?qū)?huì)丟棄不正確的幀。網(wǎng)橋可以把故障控制到一個(gè)網(wǎng)段內(nèi)。集線器在轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)時(shí)，不對(duì)傳輸媒體進(jìn)行檢測(cè)。,網(wǎng)橋和集線器、中繼器不同,四、交換機(jī)(Switch),1交換機(jī)及工作原理2交換機(jī)分類3交換機(jī)與集線器的區(qū)別4交換機(jī)與網(wǎng)橋的區(qū)別,交換式集線器常稱為以太網(wǎng)交換機(jī)(switch)交換機(jī)概念的提出：1、集線器共享介質(zhì)傳輸，造成整個(gè)網(wǎng)絡(luò)傳輸效率低下。一個(gè)結(jié)點(diǎn)發(fā)出的數(shù)據(jù)，所有其它結(jié)點(diǎn)都可以接收到，數(shù)據(jù)不安全。2、交換機(jī)可以解決上述問(wèn)題，與集線器不同，交換機(jī)只將收到的數(shù)據(jù)包根據(jù)目的地址發(fā)到相應(yīng)的端口，而集線器則是將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到所有端口。而且，交換機(jī)可以同時(shí)連通許多對(duì)端口，使多個(gè)端口之間在同一時(shí)刻能夠相互通信。,網(wǎng)絡(luò)交換機(jī),四、交換機(jī)(Switch),2交換機(jī)及工作原理,交換機(jī)的工作原理1）交換機(jī)根據(jù)收到數(shù)據(jù)幀中的源MAC地址建立該地址同交換機(jī)端口的映射，并將其寫入MAC地址表中。2）交換機(jī)將數(shù)據(jù)幀中的目的MAC地址同已建立的MAC地址表進(jìn)行比較，以決定由哪個(gè)端口進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。3）如數(shù)據(jù)幀中的目的MAC地址不在MAC地址表中，則向所有端口轉(zhuǎn)發(fā)。這一過(guò)程稱為泛洪（flood）。4）廣播幀和組播幀向所有的端口轉(zhuǎn)發(fā)。,對(duì)于普通10Mb/s的共享式以太網(wǎng)，若共有N個(gè)用戶，則每個(gè)用戶占有的平均帶寬只有總帶寬(10Mb/s)的N分之一。使用以太網(wǎng)交換機(jī)時(shí)，雖然在每個(gè)端口到主機(jī)的帶寬還是10Mb/s，但由于一個(gè)用戶在通信時(shí)是獨(dú)占而不是和其他網(wǎng)絡(luò)用戶共享傳輸媒體的帶寬，因此對(duì)于擁有N對(duì)端口的交換機(jī)的總?cè)萘繛镹10Mb/s。這正是交換機(jī)的最大優(yōu)點(diǎn)。,2交換機(jī)及工作原理,交換機(jī)在網(wǎng)絡(luò)中獨(dú)享帶寬,交換式以太網(wǎng)總?cè)萘繛镹*10Mbps，N為交換機(jī)擁有的端口對(duì)數(shù)。同一時(shí)刻可以有N對(duì)站點(diǎn)在傳輸數(shù)據(jù)。,用以太網(wǎng)交換機(jī)擴(kuò)展局域網(wǎng),集線器,集線器,集線器,一系,三系,二系,10BASE-T,至因特網(wǎng),100Mb/s,100Mb/s,100Mb/s,萬(wàn)維網(wǎng)服務(wù)器,電子郵件服務(wù)器,以太網(wǎng)交換機(jī),路由器,3交換機(jī)分類,從廣義上來(lái)看，交換機(jī)分為：廣域網(wǎng)交換機(jī)和局域網(wǎng)交換機(jī)。從傳輸介質(zhì)和傳輸速度分為：以太網(wǎng)交換機(jī)、快速以太網(wǎng)交換機(jī)、千兆以太網(wǎng)交換機(jī)、FDDI交換機(jī)、ATM交換機(jī)和令牌環(huán)交換機(jī)。,1、局域網(wǎng)交換機(jī)背板帶寬大大低于廣域網(wǎng)交換機(jī)2、廣域網(wǎng)交換機(jī)支持路由功能3、廣域網(wǎng)交換機(jī)內(nèi)置安全機(jī)制，大大提高安全性4、廣域網(wǎng)交換機(jī)帶有計(jì)費(fèi)功能5、廣域網(wǎng)交換機(jī)可以管理多個(gè)局域網(wǎng)，而局域網(wǎng)交換機(jī)則不行,D-LinkDES-1226G參考價(jià)格：1200元交換機(jī)類：網(wǎng)管交換機(jī)傳輸速率：10Mbps傳輸模式：全雙工/半雙工自適網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)：IEEE802.3、IEEE,華為3ComQuidwayS1026T參考價(jià)格：840元交換機(jī)類：千兆以太網(wǎng)交換機(jī)傳輸速率：10Mbps/100Mbps、傳輸模式：全雙工/半雙工自適網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)：IEEE802.3、IEEE,4交換機(jī)與集線器的區(qū)別,1）用集線器組成的網(wǎng)絡(luò)稱為共享式網(wǎng)絡(luò)，用交換機(jī)組成的網(wǎng)絡(luò)稱為交換式網(wǎng)絡(luò)。