《計算機網(wǎng)絡(luò)導論》第三章

第三章網(wǎng)絡(luò)硬件 中繼器 集線器

網(wǎng)卡 交換機 路由器 網(wǎng)關(guān)

調(diào)制解調(diào)器網(wǎng)絡(luò)互連物理層的互連設(shè)備

數(shù)據(jù)鏈路層的互連設(shè)備網(wǎng)絡(luò)層的互連設(shè)備高層的互連設(shè)備網(wǎng)絡(luò)硬件編輯ppt

網(wǎng)絡(luò)互連（聯(lián)）就是指不同網(wǎng)段、網(wǎng)絡(luò)或子網(wǎng)之間通過網(wǎng)絡(luò)的連接或互連設(shè)備（中繼器、網(wǎng)橋、路由器或網(wǎng)關(guān)等）實現(xiàn)各個網(wǎng)絡(luò)段或子網(wǎng)間的互相連接，其目的在于實現(xiàn)各個網(wǎng)段或子網(wǎng)之間的數(shù)據(jù)傳輸、通信、交互與資源共享。

網(wǎng)絡(luò)互連概述編輯ppt網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的功能層次網(wǎng)絡(luò)設(shè)備在OSI體系中的位置OSI層次地址類型設(shè)備傳輸層及以上應用程序進程地址（端口）網(wǎng)關(guān)（協(xié)議轉(zhuǎn)換器）網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)地址（IP地址）路由器（三層交換機）數(shù)據(jù)鏈路層物理地址（MAC地址）網(wǎng)橋、交換機（網(wǎng)卡）物理層無中繼器、集線器、（網(wǎng)卡）編輯ppt3.1網(wǎng)絡(luò)接口卡(NIC)3.1.1組成和功能基本組成主控芯片、數(shù)據(jù)泵、LED狀態(tài)指示燈、BootROM芯片插槽2.功能（1）數(shù)據(jù)的封裝與解封，信號的發(fā)送與接收（2）介質(zhì)訪問控制的協(xié)議的實現(xiàn)（3）串/并行轉(zhuǎn)換（4）編碼/譯碼3.工作原理編輯ppt

網(wǎng)卡地址：即網(wǎng)卡的物理地址，或稱為MAC地址，固化在網(wǎng)卡硬件中（有些網(wǎng)卡可由用戶修改）

配置參數(shù)（跳線設(shè)置/軟件設(shè)置/PnP）

?中斷請求號IRQ

?I/O基地址I/OBase

?存儲器基地址MemoryBase

?全雙工/半雙工

?傳輸速率４．網(wǎng)卡的配置參數(shù)編輯ppt3.1.2類型按連接的傳輸介質(zhì)分類

AUI(10M)、BNC-T(10M)、RJ-45(10M,100M,10/100M)、光纖接口、無線2.按照總線類型分類ISA、PCI、PCMCIA、USB等

編輯ppt（1）ISA網(wǎng)卡（工業(yè)標準體系結(jié)構(gòu)）ISA接口的網(wǎng)卡有兩種：8位ISA網(wǎng)卡和16位ISA網(wǎng)卡。8位ISA網(wǎng)卡目前已被淘汰，市場上常見的是16位ISA接口的10M網(wǎng)卡，它的惟一好處就是價格低廉，如比較有名的NE2000等，適合于一些如網(wǎng)吧等要求不高的場合使用。

編輯ppt（2）PCI網(wǎng)卡PCI網(wǎng)卡的理論帶寬為133M。PCI網(wǎng)卡又可分為10MPCI網(wǎng)卡和10/100MPCI自適應網(wǎng)卡兩種類型。10MPCI網(wǎng)卡價格較便宜，被低端用戶廣泛采用；而10/100MPCI自適應網(wǎng)卡作為當今的主流產(chǎn)品，可根據(jù)需要自動識別連接網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的工作頻率，自動工作于10M或100M的網(wǎng)絡(luò)帶寬下。PCI總線網(wǎng)卡的另一好處是比ISA網(wǎng)卡的系統(tǒng)資源占用率要低得多。

編輯ppt（3）PCMCIA網(wǎng)卡通常，臺式機和服務器等用的網(wǎng)卡均不支持PCMCIA標準，PCMCIA是專門用在筆記本或PDA、數(shù)碼相機等便攜設(shè)備上的一種接口規(guī)范（總線結(jié)構(gòu)）。也就是筆記本網(wǎng)卡通常都支持PCMCIA規(guī)范，

