网络导论第3章

1、第三章 网络硬件3.2 3.2 网络适配器网络适配器3.2 3.2 网络适配器网络适配器硬件地址至局域网适配器（网卡）串行通信CPU 和存储器生成发送的数据，处理收到的数据把帧发送到局域网，从局域网接收帧计算机IP 地址并行通信Ethernet控制器（M AC+MENDEC）IEEEAddressEPROM缓冲存储器收发器网卡网卡AUI接口BNC接口接计算机I / O 总线接计算机I / O 总线接接传传输输介介质质3.2 3.2 网络适配器网络适配器3.2 3.2 网络适配器网络适配器 IEEE802标准为每个标准为每个DTE规定了一个规定了一个48位的全位的全局地址，它是站点的全球唯一的标

2、识符，与其物局地址，它是站点的全球唯一的标识符，与其物理位置无关。理位置无关。 MAC地址为地址为6Byte（48位）。位）。 MAC地址的前地址的前3个字节（高个字节（高24位）由位）由IEEE统一统一分配给厂商分配给厂商,低低24位由厂商分配给每一块网卡。位由厂商分配给每一块网卡。 网卡的网卡的MAC地址可以认为就是该网卡所在站点地址可以认为就是该网卡所在站点的的MAC地址地址3.2 3.2 网络适配器网络适配器其中0至23位（前三个字节）称为“组织唯一标识符OUI(Organizationally Unique Identifier)”，俗称公司标识符，由IEEE的注册管理机构RA(Re

3、gistration Authority)负责分配，3.2 3.2 网络适配器网络适配器3.2 3.2 网络适配器网络适配器3.2 3.2 网络适配器网络适配器发送时，操作系统调用网卡驱动程序对数据进行封装，然后将数据帧放至发送队列，按顺序发送到通信线路上。当网络上有数据帧到达时，网卡检查数据帧的目的地址是否是本地网络接口卡的硬件地址或者广播地址。如果都不是就丢弃该数据帧，如果是，将数据帧放入接收队列，然后对数据帧进行解封，去除发送方附加的首部和尾部信息，然后将原始数据放入处理队列中等待操作系统中上层网络模块的处理。LED状态指示灯：状态指示灯：用来指示网卡的工作状态。用来指示网卡的工作状态。

4、3.2 3.2 网络适配器网络适配器网卡可以连接的传输介质有同轴电缆（包含粗缆、细缆）、双绞线、光纤、无线介质。连接的传输介质不同，连接接口也不同。1按传输介质接口分类按传输介质接口分类(1) 同轴电缆接口的网卡(2）双绞线接口的网卡(3) 光纤接口的网卡(4) 无线网卡3.2 3.2 网络适配器网络适配器p 按传输介质接口分类按传输介质接口分类 同轴电缆接口的网卡3.2 3.2 网络适配器网络适配器p 按传输介质接口分类按传输介质接口分类 双绞线接口的网卡3.2 3.2 网络适配器网络适配器市场上多见的通常为10/100Mbps自适应型或10/100/1000Mbps自适应型p 按传输介质接

5、口分类按传输介质接口分类 光纤接口的网卡3.2 3.2 网络适配器网络适配器光纤网卡可以支持1000Mbps、10Gbps的高传输速率p 按传输介质接口分类按传输介质接口分类 无线网卡3.2 3.2 网络适配器网络适配器在计算机系统中，各个功能部件都是通过总线进行数据交换的，针对网卡所支持的总线接口的不同分类如下。2按照总线接口类型分类按照总线接口类型分类(1) ISA网卡网卡(2) PCI网卡网卡(3) PCI-X网卡网卡(4) PCI Express网卡网卡(5) PCMCIA网卡网卡(6) USB网卡网卡3.2 3.2 网络适配器网络适配器p 按照总线接口类型分类按照总线接口类型分类 I

6、SA网卡3.2 3.2 网络适配器网络适配器p 按照总线接口类型分类按照总线接口类型分类 PCI网卡3.2 3.2 网络适配器网络适配器32位位PCI网卡可以插接在网卡可以插接在64位位5伏的伏的PCI插槽上使用。而第三种结构与前两种都插槽上使用。而第三种结构与前两种都不同，传统的不同，传统的32位位PCI网卡不能插接到这一类型的网卡不能插接到这一类型的PCI插槽上使用。插槽上使用。p 按照总线接口类型分类按照总线接口类型分类 PCI-X网卡3.2 3.2 网络适配器网络适配器PCI-X是是PCI总线的改良版，总线的改良版，PCI-X与与PCI总线不同的是，总线不同的是，PCI总线有总线有32

