网络传输介质和网络互联设备概论

第4章网络传输介质和网络互联设备本章学习要点：认识各种网络传输介质并了解它们的各种特性。掌握双绞线连接方法掌握几种无线传输介质认识各种网络互联设备掌握常用的路由器、交换机等设备的工作原理、参数设置及连接方法。节：4.1网络传输介质双绞线同轴电缆光纤无线其他网络传输介质的特点常用组网工具双绞线双绞线（TwistedPairwire,TP） 是由相互绞合在一起的线对组成。由于基于双绞线的星型拓扑比总线拓扑更容易维护，所以双绞线成为目前组建局域网时最常用的一种传输介质。双绞线的结构双绞线的分类双绞线的连接方法双绞线的结构双绞线（TP）的结构类似于电话线，由绝缘的彩色铜线对组成，两根铜线互相缠绕在一起。每对铜线中的一根传输信号，另一根接地并吸收干扰。每一对铜线中，每英寸的缠绕数量越多，对所有形式噪声的抗噪性就越好。质量越好，价格越高的双绞线电缆在每英寸中的缠绕数量也越多。双绞线分类屏蔽双绞线（ShieldedTwistedPairedSTP）非屏蔽双绞线（UnshieldedTwistedPaired,UTP）屏蔽双绞线屏蔽双绞线（STP）的缠绕电线对被一种金属箔制成的屏蔽层所包围，而且每个线对中的电线也是相互绝缘的。屏蔽层上的噪声与双绞线上的噪声反相，从而使得两者相抵消来达到屏蔽噪声的功能。非屏蔽双绞线（UTP）包括一对或多对由塑料封套包裹的绝缘电线对。UTP没有屏蔽双绞线的屏蔽层。因此，UTP比STP更便宜，抗噪性也相对较低。非屏蔽双绞线STP和UTP比较：吞吐量：两者传输速率都达到10Mbps，但CAT5UTP在特殊环境下的数据传输速度可达100Mbps，甚至更高。成本：STP和UTP的成本区别在于所使用的铜芯级别、缠绕率以及增强技术。一般来说，STP比UTP更昂贵。抗噪性：STP具有屏蔽层，因而它比UTP具有更好的抗噪性。连接器：STP和UTP使用的连接器和数据插孔看上去类似于电话连接器和插孔。尺寸和可扩展性：因为双绞线更易受环境噪声的影响，STP和UTP的最大网段长度都是100m。另外，双绞线的每个逻辑段最多容纳1024个结点，整个网络的最大长度与所使用的网络传输方式有关。RJ-45连接器双绞线的标准TIA/EIA568标准中对双绞线进行了规范的说明，这个标准是早在1991年，由TIA（电信工业协会）和EIA（电子工业协会）两个标准化组织完成的。TIA/EIA568标准将双绞线电线分成1、2、3、4、5和6类，不久又提出了7类，所有这些电缆都必须符合TIA/EIA568标准。Cat1：主主要要用用于于语语音音传传输输（（电电话话线线缆缆）），，不不同同于于数数据据传传输输。。Cat2：传传输输频频率率为为1MHZ，用用于于语语音音传传输输和和最最高高传传输输速速率率4Mbps的数数据据传传输输，，常常见见于于使使用用4MBPS规范范令令牌牌传传递递协协议议的的旧旧的的令令牌牌网网。。Cat3：指指目目前前在在ANSI和EIA/TIA568标准准中中指指定定的的电电缆缆，，该该电电缆缆的的传传输输频频率率16MHz，用用于于语语音音传传输输及及最最高高传传输输速速率率为为10Mbps的数据传传输主要要用于10BASE-T。Cat4：该类电电缆的传传输频率率为20MHz，用于语语音传输输和最高高传输速速率16Mbps的数据传传输主要要用于基基于令牌牌的局域域网和10BASE-T/100BASE-T。Cat5：该类电缆缆增加了了绕线密密度，外外套一种种高质量量的绝缘缘材料，，传输率率为100MHz，用于语语音传输输和最高高传输速速率为10Mbps的数据传传输，主主要用于于100BASE-T和10BASE-T网络。这这是最常常用的以以太网电电缆。Cat5e：超5类具有衰衰减小，，串扰少少，并且且具有更更高的衰衰减与串串扰的比比值（ACR）和信噪噪比（StructuralReturnLoss）、更小小的时延延误差，，性能得得到很大大提高。。主要用用于千兆兆位以太太网（1000Mbps）。Cat6：该类类电缆提提供2倍于超五五类的带带宽，传传输性能能远远高高于超五五类标准准，最适适用于传传输速率率高于1Gbps的应用。。双绞线的的连接方方法568A：绿白-1，绿-2，橙白-3，蓝-4，蓝白-5，橙-6，褐白-7，褐-8；568B：橙白-1，橙-2，绿白-3，蓝-4，蓝白-5，绿-6，褐白-7，褐-8。双绞线的的制作方方法大致致有两种种，即直通连接接法和交叉连接接法。直通连接接法示意意图直接连接接法指两两端均用用同一标标准，线线序一致致。