第5章 網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備

網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備內(nèi)容傳輸介質(zhì)中繼器和集線器網(wǎng)橋和交換機(jī)網(wǎng)關(guān)總結(jié)傳輸介質(zhì)雙絞線同軸電纜光導(dǎo)纖維無線傳輸介質(zhì)紅外籃牙微波雙絞線介紹雙絞線的兩種類型雙絞線的結(jié)構(gòu)雙絞線的顏色雙絞線的接頭(RJ45)雙絞線的線材等級(jí)雙絞線的分類非屏蔽雙絞線(UnshieldedTwisted-Pair,UTP)屏蔽雙絞線(ShieldedTwisted-Pair,STP)比UTP多一層屏蔽層雙絞線的結(jié)構(gòu)雙絞線的結(jié)構(gòu)序號(hào)12345678顏色橙白橙綠白藍(lán)藍(lán)白綠棕白棕雙絞線的顏色

雙絞線的接頭(RJ45)正面?zhèn)让?/p>

雙絞線的線材等級(jí)類別最大傳輸速度應(yīng)用1類2Mbit/s模擬和數(shù)字語音(電話)通信以及低速的數(shù)據(jù)傳輸。2類4Mbit/s語音、ISDN和不超過的4Mbit/s的局域網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸。3類16Mbit/s不超過16Mbit/s的局域網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸。4類20Mbit/s不超過20Mbit/s的局域網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸。5類100Mbit/s100Mbit/s距離100米的局域網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸。E5類1000Mbit/s1000Mbit/s的局域網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸6類2.4Gbit/s1000Mbit/s以上的的局域網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸。同軸電纜的結(jié)構(gòu)同軸電纜的分類和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)同軸電纜介紹同軸電纜的結(jié)構(gòu)類型技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)細(xì)纜粗纜直徑0.25英寸0.5英寸傳輸距離185m500m接頭螺旋形BNC頭(端接)T形頭(分接)AUI阻抗50Ω50Ω應(yīng)用的局域網(wǎng)類型10Base2(細(xì)纜以太網(wǎng))10Base5(粗纜以太網(wǎng))同軸電纜的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)光纖介紹光纖的結(jié)構(gòu)光纖的尺寸光纖的類型光纖通信系統(tǒng)光纖的結(jié)構(gòu)描述光纖尺寸的參數(shù)有兩個(gè)：內(nèi)芯直徑和反射層直徑，其度量單位都為微米(μm,1μm=1×10-6m)。最細(xì)的光纖其內(nèi)芯直徑通常只有5~10μm，粗一些的光纖其內(nèi)芯直徑為50~100μm。局域網(wǎng)中最常用的光纖是62.5μm/125μm的光纖，其中62.5μm是內(nèi)芯直徑，而125μm是反射層的直徑。光纖的參數(shù)光纖的類型多模光纖(MultimodeFiber,MMF)光纖顏色：橙色光信號(hào)不止一種波長(zhǎng)，典型的多模光纖尺寸為62.5μm/125μm單模光纖(SinglemodeFiber,SMF)

光纖線顏色：黃色

光信息只有一種波長(zhǎng)，典型的單模光纖尺寸為8μm/125μm光纖的分類光纖通信系統(tǒng)無線傳輸介質(zhì)介紹紅外籃牙微波紅外線/藍(lán)牙紅外線技術(shù)簡(jiǎn)介紅外線(Infrared,IR)技術(shù)廣泛的應(yīng)用在電視機(jī)和立體聲系統(tǒng)的遙控器中，也可以做為網(wǎng)絡(luò)通信的介質(zhì)。它通過使用位于紅外頻率波譜中的錐形或者線型光束來傳輸數(shù)據(jù)信號(hào)。紅外網(wǎng)絡(luò)需要通信的雙方設(shè)備都擁有一個(gè)收發(fā)器，最好還有同步軟件。傳輸速度4Mbit/s~16Mbit/s。紅外線是一種視線技術(shù)，不能通過不透明的物理(如墻壁)，并且易受外界光線干擾。無線技術(shù)簡(jiǎn)介安裝便捷使用靈活經(jīng)濟(jì)節(jié)約易于擴(kuò)展

