计算机网络设备课件-002

第3章计算机网络设备清华大学出版社ISBN978-7-302-26755-3第3章计算机网络设备清华大学出版社ISBN97813.1传输介质和连接器3.1.1传输介质3.1.2连接器3.1.3直通线、交叉线和全反线3.1传输介质和连接器3.1.1传输介质23.1.1传输介质传输介质有两大类：有线传输介质和无线传输介质有线传输介质有：双绞线；同轴电缆；光缆。常用的无线传输介质有：无线电；红外线；微波；激光。3.1.1传输介质传输介质有两大类：3UTP-5非屏蔽双绞线非屏蔽双绞线（UTP）集中多对双绞线，外面包一层塑料增强保护层形成价格便宜、安装方便。其特性阻抗为100Ω双绞线施工用到的组网工具有：压线钳、打线器、电缆测试仪等UTP-5非屏蔽双绞线非屏蔽双绞线（UTP）集中多对双绞4光纤光纤的纤芯采用高纯度的二氧化硅，并掺有少量的掺杂剂，以提高纤芯的光折射率光传输工作原理是：光纤通过特定角度射入光纤的光来工作光纤通信系统是以光波为载体、光导纤维为传输介质的通信方式，起主导作用的是光源、光纤、光发送机和光接收机光纤光纤的纤芯采用高纯度的二氧化硅，并掺有少量的掺杂剂，以提5光纤技术性能参数光纤技术性能参数63.1.2连接器连接器用于实现网络节点设备之间的连接，连接器的位置在连接线的两端。以端节点与访问节点之间的连接器为例一般把端节点一侧的设备称为数据终端设备（DTE）访问节点一侧的设备称为数据电路端接设备（DCE）DTE为插头（针），DEC为插座（孔）连接器的机械尺寸和线序的排列是有规则的，属于物理层协议3.1.2连接器连接器用于实现网络节点设备之间的连接，连接7RJ45连接器的线序排列遵循EIA/TIA568A和EIA/TIA568B标准标准规定的线序必须严格遵守，UTP-5使用时选择橙和绿两个线对，原因有两个一是开放性要求，二是每根线的材质不一样RJ45连接器的线序排列遵循EIA/TIA568A和EIA8光纤有3种连接器光纤的连接是一种对接耦合式连接

