網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備培訓(xùn)課件

網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備培訓(xùn)課件2.1網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)數(shù)據(jù)傳輸介質(zhì)是指傳送信息的載體通信介質(zhì)分為雙絞線、同軸電纜和光纖無線介質(zhì)無線電波、微波和紅外線等22.1.1同軸電纜3粗纜粗纜是以太網(wǎng)初期最流行的傳輸介質(zhì)粗纜很重而且不容易被彎曲，安裝和維護(hù)比較困難，成本較高IEEE把使用粗纜搭建的以太網(wǎng)稱為10Base5“10”代表最高傳輸速率為10Mbps“Base”代表采用基帶傳輸“5”代表傳輸距離最大為500米。4細(xì)纜細(xì)纜是20世紀(jì)80年代以太網(wǎng)初期采用的最流行的傳輸介質(zhì)比粗纜輕，容易使用和安裝，價(jià)格相對便宜IEEE把使用粗纜搭建的以太網(wǎng)稱為10Base5“10”代表最高傳輸速率為10Mbps“Base”代表采用基帶傳輸“2”代表傳輸距離最大為185米52.1.2雙絞線雙絞線(TP，TwistedPair)是綜合布線工程中最常用的一種傳輸介質(zhì)雙絞線電纜由4對絕緣銅線構(gòu)成，這些銅線相互絞在一起，外面包裹著一層防護(hù)套。一般還有一根尼龍繩（抗拉纖維）用于增加雙絞線電纜的抗拉強(qiáng)度6非屏蔽雙絞線UTP，unshieldedtwistedPair使用RJ-45水晶頭作為端頭傳輸距離限制為100米目前最常用的是5類（Cat5）、超5類雙絞線(Cat5e)和6類(Cat6)類電纜

7屏蔽雙絞線STP，ShieldedTwistedPairSTP比UTP具有更好的電磁屏蔽和抗干擾性能8568-A和568-B連接器標(biāo)準(zhǔn)9雙絞線電纜類型102.1.3光纖光纖（OpticalFiber）即光導(dǎo)纖維傳輸速率大于1000Mbps，是目前傳輸速度最快的介質(zhì)衰減要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于電信號的衰減，適合長距離的傳輸價(jià)格比較昂貴。11光纖有5個部分組成12多模光纖單模光纖13光纖接頭單模光纖最常用的接頭類型為用戶連接器(SC，SubscriberConnector)多模光纖最常用的接頭類型為直插式連接器(ST，StraightTip)142.1.4無線介質(zhì)152.2網(wǎng)絡(luò)適配器（網(wǎng)卡）網(wǎng)絡(luò)適配器也稱為網(wǎng)卡，網(wǎng)卡的基本功能是提供網(wǎng)絡(luò)中計(jì)算機(jī)主機(jī)與網(wǎng)絡(luò)電纜系統(tǒng)（通信傳輸系統(tǒng)）之間的接口，實(shí)現(xiàn)主機(jī)系統(tǒng)總線信號與網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的匹配和通信連接，接收主機(jī)傳來的各種控制命令，并且加以解釋執(zhí)行?，F(xiàn)在網(wǎng)卡都支持全雙工模式，也稱為雙向同時傳輸。網(wǎng)卡插在每臺工作站和服務(wù)器主機(jī)板的擴(kuò)展槽里。工作站通過網(wǎng)卡向服務(wù)器發(fā)出請求，當(dāng)服務(wù)器向工作站傳送文件時，工作站也通過網(wǎng)卡接收響應(yīng)。網(wǎng)卡工作在ISO/OSI參考模型的數(shù)據(jù)鏈路層，確切的說是數(shù)據(jù)鏈路層的MAC子層。16網(wǎng)卡的作用與連接17網(wǎng)卡的分類根據(jù)數(shù)據(jù)位寬度的不同，網(wǎng)卡分為8位、16位、32位和64位。網(wǎng)卡主要是以適應(yīng)何種主機(jī)總線類型來分類的。當(dāng)前，各種計(jì)算機(jī)提供的總線類型主要有：工業(yè)總線ISA，擴(kuò)展工業(yè)總線EIAS，外圍控制器接口總線PCI,微通道總線MCA等。按數(shù)據(jù)傳輸速率劃分，有10Mbps、100Mbps、10/100Mbps自適應(yīng)網(wǎng)卡，以及1Gbps網(wǎng)卡?，F(xiàn)在市面常見的有100M/1000M自適應(yīng)網(wǎng)卡。根據(jù)不同的局域網(wǎng)協(xié)議，網(wǎng)卡又分為Ethernet網(wǎng)卡（支持IEEE802.3系列協(xié)議）、TokenRing網(wǎng)卡、ARCNET網(wǎng)卡和FDDI網(wǎng)卡幾種。按有無物理上的通信線纜分類，分為有線網(wǎng)卡和無線網(wǎng)卡。18網(wǎng)卡的選擇

