第5章 计算机网络设备

1、第五章第五章 计算机网络设备计算机网络设备中等专业学校教学内容与要求1、理解网卡的作用2、理解中继器的作用3、理解集线器的作用4、理解路由器的作用5、理解调制调解器的作用6、了解交换机、网关的作用5.1.1网卡（网卡（NIC）l网卡的功能主要有：网卡的功能主要有：l1）数据的封装与解封，发送时将上一层交下）数据的封装与解封，发送时将上一层交下来的数据加上首部和尾部，成为以太网的帧。来的数据加上首部和尾部，成为以太网的帧。接收时将以太网的帧剥去首部和尾部，然后送接收时将以太网的帧剥去首部和尾部，然后送交上一层。交上一层。l2）链路管理，主要是）链路管理，主要是CSMA/CD协议的实现。协议的实现

2、。网卡分类网卡分类l网卡即网络接口卡，是计算机的硬件。网卡即网络接口卡，是计算机的硬件。l网卡的分类网卡的分类： 1）接口类型）接口类型 ISA网卡、网卡、PCI网卡、网卡、EISA网卡网卡 2）连接介质）连接介质 RJ-45接口、接口、BNC接口、接口、AUI接口接口 3）用途）用途 服务器网卡、工作站网卡、无线网卡、笔记本网服务器网卡、工作站网卡、无线网卡、笔记本网卡卡 4）发送速率）发送速率 10Mbps网卡、网卡、100Mbps网卡、网卡、1000Mbps网卡网卡 PCIISA一般网卡一般网卡PCI网卡无线网卡无线网卡台式机用笔记本用USB无线上网卡无线上网卡5.1.2 网卡的功能网卡

3、的功能l1、实现局域网中传输介质的物理连接和电气、实现局域网中传输介质的物理连接和电气连接连接l2、代表一个固定的地址、代表一个固定的地址l3、执行网络控制命令、执行网络控制命令l4、对传送和接收的数据进行缓冲、对传送和接收的数据进行缓冲5.2 中继器中继器（Repeater） l中继器又称转发器或者收发器。中继器又称转发器或者收发器。l中继器（中继器（Repeater）工作于）工作于OSI的物理层，是的物理层，是局域网上所有节点的中心，它的作用是放大信局域网上所有节点的中心，它的作用是放大信号，支持远距离的通信。号，支持远距离的通信。l中继器仅适用于以太网，可将两段或两段以上中继器仅适用于以

4、太网，可将两段或两段以上以太网互连起来，不具备协议转换功能。以太网互连起来，不具备协议转换功能。 中继器功能：中继器功能：l 是通过对数据信号的重新发送或者转发，来扩大网络是通过对数据信号的重新发送或者转发，来扩大网络传输的距离，重新生成信号（即对原信号进行放大和传输的距离，重新生成信号（即对原信号进行放大和整形）。整形）。 原理：中继器是连接网络线路的一种装置，原理：中继器是连接网络线路的一种装置，常用于两个网络节点之间物理信号的双向转发工作。常用于两个网络节点之间物理信号的双向转发工作。中继器是最简单的网络互联设备，主要完成物理层的中继器是最简单的网络互联设备，主要完成物理层的功能，负责在

5、两个节点的物理层上按位传递信息，完功能，负责在两个节点的物理层上按位传递信息，完成信号的复制、调整和放大功能，以此来延长网络的成信号的复制、调整和放大功能，以此来延长网络的长度。长度。 中继器中继器百兆中继器光纤中继无线中继中继器的使用中继器的使用5.3 集线器（集线器（HUB）l集线器（Hub）主要指共享式集线器。l集线器与网卡、网线等传输介质一样，属于局域网中的基础设备 。l工作在物理层5.3.1集线器的类型集线器的类型u按结构和功能分类，可分为：1、独立型共享式集线器2、堆叠式集线器3、模块化集线器5.3.1集线器的类型集线器的类型u按带宽分：10Mbps 、100Mbps、10/100

6、Mbps自适应、100Mbps、1000Mbps、100/1000Mbps自适应u按可管性分：不可网管集线器（哑集线器）可网管集线器（智能集线器）u按扩展能力分：独立集线器、堆叠式集线器5.3.2集线器常见端口集线器常见端口lRJ-45lAUIlBNCl堆叠端口（UP、DOWN）5.3.3集线器工作原理集线器工作原理u共享带宽 不能单独应用于较大网络中，通常是与交换机等设备一起分担小部分的网络通信负荷 u广播方式 由于所有数据包都是向所有节点同时发送，加上共享带宽方式，就更加可能造成网络塞车现象，更加降低了网络执行效率。 5.3.4集线器工作特点集线器工作特点u没有智能记忆和学习能力。u不具备