1、ST型连接器2、SC型连接器3、FC型连接器光纤有3种连接器光纤的连接是一种对接耦合式连接9网络中常用的连接器和接口名称网络中常用的连接器和接口名称103.1.3直通线、交叉线和全反线直通线用于异种设备之间的连接交叉线用于同种设备之间的连接全反线计算机连接网络设备的控制口3.1.3直通线、交叉线和全反线直通线用于异种设备之间的连113.2网络适配器3.2.1网络适配器的用途3.2.2网络适配器的连接3.2网络适配器3.2.1网络适配器的用途123.2.1网络适配器的用途网络适配器也称为网卡提供网络中计算机主机与网络传输系统之间的网络接口按有无物理上的通信线缆分类，分为有线网卡和无线网卡3.2.1网络适配器的用途网络适配器也称为网卡133.2.2网络适配器的连接从CPU的观点来看，网卡同任何I/O控制器设备是一样的可以把网络环境看成是计算机的外部设备，网卡就是I/O适配器3.2.2网络适配器的连接从CPU的观点来看，网卡同任何I/143.3调制解调器3.3.1调制解调器的作用3.3.2Modem的标准和分类3.3.3Modem的基本功能3.3调制解调器3.3.1调制解调器的作用153.3.1调制解调器的作用调制解调器(Modem)属于DCE，是一种信号变换设备调制解调器是属于通信子网的设备，但是位置通常在用户一侧调制解调器用来把计算机设备输出的数字信号变换成模拟信号3.3.1调制解调器的作用调制解调器(Modem)属于DCE163.3.2Modem的标准和分类Modem的调制方式和数据传输率的标准由国际电信联盟(ITU)制订Modem的主要分类方法有：1、按通信设备2、按数据传输方式3、按通信方式(数据传输方向)4、按照Modem支持的物理接口5、按Modem安装的位置3.3.2Modem的标准和分类Modem的调制方式和数据173.3.3Modem的基本功能1、提供双向同时通信方式；2、自动拨号和应答，安全可靠回呼；3、自动线路质量检测、自动协商速率；4、自动呼叫监视、呼叫等待和自动重拨；5、支持常用的文件传输协议；6、具有存储电话号码、自动故障诊断、声光指示等；7、支持与HayesAT命令集兼容，可以进行编程控制；8、可用于普通电话线路或专线；9、具有差错控制、数据压缩和传真功能。3.3.3Modem的基本功能1、提供双向同时通信方式；183.4网桥3.4.1网桥的功用3.4.2网桥的工作原理3.4网桥3.4.1网桥的功用193.4.1网桥的功用网桥是在数据链路层实现网络互连的网络互连设备网桥被广泛用于异种局域网的互连网桥的特点是：具有过滤功能，减少网络拥塞网桥扩展了LAN的有效长度防止错误扩散，网桥隔断了某些潜在的网络故障3.4.1网桥的功用网桥是在数据链路层实现网络互连的网络互203.4.2网桥的工作原理网桥具有自学习功能，网桥采用逆向学习的方法获得路径信息透明网桥能够一边转发帧，一边通过学习建立起端口和网络地址的对照表网桥的操作过程是：侦听每个端口上是否有帧到达；保存到达帧的源MAC地址以及接收它的端口号到站表缓冲区；查看接收到的每个帧的目的MAC地址，若站缓冲区中无此地址，广播MAC地址，转发该帧到所有其它端口，若站缓冲区中存在该MAC地址，则转发到相应端口，若源MAC地址和目的MAC地址所对应的端口相同，则将该帧丢弃3.4.2网桥的工作原理网桥具有自学习功能，网桥采用逆向学习213.5路由器3.5.1路由器的作用3.5.2路由器的结构3.5.3路由器的工作原理3.5路由器3.5.1路由器的作用223.5.1路由器的作用路由器(Router)是在网络层实现互连的网络设备路由器通过IP分组中的IP地址标识，查找路由表中的表项，确定如何转发IP分组3.5.1路由器的作用路由器(Router)是在网络层实现233.5.2路由器的结构路由器由输入端口、交换结构、选路处理器（路由选择模块）、输出端口组成路由器的交换结构有三种交换方式：1、经内存交换、2、经一根总线交换、3、经一个互联网络交换3.5.2路由器的结构路由器由输入端口、交换结构、选路处理243.5.3路由器的工作原理路由器可以根据网络层的协议类型、网络号、主机的网络地址、子网掩码、高层协议的类型等来监控、拦截和过滤信息路由器通过IP地址和子网掩码的组合区分各个子网路由器还有流量控制能力，可以采用优化的路由算法均衡网络负载路由器也需要操作系统才能进行网络系统配置路由器的主要技术指标路由器类型指标路由器的性能指标3.5.3路由器的工作原理路由器可以根据网络层的协议类型、253.6交换机3.6.1交换机概述3.6.2交换机的工作原理3.6.3交换机的工作方式3.6.4交换机的分类3.6.5以太网交换机3.6.6交换机的级联和堆叠3.6.7多层交换的概念3.6.8局域网采用三层交换技术3.6.9三层交换与传统路由器的比较3.6交换机3.6.1交换机概述263.6.1交换机概述交换机（switch）是一个多端口的网桥，交换机是一种组网设备3.6.1交换机概述交换机（switch）是一个多端口的网27交换机的重要特性交换机的重要特性主要包括：1、MAC地址表的大小；2、端口的自适应能力；3、模块的热插拔；4、端口限速；5、背板总线带宽；6、转发速率；7、端口聚合。