网络连接设备专项培训

第2课网络连接设备了解常用网络连接设备的作用、原理、特点网卡集线器中继器交换机ModemISDNADSLCableModem网桥网关4.1计算机网络中的网卡（1）网卡的作用负责两方面的工作：将从计算机那里接收的数据传送给网络连接介质。B.接收网络中的数据，交给计算机处理5.2数据链路层设备每一网卡在出厂时都被分配了一个全球惟一的地址标识，该标识被称为网卡地址或MAC地址，由于该地址是固化在网卡上的，所以又被称为物理地址或硬件地址。网卡地址由48位长度的二进制数组成。

5.2数据链路层设备按照网络技术的不同可分为以太网卡、令牌环网卡、FDDI网卡等。目前以太网网卡最常见。按照传输速率，单单以太网卡就提供了10Mbps、100Mbps、1000Mbps和10Gbps等多种速率。数据传输速率是网卡的一个重要指标。按照总线类型分类，网卡可分为ISA总线网卡、EISA总线网卡、PCI总线网卡及其他总线网卡等。按照所支持的传输介质，网卡可分为双绞线网卡、粗缆网卡、细缆网卡、光纤网卡和无线网卡。（2）网卡的类型按连接速度分类(P106)A.10Mbit/s网卡B.10/100Mbit/s自适应网卡C.1000Mbit/s和100/1000Mbit/s自适应网卡补充全双工等概念……单工、半双工与全双工通信

按总线分类（用接口间接表示总线）A.ISA接口网卡（图4.1，P108）B.PCI接口网卡（图4.2，P108）C.PCMCIA总线（图4.2，P109）根据应用领域分类服务器网卡工作站网卡根据端口类型分类A.RJ-45端端口：用于连接双双绞线B.AUI端口：连接粗同轴轴电缆C.BNC端口：连接细同轴轴电缆RJ-45接接口RJ-45接接口可用于连连接RJ-45接头，适适用于由双绞绞线构建的网网络，这种端端口是最常见见的AUI端口AUI端口是是用来与粗同同轴电缆连接接的接口，它它是一种"D"型15针针接口BNC端口BNC端口就就是用于与细细同轴电缆连连接的接口，，它一般是通通过BNCT型接头进进行连接的（3）网卡性性能的评价和和选择标准从以下几个方方面来考虑：：A.端口口类型B.工作作速度C.是否否支持全双工工工作模式D.总线线类型E.是否否支持多操作作系统F.对对服务器端网网卡的特殊要要求4.2计计算机网络中中的集线器（1）集线器器（Hub））的作用在OSI（开开放系统互连连）参考模型型中处于物理理层，其实质质是一个中继继器，同样必必须遵守MAC（介质访访问控制）协协议的定时特特性，主要功功能是对接收收到的信号进进行再生放大大，以扩大网网络的传输距距离。正因为为集线器只是是一个信号放放大和中转的的设备，所以以它不具备交交换功能。它它的作用可以以简单的理解解为将一些机机器连接起来来组成一个局局域网。按供电方式不不同，集线器器可分为无源源Hub和有有源Hub。。按网关功能不不同，集线器器可分为无管管理Hub和和管理式Hub。按端口数不同同，集线器分分为8口、12口、16口、24口口、48口等等Hub。按适用的网络络类型不同，，集线器可分分为以太网Hub、令牌牌环网Hub、FDDIHub、、ATMHub。按提供带宽不不同，集线器器可分为10Mbps、10/100Mbps、100Mbps、10/100/1000MbpsHub。按照扩展方式式分类，集线线器有可堆叠叠集线器和不不可堆叠集线线器两种。（2）集线器器的特点具有以下两个特点：A.Hub只是一个个多端口的信信号放大设备备,只起到信信号的放大和和重发作用。。B.由集集线器组成的的网络是共享式的网络。发送送数据时都是是没有针对性性的，而是采采用广播方式发送。集线器的工作作方式——广广播集线器12345678（3）集线器器的分类根据端口的不同分为：RJ-45端端口(P117)BNC端口(P117)AUI端口(P118)按照可扩展能能力来分可堆叠集线器器B.不可堆堆叠集线器此类型可采用用级联方式来来扩展端口（4）计算机机网络收发器器指连接不同传传输介质的转转接器。如AUItoRJ-45使用中继器应应遵守以下两两条原则：一一是用中继器器连接的以太太网不能形成成环形网；另另一个必须遵遵守MAC（（介质访问控控制）协议的的定时特性，，即用中继器器将电缆连接接起来的段数数是有限的。。对于以太网网，最多只能能使用4个中中继器，意味味着只能连接接5个网段，，即遵守以太太网的5-4-3-2-1规则。其其中：5是指指局域网最多多有5个网段段；4是指全全信道上最多多可连4个中中继器；3是是指其中3个个网段可连网网站；2是指指有两个网段段只能用来加加长而不连任任何网站，其其目的是减少少竞发网站的的个数，而减减小发生冲突突的几率；1是指由此组组成一个共享享局域网，总总站数小于1024，全全长小于500m（双双绞线）或2.5km（粗同轴电电缆）。中继器5.1常常见物理理层设备5.1.2集线器集线器（Hub）在在OSI（（开放系统统互连）参参考模型中中处于物理理层，其实实质是一个个中继器，，同样必须须遵守MAC（介质质访问控制制）协议的的定时特性性，主要功功能是对接接收到的信信号进行再再生放大，，以扩大网网络的传输输距离。正正因为集线线器只是一一个信号放放大和中转转的设备，，所以它不不具备交换换功能。它它的作用可可以简单的的理解为将将一些机器器连接起来来组成一个个局域网。。（1）网桥桥（2）交换换机的功能能3计算机机网络中的的网桥和交交换机5.2数数据链路层层设备5.2.2网桥网桥可以将将局域网分分成两个或或更多的网网段，根据据MAC地地址（物理理地址）来来转发帧，，可以看作作一个“低低层的路由由器”（路路由器工作作在网络层层，根据网网络地址如如IP地址址进行转发发）。使本本地通信限限制在本网网段内，并并转发相应应的信号至至另一网段段，通过隔隔离每个网网段内部的的数据流量量，从而增增加了每个个结点所能能使用的有有效带宽。。网桥通常用用于联接数数量不多的的、同一类类型的网段段。网桥工作在在OSI模模型中数据据链路层的的MAC子子层。Bridge5.2数数据链路层层设备网桥主要具具有如下功功能：（1）在物物理上扩展展网络（2）数据据过滤功能能（3）逻辑辑划分网络络的功能（4）数据据推进功能能（5）帧格格式转换功功能9网桥桥网桥（Bridge）也称桥桥接器，是是连接两个个局域网的的存储转发设设备，用它可以以完成具有有相同或相相似体系结结构网络系系统的连接接——可以看作一一个“低层层的路由器器”

