計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備

1、第五章計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備一、教學(xué)目標(biāo)：1. 了解計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的主要設(shè)備2. 了解計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的主要原理3. 掌握計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的基本用途4. 掌握計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的使用常識(shí)二、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的主要原理三、技能培訓(xùn)重點(diǎn)、難點(diǎn)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的使用常識(shí)四、教學(xué)方法教師講解、演示，學(xué)生思考、記憶；教師提問(wèn)五、教具使用計(jì)算機(jī)一臺(tái)、多媒體幻燈片演示六、教學(xué)內(nèi)容與過(guò)程導(dǎo)入：提問(wèn)學(xué)生家中有無(wú)計(jì)算機(jī)、有無(wú)基本的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。引導(dǎo)學(xué)生思考、回答并相互補(bǔ)充。教師總結(jié)歸納計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的基本類型，基本原理，基本用途。講授新課：(多媒體幻燈片演示或板書)第五章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備5. 1.1.網(wǎng)卡的功能網(wǎng)絡(luò)適配卡又稱網(wǎng)

2、絡(luò)接口卡，簡(jiǎn)稱網(wǎng)卡。提供了計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)纜線之 間的物理接口。(1) 實(shí)現(xiàn)局域網(wǎng)中傳輸介質(zhì)的物理連接和電氣連接；(2) 代表著一個(gè)固定的地址；(3) 對(duì)發(fā)送和接收的信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)控制命令；(4) 實(shí)現(xiàn)OSI開放系統(tǒng)七層模型中的數(shù)據(jù)鏈路層的功能；(5) 對(duì)傳送和接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行緩存。(6) 按照OSI協(xié)議物理層傳輸?shù)慕涌跇?biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)規(guī)定的接口功能。5. 1 . 2.網(wǎng)卡的工作原理在網(wǎng)卡上有一定數(shù)目的緩沖存儲(chǔ)器，當(dāng)網(wǎng)上傳來(lái)的數(shù)據(jù)到達(dá)本工作站時(shí)，首先被暫時(shí)存放在網(wǎng)卡的緩存中，由網(wǎng)卡來(lái)通知CPU在某個(gè)時(shí)候來(lái)處 理新來(lái)的數(shù)據(jù)。5. 1. 3.網(wǎng)卡的類型(1) 按總線的類型分類網(wǎng)卡按總線類型可分為 IS

3、A總線型網(wǎng)卡、PCI總線型網(wǎng)卡、PCMCIA總 線型網(wǎng)卡、USB網(wǎng)絡(luò)適配器。(2 )按網(wǎng)絡(luò)類型分類網(wǎng)卡按網(wǎng)絡(luò)類型可分為以太網(wǎng)卡、令牌環(huán)網(wǎng)卡和ATM網(wǎng)卡等。(3) 按網(wǎng)卡的連接頭分類網(wǎng)卡按網(wǎng)卡的連接頭可分為 BNC連接頭、RJ45連接頭、AUI連接頭、 光纖網(wǎng)卡以及無(wú)線網(wǎng)卡等。早期產(chǎn)品中還有同時(shí)具有BNC連接頭和RJ45連接頭的網(wǎng)卡。(4 )按傳輸速率分類網(wǎng)卡按其傳輸速率(帶寬)分為10Mbps、100Mbps、1000Mbps網(wǎng)卡以及 10M/100Mbps、10M/100M/1000Mbps 自適應(yīng)網(wǎng)卡等。5. 1 . 4網(wǎng)卡的選擇網(wǎng)卡的選購(gòu)要綜合考慮組網(wǎng)類型、計(jì)算機(jī)擴(kuò)展槽類型、使用環(huán)境、實(shí)

