計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)5

1、 第四章局域網(wǎng)技術(shù)本章主要內(nèi)容局域網(wǎng)的定義和特性局域網(wǎng)的定義和特性局域網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)局域網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)局域網(wǎng)的組成局域網(wǎng)的組成網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備以太網(wǎng)的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)高速局域網(wǎng)技術(shù)高速局域網(wǎng)技術(shù) 第一節(jié) 局域網(wǎng)的定義和特性4.1 4.1 局域網(wǎng)的定義和特性局域網(wǎng)的定義和特性局域網(wǎng)的定義局域網(wǎng)的定義 局域網(wǎng)是一種小范圍地域內(nèi)的微機(jī)組網(wǎng)，一般由微型計算機(jī)、外部設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)接口卡和通信線路等硬件連接而成，并配有相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)控制軟件。局域網(wǎng)中的微機(jī)一般采用分散控制方式，每臺微機(jī)都可獨(dú)立工作。l 局域網(wǎng)地域范圍小，通常是一個辦公室，一座在樓或樓群計算機(jī)和設(shè)備的組網(wǎng)l 局域網(wǎng)上的數(shù)據(jù)傳輸速度快。l

2、 局域網(wǎng)中數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量高，誤碼率低。l 成本低，易于安裝，使用靈活。l LAN是通過物理信道通信的，常用介質(zhì)有同軸電纜、雙絞線和光纖等。 第二節(jié) 局域網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)4.2.1 局域網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)應(yīng)用層物理層數(shù)據(jù)鏈路層網(wǎng)絡(luò)層傳輸層會話層表示層邏輯鏈路控制（LLC）層介質(zhì)訪問控制（MAC）層物理層OSIIEEE8024.2 .2 局域網(wǎng)各層功能一、物理層 與OSI模型的物理層定義的相當(dāng)二、MAC子層 解決與媒體有關(guān)的問題。包括將數(shù)據(jù)組裝成幀；管理和控制對于局域網(wǎng)傳輸媒體的訪問三、LLC子層 建立和釋放數(shù)據(jù)鏈路層的邏輯連接 提供與高層的接口 給幀加上序號，流量控制，差錯控制等功能4 .2.3典型局域網(wǎng)標(biāo)

3、準(zhǔn)根據(jù)MAC子層對媒體訪問控制的方法不同，將局域網(wǎng)分為三種：802.3(CSMA/CD)，802.4(令牌總線)，802.5(令牌環(huán)網(wǎng))一、以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)一、以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)1以太網(wǎng)的定義：通常指采用CSMA/CD媒體訪問機(jī)制的局域網(wǎng)2、以太網(wǎng)的基本拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：總線型，星型3、普通以太網(wǎng)傳輸信號的編碼：曼徹斯特、差分曼徹斯特編碼4 .2.3典型局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)4、CSMA/CD機(jī)制特點(diǎn)CSMA/CD方法的出現(xiàn)是因為CSMA方法有一個最主要的缺點(diǎn)，那就是如果兩臺計算機(jī)都檢測出傳輸介質(zhì)空閑的狀態(tài)，就會幾乎同時都開始傳送數(shù)據(jù)，于是碰(collision)就發(fā)生了。網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)發(fā)生碰撞時，網(wǎng)絡(luò)的電壓會升高，此時網(wǎng)絡(luò)的電壓值

4、大于不同時傳送數(shù)據(jù)時計算機(jī)上的電壓值，因此可得知發(fā)生了碰撞。 CSMA/CD包含兩個方面的內(nèi)容，即載波偵聽多路訪問（CSMA）和沖突檢測（CD）。總線型局域網(wǎng)中，當(dāng)某一個節(jié)點(diǎn)要發(fā)送數(shù)據(jù)時，它首先要先去檢測網(wǎng)絡(luò)上的介質(zhì)是否有數(shù)據(jù)正在傳送，然后決定是否將數(shù)據(jù)送上網(wǎng)絡(luò)。如果沒有任何數(shù)據(jù)在傳送（即處于空閑狀態(tài)），則立即搶占信道發(fā)送數(shù)據(jù)；如果信道正忙（即處于忙碌狀態(tài)），則需要等待直至信道空閑再發(fā)數(shù)據(jù) 往往同時會有多個節(jié)點(diǎn)偵聽到信道空閑并發(fā)送數(shù)據(jù)，這就可能發(fā)生沖突。沖突怎么辦？CSMA/CD采取一種巧妙的解決方法，就是在發(fā)送數(shù)據(jù)的同時，進(jìn)行沖突檢測，一旦發(fā)現(xiàn)沖突，立刻停止發(fā)送，并等待沖突平息以后，再進(jìn)行C

5、SMA/CD，直至將數(shù)據(jù)成功地發(fā)送出去為止。 4 .2.3典型局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)CSMA/CD機(jī)制特點(diǎn)小結(jié)：先聽后發(fā)、邊聽邊發(fā)、沖突停止、隨機(jī)延遲后重發(fā)。5、CSMA/CD對以太網(wǎng)中數(shù)據(jù)幀的最小幀長的要求最小幀長=2X（兩站點(diǎn)間最大的距離/傳播速度）X傳輸速率6、隨機(jī)延遲的算法：“二進(jìn)制退避算法”7、圖解CSMA/CD機(jī)制 站點(diǎn)要求發(fā)送有載波？發(fā)送一幀信息有沖突？發(fā)出阻塞信號沖突 16？延時處理放棄發(fā)送另作處理一次發(fā)送結(jié)束圖4.3 CSMA/CD發(fā)送過程流程圖YNYNNYCSMA/CDCSMA/CD發(fā)送過程發(fā)送過程4 .2.3典型局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)二、令牌環(huán)網(wǎng)二、令牌環(huán)網(wǎng)1、令牌環(huán)網(wǎng)的組成：它是由高速數(shù)字通信