网桥的工作作过程网桥是工作作在数据链链路层的设设备，它将将一个大型型的以太网网分为几个个小网段，，可以取得得减少通信信量的作用用。我们可可以把100台主机机分为四段段，从左到到右，从上上到下分别别是网段1，网段2，网段3和网段4刚开始的时时候，网桥桥不知道网网络上的主主机在什么么地方，因因此它只有有把收到的的帧向所有有网段广播播。这里我我们要注意意，当网桥桥接收到第第一个帧时时它就知道道了发送此此帧的主机机的地址，，因为这个个地址就包包括在帧中中。只有一一个地址，，网桥只有有向其它网网段广播这这个帧（当当然不向包包括源主机机的网段广广播了）。。我们假设设计算机1向计算机76发送一个帧帧，网桥在在接收到这这个帧之后后就知道计计算机1在在第1段了了，网桥现现在还不知知道计算机机76在什什么地方，，于是向网网段2-4发送此帧帧。如果计计算机76又向计算算机1发送送消息时，，网桥就知知道计算机机1在第1段，于是是不再向网网段2和3发送消息息。而且此此时因为计计算机76发送的帧帧中也包括括计算机76所在的的网段，所所以网桥已已经知道了了计算机76在网段段4，最终终网桥就知知道了所有有的计算机机所处的位位置。网桥和路由由器的不同同主要体现现在三个方方面。（1）网桥桥是第二层层的设备，，而路由器器是第三层层的设备；；（2）网桥桥只能连接接两个相同同的网络，，而路由器器可以连接接不同网络络；（3）网桥桥不隔离广广播，而路路由器可以以隔离广播播。交换机123456785.2数数据链路层层设备5.2.3交换机以太网交换换机（以下下简称交换换机）是工工作在OSI参考模模型数据链链路层的设设备，外表表和集线器器相似，作作用与集线线器大体相相同。但是是两者在性性能上有区区别：集线线器采用的的式共享带带宽的工作作方式，而而交换机是是独享带宽宽。这样在在机器很多多或数据量量很大时，，两者将会会有比较明明显的。它它通过判断断数据帧的的目的MAC地址，，从而将帧帧从合适的的端口发送送出去。交交换机的冲冲突域仅局局限于交换换机的一个个端口上。。1．交换技技术的基本本原理5.2数数据据链链路路层层设设备备(1)交交换换数数据据帧帧如果果数数据据帧帧的的目目的的MAC地地址址是是广广播播地地址址或或者者组组播播地地址址，，则则向向交交换换机机所所有有端端口口转转发发（（除除数数据据帧帧来来的的端端口口））。。如果果数数据据帧帧的的目目的的地地址址是是单单播播地地址址，，但但是是这这个个地地址址并并不不在在交交换换机机的的地地址址表表中中，，那那么么也也会会向向所所有有的的端端口口转转发发（（除除数数据据帧帧来来的的端端口口））。。如果果数数据据帧帧的的目目的的地地址址在在交交换换机机的的地地址址表表中中，，那那么么就就根根据据地地址址表表转转发发到到相相应应的的端端口口。。如果数数据帧帧的目目的地地址与与数据据帧的的源地地址在在一个个网段段上，，它就就会丢丢弃这这个数数据帧帧，交交换也也就不不会发发生。。5.2数数据链链路层层设备备E0：0260.8c01.1111E1：0260.8c01.3333E2：0260.8c01.2222E3：0260.8c01.4444E3：0260.8c01.6666MACaddresstableACEBDF0260.8c01.11110260.8c01.22220260.8c01.55550260.8c01.33330260.8c01.44440260.8c01.6666E0E1E2E3E45.2数数据链链路层层设备备端口交交换帧交换换直通交交换无碎片片直通通方式式存储转转发交交换信元交交换2.