交换机的重要特性交换机的重要特性主要包括：283.6.2交换机的工作原理交换机从源端口读取帧，依据帧的目的MAC地址，通过MAC地址（转发）表，将帧交换到目的端口交换机采用“逆向学习”获得地址表的信息3.6.2交换机的工作原理交换机从源端口读取帧，依据帧的目293.6.3交换机的工作方式交换机的交换方式有三种：存储转发；直通；碎片丢弃3.6.3交换机的工作方式交换机的交换方式有三种：303.6.4交换机的分类根据物理结构可分为：独立式；堆叠式；模块化3.6.4交换机的分类根据物理结构可分为：313.6.5以太网交换机以太网交换机用来构建以太网以太网交换机依据在组网中位置和作用的不同，分为核心层交换机、汇聚层交换机和接入层交换机管理接口用于对交换机进行配置和控制管理交换机支持VLAN，初始时，交换机的所有端口均属于VLAN13.6.5以太网交换机以太网交换机用来构建以太网323.6.7多层交换的概念一个想法是使交换机既保持交换的高性能，又具有路由能力，这种思想导致了三层路由交换机的出现三层交换机能够实现路由器的全部功能，是Intranet的主要组网设备3.6.7多层交换的概念一个想法是使交换机既保持交换的高性333.6.8局域网采用三层交换技术局域网采用的三层交换技术主要有两种：下一跳解析协议；NetFlow交换3.6.8局域网采用三层交换技术局域网采用的三层交换技术主34其原理是：假设两个使用IP协议的站点A、B通过第三层交换机进行通信，发送站点A在开始发送时，把自己的IP地址与B站的IP地址比较，判断B站是否与自己在同一子网内。若目的站B与发送站A在同一子网内，则进行二层的转发。若两个站点不在同一子网内，如发送站A要与目的站B通信，发送站A要向“缺省网关”发出ARP(地址解析)封包，而“缺省网关”的IP地址其实是三层交换机的三层交换模块。当发送站A对“缺省网关”的IP地址广播出一个ARP请求时，如果三层交换模块在以前的通信过程中已经知道B站的MAC地址，则向发送站A回复B的MAC地址。否则三层交换模块根据路由信息向B站广播一个ARP请求，B站得到此ARP请求后向三层交换模块回复其MAC地址，三层交换模块保存此地址并回复给发送站A,同时将B站的MAC地址发送到二层交换引擎的MAC地址表中。从这以后，当A向B发送的数据包便全部交给二层交换处理，信息得以高速交换。由于仅仅在路由过程中才需要三层处理，绝大部分数据都通过二层交换转发，因此三层交换机的速度很快，接近二层交换机的速度，同时比相同路由器的价格低很多。其原理是：假设两个使用IP协议的站点A、B通过第三层交换机进353.6.9三层交换与传统路由器的比较3.6.9三层交换与传统路由器的比较363.7网络服务器主机3.7.1服务器主机基本概念3.7.2服务器主机和集群技术3.7网络服务器主机3.7.1服务器主机基本概念373.7.1服务器主机基本概念服务器是软件的概念人们通常讲的服务器其实是装有服务器软件的主机服务器的类型可以依据4方面进行划分可靠性通常采用冗余技术，冗余技术是一种部件级的“热备概念”3.7.1服务器主机基本概念服务器是软件的概念381、有事业的峰峦上，有汗水的溪流飞淌；在智慧的珍珠里，有勤奋的心血闪光。2、人们走过的每一个足迹，都是自己生命的留言；留给今天翻过的日历，留给未来永久的历史。3、人生是一座可以采掘开拓的金矿，但总是因为人们的勤奋程度不同，给予人们的回报也不相同。4、理想之风扯满人生的帆；奋斗之杆举起理想之旗。5、人应该学会走自己的路，但更应该掌握手中的罗盘。6、不能因为人生的道路坎坷，就使自己的身躯变得弯曲；不能因为生活的历程漫长，就使求索的脚步迟缓。7、人生的意义在理想的光辉中闪烁；生命的价值在创造的生活中闪现。8、只有走完平凡的路程，才能达到伟大的目标。9、奋斗目标是人生的精神支柱。10、共同的事业，共同的斗争，可以使人们产生忍受一切的力量。——奥斯特洛夫斯基11、属于每个人的道路，都在每个人的足下；属于每个人的历史，都在每个人的身后。12、终于有一天，海水和泪都是甜的。13、有志者自有千方百计，无志者只有千难万难。14、贫不足羞，可羞是贫而无志。——吕坤15、人，只要有一种信念，有所追求，什么艰苦都能忍受，什么环境也都能适应。——丁玲16、人生的途程是遥远的，只要双脚不息地前行，道路就会向远方延伸。17、理想是人生的坚实支柱，如果失去了生活的理想，精神也就会随之而瘫痪。18、目标不是都能达到的，但它可以作为瞄准点。28、我学习了一生，现在我还在学习，而将来，只要我还有精力，我还要学习下去。——别林斯基

