网络互连设备培训课件

学习目标了解不同传输介质的类型和特点掌握不同的网络设备的功能和特点第二章网络互连设备12.1网络传输介质数据传输介质是指传送信息的载体通信介质分为有线介质双绞线、同轴电缆和光纤无线介质无线电波、微波和红外线等22.1.1同轴电缆3粗缆粗缆是以太网初期最流行的传输介质粗缆很重而且不容易被弯曲，安装和维护比较困难，成本较高IEEE把使用粗缆搭建的以太网称为10Base5“10”代表最高传输速率为10Mbps“Base”代表采用基带传输“5”代表传输距离最大为500米。4细缆细缆是20世纪80年代以太网初期采用的最流行的传输介质比粗缆轻，容易使用和安装，价格相对便宜IEEE把使用粗缆搭建的以太网称为10Base5“10”代表最高传输速率为10Mbps“Base”代表采用基带传输“2”代表传输距离最大为185米52.1.2双绞线双绞线(TP，TwistedPair)是综合布线工程中最常用的一种传输介质双绞线电缆由4对绝缘铜线构成，这些铜线相互绞在一起，外面包裹着一层防护套。一般还有一根尼龙绳（抗拉纤维）用于增加双绞线电缆的抗拉强度6非屏蔽双绞线UTP，unshieldedtwistedPair使用RJ-45水晶头作为端头传输距离限制为100米目前最常用的是5类（Cat5）、超5类双绞线(Cat5e)和6类(Cat6)类电缆

7屏蔽双绞线STP，ShieldedTwistedPairSTP比UTP具有更好的电磁屏蔽和抗干扰性能8568-A和568-B连接器标准9双绞线电缆类型102.1.3光光纤光纤（OpticalFiber）即光导纤纤维传输速率大于于1000Mbps，是是目前传输速速度最快的介介质衰减要远远小小于电信号的的衰减，适合合长距离的传传输价格比比较昂昂贵。。11光纤有有5个个部分分组成成12多模光光纤单模光光纤13光纤接接头单模光光纤最最常用用的接接头类类型为为用户户连接接器(SC，SubscriberConnector)多模光光纤最最常用用的接接头类类型为为直插插式连连接器器(ST，，StraightTip)142.1.4无无线线介质质152.2网网络适适配器器（网网卡））网络适适配器器也称称为网网卡，，网卡卡的基基本功功能是是提供供网络络中计计算机机主机机与网网络电电缆系系统（（通信信传输输系统统）之之间的的接口口，实实现主主机系系统总总线信信号与与网络络环境境的匹匹配和和通信信连接接，接接收主主机传传来的的各种种控制制命令令，并并且加加以解解释执执行。。现在在网卡卡都支支持全全双工工模式式，也也称为为双向向同时时传输输。网卡插插在每每台工工作站站和服服务器器主机机板的的扩展展槽里里。工工作站站通过过网卡卡向服服务器器发出出请求求，当当服务务器向向工作作站传传送文文件时时，工工作站站也通通过网网卡接接收响响应。。网卡工工作在在ISO/OSI参参考模模型的的数据据链路路层，，确切切的说说是数数据链链路层层的MAC子层层。16网卡的的作用用与连连接17网卡的的分类类根据数数据位位宽度度的不不同，，网卡卡分为为8位位、16位位、32位位和64位位。网卡主主要是是以适适应何何种主主机总总线类类型来来分类类的。。当前前，各各种计计算机机提供供的总总线类类型主主要有有：工工业总总线ISA，扩展展工业业总线线EIAS，外围围控制制器接接口总总线PCI,微通道道总线线MCA等。按数据据传输输速率率划分分，有有10Mbps、100Mbps、10/100Mbps自适应应网卡卡，以以及1Gbps网卡。。现在在市面面常见见的有有100M/1000M自适适应网网卡。。根据不不同的的局域域网协协议，，网卡卡又分分为Ethernet网网卡（（支持持IEEE802.3系系列协协议））、TokenRing网网卡、、ARCNET网卡卡和FDDI网网卡几几种。。按有无无物理理上的的通信信线缆缆分类类，分分为有有线网网卡和和无线线网卡卡。18网卡的的选择择连接性性主要要是根根据主主机的的总线线类型型选择择不同同的网网卡，，现在在一般般选用用PCI或或者PCMCIA接接口的的网卡卡。