网络互联幻灯片.ppt
《网络互联幻灯片.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《网络互联幻灯片.ppt(60页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、网络互联第1页,共60页,编辑于2022年,星期二网络互联是指将分布在不同地理位置,或者采用不同低层协议的网络相连接,以构成更大规模的互联网络系统,实现互联网络资源的共享。网络互联需要通过一个中间设备(或中间系统),ISO的术语称之为中继系统。共分为五个层次:物理层、数据链路层、网络层、网络层以上、网桥和路由器的混合物桥接器。4.1 网网 络络 互互 联联 概概 述述第2页,共60页,编辑于2022年,星期二4.2 网网 络络 接接 口口 卡卡4.2.1 概述概述网卡是局域网中最基本的部件之一。作为网络硬件来说,它是最基本、应用最广泛的一种网络设备。网卡的全名为网络接口卡NIC(Network
2、InterfaceCard),它的主要工作为:组织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再通过网络发送出去。网卡的标准是由IEEE来定义的。网卡工作于开放式系统互连OSI(OpenSystemInterface)的最低层,也就是物理层,该层定义了网卡的有关连接头、针的使用、电流、编码等。每种不同的网卡必须要有相应的网线或者其它网络设备跟它相对应,不能盲目混用。第3页,共60页,编辑于2022年,星期二因此,对于每块网卡而言,都有一个惟一的网络节点地址,它是网卡生产厂家在生产时烧入ROM或EEPROM中的,且保证绝对不会重复,这个地址称为介质访问控制地址MAC(MediaA
3、ccessControl)。硬件地址以6字节表示,前三个字节表示厂商代号,后3个字节为流水号。每个厂商都必须向IEEE登记注册,才能获得合法的、惟一的厂商代号。第4页,共60页,编辑于2022年,星期二4.2.2 以太网卡的分类以太网卡的分类我们日常使用的网卡都是以太网网卡。我们可以从以下几个方面对网卡进行分类。(1)根据传输速度,网卡可以分为10Mb/s网卡,10/100Mb/s自适应网卡,以及千兆(1000Mb/s)网卡等。我们目前常使用的是10Mb/s和10/100Mb/s自适应网卡两种。因为它们价格便宜,所以比较适合于一般用途。对于千兆的网卡,目前主要用于高速的服务器。第5页,共60页
4、,编辑于2022年,星期二(2)根据总线,网卡可分为ISA、VESA、EISA、PCI、USB等接口类型。ISA网卡又可分为8位和16位的两种,由于ISA网卡最多只有16位带宽,带宽速度最多只有11Mb/s,故目前ISA接口的网卡已被淘汰。VESA、EISA网卡也是早期的总线网卡,目前在市场上很少见且已被淘汰。现在市场上主流的网卡是PCI接口的网卡,PCI网卡的理论带宽为32位133Mb/s。PCI网卡主要可分为10Mb/sPCI网卡、10/100Mb/sPCI自适应网卡和千兆服务器网卡三种类型。10Mb/sPCI网卡价格较便宜,被低端用户广泛采用;10/100Mb/sPCI自适应网卡作为当今
5、的主流产品,已逐渐为广大用户接受,10/100Mb/sPCI自适应网卡可根据需要自动识别连接网络设备的工作频率,自动工作于10Mb/s或100Mb/s的网络带宽下。USB接口网卡是最近几年才出现的产品,主要是为了满足没有内置网卡的笔记本用户,它通过USB接口引出(如图4-7所示)。第6页,共60页,编辑于2022年,星期二图4-7USB接口网卡第7页,共60页,编辑于2022年,星期二(3)根据接口,网卡又可分为RJ45水晶口、BNC细缆口,AUI及FDDI等几类及综合了这几种插口类型于一身的二合一、三合一网卡。RJ45插口是采用10Baset双绞线的网络接口类型,它的一端就是电脑网卡上的RJ
6、45插口,连接的另一端就是集线器Hub上的RJ45插口,如图4-8所示。而BNC接头是采用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形头等,它主要应用于总线拓扑结构中,网线要使用细同轴电缆。而AUI接口很少用,这种网卡主要应用于总线拓扑结构中,网线要使用粗同轴电缆。FDDI接口主要是应用于光纤网络,比较少见,这种接口的网卡连接起来要求比较严格。第8页,共60页,编辑于2022年,星期二图4-810/100Mb/sRJ45接口网卡第9页,共60页,编辑于2022年,星期二(4)根据需不需网线,网卡可分为有线网卡和无线网卡两种。有线网卡就是我们平时所使用的普