7、MAC地址表。 所以它发送数据时都是没有针对性的u数据的广播方式发送。 也就是说当它要向某节点发送数据时，不是直接把数据发送到目的节点，而是把数据包发送到与集线器相连的所有节点 5.3.5集线器的扩展集线器的扩展 当一个集线器提供的端口不够时，一般有以下两种拓展用户数目的方法。(1)堆叠 (2)级连堆叠扩展堆叠扩展级联扩展级联扩展（1）使用）使用Uplink端口级联端口级联 Uplink端口级联端口级联 注意点注意点l在这里要注意的是级联的两台集线器间，级联双绞电缆所连接的下一台集线器的端口不再是我们想象的Uplink端口了，而是连接到普通端口上 级联扩展级联扩展（2）使用普通端口级联）使用普

8、通端口级联 同种设备用交叉线异种设备用直通线 5.4交换机（交换机（switch）l交换机的英文名称之为交换机的英文名称之为“Switch”，它是集线，它是集线器的升级换代产品交换机是按照通信两端传输器的升级换代产品交换机是按照通信两端传输信息的需要，用人工或设备自动完成的方法把信息的需要，用人工或设备自动完成的方法把要传输的信息送到符合要求的相应路由上的技要传输的信息送到符合要求的相应路由上的技术统称。交换机就是一种在通信系统中完成信术统称。交换机就是一种在通信系统中完成信息交换功能的设备。息交换功能的设备。 l由网桥（数据链路层）发展而来5.4.1交换机交换机5.4.2交换机的种类交换机的

9、种类1、按传输介质和传输速率分：以太网交换机；FDDI交换机；ATM交换机；令牌环网交换机2、按应用领域分：工作组交换机；部门级交换机；企业级交换机5.4.3交换机的工作原理交换机的工作原理u交换机概念界定交换机一般指传统意义上的二层交换机，工作在数据链路层；三层交换机能完成网络层路由选择的功能，属于网络层设备；u交换机硬件组成机箱、电源、交换矩阵、接口模块、功能模块5.4.3交换机的工作原理交换机的工作原理SWITCHpc有：通过内部矩阵迅速将数据包（或帧）传送给该端口无：广播到所有端口，学习新“地址”并添加到表中交换机与集线器的区别交换机与集线器的区别l交换机能识别MAC，集线器无MAC识

10、别功能l交换机工作在数据链路层或网络层，集线器在物理层交换机的选择交换机的选择l1、外外形尺寸l2、可管理性l3、端口带宽及类型5.5 路由器（路由器（router）l路由器又称为选径器，是网络互联设备，主要用于局域网广域网互联。l路由器是工作在第三层的网络设备，由硬件和软件两部分组成。IOS是路由器的软件组成路由器的操作系统。5.5.1 路由器的功能路由器的功能l连接多个独立的网络或子网l实现网间最佳寻径和数据报传送l流量管理：包过滤、负载分流、负载均衡、优先l冗余和容错l数据压缩、加密5.5.1 路由器的功能路由器的功能WAN192.11.1.0192.11.2.0192.11.3.019

11、2.11.4.0192.11.5.0掩码：255.255.255.05.5.1 路由器的功能路由器的功能n路由器能对其互联的两个异构形网络的帧格式进行转换。F.R主机BTokenRingEthernetrouterArouterB5.5.2 路由器的基本工作原理路由器的基本工作原理l路由器具备两个最基本的功能，即路由选择和数据转发。路由选择和数据转发。主机A主机BRouter 1Router 2Router 3Router 4Router 55.5.3路由器的硬件组成路由器的硬件组成5.5.4路由器的分类路由器的分类1、单协议路由器和多协议路由器（按协议分）、单协议路由器和多协议路由器（按协议

12、分） 单协议路由器连接的两个网络的网络层路由协议必须是一样；多协议路由器可以连接使用不同路由通信协议的网络。2、访问路由器和边界路由器（按工作位置）、访问路由器和边界路由器（按工作位置）3、区域路由器、企业路由器和园区路由器（按规模）、区域路由器、企业路由器和园区路由器（按规模）4、静态路由器和动态路由器（按路径表修改）、静态路由器和动态路由器（按路径表修改） 静态路由器管理员可以修改网络的路径表； 动态路由器自动修改路由器信息5.5.4 路由器的主要特点路由器的主要特点1、路由器可以互联不同的协议、不同的传输介质、不同的拓扑结构和不同的传输速率的异种网。广泛用于LANWANLAN2、路由器工

