计算机网络设备课件

1、Internet第五章第五章计算机计算机网络设备网络设备计算机计算机网络技术网络技术ADSLmodem电信接入交换机主机集线器集线器集线器集线器集线器辽宁省第十二届教育软件大赛作品Your site hereLOGO5.1 网网卡卡v 第五章第五章第五章第五章计算机计算机网络设备网络设备计算机计算机网络技术网络技术Your site hereLOGOPgUp第五章第五章计算机计算机网络设备网络设备计算机计算机网络技术网络技术 5.1.1 5.1.1 网卡的功能网卡的功能Your site hereLOGO 5.1.1 5.1.1 网卡的功能网卡的功能第五章第五章计算机计算机网络设备网络设备计算

2、机计算机网络技术网络技术Your site hereLOGO第五章第五章计算机计算机网络设备网络设备计算机计算机网络技术网络技术 5.1.1 5.1.1 网卡的功能网卡的功能Your site hereLOGO第五章第五章计算机计算机网络设备网络设备计算机计算机网络技术网络技术 5.1.2 5.1.2 网卡的工作原理网卡的工作原理Your site hereLOGO第五章第五章计算机计算机网络设备网络设备计算机计算机网络技术网络技术 5.1.35.1.3网卡的网卡的类型类型Your site hereLOGO第五章第五章计算机计算机网络设备网络设备计算机计算机网络技术网络技术 5.1.35.1

3、.3网卡的类型网卡的类型PCMCIAPCMCIA总线型网卡总线型网卡USBUSB网络适配器（网卡网络适配器（网卡）Your site hereLOGO第五章第五章计算机计算机网络设备网络设备计算机计算机网络技术网络技术 5.1.35.1.3网卡的类型网卡的类型BNCBNC接口接口BNCBNC接口网卡接口网卡RJ-45RJ-45接口接口 RJ-45RJ-45接头网卡接头网卡Your site hereLOGO第五章第五章计算机计算机网络设备网络设备计算机计算机网络技术网络技术 5.1.35.1.3网卡的类型网卡的类型AUIAUI连接头连接头AUIAUI接口网卡接口网卡无线网卡无线网卡光纤网卡光纤

4、网卡BNC与RJ-45双接头网卡Your site hereLOGO第五章第五章计算机计算机网络设备网络设备计算机计算机网络技术网络技术5.1.3 5.1.3 网卡的类别网卡的类别Your site hereLOGO第五章第五章计算机计算机网络设备网络设备计算机计算机网络技术网络技术5.1.4 5.1.4 网卡的选择网卡的选择Your site hereLOGO第五章第五章计算机计算机网络设备网络设备计算机计算机网络技术网络技术5.1.4 5.1.4 网卡的选择网卡的选择Your site hereLOGO第五章第五章计算机计算机网络设备网络设备计算机计算机网络技术网络技术5.1.4 5.1.

5、4 网卡的选择网卡的选择Your site hereLOGO第五章第五章计算机计算机网络设备网络设备计算机计算机网络技术网络技术5.1.5 5.1.5 网卡的安装网卡的安装点击左侧“习题”按扭或点击此处进入练习题5.25.2集线器集线器第五章第五章计算机计算机网络设备网络设备计算机计算机网络技术网络技术5.2.15.2.1集线器的功能集线器的功能集线器(HUB)是一种连接多个用户节点的设备，每个经集线器连接的节点都需要一条专用电缆，典型的集线器如图5-5所示。集线器内部采用电气互连的结构，从某种意义上可以将集线器看做是多端口中继器。集线器工作于OSI模型中的物理层。在共享式以太网连接中，最简单

6、的连接方式就是采用同轴电缆（最常用的是细缆）的连接方式。在这种连接方式中，每台计算机安装一块带有BNC接口的网卡，在BNC口上通过T型头分别连接在两根细缆的一端，就像在通过一段段电线把一个个电灯泡连接起来一样，通过细缆把计算机连接在网络上。细缆网络最大的弊病就是T型连接头容易接触不良，并且引起全网瘫痪，就好比一段电线接触不良则所有的灯泡都不亮。而集线器相当于把整个细缆和T型头装到一个机箱里（当然，要通过许多电路实现稳定性和信号处理），然后把T型头中连接计算机的部分通过双绞线延长，最长可达100m。集线器作为网络网络传输介质间的中心节点，它克服了第五章第五章计算机计算机网络设备网络设备计算机计算

7、机网络技术网络技术集线器集线器5.2.15.2.1集线器的功能集线器的功能介质线路单一的缺陷，当网络系统中的某条线路或节点出现故障时，不会影响网上其他节点的正常工作。细缆网和集线器一样，都是单一网段的共享介质以太网，其数据传输控制方式都是采用CSMA/CD方式，也就是说，集线器上所有的商品共享同一个带宽，在任何时候集线器所有端口出现的电信号都是相同的，就好象接在一段电线上的多个电话机，某一时刻说话的只能有一个人。连接到集线器的节点发送信号时，首先通过与集线器相连接的电缆将信号送到集线器，集线器将这个信号进行放大，重新定时，然后发送到所有节点；最后，信号以达目标节点，目标节点将发给它的信号收下。