19网卡的的参数数配置置①网卡卡的物物理地地址网卡地地址也也称为为MAC（（MediumAccessControl））地址址或物物理地地址全全球唯唯一，，是是48位二二进制制数，，一般般永12位位16进制制数表表示。。可以以用ipconfig命命令查查看网网卡的的物理理地址址。②中断断号计算机机主机机与外外部设设备通通信的的方法法有4种：：无条条件传传送；；查询询；中中断和和直接接内存存访问问DMA。。网卡卡采用用中断断方式式工作作③输入入/输输出地地址范范围④双向向同时时传输输目目前前的网网卡均均支持持双向向同时时传输输20网卡的的参数数图示示【开始始】││【设设置】】│【【控制制面板板】││【系系统】】│【【设备备管理理】││【网网络适适配器器】││【属属性】】│【【资源源】212.3.1中中继器器（Repeater））中继器器用于于同种种局域域网络络的互互连，，是在在物理理层次次上实实现互互连的的网络络互连连设备备，用用于扩扩展网网段的的距离离。电信号号强度度在电电缆中中传送送时随随电缆缆长度度增加加而递递减，，这种种现象象叫衰衰减，，对长长距离离传输输有影影响。。中继器器常用用来将将几个个网段段连接接起来来，通通过中中继器器将信信号放放大，，然后后在另另一个个网段段上继继续传传输。。中继器器同样样工作作在ISO/OSI参参考模模型的的物理理层。。2.3集集线器器（HUB）和和中继继器（（Repeater）22中继器器具有有以下下特点⑴中继继器可可以重重发信信号，，这样样可以以扩展展网段段的距距离。。⑵中继继器主主要用用在同同种LAN互连中中，如如IEEE802.3LAN和Ethernet网。⑶中继继器工工作在在网络络体系系结构构模型型的最最低层层物理理层。。⑷由中中继器器连接接起来来的各各网段段必须须采用用同样样的信信道访访问协协议，，例如如CSMA/CD协议。。⑸由中中继器器连接接的网网段构构成一一个更更大的的网段段，并并且有有着相相同的的网络络地址址，属属于一一个冲冲突域域。⑹网段段上的的每一一个节节点都都有自自己的的地址址。⑺中继继器以以与它它相连连的网网络同同样的的速度度发送送数据据。232.3.2集线器器（HUB）集线器又称称为HUB，实质上上为多端口口的中继器器在使用时，，可以把集集线器连接接的网络看看成一个共共享式总线线，在集线线器的内部部，各端口口之间相互互连在一起起的。集线器可分分为独立式式、叠加式式、智能模模块化，有有8端口、、16端口口、24端端口多种规规格集线器支持持的数据传传输率为10Mbps或100Mbps。HUB工作作在ISO/OSI参考模模型的物理理层。24集线器集线器具有有多个端口口每个端口通通过RJ-45接头头与网卡连连接，将主主机连接到到网络集线器是物物理层的设设备，也称称为多端口口中继器（（MultiportRepeater）使用集线器器组成的10Based-T网络采用用的是CSMA/CD的介质质访问控制制方法，是是一个逻辑辑总线型，，物理星型型的拓扑252.4.1网桥网桥是一种种在数据链链路层实现现局域网络络互连的存存储转发设设备。局域网络结结构上的差差异体现在在介质访问问协议MAC上，因因而网桥被被广泛用于于异种局域域网的互连连。网桥工作在在ISO/OSI参参考模型的的数据链路路层。网桥从一个个网段接收收完整的数数据帧，进进行必要的的比较和验验证，然后后决定是丢丢弃还是发发送给另外外一个网段段。转发前网桥桥可以在数数据帧之前前增加或删删除某一些些字段，但但不进行路路由选择。。因此，网桥桥具有隔离离网段的功功能，在网网络上适当当地使用网网桥可以起起到调整网网络的负载载。2.4网网桥（Bridge）和交换换机（Switch）26网桥的的工工作原理网桥按工作作原理分为为两类：1一类为为透明网桥桥，也叫生生成树桥，，由各个网网桥自己来来决定路径径选择。