计算机网络的硬件基础课件

1、1第二章 计算机网络硬件基础主要内容： 常用的网络终端 网络适配器的特点、硬件地址及安装、设置 网络传输媒介的基础知识 网络互联设备的基本知识1第二章 计算机网络硬件基础主要内容：22.1主要网络终端设备2.1.1 服务器2.1.2 工作站22.1主要网络终端设备2.1.1 服务器32.2 网络适配器按工作对象划分普通工作站网卡服务器专用网卡笔记本专用网卡无线局域网网卡32.2 网络适配器按工作对象划分42.1网络适配器根据接口类型划分：ISA、PCI和USB根据传输介质划分：AUI接口、BNC接口和RJ45接口42.1网络适配器根据接口类型划分：5网卡的硬件地址1、MAC2、12位的16进制

2、数5网卡的硬件地址6无线上网卡1、PCMIA和USB2、SIM卡6无线上网卡72.3 网络传输媒介1. 有线介质 双绞线无论是对模拟数据传输还是数字数据传输，最普通的传输介质就是双绞线。它是由按一定规则螺旋结构排列并扭在一起的多根绝缘导线所组成，芯内大多是铜线，外部裹着塑橡绝缘外层，线对扭绞在一起可以减少相互间的幅射电磁干扰。计算机网络中常用的双绞电缆是由4对线(8芯制，RJ-45接头)按一定密度相互扭绞在一起的。72.3 网络传输媒介1. 有线介质8图1 非屏蔽双绞线电缆(UTP)图2 屏蔽双绞线电缆(STP)8图1 非屏蔽双绞线电缆(UTP)图2 屏蔽双绞线电缆9按照其外部包裹的是金属编织

3、层还是塑橡外皮，可分为屏蔽双绞线电缆(STP，Shielded Twisted Pair)和非屏蔽双绞线电缆(UTP，Unshielded Twisted Pair)。图1所示的UTP电缆每对线的绞矩与所能抵抗的电磁辐射干扰成正比，并采用了滤波及对称性等技术，具有体积小、安装简便等特点。图2所示STP只不过在封套层内增加了箔屏蔽层，可有效减少串音及电磁干扰、射频干扰，它大多是一种屏蔽金属铝箔双绞电缆。STP电缆还有一根漏电线，主要用来连接到接地装置上，泄放掉金属屏蔽的电荷，解除线间的干扰问题。与非屏蔽双绞线相比，屏蔽双绞线比较昂贵，主要用于强电磁干扰环境。9按照其外部包裹的是金属编织层还是塑橡

4、外皮，可分为屏蔽双绞线10屏蔽双绞线独立双层屏蔽双绞线STP铝箔屏蔽双绞线 FTP屏蔽只有在整个电缆均有屏蔽装置，并且两端正确接地的情况下才起作用10屏蔽双绞线独立双层屏蔽双绞线STP11非屏蔽双绞线双绞线分为7类超五类非屏蔽双绞线六类非屏蔽双绞线六类非屏蔽双绞线比超五类更加稳定11非屏蔽双绞线双绞线分为7类12 同轴电缆典型的同轴电缆由一根内导体铜质芯线，外加绝缘层、密集网状编织导电金属屏蔽层以及外包装保护塑橡材料组成，其结构如图所示。在细缆10Base-2网络中，如果要将计算机网卡连接到同轴电缆上，还需要一个T型接头和BNC接插件。用户在安装时不能把不同类型的电缆混合使用，原因是不同型号的

5、同轴电缆其特征阻抗值是不同的，会导致网络连接失败。12 同轴电缆13图3 同轴电缆13图3 同轴电缆14同轴电缆分为两类：基带同轴电缆和宽带同轴电缆。计算机网络一般选用基带同轴电缆进行数据传输，宽带电缆是采用频分复用和模拟传输技术的同轴电缆，以前采用同轴电缆较多，主要是因为同轴电缆组成的总线形拓扑结构网络成本较低，但是单条电缆的损坏可能导致整个网络瘫痪，维护也难，所以同轴电缆已经是一种将近淘汰的传输介质。1415 光纤光纤是光导纤维的简称，它由能传导的石英玻璃纤维外加保护层构成，相对于金属导线来说具有重量轻、线径细的特点,外观如图4所示。外护套加固材料塑料屏蔽层玻璃纤维和包层图4光缆结构15

