網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備培訓(xùn)課程

1、1第7章 網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備問題問題原由原由網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)是為了將兩個或者兩個以上具有獨立自治網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)是為了將兩個或者兩個以上具有獨立自治能力、同構(gòu)或異構(gòu)的計算機網(wǎng)絡(luò)連接起來，以形成能力、同構(gòu)或異構(gòu)的計算機網(wǎng)絡(luò)連接起來，以形成能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)流通，擴大資源共享范圍，或者容納能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)流通，擴大資源共享范圍，或者容納更多用戶的更加龐大的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。更多用戶的更加龐大的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。本章重點討論本章重點討論網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備、概念、類型、解決方網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備、概念、類型、解決方案、層次、物理層互聯(lián)設(shè)備、數(shù)據(jù)鏈路層互聯(lián)設(shè)備案、層次、物理層互聯(lián)設(shè)備、數(shù)據(jù)鏈路層互聯(lián)設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)層互聯(lián)設(shè)備、應(yīng)用層互聯(lián)設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)層互聯(lián)設(shè)備、應(yīng)用層互聯(lián)設(shè)

2、備等。等。教學(xué)教學(xué)重點重點能力能力要求要求了解：了解：了解網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的概念。了解網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的概念。熟悉：熟悉：網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備的工作原理。網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備的工作原理。掌握：掌握：互聯(lián)設(shè)備的工作層次、功能及應(yīng)用。互聯(lián)設(shè)備的工作層次、功能及應(yīng)用。2 7.1 網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)概述網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)概述 7.2 網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備 3知識結(jié)構(gòu)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)互互聯(lián)聯(lián)設(shè)設(shè)備備網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備設(shè)備 物理層互聯(lián)設(shè)備物理層互聯(lián)設(shè)備 網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的層次網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的層次 數(shù)據(jù)鏈路層互聯(lián)設(shè)備數(shù)據(jù)鏈路層互聯(lián)設(shè)備 網(wǎng)絡(luò)層互聯(lián)設(shè)備網(wǎng)絡(luò)層互聯(lián)設(shè)備 應(yīng)用層互聯(lián)設(shè)備應(yīng)用層互聯(lián)設(shè)備 網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)概述概述 網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)解決方案網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)解決方案 網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)類型網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)

3、類型網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)概念網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)概念 4 LAN的迅速增長，把越來越多的彼此獨立的個的迅速增長，把越來越多的彼此獨立的個人計算機帶入了網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，從而達到了共享資源和人計算機帶入了網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，從而達到了共享資源和交換信息的目的。然而，由于交換信息的目的。然而，由于LAN本身的連接距離本身的連接距離限制（一般在幾公里之內(nèi)）和用戶針對不同的應(yīng)用限制（一般在幾公里之內(nèi)）和用戶針對不同的應(yīng)用選擇選擇LAN的類型不一樣，所以不同企業(yè)甚至是同一的類型不一樣，所以不同企業(yè)甚至是同一個企業(yè)的不同部門之間形成了多個個企業(yè)的不同部門之間形成了多個LAN孤島。如何孤島。如何把這些把這些LAN互連起來，像使用電話系統(tǒng)那樣方便地互

4、連起來，像使用電話系統(tǒng)那樣方便地使用計算機網(wǎng)絡(luò)，是網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)要解決的問題。使用計算機網(wǎng)絡(luò)，是網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)要解決的問題。 網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)是為了將兩個或者兩個以上具有獨立網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)是為了將兩個或者兩個以上具有獨立自治能力、同構(gòu)或異構(gòu)的計算機網(wǎng)絡(luò)連接起來，以自治能力、同構(gòu)或異構(gòu)的計算機網(wǎng)絡(luò)連接起來，以形成能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)流通，擴大資源共享范圍，或者形成能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)流通，擴大資源共享范圍，或者容納更多用戶的更加龐大的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。容納更多用戶的更加龐大的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。7.1 網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)概述5 計算機網(wǎng)絡(luò)往往由許多種不同類型的網(wǎng)絡(luò)互相連計算機網(wǎng)絡(luò)往往由許多種不同類型的網(wǎng)絡(luò)互相連接而成。如果幾個計算機網(wǎng)絡(luò)只是在物理上連接在接而成。如

5、果幾個計算機網(wǎng)絡(luò)只是在物理上連接在一起，它們之間并不能進行通信，那么這種一起，它們之間并不能進行通信，那么這種“互連互連”并沒有什么實際意義。因此通常在談到并沒有什么實際意義。因此通常在談到“互聯(lián)互聯(lián)”時，就已經(jīng)暗示這些相互連接的計算機是可以進行時，就已經(jīng)暗示這些相互連接的計算機是可以進行通信的，也就是說，從功能上和邏輯上看，這些計通信的，也就是說，從功能上和邏輯上看，這些計算機網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)組成了一個大型的計算機網(wǎng)絡(luò)，或稱算機網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)組成了一個大型的計算機網(wǎng)絡(luò)，或稱為互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，也可簡稱為互聯(lián)網(wǎng)、互連網(wǎng)。為互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，也可簡稱為互聯(lián)網(wǎng)、互連網(wǎng)。7.1.1網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)概念67.1.1網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)概念 互連（互連

6、（InterconnectionInterconnection）：是指網(wǎng)絡(luò)在物理上的連）：是指網(wǎng)絡(luò)在物理上的連接，兩個網(wǎng)絡(luò)之間至少有一條在物理上連接的線路，它接，兩個網(wǎng)絡(luò)之間至少有一條在物理上連接的線路，它為兩個網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)交換提供了物資基礎(chǔ)和可能性，但并為兩個網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)交換提供了物資基礎(chǔ)和可能性，但并不能保證兩個網(wǎng)絡(luò)一定能夠進行數(shù)據(jù)交換，這要取決于不能保證兩個網(wǎng)絡(luò)一定能夠進行數(shù)據(jù)交換，這要取決于兩個網(wǎng)絡(luò)的通信協(xié)議是不是相互兼容。兩個網(wǎng)絡(luò)的通信協(xié)議是不是相互兼容。 互聯(lián)（互聯(lián)（internetworkinginternetworking）：網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)是指網(wǎng)絡(luò)在）：網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)是指網(wǎng)絡(luò)在物理和邏輯上，尤

7、其是邏輯上的連接。物理和邏輯上，尤其是邏輯上的連接。 網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)是指將兩個或兩個以上的計算機網(wǎng)絡(luò)通過網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)是指將兩個或兩個以上的計算機網(wǎng)絡(luò)通過一定的方法，用一種或多種網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備互聯(lián)起來，從一定的方法，用一種或多種網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備互聯(lián)起來，從而構(gòu)成更大的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)間更廣泛的資源共享而構(gòu)成更大的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)間更廣泛的資源共享，并通過通信達到不同網(wǎng)絡(luò)上的用戶可以進行信息和數(shù)，并通過通信達到不同網(wǎng)絡(luò)上的用戶可以進行信息和數(shù)據(jù)的交換。據(jù)的交換。77.1.1網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)概念在需要連接的網(wǎng)絡(luò)之間提供至少一條物理鏈路，并對在需要連接的網(wǎng)絡(luò)之間提供至少一條物理鏈路，并對這條鏈路具有相應(yīng)的控制規(guī)這條鏈路具

8、有相應(yīng)的控制規(guī) 程，使之能建立數(shù)據(jù)程，使之能建立數(shù)據(jù)交換的連接。交換的連接。 在不同網(wǎng)絡(luò)之間具有合適的路由，以便能相互通信以在不同網(wǎng)絡(luò)之間具有合適的路由，以便能相互通信以交換數(shù)據(jù)。交換數(shù)據(jù)。 可以對網(wǎng)絡(luò)的使用情況進行監(jiān)視和統(tǒng)計，以方便網(wǎng)絡(luò)可以對網(wǎng)絡(luò)的使用情況進行監(jiān)視和統(tǒng)計，以方便網(wǎng)絡(luò)的維護和管理。的維護和管理。87.1.1網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)概念 “互連互連”指在兩個物理網(wǎng)絡(luò)之間至少有一條物理鏈路指在兩個物理網(wǎng)絡(luò)之間至少有一條物理鏈路，它為兩個網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)交換提供了物質(zhì)基礎(chǔ)和可能性，它為兩個網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)交換提供了物質(zhì)基礎(chǔ)和可能性，但并不能保證兩個網(wǎng)絡(luò)一定能夠進行數(shù)據(jù)交換，這了取但并不能保證兩個網(wǎng)絡(luò)一定能夠進行