4、現(xiàn)的 功能和要求、性價(jià)比等因素。(1) 選擇性價(jià)比高的網(wǎng)卡(2) 根據(jù)組網(wǎng)類型選擇網(wǎng)卡(3) 根據(jù)工作站選擇合適總線類型的網(wǎng)卡(4) 根據(jù)使用環(huán)境選擇網(wǎng)卡(5) 根據(jù)特殊要求選擇網(wǎng)卡5. 1 . 5.網(wǎng)卡的安裝在計(jì)算機(jī)上安裝網(wǎng)卡的步驟如下：(1) 首先將計(jì)算機(jī)后方的各種插頭和連線拆除，如果不熟悉這些線路的安 裝，應(yīng)記下每條線路的安裝位置與方式。(2) 將主機(jī)外殼的螺絲卸下，再將外殼拆下。(3) 確認(rèn)網(wǎng)卡的總線接口。目前大部分網(wǎng)卡為PCI總線。(4) 在主板上找到相應(yīng)的空閑插槽。(5) 在機(jī)殼后方對(duì)應(yīng)插槽位置上將阻隔的擋板拆除。(6) 將網(wǎng)卡插入相應(yīng)的空閑插槽中，并稍微搖晃，確保網(wǎng)卡與插槽接觸良

5、 好。在主板上按插網(wǎng)卡時(shí)，一般采用先插后半部，再壓下前半部的方法； 如欲將網(wǎng)卡從主板上取下來(lái)，操作與插網(wǎng)卡正好相反，即一般采用先取 前半部，再取后半部的方法。(7) 旋緊螺絲，固定機(jī)殼與網(wǎng)卡的連接。(8) 將機(jī)殼安裝好，并接好拆下的插頭和連線。 安裝網(wǎng)卡以后，還必須安裝驅(qū)動(dòng)程序網(wǎng)卡才能工作。5.2集線器5. 2. 1.集線器的功能集線器(HUB )是一種連接多個(gè)用戶節(jié)點(diǎn)的設(shè)備，每個(gè)經(jīng)集線器連接的節(jié)點(diǎn)都需要一條專用電纜， 集線器內(nèi)部采用電氣互連的結(jié)構(gòu)， 從某種意義 可以將集線器看作是多埠中繼器，其數(shù)據(jù)傳輸控制方式都是采用CDMA/CD方式，也就是說(shuō)，集線器上所有的端口共享同一個(gè)帶寬。集線器在OS

6、I模型中也是處于物理層。5. 2. 2.集線器的分類(1) 按端口數(shù)量分類集線器端口數(shù)量有 5 口、8 口、12 口、16 口、24 口、48 口等，最常用的 是24 口集線器。(2) 按帶寬分類集線器按帶寬可分為 10Mbps、100Mbps、10M/100Mbps自適應(yīng)、1000Mbps 和100M/1000Mbps自適應(yīng)等。自適應(yīng)集線器又稱 雙速”集線器，其中內(nèi)置 了兩條總線， 分別工作在兩種速率下。(3) 按可管理性分類集線器按可管理性分為不可網(wǎng)管集線器(俗稱傻HUB ”或啞集線器)和可管集線器(也稱智能集線器)。(4) 按擴(kuò)展能力分類集線器按擴(kuò)展能力分為獨(dú)立集線器、堆疊式集線器。5.

7、 2 . 3.集線器的選擇選擇集線器一般要考慮數(shù)據(jù)傳輸速率、端口數(shù)、可擴(kuò)展性、是否內(nèi)置交換模塊、是否提供網(wǎng)管功能以及外形尺寸等方面。5. 2 . 4.集線器的連接(1) 集線器常見(jiàn)端口集線器常見(jiàn)端口包括RJ-45端口、BNC端口、AUI端口、光纖端口等。堆疊集線器還具有堆疊端口，分別標(biāo)注為UP”和DOWN ”，其作用是用來(lái)連接兩個(gè)堆疊集線器。(2) 集線器的堆疊和級(jí)聯(lián)集線器的堆疊將若干集線器用專用連接電纜通過(guò)堆疊端口連接起(從一臺(tái)集線器的 UP”堆疊端口直接連接到另一臺(tái)集線器的DOWN ”堆疊端口)，以實(shí)現(xiàn)單臺(tái)集線器端口數(shù)的擴(kuò)充。集線器的級(jí)聯(lián)是指使用集線器普通的或特定的端口(級(jí)聯(lián)端口 ”，一般