6、光纤外护套加固材料塑料屏蔽层玻璃纤维和包层图4光缆结16网络传输介质-光纤FCPC型光尾纤接头外形图SCPC型光尾纤接头外形图ST-PC型光尾纤接头外形图FC/PCSC/PC型光尾纤外形图16网络传输介质-光纤FCPC型光尾纤接头外形图SCPC17 传输介质用光纤传输电信号时，在发送端先将其变成光信号，而在接收端又要由光检测器还原成电信号。光纤的电信号传送过程如图5所示。图5 光纤的电信号传送过程17 传输介质用光纤传输电信号时，在发送端先将其变成光信号，18 传输介质2. 无线传输介质无线传输介质通过空间传输，不需要架设或铺埋地电缆或光纤，给施工带来很大方便。目前常用的无线传输技术有：微波通

7、信和卫星通信。 微波通信微波通信的载频通常为2GHz40GHz范围。因为频率很高，可同时传送多路信息，例如，一个频带为2MHz的频段可容纳500条话音线路，用来传输数字数据，速率可达数Mbps。微波通信的工作频率很高，与短波通信不一样，它是沿直线传播的，由于地球表面是个曲面，使微波传播的距离受限制。直接传播的距离与天线的高度有关，天线越高传播的距离越远，超过一定的距离就要用中继站来接力。18 传输介质2. 无线传输介质19 传输介质 卫星通信卫星通信是微波通信的一种特殊形式，卫星通信利用地球同步卫星做中继来转发微波信号。卫星通信可以克服地面微波通信距离的限制，一个地球卫星可以覆盖地地球的1/3

8、以上表面，三个这样的卫星就可以覆盖地球全部通信区域，这样，地球上的各个地面站这间都可互相通信。由于卫星通信频带宽，也可采用多路复用技术分为若干个子频道，有些用于由地面站向卫星发送，称为上行信道，而有些用于由卫星向地面转发，称为下行信道。卫星通信的优点是容量大，传输距离远；缺点是传输延迟时间长，对于数万里高度的卫星来说，以200m/s或5s/km的信号传播速度来计算，从发送站通过卫星转发到接收站的传播延迟的时间约要花数百毫秒，这相对于地面电缆的传播延迟时间来说，两者要相差几个数量级。19 传输介质 卫星通信20 传输介质3. 传输介质的选择传输介质的选择要从以下因素来考虑：网络拓扑的结构、实际需

9、要的通信容量、可靠性要求、能承受的价格范围。 双绞线的显著特点是价格便宜，但与同轴电缆相比，其带宽受到限制。对于单个建筑物内的低通信容量网络来说，双绞线性能价格比可能是最好的。 同轴电缆的价格要比双绞线贵一些，对于大多数局域网来说，需要连接较多设备而且通信容量相当大时可以选择同轴电缆。 光纤作为传输介质，与同轴电缆和双绞线相比具有一系列优点：频带宽、速率高、体积小、重量轻、衰减小、能电磁隔离、误码率低等，已广泛用于高速数据通信网。随着光通信技术的发展和成本降低，光纤作为网络的传输介质也得到了普遍采用。目前，便携式计算机已经有了很大的发展和普及，由于可随身携带，对于可移动的无线网的需求将日益增加

10、，无线数字网络类似蜂窝电话网，人们可以随时随地将计算机接入网络，发送和接收数据。20 传输介质3. 传输介质的选择21 负责在两个节点的物理层上按比特传递信息，完成信号的整形、放大和复制功能，以此来延长网络的长度。 2.4.1中继器 21 负责在两个节点的物理层上按比特传递信息，完成221) 中继器工作原理中继器(Repeater)是最简单也是较常用的连接设备(如图所示)，它的作用是将网络上的一个电缆段上传输的数据信号进行放大和整形，然后再发送到另一个电缆段上，以克服信号经过较长距离传输后引起的衰减。 2) 中继器特性(1) 中继器仅作用于物理层。(2) 只具有简单的放大、再生物理信号的功能。