共享式網(wǎng)絡(luò)存在的主要問(wèn)題是所有用戶共享帶寬，每個(gè)用戶的可用帶寬隨用戶數(shù)量的增加而減少。在交換式網(wǎng)絡(luò)中，交換機(jī)能夠提供給每個(gè)用戶專用的信息通道，理想情況下，每個(gè)用戶都獨(dú)享帶寬。,2）集線器只能在半雙工方式下工作，而交換機(jī)同時(shí)支持半雙工和全雙工操作。因?yàn)榧€器是共享傳輸介質(zhì)的，這樣在上行通道上集線器一次只能傳輸一個(gè)任務(wù)，要么是接收數(shù)據(jù)，要么是發(fā)送數(shù)據(jù)。而交換機(jī)則不一樣，它是采用全雙工方式來(lái)傳輸數(shù)據(jù)的，因此在同一時(shí)刻可以同時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)的接收和發(fā)送，這不但令數(shù)據(jù)的傳輸速度大大加快，而且在整個(gè)系統(tǒng)的吞吐量方面交換機(jī)比集線器至少要快一倍以上。,5交換機(jī)與網(wǎng)橋的區(qū)別,（1）交換機(jī)工作時(shí)，實(shí)際上允許許多組端口間的通道同時(shí)工作。（2）分段能力的區(qū)別（3）傳輸速率的區(qū)別（4）數(shù)據(jù)幀轉(zhuǎn)發(fā)方式的區(qū)別,由于交換機(jī)能夠支持多個(gè)端口，因此可以把網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)劃分成為更多的物理網(wǎng)段，這樣使得整個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)具有更高的帶寬。而網(wǎng)橋僅僅支持兩個(gè)端口，所以，網(wǎng)橋劃分的物理網(wǎng)段是相當(dāng)有限的。,網(wǎng)橋在發(fā)送數(shù)據(jù)幀前，通常要接收到完整的數(shù)據(jù)幀并執(zhí)行幀檢測(cè)序列FCS后，才開始轉(zhuǎn)發(fā)該數(shù)據(jù)幀。交換機(jī)具有存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)和直接轉(zhuǎn)發(fā)兩種幀轉(zhuǎn)發(fā)方式。直接轉(zhuǎn)發(fā)方式則不需要。,所以，交換機(jī)的功能體現(xiàn)出不僅僅是一個(gè)網(wǎng)橋的功能，而是多個(gè)網(wǎng)橋功能的集合。即網(wǎng)橋一般分有兩個(gè)端口，而交換機(jī)具有高密度的端口。,五、路由器(Router),1路由器及工作原理2路由器的主要功能3路由器的分類4路由器與交換機(jī)的區(qū)別,5.路由器（Router）,路由器也稱作路徑選擇器，其功能是在多個(gè)網(wǎng)絡(luò)和介質(zhì)之間實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)。工作在網(wǎng)絡(luò)層，具有異種網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的能力。,路由器,1路由器及工作原理,工作原理如下：（1）路由器接收來(lái)自它連接的某個(gè)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)。（2）路由器檢查IP報(bào)頭中的目的地址。如果目的地址位于發(fā)出數(shù)據(jù)的那個(gè)網(wǎng)絡(luò)，那么路由器就放下被認(rèn)為已經(jīng)達(dá)到目的地的數(shù)據(jù)。（3）如果數(shù)據(jù)要送往另一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，那么路由器就查詢路由表，以確定數(shù)據(jù)要轉(zhuǎn)發(fā)到的目的地。,2路由器的主要功能,功能主要包括下面幾個(gè)方面：（1）把網(wǎng)絡(luò)分隔成多個(gè)子網(wǎng)。（2）隔離廣播風(fēng)暴。（3）路徑選擇。（4）連接不同協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)。（5）提供安全訪問(wèn)機(jī)制。（6）提供第三層網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。