8、集线器连接网络如右图所示。第五章第五章计算机计算机网络设备网络设备计算机计算机网络技术网络技术5.2.25.2.2集线器的分类集线器的分类集线器发展迅速，分类方法有多种：1.按端口数量分类集线器端口数量有5口、8口、12口、16口、24口、48口等，最常用的是24口集线器。2.按带宽分类根据带宽的不同，可将集线器分为10Mbps、100 Mbps、10/100 Mbps自适应，1000 Mbps和100/1000 Mbps自适应集线器等。自适应集线器又称为“双速”集线器，其中内置了两条总线，分别工作在两种速率下。(1) 10Mbps集线器10Mbps集线器的各个端口共享10Mbps带宽，只支持

9、10Mbps或10/100Mbps网卡自适应网卡(2) 100Mbps集线器100Mbps集线器的各个端口共享100Mbps带宽，只支持100Mbps网卡或10/100Mbps自适应网卡。(1) 10/100Mbps自适应集线器这种集线器具有内置的10/100Mbps交换功能，每一个RJ-45第五章第五章计算机计算机网络设备网络设备计算机计算机网络技术网络技术5.2.25.2.2集线器的分类集线器的分类端口均支持10/100Mbps自动检测，能将网络的10Mbps和100Mbps网段连接，从而实现以太网和快速以太网用户互相通信。无需任何软件设置，无需重新对集线器连线即可归地从以太网迁移到快速以

10、太网。(4) 1000Mbps集线器1000Mbps集线器的各个端口共享1000Mbps带宽，只支持1000Mbps网卡或100/1000Mbps自适应网卡。3.按管理分性分类按可管理性的不同，集线器可分为不可管理集线器（俗称亚集线器）和可管理集线器（也称智能集线器）。不可网管集线器只起信号放大和再生作用，无法对网络进行性能优化，而可网管集线器带有一个管理模块，支持SNMP网络管理协议，可以向网络管理软件报告集线器运行状态，也可以接受网络管理软件的指令，打开或关闭某些端口，或自动屏蔽有故障的端口。目前大部分集线器为可网管集线器。4.按扩展能力分类按照扩展能力，可划分为独立集线器、堆叠集线器等。

11、第五章第五章计算机计算机网络设备网络设备计算机计算机网络技术网络技术5.2.25.2.2集线器的分类集线器的分类(1) 独立集线器独立集线器本身没有进一步扩展的能力，它只能通过级联（两台集线器各拿出一个端口通过级联线连接）的方式扩展端口数量，级联还可以扩展网络距离。这种集线器一般用于连接工作组计算机，向上级连接到网络交换机。独立集线器具有价格低、网络管理方便、容易查找故障等优点，主要用于构建小型局域网。(2)堆叠式集线器堆叠式集线器带有堆叠接口，通过专用电缆可以将两个以上的集线器堆叠成为一个逻辑的集线器来使用和管理，目的是增加端口。 堆叠式集线器与级联式集线器的不同在于：堆叠式集线器不占用自身

12、的端口，是两台集线器背板的直接连接，而级联式集线器占用自身的端口，效率上级联式集线器低于堆叠式集线器。第五章第五章计算机计算机网络设备网络设备计算机计算机网络技术网络技术5.2.3 5.2.3 集线器选择集线器选择选择集线器一般要考虑以下几个方面。(1) 速率：主要应考虑上传设备的数据传输速率。例如，如果上传设备的数据传输速率为100Mbps，则最好选择100Mbps集线器。(2) 端口数：根据网络中的计算机数量选择(3) 可扩展性：如果需要连接的计算机数量较多，或者希望将来能够进行网络扩展，则在选择集线器时应考虑它是否支持堆叠或级联。(4) 是否内置模块：如果集线器中内置了交换模块，则可用作

13、小型局域网的主干设备，而没有内置交换模块的集线器一般处于局域网的边缘。(5) 是否提供网管功能：部分集线器可通过增加网管实现对自身的简单管理。需要注意不同厂商的模块不混用，甚至同一厂商的不同产品的模块也不同。(6) 外形尺寸：如果系统比较简单，没有楼宇级别综合布线，局域网内的用户比较第五章第五章计算机计算机网络设备网络设备计算机计算机网络技术网络技术5.2.35.2.3集线器的选择集线器的选择少，可不考虑集线器的外形尺寸，但如果已经完成了综合布线并购置了机柜，则需要选择尺寸机架标准的集线器。第五章第五章计算机计算机网络设备网络设备计算机计算机网络技术网络技术5.2.45.2.4集线器的连接集线

14、器的连接1.集线器常见端口接入设备最重要的是它的接口技术，不同的接口应用于不同的应用环境，不同的应用又对应于相应的接口，不仅集线器如此，包括后面将要讲到的交换机、路由器等都是这样。集线器通常都提供三种类型的端口，即RJ-45端口、BNC端口和AUI端口，以适用于连接不同类型电缆构建的网络。一些高档集线器还提供有光纤端口和其他类型的端口。(1) RJ-45端口RJ-45 端口可用于连接 RJ-45 接头，适用于由双绞线构建的网络，这种端口是最常见的，一般来说以太网集线器都会提供这种端口。平常所讲的多少口集线器，就是指的具有多少个 RJ-45 端口利用集线器的RJ-45端口即可直接连接计算机、网络