透透明桥采用用逆向学习习的方法获获得路径信信息，每个个网桥都有有一张路径径表，表中中记录端口口和网络地地址的对照照信息。2另一类类称为源选选路径桥，，由源端主主机决定帧帧传输要经经过的路径径，在初始始由源端主主机发出传传向各个目目的站点的的查询帧，，途径的每每个网桥转转发该帧，，查询帧到到达目的站站点后，再再返回源端端，返回时时，途径的的网桥将它它们自己的的标识记录录在应答帧帧中，这样样可以从不不同的返回回路径中找找到一条最最佳的路径径。27网桥的问题题网桥对接收收的帧要先先存储和查查找站表，，决定是否否转发，增增加了时延延；网桥在MAC子层并并没有流量量控制功能能；网桥连接只只能适用通通信量不是是很大的应应用；若同时有大大量的向其其他网段转转发的通信信量，容易易形成广播播风暴。28交换就是转转接。交换换机是一个个连接设备备，是在第第二层实现现连接。交换机容易易与电话公公司的程控控交换机相相混淆，一一般称为计计算机交换换机。用集线器Hub连接接的网络，，可以类比比日常生活活交通中的的平面交通通，而用交交换机连接接的网络可可以类比立立体交通。。Switch工作在在ISO/OSI参考模型型的数据链链路层。2.4.2交换机机29交换式网络络30交换机的工工作原理交换机是一一个多端口口的网桥，，每个端口口都有桥接接功能，它它能够在任任意一对端端口间转发发帧，交换机的每每一个端口口属于一个个冲突域，，以太网交换换机按照CSMA/CD协议议工作，交换机中的的电路可以以把任意端端口的网段段与别的端端口的网段段在数据链链路层上连连接起来.31交换机的工工作原理及及内部构造造32交换机的交交换方式以太网交换换机的交换换方式分为为静态方式式和动态方方式。静态态方式的特特点是端口口间的通道道由人工事事先配置，，两个端口口间的连接接类似于硬硬件连接，，端口按固固定的连接接方式交换换帧。动态交换方方式又分为为：存储转发方方式；直通方式；；帧碎片丢弃弃方式，也也称无残帧帧方式。33交换机的功功能和性能能⑴端口-站站地址表的的大小⑵端口的自自适应性⑶单位时间间转发帧的的能力；流流量控制能能力；交换换机是否具具备双向同同时传输（（全双工））能力⑷帧延时的的大小⑸交换机端端口对地址址的支持⑹对虚拟局局域网VLAN的支支持34交换机的主主要技术参参数⑴转发技术术，交换机机采用直通通转发、存存储转发和和帧碎片丢丢弃转发技技术的哪一一种。⑵延时，交交换机数据据交换延时时的时间值值。延时与与交换机采采用的转发发技术有关关。⑶管理功能能。⑷单/多MAC地址址类型。⑸外接监视视支持⑹扩展树，，交换机是是否提供扩扩展树算法法或其他算算法，检测测并限制拓拓扑环。⑺全双工，，也即双向向同时传输输。⑻高速端口集集成功能，，即高速上上连功能。。35交换机的分分类1交换机机可以分为为不同的类类型，例如如：以太网网交换机、、ATM交交换机等等等。2从应用用规模上可可以分为企企业级交换换机、部门门级交换机机和工作组组交换机。。3从结构构上可以分分为模块式式交换机和和固定配置置交换机。。4模块式式交换机又又称为机箱箱式交换机机，可以根根据需要配配置不同的的模块，模模块可以插插拔，交换换机上有相相应的插槽槽，使用时时将模块插插入插槽中中，所以具具有很强的的可扩展性性。36交换机的级级联和堆叠叠1交换机机之间的连连接有级联联和堆叠两两种方案。。2交换机机的级联方方法是：将将一台作为为主交换机机，其他的的交换机作作为二级交交换机，将将交换机的的某个端口口与主交换换机的端口口连接。3要对交交换机进行行堆叠，需需要使用支支持堆叠功功能的堆叠叠式交换机机，将若若干台堆叠叠在一起的的交换机可可以看作为为一台具有有很多端口口的大型交交换机。4级联联在逻辑上上是多个被被网管的对对象，而堆堆叠在逻辑辑上是一个个被网管的的对象。37路由器是实实现异种网网络连接的的互连设备备，工作在OSI的第三三层即网络络层。路由器在转转发分组时时，依据的的是网络层层分组头部部的路由信信息。