第2章網絡互連設備

1、Spring 20050441141第第2 2章章 網絡互連設備網絡互連設備TCP/IP和OSI的對應關系 局域網和廣域網層次位置OSI參考模型OSI：開放系統(tǒng)互連參考模型OSI為連接分布式應用處理的開放系統(tǒng)提供了基礎開放是指相互識別和支持這些標準化的信息交換協(xié)議，能使任何兩個遵守參考模型和有關標準的系統(tǒng)進行連接開放系統(tǒng)互連是指為了在終端設備、計算機、網絡和處理機之間交換信息所需要的標準化協(xié)議，為了彼此都能使用這些協(xié)議，在它們之間也必須是相互開放的 從控制角度看，第一、二、三層為傳輸控制層，解決網絡通信問題；第五、六、七層為應用控制層，解決應用進程通信問題；第四層作為傳輸層，屬于傳輸與應用間的

2、接口TCP/IP參考模型傳輸控制協(xié)議/網間（際）協(xié)議（TCP/IP，Transmission Control Protocol/Internet Protocol），是當前網絡互連協(xié)議中最著名的協(xié)議族 從體系結構角度看，TCP/IP被分為四個層：主機到網絡層、網絡層、傳輸層和應用層TCP/IP協(xié)議族是應用最廣的一組多用戶協(xié)議，因為它是因特網發(fā)展的動力，幾乎每個服務運營商都支持TCP/IP協(xié)議族中的若干種協(xié)議TCP/IP參考模型網絡互連網絡互連是在簡單網絡的基礎上，將分布在不同地理位置，采用不同協(xié)議的網絡相互連接起來，以構成大規(guī)模和復雜的網絡網絡互連的目的是實現更廣泛的資源共享通過網絡互連，一個

3、網絡上的主機可以與另一個網絡上的主機實現透明通信，通過通信，在不同網絡上的用戶將對信息和數據進行交換，從而實現高級的用戶服務網絡互連還可以提高網絡的可靠性、改善網絡的性能和增強網絡的安全等互連：網絡互連的基礎，在兩個物理網絡之間至少有一條物理鏈路，為數據交換提供了物質基礎和可能性，但不保證一定能進行數據交換，必須看其網絡協(xié)議是否兼容互通：網絡互連的手段，在兩個網絡之間實現端到端的連接和數據交換互操作：網絡互連的目的，兩個網絡在高層軟件的作用下，不同計算機系統(tǒng)之間訪問對方資源的能力網絡互連網絡互連的基本條件在需要連接的網絡之間提供物理鏈路，建立數據交換的連接通道，并且有全面的控制規(guī)程在不同的網絡

4、之間建立適當的路由能夠在有差異的網絡中進行數據交換能夠進行有效的網絡管理網絡互連的基本類型LAN與LAN互連LAN與WAN互連LAN與LAN互連在局域網范圍的實際應用有同構局域網互連和異構局域網互連兩種基本模式同構局域網互連是指互連的局域網屬于相同的結構類型異構局域網互連是指互連的局域網屬于不相同的結構類型 異構局域網互連的概念模型LAN與WAN互連在很大的地域范圍或采用更多技術手段的條件下，實際應用時需要加入廣域網的內容一般有局域網廣域網互連和局域網廣域網局域網互連兩種基本模式局域網廣域網互連是指某結構類型的局域網和廣域網互連局域網廣域網局域網互連是指互連的局域網分布的地理位置過大或必須采用

5、廣域網的技術手段 局域網廣域網局域網互連的概念模型網絡互連層次的概念模型應用層的互連網關（Gateway）是應用層使用的互連設備，屬于能夠連接不同網絡的硬件和軟件的結合產品網關用來連接異類網絡，是一個協(xié)議轉換器，工作在OSI或TCP/IP參考模型的高層網關可使不同的格式、不同的通信協(xié)議、不同的結構類型的網絡連接起來，使不同協(xié)議網絡間的信息包傳送和接收，簡化了網絡的管理 網關的實現較為復雜，工作效率較低，透明性不強，一般只限于幾種協(xié)議的轉換，用于提供某種特殊用途的連接網關的連接方式有無連接的網關和面向連接的網關路由器和計算機都可以配置成網關網絡層的互連網絡層互連一般連接相同協(xié)議的網絡，也可以連接

6、異構網絡，還可以利用協(xié)議將整個網絡劃分為若干邏輯子網網絡層互連主要解決的技術問題是：路由選擇、擁塞控制、差錯處理和分段技術等網絡層互連的典型設備是路由器，它具有判斷網絡地址和選擇路徑的功能，完成網絡層中繼的任務 數據鏈路層的互連在數據鏈路層的互連主要應用橋接和交換技術，對幀信息進行存儲轉發(fā)，對傳輸的信息有較強的管理能力可控制數據流量、處理傳輸錯誤、提供物理編址以及管理對物理媒體的訪問數據鏈路層實現網絡互連常用的設備是網絡適配器、網橋和交換機等 物理層的互連中繼系統(tǒng)作用于同種網絡的物理層上，只對比特信號進行接收、波形整形、放大和發(fā)送，可以擴大一個網絡的作用地域范圍，一般不具備網絡管理能力物理層設