15、打印机等终端设备，也可以与其他交换机、集线器等集线设备和路由器进行连接。(2) BNC端口BNC端口就是用于与细同轴电缆连接的端口，它一般是通过第五章第五章计算机计算机网络设备网络设备计算机计算机网络技术网络技术集线器的RJ-45接口5.2.45.2.4集线器的连接集线器的连接BNC-T 型接头进行连接的。大多数 10Mbps 集线器都拥有一个BNC 端口。当集线器同时拥有BNC 和 RJ-45 端口时，由于即可通过RJ-45端口与双较线连接，又可通过BNC 端口与细同轴电缆网络连接，因此 ，可实现双绞线和细同轴电缆两个采用不同传输介质的网络之间的连接。这种双接口的特性可用来兼容原有的细同轴电

16、缆网络（10Base-2）。同样，如果两个网络之间的距离大于100M,使用双绞线不能实现两个网络之间的连接时，这时也可以通过集线器的BNC端口利用细同轴电缆传输将两个网络连接起来，而这两个网络仍可以采用双绞线这种廉价、常见的传输价质。(3) AUI端口 AUI端口可用于连接粗同轴电缆的AUI接头，因此这种用于与粗同轴电缆网络的连接。(4) 集线器堆叠端口 只有堆叠式集线器才有这种端口，它的作用是用来连接两个堆叠式集线器的。一般来说一个堆叠式中同时具有两个外观类似的端口：一个标注为“UP”,另一个标注为“DOWN”,在连接时是用第五章第五章计算机计算机网络设备网络设备计算机计算机网络技术网络技术

17、集线器的AUI端口5.2.45.2.4集线器的连接集线器的连接电缆从一个集线器的“UP”端口连接到另一个堆叠式集线器的“DOWN”端口上，端口示意图如下所示。第五章第五章计算机计算机网络设备网络设备计算机计算机网络技术网络技术5.2.45.2.4集线器连接集线器连接2.集线器的堆叠和级联集线器的装相对简单，尤其是不可网管集线器，只要将其固定在配线柜并插上电源线即可。需要连接哪根双绞线，就把哪根双绞线的RJ-45头插头插入集线器端口即可。为了使集线器满足节点数较多的网络对端口的数量要求，可以使用多个集线器，这些集线器采用堆叠或级联方式来进行连接。(1) 集线器的堆叠堆叠方式是指将若干集线器用电缆

18、通过堆叠端口连接起来，以实现单台集线器端口数的扩充，要注意只有堆叠端式集线器才有这种端口，一个堆叠式集线器中一般同时具有“UP”和“DOWN”堆叠端口。集线器的堆叠是通过厂家提供的一条专用连接电缆，从一台“UP”堆叠端口直接连接到另一台集线器的“DOWN”堆叠端口。堆叠中的所有集线器可视为一个整体的集线器来进行管理，也就是是说，这些集线器从拓扑结构上可视为一个集线器。这种集线器的连接通常不会占用集线器上原有的普通端口，而且在这种堆叠第五章第五章计算机计算机网络设备网络设备计算机计算机网络技术网络技术5.2.45.2.4集线器连接集线器连接端口中具有智能识别性能，所以堆叠在一起的集线器可以当作一

19、台集线器来统一管理。集线器堆叠技术采用了专门的管理模块堆叠连接电缆，能够在集线器之间建立一条较宽的宽带链路。堆叠集线器的堆叠连接如右图。(2) 级联级联是另一种集线器端口扩展方式，它是指使用集线器普通的或特定的端口来进行集线器间的连接的。所谓普通端口就是通过集线器的某一个常用端口（例如RJ-45端口）进行连接，而所谓特殊端口就是集线器为级联专门设计的一种“级联端口”，一般都标有“UPLink”字样。因为有两种级联方式，所以事实上所有的集线器都能够进行级联，至少可以通过普通端口进行。使用UPLink端口级联大多数集线器都会带有“UPLink”端口的集线器。当使用第五章第五章计算机计算机网络设备网

20、络设备计算机计算机网络技术网络技术集线器的堆叠连接示意图5.2.45.2.4集线器连接集线器连接集线器提供的用于上行连接的UPLink端口时，通常可利用直通的双绞线将该端口连接至其他集线器上除UPLink端口外的任意端口。如图下所示。第五章第五章计算机计算机网络设备网络设备计算机计算机网络技术网络技术Uplink端口直通线普通RJ-45端口集线器的级联连接示意图Uplink端口5.2.45.2.4集线器连接集线器连接使用普通端口级联集线器间除了可以使用上面介绍的专用级联端口(UPLink）进行级联外，还可以通过集线器的普通端口进行级联，不过要注意的是这时要用交错连线方式制作连接线，连接方式如右

21、图所示。一般来说，堆叠方式实现起来比较困难，投资较大，而且集线器间的距离也受到很大限制。而级联方式相对来说实现起来比较容易，价格也比较便宜，在距离上也有很大余地，可以达到单段双绞线网段的最大距离100m，实现起来比较灵活。但是方式在性能方面远比级联方式更具优势，而且堆叠方式也可以实现多台集线器统一管理。集线器间的级联除了能增加集线器的端口数量外，还有一个重要的作用就是增大局域网的范围（同时也扩展了集线器的端口数）第五章第五章计算机计算机网络设备网络设备计算机计算机网络技术网络技术普通端口连接线普通端口使用普通端口级联连接示意图5.2.45.2.4集线器连接集线器连接非屏蔽双绞线所能允许的最长传