9、數(shù)據(jù)交換，這了取決于兩個網(wǎng)絡(luò)的通信協(xié)議是否相互兼容。決于兩個網(wǎng)絡(luò)的通信協(xié)議是否相互兼容。 “ “互通互通”指兩個網(wǎng)絡(luò)之間可以交換數(shù)據(jù)，它僅僅涉及指兩個網(wǎng)絡(luò)之間可以交換數(shù)據(jù)，它僅僅涉及通信的兩個網(wǎng)絡(luò)之間的端端連接與數(shù)據(jù)交換，為互操作通信的兩個網(wǎng)絡(luò)之間的端端連接與數(shù)據(jù)交換，為互操作提供條件。提供條件。 “ “互操作互操作“指兩個網(wǎng)絡(luò)中不同計算機系統(tǒng)之間具有透指兩個網(wǎng)絡(luò)中不同計算機系統(tǒng)之間具有透明地訪問對方資源的能力，一般由高層軟件來實現(xiàn)。明地訪問對方資源的能力，一般由高層軟件來實現(xiàn)。 因此，互連、互通、互操作表示了三層含義，互聯(lián)因此，互連、互通、互操作表示了三層含義，互聯(lián)是基礎(chǔ)，互通是手段，互操作

10、才是網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的目的。是基礎(chǔ)，互通是手段，互操作才是網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的目的。 97.1.2網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)類型局域網(wǎng)與局域網(wǎng)互連（局域網(wǎng)與局域網(wǎng)互連（LAN-LANLAN-LAN），例如以太網(wǎng)與），例如以太網(wǎng)與令牌環(huán)之間的互連。令牌環(huán)之間的互連。局域網(wǎng)與廣域網(wǎng)互連（局域網(wǎng)與廣域網(wǎng)互連（LAN-WANLAN-WAN），例如使用公用），例如使用公用電話網(wǎng)、分組交換網(wǎng)、電話網(wǎng)、分組交換網(wǎng)、DDNDDN、ISDNISDN、幀中繼等連接、幀中繼等連接遠程局域網(wǎng)。遠程局域網(wǎng)。廣域網(wǎng)與廣域網(wǎng)互連（廣域網(wǎng)與廣域網(wǎng)互連（WAN-WANWAN-WAN），例如專用廣域），例如專用廣域網(wǎng)與公用廣域網(wǎng)的互連。網(wǎng)與公用廣域網(wǎng)的互連。局域網(wǎng)

11、與廣域網(wǎng)再連接局域網(wǎng)（局域網(wǎng)與廣域網(wǎng)再連接局域網(wǎng)（LAN-WAN- LANLAN-WAN- LAN），例如以太網(wǎng)通過，例如以太網(wǎng)通過DDNDDN與令牌環(huán)之間的互連。與令牌環(huán)之間的互連。10 在在LAN-LANLAN-LAN互聯(lián)中，根據(jù)互聯(lián)中，根據(jù)LANLAN的傳輸性質(zhì)和通信協(xié)議不同，的傳輸性質(zhì)和通信協(xié)議不同，又分為同構(gòu)網(wǎng)互聯(lián)和異構(gòu)網(wǎng)互聯(lián)兩種形式。又分為同構(gòu)網(wǎng)互聯(lián)和異構(gòu)網(wǎng)互聯(lián)兩種形式。 同構(gòu)網(wǎng)互聯(lián)：同構(gòu)網(wǎng)互聯(lián)：指具有相同傳輸性質(zhì)和相同通信協(xié)議的指具有相同傳輸性質(zhì)和相同通信協(xié)議的局域網(wǎng)互聯(lián)。局域網(wǎng)互聯(lián)。LAN-LANLAN-LAN互聯(lián)結(jié)構(gòu)圖互聯(lián)結(jié)構(gòu)圖PCPCPCPCPCPCPCPCLAN1LAN1

12、LAN2LAN2互連設(shè)備互連設(shè)備 異構(gòu)網(wǎng)互聯(lián)異構(gòu)網(wǎng)互聯(lián)：指兩種完全指兩種完全不同傳輸性質(zhì)和不同通信協(xié)議的不同傳輸性質(zhì)和不同通信協(xié)議的局域網(wǎng)互聯(lián)。局域網(wǎng)互聯(lián)。 目前，不同類型的網(wǎng)絡(luò)之間目前，不同類型的網(wǎng)絡(luò)之間的互聯(lián)大多是異構(gòu)網(wǎng)互聯(lián)。異構(gòu)的互聯(lián)大多是異構(gòu)網(wǎng)互聯(lián)。異構(gòu)網(wǎng)的互聯(lián)較復(fù)雜些，常用連接設(shè)網(wǎng)的互聯(lián)較復(fù)雜些，常用連接設(shè)備有網(wǎng)橋或路由器備有網(wǎng)橋或路由器, , 如右圖所示如右圖所示。 7.1.2網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)類型11WANWAN路由器路由器WAN-WANWAN-WAN互聯(lián)結(jié)構(gòu)圖互聯(lián)結(jié)構(gòu)圖 LAN-WAN LAN-WAN互聯(lián)可以使不同單位或機構(gòu)的互聯(lián)可以使不同單位或機構(gòu)的LANLAN連入范圍更大連入范圍更大

13、的網(wǎng)絡(luò)體系中。其連接如右圖所示。的網(wǎng)絡(luò)體系中。其連接如右圖所示。 WANWAN與與WANWAN互聯(lián)一般在政府互聯(lián)一般在政府的電信部門或國際組織間進行的電信部門或國際組織間進行將不同地區(qū)的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，以構(gòu)將不同地區(qū)的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，以構(gòu)成更大規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)。成更大規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)。WAN-WANWAN-WAN的互聯(lián)主要使用路由器或網(wǎng)關(guān)的互聯(lián)主要使用路由器或網(wǎng)關(guān)來實現(xiàn)。其連接如下圖所示。來實現(xiàn)。其連接如下圖所示。WANWAN路由器路由器PCPCLAN-WANLAN-WAN互聯(lián)結(jié)構(gòu)圖互聯(lián)結(jié)構(gòu)圖LANPCPCPCPC7.1.2網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)類型12 如果兩個局域網(wǎng)的地理位置相隔很遠，可以通過廣域網(wǎng)實如果兩個局域網(wǎng)的地理位置相

14、隔很遠，可以通過廣域網(wǎng)實現(xiàn)兩個局域網(wǎng)的互聯(lián)。其連接如下圖所示?，F(xiàn)兩個局域網(wǎng)的互聯(lián)。其連接如下圖所示。PCLAN-WAN-LANLAN-WAN-LAN互聯(lián)結(jié)構(gòu)圖互聯(lián)結(jié)構(gòu)圖WANPCPCPCPCPC路由器路由器路由器路由器路由器路由器LANLANLAN7.1.2網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)類型137.1.3網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)解決方案 使一個網(wǎng)絡(luò)上的用戶能訪問其他網(wǎng)絡(luò)的資源，網(wǎng)使一個網(wǎng)絡(luò)上的用戶能訪問其他網(wǎng)絡(luò)的資源，網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的主要目的是使不同網(wǎng)絡(luò)上的用戶能互相通信絡(luò)互聯(lián)的主要目的是使不同網(wǎng)絡(luò)上的用戶能互相通信，其中最主要的內(nèi)容是網(wǎng)絡(luò)擴展。進行網(wǎng)絡(luò)擴展的主，其中最主要的內(nèi)容是網(wǎng)絡(luò)擴展。進行網(wǎng)絡(luò)擴展的主要原因有以下幾點：要原因有以下

15、幾點：擴展覆蓋范圍，由于局域網(wǎng)受到傳輸介質(zhì)、通信擴展覆蓋范圍，由于局域網(wǎng)受到傳輸介質(zhì)、通信設(shè)備等限制，其通信距離總是有一定限制的，通設(shè)備等限制，其通信距離總是有一定限制的，通過網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，可擴展其通信距離。過網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，可擴展其通信距離。形成更大的網(wǎng)絡(luò)，一個計算機網(wǎng)絡(luò)所能連接的計形成更大的網(wǎng)絡(luò)，一個計算機網(wǎng)絡(luò)所能連接的計算機數(shù)量總是有限的，通過網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，能增加連算機數(shù)量總是有限的，通過網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，能增加連網(wǎng)絡(luò)的計算機的數(shù)量，擴大網(wǎng)絡(luò)規(guī)模。網(wǎng)絡(luò)的計算機的數(shù)量，擴大網(wǎng)絡(luò)規(guī)模。提高網(wǎng)絡(luò)性能，隨著網(wǎng)絡(luò)的廣泛應(yīng)用，人們要求提高網(wǎng)絡(luò)性能，隨著網(wǎng)絡(luò)的廣泛應(yīng)用，人們要求更快的傳輸速度、更短的響應(yīng)時間和更多的業(yè)務(wù)更快