13、作在网络层，他与网络层协议有关。3、对大型网络进行微段化，将分段后的网络用路由器连接。可以提高网络性能，提高网络带宽的目的。5.6调制解调器（物理层）调制解调器（物理层）lMOdulator/DEModulator(调制器/解调器)的缩写。它是在发送端通过调制将数字信号转换为模拟信号，而在接收端通过解调再将模拟信号转换为数字信号的一种装置。A/D和 D/A转换调制解调器的分类调制解调器的分类l外置式调制解调器l内置式调制解调器lPCMCIA调制解调器l机架式调制解调器调制解调器图片调制解调器图片外置式调制解调器注意连接接口：机箱外借用电缆与计算机的RS-232串行接口相连。lMR（Modem准

14、备就绪）lTR（终端就绪）lSD（发送数据）lRD（接收数据）lOH（摘机）lCD（载波检测）lAA（自动应答）外置式调制解调器外置式调制解调器调制解调器图片调制解调器图片内置式调制解调器，直接插在扩展槽上，不需要额外电缆和电源调制解调器图片调制解调器图片插于笔记本电脑的PCMCIA插槽。调制解调器图片调制解调器图片一组Modem集中于一个箱体或外壳里，公用一个电源。一般用于网络的中心机房。调制解调器的重要指标调制解调器的重要指标传输速率：一般指Modem的下行速率，传统“猫”传输速率为28.8Kbps、33.6Kbps和56Kbps补充：Cable Modem利用有线电视的电缆进行信号传送，

15、不但具有调制解调器功能，还集路由器、集线器和桥接器于一身。理论传输速度可达10Mbps以上。5.7网关（传输层）网关（传输层）l网关网关(Gateway)又称网间连接器、协议又称网间连接器、协议转换器。网关在转换器。网关在传输层传输层上以实现网络互上以实现网络互连，仅用于两个高层协议不同的网络互连，仅用于两个高层协议不同的网络互连。网关的结构也和路由器类似，网关连。网关的结构也和路由器类似，网关既可以用于广域网互连，也可以用于局既可以用于广域网互连，也可以用于局域网互连。域网互连。 网关是一个翻译器。网关是一个翻译器。网关网关补充补充 ：广播域和冲突域：广播域和冲突域l冲突域（collisio

16、n domain），所有直接连接在一起的，而且必须竞争以太网总线的节点都可以认为是处在同一个冲突域中。l广播域（broadcast domain），广播域是一个逻辑上的计算机组，该组内的所有计算机都会收到同样的广播信息。补充补充 ：广播域和冲突域：广播域和冲突域HUB 所有端口都在同一个广播域，冲突域内。Switch每一个端口就是一个冲突域，但所有端口都在同一个广播域内。分割冲突域，不能分割广播域。Router的每个端口属于不同的广播域。分割广播域练一练练一练1、（ ）设备主要用于两个同类型局域网的互联A.网卡 B.集线器 C.网桥 D.网关2、下列网络设备不是用于局域网的是（）A.交换机 B

17、.集线器 C.令牌环网卡 D.调制解调器3、调制解调器中的“解调”功能是指（）A.把数字数据转换成模拟信号B.把模拟信号转换成数字数据C.直接接收模拟信号D.直接接收数字信号练一练练一练4、用于连接双绞线的网卡接口是（）A.NBC B.RJ-11 C.RJ-45 D.AUI5、下列计算机网络设备中，能连接异性网络并具有不同网络地址翻译功能的核心设备是（）A.中继器 B.集线器 C.路由器 D.网卡6、在以电话线为传输介质的网络系统中，实现模拟信号与数字信号转换的是（）A.网卡 B.集线器 C.中继器 D.调制解调器练一练练一练7、（）主要用于局域网与广域网互联A.网桥 B.路由器 C.网关 D

18、.中继器8、在各种网络互联设备中，实现互联层次最高与最低的设备是（） A.中继器路由器 B.网关与路由器C.路由器与网桥 D.网关与中继器9、通常采用（）设备将LAN连接到WAN或Internet上A.Router B.Hub C.Repeater D.Modem练一练练一练10.使用集线器连接的以太网不能直接使用的传输介质是（）A.双绞线 B.粗同轴电缆 C.细同轴电缆 D.光纤11.（）是提供传输介质与网络主机的接口电路A.路由器 B.集线器 C.网桥 D.网卡12、交换机能够识别（）地址A.DNS B.TCP C.网络层 D.MAC练一练练一练13、在10base-T的以太网中，使用双绞线作为传输介质，最大的网线长度为（）A.2000m B.500m C.185m D.100m练一练练一练1、双绞线只能用于传输模拟信号，而不可传送数字信号。（）2、集线器的功能是进行信号放大与中转。（）3、路由器是资源子网中的一种设备。（）4、两个同类型网络互联时，也可以采用网关进行连接。（）5、路由器具有网桥的所有功能，但网桥不具备选择网络