22、输距离为100m，也就是说，网络范围为以集线器为中心的100m内，这对于一个大型的网络来说是远远不够的。当计算机与集线器的距离超时100m时，就可以通过在线路的中间加上一个集线器的方法来实现距离的扩展，只需要计算机到集线器以及集线器到集线器的距离均在100m以内。虽然集线器级联方式有专用UPLink 端口方式和普通端口方式两种，但最好选用UPLink 端口方式，因为这种连接方式可以最大限度的保证下一个集线器的带宽和信号强度，而采用普通端口进行扩展时信号衰减严重，而且带宽受网络影响较大，在有多级级联的网络中尤其要重视这一点。第五章第五章计算机计算机网络设备网络设备计算机计算机网络技术网络技术点击

23、左侧“习题”按扭或点击此处进入练习题5.35.3交换机交换机 第五章第五章计算机计算机网络设备网络设备计算机计算机网络技术网络技术5.3.1 网桥网桥的作用的作用与与交交换换机的出机的出现现 5.3.2 三三种种交交换换技技术员术员5.3.3 局域局域网网交交换换机的机的种类种类5.3.4 局域局域网网交交换换机的机的选择选择 5.3.5 交交换换机机应应用中几用中几个值个值得注意得注意问题问题5.3.15.3.1网桥的作用与交换机的出现网桥的作用与交换机的出现第五章第五章计算机计算机网络设备网络设备计算机计算机网络技术网络技术网桥（Bridge）也称桥接器，是连接两个局域网的存储转发设备，用

24、它可以完成具有相同或相似体系结构网络的连接。网桥是数据链路层的连接设备，是为各种局域网存储转发数据而设计的，它对节点用户是透明的，节点在其报文通过网桥时，并不知道网桥的存在。相对于集线器而言，网桥是比较复杂的网络设备，两个网段分别连接到网桥的两个端口时，各网段中，只有标明了发送给另一个网段的信号，才会通过网桥。后来，出现了多口网桥（例如世纪年代初采用较多的美国Starbridge 8口智能网桥产品），每一个端口可以连接一个网段。如果把集线器比喻成一根电线上串起来的多个电话机-同一时刻只能有一个人说话；多口网桥就好像把多部电话连接到电信局-任何两部电话只要对方有空，就能够通信。因此，以10Mbp

25、s设备为例，集线器是共享10Mbps带宽，而多口网桥的每一个端口都独享10Mbps带宽。网桥5.3.15.3.1网桥的作用与交换机的出现网桥的作用与交换机的出现第五章第五章计算机计算机网络设备网络设备计算机计算机网络技术网络技术多口网桥虽然很好，但由于网桥技术比较比较复杂，多口网桥造价很高。1993年，局域网交换设备出现，1994年，国内掀起了交换技术的热潮，网桥很快便失去了市场竞争力。其实，交换技术是在各端口之间实现的简化的、低成本的桥接技术。交换技术允许共享型和专用型的局域网进行带宽调整，以减轻局域网这间信息流通出现的瓶颈问题。现在已有以太网、快速以太网和ATM技术的交换产品。交换机按每一

26、个包中的MAC地址相对简单地决策信息转发，而这咱转发决策一般不考虑包中隐藏的更深的其他信息。与多口网桥不同的是交换机转发延迟很小，操作接近单个局域网性能，远远超过了普通桥接互联网络之间的转发性能。类似传统的桥接器，交换机提供了许多网络互联功能。交换机能经济地将网络分成小的冲突网域，为每个工作站提供更高的带宽。协议的透明性使得交换机在软件配置简单的情况下直接安装在多协议网络中；交换机使用现有的电缆、中继器、集线器和工作站的网卡，不必作高层的硬件升级；交换机对工作站是透明的，这样管理开销低廉，简化了网络节点扩充、移动和网络变化的操作。5.3.25.3.2三种交换技术三种交换技术第五章第五章计算机计

27、算机网络设备网络设备计算机计算机网络技术网络技术1. 端口交换端口交换技术最早出现在插槽式的集线器中，这类集线器一般机箱较大，机箱内有一个主处理板（即背板），机箱前面有若干插槽，每个插槽可以插入若干不同类型和数量端口的模块。背板通常划分有多条以太网段（每条网段为一个广播域）。不用网桥或路由器连接，网络之间是互不相通的。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。.帧交换帧交换是目前应用最为广泛的局域网交换技术，它通过对传统传输媒介进行微分段，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的实现技术均会有差异，但

28、对网络帧的处理方式一般有以下几种：(1) 直通交换对于每一个要发送的帧，交换机只读出前14B(目的地址)，便将网络帧传送到相应的端口上。(2) 存储转发首先完整的接收发送帧，并先进行差错检测，5.3.25.3.2三种交换技术三种交换技术第五章第五章计算机计算机网络设备网络设备计算机计算机网络技术网络技术如果接收帧是正确的，则根据帧目的地址确定输出端口号，再转发出去。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。3.信元交换ATM采用对网络帧进行分解，将帧分解成固定长度53B的信元，由于长