16、的傳輸速度、更短的響應(yīng)時間和更多的業(yè)務(wù)服務(wù)，通過網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，可以大大提高網(wǎng)絡(luò)的整體服務(wù)，通過網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，可以大大提高網(wǎng)絡(luò)的整體功能。功能。147.1.3網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)解決方案 面向連接的解決方案要求兩個節(jié)點在通信時建立一面向連接的解決方案要求兩個節(jié)點在通信時建立一條邏輯通道，所有的信息單元沿著這條邏輯通道傳輸。條邏輯通道，所有的信息單元沿著這條邏輯通道傳輸。路由器將一個網(wǎng)絡(luò)中的邏輯通道連接到另一個網(wǎng)絡(luò)中的路由器將一個網(wǎng)絡(luò)中的邏輯通道連接到另一個網(wǎng)絡(luò)中的邏輯通道，最終形成一條從源節(jié)點至目的節(jié)點的完整通邏輯通道，最終形成一條從源節(jié)點至目的節(jié)點的完整通道。道。 與面向連接的互聯(lián)網(wǎng)解決方案不同，面向非連接的與面

17、向連接的互聯(lián)網(wǎng)解決方案不同，面向非連接的解決方案并不需要建立邏輯通道。網(wǎng)絡(luò)中的信息單元被解決方案并不需要建立邏輯通道。網(wǎng)絡(luò)中的信息單元被獨立對待，這些信息單元經(jīng)過一系列的網(wǎng)絡(luò)和路由器，獨立對待，這些信息單元經(jīng)過一系列的網(wǎng)絡(luò)和路由器，最終到達目的節(jié)點最終到達目的節(jié)點 。 15按照連接網(wǎng)絡(luò)的不同，網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備分為中繼器、按照連接網(wǎng)絡(luò)的不同，網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備分為中繼器、集線器、網(wǎng)橋、交換機、路由器和網(wǎng)關(guān)等。用戶在集線器、網(wǎng)橋、交換機、路由器和網(wǎng)關(guān)等。用戶在構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和連接不同的網(wǎng)絡(luò)時，正確地選擇互構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和連接不同的網(wǎng)絡(luò)時，正確地選擇互聯(lián)設(shè)備尤為重要。聯(lián)設(shè)備尤為重要。7.2 網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備16 網(wǎng)絡(luò)

18、互聯(lián)不僅要把多個網(wǎng)絡(luò)用物理線路連接起來，并且網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)不僅要把多個網(wǎng)絡(luò)用物理線路連接起來，并且使用戶無法察覺不同網(wǎng)絡(luò)之間的差異。各種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的功能使用戶無法察覺不同網(wǎng)絡(luò)之間的差異。各種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的功能不同，分屬于不同的層次。網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)主要是將不同網(wǎng)段、網(wǎng)不同，分屬于不同的層次。網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)主要是將不同網(wǎng)段、網(wǎng)絡(luò)或子網(wǎng)之間通過網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備連接起來。網(wǎng)絡(luò)各互聯(lián)層與絡(luò)或子網(wǎng)之間通過網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備連接起來。網(wǎng)絡(luò)各互聯(lián)層與相應(yīng)設(shè)備的對應(yīng)關(guān)系如下圖所示。相應(yīng)設(shè)備的對應(yīng)關(guān)系如下圖所示。 互聯(lián)設(shè)備的層次關(guān)系互聯(lián)設(shè)備的層次關(guān)系網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)1 1 網(wǎng)橋、交換機（鏈路層）網(wǎng)橋、交換機（鏈路層）網(wǎng)關(guān)（高層）網(wǎng)關(guān)（高層） 路由器（網(wǎng)絡(luò)

19、層）路由器（網(wǎng)絡(luò)層） 中繼器、集線器（物理層）中繼器、集線器（物理層）子絡(luò)子絡(luò)1 1LANLAN1 1網(wǎng)段網(wǎng)段1 1網(wǎng)段網(wǎng)段2 2LAN2LAN2子絡(luò)子絡(luò)2 2網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)2 27.2.1網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的層次17 將網(wǎng)絡(luò)互相連接起來要使用一些中間設(shè)備，將網(wǎng)絡(luò)互相連接起來要使用一些中間設(shè)備，ISOISO的術(shù)語稱之為中繼（的術(shù)語稱之為中繼（relayrelay）系統(tǒng)。中繼系統(tǒng)在網(wǎng)間）系統(tǒng)。中繼系統(tǒng)在網(wǎng)間進行協(xié)議和功能轉(zhuǎn)換，具有很強的層次性。進行協(xié)議和功能轉(zhuǎn)換，具有很強的層次性。 根據(jù)中繼系統(tǒng)所在的層次，可以有以下五種中繼根據(jù)中繼系統(tǒng)所在的層次，可以有以下五種中繼系統(tǒng)：系統(tǒng)：物理層中繼系統(tǒng)，即轉(zhuǎn)發(fā)器或中繼器物

20、理層中繼系統(tǒng)，即轉(zhuǎn)發(fā)器或中繼器(repeater)(repeater)；數(shù)據(jù)鏈路層中繼系統(tǒng)，即網(wǎng)橋數(shù)據(jù)鏈路層中繼系統(tǒng)，即網(wǎng)橋(bridge)(bridge)和交換機（和交換機（switch)switch)；網(wǎng)絡(luò)層中繼系統(tǒng)，即路由器網(wǎng)絡(luò)層中繼系統(tǒng)，即路由器(router)(router)和三層交換機（和三層交換機（switchswitch）；）；網(wǎng)絡(luò)層以上的中繼系統(tǒng)（應(yīng)用層），即網(wǎng)關(guān)網(wǎng)絡(luò)層以上的中繼系統(tǒng)（應(yīng)用層），即網(wǎng)關(guān)(gateway)(gateway)。7.2.1網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的層次18 物理層是指物理層是指OSIOSI參考模型的最低層，物理層設(shè)備參考模型的最低層，物理層設(shè)備有中繼器、集線器、無線

21、有中繼器、集線器、無線APAP等。工作在物理層的設(shè)等。工作在物理層的設(shè)備由于性能限制，無法分辨出傳輸信號中的數(shù)據(jù)信備由于性能限制，無法分辨出傳輸信號中的數(shù)據(jù)信息，其任務(wù)就是為和它互相連接的設(shè)備，提供一個息，其任務(wù)就是為和它互相連接的設(shè)備，提供一個傳輸數(shù)據(jù)的物理連接，數(shù)據(jù)流在物理信道上是以信傳輸數(shù)據(jù)的物理連接，數(shù)據(jù)流在物理信道上是以信號的方式進行傳輸?shù)?。號的方式進行傳輸?shù)摹?.2.2物理層互聯(lián)設(shè)備197.2.2物理層互聯(lián)設(shè)備 中繼器（中繼器（RP repeaterRP repeater）是連接網(wǎng)絡(luò)線路的一種裝置，常）是連接網(wǎng)絡(luò)線路的一種裝置，常用于兩個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點之間物理信號的雙向轉(zhuǎn)發(fā)工作。中繼器是

22、用于兩個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點之間物理信號的雙向轉(zhuǎn)發(fā)工作。中繼器是最簡單的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備，主要完成物理層的功能，負責在兩最簡單的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備，主要完成物理層的功能，負責在兩個節(jié)點的物理層上按位傳遞信息，完成信號的復(fù)制、調(diào)整和個節(jié)點的物理層上按位傳遞信息，完成信號的復(fù)制、調(diào)整和放大功能，以此來延長網(wǎng)絡(luò)的長度。放大功能，以此來延長網(wǎng)絡(luò)的長度。 中繼器的功能是在物理層內(nèi)實現(xiàn)透明的二進制比特復(fù)制中繼器的功能是在物理層內(nèi)實現(xiàn)透明的二進制比特復(fù)制、補償信號衰減。也就是說，中繼器接收從一個網(wǎng)段傳來的、補償信號衰減。也就是說，中繼器接收從一個網(wǎng)段傳來的所有信號，放大后發(fā)送到另一個網(wǎng)段。由于存在損耗，在線所有信號，放大后發(fā)送到

