網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備及接口

1、第2課 網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備1. 了解常用網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備的作用、原理、特點(diǎn) 網(wǎng)卡 集線器 中繼器 交換機(jī) Modem ISDN ADSL Cable Modem 網(wǎng)橋 網(wǎng)關(guān)4.1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)卡（1）網(wǎng)卡的作用 負(fù)責(zé)兩方面的工作：A.將從計(jì)算機(jī)那里接收的數(shù)據(jù)傳送給網(wǎng)絡(luò)連接介質(zhì)。B. 接收網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)，交給計(jì)算機(jī)處理5.2 5.2 數(shù)據(jù)鏈路層設(shè)備數(shù)據(jù)鏈路層設(shè)備5.2 5.2 數(shù)據(jù)鏈路層設(shè)備數(shù)據(jù)鏈路層設(shè)備（2）網(wǎng)卡的類型 按連接速度分類(P106) A. 10Mbit/s網(wǎng)卡 B. 10/100Mbit/s自適應(yīng)網(wǎng)卡 C. 1000Mbit/s和100/1000Mbit/s自適應(yīng)網(wǎng)卡 補(bǔ)充全雙工等概念單

2、工、半雙工與全雙工通信 發(fā)送接收單向通道單向通道雙向通道雙向通道雙向通道雙向通道(a)(a)(b)(b)(c)(c)發(fā)送接收接收發(fā)送發(fā)送接收接收發(fā)送按總線分類（用接口間接表示總線） A. ISA接口網(wǎng)卡（圖4.1，P108） B. PCI接口網(wǎng)卡（圖4.2，P108） C. PCMCIA總線（圖4.2，P109）根據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域分類A. 服務(wù)器網(wǎng)卡B. 工作站網(wǎng)卡根據(jù)端口類型分類A. RJ-45端口：用于連接雙絞線B. AUI端口：連接粗同軸電纜C. BNC端口：連接細(xì)同軸電纜RJ-45接口 RJ-45接口可用于連接RJ-45接頭，適用于由雙絞線構(gòu)建的網(wǎng)絡(luò)，這種端口是最常見的AUI端口 AUI端口

3、是用來與粗同軸電纜連接的接口，它是一種D型15針接口BNC端口 BNC端口就是用于與細(xì)同軸電纜連接的接口，它一般是通過BNC T型接頭進(jìn)行連接的（3）網(wǎng)卡性能的評(píng)價(jià)和選擇標(biāo)準(zhǔn)從以下幾個(gè)方面來考慮：A. 端口類型B. 工作速度C. 是否支持全雙工工作模式D. 總線類型E. 是否支持多操作系統(tǒng)F. 對(duì)服務(wù)器端網(wǎng)卡的特殊要求4.2 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的集線器（1）集線器（Hub）的作用 （2）集線器的特點(diǎn)具有以下兩個(gè)特點(diǎn)：A. Hub只是一個(gè)多端口的信號(hào)放大設(shè)備,只起到信號(hào)的放大和重發(fā)作用。B. 由集線器組成的網(wǎng)絡(luò)是共享式的網(wǎng)絡(luò)。發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)都是沒有針對(duì)性的，而是采用廣播方廣播方式式發(fā)送。集線器的工作方式廣

4、播集線器12345678（3）集線器的分類根據(jù)端口的不同分為：A. RJ-45端口(P117)B. BNC端口(P117)C. AUI端口(P118)按照可擴(kuò)展能力來分A. 可堆疊集線器B. 不可堆疊集線器 此類型可采用級(jí)聯(lián)方式來擴(kuò)展端口（4）計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)收發(fā)器 指連接不同傳輸介質(zhì)的轉(zhuǎn)接器。 如AUI to RJ-45中繼器中繼器5.1 5.1 常見物理層設(shè)備常見物理層設(shè)備5 5 （1）網(wǎng)橋 （2）交換機(jī)的功能 3 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)橋和交換機(jī)5.2 5.2 數(shù)據(jù)鏈路層設(shè)備數(shù)據(jù)鏈路層設(shè)備5 5Bridge5.2 5.2 數(shù)據(jù)鏈路層設(shè)備數(shù)據(jù)鏈路層設(shè)備9 網(wǎng)橋 網(wǎng)橋（Bridge）也稱橋接器，是連接兩