連接性主要是根據(jù)主機(jī)的總線類型選擇不同的網(wǎng)卡，現(xiàn)在一般選用PCI或者PCMCIA接口的網(wǎng)卡。19網(wǎng)卡的參數(shù)配置①網(wǎng)卡的物理地址網(wǎng)卡地址也稱為MAC（MediumAccessControl）地址或物理地址全球唯一，是48位二進(jìn)制數(shù)，一般永12位16進(jìn)制數(shù)表示?？梢杂胕pconfig命令查看網(wǎng)卡的物理地址。②中斷號計(jì)算機(jī)主機(jī)與外部設(shè)備通信的方法有4種：無條件傳送；查詢；中斷和直接內(nèi)存訪問DMA。網(wǎng)卡采用中斷方式工作③輸入/輸出地址范圍④雙向同時傳輸目前的網(wǎng)卡均支持雙向同時傳輸20網(wǎng)卡的參數(shù)圖示【開始】│【設(shè)置】│【控制面板】│【系統(tǒng)】│【設(shè)備管理】│【網(wǎng)絡(luò)適配器】│【屬性】│【資源】

212.3.1中繼器（Repeater）中繼器用于同種局域網(wǎng)絡(luò)的互連，是在物理層次上實(shí)現(xiàn)互連的網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備，用于擴(kuò)展網(wǎng)段的距離。電信號強(qiáng)度在電纜中傳送時隨電纜長度增加而遞減，這種現(xiàn)象叫衰減，對長距離傳輸有影響。中繼器常用來將幾個網(wǎng)段連接起來，通過中繼器將信號放大，然后在另一個網(wǎng)段上繼續(xù)傳輸。中繼器同樣工作在ISO/OSI參考模型的物理層。2.3集線器（HUB）和中繼器（Repeater）22中繼器具有以下特點(diǎn)