(PCMCIA是英文“PERSONALCOMPUTERMEMORYCARDINTERNATIONALASSOCIATION”的縮寫

)

PCMCIA總線分為兩類，一類為16位的PCMCIA，另一類為32位的CardBus。

編輯ppt（4）USB網(wǎng)卡

USB接口網(wǎng)卡，主要是為了滿足沒有內(nèi)置網(wǎng)卡的筆記本用戶。它通過主板上的USB接口引出來的。編輯ppt編輯ppt3.1.3安裝與配置安裝編輯ppt2.驅(qū)動程序的安裝驅(qū)動程序是一個能讓計算機與系統(tǒng)中的硬件設(shè)備通話的程序。在【控制面板】窗口中，鼠標雙擊【添加新硬件】圖標，系統(tǒng)會運行“添加新硬件”的向?qū)С绦蛑笇覀円徊讲降匕惭b網(wǎng)卡驅(qū)動程序。

如何確定網(wǎng)卡是否成功地安裝:在【控制面板】窗口中，鼠標雙擊【系統(tǒng)】圖標，進入【系統(tǒng)屬性】窗口.

3.查看網(wǎng)卡占用的資源編輯ppt

設(shè)備管理器窗口編輯ppt網(wǎng)卡屬性編輯ppt3.2集線器3.2.1概述多端口的中繼器，工作在物理層功能：在網(wǎng)段之間復制比特流，信號整形和放大可認為它是將總線折疊到鐵盒子中的集中連接設(shè)備特點：具有與中繼器同樣的特點可改變網(wǎng)絡(luò)物理拓撲形式：總線連接→星形連接邏輯上仍是一個總線型共享介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)端口數(shù)：8，12，16，24作用：雙向轉(zhuǎn)發(fā)、接收信號、復制放大信號、廣播信號編輯ppt3.2.2分類按帶寬分類

10Mbps、100Mbps、10/100Mbps2.按是否可進行網(wǎng)絡(luò)管理劃分網(wǎng)管型允許用網(wǎng)管軟件對其進行管理的集線器，它內(nèi)部包含有CPU等智能控制部件。在需要進行網(wǎng)絡(luò)管理的中大型網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，一般都要求使用智能集線器（后面將要介紹的網(wǎng)絡(luò)交換機也需要是智能化的）。非網(wǎng)管型不能用網(wǎng)管軟件進行管理的集線器。小型網(wǎng)絡(luò)為降低成本，一般使用普通集線器。編輯ppt獨立式（Standalone）固定端口配置，擴充時用級連的方法。堆疊式（Stackable）固定配置，用堆疊方法進行擴充——堆疊連接在一起的HUB在邏輯相當于一臺單獨的HUB，可統(tǒng)一管理。模塊化（Module）又稱機箱式，由一臺帶有底板、電源的機箱和若干塊多端口的接口卡（線卡）組成?？伸`活按需配置，通過插入不同的插卡滿足需求（如插入交換卡、路由卡、加密卡等）。3.按照結(jié)構(gòu)劃分編輯ppt3.2.3集線器的連接1.與計算機的連接

直通雙絞線（<=100m）連接普通端口2.集線器與集線器的連接1）細纜連接2）級聯(lián)（雙絞線連接段的距離不能超過100m）使用級聯(lián)端口（直通雙絞線連級聯(lián)端口和一普通端口）使用普通端口（交叉線連接）3）堆疊

專用堆疊端口連接（堆疊連線不超過1m）編輯ppt使用級聯(lián)端口實現(xiàn)級聯(lián)編輯ppt使用普通端口實現(xiàn)級聯(lián)編輯ppt3.3交換機3.3.1概述傳統(tǒng)交換機：數(shù)據(jù)鏈路層外觀與集線器相似一個端口一個分段，每個端口均有自己的帶寬，傳輸速率比較高通過內(nèi)部交換矩陣實現(xiàn)多個信道同時傳輸信息編輯ppt