7、位和位和64位两种，而位两种，而PCI-X总线均为总线均为64位。位。由于由于PCI-X与之前的与之前的64位位PCI总线完全兼容并且性能方面有明显提升，因此很总线完全兼容并且性能方面有明显提升，因此很快取代快取代64位位PCI成为新的标准。成为新的标准。p 按照总线接口类型分类按照总线接口类型分类 PCI Express网卡3.2 3.2 网络适配器网络适配器2001年，Intel公司提出3GIO（Third Generation I/O Architecture，第三代I/O体系）总线的概念，它以串行、高频率运作的方式获得高性能。PCI Express没有沿用传统PCI采用的共享架构。p

8、按照总线接口类型分类按照总线接口类型分类 PCI Express网卡3.2 3.2 网络适配器网络适配器PCI Express 1网卡p 按照总线接口类型分类按照总线接口类型分类 PCMCIA网卡3.2 3.2 网络适配器网络适配器p 按照总线接口类型分类按照总线接口类型分类 PCMCIA网卡3.2 3.2 网络适配器网络适配器p 按照总线接口类型分类按照总线接口类型分类 PCMCIA网卡3.2 3.2 网络适配器网络适配器PCMCIA（PersonalComputerMemoryCardInternationalAssociation，PC内存卡国际联合会）是内存卡国际联合会）是一个成立于一

9、个成立于1989年的国际性组织年的国际性组织。最早出现的PCMCIA卡是16位的，与ISA总线相同，后来出现的被称为CardBus的PCMCIA卡，采用32位33MHz的PCI总线，提供更高的传输速率，但基本物理结构与之前的卡相同。现在， PCMCIA推出的ExpressCard，已取代Cardbus标准，成为笔记本扩展卡的通用标准。p 按照总线接口类型分类按照总线接口类型分类 PCMCIA网卡3.2 3.2 网络适配器网络适配器34mm的总线接口的总线接口54mmslot34mmslotCardBusslotExpressCard|54ExpressCard|34CardBusPCCardp

10、 按照总线接口类型分类按照总线接口类型分类 USB网卡3.2 3.2 网络适配器网络适配器 硬件安装硬件安装 驱动安装驱动安装 协议参数配置协议参数配置3.2 3.2 网络适配器网络适配器r 调制解调器调制解调器Modem，是，是Modulator（调制器）和（调制器）和Demodulator（解调）两个单词首字母的缩写。（解调）两个单词首字母的缩写。 r 用于使用传统模拟通信线路进行计算机通信的接入设备。用于使用传统模拟通信线路进行计算机通信的接入设备。3.3 3.3 调制解调器调制解调器3.3 3.3 调制解调器调制解调器LineLinePhonePhoneMODEMMODEM计算机计算机

11、电话线电话线电话机电话机3.3 3.3 调制解调器调制解调器1. 按外部结构分：按外部结构分：外置式外置式、内置式、卡式、机架型、内置式、卡式、机架型3.3 3.3 调制解调器调制解调器1. 按外部结构分：外置式、按外部结构分：外置式、内置式、卡式内置式、卡式、机架型、机架型3.3 3.3 调制解调器调制解调器1. 按外部结构分：外置式、内置式、卡式、按外部结构分：外置式、内置式、卡式、机架型机架型3.3 3.3 调制解调器调制解调器 以下分别结合xDSL 技术和光纤同轴混合网(HFC网)技术讲解ADSL MODEM和CABLE MODEM 。2. 按接入方式分：传统按接入方式分：传统MODE

12、M、ADSL MODEM、CABLE MODEM3.3 3.3 调制解调器调制解调器3.3 3.3 调制解调器调制解调器 xDSL 技术就把 04 kHz 低端频谱留给传统电话使用，而把原来没有被利用的高端频谱留给用户上网使用。 DSL 就是数字用户线(Digital Subscriber Line)的缩写。而 DSL 的前缀 x 则表示在数字用户线上实现的不同宽带方案。ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line)：非对称数字用户线 ADSL MODEM3.3 3.3 调制解调器调制解调器 频谱频谱频率频率上行信道上行信道传统电话传统电话04下行信道下行信

13、道(kHz)40138110025 个子信道个子信道249 个子信道个子信道ADSL MODEM外观外观3.3 3.3 调制解调器调制解调器ADSL语音分离器是在传统电话系统上提供语音分离器是在传统电话系统上提供ADSL服务的无源低服务的无源低通滤波器，可将传输话音的低频信号（通滤波器，可将传输话音的低频信号（3003400Hz）和传输数）和传输数据的高频信号（据的高频信号（20KHz1MHz）完全有效分离。）完全有效分离。分离器分离器段线缆均为带有RJ-11插头的双绞线，线缆为带有RJ-45插头的双绞线。ADSL MODEM外置式的连接（不用电话）外置式的连接（不用电话）3.3 3.3 调制

