网络互联与常用网络设备1(恢复).ppt

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1、网络互联与常用网络设备n n本章内容n n网络互联的基本概念网络互联的基本概念网络互联的基本概念网络互联的基本概念n n网络互联的层次和类型网络互联的层次和类型网络互联的层次和类型网络互联的层次和类型n n常用网络设备常用网络设备常用网络设备常用网络设备 网卡网卡网卡网卡 中继器、集线器中继器、集线器中继器、集线器中继器、集线器 网桥、交换机网桥、交换机网桥、交换机网桥、交换机 路由器路由器路由器路由器 网关网关网关网关2011-4-71网络互联与常用网络设备一、网络互联的基本概念 所谓网络的互联，一般是指将不同的网络（如局域网、广域网）所谓网络的互联，一般是指将不同的网络（如局域网、广域网）

2、所谓网络的互联，一般是指将不同的网络（如局域网、广域网）所谓网络的互联，一般是指将不同的网络（如局域网、广域网）通过某种手段连接起来，使之能够相互通信的一种技术和方法。通过某种手段连接起来，使之能够相互通信的一种技术和方法。通过某种手段连接起来，使之能够相互通信的一种技术和方法。通过某种手段连接起来，使之能够相互通信的一种技术和方法。网络互联的动力：网络互联的动力：网络互联的动力：网络互联的动力：更大范围的资源共享。更大范围的资源共享。更大范围的资源共享。更大范围的资源共享。从互联的层度讲，网络互联有层度不同的从互联的层度讲，网络互联有层度不同的从互联的层度讲，网络互联有层度不同的从互联的层度

3、讲，网络互联有层度不同的3 3 3 3个概念个概念个概念个概念:1.1.1.1.互连互连互连互连 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

4、信协议是否兼容。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。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。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。2.2.2.2.互通互通互通互通 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。间的端对端连接和数据交换，为互操作提供前提条件。间的端对端连接和数据交换，为互操作提供前提条件。间的端对端连接和数据

5、交换，为互操作提供前提条件。3.3.3.3.互操作互操作互操作互操作 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，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，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，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，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，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，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。一般由高层软件来实现。一般由

6、高层软件来实现。一般由高层软件来实现。2011-4-72网络互联与常用网络设备？网络互联的任务、目的：网络互联的任务、目的：网络互联的任务、目的：网络互联的任务、目的：1 1 1 1、扩大网络通信范围与限定信息通信范围、扩大网络通信范围与限定信息通信范围、扩大网络通信范围与限定信息通信范围、扩大网络通信范围与限定信息通信范围2 2 2 2、提高网络系统的性能与可靠性、提高网络系统的性能与可靠性、提高网络系统的性能与可靠性、提高网络系统的性能与可靠性3 3 3 3、实现异种网络之间服务和资源的共享、实现异种网络之间服务和资源的共享、实现异种网络之间服务和资源的共享、实现异种网络之间服务和资源的共

7、享2011-4-73网络互联与常用网络设备三个基本概念n n广播广播n n向网络上的所有设备发送数据向网络上的所有设备发送数据n n广播域广播域n n网络上所有能够接收到同样广播分组的设备的集合网络上所有能够接收到同样广播分组的设备的集合n n冲突域冲突域n n网络中的一部分，以网桥、交换机或者路由器为边界，在冲突域网络中的一部分，以网桥、交换机或者路由器为边界，在冲突域中任意两台主机同时发送数据都会产生冲突中任意两台主机同时发送数据都会产生冲突vv一个冲突域一定是一个广播域，反之不然；一个冲突域一定是一个广播域，反之不然；一个冲突域一定是一个广播域，反之不然；一个冲突域一定是一个广播域，反之

8、不然；一个广播域包含一个或多个冲突域一个广播域包含一个或多个冲突域一个广播域包含一个或多个冲突域一个广播域包含一个或多个冲突域2011-4-74网络互联与常用网络设备二、网络互联层次和类型 从网络体系结构的层次观点来考察，网络互联可在从网络体系结构的层次观点来考察，网络互联可在四个层次上实现：四个层次上实现：物理层互联物理层互联 数据链路层互联数据链路层互联 网络层互联网络层互联 网络层以上互联网络层以上互联2.1 2.1 2.1 2.1 网络互联层次网络互联层次网络互联层次网络互联层次2011-4-75网络互联与常用网络设备 物理层互联：物理层互联：中继器（总线网）/集线器（星型或环形网）在