主要用于于不同设设备间的的互联。。交叉连接接法示意意图交叉连接接法指线线的一端端采用568A排序序，另一一端使用用568B排排序。交交叉线一一般用来来连接两两个性质质相同的的端口。。如：电电脑连电电脑，路路由器连连路由器器等。。交叉连接接法各线线作用表表同轴电电缆缆（coaxialcable）同轴电缆缆是计算算机网络络中常见见的传输输介质之之一，它它是一种种传输距距离长、、误码率率低、性性价比较较高的传传输介质质，主要要用于总总线型网网络中。。在早期期的局域域网中应应用广泛泛。同轴电缆缆的结构构同轴电缆缆的分类类同轴电缆缆的连接接同轴电缆缆的结构构同轴电缆缆是由一一组共轴轴心的电电缆构成成。其具具体的结结构由内内到外通通常包括括中心铜铜线、绝绝缘层、、网状屏屏蔽层以以及塑料料封套4个部分。同轴电缆缆的分类类同轴电缆缆从用途途上分可可分为基基带同轴轴电缆和和宽带同同轴电缆缆（即网网络同轴轴电缆和和视频同同轴电缆缆）,基带电缆缆仅仅用用于数字字传输，，速率可可达10Mbps。宽带电电缆是CATV系统中使使用的标标准，它它既可使使用频分分多路复复用的模模拟信号号发送，，也可传传输数字字信号。。“基带同同轴电缆缆”应用用于计算算机网络络,又分两种种，即““粗缆””和“细细缆”。。粗同轴电电缆粗缆的全全称为““粗同轴轴电缆””，简称称为“AUI””，其直径径为1.27cm，最大传传输距离离达到500米，速率率为10Mb/s。由于直直径相当当粗，因因此它的的弹性较较差，不不适合在在室内狭狭窄的环环境内架架设。。粗缆适适用于比比较大型型的局域域网的网网络干线线。尽尽管粗缆缆布线距距离较长长，可靠靠性较好好，但是是网络安安装、维维护等方方面比较较困难，，造价较较高，，所以很很少使用用了。细同轴电电缆细缆是指指“细同同轴电缆缆”，即即“BNC””，细缆的的直径为为0.26cm，最大传传输距离离185m，线材价价格和连连接头成成本都比比较低，，且不需需要购置置集线器器等设备备，十分分适合架架设终端端设备较较为集中中的小型型以太网网络。细缆在使使用时需需要与50Ω（欧姆））的终端端电阻、、T型接头、、BNC接头与网网卡相连连，下面面详细介介绍终端端电阻、、T型接头、、BNC接头。细缆连接接所需硬硬件细同轴电电缆用于于总线型型拓扑结结构无论是粗粗缆还是是细缆均均为总线拓扑扑结构，即一根根缆上接接多部机机器，这这种拓扑扑适用于于机器密密集的环环境，但但是当一一触点发发生故障障时，故故障会串串联影响响到整根根缆上的的所有机机器。故故障的诊诊断和修修复都很很麻烦，，因此，，将逐步步被非屏屏蔽双绞绞线或光光缆取代代。光纤纤（（opticalfiber）光纤是光光导纤维维的简称称，是一一种性能能非常优优秀的网网络传输输介质。。相对于于其他传传输介质质而言，，光纤具具有众多多的优点点。目前前，光纤纤是网络络传输介介质中发发展最为为迅速和和最有前前途的一一种。光纤的特特点光纤的结结构和物物理特性性光纤分类类光纤的连连接方式式光纤的特特点光纤是一一种新型型的传输输介质，，其与双双绞线、、同轴电电缆相比比，具有有以下几几个突出出的特点点：体积小、、质量轻轻：光纤纤与同轴轴电缆相相比，其其直径只只有同轴轴电缆的的1/10甚至更小小。频带宽：：光纤的的频带较较宽，因因此其传传输距离离能达几几十甚至至上百公公里，数数据传输输速率也也能够高高达2Gbps。信号衰减减小：由由于光纤纤的物理理特性，，导致数数据在光光纤内部部进行传传播，信信号衰减减比其他他在传输输介质要要小，而而且能在在长距离离中保持持常量进进行传输输。电磁隔离离：光纤纤中的数数据都是是以光信信号的形形式传播播，因此此不会受受到外部部电磁场场、脉冲冲噪音或或串音等等影响。。中继器数数量少：：采用光光纤作为为传输介介质，在在传输过过程中只只需要使使用少量量的中继继器，从从而可以以让误码码率达到到最低。。光纤光缆的结结构

光纤的结构

光纤

包层

树脂涂层