堆疊式交換機

獨立交換機千兆以太網(wǎng)模塊化交換機編輯ppt交換機轉(zhuǎn)發(fā)過程：交換機的一個端口收到一個數(shù)據(jù)幀時，首先檢查該數(shù)據(jù)幀的目的MAC地址在MAC地址表(CAM)對應的端口，如果目的端口與源端口不為同一個端口，則把幀從目的端口轉(zhuǎn)發(fā)出去，同時更新MAC地址表中源端口與源MAC的對應關(guān)系；如果目的端口與源端口相同，則丟棄該幀。編輯ppt交換機通過內(nèi)部的交換矩陣把網(wǎng)絡(luò)劃分為多個網(wǎng)段——每個端口為一個沖突域；交換機能夠同時在多對端口間無沖突地交換幀。交換機的特點編輯ppt若交換機每個端口帶寬為BW，則交換機構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)總帶寬＝(BW*n)/2～BW*nn＝8，BW=10Mb/s時，網(wǎng)絡(luò)總帶寬最高可達80Mb/s；連接到交換機端口上的每臺計算機的帶寬為10Mb/s。比較：10Mb/s的8口集線器構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)（連接了8臺計算機）網(wǎng)絡(luò)總帶寬仍為10Mb/s；網(wǎng)絡(luò)中每臺計算機的帶寬為1.25Mb/s。

例：交換網(wǎng)絡(luò)的帶寬編輯ppt存儲轉(zhuǎn)發(fā)（Storeandforward）整個幀完整接收后，對幀進行差錯檢驗，然后再進行轉(zhuǎn)發(fā)操作。優(yōu)點：進行差錯校驗，錯誤不會擴散到目的網(wǎng)段。缺點：延遲比較大。直通轉(zhuǎn)發(fā)（Cut-through）只要收到幀的前6個字節(jié)（目的MAC地址），就開始進行轉(zhuǎn)發(fā)操作。優(yōu)點：交換延遲小。缺點：無法進行差錯校驗，幀錯誤會擴散到目的網(wǎng)段。無碎片直通轉(zhuǎn)發(fā)（Fragmentfreecut-through）接收到一幀的前64字節(jié)后，再進行轉(zhuǎn)發(fā)操作。小于64字節(jié)的幀不轉(zhuǎn)發(fā)?！邘鲥e的主要原因是沖突，而以太網(wǎng)的幀至少為64B，∴＜64字節(jié)的幀必然是沖突造成的幀碎片（錯誤幀）。優(yōu)點：交換速度較快，并且降低了錯誤幀轉(zhuǎn)發(fā)的概率缺點：長度大于64字節(jié)的錯誤幀仍會轉(zhuǎn)發(fā)，轉(zhuǎn)發(fā)延時大于直通轉(zhuǎn)發(fā)。交換機的三種轉(zhuǎn)發(fā)方式編輯ppt分割沖突（碰撞）域——減少了沖突；允許建立多個連接——提高了網(wǎng)絡(luò)總體帶寬；減少每個網(wǎng)段中的站點數(shù)——提高了站點平均擁有帶寬；允許全雙工連接——提高帶寬；能夠連接不同速度的網(wǎng)段。使用網(wǎng)絡(luò)交換機的好處編輯ppt作為LAN核心主干連接設(shè)備，如網(wǎng)絡(luò)中心、數(shù)據(jù)中心等；網(wǎng)絡(luò)通信流量很大的應用場合，如圖像處理、視頻流等；對網(wǎng)絡(luò)響應速度要求比較高的場合。網(wǎng)絡(luò)交換機的應用場合編輯ppt3.3.2分類按速率分：10Mb/s、10/100Mb/s、1000Mb/s、10/100/1000Mb/s按是否具有可管理性非網(wǎng)管型交換機網(wǎng)管型交換機按是否具有可擴展性分固定端口交換機模塊化交換機編輯ppt3.3.3級聯(lián)與堆疊交換機的級聯(lián)不受品牌和型號的制約1）使用級聯(lián)端口級聯(lián)2）使用普通口級聯(lián)2.交換機的堆疊需要專用的堆疊模塊和堆疊線纜編輯ppt使用普通口級聯(lián)編輯ppt3.借助光纖端口級聯(lián)或堆疊通過GBIC（吉比特接口轉(zhuǎn)換器，用于以太網(wǎng)和光纖系統(tǒng)間的接口設(shè)備，發(fā)送接收設(shè)備，兩個端口）插槽可實現(xiàn)與服務器或高速主干網(wǎng)絡(luò)的連接，也可用于交換機間的級聯(lián)和堆疊編輯ppt工作在OSI第三層（網(wǎng)絡(luò)層）。功能：在網(wǎng)絡(luò)之間轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡(luò)分組和路徑選擇；為網(wǎng)絡(luò)分組尋找最佳傳輸路徑；實現(xiàn)子網(wǎng)隔離，限制廣播風暴。(目的地址無法識別時，路由器將其丟棄，而不是廣播——比較網(wǎng)絡(luò)交換機)提供邏輯地址，以識別互聯(lián)網(wǎng)上的主機；提供廣域網(wǎng)服務。應用：把LAN連入廣域網(wǎng)或作為廣域網(wǎng)的核心連接設(shè)備。路由器與交換機的主要區(qū)別：用路由器連接起來的若干個網(wǎng)絡(luò)，它們?nèi)允歉髯元毩⒌?。要想從一個網(wǎng)絡(luò)訪問用路由器連接起來的另一個網(wǎng)絡(luò)中的站點，必須指定該站點的邏輯地址（IP地址），通過廣播是無法與之進行通信的。3.4路由器3.4.1概述