14、解调器调制解调器ADSL MODEM内置式的连接内置式的连接3.3 3.3 调制解调器调制解调器标准标准: ADSL（G.992.1 、G.dmt)：上下行速率：上下行速率8M/1.5Mbps，传输距离最远可达传输距离最远可达3公里公里 ADSL（G.992.2 、G.lite) 上下行速率上下行速率1.5M/512Kbps，传，传输距离最远可达输距离最远可达3公里公里 ADSL2（G.992.3、 G.992.4）：上下行速率）：上下行速率8M/1Mbps，传输距离最远可达传输距离最远可达5公里公里 ADSL2+（ITU-T G.992.5）：上下行速率）：上下行速率24M/1Mbps，传输

15、距离最远可达传输距离最远可达6公里公里 第一代第一代第二代第二代3.3 3.3 调制解调器调制解调器 l HFC 网是在目前覆盖面很广的有线电视网网是在目前覆盖面很广的有线电视网 CATV 的基础上的基础上开发的一种开发的一种居民宽带接入网居民宽带接入网。l HFC 网除可传送网除可传送 CATV 外，还提供电话、数据外，还提供电话、数据和其他宽带交互型业务。和其他宽带交互型业务。l 现有的现有的 CATV 网网是树形拓扑结构的同轴电缆网是树形拓扑结构的同轴电缆网络，它采用模拟技术的频分复用对电视节目进行络，它采用模拟技术的频分复用对电视节目进行单向传输单向传输。而。而 HFC 网则需要对网则

16、需要对 CATV 网进行改网进行改造。造。 3.3 3.3 调制解调器调制解调器 3.3 3.3 调制解调器调制解调器由于要让电视和由于要让电视和InternetInternet在同一根电缆上共存，必须合理在同一根电缆上共存，必须合理的分配电缆的频带。的分配电缆的频带。HFC 网具有比 CATV 网更宽的频谱，且具有双向传输功能。下行信道下行信道上行上行信道信道540505507501000原有模拟电视原有模拟电视数字信号数字信号频率频率(MHz)保留保留电话通信、电话通信、数据通信、数据通信、对对HFC网络的监视网络的监视数字电视信号、数字电视信号、网络交互业务网络交互业务保留给今后使用，保

17、留给今后使用，如个人通信如个人通信3.3 3.3 调制解调器调制解调器n Cable MODEM电缆调制解调器的一端连接到计算机，另一端连接到电缆调制解调器的一端连接到计算机，另一端连接到有线电视网（有线电视网（Cable TV，简称，简称CATV），以使用户借），以使用户借助有线电视网进行数据通信，访问助有线电视网进行数据通信，访问Internet等信息资源。等信息资源。 用户通过电缆调制解调器连接有线电视宽带网接入有线用户通过电缆调制解调器连接有线电视宽带网接入有线电视数据网，有线电视数据网再和电视数据网，有线电视数据网再和Internet高速相连。高速相连。 3.3 3.3 调制解调器调

18、制解调器n Cable Modem 电缆调制解调器是为电缆调制解调器是为 HFC 网而使用的调制解调器。网而使用的调制解调器。 电缆调制解调器最大的特点就是电缆调制解调器最大的特点就是传输速率高传输速率高。其。其下行下行速速率一般在率一般在 3 10 Mb/s之间，之间，最高可达最高可达 30 Mb/s，而，而上行上行速速率一般为率一般为 0.2 2 Mb/s，最高可达最高可达 10 Mb/s。 电缆调制解调器比在普通电话线上使用的调制解调器要电缆调制解调器比在普通电话线上使用的调制解调器要复杂得多，并且复杂得多，并且不是成对使用，而是只安装在用户端不是成对使用，而是只安装在用户端。 3.3

19、3.3 调制解调器调制解调器n Cable MODEM3.3 3.3 调制解调器调制解调器3.3 3.3 调制解调器调制解调器n Cable MODEMCable MODEM(外置式连接之一外置式连接之一)3.3 3.3 调制解调器调制解调器段线缆均为同轴电缆，线缆为带有段线缆均为同轴电缆，线缆为带有RJ-45插头的插头的双绞线（如果使用双绞线（如果使用USB接口连接，线缆为接口连接，线缆为USB连接线）连接线）3-way Splitter3.3 3.3 调制解调器调制解调器Cable MODEM(外置式连接之二外置式连接之二)3.3 3.3 调制解调器调制解调器Cable MODEM(内置式

20、连接内置式连接)3.3 3.3 调制解调器调制解调器Cable MODEM(内置式连接内置式连接)3.3 3.3 调制解调器调制解调器n光纤接入就是在接入网中全部或部分采用在接入网中全部或部分采用光纤传输介质，构成光纤用户环路光纤传输介质，构成光纤用户环路，实现用户高性能宽带接入的一种方案。coreaccessLANdownstreamOptical Network UnitsupstreamOptical Distribution NetworkNNITerminal EquipmentUNIcoresplitterOptical Line TerminalOptical Access Ne