6、信道和環(huán)接口組成，節(jié)點(diǎn)主機(jī)通過環(huán)接口連接到網(wǎng)內(nèi)令牌數(shù)據(jù)令牌環(huán)工作原理4 .2.3典型局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)2、令牌環(huán)網(wǎng)中數(shù)據(jù)幀格式（1）令牌幀令牌(Token)可以理解為一種“通行證”，哪一個節(jié)點(diǎn)獲取了它，就有權(quán)向環(huán)路發(fā)送數(shù)據(jù)。（圖1）（2）數(shù)據(jù)幀（圖2）字節(jié)1112或62或6無限制4 1 1 SDACFC目的地址源地址LLC DATAFCSEDFSSD AC ED（圖1）（圖2）4 .2.3典型局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)3、令牌環(huán)工作原理例如：當(dāng)節(jié)點(diǎn)A想要發(fā)送數(shù)據(jù)時的步驟如下： A節(jié)點(diǎn)要等待令牌的到來，并檢測該令牌是否為空閑狀態(tài)。若是空閑狀態(tài)進(jìn)行步驟2，否則繼續(xù)等待。 將得到的令牌的空閑改為忙碌（busy）狀態(tài)，例如二

7、進(jìn)制代碼表示為“00000000”。 構(gòu)成一個信息幀，即將數(shù)據(jù)（data）與忙碌的Token附在一起發(fā)送出去。 當(dāng)忙碌的token沿著環(huán)型網(wǎng)經(jīng)過每一個節(jié)點(diǎn)時，每個節(jié)點(diǎn)首先會先檢查數(shù)據(jù)單元中的目的地址。如果目的地址與本節(jié)點(diǎn)地址相符，則由本節(jié)點(diǎn)將數(shù)據(jù)接收下來，進(jìn)行拷貝操作，并以應(yīng)答報文的形式作出回答，然后再傳送給下一個節(jié)點(diǎn)。當(dāng)忙碌的Token與數(shù)據(jù)單元回到原來發(fā)送節(jié)點(diǎn)時，該節(jié)點(diǎn)將會除去數(shù)據(jù)單元，并將忙碌的Token改為空閑狀態(tài)。 接著檢查目的節(jié)點(diǎn)送來的應(yīng)答信息，如果為ACK（確認(rèn)），則表示目的節(jié)點(diǎn)接收正確，至此，完成了一次數(shù)據(jù)傳送。反之，需要等待再得到令牌時進(jìn)行重發(fā)。4 .2.3典型局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)4、

8、對令牌幀和數(shù)據(jù)幀的維護(hù)（1）幀的丟失：采用超時機(jī)制（2）無法消除幀：在環(huán)中設(shè)立“監(jiān)控站”檢測“監(jiān)視位M”4 .2.3典型局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)三令牌總線：三令牌總線：物理上為總線結(jié)構(gòu)，利用802.3廣播電纜的可靠性邏輯上為環(huán)網(wǎng)：所有的站點(diǎn)組成一個環(huán)，每個站點(diǎn)按序分配一個邏輯地址。每個站點(diǎn)都知道在它前面和后面的站地址，最后一個站點(diǎn)后面相鄰的站點(diǎn)是第一個站點(diǎn)。邏輯環(huán)初始化后，站號（站地址）最大的站點(diǎn)可以發(fā)送第一幀。此后，該站點(diǎn)通過發(fā)送稱為令牌的特殊控制幀給緊接其后的鄰站，把發(fā)送權(quán)傳給它。令牌繞邏輯環(huán)傳送，只有令牌持有者才能夠發(fā)送幀。因為任一時刻只有一個站點(diǎn)擁有令牌，所以不會產(chǎn)生沖突，從而具有環(huán)網(wǎng)能確知最壞情況

9、的特性。 總線402030405060邏輯環(huán)（站點(diǎn)20、40不在環(huán)中） 令牌總線配置（圖中總線上站點(diǎn)按物理地址排序，標(biāo)準(zhǔn)中并未如此規(guī)定）4 .2.3典型局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)令牌總線：令牌總線：MAC協(xié)議協(xié)議: : 訪問控制 環(huán)初始化：當(dāng)網(wǎng)絡(luò)開始運(yùn)行時，或者在邏輯環(huán)損壞后，它必須重新初始化。需要某種協(xié)同的、分布式算法來找出誰是第一個站、誰是第二個站等等以構(gòu)成一個邏輯環(huán)。 插入環(huán):定期給尚未加入環(huán)的站點(diǎn)以機(jī)會，將它們插入到邏輯環(huán)中的適當(dāng)位置。 退出環(huán):站點(diǎn)能把自己從環(huán)中刪除。 環(huán)恢復(fù):由于傳輸錯誤或站點(diǎn)故障而將令牌丟失時，需要一些恢復(fù)的辦法。4 .2.3典型局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn) 第三節(jié) 局域網(wǎng)的組成4.3.1 4.3

