第2章 网络互连设备.ppt

1、第2章 网络互连设备,TCP/IP和OSI的对应关系,局域网和广域网层次位置,OSI参考模型,OSI：开放系统互连参考模型 OSI为连接分布式应用处理的开放系统提供了基础 开放是指相互识别和支持这些标准化的信息交换协议，能使任何两个遵守参考模型和有关标准的系统进行连接 开放系统互连是指为了在终端设备、计算机、网络和处理机之间交换信息所需要的标准化协议，为了彼此都能使用这些协议，在它们之间也必须是相互开放的 从控制角度看，第一、二、三层为传输控制层，解决网络通信问题；第五、六、七层为应用控制层，解决应用进程通信问题；第四层作为传输层，属于传输与应用间的接口,TCP/IP参考模型,传输控制协议/网

2、间（际）协议（TCP/IP，Transmission Control Protocol/Internet Protocol），是当前网络互连协议中最著名的协议族 从体系结构角度看，TCP/IP被分为四个层：主机到网络层、网络层、传输层和应用层 TCP/IP协议族是应用最广的一组多用户协议，因为它是因特网发展的动力，几乎每个服务运营商都支持TCP/IP协议族中的若干种协议,TCP/IP参考模型,网络互连,网络互连是在简单网络的基础上，将分布在不同地理位置，采用不同协议的网络相互连接起来，以构成大规模和复杂的网络 网络互连的目的是实现更广泛的资源共享 通过网络互连，一个网络上的主机可以与另一个网络

3、上的主机实现透明通信，通过通信，在不同网络上的用户将对信息和数据进行交换，从而实现高级的用户服务 网络互连还可以提高网络的可靠性、改善网络的性能和增强网络的安全等,互连：网络互连的基础，在两个物理网络之间至少有一条物理链路，为数据交换提供了物质基础和可能性，但不保证一定能进行数据交换，必须看其网络协议是否兼容 互通：网络互连的手段，在两个网络之间实现端到端的连接和数据交换 互操作：网络互连的目的，两个网络在高层软件的作用下，不同计算机系统之间访问对方资源的能力,网络互连,网络互连的基本条件,在需要连接的网络之间提供物理链路，建立数据交换的连接通道，并且有全面的控制规程 在不同的网络之间建立适当

4、的路由 能够在有差异的网络中进行数据交换 能够进行有效的网络管理,网络互连的基本类型,LAN与LAN互连 LAN与WAN互连,LAN与LAN互连,在局域网范围的实际应用有同构局域网互连和异构局域网互连两种基本模式 同构局域网互连是指互连的局域网属于相同的结构类型 异构局域网互连是指互连的局域网属于不相同的结构类型,异构局域网互连的概念模型,LAN与WAN互连,在很大的地域范围或采用更多技术手段的条件下，实际应用时需要加入广域网的内容 一般有局域网广域网互连和局域网广域网局域网互连两种基本模式 局域网广域网互连是指某结构类型的局域网和广域网互连 局域网广域网局域网互连是指互连的局域网分布的地理位

5、置过大或必须采用广域网的技术手段,局域网广域网局域网互连的概念模型,网络互连层次的概念模型,应用层的互连,网关（Gateway）是应用层使用的互连设备，属于能够连接不同网络的硬件和软件的结合产品 网关用来连接异类网络，是一个协议转换器，工作在OSI或TCP/IP参考模型的高层 网关可使不同的格式、不同的通信协议、不同的结构类型的网络连接起来，使不同协议网络间的信息包传送和接收，简化了网络的管理 网关的实现较为复杂，工作效率较低，透明性不强，一般只限于几种协议的转换，用于提供某种特殊用途的连接 网关的连接方式有无连接的网关和面向连接的网关 路由器和计算机都可以配置成网关,网络层的互连,网络层互连

6、一般连接相同协议的网络，也可以连接异构网络，还可以利用协议将整个网络划分为若干逻辑子网 网络层互连主要解决的技术问题是：路由选择、拥塞控制、差错处理和分段技术等 网络层互连的典型设备是路由器，它具有判断网络地址和选择路径的功能，完成网络层中继的任务,数据链路层的互连,在数据链路层的互连主要应用桥接和交换技术，对帧信息进行存储转发，对传输的信息有较强的管理能力 可控制数据流量、处理传输错误、提供物理编址以及管理对物理媒体的访问 数据链路层实现网络互连常用的设备是网络适配器、网桥和交换机等,物理层的互连,中继系统作用于同种网络的物理层上，只对比特信号进行接收、波形整形、放大和发送，可以扩大一个网络