⑴中繼器可以重發(fā)信號，這樣可以擴(kuò)展網(wǎng)段的距離。⑵中繼器主要用在同種LAN互連中，如IEEE802.3LAN和Ethernet網(wǎng)。⑶中繼器工作在網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)模型的最低層物理層。⑷由中繼器連接起來的各網(wǎng)段必須采用同樣的信道訪問協(xié)議，例如CSMA/CD協(xié)議。⑸由中繼器連接的網(wǎng)段構(gòu)成一個更大的網(wǎng)段，并且有著相同的網(wǎng)絡(luò)地址，屬于一個沖突域。⑹網(wǎng)段上的每一個節(jié)點(diǎn)都有自己的地址。⑺中繼器以與它相連的網(wǎng)絡(luò)同樣的速度發(fā)送數(shù)據(jù)。232.3.2集線器（HUB）集線器又稱為HUB，實(shí)質(zhì)上為多端口的中繼器在使用時，可以把集線器連接的網(wǎng)絡(luò)看成一個共享式總線，在集線器的內(nèi)部，各端口之間相互連在一起的。集線器可分為獨(dú)立式、疊加式、智能模塊化，有8端口、16端口、24端口多種規(guī)格集線器支持的數(shù)據(jù)傳輸率為10Mbps或100Mbps。HUB工作在ISO/OSI參考模型的物理層。24集線器集線器具有多個端口每個端口通過RJ-45接頭與網(wǎng)卡連接，將主機(jī)連接到網(wǎng)絡(luò)集線器是物理層的設(shè)備，也稱為多端口中繼器（MultiportRepeater）使用集線器組成的10Based-T網(wǎng)絡(luò)采用的是CSMA/CD的介質(zhì)訪問控制方法，是一個邏輯總線型，物理星型的拓?fù)?52.4.1網(wǎng)橋網(wǎng)橋是一種在數(shù)據(jù)鏈路層實(shí)現(xiàn)局域網(wǎng)絡(luò)互連的存儲轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備。局域網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)上的差異體現(xiàn)在介質(zhì)訪問協(xié)議MAC上，因而網(wǎng)橋被廣泛用于異種局域網(wǎng)的互連。網(wǎng)橋工作在ISO/OSI參考模型的數(shù)據(jù)鏈路層。網(wǎng)橋從一個網(wǎng)段接收完整的數(shù)據(jù)幀，進(jìn)行必要的比較和驗(yàn)證，然后決定是丟棄還是發(fā)送給另外一個網(wǎng)段。轉(zhuǎn)發(fā)前網(wǎng)橋可以在數(shù)據(jù)幀之前增加或刪除某一些字段，但不進(jìn)行路由選擇。因此，網(wǎng)橋具有隔離網(wǎng)段的功能，在網(wǎng)絡(luò)上適當(dāng)?shù)厥褂镁W(wǎng)橋可以起到調(diào)整網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載。2.4網(wǎng)橋（Bridge）和交換機(jī)（Switch）26網(wǎng)橋的的工作原理網(wǎng)橋按工作原理分為兩類：1一類為透明網(wǎng)橋，也叫生成樹橋，由各個網(wǎng)橋自己來決定路徑選擇。透明橋采用逆向?qū)W習(xí)的方法獲得路徑信息，每個網(wǎng)橋都有一張路徑表，表中記錄端口和網(wǎng)絡(luò)地址的對照信息。2另一類稱為源選路徑橋，由源端主機(jī)決定幀傳輸要經(jīng)過的路徑，在初始由源端主機(jī)發(fā)出傳向各個目的站點(diǎn)的查詢幀，途徑的每個網(wǎng)橋轉(zhuǎn)發(fā)該幀，查詢幀到達(dá)目的站點(diǎn)后，再返回源端，返回時，途徑的網(wǎng)橋?qū)⑺鼈冏约旱臉?biāo)識記錄在應(yīng)答幀中，這樣可以從不同的返回路徑中找到一條最佳的路徑。

27網(wǎng)橋的問題

網(wǎng)橋?qū)邮盏膸却鎯筒檎艺颈?，決定是否轉(zhuǎn)發(fā)，增加了時延；網(wǎng)橋在MAC子層并沒有流量控制功能；網(wǎng)橋連接只能適用通信量不是很大的應(yīng)用；若同時有大量的向其他網(wǎng)段轉(zhuǎn)發(fā)的通信量，容易形成廣播風(fēng)暴。

28交換就是轉(zhuǎn)接。交換機(jī)是一個連接設(shè)備，是在第二層實(shí)現(xiàn)連接。交換機(jī)容易與公司的程控交換機(jī)相混淆，一般稱為計(jì)算機(jī)交換機(jī)。用集線器Hub連接的網(wǎng)絡(luò)，可以類比日常生活交通中的平面交通，而用交換機(jī)連接的網(wǎng)絡(luò)可以類比立體交通。Switch工作在ISO/OSI參考模型的數(shù)據(jù)鏈路層。2.4.2交換機(jī)29交換式網(wǎng)絡(luò)30交換機(jī)的工作原理交換機(jī)是一個多端口的網(wǎng)橋，每個端口都有橋接功能，它能夠在任意一對端口間轉(zhuǎn)發(fā)幀，交換機(jī)的每一個端口屬于一個沖突域，以太網(wǎng)交換機(jī)按照CSMA/CD協(xié)議工作，交換機(jī)中的電路可以把任意端口的網(wǎng)段與別的端口的網(wǎng)段在數(shù)據(jù)鏈路層上連接起來.31交換機(jī)的工作原理及內(nèi)部構(gòu)造32交換機(jī)的交換方式