29、任何时候我也不会满足，越是读书，就越是深刻的感到不满足，越是感到自己的知识贫乏。——马克思

30、外国语是人生斗争的一种武器。——马克思

31、学习这件事不在乎有没有人教你，最重要的是在于你自己有没有觉悟和恒心。——法布尔

32、笔落惊风雨,诗成泣鬼神。——杜甫

33、别裁伪体亲风雅,转益多师是汝师。——杜甫28、我学习了一生，现在我还在学习，而将来，只要我还有精力，我还要学习下去。——别林斯基

29、任何时候我也不会满足，越是读书，就越是深刻的感到不满足，越是感到自己的知识贫乏。——马克思

30、外国语是人生斗争的一种武器。——马克思

31、学习这件事不在乎有没有人教你，最重要的是在于你自己有没有觉悟和恒心。——法布尔

32、笔落惊风雨,诗成泣鬼神。——杜甫

33、别裁伪体亲风雅,转益多师是汝师。——杜甫1、有事业的峰峦上，有汗水的溪流飞淌；在智慧的珍珠里，有勤奋39第3章计算机网络设备清华大学出版社ISBN978-7-302-26755-3第3章计算机网络设备清华大学出版社ISBN978403.1传输介质和连接器3.1.1传输介质3.1.2连接器3.1.3直通线、交叉线和全反线3.1传输介质和连接器3.1.1传输介质413.1.1传输介质传输介质有两大类：有线传输介质和无线传输介质有线传输介质有：双绞线；同轴电缆；光缆。常用的无线传输介质有：无线电；红外线；微波；激光。3.1.1传输介质传输介质有两大类：42UTP-5非屏蔽双绞线非屏蔽双绞线（UTP）集中多对双绞线，外面包一层塑料增强保护层形成价格便宜、安装方便。其特性阻抗为100Ω双绞线施工用到的组网工具有：压线钳、打线器、电缆测试仪等UTP-5非屏蔽双绞线非屏蔽双绞线（UTP）集中多对双绞43光纤光纤的纤芯采用高纯度的二氧化硅，并掺有少量的掺杂剂，以提高纤芯的光折射率光传输工作原理是：光纤通过特定角度射入光纤的光来工作光纤通信系统是以光波为载体、光导纤维为传输介质的通信方式，起主导作用的是光源、光纤、光发送机和光接收机光纤光纤的纤芯采用高纯度的二氧化硅，并掺有少量的掺杂剂，以提44光纤技术性能参数光纤技术性能参数453.1.2连接器连接器用于实现网络节点设备之间的连接，连接器的位置在连接线的两端。以端节点与访问节点之间的连接器为例一般把端节点一侧的设备称为数据终端设备（DTE）访问节点一侧的设备称为数据电路端接设备（DCE）DTE为插头（针），DEC为插座（孔）连接器的机械尺寸和线序的排列是有规则的，属于物理层协议3.1.2连接器连接器用于实现网络节点设备之间的连接，连接46RJ45连接器的线序排列遵循EIA/TIA568A和EIA/TIA568B标准标准规定的线序必须严格遵守，UTP-5使用时选择橙和绿两个线对，原因有两个一是开放性要求，二是每根线的材质不一样RJ45连接器的线序排列遵循EIA/TIA568A和EIA47光纤有3种连接器光纤的连接是一种对接耦合式连接