,3路由器的分類,（1）按處理能力來(lái)劃分?？蓪⒙酚善鞣譃楦叨寺酚善骱椭械投寺酚善?。通常將背板交換能力大于40Gbps以上的路由器稱為高端路由器，背板交換能在40Gbps以下的路由器稱為中低端路由器。（2）按結(jié)構(gòu)分?？蓪⒙酚善鞣譃槟K化結(jié)構(gòu)與非模塊化結(jié)構(gòu)。通常中高端路由器為模塊化結(jié)構(gòu)，低端路由器為非模塊化結(jié)構(gòu)。（3）按所處網(wǎng)絡(luò)位置分?？煞譃楹诵穆酚善髋c接入路由器。核心路由器位于網(wǎng)絡(luò)中心，通常使用的是高端路由器，要求快速的包交換能力與高速的網(wǎng)絡(luò)接口，通常是模塊化結(jié)構(gòu)。接入路由器位于網(wǎng)絡(luò)邊緣，通常使用的是中低端路由器，要求相對(duì)低速的端口以及較強(qiáng)的接入控制能力。,3路由器的分類,（4）按功能分。可分為通用路由器與專用路由器。一般所說(shuō)的路由器為通用路由器。專用路由器通常為實(shí)現(xiàn)某種特定功能對(duì)路由器接口、硬件等作專門優(yōu)化。（5）按性能分?？煞譃榫€速路由器以及非線速路由器。線速路由器是高端路由器，能以媒體速率轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包；中低端路由器是非線速路由器。目前一些新的寬帶接入路由器也有線速轉(zhuǎn)發(fā)能力。線速轉(zhuǎn)發(fā)是路由器性能的一個(gè)重要指標(biāo)。簡(jiǎn)單的說(shuō)就是進(jìn)來(lái)多大的流量，就出去多大的流量，不會(huì)因?yàn)樵O(shè)備處理能力的問(wèn)題而造成吞吐量下降。,參考價(jià)格：100元路由器類：寬帶路由器網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)：IEEE802.3網(wǎng)絡(luò)協(xié)議：TCP/IP,華為3ComQuidwayAR18-22-24參考價(jià)格：4000元路由器類：寬帶路由器網(wǎng)絡(luò)協(xié)議：ARP，靜態(tài)域名解析固定的廣：2個(gè)10/100M以太網(wǎng)固定的局：24個(gè)10/100M以太網(wǎng),H3CMSR50-60參考價(jià)格：76000元路由器類：多業(yè)務(wù)開放路由器,4路由器與交換機(jī)的區(qū)別,（1）交換機(jī)工作在OSI七層模型的第二層，即數(shù)據(jù)鏈路層；路由器工作在OSI七層模型的第三層，即網(wǎng)絡(luò)層。（2）交換機(jī)利用物理地址來(lái)確定是否轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)；路由器利用位于第三層的尋址方法來(lái)確定是否轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，使用IP地址而不是物理地址。（3）傳統(tǒng)的交換機(jī)只能分割沖突域，而無(wú)法分割廣播域；而路由器可以分割廣播域。（4）交換機(jī)主要是用來(lái)連接網(wǎng)絡(luò)中的各個(gè)網(wǎng)段；路由器則可以通過(guò)端到端的路由選擇來(lái)連接不同的網(wǎng)絡(luò)，并可實(shí)現(xiàn)與Internet的連接。,練習(xí),1、中繼器是一種解決信號(hào)傳輸過(guò)程中_信號(hào)的設(shè)備。2、網(wǎng)橋（Bridge）工作在_層，可以轉(zhuǎn)發(fā)一個(gè)完整的_。3、交換機(jī)按每一個(gè)包中_決定信息轉(zhuǎn)發(fā)。4、_能夠隔離廣播數(shù)據(jù)。5、網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)時(shí)，中繼器是工作在OSI參考模型的_層。6、100Mbps的交換機(jī)每個(gè)端口都工作在全雙工模式下則8口交換機(jī)需要的最大背板交換帶寬是【】A200MbpsB400MbpsC800MbpsD1600Mbps,放大,7在OSI參考模型中，網(wǎng)橋?qū)崿F(xiàn)互聯(lián)的層次為【】A.物理層B.數(shù)據(jù)鏈路層C.網(wǎng)絡(luò)層D.高層8、下面那種網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)層關(guān)系最密切（）A中繼器B交換機(jī)C路由器D網(wǎng)關(guān)9、當(dāng)網(wǎng)橋收到一幀當(dāng)網(wǎng)橋收到一幀，但不知道目的節(jié)點(diǎn)在哪個(gè)網(wǎng)段時(shí)，它必須它必須（）A再