以太網(wǎng)交換機(jī)的交換方式分為靜態(tài)方式和動態(tài)方式。靜態(tài)方式的特點(diǎn)是端口間的通道由人工事先配置，兩個端口間的連接類似于硬件連接，端口按固定的連接方式交換幀。動態(tài)交換方式又分為：存儲轉(zhuǎn)發(fā)方式；直通方式；幀碎片丟棄方式，也稱無殘幀方式。33交換機(jī)的功能和性能⑴端口-站地址表的大?、贫丝诘淖赃m應(yīng)性⑶單位時間轉(zhuǎn)發(fā)幀的能力；流量控制能力；交換機(jī)是否具備雙向同時傳輸（全雙工）能力⑷幀延時的大小⑸交換機(jī)端口對地址的支持⑹對虛擬局域網(wǎng)VLAN的支持34交換機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)⑴轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)，交換機(jī)采用直通轉(zhuǎn)發(fā)、存儲轉(zhuǎn)發(fā)和幀碎片丟棄轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)的哪一種。⑵延時，交換機(jī)數(shù)據(jù)交換延時的時間值。延時與交換機(jī)采用的轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)有關(guān)。⑶管理功能。⑷單/多MAC地址類型。⑸外接監(jiān)視支持⑹擴(kuò)展樹，交換機(jī)是否提供擴(kuò)展樹算法或其他算法，檢測并限制拓?fù)洵h(huán)。⑺全雙工，也即雙向同時傳輸。⑻高速端口集成功能，即高速上連功能。35交換機(jī)的分類1交換機(jī)可以分為不同的類型，例如：以太網(wǎng)交換機(jī)、ATM交換機(jī)等等。2從應(yīng)用規(guī)模上可以分為企業(yè)級交換機(jī)、部門級交換機(jī)和工作組交換機(jī)。3從結(jié)構(gòu)上可以分為模塊式交換機(jī)和固定配置交換機(jī)。4模塊式交換機(jī)又稱為機(jī)箱式交換機(jī)，可以根據(jù)需要配置不同的模塊，模塊可以插拔，交換機(jī)上有相應(yīng)的插槽，使用時將模塊插入插槽中，所以具有很強(qiáng)的可擴(kuò)展性。36交換機(jī)的級聯(lián)和堆疊1交換機(jī)之間的連接有級聯(lián)和堆疊兩種方案。2交換機(jī)的級聯(lián)方法是：將一臺作為主交換機(jī)，其他的交換機(jī)作為二級交換機(jī)，將交換機(jī)的某個端口與主交換機(jī)的端口連接。3要對交換機(jī)進(jìn)行堆疊，需要使用支持堆疊功能的堆疊式交換機(jī)，將若干臺堆疊在一起的交換機(jī)可以看作為一臺具有很多端口的大型交換機(jī)。4級聯(lián)在邏輯上是多個被網(wǎng)管的對象，而堆疊在邏輯上是一個被網(wǎng)管的對象。37路由器是實(shí)現(xiàn)異種網(wǎng)絡(luò)連接的互連設(shè)備，工作在OSI的第三層即網(wǎng)絡(luò)層。路由器在轉(zhuǎn)發(fā)分組時，依據(jù)的是網(wǎng)絡(luò)層分組頭部的路由信息。路由器可以根據(jù)網(wǎng)絡(luò)層的協(xié)議類型、網(wǎng)絡(luò)號、主機(jī)的網(wǎng)絡(luò)地址、子網(wǎng)掩碼、高層協(xié)議的類型等來監(jiān)控、攔截和過濾信息。路由器和網(wǎng)橋本身就是一臺計(jì)算機(jī)。路由器也需要操作系統(tǒng)才能進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)配置，以及和其它路由器交換信息。路由器是網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行網(wǎng)間連接的關(guān)鍵設(shè)備。

