網(wǎng)絡(luò)工程師培訓(xùn)教程課件：通信基礎(chǔ)

主題四

通信基礎(chǔ)4.1主要知識點1.基礎(chǔ)概念2.數(shù)據(jù)通訊理論基礎(chǔ)3.傳輸介質(zhì)和通信電纜4.編碼和傳輸5.傳輸技術(shù)6.傳輸控制7.交換技術(shù)8.公用網(wǎng)絡(luò)和租用網(wǎng)絡(luò)9.網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備10.網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備11.

典型試題分析4.2基礎(chǔ)概念單工、半雙工、全雙工模擬和數(shù)字周期信號簡單信號和復(fù)合信號振幅、周期和相位數(shù)字信號分解介質(zhì)帶寬和有效帶寬信道容量串行與并行一對一通信與一對多通信資源子網(wǎng)和通信子網(wǎng)資源子網(wǎng):實現(xiàn)資源共享功能的設(shè)備及其軟件的集合通信子網(wǎng):實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信功能的設(shè)備及其軟件的集合模擬與數(shù)字模擬信號：隨時間變化而平穩(wěn)變化的連續(xù)波形式。數(shù)字信號：從一個值到另一個值的轉(zhuǎn)換是瞬間發(fā)生的。數(shù)字信號模擬信號模擬：意味著連續(xù)的量。數(shù)字：意味著離散的量。周期信號如果一個信號能在一個可測量的時間內(nèi)，完成一種稱作周期的模式，并且在隨后的同樣長短的周期內(nèi)不斷重復(fù)這種模式，這個信號就是周期性的。簡單信號和復(fù)合信號模擬信號可以被分為簡單信號或者復(fù)合信號。簡單信號是不能被分解為更簡單的模擬信號。復(fù)合信號可以被分解為多個簡單信號。a)簡單信號b)復(fù)合信號模擬信號三要素振幅：在波上任一點信號的值。它等于波形上給定點到水平軸的垂直距離。周期：完成一個波形循環(huán)所要經(jīng)歷的時間（頻率＝1/周期）相位：描述了波形相對與時間軸零點的位置。最大值Ｔ最小值波特率和比特率波特率:每秒信號變換（振幅/相位/頻率）的次數(shù)。波特率的單位是b/s。比特率:每秒傳輸?shù)谋忍兀〝?shù)字信號0和1）數(shù)量。比特率的單位是bps。數(shù)字信號分解一個數(shù)字信號可以被分解成無窮多個被稱為諧波的簡單正弦波，每個諧波都有不同的振幅、頻率和相位。當(dāng)我們在傳輸媒體上發(fā)送數(shù)字信號時，其實在發(fā)送無窮多的簡單信號。介質(zhì)帶寬和有效帶寬介質(zhì)帶寬：傳輸介質(zhì)有一個有限的帶寬，它只能傳輸某些頻率范圍內(nèi)的信號。有效帶寬：數(shù)字信號的頻譜包括不同振幅的無數(shù)個頻率，而我們只傳輸那些具有重要振幅的分量，我們可以已合理的精度在接收端復(fù)制出數(shù)字信號，其帶寬稱為有效帶寬。信道容量一種傳輸介質(zhì)可以傳輸?shù)淖畲蟊忍芈史Q為介質(zhì)的信道容量。信道容量大小依賴于編碼技術(shù)種類和系統(tǒng)信噪比?；鶐鬏?/p>

在信道中傳輸?shù)脑紨?shù)字電信號所固有的頻帶，稱為基本頻帶，簡稱基帶。在信道中直接傳送基帶信號時，稱為基帶傳輸。如從計算機(jī)到監(jiān)視器、打印機(jī)等外設(shè)的信號就是基帶傳輸?shù)摹４蠖鄶?shù)的局域網(wǎng)使用基帶傳輸，如以太網(wǎng)和令牌環(huán)網(wǎng)。寬帶傳輸

