局域网硬件设备.ppt

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1、第三章 网域网硬件设备,教学目标,了解局域网连接的硬件设备及各种设备的性能指标了解计算机网络中的传输介质及各自的特点掌握网卡的安装方法掌握双绞线的制作方法及网络连接能性测试方法掌握常用的集线器/交换机的选择方法,网卡传输介质网络连接硬件设备,网卡,网络接口卡（Network Interface Card），又称网络适配器网卡的作用：负责将用户要传递的数据转换为网络上其它设备能识别的格式，通过网络介质传输网卡的工作原理数据传输形式的转换确定网络地址 发送和控制数据,网卡的分类,按总线类型分类ISA/EISA应用在第一代PC机总线上工作频率：8位/16位8MHz最大传输速率：13.33MbpsPC

2、I：PCI接口32位133MHz（可支持64位）传输速率：10M/100MbpsUSBUSB接口/热插拨USB1.1 1.5-12Mbps/USB2.0 480MbpsPCMCIA笔记本专用,网卡的分类(cont.),按传输带宽分类10Mbps100Mbps10M100Mbps（自适应）1000Mbps按应用范围分类服务器专用：PC机笔记本网络打印机绘图仪网卡,网卡接口类型,连接接口RJ45（双绞线）T型头（BNC）（细缆）T型头（AUI）（粗缆）TP-2合一网卡（BNC+AUI）IPC-2合一网卡（RJ45+BNC）Combo-3合一网卡（RJ45+BNC+AUI）,2.3 网卡,其他类型的

3、网卡笔记本专用网卡 PCMCIA（个人计算机存储卡国际协会）接口的网卡。,光纤网卡,USB网卡,支持的接口类型网卡的最大传输速度网卡支持的总线类型网卡的兼容性和相关技术网卡的生产商,网卡的选购,传输介质,同轴电缆结构中心导体绝缘体导电网外层包覆分类75欧传输模拟信号50欧-传输数字信号粗缆：（RG-11）-AUI接口-50欧匹配电阻 细缆：（RG-58）-T型头BNC接口-50欧匹配电阻,传输介质的种类,同轴电缆应用,粗缆10Base5传输距离-=500m 细缆10Base2传输距离-=185m两者都用于总线型网络,双绞线,结构：4对按一定规律相互缠绕的铜线，外一层绝缘套缠绕的原因是抵消磁场分

4、类UTPSTP传输距离UTP100m,100BaseT的三个物理标准,UTP的分类与特点,双绞线标准,RJ-45水晶头,选购建议,速度测试检查外部标志柔韧程度双绞线的绕距外皮的延展性外皮的抗高温外皮的阻燃性,光纤,光纤的结构中心为一根由玻璃或透明塑料制成的光纤维，周围包裹保护材料分类单模：激光源，线芯细、一条光通路、传输频带宽、信息容量大、传输距离长（2公里以上），成本高，用于远距离传输多模：LED光源、线芯粗、传输速度低、传输距离短（2公里以内）、成本低、主要用于小范围内数据传输,单模光纤,多模光纤,光纤的特点,特点传输信号不受电磁波干扰，信号衰减速度慢，传输距离远一根光纤内可以传输多路信号

5、价格贵，实现复杂传输速率100Mbps/1000Mbps/10Gbps,以太网的物理特性,无线通信,卫星微波红外激光,双绞线、同轴电缆、光纤之间的比较,网络连接硬件设备,物理层设备中继器集线器数据链路层设备网桥交换机网络层设备路由器网关,中继器（Repeater),作用传输介质超过了网段长度后，可用中继器延伸网络的距离，对弱信号予以再生放大IEEE802标准规定最多允许四个中继器接五个网段中继器工作在物理层不提供网段隔离功能工作层工作在局域网的物理 缺点信号放大的同时也放大噪声,中继器（cont.）,集线器（HUB）,作用是一种以星型拓并结构将通信线路集中在一起的设备相当于总线工作在物理层，是

6、局域网中应用最广的连接设备,HUB,集线器的分类,按配置形式分为独立型HUB价格低容易查找故障网络管理方便缺点：速度受限/性能一般模块化HUB带多个机架和多个插槽 每个槽中安装一块相当于一个独立HUB的卡4-14个插槽大型网络中便于实现对用户的集中管理堆叠式HUB高速总线将两个HUB连接实现网络容量的扩充,集线器的分类(Cont.),按管理方式分为被动集线器连接不同的网段，只允许信号通过，不对数据进行处理主动集线器监视数据，纠正损坏的分组并调整时序，信号放大，报告设备失效。智能集线器集中管理、识别、诊断、并排除故障、为不的设备提供不同的传输速度。交换集线器能进行线路交换和网络分段（入门级交换机

