網絡連接設備專項培訓

第2課網絡連接設備了解常用網絡連接設備的作用、原理、特點網卡集線器中繼器交換機ModemISDNADSLCableModem網橋網關4.1計算機網絡中的網卡（1）網卡的作用負責兩方面的工作：將從計算機那里接收的數(shù)據傳送給網絡連接介質。B.接收網絡中的數(shù)據，交給計算機處理5.2數(shù)據鏈路層設備每一網卡在出廠時都被分配了一個全球惟一的地址標識，該標識被稱為網卡地址或MAC地址，由于該地址是固化在網卡上的，所以又被稱為物理地址或硬件地址。網卡地址由48位長度的二進制數(shù)組成。

5.2數(shù)據鏈路層設備按照網絡技術的不同可分為以太網卡、令牌環(huán)網卡、FDDI網卡等。目前以太網網卡最常見。按照傳輸速率，單單以太網卡就提供了10Mbps、100Mbps、1000Mbps和10Gbps等多種速率。數(shù)據傳輸速率是網卡的一個重要指標。按照總線類型分類，網卡可分為ISA總線網卡、EISA總線網卡、PCI總線網卡及其他總線網卡等。按照所支持的傳輸介質，網卡可分為雙絞線網卡、粗纜網卡、細纜網卡、光纖網卡和無線網卡。（2）網卡的類型按連接速度分類(P106)A.10Mbit/s網卡B.10/100Mbit/s自適應網卡C.1000Mbit/s和100/1000Mbit/s自適應網卡補充全雙工等概念……單工、半雙工與全雙工通信

