网络互连设备课件

网络互连设备21、静念园林好，人间良可辞。22、步步寻往迹，有处特依依。23、望云惭高鸟，临木愧游鱼。24、结庐在人境，而无车马喧；问君何能尔？心远地自偏。25、人生归有道，衣食固其端。网络互连设备网络互连设备21、静念园林好，人间良可辞。22、步步寻往迹，有处特依依。23、望云惭高鸟，临木愧游鱼。24、结庐在人境，而无车马喧；问君何能尔？心远地自偏。25、人生归有道，衣食固其端。第3章网络互连设备本章学习要点：了解网络互连的基本概念掌握网络互连设备的类型、层次与原理掌握各层设备的作用、特点与应用掌握Internet硬件接入设备的可选类型熟练掌握集线器与交换机的区别与使用了解OSI模型与网间互连设备的关系 第3章网络互连设备

英语是世界上使用最广泛的语言之一，世界上每7个人就有一个会说英语，世界上50%的书籍和75%的国际邮件是用英语写的，世界上90%以上的科研论文都是用英语发表的。要去别的国家旅游、学习、工作、生活，就要学会讲全球通用的“普通话”――英语。一、注意学生对英语学习的失落感一个学生的英语成绩差，不是一件小事，如果不及时补救，就会对英语学习慢慢失去兴趣。这时要补救就会更加困难，甚至来不及了，还会发生连锁反应，使学生在学习上产生自卑感，甚至自暴自弃，不可收拾。根据调查证明，一个学生英语的成绩和各科成绩的平均成绩很近似，也就是说，英语成绩好其他各科成绩也多是好的；英语成绩差其他各科成绩好不了多少。这其中包括一些英语成绩中等的学生，他们随时都有掉队的可能，也应该及早采取措施，及早发现及早补救。学生英语跟不上，开始时往往是由于听说能力跟不上，在课堂上越来越听不懂老师讲的单词、句子，课后也就越来越不愿意接触，这便没有了预习和复习，也就失去了学习的信心。解决方法之一：改进课堂教学中的老师问学生答的传统方式，让成绩差的学生提出问题，先由成绩好的学生做一简单回答，然后由老师提出修改意见，再由成绩差的学生做出评判，给那些对英语学习失去信心的学生一定的空间，然后，再由老师点评，这样就能提高那些成绩差的学生的自信心，使之慢慢喜欢该科的学习，潜移默化，循序渐进，成绩自然就会提高了。解决方法之二：借鉴革命战争时期老红军、老八路等革命老前辈的学习方法，在行军和修整中不忘学习文化的战斗精神。在这里教师要先把革命战争时期老前辈的学习故事讲给学生听，以其激发学生的爱国热情。例如：在战争年代，那些拿起枪杆子出来闹革命的穷苦农民们，斗大的字识不了一升，为了革命的事业，他们在行军路上利用行军队伍中前后战友的背包，挂上识字牌，互教互学，休息时比赛谁识的字多、学写家信等等。这些事例即对学生进行了革命传统教育，又激发了学生们的学习兴趣。二、注意学生对英语学习所产生的枯燥感现在的学生成熟早，都有理想，再加上网络环境比较开放，各种娱乐活动比比皆是，所以单纯的英语教学非常容易使学生产生枯燥无味的感觉，再用老套路去面对现代的学生已经不适应了。这就要求我们做教师的在教学中要另辟蹊径，找准学生学习的切入点，把干巴巴的灌入式教学改成学生们的“我要学”式教学。解决方法之一：“放羊式”。在农村生长过的人都知道，放羊的人每天都把羊赶到有水草的地方，然后让羊群随便找那些自己喜欢的新鲜的嫩草吃，给羊们以充分的自由，使其得到自身的满足。这期间放羊人不失时机地对个别羊只进行保护喂养，使那些瘦弱的或有疾病的得到照顾，长此以往，羊群得以个个膘肥体壮，实现了盈利的最终目的。