7、備分為被動式和主動式兩種被動式設備： 不需要供給電源。插頭、插座、連接器、接頭、連接纜線和物理媒體主動式設備： 需要電源。中繼器、集線器、收發(fā)器和調制解調器OSI網絡各層設備OSI模型網絡設備第四層以上主機、服務器、網絡網關第三層路由器第二層網橋、交換機第一層收發(fā)器、中繼器、集線器OSI網絡各層設備OSI網絡下層設備符號圖SiSiRouter-Color and subduedRouterw/Silicon SwitchProtocol TranslatorCiscoWorksWorkstationTerminal ServerAccessServerNetFlowRouterWorkgrou

8、pDirectorNetwork Management AppliancePC RouterCardCiscoHubServerwith PC RouterSoftware-Based Router on File ServerBridgeWorkgroup SwitchColor/SubduedSmall Hub (10BaseT Hub)100BaseTHubCDDI/FDDI ConcentratorPC Adapter Card思科的設備符號圖WavelengthRouterTransPathuBR910Cable DSUWorkgroup SwitchVoice-EnabledSto

9、rage Solution Engine (SSE)IOS SLBWirelessRouterSiSiRoute/Switch Processor with and without SiVIPPC withSoftwarePC with Router-Based SoftwareSwitch ProcessorATMSwitchLAN2LAN SwitchMicroWebServerISDNSwitchMGX 8000MultiserviceSwitchMulti-SwitchDeviceBroadbandRouterContent EngineCisco CACisco5500FamilyP

10、XFManagement Engine(ME 1100)ASIC ProcessorGeneral ProcessorIP Transport ConcentratorBBSMITPITPITPV V ATASIP Proxy ServerVoice GatewayV V思科的設備符號圖Token Rings, with and without Textand SubduedFDDI Rings, with and without Text, Vertical and HorizontalFDDIFDDILine: Serial (Use Thicker where There Is Spac

11、e)Line: Circuit-Switched (Use Thicker where There Is Space)Line: Ethernet (Use Thicker where There Is Space)TokenRing媒體符號圖物理層設備第一層設備分為被動式和主動式兩種被動式設備： 不需要供給電源。插頭、插座、連接器、接頭、連接纜線和物理媒體主動式設備： 需要電源。中繼器、集線器和收發(fā)器第一層設備只是傳輸和處理比特流，將衰減信號還原，不能檢查封裝的數據包UTP RJ-45頭18非屏蔽雙絞線，UTPRJ-45頭是非屏蔽雙絞線兩端的連接頭UTP 直通線1881電纜兩端的線序相同使用

12、第1, 2, 3和 6路由器 交換機路由器 集線器交換機 網卡集線器 網卡橙白橙色綠白藍色藍白綠色棕白棕色橙白橙色綠白藍色藍白綠色棕白棕色UTP 交叉線1818電纜兩端的1和3、2和6交換使用第1, 2, 3和 6交換機 交換機交換機 集線器集線器 集線器網卡 網卡橙白橙色綠白藍色藍白綠色棕白棕色綠白綠色橙白藍色藍白橙色棕白棕色UTP 反序線電纜兩端的次序相反使用第1, 2, 3和 6用于配置UTP連線規(guī)則當兩邊端口都被指定為當兩邊端口都被指定為X時或兩邊端口都未指定為時或兩邊端口都未指定為X時，使用一根交叉線時，使用一根交叉線只有當一個端口被標記上只有當一個端口被標記上X時使用一根直通線時使

13、用一根直通線1x 2x 3x 4x 1x 2x 3x 4x 1x 2x 3x 4x 例題說出下圖使用了什么連線光纜光纜是由光纖、高分子材料、金屬塑料復合帶及金屬加強件等共同構成的光信息傳輸介質下圖是所用材料種類最多的GYTY53333層絞式鋼帶縱包雙層鋼絲鎧裝光纜的橫截面圖 構成光纜的材料光纖高分子材料：松套管材料、聚乙烯護套料、無鹵阻燃護套料、聚乙烯絕緣料、阻水油膏、阻水帶、聚酯帶金屬塑料復合帶：鋼塑復合帶、鋁塑復合帶中心加強件：磷化鋼絲、不銹鋼絲、玻璃鋼圓棒等 常用光纜的分類按纜芯結構分層絞式光纜中心管式光纜骨架式光纜按線路敷設方式分架空光纜管道管纜直埋光纜隧道光纜水底光纜常用光纜的分類按