9、在电缆段电缆段之间复制之间复制比特流比特流。没有地址概念，因此从本质上不能算是网络互联。没有地址概念，因此从本质上不能算是网络互联。网络层网络层数据链路层数据链路层物理层物理层传输层传输层应用层应用层网络层网络层数据链路层数据链路层物理层物理层传输层传输层应用层应用层物理层物理层 物理层物理层中继器中继器集线器集线器电缆段电缆段2 2电缆段电缆段1 12011-4-76网络互联与常用网络设备n n设备：设备：设备：设备：n n总线网：中继器总线网：中继器总线网：中继器总线网：中继器n n星形星形星形星形/环形网：集线器环形网：集线器环形网：集线器环形网：集线器n n特点：特点：特点：特点：n

10、n一个网段上的信号不加选择地被复制到另一个网段一个网段上的信号不加选择地被复制到另一个网段一个网段上的信号不加选择地被复制到另一个网段一个网段上的信号不加选择地被复制到另一个网段；n n扩展后的网络仍是一个冲突域。扩展后的网络仍是一个冲突域。扩展后的网络仍是一个冲突域。扩展后的网络仍是一个冲突域。n n优缺点：优缺点：优缺点：优缺点：n n简单、成本低简单、成本低简单、成本低简单、成本低n n网络规模不能太大网络规模不能太大网络规模不能太大网络规模不能太大n n站点数量：冲突随站点数量的增多而变得越来越严重站点数量：冲突随站点数量的增多而变得越来越严重站点数量：冲突随站点数量的增多而变得越来越

11、严重站点数量：冲突随站点数量的增多而变得越来越严重n n地域范围：时间槽的限制地域范围：时间槽的限制地域范围：时间槽的限制地域范围：时间槽的限制n n只能互联相同类型的网络只能互联相同类型的网络只能互联相同类型的网络只能互联相同类型的网络 2011-4-77网络互联与常用网络设备例：从分离的部门网络到统一的企业网络例：从分离的部门网络到统一的企业网络集线器人力资源部集线器市场部集线器技术开发部集线器财务部2011-4-78网络互联与常用网络设备物理层物理层 数据链路层互联：网桥网桥/交换机交换机 在在网段网段之间存储转发之间存储转发数据帧数据帧。根据数据帧中的信息（根据数据帧中的信息（MACM

12、AC地址）进行转发。地址）进行转发。网络层网络层数据链路层数据链路层物理层物理层传输层传输层应用层应用层网络层网络层数据链路层数据链路层物理层物理层传输层传输层应用层应用层物理层物理层网桥网桥交换机交换机数据链路层数据链路层网段网段1 1网段网段2 22011-4-79网络互联与常用网络设备n n设备：设备：设备：设备：n n网桥网桥网桥网桥/交换机交换机交换机交换机n n特点：特点：特点：特点：n n一个网段上的帧有条件地被转发到另一个网段一个网段上的帧有条件地被转发到另一个网段一个网段上的帧有条件地被转发到另一个网段一个网段上的帧有条件地被转发到另一个网段；n n扩展后的网络被网桥扩展后的

13、网络被网桥扩展后的网络被网桥扩展后的网络被网桥/交换机隔离成多个交换机隔离成多个交换机隔离成多个交换机隔离成多个冲突域冲突域冲突域冲突域；n n扩展后的网络仍是一个扩展后的网络仍是一个扩展后的网络仍是一个扩展后的网络仍是一个广播域广播域广播域广播域。n n优缺点：优缺点：优缺点：优缺点：n n冲突被限制在小范围内，甚至可被消除；冲突被限制在小范围内，甚至可被消除；冲突被限制在小范围内，甚至可被消除；冲突被限制在小范围内，甚至可被消除；n n地域范围不再受时间槽的限制；地域范围不再受时间槽的限制；地域范围不再受时间槽的限制；地域范围不再受时间槽的限制；n n远程网桥可将局域网的范围扩展到几十公里

14、以上远程网桥可将局域网的范围扩展到几十公里以上远程网桥可将局域网的范围扩展到几十公里以上远程网桥可将局域网的范围扩展到几十公里以上n n转发速度有所降低；转发速度有所降低；转发速度有所降低；转发速度有所降低；n n不能隔离广播帧不能隔离广播帧不能隔离广播帧不能隔离广播帧。2011-4-710网络互联与常用网络设备在链路层上扩展局域网网桥网桥/交换机交换机独立的冲突域独立的冲突域网段网段1HUB网段网段2HUB广播域广播域2011-4-711网络互联与常用网络设备链路层链路层物理层物理层 网络层：路由器路由器 在在网络网络之间存储转发之间存储转发报文分组报文分组。根据分组中的逻辑地址（根据分组中