21、tworkn光纤接入网络n根据光网络单元ONU（Optical Network Unit）的位置，光纤接入网分为多种类型： FTTx （Fiber To The x)nx = H = Homenx = C = Curb nx = N = Neighborhoodnx = P = Premisesnx = B = Buildingnx = O = Officen根据接入网室外传输设施中是否含有源设备，光纤接入网分为n有源光网络有源光网络（AON，Active Optical Network）n无源光网络无源光网络（PON，Passive Optical Network）n有源光网络（AON）是指

22、从局端设备到用户分配单元之间采用有源光纤传输设备有源光纤传输设备，即光电转换设备、有源光器件以及光纤等。n有源光网络又可分为：n基于同步数字系列（SDH，Synchronous Digital Hierarchy）的有源光网络n基于准同步数字系列（PDH，Pseudo-synchronous Digital Hierarchy）的有源光网络n以SDH技术为主。n无源光网络（PON）是指在光线路终端光线路终端（OLT，Optical Line Terminal）和光网络单元光网络单元（ONU，Optical Network Unit）之间的光分配网络光分配网络（ODN，Optical Distr

23、ibution Network），没有任何有源电子设备。n APON ATM PONn BPON Broadband PONn GPON Gigabit PONn EPON Ethernet PONn GEPON Gigabit Ethernet PONn CPON CDMA PONn WPON WDM PONnGPONnITU-T G.984：nDown: 2.5GnUp: 2.5GnITU-T G.987.1/987.2n10G GPON(NGPON1)nBeyond 10G GPON (NGPON2)nEPON（Ethernet Passive Optical Network，以太网无源

24、光网络）同时具备以太网和PON的优点，采用点到多点结构、点到多点结构、无源光纤传输，在以太网之上提供多种业务无源光纤传输，在以太网之上提供多种业务。它在物理层采用了PON技术，在链路层使用以太网协议，利用PON的拓扑结构实现了以太网的接入，EPON综合了PON技术和以太网技术的优点。nStandard from IEEE Ethernet for the First Mile (EFM) groupnIEEE 802.3ah (Symmetric，1.25G)nIEEE 802.3av (10G EPON)3.4 3.4 中继器和集线器中继器和集线器3.4 3.4 中继器和集线器中继器和集线器

25、r所有的端口都在同一个冲突域中所有的端口都在同一个冲突域中r所有的端口都在同一个广播域中所有的端口都在同一个广播域中r所有的设备共享带宽所有的设备共享带宽r信号放大信号放大r工作在物理层工作在物理层RepeaterTransmits data to all connected computersRepeater3.4 3.4 中继器和集线器中继器和集线器 电子器件模拟实际电缆的工作，多个中继器的集中电子器件模拟实际电缆的工作，多个中继器的集中 每个端口都具有发送和接收数据的功能每个端口都具有发送和接收数据的功能3.4 3.4 中继器和集线器中继器和集线器使用集线器的以太网在逻辑上仍是一个总线网

26、使用集线器的以太网在逻辑上仍是一个总线网 连接到连接到HUB的设备都在一个冲突域，的设备都在一个冲突域，使使扩大扩大工作在物理层工作在物理层3.4 3.4 中继器和集线器中继器和集线器HubtoPC：直通线直通线=100mHubtoHub ：细缆连接细缆连接或用双绞线级联或用双绞线级联3.4 3.4 中继器和集线器中继器和集线器3.5 3.5 网桥和交换机网桥和交换机 交换机的外观与集线器相似。交换机的外观与集线器相似。 连入集线器的连入集线器的所有节点被划入一个段范围所有节点被划入一个段范围内，在内，在这个范围内，一个时刻只能有一个节点发送数据，这个范围内，一个时刻只能有一个节点发送数据，否

27、则就会引起冲突，该范围被称为冲突域。处于同否则就会引起冲突，该范围被称为冲突域。处于同一冲突域内的节点共享总带宽。一冲突域内的节点共享总带宽。 交换机的多个交换机的多个RJ-45端口端口,采用采用“微分段微分段”，即一，即一个端口一个分段个端口一个分段，相互通信的节点享有全部带宽。，相互通信的节点享有全部带宽。 共享式以太网：共享式以太网：总线结构的网络，或者以集线器连接的星形结构的以总线结构的网络，或者以集线器连接的星形结构的以太网。太网。 特点：网络中站点数的增加将导致特点：网络中站点数的增加将导致LAN的性能降低的性能降低 交换式以太网：交换式以太网：以交换机为主干的以太网，拓扑为星形结

28、构。以交换机为主干的以太网，拓扑为星形结构。使用了使用了专用的交换结构芯片，交换速率较高。专用的交换结构芯片，交换速率较高。特点：网络中站点数的增加不会导致特点：网络中站点数的增加不会导致LAN的性能降低的性能降低.3.5 3.5 网桥和交换机网桥和交换机为什么会有以上差异？为什么会有以上差异？- - 总线网络或基于集线器的网络：总线网络或基于集线器的网络： 网络总带宽网络总带宽=10Mb/s，N个站点共享，每站点平均个站点共享，每站点平均带宽带宽(10/N) Mb/s；- - 基于以太网交换机的网络：基于以太网交换机的网络： 允许多个信道同时传输信息，不受允许多个信道同时传输信息，不受CSM