通過借助頻帶傳輸，寬帶傳輸可以將鏈路容量分解成兩個或更多的信道，每個信道可以攜帶不同的信號。寬帶傳輸中的所有信道都可以同時發(fā)送信號。如CATV、ISDN等。當(dāng)采用模擬信號傳輸數(shù)據(jù)時，往往只占用有限的頻帶，對應(yīng)基帶傳輸將其稱之為頻帶傳輸串行與并行并行傳輸：兩個短距離的設(shè)備之間的傳輸，如打印纜。串行傳輸：遠(yuǎn)距離的設(shè)備之間的傳輸，便宜、可靠、速度慢。問題：如何在串行傳輸時，使接收設(shè)備知道何時開始傳輸？設(shè)備1設(shè)備201101100設(shè)備1設(shè)備20110110001101100發(fā)送01101100從右到左a)并行傳輸b)串行傳輸異步與同步異步傳輸：每個被傳送的字符前有起始位，后有停止位。速率慢，開銷大，適用于低速設(shè)備。同步傳輸：字符組合成數(shù)據(jù)幀成組發(fā)送數(shù)據(jù)幀包含一組同步字符使收發(fā)雙方進(jìn)入同步。傳輸速度快，開銷少。單工/半雙工/全雙工單工：信號只能在一個方向上傳輸半雙工：通信可以在兩個方向上傳輸，但不同時全雙工：通信可在雙方向同時進(jìn)行設(shè)備１設(shè)備１設(shè)備１設(shè)備１設(shè)備１設(shè)備１一對一通信與一對多通信4.3數(shù)據(jù)通信理論基礎(chǔ)傅立葉分析:任何正常的周期為T的函數(shù)g(t)，都可以由（無限個）正弦和余弦函數(shù)合成。尼奎斯特證明:如果一個任意信號通過帶寬為H的低通濾波器，那么每秒采樣的2H就能完整地重現(xiàn)通過這個被濾波的信號。尼奎斯特定理：例如:一個無噪聲的3KHz信道不能以高于6000b/s的速率傳輸二進(jìn)制（二電平）信號。數(shù)據(jù)通信理論基礎(chǔ)香農(nóng)公式:任何帶寬為HHz，信噪比為S/N的信道，其最大數(shù)據(jù)傳輸速率為：例如:一條帶寬為3000Hz，信噪比為30db的信道，不管使用多少信號級電平，也不管采用多大的采樣頻率，都不能以大于30000b/s的速率傳輸數(shù)據(jù)。注：30db表示S/N=103=1000。4.4傳輸介質(zhì)和通信電纜4.4.1

雙絞線概述4.4.2

制作和測試UTP(實驗)4.4.3

同軸電纜4.4.4

光纖4.4.5

無線傳輸4.4.1雙絞線概述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

雙絞線的兩種類型非屏蔽雙絞線(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)(1)雙絞線的結(jié)構(gòu)(2)雙絞線的顏色序號12345678顏色橙白橙綠白藍(lán)藍(lán)白綠棕白棕

雙絞線的接頭(RJ45)正面?zhèn)让?/p>

雙絞線的線材等級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。4.4.2制作和測試雙絞線(UTP)準(zhǔn)備工具和材料連接UTP和RJ45接頭準(zhǔn)備工具和材料UTP壓線鉗RJ45接頭護(hù)套簡易測線儀連接UTP和RJ45接頭(1)

連接UTP和RJ45接頭(2)

連接UTP和RJ45接頭(3)4.4.3同軸電纜

同軸電纜的結(jié)構(gòu)同軸電纜的分類和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

同軸電纜的結(jié)構(gòu)同軸電纜的類型和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)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))4.4.4光纖

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)光纖的尺寸描述光纖尺寸的參數(shù)有兩個：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。光纖的類型多模光纖(MultimodeFiber,MMF)光信號不止一種波長，常用多模光纖中主要有Ala類50/125μm和Alb類62.5/125μm兩種類型。單模光纖(SinglemodeFiber,SMF)光信息只有一種波長，典型的單模光纖尺寸為8μm/125μm光纖的類型光纖通信系統(tǒng)4.4.5無線傳輸介質(zhì)紅外線無線電波

紅外線

紅外線紅外線(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。紅外網(wǎng)絡(luò)需要通信的雙方設(shè)備都擁有一個收發(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。

無線電波窄帶無線電波

發(fā)射器與接收器使用相同的頻率傳輸信號，如廣播收音機(jī)。容易被非法聽眾截獲信號。擴(kuò)頻無線電波

(1)跳頻擴(kuò)頻

(Frequencyhoppingspreadspectrum,FHSS)