7、的作用地域范围，一般不具备网络管理能力 物理层设备分为被动式和主动式两种 被动式设备： 不需要供给电源。插头、插座、连接器、接头、连接缆线和物理媒体 主动式设备： 需要电源。中继器、集线器、收发器和调制解调器,OSI网络各层设备,OSI网络各层设备,OSI网络下层设备符号图,Router-Color and subdued,Routerw/Silicon Switch,Protocol Translator,CiscoWorksWorkstation,Terminal Server,AccessServer,NetFlowRouter,WorkgroupDirector,Network Man

8、agement Appliance,PC RouterCard,CiscoHub,Serverwith PC Router,Software-Based Router on File Server,Bridge,Workgroup SwitchColor/Subdued,Small Hub (10BaseT Hub),100BaseTHub,CDDI/FDDI Concentrator,PC Adapter Card,思科的设备符号图,WavelengthRouter,TransPath,uBR910Cable DSU,Workgroup SwitchVoice-Enabled,Storage

9、 Solution Engine (SSE),IOS SLB,WirelessRouter,Route/Switch Processor with and without Si,VIP,PC withSoftware,PC with Router-Based Software,Switch Processor,ATMSwitch,LAN2LAN Switch,MicroWebServer,ISDNSwitch,MGX 8000MultiserviceSwitch,Multi-SwitchDevice,BroadbandRouter,Content Engine,Cisco CA,Cisco55

10、00Family,PXF,Management Engine(ME 1100),ASIC Processor,General Processor,IP Transport Concentrator,BBSM,ITP,ATA,SIP Proxy Server,Voice Gateway,思科的设备符号图,Token Rings, with and without Textand Subdued,FDDI Rings, with and without Text, Vertical and Horizontal,Line: Serial (Use Thicker where There Is Sp

11、ace),Line: Circuit-Switched (Use Thicker where There Is Space),Line: Ethernet (Use Thicker where There Is Space),媒体符号图,物理层设备,第一层设备分为被动式和主动式两种 被动式设备： 不需要供给电源。插头、插座、连接器、接头、连接缆线和物理媒体 主动式设备： 需要电源。中继器、集线器和收发器 第一层设备只是传输和处理比特流，将衰减信号还原，不能检查封装的数据包,UTP RJ-45头,1,8,非屏蔽双绞线，UTP RJ-45头是非屏蔽双绞 线两端的连接头,UTP 直通线,1,8,8,

12、1,电缆两端的线序相同 使用第1, 2, 3和 6 路由器 交换机 路由器 集线器 交换机 网卡 集线器 网卡,橙白 橙色 绿白 蓝色 蓝白 绿色 棕白 棕色,橙白 橙色 绿白 蓝色 蓝白 绿色 棕白 棕色,UTP 交叉线,1,8,1,8,电缆两端的1和3、2和6交换 使用第1, 2, 3和 6 交换机 交换机 交换机 集线器 集线器 集线器 网卡 网卡,橙白 橙色 绿白 蓝色 蓝白 绿色 棕白 棕色,绿白 绿色 橙白 蓝色 蓝白 橙色 棕白 棕色,UTP 反序线,电缆两端的次序相反 使用第1, 2, 3和 6 用于配置,UTP连线规则,当两边端口都被指定为X时或两边端口都未指定为X时，使用一

13、根交叉线,只有当一个端口被标记上X时使用一根直通线,1x,2x,3x,4x,1x,2x,3x,4x,1x,2x,3x,4x,例题,说出下图使用了什么连线,光缆,光缆是由光纤、高分子材料、金属塑料复合带及金属加强件等共同构成的光信息传输介质 下图是所用材料种类最多的GYTY53333层绞式钢带纵包双层钢丝铠装光缆的横截面图,构成光缆的材料,光纤 高分子材料：松套管材料、聚乙烯护套料、无卤阻燃护套料、聚乙烯绝缘料、阻水油膏、阻水带、聚酯带 金属塑料复合带：钢塑复合带、铝塑复合带 中心加强件：磷化钢丝、不锈钢丝、玻璃钢圆棒等,常用光缆的分类,按缆芯结构分 层绞式光缆 中心管式光缆 骨架式光缆 按线路