1、ST型连接器2、SC型连接器3、FC型连接器光纤有3种连接器光纤的连接是一种对接耦合式连接48网络中常用的连接器和接口名称网络中常用的连接器和接口名称493.1.3直通线、交叉线和全反线直通线用于异种设备之间的连接交叉线用于同种设备之间的连接全反线计算机连接网络设备的控制口3.1.3直通线、交叉线和全反线直通线用于异种设备之间的连503.2网络适配器3.2.1网络适配器的用途3.2.2网络适配器的连接3.2网络适配器3.2.1网络适配器的用途513.2.1网络适配器的用途网络适配器也称为网卡提供网络中计算机主机与网络传输系统之间的网络接口按有无物理上的通信线缆分类，分为有线网卡和无线网卡3.2.1网络适配器的用途网络适配器也称为网卡523.2.2网络适配器的连接从CPU的观点来看，网卡同任何I/O控制器设备是一样的可以把网络环境看成是计算机的外部设备，网卡就是I/O适配器3.2.2网络适配器的连接从CPU的观点来看，网卡同任何I/533.3调制解调器3.3.1调制解调器的作用3.3.2Modem的标准和分类3.3.3Modem的基本功能3.3调制解调器3.3.1调制解调器的作用543.3.1调制解调器的作用调制解调器(Modem)属于DCE，是一种信号变换设备调制解调器是属于通信子网的设备，但是位置通常在用户一侧调制解调器用来把计算机设备输出的数字信号变换成模拟信号3.3.1调制解调器的作用调制解调器(Modem)属于DCE553.3.2Modem的标准和分类Modem的调制方式和数据传输率的标准由国际电信联盟(ITU)制订Modem的主要分类方法有：1、按通信设备2、按数据传输方式3、按通信方式(数据传输方向)4、按照Modem支持的物理接口5、按Modem安装的位置3.3.2Modem的标准和分类Modem的调制方式和数据563.3.3Modem的基本功能1、提供双向同时通信方式；2、自动拨号和应答，安全可靠回呼；3、自动线路质量检测、自动协商速率；4、自动呼叫监视、呼叫等待和自动重拨；5、支持常用的文件传输协议；6、具有存储电话号码、自动故障诊断、声光指示等；7、支持与HayesAT命令集兼容，可以进行编程控制；8、可用于普通电话线路或专线；9、具有差错控制、数据压缩和传真功能。3.3.3Modem的基本功能1、提供双向同时通信方式；573.4网桥3.4.1网桥的功用3.4.2网桥的工作原理3.4网桥3.4.1网桥的功用583.4.1网桥的功用网桥是在数据链路层实现网络互连的网络互连设备网桥被广泛用于异种局域网的互连网桥的特点是：具有过滤功能，减少网络拥塞网桥扩展了LAN的有效长度防止错误扩散，网桥隔断了某些潜在的网络故障3.4.1网桥的功用网桥是在数据链路层实现网络互连的网络互593.4.2网桥的工作原理网桥具有自学习功能，网桥采用逆向学习的方法获得路径信息透明网桥能够一边转发帧，一边通过学习建立起端口和网络地址的对照表网桥的操作过程是：侦听每个端口上是否有帧到达；保存到达帧的源MAC地址以及接收它的端口号到站表缓冲区；查看接收到的每个帧的目的MAC地址，若站缓冲区中无此地址，广播MAC地址，转发该帧到所有其它端口，若站缓冲区中存在该MAC地址，则转发到相应端口，若源MAC地址和目的MAC地址所对应的端口相同，则将该帧丢弃3.4.2网桥的工作原理网桥具有自学习功能，网桥采用逆向学习603.5路由器3.5.1路由器的作用3.5.2路由器的结构3.5.3路由器的工作原理3.5路由器3.5.1路由器的作用613.5.1路由器的作用路由器(Router)是在网络层实现互连的网络设备路由器通过IP分组中的IP地址标识，查找路由表中的表项，确定如何转发IP分组3.5.1路由器的作用路由器(Router)是在网络层实现623.5.2路由器的结构路由器由输入端口、交换结构、选路处理器（路由选择模块）、输出端口组成路由器的交换结构有三种交换方式：1、经内存交换、2、经一根总线交换、3、经一个互联网络交换3.5.2路由器的结构路由器由输入端口、交换结构、选路处理633.