15、的逻辑地址（IPIP地址）进行转发。地址）进行转发。网络层网络层数据链路层数据链路层物理层物理层传输层传输层应用层应用层网络层网络层数据链路层数据链路层物理层物理层传输层传输层应用层应用层物理层物理层路由器路由器链路层链路层网络层网络层网络网络2网络网络12011-4-712网络互联与常用网络设备n n设备：设备：设备：设备：n n路由器路由器路由器路由器n n特点：特点：特点：特点：n n一个网络上的分组有条件地被转发到另一个网络一个网络上的分组有条件地被转发到另一个网络一个网络上的分组有条件地被转发到另一个网络一个网络上的分组有条件地被转发到另一个网络；n n扩展后的网络被路由器分隔成多个

16、扩展后的网络被路由器分隔成多个扩展后的网络被路由器分隔成多个扩展后的网络被路由器分隔成多个子网子网子网子网。n n优缺点：优缺点：优缺点：优缺点：n n隔离广播域，限制了广播帧的泛滥；隔离广播域，限制了广播帧的泛滥；隔离广播域，限制了广播帧的泛滥；隔离广播域，限制了广播帧的泛滥；n n地域范围可以任意扩展；地域范围可以任意扩展；地域范围可以任意扩展；地域范围可以任意扩展；n n能根据最佳路由转发分组；能根据最佳路由转发分组；能根据最佳路由转发分组；能根据最佳路由转发分组；n n可以互联不同类型的网络；可以互联不同类型的网络；可以互联不同类型的网络；可以互联不同类型的网络；n n转发速度低，成本

17、较高，维护复杂。转发速度低，成本较高，维护复杂。转发速度低，成本较高，维护复杂。转发速度低，成本较高，维护复杂。2011-4-713网络互联与常用网络设备财务部集线器技术开发部集线器市场部集线器人力资源部集线器在网络层上扩展局域网技术开发部路由器集线器财务部路由器集线器市场部路由器集线器路由器人力资源部集线器企业网企业网/广域网广域网2011-4-714网络互联与常用网络设备 更高层互联：更高层互联：网关（协议转换器）网关（协议转换器）连接不同体系结构的网络连接不同体系结构的网络网络层网络层数据链路层数据链路层物理层物理层应用层应用层/传输层传输层网络层网络层数据链路层数据链路层物理层物理层应

18、用层应用层/传输层传输层物理层物理层网关网关链路层链路层网络层网络层网络网络1应用层应用层/传输层传输层物理层物理层链路层链路层网络层网络层网络网络22011-4-715网络互联与常用网络设备2.2 网络互联类型（4种）1.1.局域网与局域网互连（局域网与局域网互连（LAN-LANLAN-LAN）（1 1）链路层协议相同的互连（）链路层协议相同的互连（同构网同构网互联），常用设备有：中继器、集互联），常用设备有：中继器、集线器、交换机、网桥等。线器、交换机、网桥等。（2 2）链路层协议不同的互连（）链路层协议不同的互连（异构网异构网互联）：如现在非常流行的无线局互联）：如现在非常流行的无线局域

19、网。常用设备有：网桥、路由器等。域网。常用设备有：网桥、路由器等。局域网局域网 局域网局域网2.2.局域网与广域网互连（局域网与广域网互连（LAN-WANLAN-WAN），常用设备有：网），常用设备有：网关和路由器。关和路由器。局域网局域网 广域网广域网3.3.局域网局域网-广域网广域网-局域网的类型（局域网的类型（LAN-WAN-LANLAN-WAN-LAN）广域网广域网 局域网局域网 局域网局域网4.4.广域网与广域网互连（广域网与广域网互连（WAN-WANWAN-WAN）广域网广域网 广域网广域网2011-4-716网络互联与常用网络设备LANLAN的互联的互联 本地互联本地互联 特点：

20、范围有限、主干（特点：范围有限、主干（BackboneBackbone）采用局域网技术，采用局域网技术，如如FDDIFDDI、EthernetEthernet、Token RingToken Ring 互联层次：链路层（网络层）互联层次：链路层（网络层）互联设备：网桥、交换机（有时可采用路由器）互联设备：网桥、交换机（有时可采用路由器）远程互联远程互联 特点：范围大、主干采用广域网技术，如特点：范围大、主干采用广域网技术，如ISDNISDN、X.25X.25、DDNDDN、ATMATM、FRFR、ADSLADSL等等 互联层次：网络层或更高层（链路层）互联层次：网络层或更高层（链路层）互联设备