29、A/CD的限的限制，网络总带宽制，网络总带宽=(N/210)Mb/s，每个连接的带宽，每个连接的带宽为为10Mb/s ；3.5 3.5 网桥和交换机网桥和交换机使用交换机后，可建立多个并使用交换机后，可建立多个并发的通信。发的通信。例如：例如：8个端口最多可建立个端口最多可建立4个并发通个并发通信，信，总带宽总带宽 = (8/2)10Mbps = 40 Mbps10Mb/s 网络交换机网络交换机3.5 3.5 网桥和交换机网桥和交换机隔离冲突域隔离冲突域但是所有冲突域分段在同一广播域中但是所有冲突域分段在同一广播域中 端口端口管理软件管理软件 网桥网桥协议实体协议实体站表站表站地址站地址端口端

30、口ABCD E11122缓冲区缓冲区端口端口1端口端口2bridgebridgeABEDC(1) 接收帧接收帧(2) 缓存缓存(3) 查表查表(4) 丢弃发往同丢弃发往同LAN 的帧；否则转发的帧；否则转发 到相应端口到相应端口3.5 3.5 网桥和交换机网桥和交换机BridgeHubTransmits data to all connected computersHub3.5 3.5 网桥和交换机网桥和交换机地址学习。地址学习。智能转发。智能转发。转发二层数据报文。转发二层数据报文。每一个端口是一个独立的冲突域。每一个端口是一个独立的冲突域。交换机和网桥一样，它将网络隔离为多个冲突域。交换机

31、和网桥一样，它将网络隔离为多个冲突域。3.5 3.5 网桥和交换机网桥和交换机1按照是否具有可管理性划分按照是否具有可管理性划分1）非网管型交换机）非网管型交换机非网管型交换机，不需任何配置，加电后便可以正常工非网管型交换机，不需任何配置，加电后便可以正常工作，由于无需配置，所以除了网络连接端口以外不提供作，由于无需配置，所以除了网络连接端口以外不提供任何配置端口。这类交换机使用方便，但是不支持远程任何配置端口。这类交换机使用方便，但是不支持远程监视和管理。一般作为传统集线器的理想替代产品，监视和管理。一般作为传统集线器的理想替代产品，主主要应用于家庭、工作组，中小型企业办公桌面连网。要应用于

32、家庭、工作组，中小型企业办公桌面连网。3.5 3.5 网桥和交换机网桥和交换机1按照是否具有可管理性划分按照是否具有可管理性划分2）网管型交换机）网管型交换机网管型交换机支持网管型交换机支持SNMP协议，可以完成所有基本的网协议，可以完成所有基本的网络管理任务，网管型交换机产品提供了基于终端控制口络管理任务，网管型交换机产品提供了基于终端控制口（Console）、基于）、基于Web页面以及支持页面以及支持Telnet远程登录远程登录网络等多种网络管理方式。网络管理人员可以根据网络网络等多种网络管理方式。网络管理人员可以根据网络需求配置交换机，在本地或远程实时监控交换机的工作需求配置交换机，在本

33、地或远程实时监控交换机的工作状态、调整网络的运行状态，使所有的网络资源得以合状态、调整网络的运行状态，使所有的网络资源得以合理利用。理利用。网管型交换机主要应用于企业级及少数部门级网管型交换机主要应用于企业级及少数部门级的网络连接。的网络连接。 3.5 3.5 网桥和交换机网桥和交换机2按照是否具有可扩展性划分按照是否具有可扩展性划分 1）固定端口交换机）固定端口交换机 所带有的端口是固定的，这里所说的端口指的是普通端口，所带有的端口是固定的，这里所说的端口指的是普通端口，这类交换机不能再增加端口数目。这类交换机不能再增加端口数目。提供有限的端口和固定类型的接口，因此，无论从可连接提供有限的端

34、口和固定类型的接口，因此，无论从可连接的用户数量上，还是从可使用的传输介质上来讲都具有一的用户数量上，还是从可使用的传输介质上来讲都具有一定的局限性，但这种交换机在工作组中应用较多，定的局限性，但这种交换机在工作组中应用较多，一般适一般适用于小型局域网、桌面交换环境。用于小型局域网、桌面交换环境。 3.5 3.5 网桥和交换机网桥和交换机3.5 3.5 网桥和交换机网桥和交换机2按照是否具有可扩展性划分按照是否具有可扩展性划分 2）模块化交换机）模块化交换机 模块化交换机可任意选择不同数量、不同速率和不同接口模块化交换机可任意选择不同数量、不同速率和不同接口类型的模块，以适应各种网络需求。价格