5、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)的連接可以看作一個(gè)“低層的路由器” 網(wǎng)橋的工作過程 網(wǎng)橋是工作在數(shù)據(jù)鏈路層的設(shè)備，它將一個(gè)大型的以太網(wǎng)分為幾個(gè)小網(wǎng)段，可以取得減少通信量的作用。我們可以把100臺(tái)主機(jī)分為四段，從左到右，從上到下分別是網(wǎng)段1，網(wǎng)段2，網(wǎng)段3和網(wǎng)段4剛開始的時(shí)候，網(wǎng)橋不知道網(wǎng)絡(luò)上的主機(jī)在什么地方，因此它只有把收到的幀向所有網(wǎng)段廣播。這里我們要注意，當(dāng)網(wǎng)橋接收到第一個(gè)幀時(shí)它就知道了發(fā)送此幀的主機(jī)的地址，因?yàn)檫@個(gè)地址就包括在幀中。只有一個(gè)地址，網(wǎng)橋只有向其它網(wǎng)段廣播這個(gè)幀（當(dāng)然不向包括源主機(jī)的網(wǎng)段廣播了）。我們假設(shè)計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)1向計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)76發(fā)送一

6、個(gè)幀，網(wǎng)橋在接收到這個(gè)幀之后就知道計(jì)算機(jī)1在第1段了，網(wǎng)橋現(xiàn)在還不知道計(jì)算機(jī)76在什么地方，于是向網(wǎng)段2-4發(fā)送此幀。如果計(jì)算機(jī)76又向計(jì)算機(jī)1發(fā)送消息時(shí)，網(wǎng)橋就知道計(jì)算機(jī)1在第1段，于是不再向網(wǎng)段2和3發(fā)送消息。而且此時(shí)因?yàn)橛?jì)算機(jī)76發(fā)送的幀中也包括計(jì)算機(jī)76所在的網(wǎng)段，所以網(wǎng)橋已經(jīng)知道了計(jì)算機(jī)76在網(wǎng)段4，最終網(wǎng)橋就知道了所有的計(jì)算機(jī)所處的位置。 網(wǎng)橋和路由器的不同主要體現(xiàn)在三個(gè)方面。（1）網(wǎng)橋是第二層的設(shè)備，而路由器是第三層的設(shè)備；（2）網(wǎng)橋只能連接兩個(gè)相同的網(wǎng)絡(luò)，而路由器可以連接不同網(wǎng)絡(luò)；（3）網(wǎng)橋不隔離廣播，而路由器可以隔離廣播。 交換機(jī)123456785.2 5.2 數(shù)據(jù)鏈路層設(shè)備

7、數(shù)據(jù)鏈路層設(shè)備5 55.2 5.2 數(shù)據(jù)鏈路層設(shè)備數(shù)據(jù)鏈路層設(shè)備5.2 5.2 數(shù)據(jù)鏈路層設(shè)備數(shù)據(jù)鏈路層設(shè)備E0E0：0260.8c01.11110260.8c01.1111E1E1：0260.8c01.33330260.8c01.3333E2E2：0260.8c01.22220260.8c01.2222E3E3：0260.8c01.44440260.8c01.4444E3E3：0260.8c01.66660260.8c01.6666E0E0E1E1E2E2E3E3E4E45.2 5.2 數(shù)據(jù)鏈路層設(shè)備數(shù)據(jù)鏈路層設(shè)備v 5.2 5.2 數(shù)據(jù)鏈路層設(shè)備數(shù)據(jù)鏈路層設(shè)備5.2 5.2 數(shù)據(jù)鏈路層設(shè)備