23、另一個網(wǎng)段。由于存在損耗，在線路上傳輸?shù)男盘柟β蕰饾u衰減，衰減到一定程度時將造成路上傳輸?shù)男盘柟β蕰饾u衰減，衰減到一定程度時將造成信號失真，因此會導(dǎo)致接收錯誤。中繼器就是為解決這一問信號失真，因此會導(dǎo)致接收錯誤。中繼器就是為解決這一問題而設(shè)計的。它完成物理線路的連接，對衰減的信號進行放題而設(shè)計的。它完成物理線路的連接，對衰減的信號進行放大，保持與原數(shù)據(jù)相同。一般情況下，中繼器兩端連接相同大，保持與原數(shù)據(jù)相同。一般情況下，中繼器兩端連接相同的媒體，但有的中繼器也可以完成不同媒體的轉(zhuǎn)接工作。的媒體，但有的中繼器也可以完成不同媒體的轉(zhuǎn)接工作。 207.2.2物理層互聯(lián)設(shè)備 中繼器是工作在中繼器是

24、工作在OSIOSI參考模型物理層上的一種最簡單的局參考模型物理層上的一種最簡單的局域網(wǎng)設(shè)備，用來實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)物理層網(wǎng)段之間的互聯(lián)。域網(wǎng)設(shè)備，用來實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)物理層網(wǎng)段之間的互聯(lián)。 中繼器的功能就是將因傳輸而衰減和畸變的信號進行放中繼器的功能就是將因傳輸而衰減和畸變的信號進行放大、整形和轉(zhuǎn)發(fā)，以延長信號的傳輸距離。但是，中繼器并大、整形和轉(zhuǎn)發(fā)，以延長信號的傳輸距離。但是，中繼器并非能夠無限制地擴展網(wǎng)絡(luò)長度，使用時首先應(yīng)注意以太網(wǎng)的非能夠無限制地擴展網(wǎng)絡(luò)長度，使用時首先應(yīng)注意以太網(wǎng)的5-4-35-4-3中繼規(guī)則。中繼規(guī)則。 中繼器的結(jié)構(gòu)非常簡單中繼器的結(jié)構(gòu)非常簡單, , 沒有軟件沒有軟件, ,只是物理層的

25、信號增只是物理層的信號增強，以便傳輸?shù)搅硪粋€網(wǎng)段，而各網(wǎng)絡(luò)段屬于同一網(wǎng)絡(luò)強，以便傳輸?shù)搅硪粋€網(wǎng)段，而各網(wǎng)絡(luò)段屬于同一網(wǎng)絡(luò), ,各網(wǎng)各網(wǎng)段上的工作站可以共享某一網(wǎng)段上的文件服務(wù)器。段上的工作站可以共享某一網(wǎng)段上的文件服務(wù)器。21 中繼器的工作原理如下圖所示。如果發(fā)送結(jié)點與接收結(jié)中繼器的工作原理如下圖所示。如果發(fā)送結(jié)點與接收結(jié)點之間的距離超過點之間的距離超過500500m m，就不能正確接收數(shù)據(jù)信號。就不能正確接收數(shù)據(jù)信號。 中繼器工作原理示意圖中繼器工作原理示意圖7.2.2物理層互聯(lián)設(shè)備22 粗纜中繼器：粗纜中繼器：用來實現(xiàn)兩粗纜網(wǎng)段互聯(lián)，每段最長距用來實現(xiàn)兩粗纜網(wǎng)段互聯(lián)，每段最長距離為離為50

26、0500m m。 細纜中繼器：細纜中繼器：用來實現(xiàn)兩細纜網(wǎng)段互聯(lián)，每段最長距用來實現(xiàn)兩細纜網(wǎng)段互聯(lián)，每段最長距離為離為185185m m。 雙絞線中繼器：雙絞線中繼器：用來實現(xiàn)兩雙絞線網(wǎng)段互聯(lián)，每段最用來實現(xiàn)兩雙絞線網(wǎng)段互聯(lián)，每段最長距離為長距離為100100m m，共享式集線器共享式集線器HUBHUB實際上就是一個多端口的雙實際上就是一個多端口的雙絞線中繼器。絞線中繼器。 光纖中繼器：光纖中繼器：用來實現(xiàn)兩光纖網(wǎng)段互聯(lián)，若用用來實現(xiàn)兩光纖網(wǎng)段互聯(lián)，若用4 4個光個光纖中繼器時，每光纖段最長距離為纖中繼器時，每光纖段最長距離為500500m m；若用若用3 3個光纖中繼器個光纖中繼器時，每光纖

27、段最長距離為時，每光纖段最長距離為10001000m m。7.2.2物理層互聯(lián)設(shè)備237.2.2物理層互聯(lián)設(shè)備 （1 1）中繼器的主要優(yōu)點）中繼器的主要優(yōu)點 中繼器安裝簡單、可以輕易地擴展網(wǎng)絡(luò)的長度，使用方中繼器安裝簡單、可以輕易地擴展網(wǎng)絡(luò)的長度，使用方便、價格相對低廉。另外，中繼器工作在物理層，因此它便、價格相對低廉。另外，中繼器工作在物理層，因此它要求所連接的網(wǎng)段在物理層以上使用相同或兼容協(xié)議。要求所連接的網(wǎng)段在物理層以上使用相同或兼容協(xié)議。 （2 2）中繼器的主要缺點）中繼器的主要缺點 中繼器用于局域網(wǎng)之間有條件的連接。中繼器用于局域網(wǎng)之間有條件的連接。 中繼器不能提供所連接網(wǎng)段之間的隔

28、離功能。中繼器不能提供所連接網(wǎng)段之間的隔離功能。 中繼器不能抑制廣播風暴。中繼器不能抑制廣播風暴。 使用中繼器擴展網(wǎng)段和網(wǎng)絡(luò)距離時，其數(shù)目有所限使用中繼器擴展網(wǎng)段和網(wǎng)絡(luò)距離時，其數(shù)目有所限制。制。24system4 system5 system6system4 system5 system6 集線器集線器(Hub)(Hub)是局域網(wǎng)中重要的部件之一，其實質(zhì)是一個是局域網(wǎng)中重要的部件之一，其實質(zhì)是一個多端口的中繼器。中繼器通常帶有兩個端口多端口的中繼器。中繼器通常帶有兩個端口, ,用于連接一對同用于連接一對同軸電纜，而隨著雙絞線以太網(wǎng)的出現(xiàn)軸電纜，而隨著雙絞線以太網(wǎng)的出現(xiàn), ,中繼器被做成具有多

29、個中繼器被做成具有多個端口的裝置，用在星型布線系統(tǒng)中端口的裝置，用在星型布線系統(tǒng)中, ,并稱其為集線器。集線器并稱其為集線器。集線器在網(wǎng)絡(luò)中的連接如下圖所示。在網(wǎng)絡(luò)中的連接如下圖所示。HUBHUB1 1Server system1 system2 system3Server system1 system2 system3 HUBHUB2 2集線器在網(wǎng)絡(luò)中的連接集線器在網(wǎng)絡(luò)中的連接7.2.2物理層互聯(lián)設(shè)備251放大和整形功能放大和整形功能2檢測沖突功能檢測沖突功能3端口擴展功能端口擴展功能4數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)功能數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)功能5 5介質(zhì)互連功能介質(zhì)互連功能 在使用在使用10Base-T10Base-T的以太

30、網(wǎng)協(xié)議組網(wǎng)時，集線器的作用的以太網(wǎng)協(xié)議組網(wǎng)時，集線器的作用就顯得十分重要，它主要有以下就顯得十分重要，它主要有以下5 5個方面的功能。個方面的功能。7.2.2物理層互聯(lián)設(shè)備26集線器的基本結(jié)構(gòu)集線器的基本結(jié)構(gòu) 端口端口1 端口端口2 端口端口3 端口端口4 端口端口5 端口端口6 端口端口7 端口端口8主機主機B B主機主機A A集線器集線器 集線器作為以太網(wǎng)的中心連接設(shè)備時，所有結(jié)點通過非集線器作為以太網(wǎng)的中心連接設(shè)備時，所有結(jié)點通過非屏蔽雙絞線與集線器連接。在物理結(jié)構(gòu)是星型結(jié)構(gòu)，在邏輯屏蔽雙絞線與集線器連接。在物理結(jié)構(gòu)是星型結(jié)構(gòu)，在邏輯上仍然是總線型結(jié)構(gòu)，并且在上仍然是總線型結(jié)構(gòu)，并且在M