也许这个例子不太恰当，但道理是很明显的。我们在教学当中，要敢于把学生放开，让其自己寻找切入点，也就是要让学生自己把握知识的来源。具体点说，就是要把教师所教的知识让学生自己去掌控，要让学生变“学”英语为“用”英语，要让学生多看英语动画片，学唱英语歌曲，做英语游戏。解决方法之二：“举办活动式”，现代学生的课外生活基本上已经进入了多媒体、信息化时代，教师在教学中要充分利用各种活动，并能做到英语生活化，生活英语化。例如：举办小型英?Z朗诵会、生日舞会、课堂英语小游戏、英语故事会、英语音乐演唱会、背诵英语单词比赛、文明礼仪比赛等等。在这些活动中，教师的责任就是及时指引，耐心辅导，细心帮助，适时评判，多加鼓励，当场表扬。中小学信息技术课程的开设是培养学生信息素养的一种主要途径,是顺应时代的要求。主要任务是培养学生对信息技术的兴趣和意识,让学生了解和掌握信息技术基本知识和技能。一、高中信息技术课采取分层教学的必然性通过对本区学生的调查,农村学生在信息技术基础知识基本技能、学习兴趣和学习态度、学习风格及课后实践机会等方面存在着差异。教育部颁发的《基础教育课程改革纲要》指出:“促进学生在教师指导下主动地、富有个性地学习。教师应尊重学生人格,关注个体差异,满足不同学生的学习需要,创设能引导学生主动参与的教育环境,激发学生的学习积极性,培养学生掌握和运用知识的态度和能力,使每个学生都能得到充分的发展。”由于社会和家庭背景的不同,学生对计算机的掌握程度有很大差异,极少数学生己经掌握了一定的基础知识和操作技能,但大多数农村学生从未接触过计算机,高一年级时还需要把初中的信息技术知识加以巩固复习，信息技术课程内容具有层次性,学生的信息技术知识水平和学习风格具有差异性。因此,针对当前以班级教学模式为主的实际,在以班级为单位集体授课的教学模式如何在教师的引导和帮助下,面向全体学生,有效提高学生的知识水平,让每个学生都能获得成功的喜悦,既让基础好的学生更深入学习,又让基础差的同学拥有更多的练习机会,不断巩固、培养学生的学习兴趣。真正让每个学生学有所得,学有所用。在高中信息技术的教学中,尝试运用分层教学的理论,构建全方位的高中信息技术课分层互动教学设计模式,调整教学方法,不断更新信息技术课程内容,适应社会的发展和需要,不仅会大大提高信息技术课的教学质量,促进学生信息素养的培养,同时,也能够逐步解决当前信息技术课程教学中存在的问题。二、学生分层对学生分层是实施分层教学的一个出发点,不根据学生的具体情况进行分层或者分组,就不可能进行真正的分层教学。为了顺利开展分层教学,我认为教师必须对刚踏入高中的学生掌握计算机知识的情况有一个清晰的了解,这样才有利于我们有条不紊地开展教学工作,提高教学效率。为了加强对学生的了解,我给高一年级上第一节课时,结合小学及初中的教学内容我请学生根据自己以前所学过或者所知道的软件简单地完成一个“个人SHOW”,学生非常踊跃,上交的结果也是让人意外的,有图文并茂的WPS作品,有多姿多彩的POWER-POINT幻灯片作品,还有简单精致的flash动画,当然也有相当一部分学生作品是很普通的。通过这个制作,可将学生大致分成A层――计算机知识丰富且操作能力相当不错的学生,对计算机充满学习和探究的兴趣;C层――对计算机动手能力较弱的学生;B层――大多数计算机知识基本在教师预料范围内的中层学生。