8、標(biāo)有UPLink ”)來(lái)進(jìn)行集線器間的連接。利用Uplink端口級(jí)聯(lián)使用直通雙絞線，利用普通端口級(jí)聯(lián)使用交叉雙絞線。集線器間的級(jí)聯(lián)除了能夠增加集線器的端口數(shù)量外，還可以增大局域網(wǎng)的范圍。5. 3交換機(jī)5. 3. 1.網(wǎng)橋的作用與交換機(jī)的出現(xiàn)網(wǎng)橋(Bridge)也稱橋接器，是連接兩個(gè)局域網(wǎng)的存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備，用它 可以完成具有相同或相似體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的連接。網(wǎng)橋是數(shù)據(jù)鏈路層的連接設(shè)備，是為各種局域網(wǎng)存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)而設(shè)計(jì)的，它對(duì)節(jié)點(diǎn)用戶是透明的， 節(jié)點(diǎn)在其報(bào)文通過(guò)網(wǎng)橋時(shí)，并不知道網(wǎng)橋的存在。相對(duì)于集線器而言，網(wǎng)橋 是比較復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，兩個(gè)網(wǎng)段分別連接到網(wǎng)橋的兩個(gè)端口時(shí)，各網(wǎng)段中的廣播信號(hào)并不會(huì)越過(guò)網(wǎng)

9、橋，只有標(biāo)明了發(fā)送給另一個(gè)網(wǎng)段的信號(hào)，才會(huì)通過(guò)網(wǎng)橋。后來(lái)，出現(xiàn)了多口網(wǎng)橋(如90年代初采用較多的美國(guó)Starbridge 8口智能網(wǎng)橋產(chǎn)品)，每一個(gè)端口可以連接一個(gè)網(wǎng)段。多口網(wǎng)橋雖然很好，但由于網(wǎng)橋技術(shù)比較復(fù)雜， 多口網(wǎng)橋造價(jià)很高。1993 年，局域網(wǎng)交換設(shè)備出現(xiàn)，交換機(jī)按每一個(gè)包中的 MAC地址相對(duì)簡(jiǎn)單地決 策信息轉(zhuǎn)發(fā)，而這種轉(zhuǎn)發(fā)決策一般不考慮包中隱藏的更深的其他信息。與多口網(wǎng)橋不同的是交換機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)延遲很小，操作接近單個(gè)局域網(wǎng)性能，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了普通橋接互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)之間的轉(zhuǎn)發(fā)性能。5. 3. 2.三種交換技術(shù)(1) 端口交換(2) 幀交換：有直通交換和存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)兩種處理方式。(3) 信元交換5. 3.

10、3.局域網(wǎng)交換機(jī)的種類(1) 按傳輸介質(zhì)和傳輸速率劃分按照傳輸介質(zhì)和傳輸速率，交換機(jī)可分為以太網(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)等多種。(2) 按應(yīng)用領(lǐng)域劃分按照應(yīng)用領(lǐng)域，交換機(jī)可分為工作組交換機(jī)、部門級(jí)交換機(jī)和企業(yè)級(jí) 交換機(jī)。5. 3. 4.局域網(wǎng)交換機(jī)的選擇局域網(wǎng)交換機(jī)最主要的指標(biāo)是端口的配置、數(shù)據(jù)交換能力、包交換速度等因素。在選擇交換機(jī)時(shí)要注意：外形尺寸、可管理性、端口帶寬及類型以及系統(tǒng)的擴(kuò)展能力、主干線連接手段、 交換機(jī)總交換能力、是否需要路由選擇能力、是否需要熱切換 能力、是否需要容錯(cuò)能力、能否與現(xiàn)有設(shè)備兼容等因素。5. 3. 5交換機(jī)應(yīng)用中幾個(gè)值

