计算机网络互联设备

1、3.1 计算机网络体系结构计算机网络体系结构 网络体系结构提出的背景网络体系结构提出的背景计算机网络的复杂性、计算机网络的复杂性、异质性异质性 不同的通信介质不同的通信介质有线、无线、有线、无线、 不同种类的设备不同种类的设备主机、路由器、交换机、复用设主机、路由器、交换机、复用设备、备、 不同的操作系统不同的操作系统Unix、Windows、 不同的软不同的软/硬件、接口和通信约定（协议）硬件、接口和通信约定（协议） 不同的应用环境不同的应用环境固定、移动、固定、移动、 不同种类业务不同种类业务分时、交互、实时、分时、交互、实时、 宝贵的投资和积累宝贵的投资和积累有形、无形、有形、无形、 用

2、户业务的延续性用户业务的延续性不允许出现大的跌宕起伏不允许出现大的跌宕起伏1. 计算机网络体系结构的定义计算机网络体系结构的定义 计算机网络中也采用了计算机网络中也采用了分层分层方法。方法。把复把复杂的问题划分为若干个较小的、单一的局部杂的问题划分为若干个较小的、单一的局部问题，在不同层上予以解决。问题，在不同层上予以解决。 网络的层次结构方法要解决的问题：网络的层次结构方法要解决的问题： 网络应该具有哪些层次？每一层的功能是什么？网络应该具有哪些层次？每一层的功能是什么？（分层与功能分层与功能） 各层之间的关系是怎样的？它们如何进行交互？各层之间的关系是怎样的？它们如何进行交互？（服务与接口

3、服务与接口） 通信双方的数据传输要遵循哪些规则？（通信双方的数据传输要遵循哪些规则？（协议协议）1.31.3计算机网络标准化组织和通信标准计算机网络标准化组织和通信标准OSI七层参考模型应用层应用层Application表示层表示层Presentation会话层会话层session传输层传输层transport物理层物理层Physical数据链路层数据链路层Data Link网络层网络层Network7654321处理网络应用处理网络应用数据表示数据表示主机间通信主机间通信端到端的连接端到端的连接寻址和最短路径寻址和最短路径介质访问介质访问 接入接入二进制传输二进制传输OSI七层协议模式结构?

4、 物理层中继器、集线器、调制解调器、网卡数据链路层网桥、交换机网络层路由器 应用层网关、防火墙3.1 调制解调器 一.定义: 调制解调器（Modem）是一种使计算机的数字数据能够利用现有的电话线路进行传输的设备。由于电话线路是目前用户覆盖率最高的通信网络，所以利用它来连接计算机可以方便快捷地形成广域Internet计算机网络。 调制解调器是计算机实现拨号连接因特网的基本设备。 二.工作原理: Modem的基本功能就是将来自计算机的数字数据作为调制信号来调制特定的音频载波，成为一定波特率（Baud）的模拟信号，再送到模拟电话线上通过电话网络进行远程传输。而对于来自电话网的模拟数据信号，Modem

5、先将其解调还原为数字数据信号后，再送到计算机主机进行处理。 调制解调器 三.分类: 1.以连接方式区分:内置调制解调器和外内置调制解调器。 2.以带宽区分：宽带和窄带。 调制解调器内置调制解调器和外置调制解调器。宽带和窄带 按数据传输率的高低Modem分为14.4、28.8、33.6和56Kb/s等多种。 窄带：指的是带宽在56Kb/s以下的调制解调器。 宽带：指的是带宽高于在56Kb/s的调制解调器。名词补充解释：问题:什么是带宽?带宽：每秒传输的数据量线路带宽的单位为b/s(Bit per second 每秒传输位数)内置调制解调器和外置调制解调器 Modem可分为外置式和内置式两大类。外