根据结果用网页为每位学生做一张“网络跟踪表”,在教学过程中就可以根据学生的变化随时随地调整自己的教学方法,也就是说对每位学生做一个教学计划。三、自主学习策略的应用创设自主学习的环境，实现创造性学习参加过英特尔未来教育的老师都知道，每个单元的设计都被明确要求，要把单元学习过程的设计置于强大，有趣的学习情境之中，还问题于他的原来面目，让学生在探究中，在与他人合作过程中，在尝试中获得学习的喜悦。这与新课程的理念不谋而合，在教学过程中具体体现为：不再是“教师带着知识走向学生”，而是“教师带着学生走向知识”。如在《在Powerpoint中插入图片文件》中，我们的老师不再只是让学生按照课本上的例题做，一插入剪贴画、二插入自选图形，例题完成后再做课本后的习题。若是这样，看起来学生一直在动手实践，但他们只是照着课本上的操作步骤一步步完成练习，学生的学习积极性无法激起，自主学习根本无从体现，顶多也就是一次计算机操作技能训练而已。四、课堂教学分层在课堂教学的过程布置任务的时候要设计分层练习，让每个学生在课堂上都有发挥的空间。例如，在练习用PowerPoint制作演示文稿时，基础层的学生采用“制作演示文稿的资料由教师发放，内容也要求跟老师演示的一样，演示文稿只要求2到3张”；发展层的学生采用“自己从网上下载图片和文字资料，内容和主题自拟，演示文稿要求在4张以上”；提高层的学生自主完成作品，要求演示文稿要8张以上。这样就使课堂目标能多层次完成。在教学过程中可以采用分组的方式，让学生在学习过程中相互辅导补充，这样可以提高学生的活动积极性，教学效果更好。五、教学对象分层前面我们提到学生的个体是存在差异性的，那么我们在尊重学生的个体差异的前提下，要进行分层教学法，那么必须先了解了解到学生的信息技术的基础知识和基本能力。在入学初我们可以提一些简单的理论知识的问题让学生回答，以及进行画图比赛，来考验学生的基础知识以及上机实践能力。根据实际情况把学生动态的分为三层：基础层、提高层、发展层。基础层是由信息基础知识和基本能力比较弱的学生组成；提高层是由基础知识和实践能力一般的学生组成；发展层是由基础知识和实践能力都很好，而且学习主动性较强的学生组成。上课时根据学生的层次布置不同的学习任务，让接受能力层不同的学生相互协助、共同完成任务。六、对教学评价的分层分层评价是用不同的标准来衡量各层次学生，更多地考察各层次学生是否达到设定的目标及发展情况。计算机课程比较特殊，具体的说，它是一门操作性很强的课程，所以我采用交作品的形式来完成考核任务。由于每一层学生的教学目标不同，所以他们的考核标准也不同。对于C组学生来说，他们交上来的作业即便是课堂作业的整合，也能够合格；对于B组学生，他们的作业不能只是课堂练习的整合，必须通过独立思考、用已学的知识来完成一个自己设计的作品。几年来的信息技术课堂教学让我深刻的感觉到应用分层教学做到了因材施教，满足了不同学生对学习的需要，让不同层次的学生获得成功的喜悦，为课堂注入了新的活力，实现了师生的充分互动，为培养适应信息社会发展挑战的创造性人才打下基础。第3章网络互连设备本章学习要点：了解网络互连的基本概念掌握网络互连设备的类型、层次与原理掌握各层设备的作用、特点与应用掌握Internet硬件接入设备的可选类型熟练掌握集线器与交换机的区别与使用了解OSI模型与网间互连设备的关系