第五章網(wǎng)絡(luò)互連與網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備1網(wǎng)絡(luò)互連層次2網(wǎng)絡(luò)互連的類型網(wǎng)絡(luò)互連層次

OSI七層參考模型使網(wǎng)絡(luò)互連層次變得簡(jiǎn)潔和規(guī)范。根據(jù)網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備工作的層次及其所支持的協(xié)議，網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備通常可以分為4種：（1）集線器（2）交換機(jī)（3）路由器（4）網(wǎng)關(guān)應(yīng)用層表示層會(huì)話層運(yùn)輸層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層應(yīng)用層表示層會(huì)話層運(yùn)輸層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層網(wǎng)關(guān)路由器交換機(jī)集線器四種網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備網(wǎng)絡(luò)互連的類型從覆蓋范圍講，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)分為廣域網(wǎng)、城域網(wǎng)與局域網(wǎng)三類。從這一角度對(duì)網(wǎng)絡(luò)互連進(jìn)行分類，網(wǎng)絡(luò)互連主要有以下幾種類型：局域網(wǎng)—局域網(wǎng)互連局域網(wǎng)—廣域網(wǎng)互連局域網(wǎng)—廣域網(wǎng)—局域網(wǎng)互連廣域網(wǎng)—廣域網(wǎng)互連。局域網(wǎng)—局域網(wǎng)互連一般解決一個(gè)組織機(jī)構(gòu)內(nèi)部或一個(gè)小區(qū)域內(nèi)相鄰的幾個(gè)樓群之間的通信，大多采用集線器和交換機(jī)就足夠了。局域網(wǎng)—廣域網(wǎng)的互連由于協(xié)議差異較大，一般多采用路由器。路由器可以連接以太網(wǎng)、令牌環(huán)網(wǎng)、FDDI等局域網(wǎng)和X.25、幀中繼等廣域網(wǎng)。在局域網(wǎng)—廣域網(wǎng)的互連中，如果是協(xié)議差別太大的高層系統(tǒng)，一般要采用特定的網(wǎng)關(guān)。廣域網(wǎng)—廣域網(wǎng)的互連起來，須采用路由器或網(wǎng)關(guān)。說明：當(dāng)然，這種使用的劃分也不是絕對(duì)的，如在局域網(wǎng)—局域網(wǎng)互連中，有時(shí)為了起到信息的隔離作用，也采用路由器作為互連設(shè)備。（1）LAN-LANLAN互連又分為同種LAN互連和異種LAN互連。常用設(shè)備有中繼器和網(wǎng)橋,LAN互連如圖所示。（2）LAN-WAN

用來連接的設(shè)備是路由器或網(wǎng)關(guān)，具體如圖所示。（3）LAN-WAN-LAN

這是將兩個(gè)分布在不同地理位置的LAN通過WAN實(shí)現(xiàn)互連，連接設(shè)備主要有路由器和網(wǎng)關(guān)，具體如圖所示。（4）WAN-WAN

通過路由器和網(wǎng)關(guān)將兩個(gè)或多個(gè)廣域網(wǎng)互連起來，可以使分別連入各個(gè)廣域網(wǎng)的主機(jī)資源能夠?qū)崿F(xiàn)共享。如圖所示。網(wǎng)卡計(jì)算機(jī)與外界局域網(wǎng)的連接是通過在主機(jī)箱內(nèi)插入一塊網(wǎng)絡(luò)接口板（或者是在筆記本電腦中插入一塊PCMCIA卡）來實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)電纜之間的物理連接，為計(jì)算機(jī)之間相互通信提供一條物理通道，并通過這條通道進(jìn)行高速數(shù)據(jù)傳輸。