10、.1 局域網(wǎng)的基本組成元素局域網(wǎng)的基本組成元素網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器工作站網(wǎng)絡(luò)適配器常見的局域網(wǎng)組成客戶機(jī) ABC傳輸介質(zhì)資 源 （ 打印機(jī)）網(wǎng)卡客 戶機(jī)客 戶機(jī)服 務(wù)器C其他元素:傳輸介質(zhì);網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備等。4.3.24.3.2局域網(wǎng)的組成元素局域網(wǎng)的組成元素網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器 服務(wù)器服務(wù)器是整個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的核心，它為網(wǎng)絡(luò)用戶提供服務(wù)并管理整個網(wǎng)絡(luò)，在其上運(yùn)行的操作系統(tǒng)是網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)。隨著局域網(wǎng)絡(luò)功能的不斷增強(qiáng)，根據(jù)服務(wù)器在網(wǎng)絡(luò)中所承擔(dān)的任務(wù)和所提供的功能不同把服務(wù)器分為：文件服務(wù)器、打印服務(wù)器和通信服務(wù)器。其中文件服務(wù)器能將大量的磁盤存貯區(qū)劃分給網(wǎng)絡(luò)上的合法用戶使用，接收客戶機(jī)提出的數(shù)據(jù)處理和文件存取請求；打印服

11、務(wù)器接收客戶機(jī)提出的打印要求，及時完成相應(yīng)的打印服務(wù)；通信服務(wù)器負(fù)責(zé)局域網(wǎng)與局域網(wǎng)之間的通信連接功能。一般在局域網(wǎng)中最常用的是文件服務(wù)器。在整個網(wǎng)絡(luò)中，服務(wù)器的工作量通常是普通工作站的幾倍甚至幾十倍。 4.3.34.3.3局域網(wǎng)的組成元素局域網(wǎng)的組成元素工作站 工作站又稱客戶機(jī)?？蛻魴C(jī)是指當(dāng)一臺計算機(jī)連接到局域網(wǎng)上時，這臺計算機(jī)就成為局域網(wǎng)的一個客戶機(jī)?？蛻魴C(jī)與服務(wù)器不同，服務(wù)器是為網(wǎng)絡(luò)上許多網(wǎng)絡(luò)用戶提供服務(wù)以共享它的資源，而客戶機(jī)僅對操作該客戶機(jī)的用戶提供服務(wù)?？蛻魴C(jī)是用戶和網(wǎng)絡(luò)的接口設(shè)備，用戶通過它可以與網(wǎng)絡(luò)交換信息，共享網(wǎng)絡(luò)資源?？蛻魴C(jī)通過網(wǎng)卡、通信介質(zhì)以及通信設(shè)備連接到網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器。例如

12、有些被稱為無盤工作站的計算機(jī)沒有它自已的磁盤驅(qū)動器，這樣的客戶機(jī)必須完全依賴于局域網(wǎng)來獲得文件。客戶機(jī)只是一個接入網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備，它的接入和離開對網(wǎng)絡(luò)不會產(chǎn)生多大的影響，它不象服務(wù)器那樣一旦失效，可能會造成網(wǎng)絡(luò)的部分功能無法使用，那么正在使用這一功能的網(wǎng)絡(luò)都會受到影響?，F(xiàn)在的客戶機(jī)都用具有一定處理能力的PC（個人計算機(jī)）機(jī)來承擔(dān)。4.3.44.3.4局域網(wǎng)的組成元素局域網(wǎng)的組成元素網(wǎng)絡(luò)適配器 網(wǎng)絡(luò)適配器NIC（Network Interface Card）也就是俗稱的網(wǎng)卡。網(wǎng)卡是構(gòu)成計算機(jī)局域網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中最基本的、最重要的和必不可少的連接設(shè)備，計算機(jī)主要通過網(wǎng)卡接入局域網(wǎng)絡(luò)。1、網(wǎng)卡的主要作用（1）

13、它是主機(jī)與介質(zhì)的橋梁設(shè)備（2）實(shí)現(xiàn)主機(jī)與介質(zhì)之間的電信號匹配（3）提供數(shù)據(jù)緩沖能力（4）控制數(shù)據(jù)傳送的功能（網(wǎng)卡一方面負(fù)責(zé)接收網(wǎng)絡(luò)上傳過來的數(shù)據(jù)包，解包后，將數(shù)據(jù)通過主板上的總線傳輸給本地計算機(jī)；另一方面它將本地計算機(jī)上的數(shù)據(jù)打包后送入網(wǎng)絡(luò)。）（5）有串并轉(zhuǎn)換功能4.3.44.3.4局域網(wǎng)的組成元素局域網(wǎng)的組成元素網(wǎng)絡(luò)適配器2、網(wǎng)卡的接口類型RJ45、BNC、AUI、SC、ST等3、網(wǎng)卡的傳輸速率10MBPS、100MBPS、1000MBPS、10M/100MBPS自適應(yīng)網(wǎng)卡4、按總線標(biāo)準(zhǔn)分類ISA網(wǎng)卡、PCI網(wǎng)卡、PCMCIA網(wǎng)卡、USB網(wǎng)絡(luò)適配器等 第四節(jié) 網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備4.4.14.4.1