按總線分類（用接口間接表示總線）A.ISA接口網卡（圖4.1，P108）B.PCI接口網卡（圖4.2，P108）C.PCMCIA總線（圖4.2，P109）根據應用領域分類服務器網卡工作站網卡根據端口類型分類A.RJ-45端端口：用于連接雙雙絞線B.AUI端口：連接粗同軸軸電纜C.BNC端口：連接細同軸軸電纜RJ-45接接口RJ-45接接口可用于連連接RJ-45接頭，適適用于由雙絞絞線構建的網網絡，這種端端口是最常見見的AUI端口AUI端口是是用來與粗同同軸電纜連接接的接口，它它是一種"D"型15針針接口BNC端口BNC端口就就是用于與細細同軸電纜連連接的接口，，它一般是通通過BNCT型接頭進進行連接的（3）網卡性性能的評價和和選擇標準從以下幾個方方面來考慮：：A.端口口類型B.工作作速度C.是否否支持全雙工工工作模式D.總線線類型E.是否否支持多操作作系統(tǒng)F.對對服務器端網網卡的特殊要要求4.2計計算機網絡中中的集線器（1）集線器器（Hub））的作用在OSI（開開放系統(tǒng)互連連）參考模型型中處于物理理層，其實質質是一個中繼繼器，同樣必必須遵守MAC（介質訪訪問控制）協(xié)協(xié)議的定時特特性，主要功功能是對接收收到的信號進進行再生放大大，以擴大網網絡的傳輸距距離。正因為為集線器只是是一個信號放放大和中轉的的設備，所以以它不具備交交換功能。它它的作用可以以簡單的理解解為將一些機機器連接起來來組成一個局局域網。按供電方式不不同，集線器器可分為無源源Hub和有有源Hub。。按網關功能不不同，集線器器可分為無管管理Hub和和管理式Hub。按端口數(shù)不同同，集線器分分為8口、12口、16口、24口口、48口等等Hub。按適用的網絡絡類型不同，，集線器可分分為以太網Hub、令牌牌環(huán)網Hub、FDDIHub、、ATMHub。按提供帶寬不不同，集線器器可分為10Mbps、10/100Mbps、100Mbps、10/100/1000MbpsHub。按照擴展方式式分類，集線線器有可堆疊疊集線器和不不可堆疊集線線器兩種。（2）集線器器的特點具有以下兩個特點：A.Hub只是一個個多端口的信信號放大設備備,只起到信信號的放大和和重發(fā)作用。。B.由集集線器組成的的網絡是共享式的網絡。發(fā)送送數(shù)據時都是是沒有針對性性的，而是采采用廣播方式發(fā)送。集線器的工作作方式——廣廣播集線器12345678（3）集線器器的分類根據端口的不同分為：RJ-45端端口(P117)BNC端口(P117)AUI端口(P118)按照可擴展能能力來分可堆疊集線器器B.不可堆堆疊集線器此類型可采用用級聯(lián)方式來來擴展端口（4）計算機機網絡收發(fā)器器指連接不同傳傳輸介質的轉轉接器。如AUItoRJ-45使用中繼器應應遵守以下兩兩條原則：一一是用中繼器器連接的以太太網不能形成成環(huán)形網；另另一個必須遵遵守MAC（（介質訪問控控制）協(xié)議的的定時特性，，即用中繼器器將電纜連接接起來的段數(shù)數(shù)是有限的。。對于以太網網，最多只能能使用4個中中繼器，意味味著只能連接接5個網段，，即遵守以太太網的5-4-3-2-1規(guī)則。其其中：5是指指局域網最多多有5個網段段；4是指全全信道上最多多可連4個中中繼器；3是是指其中3個個網段可連網網站；2是指指有兩個網段段只能用來加加長而不連任任何網站，其其目的是減少少競發(fā)網站的的個數(shù)，而減減小發(fā)生沖突突的幾率；1是指由此組組成一個共享享局域網，總總站數(shù)小于1024，全全長小于500m（雙雙絞線）或2.5km（粗同軸電電纜）。中繼器5.1常常見物理理層設備5.1.2集線器集線器（Hub）在在OSI（（開放系統(tǒng)統(tǒng)互連）參參考模型中中處于物理理層，其實實質是一個個中繼器，，同樣必須須遵守MAC（介質質訪問控制制）協(xié)議的的定時特性性，主要功功能是對接接收到的信信號進行再再生放大，，以擴大網網絡的傳輸輸距離。正正因為集線線器只是一一個信號放放大和中轉轉的設備，，所以它不不具備交換換功能。它它的作用可可以簡單的的理解為將將一些機器器連接起來來組成一個個局域網。。（1）網橋橋（2）交換換機的功能能3計算機機網絡中的的網橋和交交換機5.2數(shù)數(shù)據鏈路層層設備5.2.2網橋網橋可以將將局域網分分成兩個或或更多的網網段，根據據MAC地地址（物理理地址）來來轉發(fā)幀，，可以看作作一個“低低層的路由由器”（路路由器工作作在網絡層層，根據網網絡地址如如IP地址址進行轉發(fā)發(fā)）。使本本地通信限限制在本網網段內，并并轉發(fā)相應應的信號至至另一網段段，通過隔隔離每個網網段內部的的數(shù)據流量量，從而增增加了每個個結點所能能使用的有有效帶寬。。網橋通常用用于聯(lián)接數(shù)數(shù)量不多的的、同一類類型的網段段。網橋工作在在OSI模模型中數(shù)據據鏈路層的的MAC子子層。Bridge5.2數(shù)數(shù)據鏈路層層設備網橋主要具具有如下功功能：（1）在物物理上擴展展網絡（2）數(shù)據據過濾功能能（3）邏輯輯劃分網絡絡的功能（4）數(shù)據據推進功能能（5）幀格格式轉換功功能9網橋橋網橋（Bridge）也稱橋橋接器，是是連接兩個個局域網的的存儲轉發(fā)設設備，用它可以以完成具有有相同或相相似體系結結構網絡系系統(tǒng)的連接接——可以看作一一個“低層層的路由器器”