網(wǎng)卡的功能與分類1、網(wǎng)卡的功能網(wǎng)卡能夠完成物理層和數(shù)據(jù)鏈路層的大部分功能，包括網(wǎng)卡與網(wǎng)絡(luò)電纜的物理連接、介質(zhì)訪問控制（如實(shí)現(xiàn)CSMA/CD協(xié)議）、數(shù)據(jù)幀的拆裝、幀的發(fā)送與接收、錯(cuò)誤校驗(yàn)、數(shù)據(jù)信號(hào)的編/解碼（如曼徹斯特代碼的轉(zhuǎn)換）以及數(shù)據(jù)的串行/并行轉(zhuǎn)換等功能。隨著集成度的不斷提高，網(wǎng)卡上的芯片個(gè)數(shù)在不斷減少。網(wǎng)卡的功能大同小異，其主要功能有以下3個(gè)。數(shù)據(jù)的封裝與解封：發(fā)送時(shí)將網(wǎng)絡(luò)層傳遞的數(shù)據(jù)加上首部和尾部，組成以太網(wǎng)的幀。接收時(shí)將以太網(wǎng)的幀剝?nèi)ナ撞亢臀膊?，然后送交網(wǎng)絡(luò)層。鏈路管理：主要是實(shí)現(xiàn)CSMA/CD協(xié)議。編碼與譯碼：一般使用曼徹斯特編碼與譯碼。2、網(wǎng)卡的分類網(wǎng)卡按照不同的標(biāo)準(zhǔn)，可以作不同的分類。最常見的是按傳輸速率、總線接口分類。（1）按傳輸速率分類。按傳輸速率可分為10

Mbit/s、100

Mbit/s、10/100

Mbit/s自適應(yīng)以及1000

Mbit/s網(wǎng)卡。（3）按總線插口類型分類。一般百兆以下網(wǎng)卡采用PCI總線網(wǎng)卡，吉比特網(wǎng)卡采用PCI-X總線網(wǎng)卡。USB網(wǎng)卡一般是外置式的，具有支持熱插拔和不占用計(jì)算機(jī)擴(kuò)展槽的優(yōu)點(diǎn)，安裝更為方便。PCMCIA接口網(wǎng)卡用于筆記本電腦。在無線網(wǎng)絡(luò)中，計(jì)算機(jī)使用的是無線網(wǎng)卡中繼器和集線器

中繼器的功能“5-4-3”規(guī)則集線器的功能中繼器的功能中繼器(Repeater)最簡(jiǎn)單的互連設(shè)備。它工作在OSI模型的物理層，用于擴(kuò)展LAN網(wǎng)段的長(zhǎng)度，延伸信號(hào)傳輸?shù)姆秶?，例如可加大線纜的傳輸距離。中繼器可以連接不同類型的線纜。中繼器的功能1、重發(fā)bit信號(hào)，再生，放大、還原2、沒有鑒別能力3、不考慮終端設(shè)備4、速度快、時(shí)延很小“5-4-3”規(guī)則通常在一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中，最多可以分為5個(gè)網(wǎng)段其中用4個(gè)中繼器連接只允許在其中3個(gè)網(wǎng)段包含計(jì)算機(jī)或設(shè)備，其他2個(gè)網(wǎng)段只能用于延長(zhǎng)傳輸距離。集線器集線器(Hub)是局域網(wǎng)中重要的部件之一，其實(shí)質(zhì)是一個(gè)多端口的中繼器。中繼器通常帶有兩個(gè)端口,用于連接一對(duì)同軸電纜，而隨著雙絞線以太網(wǎng)的出現(xiàn),中繼器被做成具有多個(gè)端口的裝置，用在星型布線系統(tǒng)中,并稱其為集線器。中繼器和集線器

1放大和整形功能2檢測(cè)沖突功能3端口擴(kuò)展功能4數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)功能5介質(zhì)互連功能