(2)直序擴(kuò)頻

(Directsequencespreadspectrum,DSSS)4.5編碼和傳輸編碼類型：數(shù)字-數(shù)字?jǐn)?shù)字-模擬模擬-數(shù)字模擬-模擬模數(shù)轉(zhuǎn)換模擬信號脈沖幅度調(diào)制信號111110101100011010001000111110101100011010001000數(shù)字化編碼為：001-010-101-110-111-110-101-011-010-010-011-100模擬信號數(shù)模轉(zhuǎn)換數(shù)字化的好處1.

數(shù)字傳輸?shù)某鲥e率低2.

能更有效的利用線路3.

價格便宜4.

維護(hù)方便數(shù)字化傳輸需要考慮的問題直流分量：當(dāng)傳輸信號的平均振幅不是零時，這將產(chǎn)生直流分量（頻率為0的分量）。當(dāng)信號含有直流分量，它不能由沒有處理直流分量的媒體傳輸，例如微波或變壓器。

同步：當(dāng)一個信號不發(fā)生改變時，接受端無法知曉每比特的開始和結(jié)束。如果傳輸延時或噪聲使信號發(fā)生扭曲，將導(dǎo)致接收方無法正確接收數(shù)據(jù)。數(shù)字-數(shù)字編碼單極性編碼極化編碼

※非歸零編碼（非歸零電平編碼、非歸零反相編碼）

※歸零編碼

※雙相位編碼（曼徹斯特編碼、差分曼徹斯特編碼）雙極性編碼

※信號交替反轉(zhuǎn)碼

※雙極性8零替換編碼

※高密度雙極性3零編碼非歸零編碼-NRZ歸零編碼正電壓=1負(fù)電壓=0直流分量基本抵消Manchester碼與差分Manchester碼011010011上：Manchester碼下：差分Manchester碼信號交替反轉(zhuǎn)碼AMI模擬-數(shù)字編碼脈沖振幅調(diào)制PAM：通過接收模擬信號，對它進(jìn)行采樣，然后根據(jù)采樣結(jié)果產(chǎn)生一系列脈沖。（采樣指每隔相等的時間間隔就測量一次信號振幅。）脈沖編碼調(diào)制PCM：將脈沖振幅調(diào)制PAM所產(chǎn)生的采樣結(jié)果進(jìn)行處理，將其完全數(shù)字化。為實現(xiàn)這一目的，要首先對PAM的脈沖進(jìn)行量化。（量化是一種對采樣結(jié)果賦予一個特定范圍內(nèi)的整數(shù)值的方法。）PCM技術(shù)實際上由四個獨立過程組成：脈沖振幅調(diào)制PAM、量化、二進(jìn)制編碼、數(shù)字-數(shù)字編碼。數(shù)字-模擬編碼幅移鍵控ASK：通過改變信號的強(qiáng)度來表達(dá)二進(jìn)制0、1，而振幅改變的同時頻率和相位則保持不變。缺點是受噪聲的影響很大。頻移鍵控FSK：通過改變信號的頻率來表達(dá)二進(jìn)制0、1，而頻率改變的同時振幅和相位則保持不變。FSK技術(shù)的限制因素是載波的物理容量。相移鍵控PSK：通過改變信號的相位來表達(dá)二進(jìn)制0、1，而相位改變的同時頻率和振幅則保持不變。PSK技術(shù)受到設(shè)備檢測相位變化能力的限制。正交調(diào)幅QAM：將ASK和PSK以某種方式結(jié)合起來，采用正交編組的方式提高抗干擾能力，使得傳輸率比單采用ASK或PSK為高。模擬數(shù)據(jù)編碼101010101ASK移輻鍵控法，有載波為1，無載波為0模擬數(shù)據(jù)編碼201010101FSK移頻鍵控法，高頻為1，低頻為0模擬數(shù)據(jù)編碼301010101PSK移相鍵控法，正相為1，反相為0模擬轉(zhuǎn)數(shù)字A/D采樣、量化、編碼采樣定理：采樣頻率大于等于有效信號最高頻率2倍（帶寬），采樣值能包含原始信號的全部信息。量化：將連續(xù)模擬信號化分成時間軸上的離散值。4舍5入取整數(shù)。編碼：將離散值按位數(shù)排成2進(jìn)制數(shù)碼。