11、(3) 由于中继器工作在物理层，在网络之间实现的是物理层连接，因此中继器只能连接相同的局域网。(4) 中继器可以连接相同或不同传输介质的同类局域网。(5) 中继器将多个独立的物理网连接起来，组成一个大的物理网络。(6) 由于中继器在物理层实现互联，所以它对物理层以上各层协议完全透明，也就是说，中继器支持数据链路及其以上各层的所有协议。2.4.1 中继器221) 中继器工作原理中继器(Repeater)是最简单也23 中继器的一种形式，区别在于集线器能够提供多端口服务，也称为多口中继器。 物理层设备-集线器 23 中继器的一种形式，区别在于集线器能够提供多端242.4.2 集线器集线器(HUB)

12、是计算机网络中连接多个计算机或其他设备的连接设备。集线器基本上是一个共享设备，其实质是一个中继器，主要提供信号放大和中转的功能，它把一个端口接收的全部信号向所有端口分发出去。一些集线器在分发之前将弱信号加强后重新发出，一些集线器则排列信号的时序以提供所有端口间的同步数据通信。图6是一台标准的24口集线器。图6 标准的24口集线器242.4.2 集线器集线器(HUB)是计算机网络中连接多个25集线器的应用特点（1） 优点l 集线器可扩充网络的规模，即延伸网络的距离和增加网络的节点数目。l 集线器安装极为简单，几乎不需要配置。l 集线器可以连接多个物理层不同；但高层（27层）协议相同或兼容的网络。

13、25集线器的应用特点26（2） 缺点l 集线器限制了介质的极限距离，例如：10BASET中的100m。l 集线器没有数据过滤的功能，它将收到的数据发送到所有的端口，因此，使用中继器连接多个网络后，会增加网络的信息量，易发生阻塞。l 集线器使用数量的限制，低速以太网应遵循的“5-4-3”规则。l 集线器互连网络中的多个节点共享网络集线器的带宽，因此，当节点数目过多时，冲突增加，网络性能急剧下降。l 集线器向所有端口转发广播信息，因此它不能控制广播风暴。26（2） 缺点27 集线器2. 集线器的分类集线器有多种类型，各个种类具有特定的功能、提供不同等级的服务。 按总线带宽的不同，集线器分为10M、

14、100M和10M/100M自适应三种； 按配置形式的不同可分为独立型、模块化和堆叠式三种； 按端口数目的不同主要有8口、16口、24口和32口几种； 按工作方式可分为智能型和非智能型两种。按工作方式区分有较普遍的意义，可以进一步划分为被动无源集线器、主动有源集线器、智能集线器和交换集线器四种。 被动无源集线器(passive HUB)被动集线器只把多段网络介质连接在一起，允许信号通过，不对信号做任何处理，它不能提高网络性能，也不能帮助检测硬件错误或性能瓶颈，只是简单地从一个端口接收数据并通过所有端口分发，这是集线器可以做的最简单的事情。一般的总线带宽是10M。27 集线器2. 集线器的分类28

15、 集线器 主动有源集线器(active HUB)主动集线器拥有被动集线器的所有性能，此外还能监视数据。在以太网实现存储转发功能中，主动集线器在转发之前检查数据，纠正损坏的分组并调整时序，并对微弱信号进行放大后转发。此外，主动集线器还可以报告哪些设备失效，从而提供了一定的诊断能力。 智能集线器(intelligent HUB)智能集线器除了主动集线器的特性外，还提供了集中管理功能。如果连接到智能集线器上的设备出了问题，可以很容易地识别、诊断和修补。智能集线器另一个出色的特性是可以为不同设备提供灵活的传输速率。除了上连到高速主干的端口外，智能集线器还支持到桌面的10/16/100Mbps的速率，即

