第5章 网络硬件设备.ppt

第5章网络硬件设备 5 1网络接口卡 网卡 网络接口卡 NIC NetworkInterfaceCard 又称网络适配器 networkadapter 是网络通信的基本硬件组成部分 功能 把计算机产生的所要传递的数据转换成可以在网络介质上传输的数据格式 如二进制通信的0和1被转换成为电脉冲 光脉冲 无线电波等 控制计算机和相应介质之间的数据流量 5 1网络接口卡 网卡 5 1 1网络接口卡的分类 有线网卡按总线接口类型分 ISA网卡 PCI总线网卡 PCMCIA接口网卡 USB网卡按网络接口类型分 双绞线的RJ 45接口 细同轴电缆的BNC接口 粗同轴电缆的AUI接口和光纤接口按网络带宽分 10Mbps网卡 10Mbps 100Mbps自适应网卡 千兆以太网卡等按网卡应用领域分 工作站网卡 服务器网卡无线网卡根据接入方式可以分为GPRS无线网卡 CDMA无线网卡等 5 1 2MAC地址 MAC MediumAccessControl 地址 也称物理地址或硬件地址 MAC地址用于在数据链路层标识局域网上的每台主机 长度为48比特 通常用十六进制数来表示 地址的前3个字节代表厂商代码 后3个字节由厂商自行分配 在每个网络接口卡出厂前 硬件厂商将MAC地址写入网卡内部 世界上的每个以太网设备都具有惟一的MAC地址 5 2物理层设备 中继器信号在传输过程中会衰减 只能传输有限的距离中继器用于连接两根电缆 对电缆上传输的信号进行放大 整型和转发集线器集线器建立一个物理上的星型或树型网络结构 集线器所起的作用相当于多端口的中继器 5 2 1中继器 中继器工作在物理层 连接两段电缆 不识别也不改变收到的数字信息 起到延长距离的作用通过中继器连接起来的网络相当于同一条电缆组成的更大的网络 5 2 2集线器 Hub 一种共享的网络设备 即每个时刻只能有一个接口在发送数据 所有接口共享集线器的带宽 当某个接口接收到主机发来的比特时 就简单地将该比特向其他所有接口转发 若两个接口同时有信号输入 就会发生冲突 使所有接口都收不到正确的帧 5 3数据链路层设备 能够识别数据链路层的数据帧 根据帧中的MAC地址决定如何处理数据帧 但对网络层及以上的数据格式无法识别网桥以太网交换机 5 3 1网桥 网桥用于连接多个局域网 当数据帧到达网桥后 现将其存放在缓存中 进行差错检测 然后提取出源MAC地址和目的MAC地址如果两个地址在同一个网络段上 则丢弃该帧如果两个地址不在同一个网络段上 则在站表中查找目的地址 从相应的端口转发出去 网桥具有帧过滤的功能同一个网段上的数据不会被转发到其他网段 减少了网段之间的通信量 同时同一个网段上的故障也不会影响到其他网段 网桥扩大了局域网的物理范围 适用于用户数不多且通信量较小的局域网 当网段之间传送任务繁重时 网桥会成为通信速度减慢的瓶颈 5 3 1网桥 5 3 2以太网交换机 基于MAC地址处理数据帧 工作在数据链路层 交换机的基本结构 硬件结构接口 交换机主板上有4 32个插槽 每个插槽可以接入一块接口卡 接口卡上有1 8个连接器 用于连接主机 接口表示为 数字1 数字2 数字1代表插槽编号 数字2代表接口编号主板 主处理器 CPU 内存 RAM 动态存储 FLASH 永久存储 电源系统软件结构引导程序网络操作系统 交换机的工作原理 当交换机收到从某个站点发往另一个站点的数据帧时 通过检查该帧的目的MAC地址 把该帧从相应的端口转发出去交换机每一个端口都工作在全双工方式 主机需要通信时 交换机能同时连通许多对端口 使得每一对相互通信的主机都能像独占通信介质一样 进行无冲突的数据传输 交换机的交换方式 存储转发方式先缓存再处理 直通交换接收后立即转发 速度快 交换机的MAC地址表 交换机通过MAC地址表决定把数据帧往哪个端口转发交换机的MAC地址表可以手工静态配置 但一般是通过交换机的动态地址学习功能形成的 集线器 网桥和交换机的比较 多层交换机 带有第三层路由功能的交换机既可以基于MAC地址进行二层数据交换 也可以基于网络层地址 IP地址 进行数据转发 三层交换机工作原理图 交换机配置方式 控制台端口配置telnet配置ftp配置web配置 控制台端口配置 第一次被配置时 必须使用控制台方式 用一根专用配置电缆将主机通信串口和交换机的控制台端口相连 telnet配置 建立Telnet配置环境 将计算机以太网端口与交换机以太网端口相连即可 在通过Telnet登录之前 需要通过控制台端口在交换机上设置欲登录的Telnet用户名 认证口令等信息 交换机的配置模式用户模式 开机后的缺省模式 该模式下 只能查询交换机的基本配置信息系统模式 