A/D7654321123456789001010011100010010010010010模擬-模擬編碼調(diào)幅調(diào)頻調(diào)相4.6

傳輸技術(shù)2.6.1

多路復(fù)用

2.6.2

差錯控制

2.6.3

同步控制

2.6.4

壓縮和解壓縮方法4.6.1多路復(fù)用時分復(fù)用TDM頻分復(fù)用FDM波分復(fù)用WDM時分復(fù)用TDM信號在交替的時隙中傳輸適用于數(shù)字信號S1S2S3S4Bt4t3t2t1t4t3t2t1S1S2S3S4At4t3t2t1頻分復(fù)用FDM每條信道被分配給不同的頻率適用于模擬信號TelephoneTelephoneTelephoneTelephone108KhzChannelBankModulatorLineSignal104Khz100Khz64Khz波分復(fù)用WDM不同的信號被攜載在不同的光的波長上用于光纜傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)無論通信系統(tǒng)如何可靠，通信過程中都會出現(xiàn)差錯，其差錯大致可發(fā)為兩類：一類是由熱噪聲引起的隨機(jī)錯誤；另一類是由沖擊噪聲引起的突發(fā)錯誤。如何發(fā)現(xiàn)和糾正信號的差錯，主要方式有以下三種：檢錯碼海明碼循環(huán)冗余校驗碼CRC4.6.2差錯控制奇偶校驗是最常用的檢錯方法，其原理是在7單位的ASCII代碼后增加一位，使碼字中‘1’的個數(shù)成奇數(shù)（奇校驗）或偶數(shù)（偶校驗）。經(jīng)過傳輸后，如果其中一位出錯，則接收端按同樣的規(guī)則就能發(fā)現(xiàn)錯誤，這種方法簡單實用，但只能對付少量的隨機(jī)性錯誤。檢錯碼海明距離是一個碼字要變成另一個碼字時必須改變的最小位數(shù)。海明碼：用冗余數(shù)據(jù)位來檢測和糾正代碼差錯。把所有合法的碼字盡量安排使得任一對碼字之間的距離最大。如果任意兩個碼字之間的海明距離是d，則所有少于等于d-1位的錯誤都可以檢查出來。所有少于d/2位的錯誤都可以糾正。對于m位的數(shù)據(jù)，要糾正單個錯誤，則海明碼位數(shù)k需滿足：m+k+1<2k海明碼CRC校驗采用多項式編碼方法。被處理的數(shù)據(jù)塊可以看作是一個n階的二進(jìn)制多項式采用CRC校驗時，發(fā)送方和接收方用同一個生成多項式g(x),并且g(x)的首位和最后一位的系數(shù)必須為1。CRC的處理方法是：發(fā)送方以g(x)去除t(x)，得到余數(shù)作為CRC校驗碼。校驗時，以計算的校正結(jié)果是否為0為據(jù)，判斷數(shù)據(jù)幀是否出錯。多項式乘除法運算過程與普通代數(shù)多項式的乘除法相同。多項式的加減法運算以2為模，加減時不進(jìn)，錯位，和邏輯異或運算一致。CRC校驗可以100％地檢測出所有奇數(shù)個隨機(jī)錯誤和長度小于等于k(k為g(x)的階數(shù))的突發(fā)錯誤。所以CRC的生成多項式的階數(shù)越高，那么誤判的概率就越小。

循環(huán)冗余校驗碼CRCCRC-12： g(x)=x12+x11+x3+x2+X+1CRC-16： g(x)=x16+x15+x2+1CRC-CCITT： g(x)=x16+x12+x5+1CRC-32： g(x)=x32+x26+x23+x22+x16+x12+x11+x10+x8+x7+x5+x4+x2+X+1CRC-32用于許多局域網(wǎng)中。常見CRC碼4.6.3同步控制字符計數(shù)法帶字符填充的首尾界符法帶位填充的首尾標(biāo)志法物理層編碼違例法4.6.4壓縮和解壓縮方法無損壓縮行程壓縮