網橋的工作作過程網橋是工作作在數(shù)據鏈鏈路層的設設備，它將將一個大型型的以太網網分為幾個個小網段，，可以取得得減少通信信量的作用用。我們可可以把100臺主機機分為四段段，從左到到右，從上上到下分別別是網段1，網段2，網段3和網段4剛開始的時時候，網橋橋不知道網網絡上的主主機在什么么地方，因因此它只有有把收到的的幀向所有有網段廣播播。這里我我們要注意意，當網橋橋接收到第第一個幀時時它就知道道了發(fā)送此此幀的主機機的地址，，因為這個個地址就包包括在幀中中。只有一一個地址，，網橋只有有向其它網網段廣播這這個幀（當當然不向包包括源主機機的網段廣廣播了）。。我們假設設計算機1向計算機76發(fā)送一個幀幀，網橋在在接收到這這個幀之后后就知道計計算機1在在第1段了了，網橋現(xiàn)現(xiàn)在還不知知道計算機機76在什什么地方，，于是向網網段2-4發(fā)送此幀幀。如果計計算機76又向計算算機1發(fā)送送消息時，，網橋就知知道計算機機1在第1段，于是是不再向網網段2和3發(fā)送消息息。而且此此時因為計計算機76發(fā)送的幀幀中也包括括計算機76所在的的網段，所所以網橋已已經知道了了計算機76在網段段4，最終終網橋就知知道了所有有的計算機機所處的位位置。網橋和路由由器的不同同主要體現(xiàn)現(xiàn)在三個方方面。（1）網橋橋是第二層層的設備，，而路由器器是第三層層的設備；；（2）網橋橋只能連接接兩個相同同的網絡，，而路由器器可以連接接不同網絡絡；（3）網橋橋不隔離廣廣播，而路路由器可以以隔離廣播播。交換機123456785.2數(shù)數(shù)據鏈路層層設備5.2.3交換機以太網交換換機（以下下簡稱交換換機）是工工作在OSI參考模模型數(shù)據鏈鏈路層的設設備，外表表和集線器器相似，作作用與集線線器大體相相同。但是是兩者在性性能上有區(qū)區(qū)別：集線線器采用的的式共享帶帶寬的工作作方式，而而交換機是是獨享帶寬寬。這樣在在機器很多多或數(shù)據量量很大時，，兩者將會會有比較明明顯的。它它通過判斷斷數(shù)據幀的的目的MAC地址，，從而將幀幀從合適的的端口發(fā)送送出去。交交換機的沖沖突域僅局局限于交換換機的一個個端口上。。1．交換技技術的基本本原理5.2數(shù)數(shù)據據鏈鏈路路層層設設備備(1)交交換換數(shù)數(shù)據據幀幀如果果數(shù)數(shù)據據幀幀的的目目的的MAC地地址址是是廣廣播播地地址址或或者者組組播播地地址址，，則則向向交交換換機機所所有有端端口口轉轉發(fā)發(fā)（（除除數(shù)數(shù)據據幀幀來來的的端端口口））。。如果果數(shù)數(shù)據據幀幀的的目目的的地地址址是是單單播播地地址址，，但但是是這這個個地地址址并并不不在在交交換換機機的的地地址址表表中中，，那那么么也也會會向向所所有有的的端端口口轉轉發(fā)發(fā)（（除除數(shù)數(shù)據據幀幀來來的的端端口口））。。如果果數(shù)數(shù)據據幀幀的的目目的的地地址址在在交交換換機機的的地地址址表表中中，，那那么么就就根根據據地地址址表表轉轉發(fā)發(fā)到到相相應應的的端端口口。。如果數(shù)數(shù)據幀幀的目目的地地址與與數(shù)據據幀的的源地地址在在一個個網段段上，，它就就會丟丟棄這這個數(shù)數(shù)據幀幀，交交換也也就不不會發(fā)發(fā)生。。5.2數(shù)數(shù)據鏈鏈路層層設備備E0：0260.8c01.1111E1：0260.8c01.3333E2：0260.8c01.2222E3：0260.8c01.4444E3：0260.8c01.6666MACaddresstableACEBDF0260.8c01.11110260.8c01.22220260.8c01.55550260.8c01.33330260.8c01.44440260.8c01.6666E0E1E2E3E45.2數(shù)數(shù)據鏈鏈路層層設備備端口交交換幀交換換直通交交換無碎片片直通通方式式存儲轉轉發(fā)交交換信元交交換2.