14、網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備互連網(wǎng)絡(luò)中間設(shè)備 物理層，中繼器（轉(zhuǎn)發(fā)器）Repeater 數(shù)鏈層，網(wǎng)橋（橋接口）bridge 網(wǎng)絡(luò)層，路由器（Router） 在網(wǎng)絡(luò)層以上的網(wǎng)關(guān)（gate way）1中繼器中繼器中繼器又叫轉(zhuǎn)發(fā)器，是兩個網(wǎng)絡(luò)在物理層上的連接，用于連接具有相同物理層協(xié)議的局域網(wǎng)，是局域網(wǎng)互連的最簡單的設(shè)備。 4.4.24.4.2局域網(wǎng)互聯(lián)局域網(wǎng)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的硬件設(shè)備網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的硬件設(shè)備特性:(1)它工作在物理層,在物理層擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò);(2)對信號進(jìn)行整形和放大(3)使用時遵循“中繼規(guī)則”2集線器集線器 (1) 集線器又稱集中器，也就是俗稱的HUB。集線器是一種特殊的中繼器，而中繼的主要作用是對接收到的信號

15、進(jìn)行再生放大，以擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)的傳輸距離。集線器是把來自不同的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的電纜集中配置于一體，它是多個網(wǎng)絡(luò)電纜的中間轉(zhuǎn)接設(shè)備，象樹的主干一樣，集線器是各分枝的匯集點(diǎn)，是對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行集中管理的主要設(shè)備。在傳統(tǒng)的總線型網(wǎng)絡(luò)中如果使用了HUB，那么這個網(wǎng)絡(luò)就變成了混合型網(wǎng)絡(luò)。集線器有利于故障的檢測和提高網(wǎng)絡(luò)的可靠性。另外，集線器能自動指示有故障的工作站，并切除其與網(wǎng)絡(luò)的通信。 4.4.34.4.3局域網(wǎng)互聯(lián)局域網(wǎng)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的硬件設(shè)備網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的硬件設(shè)備（2）集線器的分類）集線器的分類獨(dú)立式HUB 這類集線器主要是為了克服總線結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)布線困難和易出故障的問題而引入，它是最早使用于局域網(wǎng)絡(luò)的集線器。它具有

16、低價格、容易查找故障等特點(diǎn)，這類集線器適于小型網(wǎng)絡(luò)，一般支持824個工作站，可以利用串接方式連接多個可擴(kuò)充端口。疊加式HUB 它比獨(dú)立式集線器進(jìn)了一步，多個集線器通過一條高速鏈路可以疊加起來。由48個集線器一個一個疊加起來，它僅支持一種局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，即要么支持以太網(wǎng)絡(luò)，要么支持令牌環(huán)，不能同時支持多種局域網(wǎng)，它適合于工作組網(wǎng)絡(luò)。這類集線器一般都有少量的容錯能力和網(wǎng)絡(luò)管理功能，而且可以非常方便地實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)充。智能模塊化集線器智能模塊化集線器采用模塊化結(jié)構(gòu)，由機(jī)柜、電源、主干面板、插卡和管理模塊等組成。它利用高速主干線連起來，可插入Ethernet 、Token ring 、FDDI或ATM模塊，

17、另外還有網(wǎng)管模塊、路由模塊等。4.4.34.4.3局域網(wǎng)互聯(lián)局域網(wǎng)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的硬件設(shè)備網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的硬件設(shè)備4.4.34.4.3局域網(wǎng)互聯(lián)局域網(wǎng)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的硬件設(shè)備網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的硬件設(shè)備(3)集線器的堆疊與級聯(lián)A、對于可以堆疊的集線器，可用特殊的電纜并通過特殊的端口進(jìn)行連接。如：DOWNUP端口B、對于普通集線器，可用普通電纜，并通過特殊端口或普通端口相連。如：普通端口（UPLINK）普通端口;普通端口普通端口3.網(wǎng)橋網(wǎng)橋定義：網(wǎng)橋一般是指用以聯(lián)接兩個在數(shù)據(jù)鏈路層以上具有相同協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)的軟件和硬件。特性：（1）不受介質(zhì)訪問子層中沖突域的限制而擴(kuò)展網(wǎng)長，對于網(wǎng)站眾多的共享LAN 可以隔離LAN 段，

18、為每一個LAN段提供相同的帶寬，提高了網(wǎng)絡(luò)效率。（2）具有存儲、轉(zhuǎn)發(fā)、過濾功能，使應(yīng)當(dāng)發(fā)送到另一LAN的信息正確轉(zhuǎn)發(fā),均衡網(wǎng)絡(luò)負(fù)載,隔離網(wǎng)段的作用。(圖例1,圖例2)（3）還具備一些高級功能，如定制過濾器、強(qiáng)化安全選擇和橋服務(wù)分級等。這些都因橋模型而異。（4）工作依賴于設(shè)備的物理地址（MAC地址）（5）不能隔離廣播分組，對廣播風(fēng)暴無能為力。使用時不能成環(huán)4.4.44.4.4局域網(wǎng)互聯(lián)局域網(wǎng)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的硬件設(shè)備網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的硬件設(shè)備請點(diǎn)擊網(wǎng)橋的分類從地理位置來分遠(yuǎn)程網(wǎng)橋近程網(wǎng)橋從硬件配置的位置來分內(nèi)部網(wǎng)橋外部網(wǎng)橋4.4.44.4.4局域網(wǎng)互聯(lián)局域網(wǎng)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的硬件設(shè)備網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的硬件設(shè)備網(wǎng)橋的安裝

