网络连接技术幻灯片.ppt

网络连接技术第1页，共40页，编辑于2022年，星期二1网络传输媒介及连线设备网络传输媒介及连线设备n常用的网络传输媒介可分为两类：一类是有线的；一类是无线的。n有线传输媒介主要有同轴电缆、双绞线及光缆；n无线媒介有微波、无线电、激光和红外线等第2页，共40页，编辑于2022年，星期二2Media/Cabling Coaxial Cable Unshielded Twisted PairFiber Optic Cable第3页，共40页，编辑于2022年，星期二3同轴电缆（同轴电缆（Coaxial cable）及有关设备）及有关设备n同轴电缆可分为两类：粗缆和细缆第4页，共40页，编辑于2022年，星期二4n同轴电缆绝缘效果佳，频带也宽，数据传输稳定，价格适中，性价比高，是局域网中普遍采用的一种媒介。10BASE-2以太网就是使用细同轴电缆组网的。n使用同轴电缆组网，需要在两端连接50欧的反射电阻，这就是通常所说的终端匹配器第5页，共40页，编辑于2022年，星期二5双绞线（双绞线（Twisted-pair）n双绞线是由两条导线按一定扭距相互绞合在一起的类似于电话线的传输媒体.n每根线加绝缘层并有颜色来标记，成对线的扭绞旨在使电磁辐射和外部电磁干扰减到最小第6页，共40页，编辑于2022年，星期二6双绞线的种类n 非屏蔽双绞线(UTP:Unshilded Twisted Pair)n屏蔽双绞线(STP:Shielded Twisted Pair)屏蔽双绞线电缆的外层由铝泊包裹,以减小幅射,但并不能完全消除辐射。屏蔽双绞线价格相对较高,安装时要比非屏蔽双绞线电缆困难第7页，共40页，编辑于2022年，星期二7非屏蔽双绞线The RJ-45 Connector8Pair 4 R41234567Wire PairT is TipR is RingPair 3 T2Pair 3 R2Pair 2 T3Pair 1 R1Pair 1 T1Pair 2 R3Pair 4 T4Pin 第8页，共40页，编辑于2022年，星期二8双绞线nEIA/TIA（电气工业协会电信工业协会）第一类双绞线通常在LAN技术中不使用,主要用于模拟话音。nEIA/TIA第二类可用于综合业务数据网（数据），如数字话音、IBM3270等。n这两类双绞线在LAN中很少使用。第9页，共40页，编辑于2022年，星期二9双绞线nEIA/TIA第三类双绞线是四对非屏蔽双绞线,可用来进行10Mbps和IEEE802.3 10Base-T的话音和数据传输。nEIA/TIA第四类双绞线在性能上比第三类有一定改进,适用于包括16Mbps令牌环局域网在内的数据传输速率。这类双绞线可以是UTP，也可以是STP第10页，共40页，编辑于2022年，星期二10双绞线nTIA五类双绞线是4对电缆 数据传输速率可达100Mbps或更高，并支持600M Hz频带上的全息图象。nTIA超5类标准同5类线一样，规定线缆达到100M的带宽要求。但超五类标准对系统近端串音干扰、远端串音干扰以及回程损耗等参数有了更高的要求。另外还规定全部4个线对都能实现全双工传输。nTIA 6类布线标准将是下一代布线标准，要求布线的衰减要低，频率范围要高第11页，共40页，编辑于2022年，星期二11n使用双绞线组网，网卡必须带有RJ45接口，另外还需要一个非常重要的设备-集线器HUB.nRJ45接口第12页，共40页，编辑于2022年，星期二12光纤（光纤（Fiber Optical Cable）n光纤光纤防磁防电，传输稳定，质量高，适于高速网络和骨干网。第13页，共40页，编辑于2022年，星期二13同轴电缆、双绞线、光缆的性能比较第14页，共40页，编辑于2022年，星期二14LAN Physical Layer ImplementationsPhysicalData Link(MAC layer)Ethernet100baseTX10BaseT802.310Base510Base2100baseFX100baseT410BaseF第15页，共40页，编辑于2022年，星期二15Ethernet Media RequirementsSTRJ-45AUIAUIConnectorBus50 Ohm thick coaxial cable500m10Base5LinkFiber2000m10BaseFLStarCat 3,4 or 5 UTP2 pairs100m10BaseTBus50 Ohm thin coaxial cable185m10Base2TopologyType of CableMaximum Cable LengthStandard第16页，共40页，编辑于2022年，星期二16Ethernet Media Requirements(Cont.)Duplex media-Interface connector SCRJ-45RJ-45ConnectorPoint-to-Point62.5/125 multimode fiber400m2000m(FDX)100BaseFxStarCat 3 UTP4 pairs100m100BaseT4StarCat 5 UTP2 pairs100m100BaseTxTopologyType of CableMaximum Cable LengthStandard第17页，共40页，编辑于2022年，星期二17网间连接设备网间连接设备第18页，共40页，编辑于2022年，星期二18n数据在网络中是以数据在网络中是以“包包”的形式传递的，的形式传递的，但不同网络的但不同网络的“包包”，其格式也是不一，其格式也是不一样的。