第3章网络互连设备

3.1 网络互连概述所谓的网络互连（联）就是指不同网段、网络或子网之间通过网络的连接或互连设备（中继器、网桥、路由器或网关等）实现各个网络段或子网间的互相连接，其目的在于实现各个网段或子网之间的数据传输、通信、交互与资源共享。3.1 网络互连概述3.1.1网络互连的类型1. 什么是网络的连接或互连？（1）网络的延伸每种局域网的最大距离都有限制，如10BASET中的100m。如果实际网络的需要超过这个距离，就需要通过各种网络连接设备来延伸网络。3.1 网络互连概述（2）网络的分段所谓的网络分段就是将一个大的网络系统分解成几个小的局域网（即子网），然后再通过互连设备（交换机、网桥或路由器）将各个子网连接成一个整体网络。网络分段的优点：提高可靠性。分散了负荷。提高了安全性。3.1 网络互连概述2. 互连网络的类型(1)网络互连的应用类型① 局域网之间的互连（LAN-LAN）② 局域网与广域网的互连（LAN-WAN）③ 局域网通过广域网与Internet之间的互连（LAN-WAN-Internet）④ 多个远程局域网之间互连为广域网（LAN-WAN-LAN）3.1 网络互连概述（2）互连局域网的类型1） 同构网（homogeneousnet）2） 异构网（heterogeneousnet）（3）互连网络必须要解决的问题如何在物理上把两种不同的网络连接起来。 如何实现一种网络与另一种网络的互访与通信。 如何解决两种不同网络之间在协议方面的差异。 如何处理两种网络之间在传输速率方面的差别。3.1 网络互连概述3.1.2 网络互连的层次1. 网间互连中的重要概念（1）网络的互连（Interconnection）网络的“互连接”简称“互连”，是指在物理网络之间必须存在一条以上的物理连接线路。3.1 网络互连概述（2）网络的互通（Intercommunication）网络的“互通信”，简称为互通，是指在网络的互连接的基础上，网络之间可以进行数据交换的手段。3.1 网络互连概述（3）网络的互操作（Interoperability）网络的互操作是指网络中计算机系统之间具有透明地访问对方资源的能力，而这种能力是建立在互连和互通基础之上，通过高层软件实现的。说明：只有解决好网络之间的互连、互通和互操作3个层次上的问题，才能真正实现网络的“互联”。3.1 网络互连概述2. 网间互连设备的层次（1）网间互连设备可以采用硬件和软件的方法对网络的差别进行处理。（2）网间互连设备的层次各种层次的特点及设备如下：3.1 网络互连概述① 物理层的设备这层的互接设备主要有中继器和集线器。② 数据链路层的设备这层的代表设备是网桥和传统交换机，它们都具有数据的存储、接收、根据物理地址进行过滤和有目的的转发数据帧的能力。3.1 网络互连概述③ 网络层互联的设备这层的代表设备是路由器，这层设备具有路径选择、拥塞控制和控制广播信息的能力。④ 高层互联的设备实现高层网络互连的设备是网关。3.2 物理层的互连设备

3.2.1中继器

中继器（Repeater）又称转发器或收发器，它工作在OSI模型的第一层，即物理层。1. 中继器的功能中继器又称“转发器”，中继器放大、整形、并且重新产生电缆上的数字信号，并按原来的方向重新发送该再生信号，参见图3-1。图3-1用中继器再生信号图3-2光纤收发器

3.2 物理层的互连设备

由此可见，第一，中继器具有接收、放大、整形和转发网络信息的作用；第二，使用带有不同接口的中继器，可以连接两个使用不同的传输介质、不同类型的以太网段。3.2 物理层的互连设备

2. 中继器的使用规则（中继规则）图3-3形象地说明了5-4-3规则，即在以太网中最多允许有5个网段、使用4个中继器，而只有其中的3个是可以连接客户计算机（终端）的网段。图3-310Mb/s以太网的5-4-3规则3.2 物理层的互连设备

3. 中继器的应用特点（1）中继器的主要优点中继器安装简单、可以轻易地扩展网络的长度、使用方便、价格相对低廉。另外，中继器工作在物理层，因此它要求所连接的网段在物理层以上使用相同或兼容协议3.2 物理层的互连设备

（2）中继器的主要缺点① 中继器用于局域网之间有条件的连接。② 中继器不能提供所连接网段之间的隔离功能。③ 中继器不能控制广播风暴。④ 使用中继器扩展网段和网络距离时，其数目有所限制。3.2 物理层的互连设备

4. 使用选择中继器时的注意事项① 网段的接口。② 网段扩展的极限距离。③ 应当注意所连接的各个网段的高层（2～7层）协议应当相兼容。3.2 物理层的互连设备

3.2.2以太网集线器集线器（Hub）主要指共享式集线器，它工作在OSI模型的第一层，即物理层。3.2 物理层的互连设备

1. 集线器的分类（1）独立型共享式集线器独立型集线器的外形如图3-4所示。适合小型独立的工作小组、部门或者办公室使用。图3-4以太网的独立型集线器3.2 物理层的互连设备

（2）堆叠式集线器如图3-5所示的堆叠式集线器采用了集线器背板来支持多个中继网段。这种集线器的实质是具有多个接口卡槽位的机箱系统。它可以当作一个设备来进行管理，适用的场合与模块化集线器类似。（3）模块化集线器模块化集线器上，配有机架或卡箱，带多个卡槽；每个槽内可以安装一块通信卡。每个卡的作用就相当于一个独立型集线器。