19、1.內(nèi)部網(wǎng)橋：是指在一臺文件服務(wù)器中裝有多塊網(wǎng)卡，每個網(wǎng)卡連接不同的子網(wǎng)。安裝簡單，無需復(fù)雜的配置。2.外部網(wǎng)橋的工作主要包括生成網(wǎng)橋軟件、配置網(wǎng)橋軟件和硬件安裝三個部分，其中硬件安裝指的是調(diào)制解調(diào)器、電纜線及電話線等的連接和安裝，較為簡單；主要工作在于生成網(wǎng)橋軟件和正確配置網(wǎng)橋軟件。4.4.44.4.4局域網(wǎng)互聯(lián)局域網(wǎng)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的硬件設(shè)備網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的硬件設(shè)備4路由器路由器（1）特性：它工作在網(wǎng)絡(luò)層，不僅在轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)的方法與網(wǎng)橋不同，而且在互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)本質(zhì)也不同（網(wǎng)橋互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)是一個單一的邏輯網(wǎng)絡(luò)，而用路由器互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)是多個不同的邏輯子網(wǎng)。它既可以連接同類網(wǎng)絡(luò)，也可連接異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)。多協(xié)議路由器能支持

20、多種不同的網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議（IP及IPX）。路由器能容易地實(shí)現(xiàn)LAN-LAN、WAN-WAN和LAN-WAN-LAN的多種網(wǎng)絡(luò)連接形式。它的最典型的應(yīng)用在INTERNET上。 路由器可以隔離廣播分組，使用時可以成環(huán)。4.4.54.4.5局域網(wǎng)互聯(lián)局域網(wǎng)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的硬件設(shè)備網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的硬件設(shè)備4路由器路由器（2）工作原理：它工作依賴設(shè)備的邏輯地址（如：IP地址），對到來的數(shù)據(jù)包進(jìn)行過濾和轉(zhuǎn)發(fā)（以尋找一條最佳傳輸路徑，并將該數(shù)據(jù)有效地傳送到目的站點(diǎn)）。為了完成該任務(wù)，在路由器中存在著各種傳輸路徑的相關(guān)數(shù)據(jù)-路由表。路由表可以是系統(tǒng)管理員固定設(shè)置好的，也可以由系統(tǒng)動態(tài)修改的（即動態(tài)路由） 動態(tài)路由：是由守

21、護(hù)進(jìn)程自動更新路由表。通常路由選擇的守護(hù)進(jìn)程周期性偵聽所有路由刷新信息，并將收到的信息廣播，以便其他路由器更新其路由表。4.4.54.4.5局域網(wǎng)互聯(lián)局域網(wǎng)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的硬件設(shè)備網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的硬件設(shè)備4路由器路由器（3）路由器的基本組成A、處理器：是路由器處理包、維護(hù)路由、作為路由決定速度的關(guān)鍵部件。B、內(nèi)存：ROM：放有路由器的引導(dǎo)軟件，負(fù)責(zé)讓它進(jìn)入正常的工作狀態(tài)閃存：放有IOS軟件，維護(hù)它的正常工作。RAM：IOS通過RAM滿足其所有的常規(guī)存儲需要非易失性RAM（NVRAM）：保存IOS在路由器啟動時的配置數(shù)據(jù)4.4.54.4.5局域網(wǎng)互聯(lián)局域網(wǎng)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的硬件設(shè)備網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的硬件設(shè)備4路由器

22、路由器C、接口：以太網(wǎng)接口、快速以太網(wǎng)接口、令牌環(huán)網(wǎng)接口、FDDI網(wǎng)、低速串行接口、快速串行接口、ISDN接口等；控制臺端口、輔助端口。D、配置文件：運(yùn)行配置（也稱活動配置）駐留在啟動在RAM中啟動配置（駐留在NVRAM中）E、進(jìn)程：是指一個在路由器上運(yùn)行的特殊軟件任務(wù)，用于實(shí)現(xiàn)某種功能。4.4.54.4.5局域網(wǎng)互聯(lián)局域網(wǎng)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的硬件設(shè)備網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的硬件設(shè)備4路由器路由器（3）路由器配置的硬件連接為訪問和配置一部新路由器上的IOS，我們必須通過其控制臺端口與之通信。將一臺控制臺終端（可以是非智能終端或PC機(jī)）與路由器連接。如果是非智能終端，則無需仿終端軟件；如果是PC機(jī)，則必須在其上運(yùn)行

23、仿終端軟件，通過利用終端鍵盤輸入希望的IOS命令。（4）路由器類型A、模塊化路由器：它擁用豐富的LAN和WAN接口，在接口上通常配備專門的管理接口用以配置網(wǎng)絡(luò)和統(tǒng)計網(wǎng)絡(luò)的性能數(shù)據(jù)，并且還配備支持各種網(wǎng)絡(luò)的路由接口。它的核心是大容量交換矩陣，所以可以工作在較高的傳輸速率上，但成本較高。4.4.54.4.5局域網(wǎng)互聯(lián)局域網(wǎng)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的硬件設(shè)備網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的硬件設(shè)備4路由器路由器B、單協(xié)議路由器：僅是分組轉(zhuǎn)換器。如下圖a所示，在端口1上進(jìn)入的分組被IP路由軟件檢查，其信宿地址被認(rèn)為要從端口5發(fā)出，這就是路由器把它發(fā)送到端口5去。4.4.54.4.5局域網(wǎng)互聯(lián)局域網(wǎng)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的硬件設(shè)備網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的硬件設(shè)