8、數(shù)據(jù)鏈路層設(shè)備5.2 5.2 數(shù)據(jù)鏈路層設(shè)備數(shù)據(jù)鏈路層設(shè)備5.2 5.2 數(shù)據(jù)鏈路層設(shè)備數(shù)據(jù)鏈路層設(shè)備4 4交換機(jī)之間的連接交換機(jī)之間的連接(1)(1)交換機(jī)有交換機(jī)有“UpLinkUpLink（級(jí)聯(lián)）（級(jí)聯(lián)）”端口端口(2)(2)交換機(jī)沒有交換機(jī)沒有“UpLinkUpLink（級(jí)聯(lián)）（級(jí)聯(lián)）”端口端口(3)(3)堆疊堆疊5.2 5.2 數(shù)據(jù)鏈路層設(shè)備數(shù)據(jù)鏈路層設(shè)備4 4交換機(jī)之間的連接交換機(jī)之間的連接(1)(1)交換機(jī)有交換機(jī)有“UpLinkUpLink（級(jí)聯(lián)）（級(jí)聯(lián)）”端口端口(2)(2)交換機(jī)沒有交換機(jī)沒有“UpLinkUpLink（級(jí)聯(lián)）（級(jí)聯(lián)）”端口端口(3)(3)堆疊堆疊（2）交換

9、機(jī)和集線器的區(qū)別 集線器組成的網(wǎng)絡(luò)是共享式網(wǎng)絡(luò)，在此類網(wǎng)絡(luò)中，所有用戶共享帶寬。 交換機(jī)為每個(gè)用戶提供專用信息通道。 交換式網(wǎng)絡(luò)最大傳輸速率可達(dá)共享式網(wǎng)絡(luò)的3.8倍（3）交換機(jī)的相關(guān)技術(shù)交換機(jī)的常用的3種交換技術(shù)(P123)A. 存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)B. 直通方式C. 無碎片直通方式 目前也出現(xiàn)了三層交換機(jī).5.3 5.3 網(wǎng)絡(luò)層設(shè)備網(wǎng)絡(luò)層設(shè)備5 55.3 5.3 網(wǎng)絡(luò)層設(shè)備網(wǎng)絡(luò)層設(shè)備5.3 5.3 網(wǎng)絡(luò)層設(shè)備網(wǎng)絡(luò)層設(shè)備5.3 5.3 網(wǎng)絡(luò)層設(shè)備網(wǎng)絡(luò)層設(shè)備5.3 5.3 網(wǎng)絡(luò)層設(shè)備網(wǎng)絡(luò)層設(shè)備5.45.4技能訓(xùn)練：交換機(jī)和集線器的級(jí)聯(lián)技能訓(xùn)練：交換機(jī)和集線器的級(jí)聯(lián)4.4 窄帶接入設(shè)備Modem(P127)

10、Modem是一種數(shù)字信號(hào)與模擬信號(hào)之間的轉(zhuǎn)換設(shè)備。俗稱“貓”. 在線路上傳輸?shù)氖悄M信號(hào)，原理如P128的圖4.18 -不能同時(shí)打電話和上網(wǎng) 56kbit/s Modem的上行速度：33.6kbit/s 下行速度：56kbit/s4.5 窄帶接入設(shè)備ISDN ISDN(Integrated Services Digital Network)即綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)。在我們也稱之為“一線通” 與“貓”的區(qū)別： A. ISDN在線路上傳輸?shù)氖菙?shù)字信號(hào)。 B. 可以同時(shí)打兩個(gè)電話，或者邊打電話邊上網(wǎng)，互不干擾。（2） ISDN的特點(diǎn)（P130） 可連接的終端類型和數(shù)目多達(dá)8個(gè) 速度快，使用靈活 連接質(zhì)量好

11、接入速度相對(duì)較快4.6 寬帶接入設(shè)備ADSLADSL(Asymmetric Digital Subscriber Line，非對(duì)稱數(shù)字用戶線路) 同時(shí)傳輸語音信號(hào)和數(shù)字信號(hào) 屬于非對(duì)稱傳輸。 上行速度：640kbit/s 1Mbit/s 下行速度： 1Mbit/s 8Mbit/s傳送語音信號(hào)補(bǔ)充： 多路復(fù)用技術(shù)多路復(fù)用的工作原理 高速通信線路多路復(fù)用器多路復(fù)用器補(bǔ)充：電磁波譜與通信10010210410610810101012101410161018102010221024無線電微波紅外紫外線可見光X-射線-射線10410510610710810910101011101210131014101