交交换机机的三三种交交换技技术5.2数数据链链路层层设备备3．局局域网网交换换机的的种类类①从从广义义上来来看，，交换换机分分为两两种：：广域域网交交换机机和局局域网网交换换机。。②按按照现现在复复杂的的网络络构成成方式式，网网络交交换机机分为为接入入层交交换机机、汇汇聚层层交换换机和和核心心层交交换机机。③从从传输输介质质和传传输速速度上上看，，局域域网交交换机机分为为以太太网交交换机机、快快速以以太网网交换换机、、千兆兆位以以太网网交换换机、、FDDI交换换机、、ATM交交换机机和令令牌环环交换换机等等多种种。④从从规模模应用用上又又有企企业级级交换换机、、部门门级交交换机机和工工作组组交换换机等等。5.2数数据链链路层层设备备⑤按按照OSI的参参考网网络模模型，，交换换机分分为第第2层层交换换机、、第3层交交换机机、第第4层层交换换机等等，一一直到到第7层交交换机机。⑥按按照交交换机机的可可管理理性，，可把把交换换机分分为可可管理理型交交换机机和不不可管管理型型交换换机，，它们们的区区别在在于对对SNMP、RMON等等网管管协议议的支支持。。⑦按按照交交换机机是否否可堆堆叠，，交换换机分分为可可堆叠叠型交交换机机和不不可堆堆叠型型交换换机两两种。。⑧按按照最最广泛泛的普普通分分类方方法，，局域域网交交换机机分为为桌面面型交交换机机、工工作组组型交交换机机和校校园网网交换换机3类。。⑨根根据交交换技技术的的不同同，有有人又又把交交换机机分为为端口口交换换机、、帧交交换机机和信信元交交换机机3种种。⑩从从应用用的角角度划划分，，交换换机分分为电电话交交换机机（PBX）和和数据据交换换机（（Switch）。。当然然，目目前在在数据据上的的语音音传输输VoIP又有有人称称之为为“软软交换换机””。5.2数数据链链路层层设备备5.2数数据链链路层层设备备4．交交换机机之间间的连连接(1)交换换机有有“UpLink（（级联联）””端口口(2)交换换机没没有““UpLink（级级联））”端端口(3)堆叠叠5.2数数据链链路层层设备备4．交交换机机之间间的连连接(1)交换换机有有“UpLink（（级联联）””端口口(2)交换换机没没有““UpLink（级级联））”端端口(3)堆叠叠（2））交换换机和和集线线器的的区别别集线器组成成的网网络是是共享享式网网络，，在此此类网网络中中，所有有用户户共享享带宽。交换机为每每个用用户提提供专用用信息息通道道。交换式式网络络最大大传输输速率率可达达共享享式网网络的3.8倍（3））交换换机的的相关关技术术交换机机的常常用的的3种种交换换技术术(P123)存储转转发直通方方式无碎片片直通通方式式目前也也出现现了三三层交交换机机.5.3网网络层层设备备5.3.2３层交换机1．什什么是是3层层交换换3层交交换（（也称称多层层交换换技术术或IP交交换技技术））是相相对于于传统统交换换概念念而提提出的的。众众所周周知，，传统统的交交换技技术是是在OSI网络络标准准模型型中的的第2层（（数据据链路路层））进行行操作作的，，而3层交交换技技术是是在OSI网络络模型型中的的第3层实实现了了数据据报的的高速速转发发。简简单地地说，，3层层交换换技术术就是是：2层交交换技技术3层转转发技技术。。5.3网网络层层设备备二层交交换技技术三层交交换技技术三层转转发技技术2．3层交交换原原理5.3网网络层层设备备3．3层交交换种种类

