网络传输介质与互连设备(续)

1,1.2网络互连设备,1.2.2集线器,集线器的英文名称就是我们通常见到的“HUB”，英文“HUB”是“中心”的意思。集线器（HUB）是一种最为基础的用于在计算机网络中连接多个计算机或其它设备的连接设备，是对网络进行集中管理的最小单元，像树的主干一样，它是各分枝的汇集点。它工作于OSI参考模型的物理层。集线器的主要功能是对接收到的信号进行再生整形放大，以扩大网络的传输距离，同时把所有节点集中在以它为中心的节点上。,2,1.2网络互连设备,以集线器为节点中心的优点是：当网络系统中某条线路或某节点出现故障时，不会影响网上其他节点的正常工作，这就是集线器刚推出时与传统的总线网络的最大的区别和优点，因为它提供了多通道通信，大大提高了网络通信速度。然而随着网络技术的发展，集线器的缺点越来越突出，后来发起来的一种技术更先进的数据交换设备交换机逐渐取代了部分集线器的高端应用。集线器的主要不足体现在如下几个方面：,用户带宽共享，带宽受限。半双工传输，网络通信效率低。广播方式，不安全，易造成网络风暴。,3,1.2网络互连设备,4,1.2网络互连设备,集线器的分类,按端口数量来分如果按照集线器能提供的端口数来分的话，目前主流集线器主要有8口、16口和24口等大类，但也有少数品牌提供非标准端口数，如4口和12口的，还有的有5口、9口、18口的集线器产品，这主要是想满足部分对端口数要求过严、资金投入比较谨慎的用户需求。,5,1.2网络互连设备,按带宽划分集线器也有带宽之分，如果按照集线器所支持的带宽不同，我们通常可分为10Mbps、100Mbps、10100Mbps三种。这里所指的带宽是指整个集线器所能提供的总带宽，而非每个端口所能提供的带宽。在集线器中所有端口都是共享集线器的背板带宽的，也就是说如果集线器带宽为10Mbps，总共有16个端口，16个端口同时使用时则每个端口的带宽只有1016Mbps。,6,1.2网络互连设备,按照配置的形式分（1）独立型集线器这种类型的集线器在低端应用是最多的，也是最常见的。独立型集线器是带有许多端口的单个盒子式的产品，独立型集线器之间多数是可以用一段10Base5同轴电缆把它们连接在一起，以实现扩展级联，,7,1.2网络互连设备,（2）模块化集线器模块化集线器一般都配有机架，带有多个卡槽，每个槽可放一块通信卡，每个卡的作用就相当于一个独立型集线器，多块卡通过安装在机架上的通信底板进行互连并进行相互间的通信。现在常使用的模块化HUB一般具有414个插槽。模块化集线器各个端口都有专用的带宽，只在各个网段内共享带宽，网段之间采用交换技术，从而减少冲突，提高通信效率，因此又称为端口交换机。,8,1.2网络互连设备,（3）堆叠式集线器堆叠式集线器可以将多个集线器”堆叠“使用，当它们连接在一起时，其作用就像一个模块化集线器一样，堆叠在一起集线器可以当作一个单元设备来进行管理。一般情况下，当有多个HUB堆叠时，其中存在一个可管理HUB，利用可管理HUB可对此可堆叠式HUB中的其他”独立型HUB“进行管理。,9,1.2网络互连设备,集线器常见端口,10,1.2网络互连设备,11,1.2网络互连设备,12,1.2网络互连设备,13,1.2网络互连设备,14,1.2网络互连设备,15,1.2网络互连设备,16,1.2网络互连设备,集线器的连接,级联是通过集线器的某个端口与其它集线器相连的，而堆叠是通过集线器的背板连接起来的。虽然级联和堆叠都可以实现端口数量的扩充，但是级联后每台集线器在逻辑上仍是多个被网管的设备，而堆叠后的数台集线器在逻辑上是一个被网管的设备。,17,1.2网络互连设备,集线器的堆叠,18,1.2网络互连设备,集线器的级联,使用Uplink端口级联,19,1.2网络互连设备,20,1.2网络互连设备,21,1.2网络互连设备,使用普通端口级联,22,1.2网络互连设备,23,1.2网络互连设备,1.2.3交换机,交换和交换机最早起源于电话通讯系统。