21、：路由器、网关（有时可采用远程网桥）互联设备：路由器、网关（有时可采用远程网桥）2011-4-717网络互联与常用网络设备LAN1LAN2中继器中继器或或HUBLAN1LAN2网桥或网桥或交换机交换机LAN1LAN2路由器路由器LAN1路由器路由器LAN2路由器路由器WAN本地本地远程远程2011-4-718网络互联与常用网络设备2.3 网络设备网络设备本节重点：本节重点：网络接口卡及其使用网络接口卡及其使用 集线器及其使用集线器及其使用 交换机及其使用交换机及其使用 路由器及其使用路由器及其使用2011-4-719网络互联与常用网络设备交换机交换机防火墙防火墙交换机主机主机WEB服务器WEB

22、服服务务器器路由器应应用用服服务务器器应用服务器交换机因特网因特网集线器数据库企业内部网企业内部网外部访问子网外部访问子网外界因特网外界因特网2011-4-720网络互联与常用网络设备网络设备在OSI体系中的位置n n网络设备的功能层次OSIOSIOSIOSI层次层次层次层次地址类型地址类型地址类型地址类型设备设备设备设备传输层及以上传输层及以上传输层及以上传输层及以上应用程序进程地应用程序进程地应用程序进程地应用程序进程地址（端口）址（端口）址（端口）址（端口）网关网关网关网关（协议转换器）（协议转换器）（协议转换器）（协议转换器）网络层网络层网络层网络层网络地址网络地址网络地址网络地址（I

23、PIPIPIP地址）地址）地址）地址）路由器路由器路由器路由器（三层交换机）（三层交换机）（三层交换机）（三层交换机）数据链路层数据链路层数据链路层数据链路层物理地址物理地址物理地址物理地址（MACMACMACMAC地址）地址）地址）地址）网桥、交换机网桥、交换机网桥、交换机网桥、交换机（网卡）（网卡）（网卡）（网卡）物理层物理层物理层物理层无无无无中继器、集线器、中继器、集线器、中继器、集线器、中继器、集线器、（网卡）（网卡）（网卡）（网卡）2011-4-721网络互联与常用网络设备3.1 网络接口卡NICn n网络接口卡（网卡）是连接主机与网络的基本设备网络接口卡（网卡）是连接主机与网络的

24、基本设备网络接口卡（网卡）是连接主机与网络的基本设备网络接口卡（网卡）是连接主机与网络的基本设备n n每台主机都应配置一个或多个网卡每台主机都应配置一个或多个网卡每台主机都应配置一个或多个网卡每台主机都应配置一个或多个网卡n n每个网卡都有一个或多个网络接口每个网卡都有一个或多个网络接口每个网卡都有一个或多个网络接口每个网卡都有一个或多个网络接口n n不能独立工作，必须依赖于宿主主机不能独立工作，必须依赖于宿主主机不能独立工作，必须依赖于宿主主机不能独立工作，必须依赖于宿主主机n n连接不同的局域网需要使用不同的网卡连接不同的局域网需要使用不同的网卡连接不同的局域网需要使用不同的网卡连接不同的

25、局域网需要使用不同的网卡n n以太网卡以太网卡以太网卡以太网卡n n令牌环网卡令牌环网卡令牌环网卡令牌环网卡n nFDDIFDDIFDDIFDDI网卡网卡网卡网卡n nATMATMATMATM网卡网卡网卡网卡三、网络设备2011-4-722网络互联与常用网络设备网卡的功能网卡的功能n n数据缓存数据缓存数据缓存数据缓存n n匹配主机数据处理速率与网络的传输速率匹配主机数据处理速率与网络的传输速率匹配主机数据处理速率与网络的传输速率匹配主机数据处理速率与网络的传输速率（大多数情况下，（大多数情况下，（大多数情况下，（大多数情况下，主机数据处理速率主机数据处理速率主机数据处理速率主机数据处理速率

26、网络的传输速率网络的传输速率网络的传输速率网络的传输速率）n n封装封装封装封装/解封装解封装解封装解封装n n加上控制字段加上控制字段加上控制字段加上控制字段以帧为单位进行传输以帧为单位进行传输以帧为单位进行传输以帧为单位进行传输卸下控制字段卸下控制字段卸下控制字段卸下控制字段n n介质访问控制介质访问控制介质访问控制介质访问控制n nCSMA/CDCSMA/CDCSMA/CDCSMA/CD、Token PassingToken PassingToken PassingToken Passingn n串串串串/并转换并转换并转换并转换n n将主机的并行数据转换成串行位流将主机的并行数据转换成