35、较高，但拥有很类型的模块，以适应各种网络需求。价格较高，但拥有很大的灵活性、可扩充性和强大的容错能力，支持交换模块大的灵活性、可扩充性和强大的容错能力，支持交换模块的冗余备份，的冗余备份，企业级应用中由于更多地考虑其扩充性、兼企业级应用中由于更多地考虑其扩充性、兼容性和排错性，容性和排错性，所以常选用模块化交换机。所以常选用模块化交换机。2按照是否具有可扩展性划分按照是否具有可扩展性划分 2）模块化交换机）模块化交换机 在模块化交换机的背板或前面板上有扩展槽，没有插入模在模块化交换机的背板或前面板上有扩展槽，没有插入模块时有带螺丝的挡板封闭。使用时，将原挡板拆下，把模块时有带螺丝的挡板封闭。使

36、用时，将原挡板拆下，把模块插入交换机的扩展槽内即可。块插入交换机的扩展槽内即可。 3.5 3.5 网桥和交换机网桥和交换机当单一交换机所能够提供的端口数量不足以满足网络的当单一交换机所能够提供的端口数量不足以满足网络的需求时，需要两个或更多的交换机提供相应的端口数量，需求时，需要两个或更多的交换机提供相应的端口数量，这就要涉及到交换机之间连接的问题。交换机之间的连这就要涉及到交换机之间连接的问题。交换机之间的连接接有级联和堆叠有级联和堆叠两种方式。两种方式。 3.5 3.5 网桥和交换机网桥和交换机1级联级联- 交换机之间的级联不受品牌和型号的制约，交换机之间的级联不受品牌和型号的制约， -

37、任何交换机都可以通过级联的方式连接在一起，任何交换机都可以通过级联的方式连接在一起， - 级联通常是解决不同品牌交换机如何连接的有效手段。级联通常是解决不同品牌交换机如何连接的有效手段。 3.5 3.5 网桥和交换机网桥和交换机1级联级联提供了专用级联端口（提供了专用级联端口（Uplink端口）端口） 使用普通端口级联使用普通端口级联 3.5 3.5 网桥和交换机网桥和交换机1级联级联 注意：现在的交换机、网卡等网络设备都有智能注意：现在的交换机、网卡等网络设备都有智能MDIMDI-X识别技术识别技术端口自动翻转（端口自动翻转（Auto MDI/MDI-X）功能；功能； 即端口可以自动识别连接

38、的网线类型。用户不管采用直即端口可以自动识别连接的网线类型。用户不管采用直连线或者交叉线，均可以正确连接。连线或者交叉线，均可以正确连接。3.5 3.5 网桥和交换机网桥和交换机1级联级联级连是组建网络的基础，可以灵活利用各种拓扑、冗余级连是组建网络的基础，可以灵活利用各种拓扑、冗余技术，在层次太多的时候，需要进行精心的设计。对于技术，在层次太多的时候，需要进行精心的设计。对于级连层次很少的网络，级连方式可以提供最优性能。级连层次很少的网络，级连方式可以提供最优性能。 3.5 3.5 网桥和交换机网桥和交换机2 2堆叠堆叠与级联不同，堆叠需要专用的堆叠模块和堆叠线缆，它与级联不同，堆叠需要专用

39、的堆叠模块和堆叠线缆，它们可能随机附带，也可能需要单独购买。们可能随机附带，也可能需要单独购买。具有堆叠模块（其上带有堆叠端口）的交换机之间便可具有堆叠模块（其上带有堆叠端口）的交换机之间便可以通过专用的以通过专用的堆叠线缆堆叠线缆连接起来，可以在连接起来，可以在有限的空间内有限的空间内提供尽可能多的端口，提供尽可能多的端口，堆叠后的所有交换机构成一个统堆叠后的所有交换机构成一个统一的逻辑单元，相当于一个具有高密度端口的交换机一的逻辑单元，相当于一个具有高密度端口的交换机。 只能将同一品牌的交换机只能将同一品牌的交换机( (支持堆叠的支持堆叠的) )进行堆叠。进行堆叠。3.5 3.5 网桥和交

40、换机网桥和交换机3.5 3.5 网桥和交换机网桥和交换机2 2堆叠堆叠菊花链式堆叠菊花链式堆叠堆叠线缆Cisco 3750系列交换机堆叠 SMC8700S-30 Cisco 3750 2 2堆叠堆叠 另一种交换机堆叠方式：另一种交换机堆叠方式： 多个交换机的堆叠也可采用以下方法，如图，最下面的交换机提供一多个交换机的堆叠也可采用以下方法，如图，最下面的交换机提供一个多口堆叠个多口堆叠母模块母模块和一个单口堆叠和一个单口堆叠子模块子模块，其它交换机只提供单口堆叠子，其它交换机只提供单口堆叠子模块，用专用堆叠线缆将所有子模块与母模块连接起来，构成堆叠单元。模块，用专用堆叠线缆将所有子模块与母模块连