16、支持以太网、令牌环和FDDI。 28 集线器 主动有源集线器(active HUB)29 集线器 交换集线器(switching HUB)交换集线器就是在一般智能集线器功能上又提供了线路交换能力和网络分段能力的一种智能集线器。由于集线器基本上是作为一种共享设备来定义的，因此很多时候也把它划入入门级的交换机类型中。交换机与集线器的区别在于：用集线器组成的网络称为共享式网络，用交换机组成的网络称为交换式网络。同时，集线器只能在半双工方式下工作，而交换机同时支持半双工和全双工操作。29 集线器 交换集线器(switching HUB)30 集线器3. 集线器的选择 以外形尺寸为选择依据如果计算机网络

17、内的用户比较少，被动无源集线器就比较适合。它们一般都有八个RJ-45口。如果准备将网络设备置于机柜中，需要选购几何尺寸符合机架标准的集线器。它们符合19英寸的工业规范，可以轻松地安装在机柜中，现在该类集线器以12口和24口的设备为主流。用户可依据自己站点数的不同选择不同端口数的集线器。 以带宽为选择依据集线器带宽的选择，主要决定于三个因素。 上连设备带宽：如果上连设备允许100M带宽，可购买100M集线器；否则10M集线器是理想的选择。 站点数：由于连在集线器上的所有工作站均争用同一个上行总线，处于同一冲突域内，所以站点数目太多，会形成广播风暴。通常，10M冲突域内的站点不宜超过25个，100

18、M冲突域内的站点不宜超过35个，如果有超出的趋势或已经超出，这种情况下应使用交换机来代替集线器。30 集线器3. 集线器的选择31 集线器 应用需求：一般来说，传输量相对较小时，带宽选10M就够了。如果传输量较大，且站点数比较多时应当选择100M。另外，有一双速集线器能自动在10/100M间切换。 以是否可管理为选择依据由于集线器最初是较低端的产品，且不可管理。随着技术的发展，部分集线器可通过增加网管模块实现对集线器的简单管理提供对SNMP支持。 按照扩展方式选择如果觉得端口不够，可以通过堆叠和级联两种扩展方式来增加端口数。 堆叠。在冲突域内的站点数不宜太多，堆叠层数也不能太多。一般可堆叠的层

19、数越多，说明集线器的稳定性越高。 级联。现行集线器有两种级联方式：若集线器本身带级联口，则两个集线器间用直通双绞线连接；若集线器上无级联口，可用交叉双绞线连接两集线器的任意两个端口。31 集线器 应用需求：一般来说，传输量相对较小时，带宽选32例：用集线器搭建简单的网络以1台服务器，3台PC机为例：一台HUB4块UTP接口的网卡4台PC机8个RJ45接头（水晶头）若干米UTP双绞线 NICHUBUTPPC机服务器32例：用集线器搭建简单的网络以1台服务器，3台PC机为例：332.4.3 交换机交换机的主要功能包括物理编址、网络拓扑结构、错误校验、帧序列以及流量控制。另外，交换机还具备对虚拟局域

20、网(VLAN)的支持、对链路汇聚的支持，甚至有的还具有防火墙的功能。如图7所示为交换机的外观示意图。图7交换机外观示意图332.4.3 交换机交换机的主要功能包括物理编址、网络拓扑34 交换机1. 交换机的作用 端口带宽的独享集线器不管有多少个端口，所有端口都是共享一条带宽，在同一时刻只能有二个端口传送数据，其他端口只能等待。而交换机最显著的特点在于端口带宽的独享。在同一时刻可进行多个端口对之间的数据传输。每一端口都是一个独立的冲突域，连接在其上的网络设备独自享有全部的带宽，无须同其他设备竞争使用。34 交换机1. 交换机的作用35 交换机当节点A向节点D发送数据时，节点B可同时向节点C发送数