5.3路由器的工作原理路由器可以根据网络层的协议类型、网络号、主机的网络地址、子网掩码、高层协议的类型等来监控、拦截和过滤信息路由器通过IP地址和子网掩码的组合区分各个子网路由器还有流量控制能力，可以采用优化的路由算法均衡网络负载路由器也需要操作系统才能进行网络系统配置路由器的主要技术指标路由器类型指标路由器的性能指标3.5.3路由器的工作原理路由器可以根据网络层的协议类型、643.6交换机3.6.1交换机概述3.6.2交换机的工作原理3.6.3交换机的工作方式3.6.4交换机的分类3.6.5以太网交换机3.6.6交换机的级联和堆叠3.6.7多层交换的概念3.6.8局域网采用三层交换技术3.6.9三层交换与传统路由器的比较3.6交换机3.6.1交换机概述653.6.1交换机概述交换机（switch）是一个多端口的网桥，交换机是一种组网设备3.6.1交换机概述交换机（switch）是一个多端口的网66交换机的重要特性交换机的重要特性主要包括：1、MAC地址表的大小；2、端口的自适应能力；3、模块的热插拔；4、端口限速；5、背板总线带宽；6、转发速率；7、端口聚合。交换机的重要特性交换机的重要特性主要包括：673.6.2交换机的工作原理交换机从源端口读取帧，依据帧的目的MAC地址，通过MAC地址（转发）表，将帧交换到目的端口交换机采用“逆向学习”获得地址表的信息3.6.2交换机的工作原理交换机从源端口读取帧，依据帧的目683.6.3交换机的工作方式交换机的交换方式有三种：存储转发；直通；碎片丢弃3.6.3交换机的工作方式交换机的交换方式有三种：693.6.4交换机的分类根据物理结构可分为：独立式；堆叠式；模块化3.6.4交换机的分类根据物理结构可分为：703.6.5以太网交换机以太网交换机用来构建以太网以太网交换机依据在组网中位置和作用的不同，分为核心层交换机、汇聚层交换机和接入层交换机管理接口用于对交换机进行配置和控制管理交换机支持VLAN，初始时，交换机的所有端口均属于VLAN13.6.5以太网交换机以太网交换机用来构建以太网713.6.7多层交换的概念一个想法是使交换机既保持交换的高性能，又具有路由能力，这种思想导致了三层路由交换机的出现三层交换机能够实现路由器的全部功能，是Intranet的主要组网设备3.6.7多层交换的概念一个想法是使交换机既保持交换的高性723.6.8局域网采用三层交换技术局域网采用的三层交换技术主要有两种：下一跳解析协议；NetFlow交换3.6.8局域网采用三层交换技术局域网采用的三层交换技术主73其原理是：假设两个使用IP协议的站点A、B通过第三层交换机进行通信，发送站点A在开始发送时，把自己的IP地址与B站的IP地址比较，判断B站是否与自己在同一子网内。若目的站B与发送站A在同一子网内，则进行二层的转发。若两个站点不在同一子网内，如发送站A要与目的站B通信，发送站A要向“缺省网关”发出ARP(地址解析)封包，而“缺省网关”的IP地址其实是三层交换机的三层交换模块。当发送站A对“缺省网关”的IP地址广播出一个ARP请求时，如果三层交换模块在以前的通信过程中已经知道B站的MAC地址，则向发送站A回复B的MAC地址。否则三层交换模块根据路由信息向B站广播一个ARP请求，B站得到此ARP请求后向三层交换模块回复其MAC地址，三层交换模块保存此地址并回复给发送站A,同时将B站的MAC地址发送到二层交换引擎的MAC地址表中。从这以后，当A向B发送的数据包便全部交给二层交换处理，信息得以高速交换。由于仅仅在路由过程中才需要三层处理，绝大部分数据都通过二层交换转发，因此三层交换机的速度很快，接近二层交换机的速度，同时比相同路由器的价格低很多。其原理是：假设两个使用IP协议的站点A、B通过第三层交换机进743.6.9三层交换与传统路由器的比较3.6.9三层交换与传统路由器的比较753.7网络服务器主机3.7.1服务器主机基本概念3.7.2服务器主机和集群技术3.7网络服务器主机3.7.1服务器主机基本概念763.7.1服务器主机基本概念服务器是软件