27、串行位流将主机的并行数据转换成串行位流将主机的并行数据转换成串行位流n n数据编码数据编码数据编码数据编码/解码解码解码解码n n转换为适合网络介质传输的信号形式转换为适合网络介质传输的信号形式转换为适合网络介质传输的信号形式转换为适合网络介质传输的信号形式n n数据发送数据发送数据发送数据发送/接收接收接收接收2011-4-723网络互联与常用网络设备网卡的结构网卡的结构n n发送发送发送发送/接收部件接收部件接收部件接收部件负责信号的发送、接收负责信号的发送、接收负责信号的发送、接收负责信号的发送、接收n n载波检测部件载波检测部件载波检测部件载波检测部件检测介质上有否信号检测介质上有否信

28、号检测介质上有否信号检测介质上有否信号n n发送发送发送发送/接收控制部件及数据缓冲区接收控制部件及数据缓冲区接收控制部件及数据缓冲区接收控制部件及数据缓冲区n n曼曼曼曼彻彻彻彻斯斯斯斯特特特特编编编编码码码码/解解解解码码码码器器器器对对对对发发发发送送送送的的的的数数数数据据据据编编编编码码码码，变变变变换换换换成成成成适适适适合合合合于于于于在在在在LANLANLANLAN上上上上传传传传输的信号或把接收的信号解码为二进制数据输的信号或把接收的信号解码为二进制数据输的信号或把接收的信号解码为二进制数据输的信号或把接收的信号解码为二进制数据n nLANLANLANLAN管理部件管理部件管

29、理部件管理部件n n主机总线接口部件主机总线接口部件主机总线接口部件主机总线接口部件n nCPU(CPU(CPU(CPU(部部部部分分分分网网网网卡卡卡卡有有有有)增增增增强强强强网网网网卡卡卡卡智智智智能能能能化化化化，减减减减少少少少网网网网络络络络传传传传输输输输对对对对主主主主机机机机CPUCPUCPUCPU的的的的依依依依赖赖赖赖，提高传输效率提高传输效率提高传输效率提高传输效率网卡的配置参数网卡的配置参数 网卡地址：即网卡的物理地址，或称为网卡地址：即网卡的物理地址，或称为MACMAC地址，固化在网卡硬件中地址，固化在网卡硬件中 （有些网卡可由用户修改）（有些网卡可由用户修改）配置

30、参数（跳线设置配置参数（跳线设置/软件设置软件设置/PnP/PnP）中断请求号中断请求号 IRQ IRQ（一般为（一般为3 3）I/OI/O基地址基地址 I/O Base I/O Base（一般为（一般为300H300H）存储器基地址存储器基地址 Memory Base(Memory Base(一般为一般为C000H)C000H)全双工全双工/半双工半双工 传输速率（仅传输速率（仅10/100Mbps10/100Mbps双速网卡可选）双速网卡可选）2011-4-724网络互联与常用网络设备 并行处理：发送并行处理：发送/接收和数据处理同步进行接收和数据处理同步进行 全双工：需集线器全双工：需集

31、线器/交换机的支持，采用交换机的支持，采用UTPUTP和光纤和光纤 突发传输方式（每次传送更多的帧）：突发传输方式（每次传送更多的帧）：LANLAN误码率很低误码率很低 智能网卡（让网卡承担更多的传输任务）智能网卡（让网卡承担更多的传输任务）IEEE802.1p IEEE802.1p：赋予数据包以优先级（需要赋予数据包以优先级（需要OSOS的支持）的支持）提高与主机的传输速度：提高与主机的传输速度：采用采用DMADMA传送方式，采用传送方式，采用PCIPCI总线总线提高网卡性能的技术提高网卡性能的技术网卡的选择网卡的选择考虑的因素包括：考虑的因素包括：LANLAN的类型：的类型：Etherne

32、tEthernetEthernetEthernet、Token RingToken Ring、ATMATM、FDDIFDDI LAN LAN的速度：的速度：10M/100M/1000M10M/100M/1000M、4M/16M4M/16M、25M/155M25M/155M 网络接口类型：网络接口类型：AUI/BNCAUI/BNC、RJ-45RJ-45、SC/ST/MT-RJSC/ST/MT-RJ 主机总线类型：主机总线类型：ISAISA、EISAEISA、PCIPCI、USBUSB、PCMCIAPCMCIA 应用场合：服务器、工作站、笔记本应用场合：服务器、工作站、笔记本 其他附加功能：其他附