24、備C、多協(xié)議路由器：可支持多種網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議，但是并不完成多種網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議的轉(zhuǎn)換。如圖b所示。IP轉(zhuǎn)發(fā)器端口1 端口2 端口3 端口4 端口5端口多路復(fù)用器圖aIP轉(zhuǎn)發(fā)器DECNET轉(zhuǎn)發(fā)器IPX轉(zhuǎn)發(fā)器端口1 端口2 端口3 端口4 端口5協(xié)議多路復(fù)用器端口多路復(fù)用器圖b4路由器路由器4.4.54.4.5局域網(wǎng)互聯(lián)局域網(wǎng)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的硬件設(shè)備網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的硬件設(shè)備Router CISCO 2500系列4.4.64.4.6局域網(wǎng)互聯(lián)局域網(wǎng)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的硬件設(shè)備網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的硬件設(shè)備5、交換機(jī)、交換機(jī)一、交換機(jī)的工作原理及特性1、它擁有一條很高帶寬的背部總線和內(nèi)部交換矩陣。（交換機(jī)的所有端口都掛接在這條背部總線上

25、，控制電路收到數(shù)據(jù)包以后，處理端口查找內(nèi)存中的地址對照表以確定目的MAC地址的網(wǎng)卡掛接在哪個端口上，通過內(nèi)部交換矩陣迅速將數(shù)據(jù)包傳送到目的端口，當(dāng)目的MAC地址不存在時才廣播到所在的端口，接收端口回應(yīng)后交接機(jī)將把新的地址添加入內(nèi)部地址表中。2、交換機(jī)對數(shù)據(jù)包的過濾與轉(zhuǎn)發(fā)，可以將網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行分段，可以有效的隔離廣播網(wǎng)暴。3、交換機(jī)的每一個端口都可視為獨(dú)立的網(wǎng)段，連接在其上的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備獨(dú)自享有全部的帶寬，無須同其他設(shè)備競爭使用。4、交換機(jī)是一種基于MAC地址識別，能完成封裝轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包功能。4.4.64.4.6局域網(wǎng)互聯(lián)局域網(wǎng)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的硬件設(shè)備網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的硬件設(shè)備二、交換機(jī)中數(shù)據(jù)的交換技術(shù)1、幀交換：（

26、1）、直通交換：提供線速處理能力，交換機(jī)只讀出網(wǎng)絡(luò)幀的前14個字節(jié)，便將網(wǎng)絡(luò)幀傳送到相應(yīng)的端口上。（2）、存儲轉(zhuǎn)發(fā)交換：通過對網(wǎng)絡(luò)幀的讀取進(jìn)行驗錯和控制。2、信元交換ATM技術(shù)中就是以固定長度53個字節(jié)的信元交換。三、交換機(jī)的分類1、從廣義上分：（1）廣域網(wǎng)交換機(jī)：主要應(yīng)用于電信領(lǐng)域，提供通信有的基礎(chǔ)平臺（2）局域網(wǎng)交換機(jī)：應(yīng)用于局域網(wǎng)絡(luò)，用于連接網(wǎng)絡(luò)資源設(shè)備，如服務(wù)器、PC及網(wǎng)絡(luò)打印機(jī)等。5、交換機(jī)、交換機(jī)4.4.64.4.6局域網(wǎng)互聯(lián)局域網(wǎng)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的硬件設(shè)備網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的硬件設(shè)備2、從支持的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)上分以太網(wǎng)交換機(jī)、快速以太網(wǎng)交換機(jī)、千兆位以太網(wǎng)交換機(jī)、FDDI交換機(jī)、ATM交換機(jī)、令牌環(huán)

27、交換機(jī)。3、從外觀形態(tài)和功能上分（1）模塊式交換機(jī)（機(jī)架式交換機(jī)）：是一個擁用多插槽主板的機(jī)柜，在插槽中有可擴(kuò)展交換模塊和網(wǎng)管模塊（CPU板），每一個交換模塊可以連接不同的網(wǎng)絡(luò)。它的優(yōu)點(diǎn)是功能強(qiáng)大、擴(kuò)展型強(qiáng)，并且可根據(jù)實(shí)際網(wǎng)絡(luò)拓樸結(jié)構(gòu)、傳輸介質(zhì)和網(wǎng)絡(luò)端口數(shù)目來靈活配置交換模塊。它一般作為網(wǎng)絡(luò)核心交換機(jī)或大型校園網(wǎng)/園區(qū)網(wǎng)的分布層交換機(jī)（2）固定配置的交換機(jī)：它是一種帶有固定端口數(shù)目和類型的交換機(jī)。它的最大優(yōu)點(diǎn)是安裝管理方便、便于堆疊、價格適中，最適合做小型網(wǎng)絡(luò)主干或大型網(wǎng)絡(luò)的分布層/接入層設(shè)備。5、交換機(jī)、交換機(jī)4.4.64.4.6局域網(wǎng)互聯(lián)局域網(wǎng)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的硬件設(shè)備網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的硬件設(shè)備四、交

28、換機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)1、轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)：有直通轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)和存儲轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)；2、延時：是指從交換機(jī)接收到數(shù)據(jù)包到開始向目的端口復(fù)制數(shù)據(jù)包之間的時間間隔。3、管理功能：是指交換機(jī)如何控制用戶訪問交換機(jī)，以及用戶對交換機(jī)的可視程度如何。通常交換機(jī)都提供管理軟件或滿足第三方管理軟件遠(yuǎn)程管理交換機(jī)。4、單/多MAC地址類型：單MAC交換機(jī)的每一個端口只有一個MAC硬件地址，它主要用于連接網(wǎng)絡(luò)最終用戶、網(wǎng)絡(luò)共享資源等，不能連接集線器或含有多個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的網(wǎng)段。多MAC交換機(jī)在每一個端口上有足夠的存儲體記憶多個硬件地址。5、外接監(jiān)視儀支持：它可允許外接網(wǎng)絡(luò)分析儀直接連接到交換機(jī)上監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)狀況。6、全雙工：是否支持同時收發(fā)