12、51016f(Hz)f(Hz)雙絞線同軸電纜無線電( A M )無線電( F M )電視頻道衛(wèi)星通信地面微波通信光纖頻段LFMFHFVHFUHFSHFEHFTHF補(bǔ)充：頻分多路復(fù)用頻分多路復(fù)用 在一條通信線路設(shè)計(jì)多路通信信道; 每路信道的信號(hào)以不同的載波頻率進(jìn)行調(diào)制; 各個(gè)載波頻率是不重疊的, 一條通信線路就可以同時(shí)獨(dú)立地傳輸多路信號(hào)。 13003100信道16064687260646872頻率( k Hz)（c ）（c ）頻率( k Hz)（b ）（b ）頻率( H z)（a ）（a ）信道2信道311信道1信道2信道32.ADSL的工作過程電話公司中心局多路復(fù)用器整合語音和數(shù)字信號(hào)家Int

13、ernet網(wǎng)數(shù)字信號(hào)ADSLModem語音和數(shù)字信號(hào)1.ADSL技術(shù)的特點(diǎn)（1）優(yōu)勢(shì) A. 充分利用現(xiàn)有電話線，保護(hù)了現(xiàn)有投資 B. 傳送速率高。 C. 技術(shù)成熟，標(biāo)準(zhǔn)化程度高。 E. 在一條線路上可同時(shí)傳輸語音信號(hào)和數(shù)字信號(hào)，且互不干擾。F. 每個(gè)用戶獨(dú)享一根ADSL線路，可獲得很好的通信效果。（2）缺點(diǎn) A. 技術(shù)和線路質(zhì)量較差。 B. ADSL設(shè)備目前比較昂貴C. ADSL的傳輸可靠性目前相對(duì)較低D. 目前ADSL的連接速率一般只有512kbit/s3. ADSL的標(biāo)準(zhǔn)與協(xié)議（P136） ADSL的標(biāo)準(zhǔn) G.992.1標(biāo)準(zhǔn)、G.992.2標(biāo)準(zhǔn) ADSL的協(xié)議 ADSL Modem網(wǎng)絡(luò)連接

14、支持3種方式：專線方式、PPOA、PPOE4. ADSL硬件設(shè)備簡(jiǎn)介1. ADSL信號(hào)分離器2. ADSL調(diào)制解調(diào)器(或ADSL路由器)ADSL信號(hào)分離器 將電話線上04KHz頻段的電話音頻與用26KHz1.1MHz頻段的電腦數(shù)字信號(hào)分離開。ADSL調(diào)制解調(diào)器(ADSL Modem)將電腦中的數(shù)字信號(hào)傳到網(wǎng)絡(luò)上，并接受網(wǎng)絡(luò)上傳給電腦的數(shù)據(jù)。ADSL路由器 具有路由功能的ADSL調(diào)制解調(diào)器。ADSL用戶在用戶端的設(shè)備連接4.7 寬帶接入設(shè)備Cable Modem什么是Cable Modem？ 它是利用有線電視的電纜進(jìn)行上網(wǎng)的調(diào)制解調(diào)器。它一般有兩個(gè)接口，一個(gè)用來接室內(nèi)墻上的有線電視端口，另一個(gè)與

15、計(jì)算機(jī)相聯(lián)。 1.Cable Modem技術(shù)特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn) A. 連接速度快 能提供最高40Mbit/s的下行速率 B. 成本低廉 已經(jīng)有有線電視CATV網(wǎng)絡(luò) C. 提供非對(duì)稱的專線連接 下行：40Mbit/s 上行：10Mbit/s D. 不受連接距離限制 缺點(diǎn)： （1）共享帶寬，速度會(huì)隨著用戶的增加而下降。（2）采用廣播方式發(fā)送數(shù)據(jù)，可能帶來安全因患。（3）對(duì)單向電纜的改造投資較大2.Cable Modem的工作過程3.Cable Modem的標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)在有兩個(gè)在用的標(biāo)準(zhǔn)(P140) DOCSIS: 1997年3月，有線電視工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)組織頒布. IEEE802.14 由電子電氣工程師協(xié)會(huì)(IEEE)頒