纯硬件的三层交换技术纯软件的三层交换技术5.3网网络层层设备备ASIC路由表路由表三层引擎查路由表MAC地址表端口B端口A①

②

③

④

三层交换式芯片查MAC地址5.3网网络层层设备备CPU三层引擎查路由表MAC地址表端口B端口A①

②

③

④

路由表内存三层交换式芯片查MAC地址5.4技能能训练练：交交换机机和集集线器器的级级联交换机机和集集线器器的连连接都都可以以采用用级联联方式式，两两者级级联的的方法法基本本相同同，只只是集集线器器的级级联应应严格格遵守守集线线器级级联配配置规规则（（5-4-3-2-1规规则））。下下面以以交换换机为为例介介绍级级联的的方法法。如果交换换机具有有级联端端口，那那么可以以通过一一条UTP直连连线将一一条交换换机的级级联端口口连入另另一台交交换机的的普通端端口。如果交换换机没有有级联端端口，那那么可以以通过一一条UTP交叉叉线将两两台交换换机的普普通端口口进行连连接。4.4窄窄带带接入设设备Modem(P127)Modem是一一种数字字信号与与模拟信信号之间间的转换换设备。。俗称““猫”.在线路上上传输的的是模拟信号号，原理如如P128的图图4.18-----不能能同时打打电话和和上网56kbit/sModem的上上行速度度：33.6kbit/s下行速度度：56kbit/s4.5窄窄带接接入设备备ISDNISDN(IntegratedServicesDigitalNetwork)即综合业业务数字字网。在我我们也称称之为“一线线通”与“猫””的区别别：A.ISDN在线线路上传传输的是是数字信号号。B.可可以同同时打两两个电话话，或者者边打电电话边上上网，互互不干扰扰。（2）ISDN的特特点（P130）可连接的的终端类类型和数数目多达达8个速度快，，使用灵灵活连接质量量好接入速度度相对较较快4.6宽宽带带接入设设备ADSLADSL(AsymmetricDigitalSubscriberLine，，非对称数字用户线路路)同时传输输语音信信号和数数字信号号属于非对对称传输输。上行速度度：640kbit/s~1Mbit/s下行速度度：1Mbit/s~8Mbit/s传送语音音信号补充：多多路复复用技术术多路复用用的工作作原理补充：电电磁波谱谱与通信信补充：频分多路路复用在一条通通信线路路设计多多路通信信信道;每路信道道的信号号以不同同的载波波频率进进行调制制;各个载波波频率是是不重叠叠的,一一条通通信线路路就可以以同时独独立地传传输多路路信号。。ADSL的工作作过程电话公司司中心局局多路复用用器整合语音音和数字字信号家Internet网数字信号ADSLModem语音和数字信号ADSL技术的的特点（1）优优势A.充充分利用用现有电电话线，，保护了了现有投投资B.传传送速速率高。。C.技技术成成熟，标标准化程程度高。。在一条线线路上可可同时传传输语音音信号和和数字信信号，且且互不干干扰。每个用户户独享一一根ADSL线线路，可可获得很很好的通通信效果果。（2）缺点点A.技术术和线路质质量较差。。B.ADSL设备目前前比较昂贵贵C.ADSL的传传输可靠性性目前相对对较低D.目目前ADSL的连接接速率一般般只有512kbit/s3.ADSL的标标准与协议议（P136）ADSL的的标准G.992.1标准准、G.992.2标准ADSL的的协议ADSLModem网络连连接支持3种方式：：专线方式式、PPOA、PPOE4.ADSL硬件件设备简介介ADSL信信号分离器器ADSL调调制解调器器(或ADSL路由由器)ADSL信信号分离器器将电话线上上0－4KHz频段的电话音频与与用26KHz－1.1MHz频段的的电脑数字字信号分离离开。ADSL调调制解调器器(ADSLModem)将电脑中的的数字信号号传到网络络上，并接接受网络上上传给电脑脑的数据。。ADSL路路由器具有路由功功能的ADSL调制制解调器。。ADSL用用户在用户户端的设备备连接4.7宽宽带接入入设备CableModem什么是CableModem？它是利用有有线电视的的电缆进行行上网的调调制解调器器。它一般有两两个接口，，一个用来来接室内墙墙上的有线线电视端口口，另一个个与计算机机相联。