33、加功能：PnPPnP、防病毒、远程唤醒、链路聚合等防病毒、远程唤醒、链路聚合等2011-4-725网络互联与常用网络设备以太网卡的类型2011-4-726网络互联与常用网络设备3.2 3.2 中继器与集线器中继器与集线器 中继器（中继器（RepeaterRepeater）工作在物理层工作在物理层 功能：信号整形和放大，在网段之间复制比特流功能：信号整形和放大，在网段之间复制比特流 特点：特点：F不进行存储不进行存储信号延迟小信号延迟小F不检查错误不检查错误会扩散错误会扩散错误F不对信息进行任何过滤不对信息进行任何过滤F可进行介质转换可进行介质转换如如UTPUTP转换为光纤转换为光纤F用中继器连

34、接的多个网段是一个冲突域用中继器连接的多个网段是一个冲突域 应用注意事项：不能构成环、应遵守以太网的应用注意事项：不能构成环、应遵守以太网的3-4-53-4-5规则规则 IEEE802.3IEEE802.3规规定定：最最多多用用4 4个个转转发发器器连连接接5 5个个网网段段，其其中中只有只有3 3个网段可以连接结点，其余的网段仅用作加长距离。个网段可以连接结点，其余的网段仅用作加长距离。2011-4-727网络互联与常用网络设备.集线器集线器集线器集线器n n多多多多端端端端口口口口的的的的中中中中继继继继器器器器，工工工工作作作作在在在在物物物物理理理理层层层层，可可可可认认认认为为为为它

35、它它它是是是是将将将将总总总总线线线线折折折折叠到铁盒子中的集中连接设备叠到铁盒子中的集中连接设备叠到铁盒子中的集中连接设备叠到铁盒子中的集中连接设备n n功能：在网段之间复制比特流，信号整形和放大功能：在网段之间复制比特流，信号整形和放大功能：在网段之间复制比特流，信号整形和放大功能：在网段之间复制比特流，信号整形和放大n n特点：特点：特点：特点：1.1.1.1.具有与中继器同样的特点具有与中继器同样的特点具有与中继器同样的特点具有与中继器同样的特点 2.2.2.2.可改变网络物理拓扑形式：总线连接可改变网络物理拓扑形式：总线连接可改变网络物理拓扑形式：总线连接可改变网络物理拓扑形式：总线

36、连接星形连接星形连接星形连接星形连接3.3.3.3.逻辑上仍是一个总线型共享介质网络逻辑上仍是一个总线型共享介质网络逻辑上仍是一个总线型共享介质网络逻辑上仍是一个总线型共享介质网络n n端口数：端口数：端口数：端口数：8 8 8 8，12121212，16161616，242424242011-4-728网络互联与常用网络设备1 1、按结构形式划分、按结构形式划分独立式独立式（Stand aloneStand alone）固定端口配置，扩充时用级连的方法。固定端口配置，扩充时用级连的方法。堆叠式（堆叠式（StackableStackable）固固定定配配置置，用用堆堆叠叠方方法法进进行行扩扩充

37、充堆堆叠叠连连接接在在一一起起的的HUBHUB在在逻逻辑辑上上相相当当于于一一台台单单独独的的HUBHUB，可统一管理。可统一管理。模块化（模块化（ModuleModule）又又称称机机箱箱式式，由由一一台台带带有有底底板板、电电源源的的机机箱箱和和若若干干块块多多端端口口的的接接口口卡卡（线线卡卡）组组成成。可可灵灵活活按按需需配配置置，通通过过插插入入不不同同的的插插卡卡满满足足需需求求（如如插入交换卡、路由卡、加密卡等）。插入交换卡、路由卡、加密卡等）。类型：类型：2011-4-729网络互联与常用网络设备2 2、按是否可管理划分、按是否可管理划分n n智能智能智能智能HUBHUBHUB

38、HUBn n允许用网管软件对其进行管理的集线器，它内部包含有允许用网管软件对其进行管理的集线器，它内部包含有允许用网管软件对其进行管理的集线器，它内部包含有允许用网管软件对其进行管理的集线器，它内部包含有CPUCPUCPUCPU等智能控制部件。等智能控制部件。等智能控制部件。等智能控制部件。n n在需要进行网络管理的中大型网络系统中，一般都要求使用在需要进行网络管理的中大型网络系统中，一般都要求使用在需要进行网络管理的中大型网络系统中，一般都要求使用在需要进行网络管理的中大型网络系统中，一般都要求使用智能集线器（后面将要介绍的网络交换机也需要是智能化的）智能集线器（后面将要介绍的网络交换机也需

