第3章网络设备.ppt

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1、1,第3章 网络设备,2,3.1 第一层设备,3.1.1 中继器 信号在网络中传递时，因为线材本身的阻抗会使信号越来越弱，导致信号衰减失真，当网线的长度超过建议的使用距离时，信号已衰减到几乎无法识别的程度，信号若想再继续传递下去，必然要将信号还原成原来的强度，所使用的设备之一即为中继器。,3,3.1.1 中继器,中继器（Repeater）主要的功能就是将收到的信号重新整理，使其恢复原来的波形和强度，然后继续传送下去，这样信号就会传得更远。对应到OSI模型里，中继器位于最低层物理层（Physical Layer）。,4,3.1.2 集线器,集线器，英文名又称Hub，与中继器类似，也属于网络物理层

2、互联设备，或称为多口中继器（Multi-Port Reapter）。 集线器只是对数据的传输起到同步、放大和整形的作用，对数据传输中的短帧、碎片等无法有效处理，不能保证数据传输的完整性和正确性。,5,3.1.2 集线器,集线器的定义 集线器实际就是一种多端口的中继器。集线器一般有4、8、16、24等数量的RJ-45接口，通过这些接口，集线器便能为相应数量的计算机完成“中继”功能。 其实，集线器实际上就是中继器的一种，其区别仅在于集线器能够提供更多的端口服务，所以集线器又称为多口中继器。,6,3.1.2 集线器,集线器的特点 共享带宽 集线器的带宽是指它通信时能够达到的最大速度。目前市面上用于中

3、小型局域网的集线器主要有10Mb/s、100Mb/s和10/100Mb/s自适应3种。 半双工 当其中一台设备在发送数据时，另一台只能接收，而不能同时将自己的数据发送出去，如对讲机即采用半双工方式，只能一方说，另一方听。,7,3.1.2 集线器,集线器的分类 无源集线器 负责把多段介质连接在一起，不对信号做任何处理，每一种介质段只允许扩展到最大有效距离的一半。 有源集线器 具有对传输信号进行再生和放大从而扩展介质长度的功能。 智能集线器 可将网络的部分功能集成到集线器中，如网络管理、选择网络传输线路等功能。,8,3.1.2 集线器,按配置形式对集线器的分类 独立型集线器 独立型集线器是带有许多

4、端口的单个盒子式的产品 模块化集线器 模块化集线器配有机架或卡箱，带多个卡槽，每个槽可放一块通信卡。 堆叠式集线器 除了多个集线器可以“堆叠”或者用短的电缆线连在一起之外，其外形和功能均和独立型集线器相似。,9,3.2 第二层设备,3.2.1 网卡 网卡（Network Interface Card，NIC）是插入到主板总线插槽上的一个硬件设备，功能是完成网络互联的物理层连接，属于数据链路层设备，如图所示。,10,3.2.1 网卡,网卡的分类 按连线的接头类型分类 RJ-45水晶接头、BNC细缆接头、AUI三类、综合几种接头类型于一身的二合一、三合一网卡。 按传输速率分类 10Mb网卡、10/

5、100Mb自适应网卡、（1000Mb）网卡,11,3.2.1 网卡,按主板上的总线类型分类 分为ISA、VESA、EISA、PCI等4种接口类型。 按传输流量分类 PCI网卡又可以细分为10MbPCI网卡和10/100MbPCI自适应网卡两种类型 按传输介质分类 分为有线网卡和无线网卡,12,3.2.1 网卡,网卡的传输速率 网卡的传输速率是由它的数据传输速率决定的，网卡的数据传输速率和使用的总线相关。,13,3.2.1 网卡,网卡的有关参数及设置 MAC地址 介质访问控制（Media Access Control，MAC）地址，又称物理地址，它是一个可以惟一标志一块网卡的号码。 IRQ中断号

6、 中断请求（Interrupt Request）是每一个计算机外设和CPU通信的基本参数，因此要保证网卡正常工作，必须要设定正确的IRQ号。,14,3.2.1 网卡,I/O端口 I/O端口是计算机外设和CPU通信的桥梁，不同的外部设备使用不同的I/O端口，CPU通过对不同I/O端口的读写，实现和不同外设之间的数据交换。 Base Memory 网卡上一般带有自己的内存，用于网卡和CPU之间通信的缓冲。网卡上的内存和计算机的内存可以互相映射，从而实现网卡和计算机之间快速的数据交换。,15,3.2.2 网桥（Bridge）,网桥，也称桥接器，是一个网段与另一个网段之间建立连接的桥梁，是一种数据链路

7、层设备，网桥根据数据帧源和目的物理地址决定是否对数据帧进行转发，这在一定程度上提高了网络的有效带宽。,16,3.2.2 网桥（Bridge）,网桥类似于中继器，连接两个局域网络段，但它是在数据链路层连接两个网。网间通信通过网桥传送，而网络内部的通信被网桥隔离。 网桥检查帧的源地址和目的地址，如果目的地址和源地址不在同一个网络段上，就把帧转发到另一个网络段上；若两个地址在同一个网络段上，则不转发，所以网桥能起到过滤帧的作用。,17,3.2.3 二层交换机,交换机定义 交换机也叫交换式集线器，它通过对信息进行重新生成，并经过内部处理后转发至指定端口，具备自动寻址能力和交换作用，由于交换机根据所传递

