第五章-网络互联设备课件

第四章传输介质主要内容有线传输介质:

同轴电缆双绞线光纤无线传输介质:

短波无线电微波红外线激光1第五章网络互联设备网络互连的基本概念

1.互连互连是指在两个物理网络之间至少有一条物理链路，它为两个网络的数据交换提供了物质基础和可能性，但并不能保证两个网络一定能够进行数据交换，因为这还要取决于两个网络的通信协议是否兼容。2.互通是指两个网络之间可以进行数据交换，它仅仅涉及通信的两个网络之间的端对端连接和数据交换，为互操作提供前提条件。33.互操作互操作是指两个网络中不同计算机系统之间具有透明地访问对方资源的能力，不依赖于具体连接形式，为支持应用间的相互作用而创建的协议环境，一般由高层软件来实现。互联互通互操作4

网络互连的类型

局域网局域网局域网广域网局域网

广域网

局域网

广域网广域网互联网？5第五章网络互联设备

常用的网络互连设备有:

中继器

集线器

网桥

交换机

路由器各设备工作在OSI模型的不同层次，如:

6网络互连的层次

1、物理层互连

2、数据链路层互连

3、网络层互连

4、高层互连

78910115.1

中继器中继器的功能“5-4-3”规则集线器的功能12数字信号通过实际的信道失真不严重失真严重实际的信道（带宽受限、有噪声、干扰和失真）输入信号波形输入信号波形实际的信道（带宽受限、有噪声、干扰和失真）输出信号波形(失真严重)13中继器的功能中继器(Repeater)最简单的互连设备。它工作在OSI模型的物理层，用于扩展LAN网段的长度，延伸信号传输的范围，例如：可加大线缆的传输距离。中继器可以连接不同类型的线缆。14中继器的功能1、重发bit信号，再生，放大、还原2、没有鉴别能力3、不考虑终端设备4、速度快、时延很小15“5-4-3”规则通常在一个网络中，最多可以分为5个网段其中用4个中继器连接只允许在其中3个网段包含计算机或设备，其他2个网段只能用于延长传输距离。165.2

集线器

集线器(Hub)其实是一个具有多个端口的中继器。集中网络连接重发bit信号17中继器和集线器

重发bit信号集中网络连接18最常用的集线器是连接以太网中计算机的集线器，线缆从单个节点的NIC连接到中心集线器。

19图HUB的作用示意图205.2

集线器1．集线器的工作特点

⑴

HUB是一个多端□的信号放大设备。起到信号的放大和重发作用，目的是扩大网络的传输范围，而不具备信号的定向传送能力，是一个标准的共享式设备。

⑵

HUB只与它的上联设备（如上层HUB、交换机或服务器）进行通信。处于同层的各端口之间不会直接进行通信，而是通过上联设备再将信息广播到所有端口上。21集线器HUB225.2

集线器2．集线器的分类和特点

(1)根据速度的不同，目前市面上用于小型局域网的HUB可分为10M、100M和10/100Mbps自适应三个类型。

(2)根据工作方式的不同，HUB可分为共享式HUB、堆叠共享式HUB以及切换式HUB三大类。

23（aa）共享式Hub

共享式Hub提供了所有连接点的站点间共享一个最大频宽。共享式Hub不过滤或重新生成信号，所有与之相连的站点必须以同一速度工作（10Mbps或100Mbps）。所以共享式Hub比切换式Hub价格便宜。

24（bb）堆叠共享式Hub

堆叠共享式Hub是共享式Hub中的一种，当它们级连在一起时，可看作是网中的一个大Hub。当6个8口的Hub级连在一起时，可以看作是1个48口的Hub。

25（cc）切换式Hub

一个切换式Hub重新生成每一个信号并在发送前过滤每一个包，而且只将其发送到目的地址。切换式Hub可以使10Mbps和100Mbps的站点用于同一网段中。

265.2

集线器3集线器的扩展a.集线器的堆叠(Stack)

集线器的堆叠是指将若干集线器以特殊电缆通过特殊的端口连接起，堆叠后的集线器从网络拓扑中可视为一个集线器，也可作为一个集线器来管理，如图所示。275.2

集线器图集线器堆叠285.2

集线器b.集线器的级联(Uplink)

集线器的级联是指用集线器普通或者特殊端口，用UTP交叉线或者直通线把2个以上的集线器连接起来进行集线器端口扩展。295.2

集线器图集线器UTP直通线级联305.2

集线器图集线器UTP交叉线级联集线器HUB普通端口集线器HUB普通端口UP

link

端口交叉线31

4．怎样选择局域网中的集线器（1）以速度为选择标淮集线器主要决定于上连设备的带宽,提供的连接端口数和应用需求三个因素:

①上连设备的带宽

②提供的连接端口数

③应用需求325.2

集线器（2）以能否满足拓展为标准当一个集线器提供的端口不够时，一般有以下两种拓展用户数目的方法：堆叠和级联.（3）以是否提供网管功能为标准335.3

网桥网桥(Bridge)工作在OSI模型的数据链路层，可以用于连接具有不同物理层的网络，如连接使用同轴电缆和UTP的网络。网桥用于连接两个局域网.