样的。n如果在不同的网络间传送数据，由于包如果在不同的网络间传送数据，由于包格式不同，导致数据无法传送，于是网格式不同，导致数据无法传送，于是网络间连接设备就充当络间连接设备就充当“翻译翻译”的角色，的角色，将一种网络中的将一种网络中的“信息包信息包”转换成另一转换成另一种网络的种网络的“信息包信息包”。第19页，共40页，编辑于2022年，星期二19网卡n网卡（英文简称NIC）作为局域网中最基本的部件之一，其英文全称是Network Interface Card。n网卡的工作原理:整理计算机上发往网线上的数据,并将数据分解为适当大小的数据包之后向网络上发送出去。n 每块网卡都有一个唯一的网络节点地址，它是网卡生产厂家在生产时烧入ROM中的，而且保证绝对不会重复。n普通用户日常接触较多的网卡大都是以太网网卡。网卡按其传输速度划分，又可以分为10M网卡、100M、10100M自适应网卡以及千兆(1000M)网卡.第20页，共40页，编辑于2022年，星期二20网卡按其连线的插口类型划分n分为RJ45水晶接口、BNC细缆接口、AUI三类及综合几种插口类型于一身的二合一、三合一网卡。nRJ45插口是采用10BASET双绞线网络接口类型。它的一端就是电脑网卡上的RJ45插口，连接的另一端就是集线器HUB(switch)上的RJ45插口。nBNC接头则是采用10BASE2同轴电缆的接口类型，它同带有螺旋凹槽的同轴电缆上的金属接头相连，如T型头等。nAUI接头由于普通用户很难见到，目前较少使用.第21页，共40页，编辑于2022年，星期二21中继器（中继器（Repeater）n中继器可以“延长”网络的距离，在网络数据传输中起到放大信号的作用。数据经过中继器，不需进行数据包的转换。中继器连接的两个网络在逻辑上是同一个网络。n中继器的主要优点是安装简单、使用方便、价格相对低廉。它不仅起到扩展网络距离的作用，还可将不同传输介质的网络连接在一起。n中继器工作在物理层，对于高层协议完全透明第22页，共40页，编辑于2022年，星期二22第23页，共40页，编辑于2022年，星期二23集线器(HUB)n集线器，它应用于使用星型拓扑结构的网络中，连接多个计算机或网络设备。n集线器对所连接的网络介质上的信号有再生和放大的作用，可使所连接的介质长度达到最大有效长度.n集线器工作在物理层10BaseTTwisted PairHubs operate at Physical Layer第24页，共40页，编辑于2022年，星期二24网桥（网桥（Bridge）n网桥工作在数据链路层，将两个LAN连起来，根据MAC地址来转发帧 n网桥可以把相同类型但又使用不同通信协议的网络进行互连时第25页，共40页，编辑于2022年，星期二25网桥的工作原理 n当网桥刚安装时，它对网络中的各工作站一无所知。在工作站开始传送数据时，网桥会自动记下其地址，直到建立起一张完整的MAC地址表为止，这是一个“学习”的过程。n一旦地址表建完，信息数据在通过网桥时，网桥就根据信息包比较其目地地址与源地址是否 为同一端口。若不同，则进行格式转换，将信息包传过“桥”去；否则，不转换，也不过“桥”。第26页，共40页，编辑于2022年，星期二26SWITCHnSWITCH是交换机，它的前身是网桥。交换机是使用硬件来完成,以往网桥使用软件来完成过滤、学习和转发过程的任务。nSwith工作OSI第二层：数据链路层1234第27页，共40页，编辑于2022年，星期二27 交换机转发方式交换机转发方式 LAN LAN 交换机主要有两种转发方式交换机主要有两种转发方式：存储转发存储转发(store-and-forward)LAN LAN 交换机将整个帧拷贝到入站缓冲区，并由计算机执交换机将整个帧拷贝到入站缓冲区，并由计算机执行循环冗余校验行循环冗余校验(CRC)(CRC)，如果出现，如果出现CRCCRC错误，或该帧是小帧错误，或该帧是小帧(包括包括CRCCRC小于小于6464字节字节)/)/大帧大帧(包括包括CRCCRC小于小于15181518字节字节)/)/，则丢弃该帧，如果帧，则丢弃该帧，如果帧没有任何错误，没有任何错误，LANLAN交换机在转发或交换时寻找目的地址，确定外交换机在转发或交换时寻找目的地址，确定外出接口，然后将帧转发到目的地址。出接口，然后将帧转发到目的地址。直通直通(cut-through)LAN LAN 交换机仅将目的地址交换机仅将目的地址(跟在序号后的跟在序号后的6 6个字节个字节)拷贝到入站拷贝到入站缓冲区，然后在交换表中寻找目的地址，缓冲区，然后在交换表中寻找目的地址，确定外出接口确定外出接口 ，将帧转发到，将帧转发到目的地。直通方式交换一旦读到目的地址并确定出站接口，就开始转发，目的地。直通方式交换一旦读到目的地址并确定出站接口，就开始转发，因而减少了等待时间。因而减少了等待时间。有些交换可以先将每个端口配置为直通交换方式，当到达用户定有些交换可以先将每个端口配置为直通交换方式，当到达用户定义的出错限制时，将自动改变到存储转发方式。一旦错率降到限制以下，义的出错限制时，将自动改变到存储转发方式。