1、集線器的主要功能

在使用10Base-T的以太網(wǎng)協(xié)議組網(wǎng)時(shí)，集線器的作用就顯得十分重要，它主要有以下5個(gè)方面的功能。

端口1端口2端口3端口4端口5端口6端口7端口8主機(jī)B主機(jī)A集線器

2、線器的工作原理集線器作為以太網(wǎng)的中心連接設(shè)備時(shí)，所有結(jié)點(diǎn)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)，在邏輯上仍然是總線型結(jié)構(gòu)，并且在MAC層仍然使用CSMA/CD介質(zhì)訪問控制方法。集線器的基本結(jié)構(gòu)如圖所示。

集線器屬于純硬件網(wǎng)絡(luò)底層設(shè)備，不具有“記憶”和“學(xué)習(xí)”的能力。它發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)沒有針對(duì)性，采用廣播方式發(fā)送。也就是說當(dāng)它要向某端口發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，不是直接把數(shù)據(jù)發(fā)送到目的端口，而是把數(shù)據(jù)包發(fā)送到集線器所有端口。網(wǎng)橋和交換機(jī)

網(wǎng)橋的功能網(wǎng)橋的工作原理交換機(jī)的功能交換機(jī)與集線器的區(qū)別交換機(jī)的類型網(wǎng)橋的功能

網(wǎng)橋(Bridge)工作在OSI模型的數(shù)據(jù)鏈路層，可以用于連接具有不同物理層的網(wǎng)絡(luò)，如連接使用同軸電纜和UTP的網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)橋是一種數(shù)據(jù)幀存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備，它通過緩存、過濾、學(xué)習(xí)、轉(zhuǎn)發(fā)和擴(kuò)散等功能來完成操作。

網(wǎng)橋網(wǎng)橋的功能

緩存：網(wǎng)橋首先會(huì)對(duì)收到的數(shù)據(jù)幀進(jìn)行緩存并處理

過濾：判斷入幀的目標(biāo)節(jié)點(diǎn)是否位于發(fā)送這個(gè)幀的網(wǎng)段中，如果是，網(wǎng)橋就不把幀轉(zhuǎn)發(fā)到網(wǎng)橋的其他端口

轉(zhuǎn)發(fā)：如果幀的目標(biāo)節(jié)點(diǎn)位于另一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)橋就將幀發(fā)往正確的網(wǎng)段網(wǎng)橋的功能

擴(kuò)散：如果在表中找不到目標(biāo)地址，則按擴(kuò)散的辦法將該數(shù)據(jù)發(fā)送給與該網(wǎng)橋連接的除發(fā)送該數(shù)據(jù)的網(wǎng)段外的所有網(wǎng)段。

網(wǎng)橋的功能

學(xué)習(xí)：每當(dāng)幀經(jīng)過網(wǎng)橋時(shí)，網(wǎng)橋首先在網(wǎng)橋表中查找?guī)脑碝AC地址，如果該地址不在網(wǎng)橋表中，則將有該MAC地址及其所對(duì)應(yīng)的網(wǎng)橋端口信息加入數(shù)據(jù)幀要去往的目標(biāo)MAC地址使用的網(wǎng)橋端口MACA端口3MACB端口2MACC端口1交換機(jī)的功能交換機(jī)(Switch)其實(shí)是更先進(jìn)的網(wǎng)橋，它除了具備網(wǎng)橋的所有功能外，還通過在節(jié)點(diǎn)或虛電路間創(chuàng)建臨時(shí)邏輯連接，使得整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的帶寬得到最大化的利用。通過交換機(jī)連接的網(wǎng)段內(nèi)的每個(gè)節(jié)點(diǎn)，都可以使用網(wǎng)絡(luò)上的全部帶寬來進(jìn)行通信，而不是各個(gè)節(jié)點(diǎn)共享帶寬。交換機(jī)與集線器的區(qū)別交換機(jī)的并行程度更高，不同于集線器的共享帶寬。交換機(jī)的緩存能力更強(qiáng)交換機(jī)的智能化程度更高交換機(jī)具有支持虛擬局域網(wǎng)(VLAN)的能力HUBabcdeIt’sforcIt’sforcIt’sforcIt’sforcIt’sforc共享式HUB交換機(jī)abcdeIt’sforcIt’sforcI’knowwhoisc交換式HUB交換機(jī)的分類企業(yè)級(jí)交換機(jī)。(2)部門級(jí)交換機(jī)。(3)工作組交換機(jī)。(4)桌面型交換機(jī)。路由器路由器是網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行網(wǎng)間互連的關(guān)鍵設(shè)備，工作在OSI模型的第3層（網(wǎng)絡(luò)層），主要作用是尋找Internet之間的最佳路徑。路由器具有路由轉(zhuǎn)發(fā)、防火墻和隔離廣播的作用，路由器不會(huì)轉(zhuǎn)發(fā)廣播幀，路由器上的每個(gè)接口屬于一個(gè)廣播域，不同的接口屬于不同的廣播域和不同的沖突域。路由器