39、要是智能化的）智能集线器（后面将要介绍的网络交换机也需要是智能化的）智能集线器（后面将要介绍的网络交换机也需要是智能化的）。n n非智能（普通）非智能（普通）非智能（普通）非智能（普通）HUB HUB HUB HUBn n不能用网管软件进行管理的集线器。不能用网管软件进行管理的集线器。不能用网管软件进行管理的集线器。不能用网管软件进行管理的集线器。n n小型网络为降低成本，一般使用普通集线器。小型网络为降低成本，一般使用普通集线器。小型网络为降低成本，一般使用普通集线器。小型网络为降低成本，一般使用普通集线器。2011-4-730网络互联与常用网络设备3 3、按速度划分、按速度划分n n传统集

40、线器传统集线器传统集线器传统集线器n n传输速度为传输速度为传输速度为传输速度为10Mb/s10Mb/s10Mb/s10Mb/s（10Base-T10Base-T10Base-T10Base-T网络）网络）网络）网络）n n快速以太网集线器快速以太网集线器快速以太网集线器快速以太网集线器n n传输速度为传输速度为传输速度为传输速度为100Mb/s 100Mb/s 100Mb/s 100Mb/s（100Base-T100Base-T100Base-T100Base-T网络）网络）网络）网络）n n10/100M10/100M10/100M10/100M自适应集线器自适应集线器自适应集线器自适应集

41、线器n n传输速度自适应传输速度自适应传输速度自适应传输速度自适应n n内部有两个网段：内部有两个网段：内部有两个网段：内部有两个网段：10M10M10M10M和和和和100M100M100M100M，集线器根据连接速度将主机连接，集线器根据连接速度将主机连接，集线器根据连接速度将主机连接，集线器根据连接速度将主机连接到不同网段上。到不同网段上。到不同网段上。到不同网段上。n n网段之间用交换方式连接。网段之间用交换方式连接。网段之间用交换方式连接。网段之间用交换方式连接。n n保护投资，便于升级保护投资，便于升级保护投资，便于升级保护投资，便于升级 以集线器为核心的网络的特点以集线器为核心的

42、网络的特点n n所有主机共享带宽所有主机共享带宽所有主机共享带宽所有主机共享带宽n n无法限制冲突和广播无法限制冲突和广播无法限制冲突和广播无法限制冲突和广播n n适用于小型网络适用于小型网络适用于小型网络适用于小型网络2011-4-731网络互联与常用网络设备例：用集线器搭建简单的网络例：用集线器搭建简单的网络n n以以以以1 1 1 1台服务器，台服务器，台服务器，台服务器，3 3 3 3台台台台PCPCPCPC机为例：机为例：机为例：机为例：n n一台一台一台一台HUBHUBHUBHUBn n4 4 4 4块块块块UTPUTPUTPUTP接口的网卡接口的网卡接口的网卡接口的网卡n n4

43、4 4 4台台台台PCPCPCPC机机机机n n8 8 8 8个个个个RJ45RJ45RJ45RJ45接头（水晶头）接头（水晶头）接头（水晶头）接头（水晶头）n n若干米若干米若干米若干米UTPUTPUTPUTP双绞线双绞线双绞线双绞线 NICHUBUTPPC机机服务器服务器2011-4-732网络互联与常用网络设备3.3 网桥与网络交换机n n共享信道共享信道LANLAN的缺点的缺点n n冲突域中的多个站点同时发送会造成冲突；冲突域中的多个站点同时发送会造成冲突；冲突域中的多个站点同时发送会造成冲突；冲突域中的多个站点同时发送会造成冲突；n n因此实际带宽为因此实际带宽为因此实际带宽为因此实

44、际带宽为3-4Mb/s3-4Mb/s3-4Mb/s3-4Mb/s（或（或（或（或30-40Mb/s30-40Mb/s30-40Mb/s30-40Mb/s）n n网络中站点越多，冲突现象越严重；网络中站点越多，冲突现象越严重；网络中站点越多，冲突现象越严重；网络中站点越多，冲突现象越严重；n n网络总带宽网络总带宽网络总带宽网络总带宽BW BW BW BW，由于共享信道使得每个站点的平，由于共享信道使得每个站点的平，由于共享信道使得每个站点的平，由于共享信道使得每个站点的平均拥有带宽为均拥有带宽为均拥有带宽为均拥有带宽为BW/nBW/nBW/nBW/n。n n解决的方法解决的方法n n提高网络传