光纤的面面图光纤分类类（按按传输模模式）根据光纤纤所用材材料、折折射率分分布形状状、零色色散波长长等因素素，可以以把光纤纤分为多多模光纤纤和单模模光纤两两大类。。单模光纤纤的中心心玻璃芯芯很细，，一般为为9--10μm，只能传传一种模模式的光光。这是是与多模模光纤最最大的区区别。正正因为如如此，单单模光纤纤的模间间色散很很小，对对光源的的谱宽和和稳定性性的要求求较高，，适用于于远程通通信。多模光纤纤的中心心玻璃芯芯较粗，，一般为为50--62.5μm，可传输输多种模模式的光光。但其其模间色色散较大大，这就就限制了了传输数数字信号号的频率率，而且且随距离离的增加加会更加加严重。。因此，，多模光光纤传输输的距离离比较近近，一般般只有几几公里。。单模光纤纤和多模模光纤光缆的连连接无线传输输介质无线传输输技术产生的背背景：英国著名名物理学学家麦克克斯韦指指出：变变化的电电场激发发变化的的磁场，，变化的的电场与与变化的的磁场不不是彼此此孤立的的，而是是相互联联系、相相互激发发的，这这样就形形成的电电磁场。。他于1862年推导出出麦克斯斯韦方程程，预言言了电磁磁场的存存在。1887年，德国国物理学学家赫兹兹用实验验的方法法产生的的电磁波波，为通通信技术术奠定的的基础。。电磁波波谱(波长从长长到短)是无线电波波,微波,红外线（（可用作作通信））,可见光,紫外线,X射线,伽玛射线线.概念：可以在在自由空空间利用用电磁波波发送和和接收信信号进行行通信就就是无线线传输。。地球上上的大气气层为大大部分无无线传输输提供了了物理通通道，就就是常说说的无线线传输介介质。由由无线传传输介质质组成的的局域网网称为无无线局域域网（简简称WLAN）。利利用无无线通通信技技术，，可以以有效效扩展展通信信空间间，摆摆脱有有线介介质的的束缚缚。通信领领域使使用的的电磁磁波的的频谱谱无线通通信国际通通信组组织对对各频频段都都规定定了特特定的的服务务：无无线通通信用用中频频，无无线广广播有有高频频，电电视用用甚高高频到到特高高频等等。高频无无线电电波的的传播播路径径地面微微波通通信与与卫星星通信信传统意意义上上的微微波通通信，，可以以分为为地面面微波波通信信与卫卫星通通信两两个方方面。。地面微微波通通信是是以直直线方方式传传播，，各个个相邻邻站点点之间间必须须形成成无障障碍的的直线线连接接，这这就是是经常常看到到采用用高架架天线线塔进进行微微波发发送的的主要要原因因。地地面微微波通通信需需要在在通信信结点点间建建立多多个微微波中中继站站，以以降低低信号号的衰衰减，，使信信号进进行接接力传传输。。卫星通通信，，利用用卫星星进行行通信信是微微波的的另外外一种种常用用的形形式。。由于于卫星星通信信使用用的频频段相相当宽宽，因因此其其信道道容量量很大大，具具有很很强的的数据据传输输能力力。卫卫星通通信适适合广广播数数据发发送，，通过过卫星星中继继站，，可以以将信信号向向多个个接收收结点点进行行发送送。信信息传传输的的时延延和安安全性性差是是卫星星通信信的两两个最最大的的弊端端。红外线线传输输红外线线传输输速率率可达达100Mbps，最大大有效效传输输距离离达到到了1000m，这些些指标标几乎乎与多多模光光纤并并驾齐齐驱。。红外线线具有有较强强的方方向性性，它它采用用低于于可见见光的的部分分频谱谱作为为传输输介质质。红红外线线信号号要求求视距距传输输，并并且窃窃听困困难，，对外外界几几乎没没有干干扰。。红外外线作作为传传输介介质时时，可可以分分为直直接红红外线线传输输和间间接红红外线线传输输两种种，其其各自自有其其特点点：红外线线传输输直接红红外线线传输输：此此种方方式要要求发发射方方和接接收方方彼此此处在在“看看得见见”的的范围围内，，这种种“看看得见见”范范围内内的要要求，，使得得红外外线传传输比比其他他多种种传输输方法法更加加安全全。间接红外线线传输：信信号通过路路径中的墙墙壁、天花花板或任何何其他物体体的反射传传输数据。。从传输的的环境来看看，这种传传输方式安安全性较低低。⑤其他网络传传输方式在网络传输输介质中，，除了上面面介绍的几几种经常使使用的网络络传输介质质外，还存存在一些其其他的网络络传输方式式。如两台台计算机之之间可以直直接通过串串行电缆连连接，也可可以通过电电话线进行行连接。串行电缆直直接连接并行电缆直直接连接电话线连接接USB口连接串行电缆直直接连接几乎所有的的计算机都都拥有串口口，所以，，计算机之之间也可以以通过它来来进行相互互连接，实实现串行方方式通信，，串行通信信是指将数数据一个接接一个地发发送出去。。串行电缆缆是9芯的两个接接头。并行电缆直直接连接在计算机的的接口中，，还提供了了通用的并并行接口，，通过并行行电缆将两两台计算机机的并行口口连接起来来实现通信信。并行电电缆与串行行电缆的外外观大同小小异，只是是并行电缆缆接头为25芯。电话线连接接计算机之间间使用电话话线连接，，这是比较较简单的一一种连接方方式。采用用这种方式式，需要通通信双方计计算机都安安装好Modem，然后通过过拨号、数数/模和模/数转换来达达到通信的的目的。USB口连接