29、度固定，因而便于用硬件实现，处理速度快，同时能够完成高级控制功能，例如优先级控制。ATM采用专用的非差别连接、并行运行，可以通过一个交换机同时建立多个节点，但并不会影响每个节点之间的通信能力。ATM还允许在源节点和目标节点之间建立多个虚拟链接，以保障足够的带宽和容错能力。ATM的带宽可以达到25Mbps、155Mbps、622Mbpsa甚至数Gbps的传输能力。5.3.35.3.3局域网交换机的种类局域网交换机的种类第五章第五章计算机计算机网络设备网络设备计算机计算机网络技术网络技术1. 按传输介质和传输速率划分按照传输介质和传输速率，交换机可分为以太网交换机、千兆交换机、FDDI交换机、AT

30、M交换机和令牌环交换机等多种。2按应用领域划分交换机按照应用领域，可分为工作组计算机、部门交换机和企业交换机。(1) 工作组交换机：最常见的一种交换机，主要用于办公室、小型机房、多媒体制作中心、网站管理中心和业务收集较为集中的业务部门等。在传输速率上，工作组交换机大部分都提供多个具有10/100Mbps 自适应能力的端口。 工作组交换机5.3.35.3.3局域网交换机的种类局域网交换机的种类第五章第五章计算机计算机网络设备网络设备计算机计算机网络技术网络技术(2) 部门交换机：常用来扩充设备，在工作组交换机不能满足需求时可直接考虑用部六级交换机。虽然部门级交换机只有较少端口，但却支持较多的MA

31、C地址，并具有良好的扩充能力，端口的传输速率基本上为100Mbps。(3)企业级交换机：仅用于大型网络，且一般作为网络的骨干交换机。企业交换机通常具有快速数据交换能力和全双工能力，可提供容错等智能特性，还支持链路汇聚及第三层交换中的虚拟局域网（VLAN）等功能。部门级交换机企业级交换机5.3.45.3.4局域网交换机的选择局域网交换机的选择第五章第五章计算机计算机网络设备网络设备计算机计算机网络技术网络技术局域网交换机是组成网络系统的核心设备。作为局域网的主要连接设备，以太网交换机成为应用普及最快的网络设备之一。随着交换技术的不断发展，交换机的价格急剧下降。集线器和网桥等设备将逐渐被交换机代替

32、。对用户而言，局域网交换机最主要的指标是端口数量的配置、数据交换能力、包交换速度等因素。在选择交换机时要注意以下事项：(1) 外形尺寸如果网络较大，或已完成楼宇级的综合布线，要求网络设备在机架上集中管理，则应选择机架式交换机；否则可选择固定配置式交换机，它具有更高的性价比。(2) 可管理性对局域网交换机来说，特别是一些型交换机，在运行和管理方面所作出的代价远远超过购买费用。基于这方面考虑，交换机的可管理性（流量控制、带宽分配以及配置和操作的难易程度）成为评定交换机的一个重要因素。5.3.45.3.4局域网交换机的选择局域网交换机的选择第五章第五章计算机计算机网络设备网络设备计算机计算机网络技术

33、网络技术(3) 端口带宽及类型选择交换机的类型，首先根据组网带宽需要决定，再从交换机端口带宽设计方面考虑。从端口带宽的配置看，目前主要有以下3类。n10Mbps+m100Mbps低速端口专用型。这种配置的交换机严格限制了网络的升级，无法实现高端多媒体网络，国内外厂商已基本停止生产。n10Mbps/100Mbps端口自适应型。这种交换机是目前市场上的主流产品，它有自动协商功能，能够检测出其下传 设备的带宽是10Mbps还是100Mbps，是全双工还是半双工。n1000Mbps+m100Mbps高速端口专用型。这种交换机是当前高速网络和光纤网络接入方案中的重要设备，可解决网络服务器之间的瓶颈问题，

34、但价格远远高于前两种产品。此外，还要考虑系统的扩展能力、主干线连接手段、交换机总交换能力、路由选择能力、热切换能力、容错能力、与现有设备兼容等。5.3.55.3.5交换机应用中几个注意的问题交换机应用中几个注意的问题第五章第五章计算机计算机网络设备网络设备计算机计算机网络技术网络技术1.交换机网络中的瓶颈问题交换机本身的处理速度可以达到很高，用户往往迷信厂商宣传的Gbps级的高速背板。其实是一种误解，连接入网的工作站或服务器使用的网络是以太网，它遵循CSMA/CD介质访问规则。在当前的客户/服务器模式的网络中多台工作站会同时访问服务器，因此非常容易形成服务器瓶劲。有的厂商已经考虑到这一点，在交