交交換機機的三三種交交換技技術5.2數(shù)數(shù)據鏈鏈路層層設備備3．局局域網網交換換機的的種類類①從從廣義義上來來看，，交換換機分分為兩兩種：：廣域域網交交換機機和局局域網網交換換機。。②按按照現(xiàn)現(xiàn)在復復雜的的網絡絡構成成方式式，網網絡交交換機機分為為接入入層交交換機機、匯匯聚層層交換換機和和核心心層交交換機機。③從從傳輸輸介質質和傳傳輸速速度上上看，，局域域網交交換機機分為為以太太網交交換機機、快快速以以太網網交換換機、、千兆兆位以以太網網交換換機、、FDDI交換換機、、ATM交交換機機和令令牌環(huán)環(huán)交換換機等等多種種。④從從規(guī)模模應用用上又又有企企業(yè)級級交換換機、、部門門級交交換機機和工工作組組交換換機等等。5.2數(shù)數(shù)據鏈鏈路層層設備備⑤按按照OSI的參參考網網絡模模型，，交換換機分分為第第2層層交換換機、、第3層交交換機機、第第4層層交換換機等等，一一直到到第7層交交換機機。⑥按按照交交換機機的可可管理理性，，可把把交換換機分分為可可管理理型交交換機機和不不可管管理型型交換換機，，它們們的區(qū)區(qū)別在在于對對SNMP、RMON等等網管管協(xié)議議的支支持。。⑦按按照交交換機機是否否可堆堆疊，，交換換機分分為可可堆疊疊型交交換機機和不不可堆堆疊型型交換換機兩兩種。。⑧按按照最最廣泛泛的普普通分分類方方法，，局域域網交交換機機分為為桌面面型交交換機機、工工作組組型交交換機機和校校園網網交換換機3類。。⑨根根據交交換技技術的的不同同，有有人又又把交交換機機分為為端口口交換換機、、幀交交換機機和信信元交交換機機3種種。⑩從從應用用的角角度劃劃分，，交換換機分分為電電話交交換機機（PBX）和和數(shù)據據交換換機（（Switch）。。當然然，目目前在在數(shù)據據上的的語音音傳輸輸VoIP又有有人稱稱之為為“軟軟交換換機””。5.2數(shù)數(shù)據鏈鏈路層層設備備5.2數(shù)數(shù)據鏈鏈路層層設備備4．交交換機機之間間的連連接(1)交換換機有有“UpLink（（級聯(lián)聯(lián)）””端口口(2)交換換機沒沒有““UpLink（級級聯(lián)））”端端口(3)堆疊疊5.2數(shù)數(shù)據鏈鏈路層層設備備4．交交換機機之間間的連連接(1)交換換機有有“UpLink（（級聯(lián)聯(lián)）””端口口(2)交換換機沒沒有““UpLink（級級聯(lián)））”端端口(3)堆疊疊（2））交換換機和和集線線器的的區(qū)別別集線器組成成的網網絡是是共享享式網網絡，，在此此類網網絡中中，所有有用戶戶共享享帶寬。交換機為每每個用用戶提提供專用用信息息通道道。交換式式網絡絡最大大傳輸輸速率率可達達共享享式網網絡的3.8倍（3））交換換機的的相關關技術術交換機機的常常用的的3種種交換換技術術(P123)存儲轉轉發(fā)直通方方式無碎片片直通通方式式目前也也出現(xiàn)現(xiàn)了三三層交交換機機.5.3網網絡層層設備備5.3.2３層交換機1．什什么是是3層層交換換3層交交換（（也稱稱多層層交換換技術術或IP交交換技技術））是相相對于于傳統(tǒng)統(tǒng)交換換概念念而提提出的的。眾眾所周周知，，傳統(tǒng)統(tǒng)的交交換技技術是是在OSI網絡絡標準準模型型中的的第2層（（數(shù)據據鏈路路層））進行行操作作的，，而3層交交換技技術是是在OSI網絡絡模型型中的的第3層實實現(xiàn)了了數(shù)據據報的的高速速轉發(fā)發(fā)。簡簡單地地說，，3層層交換換技術術就是是：2層交交換技技術3層轉轉發(fā)技技術。。5.3網網絡層層設備備二層交交換技技術三層交交換技技術三層轉轉發(fā)技技術2．3層交交換原原理5.3網網絡層層設備備3．3層交交換種種類