又称特权模式 可以进一步查看交换机的配置信息 是进入其他配置模式的前提端口模式 从系统模式下进入 完成端口参数的配置 telnet配置 交换机的基本配置 配置特权用户口令和交换机名配置交换机IP地址配置远程登录口令配置交换机的端口属性 配置特权用户口令和交换机名 特权用户口令是从用户模式进入到系统模式的口令 在系统模式下配置 system viewpassword Switch sysnameS1 配置交换机名 S1 superpassword111 配置特权用户口令 S1 quit 退回到用户模式 system viewpassword 111 以特权用户口令重新进入系统模式 S1 配置交换机IP地址 S1 interfacevlan1 进入vlan1接口模式 S1 Vlan interface1 ipaddress192 168 1 1255 255 255 0 配置vlan1接口ip地址 配置远程登录口令 S1 user interfacevty04 04表示从第0到第4共5个vty用户 S1 ui vty0 4 setauthenticationpasswordsimplexxxx xxxx是设置的Telnet登录口令 S1 ui vty0 4 authentication modepassword S1 ui vty0 4 userprivilegelevel3 配置交换机的端口属性 配置端口速率 S1 Ethernet0 1 speed 10 100 auto 配置端口双工属性 S1 Ethernet0 1 duplex half full auto 配置端口类型 S1 Ethernet0 1 mdi normal cross auto 5 4网络层及以上设备 5 4 1网络层设备 路由器路由器的功能和工作原理路由器的结构路由器的基本配置 路由器的功能 物理互连至少具有两个物理接口 实现不同物理网络的互连 支持不同的物理接口 以太接口 串行接口等路由功能建立路由表 根据路由选择路径 转发数据包协议转换连接不同协议的子网时 实现协议转换其他功能防火墙 备份 流量控制等功能 路由器工作原理 收到局域网发来的数据 去掉数据链路层的封装 取出IP地址检查校验和 若校验失败 丢弃 并通知源端校验正确 检查目的IP 如果是直接连接的子网 直接交付 否则转发进入转发模块后 根据目的IP查找路由表 决定将IP转发到那个接口把报文的TTL字段减1 检查合法性 若超时 丢弃并通知源端决定是否对报文进行分片处理根据转发接口的数据链路层协议 将报文重新进行数据链路层封装 并从相应接口转发 路由器的结构 硬件组成中央处理单元 RAM DRAM NVRAM 闪存 ROM 接口软件结构引导程序 网络操作系统 路由器的基本配置 可以通过控制台端口 telnet和文件传输协议下载配置文件等方式对路由器进行配置第一次配置路由器必须采用控制台端口配置方式在telnet配置前设置允许telnet服务 配置一个telnet用户 配置路由器上相应以太网接口的IP地址等配置操作模式 用户模式 特权模式 配置模式 全局配置 接口配置 路由协议配置 路由器的基本配置 Router enable 进入特权模式 Router configterminal 进入全局配置模式 Enterconfigurationcommands oneperline EndwithCNTL Z Router config enablepassword123 设置enablepassword Router config hostnameR1 设置主机名为R1 R1 config interfacefastethernet0 1进入接口F0 1配置模式 R1 config if ipaddress192 168 1 1255 255 255 0 设置接口IP地址 R1 config if noshutdown 激活接口 10 05 01 LINK 3 UPDOWN InterfaceFastEthernet0 1 changedstatetoupR1 config if end 退回到特权模式 R1 showrunning config 检查配置结果 5 4 2网络层以上设备 工作在网络层以上的设备是网关 用于连接网络层之上执行不同协议的子网 网关是最复杂的网络设备 能对互不兼容的高层协议进行转换根据工作的协议层次 网关可分为传输网关和应用网关 根据网关的实现方式 又可分为硬件网关和软件网关 5 5无线网络设备 无线网卡无线接入点无线网桥无线路由器天线 5 5 1无线接入点 5 5 2无线网桥 点对点的桥接模式 点对多点的桥接模式 无线