常用网络设备第05章.ppt

,计算机网络技术,教学重点和难点：交换机的工作原理；路由器的工作原理；集线器和交换机级联。,第5章常用网络设备,计算机网络技术,5.1常见物理层设备,不可避免的信号衰减限制了信号的远距离传输，从而使每种传输介质都存在传输距离的限制。但是在实际组建网络的过程中，经常会碰到网络覆盖范围超越介质最大传输距离限制的情形。为了解决信号远距离传输所产生的衰减和变形问题，需要一种能在信号传输过程中对信号进行放大和整形的设备，以拓展信号的传输距离，增加网络的覆盖范围。将这种具备物理上拓展网络覆盖范围功能的设备，称为网络互连设备。在物理层通常提供两种类型的网络互连设备，即中继器（Repeater）和集线器（Hub）。,计算机网络技术,5.1常见物理层设备,5.1.1中继器,中继器具有对物理信号进行放大和再生的功能，其将从输入接口接收的物理信号通过放大和整形再从输出接口输出。中继器具有典型的单进单出结构，所以当网络规模增加时，可能会需要许许多多的单进单出结构的中继器作为信号放大之用。,计算机网络技术,5.1常见物理层设备,使用中继器应遵守以下两条原则：一是用中继器连接的以太网不能形成环形网；另一个必须遵守MAC（介质访问控制）协议的定时特性，即用中继器将电缆连接起来的段数是有限的。对于以太网，最多只能使用4个中继器，意味着只能连接5个网段，即遵守以太网的5-4-3-2-1规则。其中：5是指局域网最多有5个网段；4是指全信道上最多可连4个中继器；3是指其中3个网段可连网站；2是指有两个网段只能用来加长而不连任何网站，其目的是减少竞发网站的个数，而减小发生冲突的几率；1是指由此组成一个共享局域网，总站数小于1024，全长小于500m（双绞线）或2.5km（粗同轴电缆）。,计算机网络技术,5.1常见物理层设备,5.1.2集线器,集线器（Hub）在OSI（开放系统互连）参考模型中处于物理层，其实质是一个中继器，同样必须遵守MAC（介质访问控制）协议的定时特性，主要功能是对接收到的信号进行再生放大，以扩大网络的传输距离。正因为集线器只是一个信号放大和中转的设备，所以它不具备交换功能。,计算机网络技术,5.1常见物理层设备,按供电方式不同，集线器可分为无源Hub和有源Hub。按网关功能不同，集线器可分为无管理Hub和管理式Hub。按端口数不同，集线器分为8口、12口、16口、24口、48口等Hub。按适用的网络类型不同，集线器可分为以太网Hub、令牌环网Hub、FDDIHub、ATMHub。按提供带宽不同，集线器可分为10Mbps、10/100Mbps、100Mbps、10/100/1000MbpsHub。按照扩展方式分类，集线器有可堆叠集线器和不可堆叠集线器两种。,计算机网络技术,5.2数据链路层设备,5.2.1网卡,网卡是局域网中提供各种网络设备与网络通信介质相连的接口，全名是网络接口卡，也叫网络适配器，其品种和质量的好坏，直接影响网络的性能和网上所运行软件的效果。,计算机网络技术,5.2数据链路层设备,每一网卡在出厂时都被分配了一个全球惟一的地址标识，该标识被称为网卡地址或MAC地址，由于该地址是固化在网卡上的，所以又被称为物理地址或硬件地址。网卡地址由48位长度的二进制数组成。,计算机网络技术,5.2数据链路层设备,每一网卡在出厂时都被分配了一个全球惟一的地址标识，该标识被称为网卡地址或MAC地址，由于该地址是固化在网卡上的，所以又被称为物理地址或硬件地址。网卡地址由48位长度的二进制数组成。,计算机网络技术,5.2数据链路层设备,按照网络技术的不同可分为以太网卡、令牌环网卡、FDDI网卡等。目前以太网网卡最常见。按照传输速率，单单以太网卡就提供了10Mbps、100Mbps、1000Mbps和10Gbps等多种速率。数据传输速率是网卡的一个重要指标。按照总线类型分类，网卡可分为ISA总线网卡、EISA总线网卡、PCI总线网卡及其他总线网卡等。按照所支持的传输介质，网卡可分为双绞线网卡、粗缆网卡、细缆网卡、光纤网卡和无线网卡。,计算机网络技术,5.2数据链路层设备,5.2.2网桥,网桥提供了一种最简单的将局域网网段连接成可维护、高可靠性的扩展网络的方法。网桥工作在OSI模型中数据链路层的MAC子层。网桥可以将局域网分成两个或更多的网段，它通过隔离每个网段内部的数据流量，从而增加了每个结点所能使用的有效带宽。