USB接口传输线

网络传输介介质的选择择选择适合的的网络传输输介质，需需要从下面面几个方面面进行综合合考虑。吞吐量和带带宽网络的成本本网络传输介介质的尺寸寸和可扩展展性连接器的通通用性抗干扰性能能安装的灵活活性和方便便性常用网络组组建工具在组建网络络时，不但但需要相关关的硬件设设备和数据据传输介质质，还需要要准备适当当的网络组组建工具，，这样才能能够顺利地地将网络组组建成功，，下面将对对这些工具具进行简单单介绍。剥线钳压线钳测线仪万用表其他组网工工具一般剥线钳钳和同轴电电缆专用剥剥线钳双绞线压线线钳同轴电缆压压线钳专门压制同同轴电缆的的工具被人人们称为同同轴电缆压压线钳，它它可以方便便地剥开同同轴电缆的的外层绝缘缘皮，并且且将同轴电电缆内的铜铜芯压制在在BNC接头内。测线仪测线仪万用表万用表是组组网工具中中的一种辅辅助测试工工具，通过过万用表可可快速判断断网线是否否畅通及确确定网线线线脚等。通通常，万用用表有数字字式万用表表和指针式式万用表两两种。上机练练习本次上机练练习通过制制作双绞线线巩固本课课有关双绞绞线的知识识。在制作作双绞线之之前需要准准备好双绞绞线压线钳钳和RJ-45水晶头。习题题（1）同轴电缆缆的结构特特点是什么么？（2）同轴电缆缆分为哪两两种类型？？其各自的的特点是什什么？（3）双绞线的的结构特点点是什么？？（4）双绞线有有哪些类型型，每种类类型有什么么特点？（5）非屏蔽双双绞线与屏屏蔽双绞线线有什么区区别？习题题（6）双绞线有有哪两种连连接方法，，有什么区区别？（7）简述光纤纤的定义和和种类。（8）光纤有什什么特点？？（9）常见的无无线传输介介质有哪几几种，每种种的传输性性能怎样？？（10）选择网络络传输介质质时应该考考虑哪些方方面？（11）常见的网网络组建工工具有哪些些？4.2网络互联设设备网卡调制解调器器集线器交换机路由器网桥和网关关等其他网网络设备网络适配器器网络适配器器（NewortkInterfaceCard，NIC），又称为为网卡或者者网络接口口卡，是连连接局域网网中的计算算机和传输输介质的基基本部件。。网卡的种类类网卡的外观观与用途网卡的选择择网卡的种类类网卡的种类类有很多，，根据不同同的标准，，有不同的的分法。根据网络种种类划分--FDDI网卡、令牌牌环网网卡卡和以太网网网卡根据传输速速率划分--10Mbps网卡、100Mbps网卡、10/100Mbps自适应网卡卡以及千兆兆网卡等根据工作对对象来划分分--服务器专用用网卡、PC网卡、PCMCIA、无线局域域网网卡根据主板总总线类型划划分--ELSA、ISA、PCI和USB4根据网卡接接口划分--RJ-45、BNC网卡的外观观与用途网卡的功能能有两：固定网络地地址、数据据转换并发发送到网线线上和接收收数据并转转换数据格格式。所以网卡卡兼具物理理层和数据据链路层功功能。网络有许多多种不同的的类型，不不同的网络络必须采用用与之相适适应的网卡卡。下面是是以太网网网卡。ISA网，PCI网卡，USB网卡RJ-45接口网卡和和BNC接口网卡网卡的选择择在选择网卡卡时，需要要注意以下下几个方面面。留意网卡的的应用领域域一般客户端端用10Mb/s,100Mb/s,10/100Mb/s,服务器端用用1000Mb/s。注意网卡的的总线、接接口方式ISA少见，PCI流行；；RJ-45，BNC，AUI。兼容性和和运用的的技术网卡的驱驱动程序序的多样样性；是是否支持持自动网网络唤醒醒功能、、是否支支持远程程启动注重品牌牌国外知名名的网络络设备生生产商如如3Com、Intel等的产品品性能稳稳定、品品质优秀秀。网卡的编编号由于每块块网卡都都有一个个属于自自己的物物理地址址卡号，，负责与与用户名名直接连连接，并并进行网网卡用户户识别，，网卡物物理地址址对应实实际信号号传输过过程。网网卡的编编号是全全球唯一一的，未未经认证证或授权权的厂家家无权生生产网卡卡。在购购买网卡卡时，一一定要注注意网卡卡的编号号。正规厂家家生产的的网卡上上都直接接标明了了该网卡卡所拥有有的卡号号，一般般为一组组12位的十六六进制数数，其中中前6位代表网网卡的生生产厂商商，后6位是由生生产厂商商自行分分配给网网卡的唯唯一号码码。调制解调调器调制解调调器（Modem）是“调调制器-解调制器器”的简简称，大大家常称称呼它为为“猫””，调制制解调器器通常安安装在计计算机和和电话系系统之间间，使一一台计算算机能够够通过电电话线与与另一台台计算机机进行信信息交换换。