35、换机中设计了一个或多个高速端口，方便用户连接服务器或高速主干网。用户也可以通过设计多台服务器（进行业务划分）或追加多个网卡来消除瓶颈。2.网络中的广播帧目前广泛使用的网络操作系统有Windows 2000等，而网络服务器是通过发送网络广播帧来向客户机提供服务的。这类局域网中广播包的存在会大大降低交换机的效率，这时可以利用交换机的虚拟网功能（并非每种交换机都支持虚拟网）将广播包限制在一定范围内。每台交换机的端口都支持一定数目的MAC地址，这样交换机能够“记忆”住该端口一级连接站点的情况，不同交换机的端口5.3.55.3.5交换机应用中几个注意的问题交换机应用中几个注意的问题第五章第五章计算机计算

36、机网络设备网络设备计算机计算机网络技术网络技术支持MAC数也不一样，用户使用时一定要注意交换机的端口的连接端点数。如果超过交换机规定MAC数，交换机收到一个网络帧时，只要其目的站的MAC地址不存在于该交换机端口的MAC地址表中，那么该帧会以广播方式发向交换机的每个端口。3.虚拟网的划分虚拟网是交换机的重要功能。虚拟网虚拟网是在交换式局域网的基础上，结合网络软件建立起的一个可跨接不同物理局域网、不同类型网段的各站点的逻辑局域网，也称虚拟工作组虚拟工作组。虚拟网在逻辑上等价于广播域，更具体地说，可以将虚拟网类比成一组最终用户的集合，这些用户可以处在不同的物理局域网上，但它们之间可以像在同一个局域网

37、上那样通信而不受物理位置的限制。在这里，网络的定义和划分与物理位置和物理连接是没有任何必然联系的。一个虚拟工作组可以跨越不同的交换平台或智能集线器，一个工作站也可以属于不同的虚拟网。网络管理员可以根据不同的需要，通过相应的网络软件灵活地建立和配置虚拟网，并为每个虚拟网分配它所需要的带宽。虚拟网简化了网络的管理，整个虚拟网的建立、修改、删除非常方便，并且由于只有位于同一虚拟子网中的用户可以5.3.55.3.5交换机应用中几个注意的问题交换机应用中几个注意的问题第五章第五章计算机计算机网络设备网络设备计算机计算机网络技术网络技术互相通信，可以比较有效地避免“广播风暴”。请看虚拟局域网中的广播视频虚

38、拟局域网中的广播视频通常虚拟网的实现形式有三种：(1)静态端口分配静态虚拟网的划分通常是网管人员使用网管软件或直接设置交换机的端口，使其直接从属某个虚拟网。这些端口一直保持这些从属性，除非网管人员重新设置。这种方法比较安全，容易配置和维护。(2) 动态虚拟网支持动态虚拟网的端口，借助智能管理软件自动确定它们的从属关系。端口通过借助网络包的MAC地址、逻辑地址或协议来确定虚拟网的从属关系。当一网络节点刚连接入网时，交换机端口还未分配，于是交换机通过读取网络节点的MAC地址动态地将该端口划入某个虚拟网。这样网管人员配置好后，用户的计算机可以灵活地改变交换机端口，而不会改变该用户的虚拟网的从属性，而

39、且如果网络中出现未定义的MAC地址，则可以向网管人员报警。5.3.55.3.5交换机应用中几个注意的问题交换机应用中几个注意的问题第五章第五章计算机计算机网络设备网络设备计算机计算机网络技术网络技术(3) 多虚拟网端口配置该配置支持一个用户或一个端口可以同时访问多个虚拟网。这样可以将一台网络服务器配置成多个业务部门（每种业务设置成一个虚拟网）都可以同时访问，也可以同时访问多个虚拟网的资源，还可以让多个虚拟网间的连接只需一个路由端口即可完成。但这样会出现安全上的隐患。点击左侧“习题”按扭或点击此处进入练习题5.4.1 5.4.1 路由器路由器第五章第五章计算机计算机网络设备网络设备计算机计算机网

40、络技术网络技术5.4.1 5.4.1 路由器的功能路由器的功能第五章第五章计算机计算机网络设备网络设备计算机计算机网络技术网络技术5.4.1 5.4.1 路由器的功能路由器的功能第五章第五章计算机计算机网络设备网络设备计算机计算机网络技术网络技术图5-14分成小网络后的网络结构示意图5.4.1 5.4.1 路由器的功能路由器的功能第五章第五章计算机计算机网络设备网络设备计算机计算机网络技术网络技术。图5-15 在网络使用路由器结构示意图5.4.2 5.4.2 路由选择路由选择第五章第五章计算机计算机网络设备网络设备计算机计算机网络技术网络技术路由器一般有多个网络接口，包括局域网的网络接口和广域

41、网的网络接口，每个网络接口连接不同的网络，是一个网状网的拓扑结构，这就为源主机通过网络到目的主机的数据传输提供了多条路径。路由选择就是从这些路径中寻找一条将数据包从源主机发送到目的主机的最佳传输路径的过程。图5-16所示为路由器工作原理的一个简单例子。假设，主机A要向主机B发送数据，中间要经过多个路由器，这时有多条路径可供选择，其路径选择和数据转发的工作流程如下：主机A主机B路由器路由器路由器路由器路由器5.4.2 5.4.2 路由选择路由选择第五章第五章计算机计算机网络设备网络设备计算机计算机网络技术网络技术。(。主机A主机B路由器路由器路由器请看路由器的路由选择的动画演示请看路由器的路由选