14、敷设方式分 架空光缆 管道管缆 直埋光缆 隧道光缆 水底光缆,常用光缆的分类,按使用环境与场合分 室外光缆 室内光缆 特种光缆 按缆中光纤状态分 松套光纤光缆 半松半紧光纤光缆 紧套光纤光缆 按网络层次分 长途光缆 市内光缆 接入网光缆,室内光缆的分类,多用途室内光缆：它的结构设计是按照各种室内所用场所的需要而定的 分支光缆：为终接和维护，分支光缆便于各光纤的独立布线或分支布线 互连光缆：为布线系统进行语音、数据、视频图像传输设备互连所设计的光缆。使用的是单纤和双纤结构，如下图。这种光缆连接容易，在楼内布线中它们可用作跳线,中继器,中继器：repeater，第一层设备，再生信号并放大信号 缺点

15、 在整个网络传播信号 不能过滤网络流量 单一输入和单一输出端口,中继器转发数据,集线器,集线器：Hub，又叫多端口中继器，第一层设备，再生信号并放大信号，可作为网络的中心点，端口数目可以为4、8、12和24 缺点 在整个网络传播信号 不能过滤网络流量 不能确定最佳路径,集线器分类,按有无电源供应分 主动式：有电源供应，可以再生和放大信号 被动式：无电源供应，不可以再生和放大信号 按是否可以执行管理任务分 智慧型：有控制端口，可以管理网络流量 傻瓜型：无控制端口，没有管理能力,集线器,集线器,2,1,集线器转发数据,选择注意事项: 带宽：10 Mbps，100 Mbps 对于管理控制台的需要 端

16、口密度 易操作,Cisco 1500Micro Hub,Cisco FastHub300,Cisco 1528 Micro Hub 10/100,CiscoFastHub400,Cisco FastHub200,Cisco FastHub100,思科公司集线器产品,冲突和冲突域,在一个共享介质的网络上，当两个比特同时进行传输时，就可能产生冲突（碰撞） 数据分组产生和发生冲突的区域，称为冲突域 冲突域的边界是交换机、网桥和路由器,共享介质,冲突,收发器,传送器（Transmitter）和接收器（Receiver）的组合 第一层设备，能把信号从一种形式转换为另一种形式，也就是它可以连接不同介质 收

17、发器通常位于网卡中,收发器,调制解调器,调制解调器（modem）的作用：是在数据的发送端将计算机中的数字信号转换成能在电话线上传输的模拟信号；在接收端将从电话线路上接收到的模拟信号还原成数字信号,当输入高电平1时，频率为1270Hz的振荡器有信号输出，当输入低电平0时，频率为1070Hz的振荡器有信号输出。在调制器的输出端，通过组合器按顺序把不同频率的信号组合起来，就构成了移频键控的信号 在接收端通过设置对应这两种频率的带通滤波器，将这两种不同频率的信号分开，再送给组合器叠加，那么组合器输出就是数字脉冲信号,调制解调器的工作原理,数据链路层设备,第二层设备有：网卡、网桥和交换机 共同的特征是：

18、使用及检查媒体访问地址和帧，以便如何处理数据,网卡,网卡：NIC（Network Interface Card) 插入PC机主板的第2层设备 为PC机提供网络通信功能的印刷电路板 plug and play（中断请求，内存范围，输入/输出范围） 主要功能 逻辑链路控制 寻址 成帧 介质访问控制 信令,怎样选择网卡,网络类型：以太网、令牌环或 光纤分布式数据接口 网络传输介质类型：双绞线、同轴电缆或光纤 网络带宽：10Mbps、100Mbps和1000Mbps 系统总线类型：ISA、EISA、PCI和MCA,网桥,连接2个或多个局域网网段 根据MAC地址过滤或转发数据 维护MAC地址表,交换机,

19、连接多个局域网网段 根据MAC地址过滤或转发数据 每个端口提供全带宽 维护MAC地址表,选择注意事项: 带宽：10 Mbps, 100 Mbps, or 1000 Mbps 对于干线和交换机间链路的需求 虚拟局域网 生成数协议 端口密度 用户接口,Desktop/Workgroup Solutions,Wiring Closet/Backbone Solutions,Cisco 1548 Micro Switch 10/100,Catalyst 3000 series,Catalyst 2900series XL,Catalyst 1900/2820 series,Catalyst 2900 series,Catalyst 5000 series,Catalyst 8500 ser