7、）,集线器的分类（Cont.),按端口数分8口、16口、24口、48口智能型HUB改进了一般HUB的缺点，增加了桥接能力，可滤掉不属于自己网段的帧，增大网段的频宽，且具有网管能力和自动检测端口所连接的PC网卡速度的能力。市场上常见有10M，100M等速率的hub。,网桥(Bridge),工作层工作在数据链路子层的MAC子层特点允许具有相同高层协议的设备之间互相通信，但不能在高层协议转换信息包的格式 网桥只能互联两个同构网 网桥的结构简单的网桥有两个端口每个端口与一个网段连接,Bridge,网桥的作用,过滤和转发过滤和转发来自网络上其它的网段的数据包连接不同的传输介质，无路径选择能力过滤通信量（

8、隔离广播）扩大网络的物理范围,网桥的分类,透明网桥路由选择由各网桥自己来决定，（无连接的）源站选路网桥由转发帧的源站负责路由选择。（面向连接的 用于Token Ring或FDDI,交换机(Switch),交换机提供了多种网络互联功能交换机相当于具有多条总线的集线器所有的端口设备能独立作数据传递而不受其它设备的影响,交换机的工作机制,全双工的工作机制，提高了网络的传输速度记忆网卡的MAC地址并保存在内部地址表中通过在数据包的发送端和接收端之间建立临时的交换路径，使数据包直接由源地址送达目的地址，其它端口可以同步工作每台主机独享交换机的总带宽,Switch,企业级交换机,千兆以太网交换机,快速以太

9、网交换机,智能自适应交换机,50口以上的交换机,交换机的特点,各端口有独立、固定的带宽能进行数据过滤网络分段广播控制允许共享型和专用型的局域网段进行带宽调整，从而减轻局域网之间通信流的瓶颈问题。,交换机的工作原理,交换机的数据转发方式交换在工作过程中建立和维护一个地址表表中标明了节点的MAC地址与端口之间的对应关系按每一个包中的MAC地址进行信息转发交换的协议对用户是透明，简化了管理网段之间的数据转发时延很少使用“虚拟”连接技术还连接通信双方,交换机的交换方式,端口交换模块交换：将整个模块进行网段迁移端口组交换：将模块上的端口划分若干组，每组端口允许进行网段迁移端口级交换支持每个端口在不同网段

10、之间迁移,交换机的交换方式(Cont.),帧交换目前应用最广泛的一种对传统传输媒介进行分微分段，提供并行传传机制减少冲突，提高网络效率,帧交换的分类,直通交换(cutthrough)：一旦收到信息包中的目标地址，在收到全帧之前便开始转发。适用于同速率端口和碰撞误码率低的环境。存储转发：(storeandforward)：确认收到的帧，过滤处理坏帧。适用于不同速率端口和碰撞，误码串高的环境。碎片隔离式（Fragment Free）：检查数据包的长度是否64Byte,以网络类型分类,以太网交换机令牌环交换机FDDI交换机ATM交换机快速以太网交换机帧中继交换机,ATM交换机,ATM交换机,ATM机

11、制使用的交换机信元长度：53字节ATM带宽25Mbps155Mbps622Mbps,依据应用规模,工作组交换机支持100个以内的节点部门级交换机支持100200个节点企业级交换机支持300500个节点,依据管理方式,可网管的交换机支持SNMP协议可分配IP地址可通相关的软件进行远程管理非网管的交换机 不可分配IP地址可通过串口或打印口进行简单的网管,交换机与集线器的区别,工作层交换机工作在数据链路层集线器工作在网络层工作方式集线器广播方式，容易产生广播风暴交换机使用交换方式，可以隔离广播工作带宽集线口所有端口共享一条带贡交换机每个端口都的一条独占带宽,路由,路由的定义通过相互连接的网络把信息从