交换（switching）是按照通信两端信息的需要，用人工或设备自动完成的方法，把要传输的信息送到符合要求的相应路由上的技术通称。广义的交换机（Switch）就是一种在通信系统中完成信息交换功能的设备。,24,1.2网络互连设备,交换机与集线器的区别主要体现在如下几个方面：（1）在OSIRM中的工作层次不同交换机和集线器在OSIRM开放体系模型中对应的层次就不一样，集线器是同时工作在第一层（物理层），而交换机至少是工作在第二层，更高级的交换机可以工作在第三层（网络层）和第四层（传输层）。,1、交换机与集线器的区别,25,1.2网络互连设备,（2）交换机的数据传输方式不同集线器的数据传输方式是广播方式，而交换机的数据传输是有目的的，数据只对目的节点发送。,（3）带宽占用方式不同在带宽占用方面，集线器所有端口是共享集线器的总带宽，而交换机的每个端口都具有自己的带宽，这样就交换机实际上每个端口的带宽比集线器端口可用带宽要高许多。（4）传输模式不同集线器只能采用半双工方式进行传输的，而交换机是采用全双工方式来传输数据的。,26,1.2网络互连设备,2、交换机的分类,从网络覆盖范围划分:广域网交换机：电信城域网互联、互联网接入等领域局域网交换机：局域网络，用于连接终端设备,根据传输介质和传输速度划分:以太网交换机：RJ-45、BNC、AUI/100M以下快速以太网交换机：双绞线、光纤/100M千兆以太网交换机：双绞线、光纤/1000M10千兆以太网交换机：光纤/10GATM交换机：RJ-45、SCFDDI交换机：SC/100M,27,1.2网络互连设备,以太网交换机,快速以太网交换机,千兆以太网交换机,28,1.2网络互连设备,10千兆以太网交换机,ATM交换机,FDDI交换机,29,1.2网络互连设备,根据应用层次划分:企业级交换机校园网交换机部门级交换机工作组交换机桌面型交换机,根据交换机的结构划分:固定端口交换机模块化交换机,根据交换机工作的协议层划分:第二层交换机第三层交换机第四层交换机,30,1.2网络互连设备,3、交换机的交换方式,直通式：延迟小、交换速度快不提供错误检测能力、容易丢包存储转发：提供错误检测、支持不同速率间的端口交换延时大碎片隔离：数据处理速度比存储转发快，比直通式慢，能避免残帧的转发,31,1.2网络互连设备,交换机的本地配置方式是通过计算机与交换机的“Console”端口直接连接的方式进行通信的，它的连接图如下图所示。,（1）本地配置方式,4、交换机的配置方式,交换机本地配置连接示意图,32,1.2网络互连设备,转换适配器,交换机的Console端口,33,1.2网络互连设备,（2）远程配置方式,Telnet方式在使用Telnet连接至交换机之前，应当确认已经做好以下准备工作：在用于管理的计算机中安装有TCP/IP协议，并配置好了IP地址信息；在被管理的交换机上已经配置好IP地址信息，如果尚未配置IP地址信息，则必须通过Console端口进行设置；在被管理的交换机上建立了具有管理权限的用户帐户。,34,第1步：把计算机连接在交换机的一个普通端口上，单击”开始“按钮选择”运行“菜单项，然后在对话框中按“telnet*.*.*.*”格式输入登录，如下图所示。如果为交换机配置了名称，则也可以直接在”Telnet“命令后面空一个空格后输入交换机的名称。,1.2网络互连设备,35,1.2网络互连设备,第2步，输入好后，单击“确定”按钮，或单击回车键，建立了与远程交换机的连接，即可根据需要进行相应的配置和管理，如下图所示。,36,1.2网络互连设备,Web浏览器方式,在利用Web浏览器访问交换机之前，应当确认已经做好以下准备工作：在用于管理的计算机中安装有TCP/IP协议，且在计算机和被管理的交换机上都已配置好了IP地址信息；用于管理的计算机中安装有支持JAVA的Web浏览器；在被管理的交换机上建立了具有管理权限的用户帐户和密码；被管理的交换机支持HTTP服务，并且已经启用了该服务。