一旦错率降到限制以下，端口自动转回到直通交换模式。端口自动转回到直通交换模式。第28页，共40页，编辑于2022年，星期二28SWITCH速度比HUB快。n由于HUB不知道目标地址在何处，发送数据到所有的端口。而SWITCH中有一张路由表，如果知道目标地址在何处，就把数据发送到指定地点，不知道就发送到所有的端口。n过滤可以帮助降低整个网络的数据传输量，提高效率。n还可以把网络拆解成网络分支、分割网络数据流，隔离分支中发生的故障，这样就可以减少每个网络分支的数据信息流量而使每个网络更有效，提高整个网络效率。n目前有使用SWITCH代替HUB的趋势。第29页，共40页，编辑于2022年，星期二29ROUTERnROUTER是路由器，用于连接多个逻辑上分开的网络，几个使用不同协议和体系结构的网络。n当一个子网传输到另外一个子网时，可以用路由器完成。它具有判断网络地址和选择路径的功能，过滤和分隔网络信息流。n它不仅具有传输能力，而且有路径选择能力。当某一链路不通时，路由器会选择一条好的链路完成通信。另外，路由器有选择最短路径的能力 第30页，共40页，编辑于2022年，星期二30路由路工作在网络层R2第31页，共40页，编辑于2022年，星期二31网关（网关（Gateway）n当连接两个完全不同结构的网络时，必须使用网关.n网关为网络间提供协议转换。n网关工作可以工作在OSI的任意一层或同时工作几层。一般工作在高层，如应用层。第32页，共40页，编辑于2022年，星期二32网间连接设备的工作层次网间连接设备的工作层次第33页，共40页，编辑于2022年，星期二33冲突域和广播域n冲突域:由所有能看到同一个冲突或被该冲突涉及到的设备组成.网桥和交换机构成冲突域的边界.n广播域:由所有能看到同一个广播数据帧的设备组成.路由器构成广播域的边界.第34页，共40页，编辑于2022年，星期二34Hub/Bridge/Switch/RouterHubPhysical LayerAll devices are in the same collision domainAll devices are in the same broadcast domainBridgeData Link LayerEach segment has its own collision domainAll segments are in the same broadcast domainSwitchData Link LayerEach segment/VLAN has its own collision domainAll segments of same VLANs are in the same broadcast domainRouterNetwork LayerEach router port or VLAN has its own broadcast/domainDifferent router ports have different subnets or broadcast domain第35页，共40页，编辑于2022年，星期二35HubBridgeSwitchRouterCollision Domains:1 4 4 4 Broadcast Domains:1 1 1 4 第36页，共40页，编辑于2022年，星期二36UTP Implementation Straight-throughWires on cable ends are in same orderPin Label1RD+2RD-3TD+4NC5NC6TD-7NC8NCPin Label1TD+2TD-3RD+4NC5NC6RD-7NC8NC8 1wggbwowbobrwbr18Straight-through Cable818 1wggbwowbobrwbrConnecting a router to a hub or switchConnecting workstations to a hub or switch第37页，共40页，编辑于2022年，星期二37UTP Implementation CrossoverSome wires on cable ends are crossed8 1woobwgwbgbr wbrPin Label1RD+2RD-3TD+4NC5NC6TD-7NC8NCPin Label1RD+2RD-3TD+4NC5NC6TD-7NC8NCCrossover Cable181881wggwbwobobr wbrConnecting between switchesConnecting hubs to switchesConnecting a hub to another hubConnecting a router interface to another routerinterfaceConnecting two PCs together without a hub or switch第38页，共40页，编辑于2022年，星期二38Setting up a Console Connection第39页，共40页，编辑于2022年，星期二39自测题n交换机的交换方式的种类？n集线器，交换机，路由器各工作在哪一层？及其各个端口分别处在的广播域和冲突域 的关系。n何为直连线，交叉线，反线？第40页，共40页，编辑于2022年，星期二40