29、數(shù)據(jù)。等5、交換機(jī)、交換機(jī)4.4.64.4.6局域網(wǎng)互聯(lián)局域網(wǎng)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的硬件設(shè)備網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的硬件設(shè)備五、交換機(jī)之間的連接1、堆疊：提供堆疊接口的交換機(jī)之間可以通過專用的堆疊線連接起來。通常，堆疊的帶寬是交換機(jī)端口速率的幾十倍。多臺交換機(jī)的堆疊是靠一個提供背板總線帶寬的多口堆疊線模塊與單口的堆疊子模塊相連，并插入不同的交換機(jī)實(shí)現(xiàn)交換機(jī)的堆疊而實(shí)現(xiàn)的。2、上聯(lián)：交換機(jī)可通過上聯(lián)端口實(shí)現(xiàn)與骨干交換機(jī)的連接。5、交換機(jī)、交換機(jī)6.網(wǎng)關(guān)網(wǎng)關(guān) 一、網(wǎng)關(guān)的定義與特性 1、網(wǎng)關(guān)可以概括為能夠連接不同網(wǎng)絡(luò)的軟件和硬件的結(jié)合產(chǎn)品。從原理上講，網(wǎng)關(guān)實(shí)際上是通過重新封裝信息以使它們能被另一個系統(tǒng)處理。2、網(wǎng)關(guān)可以設(shè)

30、在服務(wù)器、微型計算機(jī)或大型計算機(jī)上。3、網(wǎng)關(guān)工作在OSI七層協(xié)議的傳輸層或更高層。4、網(wǎng)關(guān)主要是用于連接不同體系結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)或LAN與主機(jī)的連接。二、網(wǎng)關(guān)的分類1、協(xié)議網(wǎng)關(guān)：通常在使用不同協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)區(qū)域間做協(xié)議轉(zhuǎn)換。這一轉(zhuǎn)換過程式可以發(fā)生在OSI參考模型的第二層、第三層、或第二層、第三層之間。 4.4.74.4.7局域網(wǎng)互聯(lián)局域網(wǎng)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的硬件設(shè)備網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的硬件設(shè)備6.網(wǎng)關(guān)網(wǎng)關(guān)二、網(wǎng)關(guān)的分類2、應(yīng)用網(wǎng)關(guān)：是在使用不同數(shù)據(jù)格式間翻譯數(shù)據(jù)的系統(tǒng)。一種應(yīng)用：可以有多種應(yīng)用網(wǎng)關(guān)。如E-MAIL可以以多種格式實(shí)現(xiàn)，提供E-MAIL的服務(wù)器可能需要與種格式的郵件服務(wù)器交互，實(shí)現(xiàn)此功能惟一的方法是支持多個

31、網(wǎng)關(guān)接口。如下圖所示：4.4.74.4.7局域網(wǎng)互聯(lián)局域網(wǎng)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的硬件設(shè)備網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的硬件設(shè)備LAN接口POP FAX X4000 SMTP MHSSMTP服務(wù)器（網(wǎng)關(guān)）3、安全網(wǎng)關(guān)：是各種技術(shù)的融合，具有重要的保護(hù)作用。網(wǎng)關(guān)應(yīng)用的一個例 子4.4.74.4.7局域網(wǎng)互聯(lián)局域網(wǎng)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的硬件設(shè)備網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的硬件設(shè)備 第五節(jié) 以太網(wǎng)的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)4.5.14.5.1以太網(wǎng)的三種標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)的三種標(biāo)準(zhǔn)1010BASE-5BASE-51. 10BASE5（粗纜以太網(wǎng)，又稱標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)）粗纜以太網(wǎng)，又稱標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)） 含義：10表示信號在電纜上的傳輸速率為10Mbps；BASE表示電纜上的信號是基帶信號；

32、5表示每一段電纜的最大長度是500m。 是最早的以太網(wǎng)產(chǎn)品，現(xiàn)在已不多見。采用RG-11 50同軸電纜為傳輸介質(zhì)，規(guī)定每個網(wǎng)上工作站均通過網(wǎng)絡(luò)接口板（AUI接口）、收發(fā)器電纜（AUI cable）和收發(fā)器（Transceiver）與總線相聯(lián)，如圖所示。 工作站工作站工作站服務(wù)器 10BASE 5網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)終端電阻收發(fā)器收發(fā)器電線終端電阻收發(fā)器收發(fā)器收發(fā)器（1） 最大網(wǎng)段長度是500m（2）工作站到收發(fā)器的最大距離是50m（3）節(jié)點(diǎn)間最小距離是2.5m （4）最大網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)數(shù)目是300個（5）每段最大節(jié)點(diǎn)數(shù)目是100個（6）最大網(wǎng)段數(shù)是5個，最多使用4個中繼器，其中3個網(wǎng)段可以連接節(jié)點(diǎn)（7）最大網(wǎng)絡(luò)