6、置式Modem是一个独立的设备，它有独立的电源，在计算机外面通过串行接口（COM）与计算机相连。内置式Modem是一个扩展卡，将它插入计算机内部的系统总线插槽，便与主机连接. 名词补充解释: 1.并行数据传输:传输中有多个数据位同时传输. 2.串行数据传输:数据传输中数据的每一位按顺序依次传输. 问题：问题：内置调制解调器和外置调制解调器谁内置调制解调器和外置调制解调器谁性能更好？性能更好？内置调制解调器和外置调制解调器比较 外置调制解调器在运行时对CPU的资源占用率比内置调制解调器要低，而且其兼容性要比内置调制解调器好，安装使用方便，因而得到了广泛的使用。 一.定义: 网络适配器也叫网络接口

7、卡（Network Interface Card，缩写为NIC），简称网卡，它是计算机与局域网的线路连接的关键部件。将它插入主板的扩展插槽并安装相应的驱动程序，利用它提供的网络线路接口，就可以实现计算机与局域网的连接和通讯。3. 网卡3. 网卡 二工作原理： 整理计算机上要发往网线上的数据，并将数据分解为适当大小的数据包之后向网络上发送出去。每块网卡都有一个惟一的网络节点地址，它是网卡生产厂家在生产时烧入ROM中的，且保证惟一。3. 网卡 三分类： 以接头种类区分： 以总线接口区分： 以带宽区分：以接头种类区分（图例）网卡按照总线扩展接口划分 1.ISA接口网卡 2.PCI接口网卡 3.USB

8、接口网卡 4.PCMCIA接口网卡 ISA接口网卡 ISA是早期网卡使用的一种总线接口，ISA网卡种方式的网络传输速率低，CPU资源占用大，其多为10M网卡. PCI接口网卡 P C I ( p e r i p h e r a l c o m p o n e n t interconnect)总线插槽仍是目前主板上最基本的接口。其基于32位数据总线，可扩展为64位，它 的 工 作 频 率 为33MHz/66MHz。数据传输率为每秒132MB(32*33MHz/8)。USB接口网卡 在目前的电脑上很难找到没有USB接口(Universal Serial Bus，通用串行总线)的，USB总线分为U

9、SB2.0和USB1.1标准。USB1.1标准的传输速率的理论值是12Mbps，而USB2.0标准的传 输 速 率 可 以 高 达480Mbps，目前的USB有线网卡多为USB2.0标准的。 PCMCIA接口网卡 PCMCIA接口是笔记本电 脑 专 用 接 口 ，PCMCIA总线分为两类，一类为16位的PCMCIA，另 一 类 为 3 2 位 的CardBus，CardBus网卡的最大吞吐量接近90Mbps，其是目前市售笔记本网卡的主流。 以带宽区分 网卡按照传输速率（带宽）划分 10Mbps、10/100Mbps自适应、千兆bps中继器又叫转发器，是两个网络在物理层上的连接，用于连接具有相同

10、物理层协议的局域网，是局域网互连的最简单的设备。 中继器中继器一定义中继器中继器 二工作原理：中继器（中继器（RepeaterRepeater）主要的功能就是将收到的信号重新）主要的功能就是将收到的信号重新整理，使其恢复原来的波形和强度，然后继续传送下去，如整理，使其恢复原来的波形和强度，然后继续传送下去，如此信号就可以传得更远。也由于中继器的功能极为简单，因此信号就可以传得更远。也由于中继器的功能极为简单，因此对应到此对应到OSIOSI模型里，中继器是位于最底层物理层模型里，中继器是位于最底层物理层（Physical LayerPhysical Layer）。）。中继器是为了解决电缆长度问题

11、而用的它可以将传送中继器是为了解决电缆长度问题而用的它可以将传送信号放大，从而使它在网络上传输的更远先进的中继器通信号放大，从而使它在网络上传输的更远先进的中继器通过放大和再生信号可以扩展介质的传输距离。过放大和再生信号可以扩展介质的传输距离。 。中继器图例 集线器又称集中器，也就是俗称的HUB。集线器是一种特殊的中继器，而中继的主要作用是对接收到的信号进行再生放大，以扩大网络的传输距离。是对网络进行集中管理的主要设备。在传统的总线型网络中如果使用了HUB，那么这个网络就变成了混合型网络。集线器有利于故障的检测和提高网络的可靠性。另外，集线器能自动指示有故障的工作站，并切除其与网络的通信。 集