MH（ModifiedHuffman）修正的霍夫曼編碼MR（ModifiedRead），即改進(jìn)的像素相對地址指定碼。MH和MR的區(qū)別在于后者利用了前一行的參考信息，在垂直方向上進(jìn)行了壓縮，因此也叫“二維壓縮技術(shù)”。

MMR（ModifiedModifiedRead），也就是改進(jìn)的二維壓縮編碼。MMR在MR系統(tǒng)的基礎(chǔ)上不僅提高了壓縮效率，而且提高了壓縮文件的容錯能力有損壓縮

JPEGMPEG

4.7傳輸控制競爭系統(tǒng)輪詢/選擇系統(tǒng)基本規(guī)程、多鏈路規(guī)程、傳輸控制字符、線路控制HDLC、SLIP、PPP4.7傳輸控制HDLC－－高級數(shù)據(jù)鏈路控制協(xié)議是面向位的協(xié)議；是使用位填充來保證數(shù)據(jù)的透明性。01111110地址01111110控制數(shù)據(jù)校驗和8888>=016位面向位的協(xié)議的幀格式4.7傳輸控制SLIP－－串行線路IP它的目的是使用調(diào)制解調(diào)器通過電話線，把ＳＵＮ工作站連接到因特網(wǎng)上去。不能進(jìn)行錯誤檢測和糾錯工作；

SLIP只支持IP；

地址不能自動的設(shè)定；

沒有提供身份驗證；

不是一個已通過的因特網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)。4.7傳輸控制PPP

－－點到點協(xié)議明確的劃分出一幀的尾部和下一幀的頭部的成幀方式；當(dāng)線路不再需要時，挑出這些線路，測試它們，商議選擇，并仔細(xì)地再次釋放鏈路控制協(xié)議；用獨立于所使用地網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議地方法來商議使用網(wǎng)絡(luò)層地哪些選項。4.7傳輸控制PPP

－－點到點協(xié)議標(biāo)志01111110地址11111111標(biāo)志01111110控制00000011協(xié)議校驗和11111或22或4字節(jié)數(shù)用于無序號模式操作下的PPP完整幀格式有效載荷4.8交換技術(shù)交換技術(shù)線路交換存儲轉(zhuǎn)發(fā)報文交換分組交換數(shù)據(jù)報方式虛電路方式電路交換直接的交換方式真實、專用的物理鏈路

存儲轉(zhuǎn)發(fā)報文交換分組交換信元交換ATMSwitchATMSwitchATMSwitchATMSwitchATMSwitchATMSwitchATMSwitchATMSwitchATMSwitch4.9公用網(wǎng)絡(luò)和租用網(wǎng)絡(luò)按網(wǎng)絡(luò)的使用范圍分類：公用網(wǎng)絡(luò)和租用網(wǎng)絡(luò)。公用網(wǎng)絡(luò)：國家電信網(wǎng)的主體。租用網(wǎng)絡(luò)：由其他部門興建，并供自己本部門應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)。類型特點公用網(wǎng)絡(luò)租用網(wǎng)絡(luò)費用低昂貴數(shù)據(jù)安全性低高傳輸速率慢快線路穩(wěn)定性低高4.10網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備

線路終端設(shè)備、多路設(shè)備、交換設(shè)備、轉(zhuǎn)接設(shè)備線路連接設(shè)備（調(diào)制解調(diào)器、DSU數(shù)據(jù)服務(wù)單元、NCU網(wǎng)絡(luò)控制單元、TA終端適配器、CCU通信控制單元、PBX電話交換機(jī)）4.11網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備中繼器集線器網(wǎng)橋（生成樹網(wǎng)橋、源路由網(wǎng)橋）交換機(jī)網(wǎng)卡路由器網(wǎng)關(guān)

中繼器中繼器(Repeater)最簡單的互連設(shè)備。它工作在OSI模型的物理層，用于擴(kuò)展LAN網(wǎng)段的長度，延伸信號傳輸?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