CableModem技术术特点优点A.连连接速度快快能提供最高高40Mbit/s的下行速速率B.成成本低廉已经有有线线电视CATV网络络C.提提供非对对称的专线线连接下行：40Mbit/s上上行：10Mbit/sD.不不受连接距距离限制缺点：（1）共享享带宽，速速度会随着着用户的增增加而下降降。（2）采用用广播方式式发送数据据，可能带带来安全因因患。（3）对单单向电缆的的改造投资资较大CableModem的工工作过程CableModem的标标准现在有两个个在用的标标准(P140)DOCSIS:1997年年3月，有有线电视工工业标准组组织颁布.IEEE802.14由电子电气气工程师协协会(IEEE)颁颁布8路由器器

路由器是一一个连接多多个网络或或网段的设设备。特点：——跨网段段——跨协议议5.3网网络层设备备5.3.1路由器网络层数据链路层物理层传输层网络层数据链路层物理层传输层物理层路由器数据链路层网络层目的站点源站点5.3网网络层设备备1．路由器器和网桥的的区别路由器和网网桥的一个个重要区别别是：网桥桥独立于高高层协议，，它把几个个物理网络络连起来后后提供给用用户的仍然然是一个逻逻辑网络，，用户根本本不知道有有网桥存在在；路由器器则利用互互连网络协协议将网络络分成几个个逻辑子网网。路由器器是面向协协议的设备备，能够识识别网络层层地址，而而网桥只能能识别链路路层地址或或称MAC地址，网网桥对网络络层地址视视而不见。5.3网网络层设备备2．路由器器端口F0/1S0S1218.12.255.0202.15.168.0209.152.21.05.3网网络层设备备3．路由器器在网络互互连中的作作用（1）提供供异构网络络的互连5.3网网络层设备备3．路由器器在网络互互连中的作作用所谓“路由由”，是指指把数据从从一个地方方传送到另另一个地方方的行为和和动作，而而路由器，，正是执行行这种行为为动作的机机器，它的的英文名称称为Router。。是使用一一种或者更更多度量因因素的网络络层设备，，它决定网网络通信能能够通过的的最佳路径径。路由器器依据网络络层信息将将数据包从从一个网络络前向转发发到另一个个网络。偶偶尔也称为为网关（尽尽管网关的的这个定义义现在己经经过时）。。它是互联联网络中必必不可少的的网络设备备之一，路由器是网网络中超越越本地网络络的标记，路由器是是一种连接接多个网络络或网段的的网络设备备，它能将将不同网络络或网段之之间的数据据信息进行行“翻译””，以使它它们能够相相互“读””懂对方的的数据，从从而构成一一个更大的的网络。路路由器有有两大典型型功能，即即数据通道道功能和控控制功能。。数据通道道功能包括括转发决定定、背板转转发以及输输出链路调调度等，一一般由特定定的硬件来来完成；控控制功能一一般用软件件来实现，，包括与相相邻路由器器之间的信信息交换、、系统配置置、系统管管理等，路由器A路由器B路由器C主机1主机2主机3主机4主机5主机19主机18主机6主机21主机20F0/1F0/0F0/0S0/0S0/1F0/0T0（1）提供供异构网络络的互连5.3网网络层设备备（3）实现现VLAN之间的通通信路由器电