21、据，而且这两个传输都享有网络的全部带宽，都有着自己的虚拟连接。假使这里使用的是100Mbps的以太网交换机，那么该交换机这时的总流通量就等于2100Mbps200Mbps，而使用100Mbps的共享式集线器时，一个集线器的总流通量也不会超出100Mbps。 识别MAC地址，并完成封装转发数据包交换机可以识别MAC地址，并把其存放在内部地址表中，通过在数据帧的始发者和目标接收者之间建立临时的交换路径，使数据帧直接由源地址到达目的地址。35 交换机当节点A向节点D发送数据时，节点B可同时向节点C36 交换机 网络分段使用带VLAN功能的交换机可以把网络“分段”，通过对照地址表，交换机只允许必要的网

22、络流量通过交换机。通过交换机的过滤和转发，分割通信量，使前往给定网段的某主机的数据包不至于传播到另一个网段上。这样可以有效的隔离广播风暴，减少误包和错包的出现，避免共享冲突。36 交换机 网络分段37 交换机2. 交换机的分类 从广义上来看，交换机分为两种：广域网交换机和局域网交换机。广域网交换机主要应用于电信领域，提供通信用的基础平台。而局域网交换机则应用于局域网络，用于连接终端设备，如计算机及网络打印机等。 从传输介质和传输速度上可分为以太网交换机、快速以太网交换机、千兆以太网交换机、FDDI交换机、ATM交换机和令牌环交换机等。 从规模应用上又可分为企业级交换机、部门级交换机和工作组交换

23、机等。各厂商划分的尺度并不是完全一致的，一般来讲，企业级交换机都是机架式，部门级交换机可以是机架式(插槽数较少)，也可以是固定配置式，而工作组级交换机为固定配置式(功能较为简单)。 从应用的规模来看，作为骨干交换机时，支持500个信息点以上大型企业应用的交换机为企业级交换机，支持300个信息点以下中型企业的交换机为部门级交换机，而支持100个信息点以内的交换机为工作组级交换机。37 交换机2. 交换机的分类38 交换机 从交换机工作的协议层来分有第2层交换机、第3层交换机和第4层交换机。第2层交换机依赖于链路层中的信息(如MAC地址)完成不同端口数据间的线速交换；第3层交换机具有路由功能，将I

24、P地址信息用于网络路径选择，并实现不同网段之间的线速交换；第4层交换机则使用传输层包含在每一个IP包包头的服务进程/协议(例如HTTP是用于传输Web，FTP是用于文件传输，Telnet用于终端通信、SSL用于安全通信等)进行交换和传输处理，实现带宽分配、故障诊断和对TCP/IP应用程序数据流进行访问控制功能。38 交换机 从交换机工作的协议层来分有第2层交换机、第339 第2 层交换机第2层交换机（Layer 2 Switch）属于链路层(Data Link Layer)的设备，又称为交换式集线器(Switch Hub)或多口网桥(Multi-port Bridge)，因为它同时具备了集线器

25、和网桥的功能。 第3 层交换机 第3层交换机(Layer 3 Switch)和路由器同在网络层(Network Layer)工作，而且彼此关系密切。事实上，第3层交换机除了具有原本第2层交换机的功能外，还能进行路由工作。39 第2 层交换机第2层交换机（Layer 2 Switc40 交换机3. 交换机的选择交换机是组成网络系统的核心设备。对用户而言，选择交换机时应注意以下几个方面： 转发方式转发方式主要分为直通式转发和存储式转发，由于不同的转发方式适应于不同的网络环境，因此，应当根据自己的需要做出相应的选择。低端交换机通常只拥有一种转发模式，或是存储转发模式，或是直通转发模式，往往只有中高端

26、产品才兼具两种转发模式，并具有智能转换功能，可根据通信状况自动切换转发模式。通常情况下，如果网络对数据的传输速率要求不是太高，可选择存储转发式交换机；如果网络对数据的传输速率要求较高，可应选择直通转发式交换机。40 交换机3. 交换机的选择41 交换机 注意合适的尺寸网络建设除了功能实用外，其结构的布局合理也是大家所要考虑的问题。为此，常常使用控制柜，来对各种网络设备进行整体控制和统一管理。这样的话，我们选择的交换机在尺寸上，必须和控制柜相吻合。为此，最好应该选择符合机架标准的19英寸机架式交换机。该类交换机符合统一的工业规范，可以轻松地安装在机柜中，便于堆叠、级联、管理和维护。如果没有上述需