路路由器可以以根据网络络层的协议议类型、网网络号、主主机的网络络地址、子子网掩码、、高层协议议的类型等等来监控、、拦截和过过滤信息。。路由器和网网桥本身就就是一台计计算机。路由器也需需要操作系系统才能进进行网络系系统配置，，以及和其其它路由器器交换信息息。路由器是网网络中进行行网间连接接的关键设设备。2.5路路由器（Router）38路由器的作作用路由器可以以根据网络络层的协议议类型、网网络号、主主机的网络络地址、子子网掩码、、高层协议议的类型等等来监控、、拦截和过过滤信息。。路由器通过过IP地址址和子网掩掩码的组合合隔离各个个子网，有有利于子网网的划分、、维护和管管理。路由器还有有流量控制制能力，可可以采用优优化的路由由算法均衡衡网络负载载，减少网网络拥塞的的发生。路由器具有有很好的隔隔离能力，，可以避免免广播风暴暴，也利于于提高网络络的安全性性和保密性性支持多种路路由协议，，如RIP、OSPF、BGP等等。。39通过路由器器进行互联联40交换机与网网桥、路由由器的比较较1交换机机和网桥都都是工作在在第二层的的网络连接接设备，交交换机对网网络进行分分段的方式式和网桥相相同，它实实际上是一一个多端口口的网桥。。交换机和和网桥之间间的主要差差别体现在在3个方面面。2交换机机运行在OSI模模型的第二二层(数据据链路层)，路由器器运行在第第三层。。3第三三层和第第四层交交换机能能够比路路由器更更快地转转发数据据，延迟迟较短，，比路由由器更容容易安装装和配置置。但一一般来说说，这些些交换机机的整体体性能还还是比不不上路由由器。41三层交换换的概念念1二层层交换的的问题是是，其工工作是基基于MAC地址址，不涉涉及网络络层的功功能，没没有路由由能力。。2路由由器存在在的问题题是，路路由器的的大部分分功能均均由软件件实现，，造成延延时长，，吞吐率率受到限限制。路路由器对对数据包包的处理理需要拆拆包、查查看第三三层信息息。3交换换机是基基于硬件件结构的的，对帧帧的转发发处理过过程非常常简单，，可以达达到很高高的吞吐吐量。4一个个想法是是使交换换机既保保持高性性能，又又具有路路由能力力，这种种思想导导致了三三层路由由交换机机的出现现。42局域网采采用三层层交换技技术第一种称称为下一一跳解析析协议NHRP（NextHopResolutionProtocol）），采用用的技术术称为““路由一一次，随随后交换换”。43Cisco公司司提出的的NetFlow交换换44三层交换换与传统统路由器器的比较较45三层交换换机可以以完成的的功能⑴通过第第三层信信息决定定分组转转发路径径。⑵通过校校验字段段检验第第三层协协议头部部。⑶检查分分组的生生命期字字段TTL，可以更更新生命命周期。。⑷对管理理信息库库MIB中的统计计信息进进行更新新。⑸通过检检查分组组头部信信息实现现安全性性控制。。⑹对分组组选项字字段信息息响应和和处理。。⑺通过标标准的路路由协议议，例如如RIP、OSPF，，可以与与广域网网路由器器通信。。46调制解调调器Modem调制解调调器也称称为信号号变换设设备，也也叫做数数据电路路端接设设备DCE，按按照计算算机网络络两级子子网的划划分，它它属于通通信子网网，但是是它是用用户端的的设备。。数字信号号的调制制实际上上是用基基带信号号对载波波信号的的三个特特征参数数：幅度度、频率率和相位位进行调调制，使使这些参参数随基基带脉冲冲信号的的变化而而变化。。总之，调调制解调调器Modem就是用用于数字字信号和和模拟信信号的互互相转换换。以适适应不同同信道特特点来进进行数据据传送的的。47调制方式式调制方式式可分为为：幅移键控控法ASK(Amplitude-ShiftKeying)频移键控控法FSK（Frequency-ShiftKeying）相移键控控法PSK（Phase-ShiftKeying））三类分别称为为：调幅AM（AmplitudeModulation）调频FM（FrequencyModulation）调相PM（PhaseModulation））。48协议转换换器的作作用1协议议转换器器