45、输速度提高网络传输速度提高网络传输速度提高网络传输速度没有从根本上解决问题没有从根本上解决问题没有从根本上解决问题没有从根本上解决问题n n网络分段（微网段化）网络分段（微网段化）网络分段（微网段化）网络分段（微网段化）n n减少每个网段中站点的数量减少每个网段中站点的数量减少每个网段中站点的数量减少每个网段中站点的数量,使冲突的概率减小；使冲突的概率减小；使冲突的概率减小；使冲突的概率减小；n n增加了网络的总体带宽。增加了网络的总体带宽。增加了网络的总体带宽。增加了网络的总体带宽。n n实现网络分段的设备：网桥、交换机、路由器实现网络分段的设备：网桥、交换机、路由器实现网络分段的设备：网桥

46、、交换机、路由器实现网络分段的设备：网桥、交换机、路由器n n网桥和交换机可以隔离冲突域网桥和交换机可以隔离冲突域网桥和交换机可以隔离冲突域网桥和交换机可以隔离冲突域n n路由器不仅可以隔离冲突域，还能隔离广播域路由器不仅可以隔离冲突域，还能隔离广播域路由器不仅可以隔离冲突域，还能隔离广播域路由器不仅可以隔离冲突域，还能隔离广播域2011-4-733网络互联与常用网络设备网络分段示意网络分段示意HUBHUB广播域广播域独立的冲突域独立的冲突域独立的冲突域独立的冲突域网桥或网络交换机网桥或网络交换机v交换机只能分隔冲突域，但不能分隔广播域交换机只能分隔冲突域，但不能分隔广播域HUB冲突域冲突域/

47、广播广播域域网段网段2网段网段1总带宽总带宽:BW*2结点带宽结点带宽:BW/4总带宽总带宽:BW结点带宽结点带宽:BW/82011-4-734网络互联与常用网络设备3.33.3.1.1 网桥网桥n n存储转发设备，工作在存储转发设备，工作在存储转发设备，工作在存储转发设备，工作在数据链路层的数据链路层的数据链路层的数据链路层的MACMACMACMAC子层。子层。子层。子层。n n作用：作用：作用：作用：n n监听流经它的数据帧，检查数据帧的监听流经它的数据帧，检查数据帧的监听流经它的数据帧，检查数据帧的监听流经它的数据帧，检查数据帧的MACMACMACMAC地址，决定是否转地址，决定是否转地

48、址，决定是否转地址，决定是否转发发发发n n具有对数据帧进行缓冲的能力具有对数据帧进行缓冲的能力具有对数据帧进行缓冲的能力具有对数据帧进行缓冲的能力n n用网桥连接的多个网络对外呈现为一个单独的物理网络用网桥连接的多个网络对外呈现为一个单独的物理网络用网桥连接的多个网络对外呈现为一个单独的物理网络用网桥连接的多个网络对外呈现为一个单独的物理网络n n根据路径选择方法，有两种网桥：根据路径选择方法，有两种网桥：根据路径选择方法，有两种网桥：根据路径选择方法，有两种网桥：n n透明网桥透明网桥透明网桥透明网桥（Transparency BridgeTransparency BridgeTransp

49、arency BridgeTransparency Bridge）n n由网桥负责路由选择，网桥和路由对站点透明由网桥负责路由选择，网桥和路由对站点透明由网桥负责路由选择，网桥和路由对站点透明由网桥负责路由选择，网桥和路由对站点透明n n以太网中最常用以太网中最常用以太网中最常用以太网中最常用n n源选径网桥源选径网桥源选径网桥源选径网桥（Source Routing BridgeSource Routing BridgeSource Routing BridgeSource Routing Bridge）n n由源站点负责路由选择，网桥和路由对站点不透明由源站点负责路由选择，网桥和路由对站点

50、不透明由源站点负责路由选择，网桥和路由对站点不透明由源站点负责路由选择，网桥和路由对站点不透明2011-4-735网络互联与常用网络设备（1 1）透明网桥）透明网桥a a、网桥具有、网桥具有寻址和路由选择寻址和路由选择能力，路由选择采用查表法：能力，路由选择采用查表法：i i、网桥内的、网桥内的转发表转发表描述了到达每个站点的路由；描述了到达每个站点的路由；ii ii、转发表主要由端口号和站点、转发表主要由端口号和站点MACMAC地址组成。地址组成。b b、工作原理、工作原理 i i、刚加电时转发表为空。、刚加电时转发表为空。ii ii、网桥检查收到的数据帧的源、网桥检查收到的数据帧的源MAC