7、通网卡,有线即需要有网线连接的意思。无线网卡主要为特别用途而应用的网卡,它的最主要特点就是不需要网线,这是因为这种网卡集成了一块具有接收信号功能的IC。现在无线网卡的技术已经非常成熟,一些部门已经大力推广这种无线网络。图4-9为一种无线网卡的外形。第10页,共60页,编辑于2022年,星期二图4-9无线网卡第11页,共60页,编辑于2022年,星期二4.3 集集 线线 器器集线器(Hub)是网络中最重要的互连设备之一,用来对通信设备进行物理连接。集线器最初是一种线路集中器,后来发展为较为复杂的带交换功能的集中器。集线器的基本功能是信息分发,它把从一个端口接收的所有信号向所有端口分发出去,如图4
8、-12所示。一些集线器在分发之前将弱信号重新生成,一些集线器整理信号的时序以提供所有端口间的同步数据通信。第12页,共60页,编辑于2022年,星期二图4-12集线器示例第13页,共60页,编辑于2022年,星期二集线器根据其工作原理又分为被动集线器、主动集线器和智能集线器;根据其端口是否具有交换功能分为交换式集线器和非交换式集线器;也可根据其频宽分为10Mb/s、10/100Mb/s、100Mb/s集线器;还可按配置形式分为独立型集线器、模块化集线器和堆叠式集线器。集线器的连接应考虑所使用的网络传输介质,一般集线器应具有BNC和RJ45两个接口或BNC、RJ45和AUI三个接口。集线器接口数
9、通常有8口、12口、16口、24口等几种。第14页,共60页,编辑于2022年,星期二4.3.1 集线器工作原理集线器工作原理1被动集线器被动集线器 顾名思义,被动集线器是相对静止的。它们没有专门的动作来提高网络性能,也不能帮你检测硬件错误或性能瓶颈,它们只是简单地从一个端口接收数据并通过所有端口分发,这是集线器可以做的最简单的事情。如果被动集线器的总带宽为10Mb/s,假如我们共连接了4台工作站,当这4台工作站同时上网时,每台工作站的平均带宽将仅为10/4Mb/s即2.5Mb/s。被动集线器是星型拓扑以太网的入门级设备。被动集线器通常有一个10Base2端口和一些RJ45接头。这个10Bas
10、e2接头可以用于连接主干。有些集线器还有可连到收发器的AUI端口以建立主干。第15页,共60页,编辑于2022年,星期二2主动集线器主动集线器 主动集线器本身含有对信号进行放大的电子部件,即具有信号再生功能。信号再生能使网络更加健壮,容错能力更强,设备之间的距离也增加了。主动集线器具有被动集线器的所有功能,除此之外它还能监视数据、存储转发数据,在转发之前它们检查数据,并不区分优先次序,而是纠正损坏的分组并调整时序。第16页,共60页,编辑于2022年,星期二如果信号比较弱但仍然可读,主动集线器在转发前可将其恢复到较强的状态,这使得一些性能不是特别理想的设备也可正常使用。如果某设备发出的信号不够
11、强,使得被动集线器无法识别,那么主动集线器的信号放大器也可以使其继续正常使用。除此之外,主动集线器还可以获知哪些设备失效,从而提供了一定的诊断能力。第17页,共60页,编辑于2022年,星期二电磁干扰可能使分组不能按正常时序到达集线器。此时,主动集线器可以将转发的分组重新同步。有时数据根本就到不了目的地,主动集线器通过在单个端口重发分组来弥补数据的丢失。主动集线器还可以调整时序以适应较慢的、错误率较高的连接。此外时序调整实际上可以减少局域网中的冲突次数,因为不需要重复广播数据,局域网就可以传输新的数据。主动集线器提供一定的优化性能和一些诊断能力,它们比简单的被动集线器贵,可以配以多个、多种端口
12、。第18页,共60页,编辑于2022年,星期二3智能集线器智能集线器 智能集线器比前两种集线器具有更多的优点,它可以使用户更有效地共享资源。除了具有主动集线器的特性外,智能集线器还提供了集中管理功能。如果连接到智能集线器上的设备出了问题,可以很容易地进行识别、诊断和修补。智能集线器的另一个特性是可以为不同设备提供灵活的传输速率。除了上连到高速主干的端口外,智能集线器还支持到桌面的10Mb/s、16Mb/s和100Mb/s的速率。第19页,共60页,编辑于2022年,星期二4.3.2 集线器应用集线器应用在集线器的应用中一定要注意一个规则,即5-4-3规则。它是指任意两台电脑间最多不能超过5段线