,计算机网络技术,5.2数据链路层设备,网桥主要具有如下功能：（1）在物理上扩展网络（2）数据过滤功能（3）逻辑划分网络的功能（4）数据推进功能（5）帧格式转换功能,计算机网络技术,5.2数据链路层设备,5.2.3交换机,以太网交换机（以下简称交换机）是工作在OSI参考模型数据链路层的设备，外表和集线器相似。它通过判断数据帧的目的MAC地址，从而将帧从合适的端口发送出去。交换机的冲突域仅局限于交换机的一个端口上。,1交换技术的基本原理,计算机网络技术,5.2数据链路层设备,(1)交换数据帧,如果数据帧的目的MAC地址是广播地址或者组播地址，则向交换机所有端口转发（除数据帧来的端口）。如果数据帧的目的地址是单播地址，但是这个地址并不在交换机的地址表中，那么也会向所有的端口转发（除数据帧来的端口）。如果数据帧的目的地址在交换机的地址表中，那么就根据地址表转发到相应的端口。如果数据帧的目的地址与数据帧的源地址在一个网段上，它就会丢弃这个数据帧，交换也就不会发生。,计算机网络技术,5.2数据链路层设备,计算机网络技术,5.2数据链路层设备,端口交换帧交换直通交换无碎片直通方式存储转发交换信元交换,2.交换机的三种交换技术,计算机网络技术,5.2数据链路层设备,3局域网交换机的种类,从广义上来看，交换机分为两种：广域网交换机和局域网交换机。按照现在复杂的网络构成方式，网络交换机分为接入层交换机、汇聚层交换机和核心层交换机。从传输介质和传输速度上看，局域网交换机分为以太网交换机、快速以太网交换机、千兆位以太网交换机、FDDI交换机、ATM交换机和令牌环交换机等多种。从规模应用上又有企业级交换机、部门级交换机和工作组交换机等。,计算机网络技术,5.2数据链路层设备,按照OSI的参考网络模型，交换机分为第2层交换机、第3层交换机、第4层交换机等，一直到第7层交换机。按照交换机的可管理性，可把交换机分为可管理型交换机和不可管理型交换机，它们的区别在于对SNMP、RMON等网管协议的支持。按照交换机是否可堆叠，交换机分为可堆叠型交换机和不可堆叠型交换机两种。,计算机网络技术,按照最广泛的普通分类方法，局域网交换机分为桌面型交换机、工作组型交换机和校园网交换机3类。根据交换技术的不同，有人又把交换机分为端口交换机、帧交换机和信元交换机3种。从应用的角度划分，交换机分为电话交换机（PBX）和数据交换机（Switch）。当然，目前在数据上的语音传输VoIP又有人称之为“软交换机”。,5.2数据链路层设备,计算机网络技术,5.2数据链路层设备,4交换机之间的连接,(1)交换机有“UpLink（级联）”端口(2)交换机没有“UpLink（级联）”端口(3)堆叠,计算机网络技术,5.2数据链路层设备,4交换机之间的连接,(1)交换机有“UpLink（级联）”端口(2)交换机没有“UpLink（级联）”端口(3)堆叠,计算机网络技术,5.3网络层设备,5.3.1路由器,计算机网络技术,5.3网络层设备,1路由器和网桥的区别路由器和网桥的一个重要区别是：网桥独立于高层协议，它把几个物理网络连起来后提供给用户的仍然是一个逻辑网络，用户根本不知道有网桥存在；路由器则利用互连网络协议将网络分成几个逻辑子网。路由器是面向协议的设备，能够识别网络层地址，而网桥只能识别链路层地址或称MAC地址，网桥对网络层地址视而不见。,计算机网络技术,5.3网络层设备,2路由器端口,计算机网络技术,5.3网络层设备,3路由器在网络互连中的作用,（1）提供异构网络的互连,计算机网络技术,5.3网络层设备,3路由器在网络互连中的作用,（1）提供异构网络的互连,计算机网络技术,5.3网络层设备,（3）实现VLAN之间的通信,路由器,电子工程系,汽车系,教务处,192.168.1.0192.168.2.0192.168.3.0,计算机网络技术,5.3网络层设备,（2）实现网络的逻辑划分,计算机网络技术,5.3网络层设备,5.3.2层交换机,1什么是3层交换3层交换（也称多层交换技术或IP交换技术）是相对于传统交换概念而提出的。众所周知，传统的交换技术是在OSI网络标准模型中的第2层（数据链路层）进行操作的，而3层交换技术是在OSI网络模型中的第3层实现了数据报的高速转发。简单地说，3层交换技术就是：2层交换技术3层转发技术。,计算机网络技术,5.3网络层设备,二层交换技术,三层交换技术,三层转发技术,23层交换原理,计算机网络技术,5.3网络层设备,33层交换种类,计算机网络技术,5.3网络层设备,计算机网络技术,5.3网络层设备,计算机网络技术,