调制解调调器的功功能与用用途调制解调调器的种种类调制解调调器的选选择调制解调调器的功功能与用用途调制解调调器的功功能：它是一个个将数字字信号与与模拟信信号进行行互相转转换的网网络设备备。调制制解调器器（Modem）的一端端连接计计算机，，另一端端连接电电话线接接入电话话网（PSTN）通过Internet服务提供供商（ISP）接入Internet。调制---数字信号号转换成成在模拟拟信号的的过程解调---模拟信号号转换为为数字信信号的过过程调制解调调器的种种类调制解调调器按照照结构进进行分类类，通常常两种。。内置式Modem外置式Modem调制解调调器的选选择由于使用用调制解解调器上上网操作作方便，，至今仍仍然有相相当多的的用户使使用Modem拨号上网网。要想想在使用用Modem上网时保保持稳定定，选择择一款性性能优秀秀的Modem显得尤其其重要。。选择Modem需要考虑虑以下几几个因素素：Modem接口的选选择带宽及标标准的选选择选择是否否支持语语音区别软硬硬“猫””品牌的选选择集线线器器集线器（（Hub）。““Hub””是“中心心”的意意思，集集线器的的主要功功能是对对接收到到的信号号进行再再生整形形放大，，以扩大大网络的的传输距距离，同同时把所所有结点点集中在在以它为为中心的的结点上上。它工工作于OSI/RM参考模型型的“物物理层””，因此此又被称称为物理理层连接接设备。。集线器的的相关概概念集线器属属于网络络底层纯纯硬件设设备，它它不具有有交换机机的强大大功能，，而是采采用广播方式式发送数据。即即当集线线器要向向某结点点发送数数据时，，是把数数据包发发送到与与集线器器相连的的所有结结点。集线器的的相关概概念集线器采采用广播播发送数数据的方方式，导导致了它它存在很很多的不不足，其其主要表表现在以以下几方方面：用户的数数据包向向所有结结点发送送，很容容易遭到到网络中中其他计计算机非非法截获获，导致致数据通通信不安安全。集线器采采用共享享带宽方方式，在在发送数数据包时时容易造造成网络络“塞车车”，更更加降低低网络执执行效率率和吞吐吐量。集线器属属于非双双工传输输，其网网络通信信效率低低。集线线器的同同一时刻刻每一个个端口只只能进行行一个方方向的数数据通信信，不能能满足较较大型网网络通信信需求。。集线器技技术也在在不断改改进，其其实质上上就是加加入了一一些交换换机（Switch）技术，，目前已已经出现现了具有有堆叠技技术的堆堆叠式集集线器，，有的集集线器还还具有智智能交换换机功能能。集线器类类型集线器也像网网卡一样是伴伴随着网络的的产生而产生生的，它的使使用早于交换换机，更早于于路由器，所所以它属于一一种传统的基基础网络设备备。按端口数量来来分按带宽划分按照配置的形形式分按照是否可进进行网络管理理来分集线器的选择择集线器（Hub）是对网络进进行集中管理理的重要工具具，要选择一一款好的集线线器，一般考考虑以下几个个方面的因素素：以带宽为选择择标准是否满足拓展展需求是否支持网管管功能注意接口类型型和数量考虑品牌和价价格交换机机交换机（Switch），它是集线线器的升级换换代产品，是是一种用于电电信号转发的的网络设备。。它可以为接接入交换机的的任意两个网网络节点提供供独享的电信信号通路。最最常见的交换换机是以太网网交换机。其其他常见的还还有电话语音音交换机、光光纤交换机等等。工作在数数据链路层。。交换机的功能能与特点交换机的雏形形是出现在电电话交换系统统，经过发展展和不断创新新，才形成了了如今的交换换机技术。交交换机的主要要功能包括物物理编址、网网络拓扑结构构、错误校验验、帧序列以以及流量控制制、支持VLAN、防火墙等等。交换机的所有有端口都共享享同一指定的的带宽，交换换机数据传输输效率高，不不会浪费网络络资源，只是是对目的地址址发送数据，，一般来说不不易产生网络络堵塞；另一一方面交换机机为每台（潜潜在的）设备备都提供了独独立的信道，，数据传输安安全。交换机的工作作原理交换机拥有一一条很高带宽宽的背部总线线和内部交换换矩阵。交换换机的所有的的端口都挂接接在这条背部部总线上，控控制电路收到到数据包以后后，处理端口口会查找内存存中的地址对对照表以确定定目的MAC（网卡的硬件件地址）的网网卡挂接在哪哪个端口上，，通过内部交交换矩阵迅速速将数据包传传送到目的端端口。目的MAC若不存在，广广播到所有的的端口，接收收端口回应后后交换机会““学习”新的的地址，并把把它添加入内内部MAC地址表中。交换机的工作作原理交换方式直通式延延迟非常小、、交换非常快快，不同速速率的输入/输出端口直接接接通，容易易丢包。