图3-5堆叠式集线器

3.2 物理层的互连设备

2. 集线器的应用特点（1）优点 集线器可扩充网络的规模，即延伸网络的距离和增加网络的节点数目。 集线器安装极为简单，几乎不需要配置。 集线器可以连接多个物理层不同，但高层（2～7层）协议相同或兼容的网络。3.2 物理层的互连设备

（2）缺点 集线器限制了介质的极限距离。 集线器没有数据过滤的功能。 集线器使用数量的限制。 集线器互连网络中的多个节点共享网络集线器的带宽。 集线器不能控制广播风暴。3.2 物理层的互连设备

3. 集线器使用时应注意的因素① 中继规则：低速以太网的5-4-3规则。② 集线器互联网络的条件③ 网络接口④ 传输速率⑤ 共享带宽3.3 数据链路层的互连设备网络中数据链路层的互连设备主要指基于网络物理地址进行过滤和网络分段，以及跨网段数据转发的互连设备。常见的数据链路层的互连设备有网桥和传统（即第二层）交换机。3.3 数据链路层的互连设备3.3.1网桥1. 网桥的定义和应用条件网桥（bridge）一般是指用来连接两个或多个在数据链路层以上具有相同或兼容协议的网络互连设备。它工作在OSI模型的第二层，在IEEE802模型中，它工作在介质访问控制（MAC）子层。使用网桥互联多个网络时，互联网络的物理层、数据链路层可以使用相同或不同的协议，但高层（即OSI模型的第3～7层）的协议应当相同或相兼容。3.3 数据链路层的互连设备2. 网桥的理论功能(1）接收与学习功能(2）过滤和转发功能图3-6连接两个本地局域网的网桥

3.3 数据链路层的互连设备3. 网桥的实际作用与设计要点（1）网络分段（2）延伸网络的距离（3）网桥互联网络的条件（4）网桥的设计要点3.3 数据链路层的互连设备4. 网桥的分类（1）按网桥硬件所处的位置分类网桥按照其硬件所处的位置可以分为内部网桥和外部网桥两种。在服务器内部安装、使用两块网卡加上相应的软件就可以组成内部网桥；而外部网桥一般为专用的硬件设备。3.3 数据链路层的互连设备（2）按网桥分布的地理范围分类网桥按照分布的地理范围，可以分为近程网桥和远程网桥图3-7连接两个远程局域网的网桥3.3 数据链路层的互连设备5. 网桥的应用特点（1）优点 网桥通过对不需要传递的数据进行过滤来实现基于物理地址的网络间的通信分段。 网桥可以连接使用不同传输介质、不同介质访问控制方式。 由于网桥的过滤性能，隔离了不需要传播的信息。3.3 数据链路层的互连设备（2）缺点互联的多个网络要求在“数据链路层”以上的各层（第3～7层）采用相同或相兼容的协议。降低网络性能。对于避免广播风暴，网桥无能为力。一般来说价格比中继器贵。网桥不能对网络进行分析，以实现传输数据时的最佳路由。拥有网桥的网络通常不能使用备用通道。3.3 数据链路层的互连设备3.3.2以太网交换机交换机和交换式集线器均被称为交换机。目前，为了解决或减轻局域网中的信息瓶颈问题，交换机正在迅速代替共享式集线器，并成为组建和升级以太局域网的首选设备。3.3 数据链路层的互连设备1. 以太网交换机与集线器的异同（1）不同之处①在OSI模型中所处的位置不同②工作原理不同③网络工作方式和冲突域不同④节点享有的带宽不同⑤端口通信模式不同⑥逻辑拓扑结构不同：3.3 数据链路层的互连设备（2）相同之处连线方式、物理拓扑结构、故障指示、组网功能，以及网卡、传输介质和速度选择等。它和集线器一样不能控制广播风暴。3.3 数据链路层的互连设备2. 有关交换机的基本概念（1）交换机端口参数和类型① 单/多MAC地址：② 端口密度：③ 高速端口：④ 管理端口：⑤ 其他端口：3.3 数据链路层的互连设备（2）背板带宽（3）MAC地址与支持MAC地址的数量① MAC地址的作用：它用于控制对网络的访问，通过它可以实现计算机间的网络连接。