42、择的动画演示5.4.3 5.4.3 路由协议路由协议第五章第五章计算机计算机网络设备网络设备计算机计算机网络技术网络技术在路由器中，路径选择是根据路由器中的路由表来进行的，每个路由器都有一个路由表，路由器选择好某种路由协议后，就按照一定的路由算法建立并维护路由表，路由表中定义了从该路由到目的主机的下一个路由器的路径。所以，路由选择是通过在当前路由器的路由表中找出对应于该数据包目的地址一下一个路由器来实现的。路由协议是指路由选择协议，是实现选择算法的协议。网络互联中常用的路由协议有：RIP（路由选择信息协议）、OSPF（开放式最短路径优先协议）、IGRP（内部网关路由协议）等。其中，RIP是基于

43、距离间向量的路由协议，在RIP中，路由检查从源路由器到目的路由器的每条路径，并选择站点数最少的路径到达目的地。由此可见，路由器的主要工作就是为经过路由器的每个数据帧寻找一条最佳传输路径，并将该数据有效地传送到目的站点，选择最佳路径的策略即路由算法是路由器的关键所在。为了完成这项工作，在路由器中保存着各种路径的相关数据路由表，供路由选择时使用。路由表中保存着子网的标志信息、网上路由器5.4.3 5.4.3 路由协议路由协议第五章第五章计算机计算机网络设备网络设备计算机计算机网络技术网络技术的个数和下一个路由器名称等内容。路由表可以是由系统管理员固定设置好的，也可以由系统动态修改，可以由路由器自动

44、调整，也可以由主机控制。(1) 静态路由表由系统管理员事先设置好固定的路由表称为静态（Static）路由表，一般是在系统安装时就根据网络的配置情况预先设定的，它不会随未来网络结构的改变而改变。(2) 动态路由表动态（Dynamic）路由表是路由器根据网络系统的运行情况而自动调整的路由表。路由器根据路由选择协议（Routing Protocol）提供的功能，自动学习和记忆网络运行情况，在需要时自动计算数据传输的最佳路径。5.4.4 5.4.4 路由器的数据转发路由器的数据转发第五章第五章计算机计算机网络设备网络设备计算机计算机网络技术网络技术Internet用户使用的各种信息服务，其信息传送均以

45、IP包为单位进行，IP包除了包括要传送的数据信息外，还包含要传送的目的IP地址、发送信息的源主机IP地址以及一些相关的控制信息。当一个路由器收到一个IP数据包时，它将根据数据包中的目的IP地址查找路由表，根据查找的结果将此IP数据包送往对应端口。下一台IP路由器收到数据包后继续转发，直至发到目的地。除了上述功能外，路由器的另外一个重要作用就是充当过滤器，将来自对方网络的不需要的数据阻止在网络之外，进而减少网络之间的通信量，正是由于这种过滤功能，使得网络之间阻挡某些特殊数据成为可能。路由器的技术含量较高，比较著名的路由器生产厂家有Cisco3COM等。5.4.5 5.4.5 路由器的种类路由器的

46、种类第五章第五章计算机计算机网络设备网络设备计算机计算机网络技术网络技术1. 按支持网络协议的能力从支持网络协议能力的角度，可把路由器分为单协议路由器、多协议路由器。单协议路由器只能用于特定的网络协议环境，一般商家为某种特定的网络协议相配套而开发的。多协议路由器可支持当前流行的多种网络协议，具有广泛的适应性。它能提供一种管理手段来允许/禁止某种特定的协议。2. 按工作位置从工作位置来考虑，路由器可分为访问(Access)路由器和边界路由器。访问路由器主要用来连接远程节点或工作组进入主干网，一般由12个LAN接口、 2 3个WAN接口和2 3种网络协议（通常包括IP协议）组成，属于传统的路由体系

47、结构。边界路由器建立了一种新的路由体系结构，其特点是由一个中央路由器（或交换机）连接所有的外围和边界路由器。3. 按连接规模和能力从连接规模和能力考虑，路由器可分为区域路由器、企业路由器和园区路由器等，分别适用于不同规模的网络的互联。5.4.6 5.4.6 路由器的选择路由器的选择第五章第五章计算机计算机网络设备网络设备计算机计算机网络技术网络技术在选择路由器时，一般需要注意以下几个方面：(1) 管理模式即用户可以通过方式对路由器进行管理设置。路由器最基本的管理方式是利用终端（或Windows提供的超级终端）通过专用配置线连接到路由器的配置口直接进行配置，一般都是先使用这种方式对路由器进行初步

48、设置。(2) 多协议支持即路由器支持哪些广域网协议。ISP(Internet接入服务提供商)利用不同的广域网技术可以为用户提供不同的广域网线路，而用户往往不能确保自己一直使用一种广域网线路和，因此在选择路由器时最好对其支持的广域网协议加以注意。ISP提供的广域网线路主要有X .25 、帧中继、DDN专线、ADSL等几种，在选择路由器时最好考虑将来的实际需求。(3) 安全性即使用了路由器以后能否确保自己内部局域网的安全。目前许多厂家的路由器可以设置访问权限列表，从而控制可以进出路由器的数据，防止非法用户入侵，实现防火墙的功能。(4) 地址转换功能使用路由器对外连接时，路由器能够屏蔽内部局域网的网