2.5路由器（Router）

38路由器的作用路由器可以根據(jù)網(wǎng)絡(luò)層的協(xié)議類型、網(wǎng)絡(luò)號、主機(jī)的網(wǎng)絡(luò)地址、子網(wǎng)掩碼、高層協(xié)議的類型等來監(jiān)控、攔截和過濾信息。路由器通過IP地址和子網(wǎng)掩碼的組合隔離各個子網(wǎng)，有利于子網(wǎng)的劃分、維護(hù)和管理。路由器還有流量控制能力，可以采用優(yōu)化的路由算法均衡網(wǎng)絡(luò)負(fù)載，減少網(wǎng)絡(luò)擁塞的發(fā)生。路由器具有很好的隔離能力，可以避免廣播風(fēng)暴，也利于提高網(wǎng)絡(luò)的安全性和保密性支持多種路由協(xié)議，如RIP、OSPF、BGP等等。39通過路由器進(jìn)行互聯(lián)40交換機(jī)與網(wǎng)橋、路由器的比較1交換機(jī)和網(wǎng)橋都是工作在第二層的網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備，交換機(jī)對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行分段的方式和網(wǎng)橋相同，它實(shí)際上是一個多端口的網(wǎng)橋。交換機(jī)和網(wǎng)橋之間的主要差別體現(xiàn)在3個方面。2交換機(jī)運(yùn)行在OSI模型的第二層(數(shù)據(jù)鏈路層)，路由器運(yùn)行在第三層。3第三層和第四層交換機(jī)能夠比路由器更快地轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，延遲較短，比路由器更容易安裝和配置。但一般來說，這些交換機(jī)的整體性能還是比不上路由器。

41三層交換的概念1二層交換的問題是，其工作是基于MAC地址，不涉及網(wǎng)絡(luò)層的功能，沒有路由能力。2路由器存在的問題是，路由器的大部分功能均由軟件實(shí)現(xiàn)，造成延時長，吞吐率受到限制。路由器對數(shù)據(jù)包的處理需要拆包、查看第三層信息。3交換機(jī)是基于硬件結(jié)構(gòu)的，對幀的轉(zhuǎn)發(fā)處理過程非常簡單，可以達(dá)到很高的吞吐量。4一個想法是使交換機(jī)既保持高性能，又具有路由能力，這種思想導(dǎo)致了三層路由交換機(jī)的出現(xiàn)。

42局域網(wǎng)采用三層交換技術(shù)第一種稱為下一跳解析協(xié)議NHRP（NextHopResolutionProtocol），采用的技術(shù)稱為“路由一次，隨后交換”。43Cisco公司提出的NetFlow交換44三層交換與傳統(tǒng)路由器的比較45三層交換機(jī)可以完成的功能⑴通過第三層信息決定分組轉(zhuǎn)發(fā)路徑。⑵通過校驗(yàn)字段檢驗(yàn)第三層協(xié)議頭部。⑶檢查分組的生命期字段TTL，可以更新生命周期。⑷對管理信息庫MIB中的統(tǒng)計(jì)信息進(jìn)行更新。⑸通過檢查分組頭部信息實(shí)現(xiàn)安全性控制。⑹對分組選項(xiàng)字段信息響應(yīng)和處理。⑺通過標(biāo)準(zhǔn)的路由協(xié)議，例如RIP、OSPF，可以與廣域網(wǎng)路由器通信。46調(diào)制解調(diào)器Modem

調(diào)制解調(diào)器也稱為信號變換設(shè)備，也叫做數(shù)據(jù)電路端接設(shè)備DCE，按照計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)兩級子網(wǎng)的劃分，它屬于通信子網(wǎng)，但是它是用戶端的設(shè)備。數(shù)字信號的調(diào)制實(shí)際上是用基帶信號對載波信號的三個特征參數(shù)：幅度、頻率和相位進(jìn)行調(diào)制，使這些參數(shù)隨基帶脈沖信號的變化而變化?？傊{(diào)制解調(diào)器Modem就是用于數(shù)字信號和模擬信號的互相轉(zhuǎn)換。以適應(yīng)不同信道特點(diǎn)來進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送的。47調(diào)制方式調(diào)制方式可分為：幅移鍵控法ASK(Amplitude-ShiftKeying)頻移鍵控法FSK（Frequency-ShiftKeying）相移鍵控法PSK（Phase-ShiftKeying）三類分別稱為：調(diào)幅AM（AmplitudeModulation）調(diào)頻FM（FrequencyModu