11、得注意的問(wèn)題(1) 交換機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的瓶頸問(wèn)題(2) 網(wǎng)絡(luò)中的廣播幀(3) 虛擬網(wǎng)的劃分5. 3. 6.三層交換機(jī)(1).三層交換機(jī)的工作原理三層交換是相對(duì)于傳統(tǒng)的交換概念而提出的。傳統(tǒng)的交換技術(shù)是在OSI網(wǎng)絡(luò)參考模型中的第二層(即數(shù)據(jù)鏈路層)進(jìn)行操作的，而三層交 換技術(shù)是在網(wǎng)絡(luò)模型中的第三層 (網(wǎng)絡(luò)層)實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)包的高速轉(zhuǎn)發(fā)，可以簡(jiǎn)單地將三層交換機(jī)理解為由一臺(tái)路由器和一臺(tái)二層交換機(jī)構(gòu)成。(2).三層交換機(jī)的用途1) .用于網(wǎng)絡(luò)骨干2) .用于連接子網(wǎng)5 . 4.路由器路由器工作在 OSI開放式互連模式的第三層網(wǎng)絡(luò)層，路由器在網(wǎng)絡(luò)互連中起著至關(guān)重要的作用，主要用于局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)的互連。5. 4.

12、1路由器的功能路由器是一種用于路由選擇的專用設(shè)備，它的工作是記住和跟蹤其它網(wǎng)絡(luò)的情況，通 過(guò)一個(gè)接口接收一個(gè)包并將它從另一個(gè)（或同一個(gè)）接口發(fā)向正確的目 的地，即路由器就是為信息尋找到達(dá)目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的工具。路由器的主要功能為：路徑選擇、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)（又稱為交換）和數(shù)據(jù)過(guò)濾。路由器的功能可以由硬件來(lái)實(shí)現(xiàn)，也可以由軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)，或者是兩者結(jié)合來(lái)實(shí)現(xiàn)。5. 4. 2.路由選擇路徑選擇：路由器的主要工作就是為經(jīng)過(guò)路由器的每個(gè)數(shù)據(jù)幀尋找一條最佳傳輸路徑，并將數(shù)據(jù)有效地傳送到目的站點(diǎn)。 為了完成這項(xiàng)工作，在路由器中保 存著各種傳輸路徑的相關(guān)數(shù)據(jù)一一路由表，供路由選擇時(shí)使用。路由表中保存著 子網(wǎng)的標(biāo)志信息、網(wǎng)上路由器

13、的個(gè)數(shù)和下一個(gè)路由器的名字等內(nèi)容。路由選擇就是從路由表中尋找一條將數(shù)據(jù)包從源主機(jī)發(fā)送到目的主機(jī)的傳輸路徑的過(guò)程。路由表分為靜態(tài)路徑表和動(dòng)態(tài)路徑表。5. 4. 3.路由協(xié)議路由協(xié)議是指路由選擇協(xié)議，是實(shí)現(xiàn)路由選擇算法的協(xié)議。網(wǎng)絡(luò)互連中常用的路由協(xié)議有：RIP （路由信息協(xié)議）、OSPF （開放式最短路徑優(yōu)先協(xié)議）、IGRP （內(nèi)部網(wǎng)關(guān)路由協(xié)議）等。其中，RIP是基于距離向量的路由協(xié)議，在RIP中，路由器檢查從源路由器到目的路由器的每條路徑，并選擇站 點(diǎn)數(shù)最少的路徑到達(dá)目的地。5. 4. 4.路由器的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)當(dāng)一個(gè)路由器收到一個(gè) IP數(shù)據(jù)包時(shí)，它將根據(jù)數(shù)據(jù)包中的目的IP地址查找路由 表，根據(jù)查找的