27、求，桌面型的交换机具有更高的性能价格比。41 交换机 注意合适的尺寸42交换机 交换的速度要快交换机传输速度的选择，要根据不同用户不同的通信要求来选择。现在一般的网络都是10M以太网，再考虑到升级换代的需要，10M/100M自适应交换机就成为网络交换机的主流，甚至可以成为网络的标准交换设备。但随着通信要求的不断提高，数据传输流量的不断增大，现在又已经有了100M的交换机，还有1000M交换机甚至10000M交换机了。但是不同交换速度的交换机，在价格上表现的差距也是很大的，我们完全没有必要脱离实际数据传输信息量，而去片面追求交换机的高速交换性能。如果组建的网络规模较小，只要选择10M/100M自

28、适应交换机就可以了，因为这种类型的交换机价格不是太高，而且性能、速度等各方面都可以满足需求。42交换机 交换的速度要快43 交换机 端口数要够将来升级用现在网络对通信的要求越来越高，网络扩容的速度也是越来越快，因此我们最好在选购交换机时，要考虑到足够的扩展性，来选择适当的端口数目。现在市场上常见的交换机端口数有8、12、16、24、48等几种，而且不同的端口数在价格上也有一定的差别，如果从节约成本的角度来看，选择合适端口数的交换机也是一个不可忽视的环节。 根据使用要求选择合适的品牌就要根据各个用户的实际经济承受能力了，因为好的品牌的交换机在价格上可能要比普通品牌交换机要高出几个价位，好的品牌应

29、该是大型网络中骨干交换机的首选。如果只是部门级或者工作组级计算机网络使用，建议选择价格实惠的普通品牌交换机。43 交换机 端口数要够将来升级用44 交换机 管理控制功能由于交换机属于较为昂贵的设备，即使投资不能一次到位，也尽量做到三年内不落伍，这就要求我们在选择交换机时，也要把交换机的管理控制技术考虑在内。交换机的管理控制技术主要表现在交换机是否能够支持智能化管理技术，因为有了这种技术，网络管理员就可以减轻网络管理的维护工作量了；其次表现在交换机是否能支持多种信息流，现在一些新型交换机可以支持第三层的IP/IPX路由功能，有了这种功能，我们可以在必要时使用交换机来实现路由器的相关功能；再有，有

30、效的缓冲技术也是人们在选购交换机时考虑的要点，大的缓冲区可以应付网络各种突发性数据流量增加的需求，从而避免在网络访问高峰期间出现网络瓶颈或者导致网络堵塞甚至瘫痪。此外良好的可伸缩性以及可扩展性技术也是大家应该考虑的，因为从长远的角度来看，这些技术直接关系或者影响到交换机的升级换代。44 交换机 管理控制功能45 交换机 MAC地址数不同交换机每个端口所能够支持的MAC数量不同。有些交换机的每个端口只支持一个MAC地址，称之为单MAC交换机。单MAC交换机主要用于连接最终用户(即计算机或服务器)、网络共享资源(如磁盘阵列、网络打印机等)或路由器，不能用于连接集线器或含有多个网络设备的网段。有些交

31、换机的每个端口则可记忆多个MAC地址，称之为多MAC交换机。在该类交换机的每个端口，都有足够内存(Buffer)记忆多个MAC地址，从而“记住”该端口连接站点的情况，因此，适用于作为网络主干并连接集线器。由于Buffer容量的大小限制了这个交换机所能够提供的交换地址容量，所以，当该端口所容纳的计算机数量超过了地址容量时，目的站的MAC地址将很可能并没有保存在该交换机端口的MAC地址表中，那么，该帧即将以广播方式发向交换机的每个端口。当这种情况频频发生时，将在很大程度上影响网络中数据的传输效率。在中型网络中，由于网络中计算机和网络设备的数量有限，所以，交换机只要能够记忆1024个MAC地址基本上