② MAC地址的组成：由12位16进制数（0−F）组成；使用48个二进制位来表示，其中的前24位标识网卡的生产厂商，后24位是网卡的序列号。③ MAC地址的数量：几个（1～4）、几十个、几百个或几千个。3.3 数据链路层的互连设备交换机与集线器类型类似，其类型主要有独立式、模块式和堆叠式交换机，可参见图图3-8和图3-9。堆叠与级联不同，堆叠相当于并联电路，级联相当于串联电路，并联的效率比串联的效率要高得多。图3-8千兆以太网的模块化交换机

图3-9堆叠式交换机

3.3 数据链路层的互连设备3. 选择交换机的要点（1）按“应用规模”选择① 对于支持500个信息点以上大型企业来说，应当选择“企业级交换机”或“骨干交换机”。② 对于支持300～500个信息点的大中型企业，可以选择“部门级交换机”。③ 对于支持100～300个信息点的中小型单位，可以选择“工作组级交换机”。④ 对于支持10～100个信息点的小型单位，选择“工作组级交换机”或“桌面交换机”。3.3 数据链路层的互连设备（2）从“技术角度”进行选择① 从以太网交换机的工作方式类型进行选择。② 端口的传输模式。③ 提供网管功能。④ 提供虚拟局域网（VLAN）的管理功能。⑤ 提供多模块和多类型端口的支持。3.3 数据链路层的互连设备（3）支持的MAC地址数量选择时应根据实际网络的需要来选择交换机支持的MAC地址数量。4. 局域网交换机的主要指标在选择交换机时，常见的描述交换机容量性能的指标有：交换容量(Gb/s)、背板带宽(Gb/s)、处理能力(Mb/s)、吞吐量(Mb/s)、MAC地址数目和端口的半双工/全双工的支持等。3.4 网络层的互连设备1. 路由器的基本概念（1）路由器的基本概念用来连接两个以上复杂网络的、具有路由选择的，网络层使用可路由协议的工作在OSI参考模型第三层的网络互联设备。3.4 网络层的互连设备（2）路由表常见的路由表有以下两类。① 静态（static）路径表② 动态（dynamic）路径表3.4 网络层的互连设备2. 路由器的工作原理和基本功能（1）工作原理每当路由器收到一个数据分组后，它能读出数据包的网络地址，并对其进行分析和判断；再根据路由表中的数据，利于复杂的路由算法，在所互连的网络之间，为通信的源节点和目的节点的数据通信选择合适的路由；最后，从所选的路径或网络接口中转发该数据包。3.4 网络层的互连设备（2）路由器的路径选择所谓路由器的路由选择功能，是指它可以在互连的网络中，从多条路径中寻找一条最佳网络路径提供给用户通信。路由器支持各种局域网和广域网的接口，因此它可以互连不同类型的局域网或广域网，例如：连接以太网和DDN网。3.4 网络层的互连设备路由器能在多个网络和介质之间提供网络互连的能力，用路由器可以实现多个不同局域网的相互连接，如图3-10所示。也可以实现远程工作站对局域网的访问，参见图3-11。路由器连接的网络中有一个选择最短路径进行通信的问题，如果某条通道坏了，有选择另一条通道把信息传送出去的能力，称为“路由路径选择”。3.4 网络层的互连设备图3-10用路由器实现多个远程局域网的连接3.4 网络层的互连设备3. 路由器的分类（1）近程路由器和远程路由器（2）“静态”路由器和“动态”路由器（3）单协议路由器和多协议路由器3.4 网络层的互连设备4. 路由器的应用特点（1）优点能够合理的、智能化的选择最佳路径。减少和抑制广播风暴。作为使用不同通信协议的网络互连平台。互联第4层以上使用相同、兼容、且第3层使用相同可路由协议的局域网。能够隔离网络的通信量。可以作为网桥。提高网络的性能，减少主机的负担。能够提供可靠传输、优先服务。3.4 网络层的互连设备（2）使用路由器的缺点致使网络传