不能能提供错误检检测能力。。存储转发进进行错误检检测，支持持不同速度的的端口间的转转换，但延延时大。碎片隔离介介于前两两者之间的一一种解决方案案。交换机的种类类交换机的分类类标准多种多多样，常见的的有以下几种种。根据网络覆盖盖范围分根据传输介质质和传输速度度划分根据交换机应应用网络层次次划分根据交换机端端口结构划分分根据工作协议议层划分根据是否支持持网管功能划划分交换机与集线线器的区别交换机与集线线器的区别主主要体现在如如下几个方面面。在OSI/RM参考模型中工工作层次不同同交换机的数据据传输方式不不同带宽占用方式式不同传输模式不同同路由器器路由器(Router)，是进行网间间互连的关键键设备，用于于不同类型的的网络互连。。路由器构成成了Internet的骨架。路由器的功能能路由器的工作作原理路由器分类路由器的选择择路由器的功能能路由器工作在在OSI参考模型的第第三层（网络络层），其主主要任务是为为经过路由器器的每个数据据包寻找一条条最佳传输路路径，并将该该数据有效地地传送到目的的站点。由此此可见，选择择最佳路径的的策略即路由算法是路由器核心心技术。路由器的功能能路由器的功能能非常强大，，还有如：路由器能够同同时支持本地地和远程连接接，方便用户户的使用。路由器能够过过滤网络中的的广播信息，，从而避免发发生网络拥塞塞，优化网络络环境。通过在路由器器中设定隔离离和安全参数数，禁止某种种数据传输到到网络，增加加网络的安全全性。在使用路由器器时，用户利利用网络接口口卡等冗余设设备，提供较较高检错能力力。路由器能够监监视数据传输输，并向管理理信息库报告告统计数据；；此外，路由由器能够诊断断内部或其他他连接问题并并触发报警信信号。路由器器的工工作原原理路由器器的主主要工工作就就是为为经过过路由由器的的每个个数据据帧寻寻找一一条最最佳传传输路路径，，并将将该数数据有有效地地传送送到目目的站站点。。在路由由器中中保存存着各各种传传输路路径的的相关关数据据——路径表表（RoutingTable），供供路由由选择择时使使用。。路径表表中保保存着着子网网的标标志信信息、、网上上路由由器的的个数数和下下一个个路由由器的的名字字等内内容。。路径表表可以以是由由系统统管理理员固固定设设置好好的即即静态态路径径表，，也也可以以由系系统动动态修修改，，可以以由路路由器器自动动调整整，也也可以以由主主机控控制的的即动动态路路径表表。其工作作原理理如下下：（1）工作作站A将工作作站B的地址址12.0.0.5连同数数据信信息以以数据据包的的形式式发送送给路路由器器1。（2）路由由器1收到工工作站站A的数据据包后后，先先从报报头中中取出出地址址12.0.0.5，并根根据路路径表表计算算出发发往工工作站站B的最佳佳路径径：R1->R2->R3->B（或者者是R1-R3-B）；并并将数数据包包发往往路由由器2。（3）路由由器2重复路路由器器1的工作作，并并将数数据包包转发发给路路由器器3。（4）路由由器3同样取取出目目的地地址，，发现现12.0.0.5就在该该路由由器所所连接接的网网段上上，于于是将将该数数据包包直接接交给给工作作站B。（5）工作作站B收到工工作站站A的数据据包，，一次次通信信过程程宣告告结束束。由上图图可以以看出出，路路由器器可以以连接接不同同类型型的网网络。。由路由由器互互连的的局域域网中中，每每个局局域网网只要要求网网络层层以上上高层层协议议相同同，数数据链链路层层与物物理层层协议议可以以不同同的。。对于于路由由器来来说，，它可可以分分别连连接总总线型型局域域网（（符合合IEEE802.3标准的的Ethernet）与环环型局局域网网（符符合IEEE802.5标准的的TokenRing）。路路由器器与Ethernet连接使使用Ethernet网卡，，与TokenRing连接就就需要要使用用TokenRing网卡。。尽管管Ethernet与TokenRing的帧格格式与与MAC方法不不相同同，路路由器器可以以通过过两种种网卡卡分别别处理理两种种类型型局域域网的的帧，，如果果路由由器连连接更更多的的局域域网时时，其其处理理方法法也是是相同同的。。RIP、OSPF和BGP协议RIP（RoutingInformationProtocol-路由信信息协协议）），是是推出出时间间最长长的路路由协协议，，也是是最简简单的的路由由协议议，属属内部部网关关协议议。。它主主要传传递路路由信信息（（路由由表））来广广播路路由。。每隔隔30秒，广广播一一次路路由表表，维维护相相邻路路由器器的关关系，，同时时根据据收到到的路路由表表计算算自己己的路路由表表。