14、結(jié)果將此 IP數(shù)據(jù)包送往對(duì)應(yīng)端口。 下一臺(tái)IP路由器收到數(shù)據(jù)包后繼 續(xù)轉(zhuǎn)發(fā)，直至發(fā)到目的地。路由器的另外一個(gè)重要作用就是充當(dāng)過(guò)濾器，將來(lái)自對(duì)方網(wǎng)絡(luò)的不需要的數(shù)據(jù)阻止在網(wǎng)絡(luò)之外，進(jìn)而減少網(wǎng)絡(luò)之間的通信量。5. 5. 5.路由器的種類（1）按支持網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的能力分類按支持網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的能力可把路由器分為單協(xié)議路由器、多協(xié)議路由器。（2）按工作位置分類按工作位置路由器可分為訪問(wèn)（Access）路由器和邊界（Boundary）路由器。（3）按連接規(guī)模和能力分類按連接規(guī)模和能力路由器可分為區(qū)域路由器、企業(yè)路由器和園區(qū)路由器等。5. 5. 6.路由器的選擇在選擇路由器時(shí)，需要考慮管理方式、多協(xié)議支持、安全性、地

15、址轉(zhuǎn)換功能等因素。5.5其他網(wǎng)絡(luò)設(shè)備簡(jiǎn)介5.5.1調(diào)制解調(diào)器1調(diào)制解調(diào)器的功能計(jì)算機(jī)通過(guò)電話撥號(hào)上網(wǎng)時(shí)，需要有能將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)及模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)換裝置，前者叫調(diào)制，后者叫解調(diào)，把兩種功能做在同一臺(tái)設(shè)備上，就叫調(diào)制解調(diào)器，即Modem。通過(guò)普通電話線傳輸數(shù)據(jù)的 Modem作為連接PC機(jī)和網(wǎng)絡(luò)的主要設(shè)備，具有使 用方便、價(jià)格適中、功能齊全的特點(diǎn)，對(duì) In ternet的普及和發(fā)展起到了極其重要 的作用。2調(diào)制解調(diào)器的分類調(diào)制解調(diào)器可以分為外置式MODEM、內(nèi)置式 MODEM、USB MODEM 以及 PCMCIA 接口的 MODEM。5.5.2 中繼器1中繼器的作用中繼器(RP

16、, repeater)是連接網(wǎng)絡(luò)線路的一種裝置，它在OSI參考模型中的位置是最底層一一物理層，只是起到一個(gè)放大信號(hào)、延伸傳輸介質(zhì)的作用，與高層協(xié)議無(wú)關(guān)。2中繼器的特點(diǎn)常用于兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間物理信號(hào)的雙向轉(zhuǎn)發(fā)工作，負(fù)責(zé)在兩個(gè)節(jié)點(diǎn)物理層上按位傳遞信息，完成信號(hào)的復(fù)制調(diào)整和放大功能， 以此來(lái)延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)段的長(zhǎng) 度或?qū)蓚€(gè)網(wǎng)絡(luò)段連接在一起。5.5.3收發(fā)器收發(fā)器就是接收信號(hào)、發(fā)送信號(hào)的設(shè)備。 其作用是完成不同的網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)、傳輸形式之間的互聯(lián)。收發(fā)器的種類很多，包括：光纖 -雙絞線收發(fā)器、同軸電纜收發(fā)器、衛(wèi)星收發(fā)器、微波收發(fā)5.5.4 ISDN終端適配器ISDN是一種新的傳輸線路， 當(dāng)通過(guò)ISDN傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，必須配置一臺(tái)ISDN Terminal Adapter，即ISDN終端適配器，簡(jiǎn)稱 TA，它的作用主要是將 PC或模 擬語(yǔ)音信號(hào)調(diào)制成ISDN標(biāo)準(zhǔn)的幀。小結(jié):在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，為了實(shí)現(xiàn)互相通信