12、源地址移动到目的地址的活动路由过程中，信息必须经过一个或多个中间节点路由发性在OSI参考模型的第三层（网络层）,路由器(Router),路由器在多个网络和介质之间实现网络互联的一种设备，是一种比网桥更复杂的网络互联设备。路由器的特点互联网的主要节点设备，不同网络之间互相连接的枢纽通过路由决定数据的转发数据转发策略称为路由选择（Routing）路由器构建了Internet的骨架路由器的处理速度是网络通信的主要瓶颈之一路由器的可靠性直接影响网络互联的质量路由器技术处理网络的核心地位,Router,华为 路由器,思科路由器,网络连接设备的分类,路由器的基本组成,运行的特殊操作系统的计算机IOS：互联

13、网操作系统路由器的内存类型ROM：存放硬件检测程序、引导程序和IOS的最小子集RAM：存放运行的IOS、配置文件等Flash：存放IOS及微代码NVRAM：存放路由器配置文件支持的接口类型LANWAN帧中继,路由器的主要功能,IP数据报的转发（分组转发）提供最佳路径，将不同硬件技术的网络互联起来。必要时进行分组格式和分组长度的转换。子网隔离，抑制广播风暴路由器的每一端口都是一个单独的子网。维护路由表并与其它路由器交换路由表信息IP数据报的差错处理及简单的拥塞控制实现对IP数据报的过滤和记账,路由器的主要功能(Cont.),提供经济合理的WAN接入使用Route后，形形色色的通信子网融为一体，形

14、成了一个更大范围的网络，从宏观的角度出发,可以认为通信子网实际上是由路由器组成的网络，路由器之间的通信则通过各种通信子网的通信能力予以实现。,路由器的分类,按路由结构分类固定式路由器由固定的端口组合，这些端口不能局部变动，也不能升级模块化路由器由若干插槽，可以插入不同的模块岢根据实际需要进行灵活的升级或变动按路由器的地位分核心路由器分布路由器接入路由器边界路由器,路由器的物理端口类型,局域网端口以太网端口（E端口）快速以太网端口（F端口）令牌环网端口光纤分布式数据接口（FDDI）广域网端口串行/异步端口串行同步端口ISDN端口,路由器的端口视图,2500路由器端口,2500 RouterRea

15、r View,模块化的端口,Module,路由器的物理端口类型(Cont.),AUI（辅助端口）慢速异步口，可连接广域网或作辅助用途常用来连接Modem以实现对路由器的远程管理Console端口异步串行口主要用于连接终端控制台,路由器的端口表示,由端口的连接类型和编号标识组成例如：标准以太网接口Ethernet0(E0)、Ethernet1(E1)快速以太网接口FastEthernet0(F0)、FastEthernet1(F1)串行接口Serial0(S0)、Serial1(S1),插槽和单元编号规则,每种端口单元编号通常是从0开始按右到左的顺序从底部到顶部进行编号网络模块和WAN接口卡的标

16、识由端口类型和插槽号/单元编号表示，例如：E0/0、E0/1第一个0表示插槽号，第二个数字表示单内的端口号,路由器的逻辑端口,逻辑端口一种虚拟端口用路由器的IOS命令创建可被网络设备当作物理端口使用在路由器上可以配置不同的逻辑端口逻辑端口类型Lookback端口Null端口子端口,路由器的基本配置方式,通过 Consol进行配置Consol口接运行虚拟终软件的微机通过AUX进行配置通过Modem连接到远程运行终端仿真软件的终端通过Ethernet上的Telnet进行配置通过远程登录，只要有相关的权限即可远程配置路由器,网关,作用用来互联完全不同的网络主要用于高层使用不同协议的网络之间的互联主要

17、功能把一种协议变成另一种协议，把一种数据格式变成另一种数据格式，把一种速率变成另一种速率，以求两者的统一。提供中转中间接口在Internet中，网关是一台计算机设备，它能根据用户通信用的计算机的IP地址，界定是否将用户发出的信息送出本地网络，同时，它还将外界发送给本地网络计算机的,本章习题及实验,实验一：两种双绞线的制作(直通与交叉线）习题：1.简述10/100M自适应网卡的特点。2.在为工作站和服务器选择网卡时，各应重点考虑哪些因素？3.在局域网中，目前常用的有线传输介质有哪些，各有何特点？4.集线器通常提供的端口类型有哪些？各适宜于连接何种传输介质？5.简述交换机与集线器的区别。6.根据应用规模的不同，可以将交换机分为哪三类？这三类交换机各适用于什么场合？7.简述交换机堆叠的优点。,