,37,第1步：把计算机连接在交换机的一个普通端口上，在计算机上运行Web浏览器。在浏览器的“地址”中栏键入被管理交换机的IP地址或为其指定的名称。单击回车键，弹出如下图对话框。,1.2网络互连设备,38,1.2网络互连设备,第2步：分别在“用户名”和“密码”框中，键入拥有管理权限的用户名和密码，单击“确定”按钮，即可建立与被管理交换机的连接，在Web浏览器中显示交换机的管理界面，如下图所示。,39,1.2网络互连设备,1.2.4路由器,路由器是一种连接多个网络或网段的网络设备，它能将不同网络或网段之间的数据信息进行“翻译”，以使它们能够相互“读懂”对方的数据，从而构成一个更大的网络。路由器与前面介绍的集线器和交换机不同，它不是应用与同一网段的设备，而是应用于不同网段或不同网络之间的设备，属网际设备。路由器之所以能在不同网络之间起到“翻译”的作用，是因为它不再是一个纯物理设备，而是具有相当丰富路由协议的软、硬结构设备，如RIP协议、OSPF协议、EIGRP协议、IPv6协议等。这些路由协议就是用来实现不同网段或网络之间的相互“理解”。,40,路由器与交换机的区别主要体现在如下几个方面：（1）工作层次不同最初的交换机是工作在OSIRM开放体系结构的数据链路层，也就是第二层，而路由器一开始就设计工作在OSI模型的网络层。由于交换机工作在OSI的第二层（数据链路层），所以它的工作原理比较简单，而路由器工作在OSI的第三层（网络层），可以得到更多的协议信息，路由器可以做出更加智能的转发决策。,1、路由器与交换机的区别,1.2网络互连设备,41,1.2网络互连设备,（2）数据转发所依据的对象不同IT交换机是利用物理地址或者说MAC地址来确定转发数据的目的地址。而路由器则是利用不同网络的ID号（即IP地址）来确定数据转发的地址。,（3）传统的交换机只能分割冲突域，不能分割广播域；而路由器可以分割广播域。由交换机连接的网段仍属于同一个广播域，广播数据包会在交换机连接的所有网段上传播，在某些情况下会导致通信拥挤和安全漏洞。连接到路由器上的网段会被分配成不同的广播域，广播数据不会穿过路由器。,42,2、路由器的主要功能,在网际间接收节点发来的数据包，然后根据数据包中的源地址和目的地址，对照自己缓存中的路由表，把数据包直接转发到目的节点。这是路由器最主要，也是最基本的作用路由作用。为网际间通信选择最合理的路由。拆分和包装数据包。不同协议网络之间的连接。防火墙功能。,1.2网络互连设备,路由器的主要功能就是“路由”的作用，通俗地讲就是“向导”作用，主要用来为数据包转发指明一个方向的作用。但如果要细分的话，路由器的“路由”功能可以细分为以下几个方面：,43,1.2网络互连设备,3、路由器的接口,（1）局域网接口：用于路由器与局域网的连接AUI端口：用来与粗同轴电缆连接的接口，它是一种“D”型15针接口，在令牌环网和或总线型网络中比较常用。,44,1.2网络互连设备,RJ-45端口,SC端口：光纤端口，用于与光纤的连接。,45,1.2网络互连设备,（2）广域网接口：路由器不仅能实现局域网间了连接，更重要的是还能实现局域网和广域网、广域网和广域网之间的互连。RJ45端口,AUI端口,46,1.2网络互连设备,高速同步串口：主要用于DDN、帧中继、X.25等网络连接模式。,47,1.2网络互连设备,异步串口：主要用于Modem或Modem池的连接，用于实现远程计算机通过公用电话网拨入网络。,48,1.2网络互连设备,ISDNBRI端口：用于ISDN线路通过路由器实现与Internet或其他远程网络的连接。,49,（3）配置接口：Console端口：使用配置专用连线直接连接计算机的串口。AUX端口：为异步端口，主要用于远程配置，也可用于拨号连接，还可通过收发器与MODEN进行连接。,1.2网络互连设备,50,1