49、络地址，利用地址转换功能统一转换成ISP提供的广域网地址，这样网络上的外部5.4.6 5.4.6 路由器的选择路由器的选择第五章第五章计算机计算机网络设备网络设备计算机计算机网络技术网络技术用户就无法了解到本局域网的地址，进一步防止了非法用户的入侵。同时，这种方法也是实现局域网用户通过一个IP地址访问Internet的手段。点击左侧“习题”按扭或点击此处进入练习题5.5 5.5 其他其他计算机计算机网络设备网络设备计算机计算机网络技术网络技术Related Documents5.5.1 5.5.1 调制解调器调制解调器计算机计算机网络设备网络设备计算机计算机网络技术网络技术Related Do

50、cuments5.5.1 5.5.1 调制解调器调制解调器计算机计算机网络设备网络设备计算机计算机网络技术网络技术图5-17外置式ModemRelated Documents5.5.1 5.5.1 调制解调器调制解调器计算机计算机网络设备网络设备计算机计算机网络技术网络技术图Modem 5-18内置式Related Documents5.5.1 5.5.1 调制解调器调制解调器计算机计算机网络设备网络设备计算机计算机网络技术网络技术来接电话线；另一个标明“Phone”的字样，用来接电话机。外Modem的外形和内置式差别很大，但功能是一样的。(3) USBModemUSBModem集合了内置式M

51、odem和外置 Modem的 优点于一身，由于它是USB接口的，所以不必担心计算机的扩展能力(USB接口允许最多串接 127 个设备)。同时它是外置式的，不必担心干扰问题，不用外接电源，而且体积小巧，甚至可以随身携带，随时上网。(4) PCMCIA 接口的 Modem这种Modem 是专为笔记本电脑设计的，它通过 PCMCIA 接口插入笔记本电脑，再通过转接线电话线。USB ModemPCMCIA Modem5.5.2 5.5.2 中继器中继器计算机计算机网络设备网络设备计算机计算机网络技术网络技术中继器（ repeater,RP）是连接网络线路的一种装置，常用于两个网络节点之间物理信号的双向

52、转发工作，负责在两个节点物理层上按位传递信息，完成信号的复制调整和放大功能，以此来延长网络段的长度或将两个网络段连接在一起。1.中继器的作用当电信号在传输介质上传输时，电信号会随着电缆长度的增加而减弱，这种现象称为衰减，衰减到一定程度时将造成信号失真，因此会导致接受错误。中继器就是为解决这一问题而设计的。它完成物理线路的连接，对衰减的信号进行放大，保持与原数据相同。中继器中继器PCPCPCPCPC5.5.2 5.5.2 中继器中继器计算机计算机网络设备网络设备计算机计算机网络技术网络技术5.5.3 5.5.3 收发器收发器计算机计算机网络设备网络设备计算机计算机网络技术网络技术收发器，顾名思义

53、，就是接收信号、发送信号的设备。其作用是完成不同的网络传输介质、传输形式之间的互联。收发器的种类很多，包括光纤双绞线收发器、同轴电缆收发器、卫星收发器、微波收发器等，下面着重介绍一下常见的同轴电缆收发器和光纤收发器。(1) 同轴电缆收发器在1900年前后的网络系统中，网络介质通常采用细缆或粗缆，因此，经常用到此类收发器。例如，细缆-粗缆收发器、粗缆连接设备时使用的穿刺式收发器等。同轴电缆收发器目前已经很少见到。(2) 光纤收发器光纤收发器通过把原来在双绞线上传输的电信号转换成在光纤上传输信号，以延伸以太网的连接距离。光纤收发其中即包含了光发送机，又包含了光接收机，因此，根据支持的网络传输速率、

54、瓜果先寇的规格的不同，产品品种也是复杂多样的，如图520所示。目前，用于电信部门主干线路的光纤收发器的传输宽带可以达到数十吉。5.5.3 5.5.3 收发器收发器计算机计算机网络设备网络设备计算机计算机网络技术网络技术常见的光纤收发器有：100Base-TX到100Base-FX多模光纤收发器（ST头或SC头），100Mbps10Base-TX到10Base-FX多模光纤收发器（ST头或SC头），10Mbps100Base-TX到100Base-FX单模光纤收发器（ST头或SC头），100Mbps10Base-TX到10Base-FX单模光纤收发器（ST头或SC头），10Mbps多模转单模光纤

55、收发器，等等。ST头光纤收发器SC头光纤收发器5.5.4 ISDN5.5.4 ISDN终端甜适配器终端甜适配器计算机计算机网络设备网络设备计算机计算机网络技术网络技术现在通常使用的电话机、调制解调器、传真机等设备不能直接接在ISDN线路上。因为电话机、调制解调器、传真机等这些设备是公用交换电话网（PSTN）设备，而ISDN是一种新的传输线路。当通过ISDN传输数据时，必须配置一台IDSN Terminal Adapter（即ISDN终端适配器，简称TA），他的作用主要是将PC或模拟语音信号调制成ISDN标准的帧。电信部门在进行ISDN 设备安装时，会在引入室内的铜线上安装一台NT1（Network Terminal Type1，网络终端，该设备由电信部门免费