14、使用環(huán)境與場合分室外光纜室內光纜特種光纜按纜中光纖狀態(tài)分松套光纖光纜半松半緊光纖光纜緊套光纖光纜按網絡層次分長途光纜市內光纜接入網光纜室內光纜的分類多用途室內光纜：它的結構設計是按照各種室內所用場所的需要而定的 分支光纜：為終接和維護，分支光纜便于各光纖的獨立布線或分支布線互連光纜：為布線系統(tǒng)進行語音、數據、視頻圖像傳輸設備互連所設計的光纜。使用的是單纖和雙纖結構，如下圖。這種光纜連接容易，在樓內布線中它們可用作跳線中繼器中繼器：repeater，第一層設備，再生信號并放大信號缺點在整個網絡傳播信號不能過濾網絡流量單一輸入和單一輸出端口中繼器轉發(fā)數據集線器集線器：Hub，又叫多端口中繼器，第一

15、層設備，再生信號并放大信號，可作為網絡的中心點，端口數目可以為4、8、12和24缺點在整個網絡傳播信號不能過濾網絡流量不能確定最佳路徑集線器分類按有無電源供應分主動式：有電源供應，可以再生和放大信號被動式：無電源供應，不可以再生和放大信號按是否可以執(zhí)行管理任務分智慧型：有控制端口，可以管理網絡流量傻瓜型：無控制端口，沒有管理能力集線器網云集線器21集線器轉發(fā)數據選擇注意事項選擇注意事項: 帶寬：帶寬：10 Mbps，100 Mbps對于管理控制臺的需要對于管理控制臺的需要 端口密度端口密度 易操作易操作Cisco 1500Micro HubCiscoFastHub300Cisco 1528Mi

16、cro Hub 10/100CiscoFastHub400CiscoFastHub200CiscoFastHub100思科公司集線器產品沖突和沖突域在一個共享介質的網絡上，當兩個比特同時進行傳輸時，就可能產生沖突（碰撞）數據分組產生和發(fā)生沖突的區(qū)域，稱為沖突域沖突域的邊界是交換機、網橋和路由器共享介質沖突收發(fā)器傳送器（Transmitter）和接收器（Receiver）的組合第一層設備，能把信號從一種形式轉換為另一種形式，也就是它可以連接不同介質收發(fā)器通常位于網卡中收發(fā)器調制解調器調制解調器（modem）的作用：是在數據的發(fā)送端將計算機中的數字信號轉換成能在電話線上傳輸的模擬信號；在接收端將從

17、電話線路上接收到的模擬信號還原成數字信號當輸入高電平1時，頻率為1270Hz的振蕩器有信號輸出，當輸入低電平0時，頻率為1070Hz的振蕩器有信號輸出。在調制器的輸出端，通過組合器按順序把不同頻率的信號組合起來，就構成了移頻鍵控的信號在接收端通過設置對應這兩種頻率的帶通濾波器，將這兩種不同頻率的信號分開，再送給組合器疊加，那么組合器輸出就是數字脈沖信號調制解調器的工作原理數據鏈路層設備第二層設備有：網卡、網橋和交換機共同的特征是：使用及檢查媒體訪問地址和幀，以便如何處理數據網卡網卡：NIC（Network Interface Card)插入PC機主板的第2層設備為PC機提供網絡通信功能的印刷電

18、路板plug and play（中斷請求，內存范圍，輸入/輸出范圍）主要功能邏輯鏈路控制尋址成幀介質訪問控制信令怎樣選擇網卡網絡類型：以太網、令牌環(huán)或 光纖分布式數據接口 網絡傳輸介質類型：雙絞線、同軸電纜或光纖網絡帶寬：10Mbps、100Mbps和1000Mbps系統(tǒng)總線類型：ISA、EISA、PCI和MCA網橋連接2個或多個局域網網段根據MAC地址過濾或轉發(fā)數據維護MAC地址表交換機連接多個局域網網段根據MAC地址過濾或轉發(fā)數據每個端口提供全帶寬維護MAC地址表The Cloud選擇注意事項選擇注意事項: 帶寬：帶寬：10 Mbps, 100 Mbps, or 1000 Mbps 對于干線和交換機間鏈路的需求對于干線和交換機間鏈路的需求 虛擬局域網虛擬局域網 生成數協(xié)議生成數協(xié)議 端口密度端口密度 用戶接口用戶接口 Desktop/Workgroup SolutionsWiring Closet/Backbone SolutionsCisco 1548 Micro Switch 10/100Catalyst 3000 seriesCatalyst 2900series XLCatalyst 1900/2820 seriesCatalyst 2900 seriesCatalyst 5000 seriesCatalyst 8500 ser