16、布8 路由器 路由器是一個(gè)連接多個(gè)網(wǎng)絡(luò)或網(wǎng)段的設(shè)備。 特點(diǎn)： 跨網(wǎng)段 跨協(xié)議5.3 5.3 網(wǎng)絡(luò)層設(shè)備網(wǎng)絡(luò)層設(shè)備5 5網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層物理層物理層傳輸層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層物理層物理層傳輸層傳輸層物理層物理層路由器路由器數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層5.3 5.3 網(wǎng)絡(luò)層設(shè)備網(wǎng)絡(luò)層設(shè)備5.3 5.3 網(wǎng)絡(luò)層設(shè)備網(wǎng)絡(luò)層設(shè)備5.3 5.3 網(wǎng)絡(luò)層設(shè)備網(wǎng)絡(luò)層設(shè)備5.3 5.3 網(wǎng)絡(luò)層設(shè)備網(wǎng)絡(luò)層設(shè)備 ，路由器路由器A A路由 器路由 器B B路 由 器路 由 器C C主機(jī)主機(jī)1 1 主機(jī)主機(jī)2 2 主機(jī)主機(jī)3 3主機(jī)主機(jī)4 4主機(jī)主機(jī)5 5主機(jī)主機(jī)19 19 主機(jī)主

17、機(jī)18 18 主機(jī)主機(jī)6 6主機(jī)主機(jī)21 21 主機(jī)主機(jī)2020F0/1F0/1F0/0F0/0F0/0F0/0S0/0S0/0S0/1S0/1F0/0F0/0T0T05.3 5.3 網(wǎng)絡(luò)層設(shè)備網(wǎng)絡(luò)層設(shè)備 5.3 5.3 網(wǎng)絡(luò)層設(shè)備網(wǎng)絡(luò)層設(shè)備路由器工作原理 現(xiàn)假設(shè)網(wǎng)絡(luò)A中一個(gè)用戶A1要向C網(wǎng)絡(luò)中的C3用戶發(fā)送一個(gè)請(qǐng)求信號(hào) 現(xiàn)假設(shè)網(wǎng)絡(luò)A中一個(gè)用戶A1要向C網(wǎng)絡(luò)中的C3用戶發(fā)送一個(gè)請(qǐng)求信號(hào) 過程：第1步：用戶A1將目的用戶C3的地址C3，連同數(shù)據(jù)信息以數(shù)據(jù)幀的形式通過集線器或交換機(jī)以廣播的形式發(fā)送給同一網(wǎng)絡(luò)中的所有節(jié)點(diǎn)，當(dāng)路由器A5端口偵聽到這個(gè)地址后，分析得知所發(fā)目的節(jié)點(diǎn)不是本網(wǎng)段的，需要路由轉(zhuǎn)發(fā)，就把數(shù)據(jù)幀接收下來。 第2步：路由器A5端口接收到用戶A1的數(shù)據(jù)幀后，先從報(bào)頭中取出目的用戶C3的IP地址，并根據(jù)路由表計(jì)算出發(fā)往用戶C3的最佳路徑。因?yàn)閺姆治龅弥紺3的網(wǎng)絡(luò)ID號(hào)與路由器的C5網(wǎng)絡(luò)ID號(hào)相同，所以由路由器的A5端口直接發(fā)向路由器的C5端口應(yīng)是信號(hào)傳遞的最佳途經(jīng)。 第3步：路由器的C5端口再次取出目的用戶C3的IP地址，找出C3的IP地址中的主機(jī)ID號(hào)，根據(jù)其IP地址中的主機(jī)ID直接把數(shù)據(jù)幀發(fā)送給用戶C3，這樣一個(gè)完整的數(shù)據(jù)通信轉(zhuǎn)發(fā)過程也完成了。1.路由器的特點(diǎn)（1）在不同的網(wǎng)絡(luò)或網(wǎng)段之間轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包。（2）選擇最合適