純硬件的三層交換技術純軟件的三層交換技術5.3網網絡層層設備備ASIC路由表路由表三層引擎查路由表MAC地址表端口B端口A①

②

③

④

三層交換式芯片查MAC地址5.3網網絡層層設備備CPU三層引擎查路由表MAC地址表端口B端口A①

②

③

④

路由表內存三層交換式芯片查MAC地址5.4技能能訓練練：交交換機機和集集線器器的級級聯(lián)交換機機和集集線器器的連連接都都可以以采用用級聯(lián)聯(lián)方式式，兩兩者級級聯(lián)的的方法法基本本相同同，只只是集集線器器的級級聯(lián)應應嚴格格遵守守集線線器級級聯(lián)配配置規(guī)規(guī)則（（5-4-3-2-1規(guī)規(guī)則））。下下面以以交換換機為為例介介紹級級聯(lián)的的方法法。如果交換換機具有有級聯(lián)端端口，那那么可以以通過一一條UTP直連連線將一一條交換換機的級級聯(lián)端口口連入另另一臺交交換機的的普通端端口。如果交換換機沒有有級聯(lián)端端口，那那么可以以通過一一條UTP交叉叉線將兩兩臺交換換機的普普通端口口進行連連接。4.4窄窄帶帶接入設設備Modem(P127)Modem是一一種數(shù)字字信號與與模擬信信號之間間的轉換換設備。。俗稱““貓”.在線路上上傳輸?shù)牡氖悄M信號號，原理如如P128的圖圖4.18-----不能能同時打打電話和和上網56kbit/sModem的上上行速度度：33.6kbit/s下行速度度：56kbit/s4.5窄窄帶接接入設備備ISDNISDN(IntegratedServicesDigitalNetwork)即綜合業(yè)業(yè)務數(shù)字字網。在我我們也稱稱之為“一線線通”與“貓””的區(qū)別別：A.ISDN在線線路上傳傳輸?shù)氖鞘菙?shù)字信號號。B.可可以同同時打兩兩個電話話，或者者邊打電電話邊上上網，互互不干擾擾。（2）ISDN的特特點（P130）可連接的的終端類類型和數(shù)數(shù)目多達達8個速度快，，使用靈靈活連接質量量好接入速度度相對較較快4.6寬寬帶帶接入設設備ADSLADSL(AsymmetricDigitalSubscriberLine，，非對稱數(shù)字用戶線路路)同時傳輸輸語音信信號和數(shù)數(shù)字信號號屬于非對對稱傳輸輸。上行速度度：640kbit/s~1Mbit/s下行速度度：1Mbit/s~8Mbit/s傳送語音音信號補充：多多路復復用技術術多路復用用的工作作原理補充：電電磁波譜譜與通信信補充：頻分多路路復用在一條通通信線路路設計多多路通信信信道;每路信道道的信號號以不同同的載波波頻率進進行調制制;各個載波波頻率是是不重疊疊的,一一條通通信線路路就可以以同時獨獨立地傳傳輸多路路信號。。ADSL的工作作過程電話公司司中心局局多路復用用器整合語音音和數(shù)字字信號家Internet網數(shù)字信號ADSLModem語音和數(shù)字信號ADSL技術的的特點（1）優(yōu)優(yōu)勢A.充充分利用用現(xiàn)有電電話線，，保護了了現(xiàn)有投投資B.傳傳送速速率高。。C.技技術成成熟，標標準化程程度高。。在一條線線路上可可同時傳傳輸語音音信號和和數(shù)字信信號，且且互不干干擾。每個用戶戶獨享一一根ADSL線線路，可可獲得很很好的通通信效果果。（2）缺點點A.技術術和線路質質量較差。。B.ADSL設備目前前比較昂貴貴C.ADSL的傳傳輸可靠性性目前相對對較低D.目目前ADSL的連接接速率一般般只有512kbit/s3.ADSL的標標準與協(xié)議議（P136）ADSL的的標準G.992.1標準準、G.992.2標準ADSL的的協(xié)議ADSLModem網絡連連接支持3種方式：：專線方式式、PPOA、PPOE4.ADSL硬件件設備簡介介ADSL信信號分離器器ADSL調調制解調器器(或ADSL路由由器)ADSL信信號分離器器將電話線上上0－4KHz頻段的電話音頻與與用26KHz－1.1MHz頻段的的電腦數(shù)字字信號分離離開。ADSL調調制解調器器(ADSLModem)將電腦中的的數(shù)字信號號傳到網絡絡上，并接接受網絡上上傳給電腦腦的數(shù)據。。ADSL路路由器具有路由功功能的ADSL調制制解調器。。ADSL用用戶在用戶戶端的設備備連接4.7寬寬帶接入入設備CableModem什么是CableModem？它是利用有有線電視的的電纜進行行上網的調調制解調器器。它一般有兩兩個接口，，一個用來來接室內墻墻上的有線線電視端口口，另一個個與計算機機相聯(lián)。