32、就可以了，而一般的交换机通常都能做到这一点。45 交换机 MAC地址数46 交换机 扩展树当一个交换机有两个或两个以上的端口与其他交换机相连时，由于会产生冗余回路，从而产生“拓扑环”问题(Topology Loops)。即当某个网段的数据包通过某台交换机传输到另一个网段，而返回的数据包通过另一台交换机返回源地址的现象。一般情况，交换机采用扩展树(Spanning Tree，也称生成树)协议算法让网络中的每一个桥接设备相互知道，以自动防止“拓扑环”现象的发生。交换机通过将检测到的“拓扑环”中的某个端口断开，达到消除“拓扑环”的目的，维持网络中的拓扑树的完整性。在网络设计中，“拓扑环”常被推荐用于

33、关键数据链路的冗余备份链路选择。所以，带有扩展树协议支持的交换机可以用于连接网络中关键资源的交换冗余。骨干交换机和中心交换机必须支持扩展树，否则，将无法搭建具有冗余机制的网络拓扑。46 交换机 扩展树47 交换机 背板带宽由于所有端口间的通信都需要通过背板完成，所有背板所能够提供的带宽就成为端口间并发通信时的瓶颈。带宽越大，能够给各通信端口提供的可用带宽越大，数据交换速度越快，带宽越小，则能够给各通信端口提供的可用带宽越小，数据交换机速度也就越慢。因此，在端口带宽、延迟时间相同的情况下，背板带宽越大，交换机的传输速率则越快。当然，背板带宽越大越好，特别是对那些骨干交换机和中心交换机而言。47

34、交换机 背板带宽4810Mb/s UTP100Mb/s UTP （连接校园网）1000Mb/s Fiber100Mb/s UTP校园网络结构示意图二级交换机千兆主干交换机服务器HUB机房计算机4810Mb/s UTP100Mb/s UTP （连接校园网49 网桥（Bridge）是一个局域网与另一个局域网之间建立连接的桥梁。网桥是属于数据链路层的设备，它的作用是扩展网络和通信手段，在各种传输介质中转发数据信号，扩展网络的距离，同时又有选择地将有地址的信号从一个传输介质发送到另一个传输介质，并能有效地限制两个介质系统中无关紧要的通信。 网桥 49 网桥（Bridge）是一个局域网与另一个局域50网

35、络层互联设备-路由器 50网络层互联设备-路由器 51什么是路由选择一个将数据包发往某个目标网段或主机的路径就是路由的过程。用户产生的数据流比如文件，视频流，电子邮件等等应用被从一个逻辑的源转发到一个逻辑的目的地。用来表示逻辑源和逻辑目的地的是IP地址，因此我们认为路由的过程是将不同IP地址网段的IP包进行转发。那么实现这一功能的设备我们称之为路由器。51什么是路由选择一个将数据包发往某个目标网段或主机的路径就52用路由器进行网络互联 HUB路由器冲突域2冲突域1路由器可以隔离冲突域和广播域 HUB HUB冲突域3广播域2广播域152用路由器进行网络互联 HUB路由器冲突域2冲突531、路由器

36、的功能 在网络间截获发送到远地网段的报文，起转发的作用。 选择最合理的路由，引导通信。 按照预定的规则把大的数据包分解成适当大小的数据包，到达目的地后再把分解的数据包包装成原有形式。 多协议的路由器可以连接使用不同通信协议的网络段，作为不同通信协议网络段通信连接的平台。 路由器的主要任务是把通信引导到目的地网络，然后到达特定的节点站地址。531、路由器的功能 在网络间截获发送到远地网段的54路由表的作用路由器就像网络中的向导一样，当IP包来到路由器后有一个很重要的任务就是查看该路由器是否知道这个IP数据包要去的目的地。路由器采用自动学习，依靠路由协议学习或网络管理员手动配置等方式获得IP数据包

37、要去往的目的地信息。路由器将这些信息形成“档案”有选择的存放在路由表中，以便提供路由服务。路由表Packet54路由表的作用路由器就像网络中的向导一样，当IP包来到路由55 路由器2. 路由器的分类我们可以从不同的角度对路由器进行不同的分类。例如：从支持网络协议能力的角度，我们可以将路由器分为单协议路由器和多协议路由器。从工作位置来分，可以将其分为访问路由器和边界路由器。从连接规模和能力考虑，又可以将其分为区域路由器、企业路由器、园区路由器等，它们分别用于构建不同规模的互联网络。3. 路由器的特点智能性55 路由器2. 路由器的分类56 路由器4. 路由器的选择 类型对口实用按照连接方式的不同