中繼器的工作就是重發(fā)bit，將所收到的bit信號進(jìn)行再生和還原并傳給每個與之相連的網(wǎng)段。中斷器是一個沒有鑒別能力的設(shè)備，它會精確的再生所收到的bit信號包括錯誤信息，而且再生后傳給每個與之相連網(wǎng)段而不管目的計算機(jī)是否在該網(wǎng)段上。但是，中繼器的速度很快且時延很小?！?-4-3”規(guī)則通常在一個網(wǎng)絡(luò)中，最多可以分為5個網(wǎng)段其中用4個中繼器連接只允許在其中3個網(wǎng)段包含計算機(jī)或設(shè)備，其他2個網(wǎng)段只能用于延長傳輸距離。集線器的功能

集線器(Hub)其實是一個具有多個端口的中繼器。它可以集中網(wǎng)絡(luò)連接，可以重發(fā)bit信號。最常用的集線器是連接以太網(wǎng)中計算機(jī)的集線器，線纜從單個節(jié)點的NIC連接到中心集線器。一般8~24個端口。其他類型的集線器包括用于令牌環(huán)網(wǎng)絡(luò)的多站接入單元(MAU/MSAU)等。中繼器和集線器

MACaMACbMACcPORT1PORT2PORTNbbbACB集線器基本工作流程集線器的應(yīng)用與計算機(jī)直接連接與集線器形成堆疊與集線器形成級聯(lián)集線器的安裝購置集線器選擇安裝位置識別接口和指示燈連接電源連接集線器和計算機(jī)集線器互相連接網(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。

沖突域在同一個沖突域中的每一個節(jié)點都能收到所有被發(fā)送的幀

廣播域網(wǎng)絡(luò)中能接收任一設(shè)備發(fā)出的廣播幀的所有設(shè)備的集合。

廣播：指數(shù)據(jù)幀發(fā)給所有的節(jié)點網(wǎng)橋的作用分割網(wǎng)段減少沖突網(wǎng)橋網(wǎng)橋的工作原理(1)

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

過濾：判斷入幀的目標(biāo)節(jié)點是否位于發(fā)送這個幀的網(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)點位于另一個網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)橋就將幀發(fā)往正確的網(wǎng)段網(wǎng)橋的工作原理(2)

學(xué)習(xí)：每當(dāng)幀經(jīng)過網(wǎng)橋時，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網(wǎng)橋的工作原理(2)

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。

又稱為擴(kuò)散泛洪（flooding）。交換機(jī)的功能交換機(jī)(Switch)其實是更先進(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)點或虛電路間創(chuàng)建臨時邏輯連接，使得整個網(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)的每個節(jié)點，都可以使用網(wǎng)絡(luò)上的全部帶寬來進(jìn)行通信，而不是各個節(jié)點共享帶寬。交換機(jī)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。8口集線器(100Mbps)與8口交換機(jī)(400Mbps)的帶寬比較。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)的能力不可管理交換機(jī)不具備可管理性，沒有CPU或集中管理芯片，只是并行程度、吞吐能力等優(yōu)于集線器?？晒芾硎浇粨Q除了具有不可管理交換機(jī)的全部功能，還帶有CPU或集中管理芯片，可以支持VLAN及SNMP管理，又稱為智能型交換機(jī)。交換機(jī)的類型MACaMACbMACdPORT1PORT2PORTNMACcPORT1PORT2PORT2MACaMACbMACcPORTNMACdMACTABLEbbbADCB交換機(jī)的基本工作流程PORT1PORT2PORTN網(wǎng)段1網(wǎng)段3網(wǎng)段2ABCDcPORT1PORT2PORT2MACaMACbMACcPORTNMACdMACTABLE網(wǎng)段的形成PORT1PORT2PORTN網(wǎng)段1網(wǎng)段3網(wǎng)段2ABCDPORT1PORT2PORT2MACaMACbMACcPORTNMACdMACTABLExx=MAC“FFFFFFFFFFFF未知或廣播xx透明網(wǎng)橋相當(dāng)于交換環(huán)境下的廣播網(wǎng)橋同交換機(jī)的比較一般用做網(wǎng)段互連可連PC或網(wǎng)段網(wǎng)橋交換機(jī)基于軟件實現(xiàn)轉(zhuǎn)發(fā)基于硬件實現(xiàn)轉(zhuǎn)發(fā)單個生成樹多個生成樹通常不超過16個端口可多至數(shù)百個端口路由器的功能