13、(集线器到集线器、集线器到电脑间的连接线缆)、4台集线器,并且只能有3台集线器直接与电脑等网络设备连接。如图4-13所示即为10BaseT网络所允许的最大拓扑结构,以及所能级联的集线器层数。其中,位居中间的集线器是网络中惟一不能与电脑直接连接的集线器。5-4-3规则的采用与网络所允许的最大延迟有关。电脑发送完数据后,如果在一定的时间内没有得到回应,那么,它将认为是数据发送失败,于是它会不断地重复发送数据,而对方却永远无法收到。数据在网络中的传输延迟,一方面受网线长度的影响,另一方面也受集线设备的影响,因此,双绞线网络不仅对电缆的传输距离有限制,而且对集线器的数量也有限制。第20页,共60页,编
14、辑于2022年,星期二图图4-13 10BaseT网络所允许的最大拓扑结构以及所能级联的集线器层数网络所允许的最大拓扑结构以及所能级联的集线器层数第21页,共60页,编辑于2022年,星期二在共享网络中,由于网络内部的所有电脑共享网络带宽,随着所连计算机数目的增多,每个端口所获得的传输速率将下降,为了使每个端口所获得的传输速率提高,我们可以选择速率较高的集线器,但集线器传输速率的提高并不能明显改善因网络数量过多而造成的传输效率的低下。单纯提高集线器传输速率的方式只适用于用户数量较小的网络。当网络中的电脑数量较多,通讯效率明显下降时,可以考虑采用交换机来升级网络,如图4-14所示。第22页,共6
15、0页,编辑于2022年,星期二图4-14采用交换机的组网方案第23页,共60页,编辑于2022年,星期二如果对网络的传输速率要求并不太高,可以只增加一台交换机,然后将集线器和服务器连接至该交换机,连接至不同端口的集线器间可以同时通讯,从而提高了网络传输效率。也可以将所有的集线器全部更换为交换机,网络通讯效率将得到极大的提高。交换机的传输机制与集线器完全不同,交换式网络中每个端口所能提供的传输速率就是网络标称的带宽。第24页,共60页,编辑于2022年,星期二4.4 以太网交换机以太网交换机4.4.1 交换机工作原理交换机工作原理当交换机加电时,它会广播一个特殊的帧,然后根据接收到的信息将MAC
16、地址与交换机的端口号对应起来,如图4-15所示。由于交换机中有端口与地址的对应表,因此它能够将数据送往指定的端口,而其它端口可以继续向另外的端口传送数据,从而避免了共享集线器同时只能有一对端口工作的限制。对于一个N端口100Mb/s的交换机而言,如果每两个端口相互传送数据,由于每对端口在传送时都拥有100Mb/s的频宽,因此理论上可以获得的最大频宽为100N/2(Mb/s),如图4-16所示。但是,如果有多个端口同时要传送数据到同一端口,此时将和共享集线器一样由多个端口争用100Mb/s带宽。第25页,共60页,编辑于2022年,星期二图4-15交换机工作示意图地址表端口MAC地址1A1B2C
17、2D3E3F4G第26页,共60页,编辑于2022年,星期二图4-16100Mb/s交换机第27页,共60页,编辑于2022年,星期二1端口交换端口交换端口交换技术最早出现在插槽式的集线器中,这类集线器的背板通常划分有多条以太网段(每条网段为一个广播域),不用网桥或路由连接,网络之间是互不相通的。以太模块插入后通常被分配到某个背板的网段上,端口交换用于将以太模块的端口在背板的多个网段之间进行分配、平衡。根据支持的程度,端口交换还可细分为模块交换、端口组交换、端口级交换等。第28页,共60页,编辑于2022年,星期二2帧交换帧交换帧交换是目前应用最广的局域网交换技术,它通过对传统传输媒介进行微分
18、段,提供并行传送的机制,以减小冲突域,获得高的带宽。一般来讲,每个公司的产品实现技术均会有差异,但对网络帧的处理方式一般有以下几种:(1)直接交换。交换机只要接收并检测到目的地址字段后就立即将该帧转发出去,而不管该帧数据是否正确。帧出错检测任务由节点主机完成。第29页,共60页,编辑于2022年,星期二(2)存储转发。交换机首先完整地接收发送帧,并先进行差错检测。如果帧是正确的,则根据帧目的地址确定输出端口号,再将其转发出去。前一种方法的交换速度非常快,但缺乏对网络帧进行更高级的控制,缺乏智能性和安全性,同时也无法支持具有不同速率的端口的交换。因此,各厂商把后一种技术作为重点。第30页,共60
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 网络 幻灯片
限制150内