41、接起来，构成堆叠单元。 3.5 3.5 网桥和交换机网桥和交换机2 2堆叠堆叠对于中型网络的汇聚层，小型网络的核心层，采用堆叠对于中型网络的汇聚层，小型网络的核心层，采用堆叠交换机来建设有三个好处：交换机来建设有三个好处： 增加端口密度；增加端口密度； 大幅度提高交换机之间的通信带宽，避免瓶颈；大幅度提高交换机之间的通信带宽，避免瓶颈； 单一单一IP地址能统一管理配置交换机群。地址能统一管理配置交换机群。堆叠交换机是中小企业网汇聚层和接入层的理想产品。堆叠交换机是中小企业网汇聚层和接入层的理想产品。3.5 3.5 网桥和交换机网桥和交换机3.5 3.5 网桥和交换机网桥和交换机3 3借助光纤端

42、口级联或堆叠借助光纤端口级联或堆叠（间距灵活间距灵活） 使用光纤端口级联，可以突使用光纤端口级联，可以突破双绞线级联距离最大破双绞线级联距离最大100米米的限制，而且在级联设备间的限制，而且在级联设备间提供吉比特级的高带宽。提供吉比特级的高带宽。 使用光纤端口堆叠，不仅能使用光纤端口堆叠，不仅能提供和堆叠端口一样或更高提供和堆叠端口一样或更高的带宽，而且堆叠线缆连接的带宽，而且堆叠线缆连接距离可以根据需求灵活调节。距离可以根据需求灵活调节。 吉比特接口转换器（吉比特接口转换器（GigabitInterfaceConverter，GBIC）3 3借助光纤端口级联或堆叠（借助光纤端口级联或堆叠（间

43、距灵活间距灵活） 使用光纤端口的多交换机堆叠 使用光纤端口的多交换机级联3.5 3.5 网桥和交换机网桥和交换机3.5 3.5 网桥和交换机网桥和交换机3.5 3.5 网桥和交换机网桥和交换机用于异构网络的互连，工作在网络层。主要功能：用于异构网络的互连，工作在网络层。主要功能：1）网络互连）网络互连支持各种局域网和广域网接口，实现不同网络间的相支持各种局域网和广域网接口，实现不同网络间的相互通信。互通信。2）分组的转发）分组的转发对于收到的分组，为其寻找一条适合的路径，并从相对于收到的分组，为其寻找一条适合的路径，并从相应的端口转发出去。应的端口转发出去。3.6 3.6 路由器路由器3.6

44、3.6 路由器路由器3.6 3.6 路由器路由器1.1.按结构分：按结构分：非模块化、模块化2.2.按性能分：按性能分：低端固定路由器、低端可变路由器、中端路由器、 高端路由器宽带路由器模块接口卡console portRJ-45ConnectorRolloverCable ComputerRJ-45 to DB-9Adapter3.6 3.6 路由器路由器3.6 3.6 路由器路由器DB-9RJ-453.6 3.6 路由器路由器 HUB HUB一个广播域一个广播域独立的冲突域独立的冲突域独立的冲突域独立的冲突域网桥或网络交换机网桥或网络交换机网桥或交换机只能分隔冲突域，但不能分隔广播域网桥或

45、交换机只能分隔冲突域，但不能分隔广播域丢弃本网段帧（隔离冲突域）丢弃本网段帧（隔离冲突域）转发异网段帧（交换）转发异网段帧（交换） 广播未知帧（寻找目的站点）广播未知帧（寻找目的站点）学习源地址（构造地址学习源地址（构造地址- -端口映射表）端口映射表） HUB HUB路由器路由器冲突域冲突域2 2广播域广播域2 2冲突域冲突域1 1广播域广播域1 1路由器可以分隔冲突域和广播域路由器可以分隔冲突域和广播域3.6 3.6 路由器路由器 l l 采用存储转发的方法：采用存储转发的方法： 接收并缓存接收并缓存IPIP数据分组，提取分组中的目的数据分组，提取分组中的目的IPIP地地址，然后查路由表决

46、定转发路径。如果未查到，址，然后查路由表决定转发路径。如果未查到，则丢弃该分组。则丢弃该分组。 3.6 3.6 路由器路由器Cisco的路由器是由的路由器是由CPU、RAM、NVRAM、FLASH、ROM和一些相应的接口通过内部总线相连而构成。和一些相应的接口通过内部总线相连而构成。3.6 3.6 路由器路由器第三层交换机既能像二层交换机那样通过MAC 地址来标识转发数据包，也能像传统路由器那样在两个网络之间进行路由转发。传统路由器采用软件来维护路由表，而三层交换机是通过专用的ASIC芯片来处理路由转发的。与传统路由器相比，第三层交换机的路由速度一般要快十倍或数十倍。补充补充三层交换机的路由功

