网络传输介质与互连设备续

网络传输介质与互连设备续1第1页，课件共56页，创作于2023年2月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。2第2页，课件共56页，创作于2023年2月1.2网络互连设备3第3页，课件共56页，创作于2023年2月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。

4第4页，课件共56页，创作于2023年2月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、10／100Mbps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10／16Mbps。5第5页，课件共56页，创作于2023年2月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10Base－5同轴电缆把它们连接在一起，以实现扩展级联，6第6页，课件共56页，创作于2023年2月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4－14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。7第7页，课件共56页，创作于2023年2月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。8第8页，课件共56页，创作于2023年2月1.2网络互连设备集线器常见端口

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。

9第9页，课件共56页，创作于2023年2月1.2网络互连设备RJ-45接口RJ-45接口可用于连接RJ-45接头，适用于由双绞线构建的网络。集线器的RJ-45端口即可直接连接计算机、网络打印机等终端设备，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。需要注意的是，当连接至不同设备时，所使用的双绞线电缆的跳线方法有所不同。10第10页，课件共56页，创作于2023年2月1.2网络互连设备BNC端口BNC端口就是用于与细同轴电缆连接的接口，它一般是通过BNCT型接头进行连接的。11第11页，课件共56页，创作于2023年2月1.2网络互连设备大多数10Mb/s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，由于既可通过RJ-45端口与双绞线网络连接，又可通过BNC接口与细缆网络连接，因此，可实现双绞线和细同轴电缆两个采用不同通讯传输介质的网络之间的连接。12第12页，课件共56页，创作于2023年2月1.2网络互连设备如果两个网络之间的距离大于100米，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。13第13页，课件共56页，创作于2023年2月1.2网络互连设备AUI端口AUI端口可用于连接粗同轴电缆的AUI接头，因此这种接口用于与粗同轴电缆网络的连接。目前带有这种接口的集线器比较少，主要是在一些骨干级集线器中才具备。

14第14页，课件共56页，创作于2023年2月1.2网络互连设备集线器堆叠端口

这种端口当然是只有可堆叠集线器才具备的，它的作用也就是如它的名字一样，是用来连接两个可堆叠集线器的。一般来说一个可堆叠集线器中同时具有两个外观类似的端口：一个标注为“UP”，另一个就标注为“DOWN“。15第15页，课件共56页，创作于2023年2月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。16第16页，课件共56页，创作于2023年2月1.2网络互连设备集线器的堆叠

堆叠方式是指将若干集线器以电缆通过堆叠端口连接起来，以实现单台集线器端口数的扩充。17第17页，课件共56页，创作于2023年2月1.2网络互连设备集线器的级联

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。使用Uplink端口级联

当使用集线器提供的专门用于上行连接的"Uplink"端口时，通常可利用直通跳线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。

18第18页，课件共56页，创作于2023年2月1.2网络互连设备19第19页，课件共56页，创作于2023年2月1.2网络互连设备20第20页，课件共56页，创作于2023年2月1.2网络互连设备使用普通端口级联

21第21页，课件共56页，创作于2023年2月1.2网络互连设备22第22页，课件共56页，创作于2023年2月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。23第23页，课件共56页，创作于2023年2月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OSI／RM中的工作层次不同

交换机和集线器在OSI／RM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24第24页，课件共56页，创作于2023年2月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。25第25页，课件共56页，创作于2023年2月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/100M26第26页，课件共56页，创作于2023年2月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27第27页，课件共56页，创作于2023年2月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28第28页，课件共56页，创作于2023年2月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29第29页，课件共56页，创作于2023年2月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30第30页，课件共56页，创作于2023年2月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31第31页，课件共56页，创作于2023年2月1.2网络互连设备转换适配器交换机的Console端口32第32页，课件共56页，创作于2023年2月1.2网络互连设备（2）远程配置方式①Telnet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。33第33页，课件共56页，创作于2023年2月

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34第34页，课件共56页，创作于2023年2月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。

35第35页，课件共56页，创作于2023年2月1.2网络互连设备②Web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。36第36页，课件共56页，创作于2023年2月

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37第37页，课件共56页，创作于2023年2月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。38第38页，课件共56页，创作于2023年2月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”。39第39页，课件共56页，创作于2023年2月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OSI／RM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40第40页，课件共56页，创作于2023年2月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。

41第41页，课件共56页，创作于2023年2月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：42第42页，课件共56页，创作于2023年2月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

①AUI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。43第43页，课件共56页，创作于2023年2月1.2网络互连设备

②RJ-45端口③SC端口：光纤端口，用于与光纤的连接。44第44页，课件共56页，创作于2023年2月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。

①RJ－45端口②AUI端口45第45页，课件共56页，创作于2023年2月1.2网络互连设备③高速同步串口：主要用于DDN、帧中继、X.25等网络连接模式。46第46页，课件共56页，创作于2023年2月1.2网络互连设备④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。47第47页，课件共56页，创作于2023年2月1.2网络互连设备⑤ISDNBRI端口：用于ISDN线路通过路由器实现与Interne