31、ACMAC層仍然使用層仍然使用CSMA/CDCSMA/CD介質(zhì)訪介質(zhì)訪問控制方法。集線器的基本結(jié)構(gòu)如下圖所示。問控制方法。集線器的基本結(jié)構(gòu)如下圖所示。 7.2.2物理層互聯(lián)設(shè)備27 集線器有多種不同的類型，并有多種不同的分類方法。集線器有多種不同的類型，并有多種不同的分類方法。 按網(wǎng)絡(luò)類型分類，按網(wǎng)絡(luò)類型分類，可分為：可分為： 以太網(wǎng)以太網(wǎng)HubHub、令牌環(huán)網(wǎng)、令牌環(huán)網(wǎng)HubHub、FDDI HubFDDI Hub等。等。 按集線器端口連接介質(zhì)不同分類，按集線器端口連接介質(zhì)不同分類，可分為：可分為： 同軸電纜、雙絞線和光纖三種類型。同軸電纜、雙絞線和光纖三種類型。 按集線器支持的傳輸速率不同

32、分類，按集線器支持的傳輸速率不同分類，可分為：可分為： 10Mbit/s 10Mbit/s、100Mbit/s100Mbit/s和和10/100Mbit/s10/100Mbit/s。 按集線器結(jié)構(gòu)不同分類，按集線器結(jié)構(gòu)不同分類，可分為：可分為： 獨立式集線器、堆疊式集線器和模塊式集線器三種。獨立式集線器、堆疊式集線器和模塊式集線器三種。7.2.2物理層互聯(lián)設(shè)備28 無線無線APAP（APAP，Access PointAccess Point，無線訪問節(jié)點、會話點或存取橋，無線訪問節(jié)點、會話點或存取橋接器）是一個包含很廣的名稱，它不僅包含單純性無線接入點（無接器）是一個包含很廣的名稱，它不僅包含

33、單純性無線接入點（無線線APAP），也同樣是），也同樣是無線路由器無線路由器（含無線網(wǎng)關(guān)、（含無線網(wǎng)關(guān)、無線網(wǎng)橋無線網(wǎng)橋）等類設(shè)備）等類設(shè)備的統(tǒng)稱。主要提供無線工作站對有線局域網(wǎng)和從有線局域網(wǎng)對無線的統(tǒng)稱。主要提供無線工作站對有線局域網(wǎng)和從有線局域網(wǎng)對無線工作站的訪問，在訪問接入點覆蓋范圍內(nèi)的無線工作站可以通過它工作站的訪問，在訪問接入點覆蓋范圍內(nèi)的無線工作站可以通過它進行相互通信進行相互通信，是無線網(wǎng)和有線網(wǎng)之間溝通的橋梁，相當于一個無是無線網(wǎng)和有線網(wǎng)之間溝通的橋梁，相當于一個無線集線器、無線收發(fā)器。各種文章或廠家在面對無線線集線器、無線收發(fā)器。各種文章或廠家在面對無線APAP時的稱呼目時的

34、稱呼目前比較混亂，但隨著前比較混亂，但隨著無線路由器無線路由器的普及，目前的情況下如沒有特別的普及，目前的情況下如沒有特別的說明，我們一般還是只將所稱呼的無線的說明，我們一般還是只將所稱呼的無線APAP理解為單純性無線理解為單純性無線APAP，以示和以示和無線路由器無線路由器加以區(qū)分。它主要是提供無線加以區(qū)分。它主要是提供無線工作站工作站對有線局域?qū)τ芯€局域網(wǎng)和從有線局域網(wǎng)對無線工作站的訪問，在訪問接入點覆蓋范圍內(nèi)網(wǎng)和從有線局域網(wǎng)對無線工作站的訪問，在訪問接入點覆蓋范圍內(nèi)的無線工作站可以通過它進行相互的無線工作站可以通過它進行相互通信通信。 7.2.2物理層互聯(lián)設(shè)備29 數(shù)據(jù)鏈路可以粗略地理解

35、為數(shù)據(jù)傳輸通道，位數(shù)據(jù)鏈路可以粗略地理解為數(shù)據(jù)傳輸通道，位于物理層與網(wǎng)絡(luò)層之間，是數(shù)據(jù)傳輸過程中比較重于物理層與網(wǎng)絡(luò)層之間，是數(shù)據(jù)傳輸過程中比較重要一層。物理層設(shè)備為終端設(shè)備間提供傳輸媒介及要一層。物理層設(shè)備為終端設(shè)備間提供傳輸媒介及連接，但通訊設(shè)備之間的傳輸連接只在通訊時暫時連接，但通訊設(shè)備之間的傳輸連接只在通訊時暫時連接的。每次通信都要經(jīng)過建立通信連接和拆除通連接的。每次通信都要經(jīng)過建立通信連接和拆除通信連接兩個過程，這種建立起來的數(shù)據(jù)收發(fā)關(guān)系就信連接兩個過程，這種建立起來的數(shù)據(jù)收發(fā)關(guān)系就叫數(shù)據(jù)鏈路，承擔這種工作任務(wù)的設(shè)備，叫數(shù)據(jù)鏈叫數(shù)據(jù)鏈路，承擔這種工作任務(wù)的設(shè)備，叫數(shù)據(jù)鏈路層設(shè)備，常見

36、的數(shù)據(jù)鏈路層設(shè)備有網(wǎng)卡、網(wǎng)橋和路層設(shè)備，常見的數(shù)據(jù)鏈路層設(shè)備有網(wǎng)卡、網(wǎng)橋和二層交換機。二層交換機。 7.2.3數(shù)據(jù)鏈路層互聯(lián)設(shè)備30 網(wǎng)卡（網(wǎng)卡（Network Interface CardNetwork Interface Card，簡稱，簡稱NICNIC），也稱網(wǎng)絡(luò)），也稱網(wǎng)絡(luò)適配器，是電腦與局域網(wǎng)相互連接的設(shè)備。無論是普通電腦適配器，是電腦與局域網(wǎng)相互連接的設(shè)備。無論是普通電腦還是高端服務(wù)器，只要連接到局域網(wǎng)，就都需要安裝一塊網(wǎng)還是高端服務(wù)器，只要連接到局域網(wǎng)，就都需要安裝一塊網(wǎng)卡。如果有必要，一臺電腦也可以同時安裝兩塊或多塊網(wǎng)卡卡。如果有必要，一臺電腦也可以同時安裝兩塊或多塊網(wǎng)卡。網(wǎng)卡

37、是局域網(wǎng)中最基本的部件之一，它是連接計算機與網(wǎng)。網(wǎng)卡是局域網(wǎng)中最基本的部件之一，它是連接計算機與網(wǎng)絡(luò)的硬件設(shè)備。無論是雙絞線連接、同軸電纜連接還是光纖絡(luò)的硬件設(shè)備。無論是雙絞線連接、同軸電纜連接還是光纖連接，都必須借助于網(wǎng)卡才能實現(xiàn)數(shù)據(jù)的通信。平常所說的連接，都必須借助于網(wǎng)卡才能實現(xiàn)數(shù)據(jù)的通信。平常所說的網(wǎng)卡就是將網(wǎng)卡就是將PCPC機和機和LANLAN連接的網(wǎng)絡(luò)適配器。網(wǎng)卡插在計算機主連接的網(wǎng)絡(luò)適配器。網(wǎng)卡插在計算機主板插槽中，負責將用戶要傳遞的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為網(wǎng)絡(luò)上其它設(shè)備板插槽中，負責將用戶要傳遞的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為網(wǎng)絡(luò)上其它設(shè)備能夠識別的格式，通過網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)傳輸。它的主要技術(shù)參數(shù)為能夠識別的格式，通過網(wǎng)