12、线器集线器一定义集线器集线器 二功能 集线器是把来自不同的计算机网络设备的电缆集中配置于一体，它是多个网络电缆的中间转接设备集线器图例集线器图例有些集线器除了有些集线器除了RJ-45RJ-45插孔外，还会有插孔外，还会有BNCBNC接头、接头、AUIAUI接接头或光纤接头。头或光纤接头。三分类三分类独立式HUB 这类集线器主要是为了克服总线结构的网络布线困难和易出故障的问题而引入，它是最早使用于局域网络的集线器。它具有低价格、容易查找故障等特点，这类集线器适于小型网络，一般支持824个工作站，可以利用串接方式连接多个可扩充端口。叠加式HUB 它比独立式集线器进了一步，多个集线器通过一条高速链路

13、可以叠加起来。由48个集线器一个一个叠加起来，它仅支持一种局域网标准，即要么支持以太网络，要么支持令牌环，不能同时支持多种局域网，它适合于工作组网络。这类集线器一般都有少量的容错能力和网络管理功能，而且可以非常方便地实现网络的扩充。智能模块化集线器智能模块化集线器采用模块化结构，由机柜、电源、主干面板、插卡和管理模块等组成。它利用高速主干线连起来，可插入Ethernet 、Token ring 、FDDI或ATM模块，另外还有网管模块、路由模块等。集线器集线器3-3-5 网桥网桥3-3-7 第第2 层交换机层交换机第第2 2层交换机（层交换机（Layer 2 SwitchLayer 2 Swi

14、tch）属于链路层）属于链路层(Data Link (Data Link Layer)Layer)的设备，又称为交换式集线器的设备，又称为交换式集线器(Switch Hub)(Switch Hub)或多口网桥或多口网桥(Multi-port Bridge)(Multi-port Bridge)，因为它同时具备了集线器和网桥的功能。，因为它同时具备了集线器和网桥的功能。3-3-8 第第3 层交换机层交换机 第第3 3层交换机层交换机(Layer 3 Switch)(Layer 3 Switch)和路由器同在网络层和路由器同在网络层(Network Layer)(Network Layer)工作，

15、而且彼此关系密切。事实上，第工作，而且彼此关系密切。事实上，第3 3层交层交换机除了具有原本第换机除了具有原本第2 2层交换机的功能外，还能进行路由工作。层交换机的功能外，还能进行路由工作。3-3-6 路由器路由器路由器路由器(Router)(Router)是工作于是工作于OSIOSI模型中的网络层模型中的网络层(Ntework (Ntework Layer)Layer)。它最主要的功能，就是在不同的网络间选择一条最佳。它最主要的功能，就是在不同的网络间选择一条最佳的传输路径。的传输路径。路由器还有一项重要的功能：阻隔广播信息包。路由器还有一项重要的功能：阻隔广播信息包。网桥路由器提供了网桥和

16、路由器的综合功能。网桥路由器提供了网桥和路由器的综合功能。3-3-9 VLAN VLANVLAN（Virtual LAN,Virtual LAN,虚拟局域网）其实可以说是交换式技术的虚拟局域网）其实可以说是交换式技术的高级应用。原本交换式技术只能提供两个高级应用。原本交换式技术只能提供两个PortPort互传数据互传数据( (如前面所如前面所提到的例子提到的例子) )，但是，但是VLANVLAN将应用范围大幅地延展开来，不但增进整将应用范围大幅地延展开来，不但增进整体效益，更方便管理。简单地说，体效益，更方便管理。简单地说，VLANVLAN有两个主要的功能：有两个主要的功能：将交换机上的连接端口划将交换机上的连接端口划分成不同的组，因此当广播信分成不同的组，因此当广播信息包在传送时，便只会在该连息包在传送时，便只会在该连接端口所属的组内传送，不同接端口所属的组内传送，不同组的连接端口不会收这个信息组的连接端口不会收这个信息包，因此可以减少不必要的干包，因此可以减少不必要的干扰