34网桥35网桥的内部结构网段A网段B网桥MAC1MAC2MAC3MAC4MAC5MAC6122MAC62MAC52MAC41MAC31MAC21MAC1端口站地址

端口管理软件

网桥协议实体缓存端口2端口112站表（A）（B）（C）（X）（Y）（Z）图3-1网桥内部结构36网桥的功能

缓存：网桥首先会对收到的数据帧进行缓存并处理过滤：判断入帧的目标节点是否位于发送这个帧的网段中，如果是，网桥就不把帧转发到网桥的其他端口

37网桥的功能

转发：如果帧的目标节点位于另一个网络，网桥就将帧发往正确的网段扩散：如果在表中找不到目标地址，则按扩散的办法将该数据发送给与该网桥连接的除发送该数据的网段外的所有网段。38网桥的功能

学习：每当帧经过网桥时，网桥首先在网桥表中查找帧的源MAC地址，如果该地址不在网桥表中，则将有该MAC地址及其所对应的网桥端口信息加入数据帧要去往的目标MAC地址使用的网桥端口MACA端口3MACB端口2MACC端口1395.4交换机交换机(Switch)：是更先进的网桥,具备网桥的所有功能外，还通过在节点或虚电路间创建临时逻辑连接，使得整个网络的带宽得到最大化的利用。通过交换机连接的网段内的每个节点，都可以使用网络上的全部带宽来进行通信，而不是各个节点共享带宽。40交换机41交换机与集线器的区别abcdeIt’sforcIt’sforcIt’sforcIt’sforcIt’sforc共享式HUB42bacdeIt’sforcIt’sforcI’knowwhoisc交换式HUB435.4

交换机2交换机的工作原理

交换机又称为交换式集线器

,它不仅具备了集线器的功能，可以同时连接多个网络区段，但是在功能上又类似于网桥，可以对数据进行过滤，同时它还可以在多个端口间同时对话．发送和接收数据各不影响。它会记忆哪个地址接在哪个端口上，并决定将数据包送往何处，而不会送到其它不相关的端口.44以太网交换机工作原理示意图5.4

交换机455.4

交换机465.4

交换机1.节点A和节点D分别将信息包发往终点节点C和B；2.网络交换机查看连接表知道节点A与端口1相连，节点C与端口5相连，因此网络交换机就能建立从端口1到端口5的虚拟连接；3.同理建立起端口6到端口3的虚拟连接；4.完成节点A到节点C，节点D到节点B的数据传输；5.虚拟连接结束。475.4

交换机以太网交换机中，不同端口的数据传输可以并行地建立“虚拟连接”，如图5-11示。端口1到端口5和端口6到端口3建立两个“虚拟连接”，不同端口的数据可以并行传输。485.4

交换机3.

交换机和交换机/集线器的级联图交换机和交换机/集线器通过交叉线级联495.4

交换机图

交换机和交换机/集线器通过直通线级联50直接交付和间接交付

间接交付间接交付间接交付ABC直接交付直接交付直接交付不需要使用路由器但间接交付就必须使用路由器5.5

路由器5.5

路由器1路由器路由器是一种连接多个网络或网段的网络设备，它能将不同网络或网段之间的数据信息进行“翻译”，以使它们能够相互“读”懂对方的数据，从而构成一个更大的网络。525.5

路由器535.5

路由器

2路由器的功能

路由器工作于网络层，对信包转发，并具有过滤功能。路由器的主要工作:就是为经过路由器的每个数据帧寻找一条最佳传输路径，并将该数据有效地传送到目的站点。下图是路由器功能的典型例子55主机H2通信的路径H1→经过R1转发→再经过R2转发→H2HA1HA5HA4HA3HA6主机H1路由器R1硬件地址路由器R2HA2IP1IP2局域网局域网局域网查找路由表查找路由表一开始，各路由表只有到相邻路由器的信息112131FEDCBA51612151314141611151网

3网

2网

4网

6网

5网

1“4”表示“从本路由器到网

4”“1”表示“距离是

1”“”表示“直接交付”路由器B收到相邻路由器A和C的路由表A说：“我到网1的距离是1。”因此B现在也可以到网1，距离是2，经过A。”112131FEDCBA51612151314141611151网

3网

2网

4网

6网

5网

1112131416112A22A314162C更新后1151路由器B收到相邻路由器A和C的路由表A说：“我到网2的距离是1。”因此B现在也可以到网2，距离是2，经过A。”112131FEDCBA5161215131414161网

3网

2网

4网

6网

5网

1112131416112A22A314162C更新后1151路由器B收到相邻路由器A和C的路由表A说：“我到网3的距离是1。”但B没有必要绕道经过路由器A再到达网3，因此这一项目不变。112131FEDCBA51612151314141611151网

3网

2网

4网

6网

5网

1112131416112A22A314162C更新后最终所有的路由器的路由表都更新了FEDCBA11213142B52E63B1122A32A43A5162F12E22D33C42C516113B23B32B4152F61网2网6网5网1网3网412A2132A43A5162F12A22A314153C62C转发分组的流程

网

440.0.0.0网

110.0.0.0网

330.0.0.0网

220.0.0.010.0.0.440.0.0.430.0.