38、絡(luò)介質(zhì)傳輸。它的主要技術(shù)參數(shù)為帶寬、總線方式、電氣接口方式等。帶寬、總線方式、電氣接口方式等。7.2.3數(shù)據(jù)鏈路層互聯(lián)設(shè)備317.2.3數(shù)據(jù)鏈路層互聯(lián)設(shè)備PCPC總線總線數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換換拆拆裝裝數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)幀幀數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)緩緩沖沖訪訪問問控控制制編編碼碼與與譯譯碼碼收收發(fā)發(fā)器器連連接接器器網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)電電纜纜網(wǎng)卡的基本功能示意圖網(wǎng)卡的基本功能示意圖 網(wǎng)卡的功能主要有并行到串行的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、包的裝配和網(wǎng)卡的功能主要有并行到串行的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、包的裝配和拆裝、網(wǎng)絡(luò)存取控制，數(shù)據(jù)緩存和網(wǎng)絡(luò)信號。拆裝、網(wǎng)絡(luò)存取控制，數(shù)據(jù)緩存和網(wǎng)絡(luò)信號。網(wǎng)卡的基本功網(wǎng)卡的基本功能是與網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)配合工作，負責將要發(fā)送的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為能是與網(wǎng)

39、絡(luò)操作系統(tǒng)配合工作，負責將要發(fā)送的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為網(wǎng)絡(luò)上其它設(shè)備能夠識別的格式。網(wǎng)絡(luò)上其它設(shè)備能夠識別的格式。32 網(wǎng)卡工作在數(shù)據(jù)鏈路層，主要完成物理層和數(shù)據(jù)鏈路層網(wǎng)卡工作在數(shù)據(jù)鏈路層，主要完成物理層和數(shù)據(jù)鏈路層的大部分功能。主機與網(wǎng)卡通過控制總線來傳輸控制命令與的大部分功能。主機與網(wǎng)卡通過控制總線來傳輸控制命令與響應(yīng)，通過數(shù)據(jù)總線來發(fā)送與接收數(shù)據(jù)。主機通過地址總線響應(yīng)，通過數(shù)據(jù)總線來發(fā)送與接收數(shù)據(jù)。主機通過地址總線和控制總線和控制總線, ,根據(jù)地址與中斷號根據(jù)地址與中斷號INTINT識別網(wǎng)卡和其中的寄存器識別網(wǎng)卡和其中的寄存器寫入或讀出命令或響應(yīng)。寫入或讀出命令或響應(yīng)。 如果按以太網(wǎng)網(wǎng)卡所支持的總

40、線類型如果按以太網(wǎng)網(wǎng)卡所支持的總線類型, ,可分為可分為3 3種類型：種類型： 1616位。位。適用于符合工業(yè)總線標準適用于符合工業(yè)總線標準ISAISA的網(wǎng)卡。的網(wǎng)卡。 3232位。位。適用于符合擴展的工業(yè)總線標準適用于符合擴展的工業(yè)總線標準EISAEISA、MACMAC、VL-BUSVL-BUS、PCIPCI的網(wǎng)卡。的網(wǎng)卡。 特殊總線。特殊總線。適用于符合適用于符合MCIAMCIA、并行口、并行口、USBUSB的網(wǎng)卡。的網(wǎng)卡。7.2.3數(shù)據(jù)鏈路層互聯(lián)設(shè)備33 MACMAC地址又叫網(wǎng)卡的地址又叫網(wǎng)卡的物理地址物理地址或硬件地址通常是由或硬件地址通常是由網(wǎng)卡生產(chǎn)廠家燒入網(wǎng)卡的網(wǎng)卡生產(chǎn)廠家燒入網(wǎng)卡

41、的EPROMEPROM（一種閃存芯片，通常（一種閃存芯片，通?？梢酝ㄟ^程序擦寫），它存儲的是傳輸數(shù)據(jù)時真正賴以可以通過程序擦寫），它存儲的是傳輸數(shù)據(jù)時真正賴以標識發(fā)出數(shù)據(jù)的電腦和接收數(shù)據(jù)的主機的地址。標識發(fā)出數(shù)據(jù)的電腦和接收數(shù)據(jù)的主機的地址。MACMAC地地址由址由4848比特長（比特長（6 6字節(jié)），字節(jié)），1616進制的數(shù)字組成，進制的數(shù)字組成，0 02323位位叫做組織唯一標志符（叫做組織唯一標志符（organizationally uniqueorganizationally unique），），是識別是識別LANLAN（局域網(wǎng)）節(jié)點的標識，（局域網(wǎng)）節(jié)點的標識，24244747位是由

42、廠家位是由廠家自己分配。如：自己分配。如：44-45-53-54-00-0044-45-53-54-00-00，以機器可讀的方，以機器可讀的方式存入主機接口中。式存入主機接口中。7.2.3數(shù)據(jù)鏈路層互聯(lián)設(shè)備34 網(wǎng)橋（網(wǎng)橋（BridgeBridge）是連接兩個局域網(wǎng)的設(shè)備，工作在）是連接兩個局域網(wǎng)的設(shè)備，工作在數(shù)據(jù)鏈路層，準確地說，它工作在數(shù)據(jù)鏈路層，準確地說，它工作在MACMAC子層上，可以完子層上，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?qū)Χ顺删哂邢嗤蛳嗨企w系結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的連接。網(wǎng)橋?qū)Χ它c用戶是透明的，像一個聰明的中繼器。網(wǎng)橋是為各種點用戶是透明的，像一個聰明的中繼器。網(wǎng)橋是為

43、各種局域網(wǎng)存儲轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)而設(shè)計的，可以將不同的局域網(wǎng)連局域網(wǎng)存儲轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)而設(shè)計的，可以將不同的局域網(wǎng)連在一起，組成一個擴展的局域網(wǎng)。它將兩個相似的網(wǎng)絡(luò)在一起，組成一個擴展的局域網(wǎng)。它將兩個相似的網(wǎng)絡(luò)連接起來，對網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的流通進行管理，不但能擴展網(wǎng)連接起來，對網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的流通進行管理，不但能擴展網(wǎng)絡(luò)的距離或范圍，而且可提高網(wǎng)絡(luò)的性能以及可靠性和絡(luò)的距離或范圍，而且可提高網(wǎng)絡(luò)的性能以及可靠性和安全性。安全性。7.2.3數(shù)據(jù)鏈路層互聯(lián)設(shè)備35 網(wǎng)橋又稱橋接器網(wǎng)橋又稱橋接器, , 用于網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點的物理地址過濾用于網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點的物理地址過濾、網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)分段以及跨網(wǎng)段數(shù)據(jù)幀的轉(zhuǎn)發(fā)絡(luò)分段以及跨網(wǎng)段數(shù)據(jù)幀的轉(zhuǎn)發(fā)。網(wǎng)橋不

44、但能擴展網(wǎng)絡(luò)的距網(wǎng)橋不但能擴展網(wǎng)絡(luò)的距離或范圍，而且可以提高網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的安全和保密性能。離或范圍，而且可以提高網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的安全和保密性能。 接收與學(xué)習(xí)功能：接收與學(xué)習(xí)功能：當網(wǎng)橋接收到一個信息包時，它會當網(wǎng)橋接收到一個信息包時，它會查看信息幀的源（物理）地址，并將該地址與網(wǎng)橋地址表中查看信息幀的源（物理）地址，并將該地址與網(wǎng)橋地址表中的各項對比，如果在其地址表中查不到，則將新的源地址加的各項對比，如果在其地址表中查不到，則將新的源地址加到地址表中，在不進行任何新的配置的情況下，網(wǎng)橋可以根到地址表中，在不進行任何新的配置的情況下，網(wǎng)橋可以根據(jù)地址表中的地址重新配置網(wǎng)橋據(jù)地址表中的地址重新配置網(wǎng)橋,

45、,這就是所謂的這就是所謂的“學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)”功能功能。 過濾和轉(zhuǎn)發(fā)功能：過濾和轉(zhuǎn)發(fā)功能：學(xué)習(xí)過程完成后，每當網(wǎng)橋接到一學(xué)習(xí)過程完成后，每當網(wǎng)橋接到一個信息幀時，它就會根據(jù)自己學(xué)習(xí)到的地址表來檢查信息幀個信息幀時，它就會根據(jù)自己學(xué)習(xí)到的地址表來檢查信息幀的源地址和目的地址。的源地址和目的地址。7.2.3數(shù)據(jù)鏈路層互聯(lián)設(shè)備36 網(wǎng)橋主要用來連接兩個局域網(wǎng)，通過接收數(shù)據(jù)幀、地址網(wǎng)橋主要用來連接兩個局域網(wǎng)，通過接收數(shù)據(jù)幀、地址過濾、存儲與轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)幀方式實現(xiàn)多個局域網(wǎng)系統(tǒng)的互聯(lián)。過濾、存儲與轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)幀方式實現(xiàn)多個局域網(wǎng)系統(tǒng)的互聯(lián)。網(wǎng)橋根據(jù)局域網(wǎng)中數(shù)據(jù)幀的源地址與目的地址來決定是否接網(wǎng)橋根據(jù)局域網(wǎng)中數(shù)據(jù)幀的源地