路由器是網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行網(wǎng)間互連的關(guān)鍵設(shè)備，工作在OSI模型的第3層（網(wǎng)絡(luò)層），主要作用是尋找Internet之間的最佳路徑。路由器具有路由轉(zhuǎn)發(fā)、防火墻和隔離廣播的作用，路由器不會(huì)轉(zhuǎn)發(fā)廣播幀，路由器上的每個(gè)接口屬于一個(gè)廣播域，不同的接口屬于不同的廣播域和不同的沖突域。

路由器的功能

路由器(Router)工作在OSI模型的網(wǎng)絡(luò)層，因此可以連接1層和2層結(jié)構(gòu)不同的網(wǎng)絡(luò)。路由器通過在相鄰的路由器節(jié)點(diǎn)之間進(jìn)行路徑選擇(即路由)功能，通過最佳的路徑來傳送數(shù)據(jù)包。隔離廣播，阻止廣播風(fēng)暴。所有通過路由器連接的網(wǎng)絡(luò)必須使用相同的尋址機(jī)制(通常使用IP地址)。路由器按功能劃分。從功能上劃分，可將路由器分為核心層（骨干級(jí)）路由器、分發(fā)層（企業(yè)級(jí)）路由器和訪問層（接入級(jí)）路由器。路由器的工作原理(1)

與網(wǎng)橋和交換機(jī)使用幀中的MAC地址轉(zhuǎn)發(fā)幀相比較，路由器是通過數(shù)據(jù)包中的網(wǎng)絡(luò)層地址(如IP地址)來轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包的，不對(duì)MAC地址進(jìn)行操作。因此，在用路由器連接的網(wǎng)絡(luò)上，源節(jié)點(diǎn)不需要知道目的節(jié)點(diǎn)的MAC也能夠找到它。路由器的工作原理(2)

與網(wǎng)橋和交換機(jī)類似，路由器的內(nèi)存中也存有一個(gè)表，叫做路由表(RoutingTable)，其中記錄的是數(shù)據(jù)包地址(網(wǎng)絡(luò)層地址)和物理端口號(hào)的對(duì)應(yīng)關(guān)系。路由器根據(jù)路由表來轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包。如果包中的目標(biāo)地址與源地址在同一個(gè)網(wǎng)段內(nèi)，路由器就數(shù)據(jù)流限制在那個(gè)網(wǎng)段內(nèi)，不轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包；如果目標(biāo)地址在另一個(gè)網(wǎng)段，路由器就把包發(fā)送到與目標(biāo)網(wǎng)段相對(duì)應(yīng)的物理端口上。網(wǎng)關(guān)

網(wǎng)關(guān)(Gateway)又稱網(wǎng)間連接器、協(xié)議轉(zhuǎn)換器。網(wǎng)關(guān)在傳輸層上以