38、，路由器又可以分为直连路由和非直连路由，由路由器各网络接口所直连的网络之间使用直连路由进行通信。如果要实现两个局域网的点到点连接，可以选用直连路由，这种路由器配置操作简单，特别适合那些没有专门网管人员的单位，因为这种类型的路由在配置完路由器网络接口的IP地址后自动生成的，而不再需要其他复杂的配置。如果单位组建的局域网是和其他许多局域网进行互联，此时就必须选择使用非直连路由。非直连路由是指人工配置的静态路由或通过运行动态路由协议而获得的动态路由。其中静态路由比动态路由具有更高的可操作性和安全性。56 路由器4. 路由器的选择57 路由器 性价比考虑根据性能和价格，路由器还可分为低端、中端和高端三

39、类。高端路由器又称核心路由器。低、中端路由器每秒的信息吞吐量一般在几千万至几十亿比特之间，而高端路由器每秒信息吞吐量均在100亿比特以上。对于低端路由器来说，它是许多用户首先需要考虑的品种，也是局域网用户接触最多的一种产品了。如果局域网中包含的主机很多，需要处理和传输的信息量很大的话，就应该考虑选择中端路由器了。与低端路由器相比，中端路由器支持的网络协议多、速度快，要处理各种局域网类型，支持多种协议，包括IP、IPX和Vine，还要支持防火墙、包过滤以及大量的管理和安全策略以及VLAN(虚拟局域网)。高端路由器一般使用在某个行业或者系统的主干网上。互联网目前由几十个主干网构成，每个主干网服务几

40、千个小网络，高端路由器实现企业级网络的互联。由于高端路由器工作的特殊性，因此对它的选择要求是速度和可靠性第一，而价格则处于次要地位。57 路由器 性价比考虑58 路由器 端口选择常见的路由器端口至少应包含局域网端口和广域网端口各一个。广域网端口主要包括同步并口和异步串口之分，大部分路由器同时具备这两种端口。广域网端口为同/异步可调，AUX为一异步拨号备份端口，当主通讯线路通讯中断时，异步拨号备份线路自动拨通，以保持数据交换的连续性。对于局域网，主要包括以太网、令牌环、令牌总线、FDDI等网络接口；而且大部分局域网都是通过双绞线与路由器连接的，因此大部分路由器都带有RJ45口。当然，也有的路由器

41、产品的LAN接口为AUI(粗缆)接口的，这种类型的路由器和局域网连接时需通过AUI-RJ45的转发器接到双绞线上。不同的接口，用于不同规模、不同要求的局域网，大家一定要根据组建局域网的原则和要求来进行选择。我们用户在建立局域网时，应首先规划好局域网是通过什么方式和因特网连接，这样可以确定路由器应该包含什么广域网接口，然后确定局域网中使用的何种传输介质来确定路由器的局域网接口类型；不过从应用的角度来看，路由器包含的接口多一点有更大的扩展余地，对局域网规模的拓展非常方便。58 路由器 端口选择59 路由器 安全性在满足需求的条件下，网络的可靠性、安全性必须尽可能高。路由器的稳定安全与否，直接决定了内部网络的安全。网络系统的安全性可以体现在两方面。一方面是网络本身的安全性，网络不能受非授权路由协议、管理协议的控制。另一方面网络上传输的数据应当是安全的，该方面的安全考虑通常使用端到端的加密协议或VPN实现。目前许多厂家的路由器可以设置访问权限列表，控制哪些数据才可以进出路由器，实现防火墙的功能，防止非法用户的入侵。路由器的另外一个作用就是地址转换功能，顾名思义，在使用路由器对外连接时，路由器能够屏蔽公司内部局域网的网络地址，利用地址转换功能统