46、址與目的地址來決定是否接收和轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)幀收和轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)幀。網(wǎng)橋工作原理示意圖網(wǎng)橋工作原理示意圖LAN1LAN1LAN2LAN2結(jié)點結(jié)點104104結(jié)點結(jié)點103103結(jié)點結(jié)點201201結(jié)點結(jié)點202202網(wǎng)網(wǎng)橋橋104 104 DataData104 104 DataData7.2.3數(shù)據(jù)鏈路層互聯(lián)設(shè)備37 1透明網(wǎng)橋：透明網(wǎng)橋：通過一個內(nèi)部轉(zhuǎn)發(fā)地址進行路徑選擇，它的存在和通過一個內(nèi)部轉(zhuǎn)發(fā)地址進行路徑選擇，它的存在和操作對網(wǎng)絡(luò)站點是完全透明的，故稱它為透明橋。操作對網(wǎng)絡(luò)站點是完全透明的，故稱它為透明橋。 2源路由橋：源路由橋：采用與透明橋不同的路徑選擇方案，路徑選擇由發(fā)采用與透明橋不同的路徑選擇

47、方案，路徑選擇由發(fā)送數(shù)據(jù)幀的源站點負責。送數(shù)據(jù)幀的源站點負責。3MAC網(wǎng)橋：網(wǎng)橋：是工作在介質(zhì)訪問控制子層的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備，它只是工作在介質(zhì)訪問控制子層的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備，它只能互聯(lián)具有相同能互聯(lián)具有相同MAC協(xié)議的同類局域網(wǎng)。協(xié)議的同類局域網(wǎng)。4LLC網(wǎng)橋：網(wǎng)橋：它作用于邏輯鏈路控制子層，能夠連接采用不同它作用于邏輯鏈路控制子層，能夠連接采用不同MACMAC協(xié)議的異類局域網(wǎng)。協(xié)議的異類局域網(wǎng)。5本地橋和遠程橋：本地橋和遠程橋：本地網(wǎng)橋用于連接近距離局域網(wǎng)；遠程網(wǎng)橋本地網(wǎng)橋用于連接近距離局域網(wǎng)；遠程網(wǎng)橋具有廣域網(wǎng)連接能力，實現(xiàn)局域網(wǎng)的遠程連接，如無線網(wǎng)橋。具有廣域網(wǎng)連接能力，實現(xiàn)局域網(wǎng)的遠程連接，如

48、無線網(wǎng)橋。7.2.3數(shù)據(jù)鏈路層互聯(lián)設(shè)備38 網(wǎng)橋在數(shù)據(jù)鏈路層上實現(xiàn)局域網(wǎng)互連；網(wǎng)橋在數(shù)據(jù)鏈路層上實現(xiàn)局域網(wǎng)互連； 網(wǎng)橋能夠互連兩個采用不同數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議、不同傳輸網(wǎng)橋能夠互連兩個采用不同數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議、不同傳輸介質(zhì)與不同傳輸速率的網(wǎng)絡(luò)；介質(zhì)與不同傳輸速率的網(wǎng)絡(luò)； 網(wǎng)橋以接收、存儲、地址過濾與轉(zhuǎn)發(fā)的方式實現(xiàn)互連的網(wǎng)橋以接收、存儲、地址過濾與轉(zhuǎn)發(fā)的方式實現(xiàn)互連的網(wǎng)絡(luò)之間的通信；網(wǎng)絡(luò)之間的通信； 網(wǎng)橋需要互連的網(wǎng)絡(luò)在數(shù)據(jù)鏈路層以上采用相同的協(xié)議網(wǎng)橋需要互連的網(wǎng)絡(luò)在數(shù)據(jù)鏈路層以上采用相同的協(xié)議； 網(wǎng)橋可以分隔兩個網(wǎng)絡(luò)之間的廣播通信量，有利于改善網(wǎng)橋可以分隔兩個網(wǎng)絡(luò)之間的廣播通信量，有利于改善互連網(wǎng)絡(luò)的

49、性能與安全性?；ミB網(wǎng)絡(luò)的性能與安全性。 7.2.3數(shù)據(jù)鏈路層互聯(lián)設(shè)備39網(wǎng)橋與中繼器網(wǎng)橋與中繼器 網(wǎng)橋的存儲和轉(zhuǎn)發(fā)功能與中繼器相比有優(yōu)點也有缺網(wǎng)橋的存儲和轉(zhuǎn)發(fā)功能與中繼器相比有優(yōu)點也有缺點，其優(yōu)點是：點，其優(yōu)點是：1）使用網(wǎng)橋進行互連克服了物理限制，這）使用網(wǎng)橋進行互連克服了物理限制，這意味著構(gòu)成意味著構(gòu)成LAN 的數(shù)據(jù)站總數(shù)和網(wǎng)段數(shù)很容易擴充；的數(shù)據(jù)站總數(shù)和網(wǎng)段數(shù)很容易擴充；2）網(wǎng)）網(wǎng)橋納入存儲和轉(zhuǎn)發(fā)功能可使其適應(yīng)于連接使用不同橋納入存儲和轉(zhuǎn)發(fā)功能可使其適應(yīng)于連接使用不同MAC 協(xié)協(xié)議的兩個議的兩個LAN，因而構(gòu)成一個不同，因而構(gòu)成一個不同LAN 混連在一起的混合混連在一起的混合網(wǎng)絡(luò)環(huán)境；網(wǎng)

50、絡(luò)環(huán)境；3）網(wǎng)橋的中繼功能僅僅依賴于）網(wǎng)橋的中繼功能僅僅依賴于MAC 幀的地址，幀的地址，因而對高層協(xié)議完全透明；因而對高層協(xié)議完全透明；4）網(wǎng)橋?qū)⒁粋€較大的）網(wǎng)橋?qū)⒁粋€較大的LAN 分成分成段，有利于改善可靠性、可用性和安全性。段，有利于改善可靠性、可用性和安全性。 7.2.3數(shù)據(jù)鏈路層互聯(lián)設(shè)備40 網(wǎng)橋與路由器網(wǎng)橋與路由器 網(wǎng)橋工作在數(shù)據(jù)鏈路層，將兩個網(wǎng)橋工作在數(shù)據(jù)鏈路層，將兩個LAN連起來，根據(jù)連起來，根據(jù)MAC地址來轉(zhuǎn)發(fā)幀，可以看作一個地址來轉(zhuǎn)發(fā)幀，可以看作一個“低層的路由器低層的路由器”（路由器工（路由器工作在網(wǎng)絡(luò)層，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)地址如作在網(wǎng)絡(luò)層，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)地址如IP地址進行轉(zhuǎn)發(fā)）。地址進

51、行轉(zhuǎn)發(fā)）。 網(wǎng)橋并不了解其轉(zhuǎn)發(fā)幀中高層協(xié)議的信息，這使它可以同時以網(wǎng)橋并不了解其轉(zhuǎn)發(fā)幀中高層協(xié)議的信息，這使它可以同時以同種方式處理同種方式處理IP、IPX等協(xié)議，它還提供了將無路由協(xié)議的網(wǎng)等協(xié)議，它還提供了將無路由協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)（如絡(luò)（如NetBEUI）分段的功能。）分段的功能。 由于路由器處理網(wǎng)絡(luò)層的數(shù)據(jù)，因此它們更容易互連不同由于路由器處理網(wǎng)絡(luò)層的數(shù)據(jù)，因此它們更容易互連不同的數(shù)據(jù)鏈路層，如令牌環(huán)網(wǎng)段和以太網(wǎng)段。網(wǎng)橋通常比路由的數(shù)據(jù)鏈路層，如令牌環(huán)網(wǎng)段和以太網(wǎng)段。網(wǎng)橋通常比路由器難控制。像器難控制。像IP等協(xié)議有復(fù)雜的路由協(xié)議，使網(wǎng)管易于管理等協(xié)議有復(fù)雜的路由協(xié)議，使網(wǎng)管易于管理路由；路由；