CableModem技術術特點優(yōu)點A.連連接速度快快能提供最高高40Mbit/s的下行速速率B.成成本低廉已經有有線線電視CATV網絡絡C.提提供非對對稱的專線線連接下行：40Mbit/s上上行：10Mbit/sD.不不受連接距距離限制缺點：（1）共享享帶寬，速速度會隨著著用戶的增增加而下降降。（2）采用用廣播方式式發(fā)送數(shù)據據，可能帶帶來安全因因患。（3）對單單向電纜的的改造投資資較大CableModem的工工作過程CableModem的標標準現(xiàn)在有兩個個在用的標標準(P140)DOCSIS:1997年年3月，有有線電視工工業(yè)標準組組織頒布.IEEE802.14由電子電氣氣工程師協(xié)協(xié)會(IEEE)頒頒布8路由器器

路由器是一一個連接多多個網絡或或網段的設設備。特點：——跨網段段——跨協(xié)議議5.3網網絡層設備備5.3.1路由器網絡層數(shù)據鏈路層物理層傳輸層網絡層數(shù)據鏈路層物理層傳輸層物理層路由器數(shù)據鏈路層網絡層目的站點源站點5.3網網絡層設備備1．路由器器和網橋的的區(qū)別路由器和網網橋的一個個重要區(qū)別別是：網橋橋獨立于高高層協(xié)議，，它把幾個個物理網絡絡連起來后后提供給用用戶的仍然然是一個邏邏輯網絡，，用戶根本本不知道有有網橋存在在；路由器器則利用互互連網絡協(xié)協(xié)議將網絡絡分成幾個個邏輯子網網。路由器器是面向協(xié)協(xié)議的設備備，能夠識識別網絡層層地址，而而網橋只能能識別鏈路路層地址或或稱MAC地址，網網橋對網絡絡層地址視視而不見。5.3網網絡層設備備2．路由器器端口F0/1S0S1218.12.255.0202.15.168.0209.152.21.05.3網網絡層設備備3．路由器器在網絡互互連中的作作用（1）提供供異構網絡絡的互連5.3網網絡層設備備3．路由器器在網絡互互連中的作作用所謂“路由由”，是指指把數(shù)據從從一個地方方傳送到另另一個地方方的行為和和動作，而而路由器，，正是執(zhí)行行這種行為為動作的機機器，它的的英文名稱稱為Router。。是使用一一種或者更更多度量因因素的網絡絡層設備，，它決定網網絡通信能能夠通過的的最佳路徑徑。路由器器依據網絡絡層信息將將數(shù)據包從從一個網絡絡前向轉發(fā)發(fā)到另一個個網絡。偶偶爾也稱為為網關（盡盡管網關的的這個定義義現(xiàn)在己經經過時）。。它是互聯(lián)聯(lián)網絡中必必不可少的的網絡設備備之一，路由器是網網絡中超越越本地網絡絡的標記，路由器是是一種連接接多個網絡絡或網段的的網絡設備備，它能將將不同網絡絡或網段之之間的數(shù)據據信息進行行“翻譯””，以使它它們能夠相相互“讀””懂對方的的數(shù)據，從從而構成一一個更大的的網絡。路路由器有有兩大典型型功能，即即數(shù)據通道道功能和控控制功能。。數(shù)據通道道功能包括括轉發(fā)決定定、背板轉轉發(fā)以及輸輸出鏈路調調度等，一一般由特定定的硬件來來完成；控控制功能一一般用軟件件來實現(xiàn)，，包括與相相鄰路由器器之間的信信息交換、、系統(tǒng)配置置、系統(tǒng)管管理等，路由器A路由器B路由器C主機1主機2主機3主機4主機5主機19主機18主機6主機21主機20F0/1F0/0F0/0S0/0S0/1F0/0T0（1）提供供異構網絡絡的互連5.3網網絡層設備備（3）實現(xiàn)現(xiàn)VLAN之間的通通信路由器電