編輯ppt功能：（1）網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)（2）分組轉(zhuǎn)發(fā)工作原理

通過計算路由表，為經(jīng)過路由器的每一個數(shù)據(jù)幀尋找一條最佳路徑，并將該數(shù)據(jù)有效的傳送到目的站點。路由表：靜態(tài)路由表、動態(tài)路由表編輯ppt3.4.2路由器的分類1、按結(jié)構(gòu)分非模塊化結(jié)構(gòu)路由器

提供類型和數(shù)量一定的端口，可擴展性差。模塊化結(jié)構(gòu)路由器可擴展性好，可支持多種端口類型。2、按性能分低端固定路由器：cisco800

低端可變路由器:cisco1600

中端路由器:cisco3600

高端路由器:cisco7500編輯ppt3.4.3路由器的端口與連接1、配置端口控制臺端口、輔助端口2、局域網(wǎng)端口以太網(wǎng)端口（多個）、SC端口(光纖端口)3、廣域網(wǎng)接口異步串行口、同步串行口編輯ppt編輯ppt1.

第三層交換機的概念第三層交換機工作在OSI參考模型的第三層，因此，它除了具有第二層的功能外，還具有第三層的“選路”（路由）功能，其功能主要是由硬件實現(xiàn)的。2.

第三層交換機與路由器的聯(lián)系與區(qū)別3.

第三層交換機和路由器的應用示例在連接局域網(wǎng)中的各個子網(wǎng)時，第三層交換機是推薦的選擇，而在通過廣域網(wǎng)連接遠程子網(wǎng)或者是Internet時，路由器則是最佳的選擇。

第三層交換機

編輯ppt路由器和第三層交換機的典型應用

編輯ppt1.

網(wǎng)關(guān)的定義和基本概念（1）

網(wǎng)關(guān)的定義網(wǎng)關(guān)（Gateway）就是將兩個或多個在高層使用不同協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)段連接在一起的軟硬件。它的主要作用是實現(xiàn)不同網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議的翻譯和轉(zhuǎn)換工作，因此又叫做網(wǎng)間協(xié)議轉(zhuǎn)換器。網(wǎng)關(guān)的硬件用來提供不同網(wǎng)絡(luò)的接口，軟件則實現(xiàn)不同網(wǎng)絡(luò)協(xié)議之間的轉(zhuǎn)換。3.5

高層的互連設(shè)備編輯ppt2.

網(wǎng)關(guān)的應用場合網(wǎng)關(guān)能夠連接多個高層協(xié)議完全不同的局域網(wǎng)。因此，網(wǎng)關(guān)是連接局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)的首選設(shè)備。3.

網(wǎng)關(guān)的類型（1）按照網(wǎng)關(guān)可以轉(zhuǎn)換的協(xié)議數(shù)量分類（2）

按照網(wǎng)關(guān)的應用類型分類編輯ppt3.6調(diào)制解調(diào)器（modem）3.6.1概述數(shù)字信號/模擬信號的相互轉(zhuǎn)化編輯ppt3.6.2傳統(tǒng)調(diào)制解調(diào)器1、分類外置式、內(nèi)置式、卡式、機架型MR：調(diào)制解調(diào)器就緒或進行測試TR：信號接收正常SD：發(fā)送數(shù)據(jù)RD：接收數(shù)據(jù)OH：亮可以撥號滅表示停止撥號CD：載波檢測AA：自動應答HS：高速工作狀態(tài)

編輯ppt內(nèi)置式編輯ppt機架型編輯ppt2、標準

1）數(shù)據(jù)糾錯V.422）數(shù)據(jù)壓縮V.42bis、