47、能相对路由器来说还是要弱许多的。三层交换机的路由功能只能用于同一类型的网络互联，而且通常只是局域网子网之间的互联，并不能把局域网与广域网，或者互联网连接起来，因为三层交换机所支持的路由协议非常有限，毕竟这不是它的主要功能。补充补充补充补充3.8 无线设备无线设备3.8 无线设备无线设备3.8 无线设备无线设备3.8 无线设备无线设备3.8 无线设备无线设备3.8 无线设备无线设备3.8 无线设备无线设备3.8 无线设备无线设备3.8 无线设备无线设备Zigbee技术的应用主要包括以下几个方面：技术的应用主要包括以下几个方面： 家庭控制和楼宇自动化家庭控制和楼宇自动化：家用电器的远程控制、：家用

48、电器的远程控制、煤气计量控制、安全监控、照明控制、门禁控制等；煤气计量控制、安全监控、照明控制、门禁控制等； 工业控制工业控制：过程监控、环境监测、能源控制等；：过程监控、环境监测、能源控制等； 能源管理能源管理：需求响应、计量、监测控制和数据采：需求响应、计量、监测控制和数据采集等；集等； 医疗医疗：病情监控与诊断、个人健康情况监控等；：病情监控与诊断、个人健康情况监控等； 农业农业：农作物监测等。：农作物监测等。3.8 无线设备无线设备3.8 无线设备无线设备3.8 无线设备无线设备ZigBee和蓝牙技术和蓝牙技术一样都属于一样都属于短距离无线通信技术短距离无线通信技术，但是有以下诸多但是

49、有以下诸多差别差别：ZigBee主要针对控制和自动化方面的应用，而蓝主要针对控制和自动化方面的应用，而蓝牙更关注笔记本、牙更关注笔记本、PDA等设备之间的连通性；等设备之间的连通性；ZigBee的数据率及功耗都低于蓝牙的数据率及功耗都低于蓝牙；ZigBee网络能够支持的设备数量远大于蓝牙系统网络能够支持的设备数量远大于蓝牙系统，并允许设备间有更大的距离并允许设备间有更大的距离；在控制和自动化应用中，在控制和自动化应用中， ZigBee系统复杂性远小系统复杂性远小于蓝牙系统。于蓝牙系统。3.8 无线设备无线设备可用于小范围内的可用于小范围内的IP语音、高清视频、数字成像语音、高清视频、数字成像和

50、无线定位等信息的高速传输。和无线定位等信息的高速传输。如：如：用于各种手持设备和PC之间的高质量、高速率多媒体数据传输2002 年年 2 月，美国联邦通讯委员会月，美国联邦通讯委员会(Federal Communications Commission，FCC)正式准许该正式准许该技术进入民用领域。技术进入民用领域。3.8 无线设备无线设备3.8 无线设备无线设备无线局域网无线局域网（Wireless Local Area Network，WLAN）是基）是基于无线微波通信技术构建的局域网，不使用线缆，能于无线微波通信技术构建的局域网，不使用线缆，能提供传统有线局域网的所有功能。提供传统有线局域

51、网的所有功能。遵循遵循IEEE802.11标标准。准。 非营利性国际组织非营利性国际组织Wi-Fi联盟联盟（Wi-Fi Alliance）致）致力于改善基于力于改善基于IEEE802.11标准（包括标准（包括IEEE802.11b、IEEE802.11a、IEEE802.11g）的无线网络产品之间的）的无线网络产品之间的互连互通性能。互连互通性能。 3.8 无线设备无线设备Wi-Fi Alliance 定义定义 “Wi-Fi ”指任何基于指任何基于IEEE802.11 的的WLAN（产品）；（产品）；由于大多数现代由于大多数现代WLAN都基于都基于802.11标准，因此标准，因此“Wi-Fi”

52、 成了成了WLAN的同义语。的同义语。3.8 无线设备无线设备Wi-Fi Alliance 通过通过认证认证的方式来确保市场上各种的方式来确保市场上各种Wi-Fi产品之间的互操作性产品之间的互操作性； Wi-Fi认证主要针对产品的互操作性、安全性、可认证主要针对产品的互操作性、安全性、可靠性等几个方面进行测试。靠性等几个方面进行测试。Wi-Fi联盟对通过测试的联盟对通过测试的产品授予产品授予Wi-Fi认证标志认证标志。 3.8 无线设备无线设备组建组建WLAN必需的网络设备包括必需的网络设备包括无线网卡无线网卡和和无线无线AP。3.8 无线设备无线设备无线无线AP分为分为单纯型单纯型AP和和扩展型扩展型AP两种类型。单纯型两种类型。单纯型AP相当于相当于一个具有无线覆盖能力的交换机一个具有无线覆盖能力的交换机。一般只提供一个一般只提供一个RJ-45接口，用于连接有线网络，而处于该接口，用于连接有线网