RIP运行简简单，，适用用于小小型网网络，，互联联网上上还在在部分分使用用着RIP。OSPF（OpenShortestPathFirst--开放式式最短短路径径优先先）属属内部部网关关协议议。。““开放放”是是针对对当时时某些些厂家家的““私有有”路路由协协议而而言，，而正正是因因为协协议开开放性性，才才使得得OSPF具有有强强大大的的生生命命力力和和广广泛泛的的用用途途。。它它通通过过传传递递链链路路状状态态（（连连接接信信息息））来来得得到到网网络络信信息息，，维维护护一一张张网网络络有有向向拓拓扑扑图图，，利利用用最最小小生生成成树树算算法法得得到到路路由由表表。。OSPF是一一种种相相对对复复杂杂的的路路由由协协议议，，目目前前在在各各种种网网络络中中广广泛泛部部署署。。BGP（BorderGatewayProtocol——边界界网网关关协协议议））。。是是一一种种外外部部网网关关协协议议BGP处理理各各ISP之间间的的路路由由传传递递。。其其特特点点是是有有丰丰富富的的路路由由策策略略，，这这是是RIP、OSPF等协协议议无无法法做做到到的的，，因因为为它它们们需需要要全全局局的的信信息息计计算算路路由由表表。。路由由器器分分类类路由由器器的的产产品品众众多多，，按按照照不不同同的的划划分分标标准准有有多多种种类类型型。。常常见见的的分分类类方方法法有有以以下下几几种种：：从路路由由器器性性能能档档次次划划分分从路路由由器器结结构构上上划划分分从路路由由器器功功能能上上划划分分按路路由由器器所所处处网网络络位位置置划划分分从路路由由器器性性能能上上可可划划分分路由由器器的的优优缺缺点点（1）优优点点适用用于于大大规规模模的的网网络络；；复杂杂的的网网络络拓拓扑扑结结构构，，负负载载共共享享和和最最优优路路径径；；能更更好好地地处处理理多多媒媒体体；；安全全性性高高；；隔离离不不需需要要的的通通信信量量；；节省省局局域域网网的的频频宽宽；；减少少主主机机负负担担。。（2）缺缺点点它不不支支持持非非路路由由协协议议；；安装装复复杂杂；；价格格高高。。路由由器器的的选选择择路由由器器是是整整个个网网络络与与外外界界的的通通信信出出口口，，也也是是联联系系内内部部子子网网的的桥桥梁梁。。在在网网络络组组建建的的过过程程中中，，路路由由器器的的选选择择是是极极为为重重要要的的。。在在选选择择路路由由器器时时需需要要考考虑虑的的因因素素。。路由由器器的的处处理理器器---路由器的的核心部部分，处处理器的的好坏决决定了路路由器的的吞吐量量路由器内内存---存储配置置、路由由器操作作系统和和路由协协议软件件等内容容吞吐量---指路由器器对数据据包的转转发能力力路由表容容量---指路由器器运行中中可以容容纳的路路由数量量。支持的网网络协议议---路由器连连接不同同类型的的网络，，其各自自所支持持的网络络通信、、路由协协议也不不一样，，这时对对于在网网络之间间起到连连接桥梁梁作用的的路由器器来说，，需要对对多种网网络协议议进行支支持，特特别是在在广域网网中的路路由器。。线速转发发能力---进、出流流量平衡衡。带机数量量宽带路由由器的高高级功能能---提供诸如如VPN、防火墙墙、支持持虚拟服服务器、、支持动动态DNS、即插即即用（uPnP）、自动动线序识识别等功功能。中继器中继器（（Repeater）是最简简单、最最常用的的连接设设备，它它作用于于OSI模型中的的物理层层，其作作用是放放大模拟拟或数字字信号，，以克服服信号经经过较长长距离传传输后引引起的衰衰减。中继器不不解释也也不改变变接收到到的数字字信号，，它只是是从接收收信号中中分离出出数字资资料，存存储起来来，然后后转发出出去。再再生的信信号与接接收的信信号完全全相同并并可以沿沿着另外外的网络络段传送送到远程程。中继器中继器的的特性主主要有：：中继器仅仅作用于于物理层层，只具具有简单单的放大大、再生生物理信信号的功功能。由于中继继器工作作在物理理层，所所以中继继器只能能连接相相同的局局域网。。中继器连连接同类类局域网网，而不不受到传传输介质质的限制制，即可可以是相相同或者者不同传传输介质质的同类类局域网网。用中继器器连接的的局域网网在物理理上是一一个网络络，只是是比原有有网络的的规模更更大了。。中继器在在物理层层实现互互连，支支持数据据链路层层及其以以上各层层的任何何协议。。网桥网桥（Bridge）也被称称为桥接接器，是是实现两两个局域域网（或或者称为为网段））建立连连接的桥桥梁。