8、信息包的目的地址，将每一信息包独立地从源端口送至目的端口，避免了和其他端口发生碰撞。,18,3.2.3 二层交换机,交换机的工作原理 交换机拥有一条高带宽的背部总线和内部交换矩阵。交换机的所有端口都挂接在这条背部总线上，当控制电路收到数据包以后，处理端口会查找内存中的地址对照表以确定目的MAC（网卡的硬件地址）的网卡挂接在哪个端口上，通过内部交换矩阵迅速将数据包传送到目的端口。,19,3.2.3 二层交换机,交换机的性能特点 独享带宽 交换机能够智能化地根据地址信息将数据快速送到目的地，因此它不会像集线器那样在传输数据时“打扰”那些非收信人。 全双工 当交换机上的两个端口在通信时，由于它们之间

9、的通道是相对独立的，因此它们可以实现全双工通信。,20,3.2.3 二层交换机,交换机与集线器的区别 从OSI体系结构来看 集线器属于OSI的第一层物理层设备，而交换机属于OSI的第二层数据链路层设备。,21,3.2.3 二层交换机,从工作方式来看 集线器采用一种“广播”模式，因此很容易产生“广播风暴”，当网络规模较大时性能会受到很大的影响。,22,3.2.3 二层交换机,从带宽来看 集线器不管有多少个端口，所有端口都是共享一条带宽，在同一时刻只能有两个端口传送数据，其他端口只能等待，同时集线器只能工作在半双工模式下；而对于交换机而言，每个端口都有一条独占的带宽，当两个端口工作时并不影响其他端

10、口的工作，同时交换机不但可以工作在半双工模式下而且可以工作在全双工模式下。,23,3.3 第三层设备,3.3.1 路由器（Router） 路由器属于网络层互联设备，用于连接多个逻辑上分开的网络。路由器有自己的操作系统，运行各种网络层协议（如IP协议、IPX协议、AppleTalk协议等），用于实现网络层的功能。,24,3.3.1 路由器（Router）,路由器的作用 路由与桥接 路由器可以连接任意两种网络，只要主机使用的是相同的网络层协议。 连接网络层与数据链路层 为了使网络层和数据链路层可以互通，需要“粘合”协议。（地址解析协议，ARP）用于把网络层地址映射到数据链路层地址，（反向地址解析协

11、议，RARP）则反之。,25,3.3.1 路由器（Router）,地址解析协议（ARP） 网络层地址是由网络管理员定义的抽象映射，它不去关心下层是哪种数据链路层协议。然而，网络接口只能根据第二层地址来互相通信，第二层地址通过ARP从第三层地址得到。,26,3.3.1 路由器（Router）,IP地址冲突 ARP产生的问题中最常见的是IP地址的冲突，这是由于两个不同的主机IP地址相同产生的，在任何互联的网络中，IP地址必须是惟一的。,27,3.3.1 路由器（Router）,管理ARP缓存表 ARP缓存表是成对的列表，是IP地址和MAC地址的对照表。根据IP地址索引，该表可以用命令arp来管理，

12、其语法包括： 向表中添加静态表项：arp -s 从表中删除表项：arp -d 显示表项：arp -a,28,3.3.1 路由器（Router）,静态ARP地址的使用 静态ARP地址的典型使用是设置独立的打印服务器，这些设备通常通过telnet来配置，但首先它们需要一个IP地址。,29,3.3.1 路由器（Router）,代理ARP 可以通过使用代理ARP来避免在每台主机上配置路由表，在使用子网时这特别有用，但注意，不是所有的主机都能理解子网。,30,3.3.1 路由器（Router）,选择信息传送的线路 从过滤网络流量的角度来看，路由器的作用与交换机和网桥非常相似。但是与从物理上划分网段的交换

13、机不同，路由器使用专门的软件协议从逻辑上对整个网络进行划分。 对于那些结构复杂的网络，使用路由器可以提高网络的整体效率。,31,3.3.1 路由器（Router）,路由器的分类 接入路由器 企业级路由器 骨干级路由器 太比特路由器,32,3.3.2 多层交换机,第三层交换机的工作原理 第三层交换机实际上是将传统交换器与传统路由器结合起来的网络设备，它既可以完成传统交换机的端口交换功能，又可完成部分路由器的路由功能。,33,3.3.2 多层交换机,第三层交换机的优势 子网间传输带宽可任意分配 合理配置信息资源 降低成本 交换机之间连接灵活,34,3.3.2 多层交换机,第三层交换机的应用领域 S

14、TAR-S3550系列交换机 联想网络天工iSpirit 6808交换机,35,3.4 语音、DSL、光设备,3.4.1 语音设备 VoIP（Voice over IP）是在分组数据网络上传输传统数据包的同时传输语音与传真信息。从提供新一代设备的网络设备制造商与设计人员，到为商业与家庭用户提供有关服务的服务提供商，VoIP为各级用户带来了许多好处。,36,3.4 语音、DSL、光设备,3.4.2 DSL设备 数字用户线（DSL）技术是利用先进的数字技术来扩大现有铜线电话用户线传输频带宽度的技术。,37,3.4 语音、DSL、光设备,3.4.3 光设备 光设备的种类很多，有光端机、光纤收发器等。

15、光端机还分为以太网数据光端机、视频光端机、音频光端机等。,38,3.4 语音、DSL、光设备,3.4.4 防火墙和AAA服务器 防火墙 “防火墙”是一种形象的说法，其实它是计算机硬件和软件的组合，使因特网与内联网之间建立起一个安全网关，从而保护内联网免受非法用户的侵入，它其实就是一个把因特网与内联网（通常这局域网或城域网）隔开的屏障。,39,3.4 语音、DSL、光设备,3.4.4 防火墙和AAA服务器 AAA服务器 AAA指的是Authentication（认证），Authorization（授权），Accounting（计费）。 认证、授权和计费一起实现了网络系统对特定用户的网络资源使用情况的准确记录。,