52、IP等協(xié)議還提供了較多的網(wǎng)絡(luò)如何分段的信息（即使等協(xié)議還提供了較多的網(wǎng)絡(luò)如何分段的信息（即使其地址也提供了此類信息）。而網(wǎng)橋則只用其地址也提供了此類信息）。而網(wǎng)橋則只用MAC地址和物理地址和物理拓撲進行工作。因此網(wǎng)橋一般適于小型較簡單的網(wǎng)絡(luò)。拓撲進行工作。因此網(wǎng)橋一般適于小型較簡單的網(wǎng)絡(luò)。 7.2.3數(shù)據(jù)鏈路層互聯(lián)設(shè)備41 交換機交換機(Switch)(Switch)也稱為交換器活交換式集線器，是專門也稱為交換器活交換式集線器，是專門為計算機之間能夠相互通信且獨享帶寬而設(shè)計的一種包交換為計算機之間能夠相互通信且獨享帶寬而設(shè)計的一種包交換設(shè)備。目前交換機已取代傳統(tǒng)集線器在網(wǎng)絡(luò)連接中的霸主地設(shè)備。

53、目前交換機已取代傳統(tǒng)集線器在網(wǎng)絡(luò)連接中的霸主地位，成為組建和升級以太局域網(wǎng)的首選設(shè)備。位，成為組建和升級以太局域網(wǎng)的首選設(shè)備。 交換機大多工作數(shù)據(jù)鏈路層交換機大多工作數(shù)據(jù)鏈路層, ,其功能是對封裝數(shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)其功能是對封裝數(shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)發(fā)，在端口之間建立并行的連接，以縮小沖突域，并隔離廣發(fā)，在端口之間建立并行的連接，以縮小沖突域，并隔離廣播風暴。交換機的最大特點是可以將一個局域網(wǎng)劃分成多個播風暴。交換機的最大特點是可以將一個局域網(wǎng)劃分成多個端口端口, ,每個端口可以構(gòu)成一個網(wǎng)段，扮演著一個網(wǎng)橋的角色每個端口可以構(gòu)成一個網(wǎng)段，扮演著一個網(wǎng)橋的角色, ,而且每一個連接到交換機上的設(shè)備都可以享用自己的專用

54、帶而且每一個連接到交換機上的設(shè)備都可以享用自己的專用帶寬。寬。7.2.3數(shù)據(jù)鏈路層互聯(lián)設(shè)備42 交換機的最大特點是可以將一個局域網(wǎng)劃分成多個端口交換機的最大特點是可以將一個局域網(wǎng)劃分成多個端口, ,每個端口可以構(gòu)成一個網(wǎng)段每個端口可以構(gòu)成一個網(wǎng)段, ,扮演著一個網(wǎng)橋的角色扮演著一個網(wǎng)橋的角色, ,而且每而且每一個連接到交換機上的設(shè)備都可以享用自己的專用帶寬。一個連接到交換機上的設(shè)備都可以享用自己的專用帶寬。用交換機連接各網(wǎng)段示意圖用交換機連接各網(wǎng)段示意圖網(wǎng)段網(wǎng)段2 hub2 hub網(wǎng)段網(wǎng)段4 hub4 hub交換機交換機網(wǎng)段網(wǎng)段3 hub3 hub網(wǎng)段網(wǎng)段1 hub1 hub7.2.3數(shù)據(jù)鏈路

55、層互聯(lián)設(shè)備43 交換機之所以比集線器的性能優(yōu)越，其關(guān)鍵是交換機中交換機之所以比集線器的性能優(yōu)越，其關(guān)鍵是交換機中的的MACMAC地址表，并有先進的轉(zhuǎn)發(fā)方式。地址表，并有先進的轉(zhuǎn)發(fā)方式。 (1) (1) MACMAC地址表：地址表：集線器雖然也能組網(wǎng)集線器雖然也能組網(wǎng), ,但僅起到物理層但僅起到物理層的電信號放大作用，需要通過網(wǎng)絡(luò)上層的幫助才能完成將數(shù)的電信號放大作用，需要通過網(wǎng)絡(luò)上層的幫助才能完成將數(shù)據(jù)幀轉(zhuǎn)發(fā)到目的計算機，這樣會降低數(shù)據(jù)傳輸?shù)男?。交換據(jù)幀轉(zhuǎn)發(fā)到目的計算機，這樣會降低數(shù)據(jù)傳輸?shù)男?。交換機通過專用集成電路機通過專用集成電路(ASIC)(ASIC)能夠完成一定智能的功能，通過能夠

56、完成一定智能的功能，通過查看每個端口接收的幀的源地址查看每個端口接收的幀的源地址, ,迅速建立一個端口和迅速建立一個端口和MACMAC地地址的映射關(guān)系址的映射關(guān)系, ,并存儲在內(nèi)容關(guān)聯(lián)存儲器并存儲在內(nèi)容關(guān)聯(lián)存儲器(CAM)(CAM)里形成一個端里形成一個端口和口和MACMAC地址的對應(yīng)表，即地址的對應(yīng)表，即MACMAC地址表，然后根據(jù)這個表轉(zhuǎn)發(fā)地址表，然后根據(jù)這個表轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)幀。數(shù)據(jù)幀。 下面以實例說明交換機下面以實例說明交換機MACMAC地址表的建立過程。地址表的建立過程。 7.2.3數(shù)據(jù)鏈路層互聯(lián)設(shè)備44 假設(shè)有一臺交換機的假設(shè)有一臺交換機的4個端口分別連到個端口分別連到4臺用戶終端，臺用戶

57、終端，它們有不同的它們有不同的MAC地址，開始交換機的地址，開始交換機的MAC地址表是空的。地址表是空的。交換機的交換機的MACMAC地址表為空表地址表為空表MACMAC地址表地址表（開機時，（開機時，MACMAC地址表是空的）地址表是空的）E3E3E2E2E0E0E1E10260.8c01.11110260.8c01.11110260.8c01.44440260.8c01.44440260.8c01.22220260.8c01.22220260.8c01.33330260.8c01.3333ACBD7.2.3數(shù)據(jù)鏈路層互聯(lián)設(shè)備45 當終端當終端A第一次向終端第一次向終端C發(fā)送數(shù)據(jù)幀時，由于首

58、次發(fā)發(fā)送數(shù)據(jù)幀時，由于首次發(fā)送時不知道終端送時不知道終端C在何處，所以向其它各端口復(fù)制轉(zhuǎn)發(fā)這個在何處，所以向其它各端口復(fù)制轉(zhuǎn)發(fā)這個數(shù)據(jù)幀，這個過程稱為泛洪，如下圖所示。數(shù)據(jù)幀，這個過程稱為泛洪，如下圖所示。A A的的MACMAC地址寫入地址表中地址寫入地址表中MACMAC地址表地址表E0:0260.8c01.1111E0:0260.8c01.1111E3E3E2E2E0E0E1E10260.8c01.11110260.8c01.11110260.8c01.44440260.8c01.44440260.8c01.22220260.8c01.22220260.8c01.33330260.8c01.

59、3333ACBD7.2.3數(shù)據(jù)鏈路層互聯(lián)設(shè)備46 當終端當終端D第一次向終端第一次向終端C發(fā)送數(shù)據(jù)幀時，交換機將發(fā)送數(shù)據(jù)幀時，交換機將E3端端口和幀的源地址寫入表中。交換機獲得到了所有終端的口和幀的源地址寫入表中。交換機獲得到了所有終端的MAC地址，并建立了對應(yīng)關(guān)系表，如下圖所示。地址，并建立了對應(yīng)關(guān)系表，如下圖所示。B B的的MACMAC地址寫入地址表中地址寫入地址表中MACMAC地址表地址表E0:0260.8c01.1111E0:0260.8c01.1111E3:0260.8c01.4444E3:0260.8c01.4444E3E3E2E2E0E0E1E10260.8c01.1111026

60、0.8c01.11110260.8c01.44440260.8c01.44440260.8c01.22220260.8c01.22220260.8c01.33330260.8c01.3333ACBD7.2.3數(shù)據(jù)鏈路層互聯(lián)設(shè)備47 當下一次終端當下一次終端A向終端向終端C發(fā)送數(shù)據(jù)幀時，交換機查看幀發(fā)送數(shù)據(jù)幀時，交換機查看幀的目的地址，并查找的目的地址，并查找MAC地址表，找到對應(yīng)地址表，找到對應(yīng)E2端口，直接將端口，直接將這個數(shù)據(jù)幀轉(zhuǎn)發(fā)到這個數(shù)據(jù)幀轉(zhuǎn)發(fā)到E2端口，如下圖所示。端口，如下圖所示。通過通過MACMAC地址表轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)地址表轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)MACMAC地址表地址表E0:0260.8c01.11