网网桥工作作在数据据链路层层，将两两个LAN连接起来来，根据据网卡的的MAC地址(物理地址址)来转发帧帧。网桥桥具有以以下作用用：网桥主要用来来连接数数量不多多、同一一类型的的小型局局域网络络（网网段）。通过在局局域网中中的某个个关键部部位设置置网桥可可以防止止因某个个结点出出现故障障而导致致整个系系统瘫痪痪。网桥可以以增加联联网的工工作站之之间总的的物理距距离，并并且降低低网络连连接费用用。可过滤通通信量。。使用网桥桥可加强强网络系系统的安安全性。。网桥工作作在数据据链路层层，如图图示。OSI模模型中的的网桥网桥的组组成及原原理网桥一般般分为硬硬件网桥桥和软件件网桥两两种，硬件网桥桥是一台台独立的的设备，，软件网网桥是由由相应的的软件在在计算机机中运行行起到网网桥作用用。应用中网网桥又分分2种：透明明网桥和和源路由由网桥。。透明网桥桥的原理理：当一个网网桥刚刚刚连接到到局域网网上时，，其转发发表显然然是空的的，透明明网桥通通过分析析来自所所有相连连网络的的输入数数据帧的的源MAC地址来建建立自己己的转发发表。源路由网网桥的原原理：假定：每每个发送送节点在在发送时时就知道道所发送送的数据据帧是送送给本地地局域网网还是其其它局域域网。若若送往其其它局域域网，则则将数据据帧的目目的地址址的高位位设置为为1，且在要要发送帧帧的帧头头内包括括了该帧帧传递的的确切路路径，即即发送数数据帧的的主机事事先要把把帧的路路由信息息放在要要发送帧帧的帧头头内。LANA中的结点点11与同一局局域网中中的结点点14进行通信信时，网网桥可以以接收到到发送端端中发送送的帧信信息，网网桥经过过地址过过滤后，，发现不不需要转转发，于于是将该该帧信息息丢弃，，该帧信信息不再再经过网网桥而直直接传送送到结点点14了。如果果当LANA中的线结结点11与LANB中的结点点21进行通信信时，结结点11发送的帧帧信息被被网桥接接收后，，网桥将将进行地地址过滤滤后，识识别出该该帧应该该发送到到LANB局域网中中，于是是网桥将将通过与与LANB的网络接接口，向向LANB转发该帧帧的信息息，处于于LANB中的结点点21将能接收收到LANA中的结点点11发送的帧帧信息网桥的优优点过滤通信信量。网网桥工作作在链路路层的MAC子层，可可以使局局域网各各网段成成为隔离离开的碰碰撞域，，从而减减轻了扩扩展的局局域网上上的负荷荷，同时时也减小小了在扩扩展的局局域网上上的帧平平均时延延。扩大了物物理范围围，因而而也增加加了整个个局域网网上工作作站的最最大数目目。提高了可靠性性。当网络出出现故障时，，一般只影响响个别网段。。可互连不同物物理层、不同同MAC子层和不同速速率的局域网网。网桥的缺点由于网桥对接接收的帧要先先存储，然后后查找转发表表，所以增加加了时延。没有流量控制制的功能，所所以当网络上上的负荷很重重时，网桥中中的缓存空间间可能不够而而导致溢出，，以致产生帧帧丢失现象。。网桥只适合于于用户数不多多和通信量不不太大的局域域网，因为传传播过多的广广播信息是会会产生网络拥拥塞，即广播播风暴。所以以网桥一般适于于较简单的小小型网络。网关网关（Gateway）也叫协议转转换器，是能能够连接不同同通信协议、、数据格式甚甚至体系结构构完全不同的的两种网络。。在OSI/RM中，网关属于于最高层（应应用层）的设设备。网关主要用于于连接不同结结构体系的网网络或用于局局域网与主机机之间的连接接网关设备比路路由器复杂，，当异型局域域网连接时，，网关除具有有路由器的全全部功能外，，而且还要进进行由于操作作系统差异而而引起的不同同协议之间的的转换，这些些功能均由网网关软件来来实现，由于于网关连接的的是不同体系系的网络结构构，因此，它它只能针对某某一特定的应应用而言，不不可能有万能能的网关，所所以有用于电电子邮件的网网关，有用于于远程终端仿仿真网关等等。网关的类型网关可以接收收一种格式的的数据包，然然后在转发之之前将它转换换为另一种的的协议格式。。同时，网关关也可以提供供过滤和安全全功能。网关的协议议总是针对某某种特定应用用，不可能有有通用网关的的存在，常见见的网关有如如下几种：电子邮件网关关：一种类型型的系统向另另一种类型的的系统传输数数据时，需要要使用这类网网关。例如，，电子邮件网网关可以允许许使用不同电电子邮件的人人进行相互通通信。因特网网关：：用来管理局局域网和因特特网间的接入入的网关类型型。此类网关关可以限制和和允许局域网网内的用户访访问Internet。局域网网关：：使用不同协