33、長度是2500m（8）干線段的每一端均需有一個50歐的終端電阻，其中之一必須接地。粗纜以太網(wǎng)的規(guī)格參數(shù)和限制描述如下： 4.5.14.5.1以太網(wǎng)的三種標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)的三種標(biāo)準(zhǔn)1010BASE-5BASE-5 采用細(xì)同軸電纜作為傳輸介質(zhì)的以太網(wǎng)，也被稱為便宜的以太網(wǎng)。10BASE2是作為10BASE5的一種替代方案制定的。10BASE2使用了RG-58型細(xì)纜和BNC-T型連接器，以線性總線進(jìn)行布線。收發(fā)器的功能被移植到網(wǎng)卡上，因此，網(wǎng)絡(luò)更加簡單，更便于使用，性能價格比也較高。然而，卻制限制了信號能夠傳送的最大距離。 細(xì)纜Ethernet的每個節(jié)點(diǎn)通過BNC-T型連接器和帶有BNC接口的網(wǎng)卡聯(lián)入網(wǎng)內(nèi)

34、。一個10BASE2的組網(wǎng)實(shí)例如圖所示。 工作站工作站終端電阻終端電阻工作站服務(wù)器細(xì)纜BNC-T型聯(lián)接器 10BASE2網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)2.102.10BASE2BASE2 4.5.2 4.5.2以太網(wǎng)的三種標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)的三種標(biāo)準(zhǔn)1010BASE-2BASE-2（1） 最大網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)數(shù)為90個（2）每個網(wǎng)段最多支持30個節(jié)點(diǎn)（3）節(jié)點(diǎn)間最小距離是0.5m （4）最大網(wǎng)絡(luò)長度為925m（5）最大網(wǎng)段長度為185m（6）最大網(wǎng)段數(shù)是5個，最多使用4個中繼器，其中3個網(wǎng)段可以連接節(jié)點(diǎn)。細(xì)纜以太網(wǎng)的規(guī)格參數(shù)和限制描述如下： 4.5.24.5.2以太網(wǎng)的三種標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)的三種標(biāo)準(zhǔn)1010BASE-2BASE-210B

35、ASE T規(guī)格參數(shù)如下：l 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：邏輯上的總線，物理上的星型。l 介質(zhì)訪問控制方法：CSMA/CDl 網(wǎng)線類型：3、4、5類UTP雙絞線l 傳輸速度：10Mb/sl 最大網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)數(shù)目：1024個l 每段最小節(jié)點(diǎn)數(shù)目：1個l 最大網(wǎng)段數(shù)目：5個，其中3個可以連接設(shè)備l 節(jié)點(diǎn)間最小距離：2.5ml 最大網(wǎng)絡(luò)長度：無最大長度l 最大網(wǎng)段長度：100m 10BASE-T網(wǎng)絡(luò)采用星型結(jié)構(gòu)，所以具有星型拓?fù)涞乃袃?yōu)缺點(diǎn)。3.103.10BASE-TBASE-T4.5.34.5.3以太網(wǎng)的三種標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)的三種標(biāo)準(zhǔn)1010BASE-TBASE-T 第六節(jié) 高速局域網(wǎng)技術(shù)自1992年以來，100Mb/s和1

36、000Mb/s的以太網(wǎng)和其他高速域網(wǎng)的技術(shù)正逐步成熟，并且得到了廣泛的應(yīng)用。 一般我們將數(shù)據(jù)傳輸速率在100Mb/s以上的網(wǎng)絡(luò)稱為高速局域高速局域網(wǎng)網(wǎng)。 當(dāng)前流行的高速局域網(wǎng)中的多數(shù)仍然使用共享介質(zhì)方式，從網(wǎng)絡(luò)的基本理論上看共享介質(zhì)方式的局域網(wǎng)不適合交互式的多媒體應(yīng)用環(huán)境。交換技術(shù)從根本上改善了使用介質(zhì)的方式，廢除了競爭式使用方式，采用了各個工作站之間的并發(fā)、多連接鏈路，采用ATM技術(shù)的局域網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)響應(yīng)時間能夠降至20ms30ms。因此，適合于交互式多媒體網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用場合。100BASE T也正向交換技術(shù)發(fā)展，交換式的快速以太網(wǎng)，以其組網(wǎng)靈活、方便、網(wǎng)絡(luò)流通量大、網(wǎng)絡(luò)傳輸沖突少、造價低，而成為未

37、來高速局域網(wǎng)的主流技術(shù)。4.6.14.6.1高速局域網(wǎng)高速局域網(wǎng)簡介簡介100100BASE-TBASE-T快速以太網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)快速以太網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 100BASE-T是在雙絞線以太網(wǎng)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種快速以太網(wǎng)。快速以太網(wǎng)作為一種局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，在1995年7月獲得IEEE認(rèn)證，并被稱為IEEE802.3u標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)與IEEE802.3(10BASE T)的協(xié)議和數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)基本相同，僅僅是速度上的升級?？焖僖蕴W(wǎng)仍采用星拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，支持全雙工方式，并提供100Mb/s的數(shù)據(jù)傳輸速度速率，實(shí)際數(shù)據(jù)傳輸速率有可能達(dá)到200Mb/s,比傳統(tǒng)的FDDI還快。100BASE T快速以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)是對10BASE T標(biāo)準(zhǔn)的擴(kuò)展，它保留了10BASE T在介質(zhì)存取控制（MAC）層的CSMA/CD訪問控制方法與數(shù)據(jù)傳輸?shù)膸袷健?00BASE T技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)的介質(zhì)訪問控制層上（MAC）