第3章 網絡設備

1、1,第3章 網絡設備,2,3.1 第一層設備,3.1.1 中繼器信號在網絡中傳遞時，因為線材本身的阻抗會使信號越來越弱，導致信號衰減失真，當網線的長度超過建議的使用距離時，信號已衰減到幾乎無法識別的程度，信號若想再繼續(xù)傳遞下去，必然要將信號還原成原來的強度，所使用的設備之一即為中繼器。,3,3.1.1 中繼器,中繼器（Repeater）主要的功能就是將收到的信號重新整理，使其恢復原來的波形和強度，然后繼續(xù)傳送下去，這樣信號就會

2、傳得更遠。對應到OSI模型里，中繼器位于最低層——物理層（Physical Layer）。,4,3.1.2 集線器,集線器，英文名又稱Hub，與中繼器類似，也屬于網絡物理層互聯設備，或稱為多口中繼器（Multi-Port Reapter）。 集線器只是對數據的傳輸起到同步、放大和整形的作用，對數據傳輸中的短幀、碎片等無法有效處理，不能保證數據傳輸的完整性和正確性。,5,3.1.2 集線器,集線器的定義　集線器實際就是一種多端口的

3、中繼器。集線器一般有4、8、16、24等數量的RJ-45接口，通過這些接口，集線器便能為相應數量的計算機完成“中繼”功能。 　其實，集線器實際上就是中繼器的一種，其區(qū)別僅在于集線器能夠提供更多的端口服務，所以集線器又稱為多口中繼器。,6,3.1.2 集線器,集線器的特點共享帶寬 集線器的帶寬是指它通信時能夠達到的最大速度。目前市面上用于中小型局域網的集線器主要有10Mb/s、100Mb/s和10/100Mb/s自適應3種。半雙

4、工 當其中一臺設備在發(fā)送數據時，另一臺只能接收，而不能同時將自己的數據發(fā)送出去，如對講機即采用半雙工方式，只能一方說，另一方聽。,7,3.1.2 集線器,集線器的分類無源集線器　負責把多段介質連接在一起，不對信號做任何處理，每一種介質段只允許擴展到最大有效距離的一半。 有源集線器 　具有對傳輸信號進行再生和放大從而擴展介質長度的功能。 智能集線器 　可將網絡的部分功能集成到集線器中，如網絡管理、選擇網絡傳輸線路等功能。,

5、8,3.1.2 集線器,按配置形式對集線器的分類獨立型集線器　獨立型集線器是帶有許多端口的單個盒子式的產品 模塊化集線器 　模塊化集線器配有機架或卡箱，帶多個卡槽，每個槽可放一塊通信卡。 堆疊式集線器 　除了多個集線器可以“堆疊”或者用短的電纜線連在一起之外，其外形和功能均和獨立型集線器相似。,9,3.2 第二層設備,3.2.1 網卡網卡（Network Interface Card，NIC）是插入到主板總線插槽上

6、的一個硬件設備，功能是完成網絡互聯的物理層連接，屬于數據鏈路層設備，如圖所示。,10,3.2.1 網卡,網卡的分類按連線的接頭類型分類 　RJ-45水晶接頭、BNC細纜接頭、AUI三類、綜合幾種接頭類型于一身的二合一、三合一網卡。 按傳輸速率分類 　10Mb網卡、10/100Mb自適應網卡、（1000Mb）網卡,11,3.2.1 網卡,按主板上的總線類型分類 　分為ISA、VESA、EISA、PCI等4種接口類型。按傳輸

7、流量分類 　PCI網卡又可以細分為10MbPCI網卡和10/100MbPCI自適應網卡兩種類型 按傳輸介質分類 　分為有線網卡和無線網卡,12,3.2.1 網卡,網卡的傳輸速率　網卡的傳輸速率是由它的數據傳輸速率決定的，網卡的數據傳輸速率和使用的總線相關。,13,3.2.1 網卡,網卡的有關參數及設置MAC地址介質訪問控制（Media Access Control，MAC）地址，又稱物理地址，它是一個可以惟一標志一塊網卡

8、的號碼。 IRQ中斷號 中斷請求（Interrupt Request）是每一個計算機外設和CPU通信的基本參數，因此要保證網卡正常工作，必須要設定正確的IRQ號。,14,3.2.1 網卡,I/O端口 I/O端口是計算機外設和CPU通信的橋梁，不同的外部設備使用不同的I/O端口，CPU通過對不同I/O端口的讀寫，實現和不同外設之間的數據交換。Base Memory 網卡上一般帶有自己的內存，用于網卡和CPU之間通信的緩沖。網

9、卡上的內存和計算機的內存可以互相映射，從而實現網卡和計算機之間快速的數據交換。,15,3.2.2 網橋（Bridge）,網橋，也稱橋接器，是一個網段與另一個網段之間建立連接的橋梁，是一種數據鏈路層設備，網橋根據數據幀源和目的物理地址決定是否對數據幀進行轉發(fā)，這在一定程度上提高了網絡的有效帶寬。,16,3.2.2 網橋（Bridge）,網橋類似于中繼器，連接兩個局域網絡段，但它是在數據鏈路層連接兩個網。網間通信通過網橋傳送，而網絡內部

10、的通信被網橋隔離。網橋檢查幀的源地址和目的地址，如果目的地址和源地址不在同一個網絡段上，就把幀轉發(fā)到另一個網絡段上；若兩個地址在同一個網絡段上，則不轉發(fā)，所以網橋能起到過濾幀的作用。,17,3.2.3 二層交換機,交換機定義 交換機也叫交換式集線器，它通過對信息進行重新生成，并經過內部處理后轉發(fā)至指定端口，具備自動尋址能力和交換作用，由于交換機根據所傳遞信息包的目的地址，將每一信息包獨立地從源端口送至目的端口，避免了和其他端口發(fā)

11、生碰撞。,18,3.2.3 二層交換機,交換機的工作原理 交換機擁有一條高帶寬的背部總線和內部交換矩陣。交換機的所有端口都掛接在這條背部總線上，當控制電路收到數據包以后，處理端口會查找內存中的地址對照表以確定目的MAC（網卡的硬件地址）的網卡掛接在哪個端口上，通過內部交換矩陣迅速將數據包傳送到目的端口。,19,3.2.3 二層交換機,交換機的性能特點 獨享帶寬 交換機能夠智能化地根據地址信息將數據快速送到目的地，因

12、此它不會像集線器那樣在傳輸數據時“打擾”那些非收信人。 全雙工 當交換機上的兩個端口在通信時，由于它們之間的通道是相對獨立的，因此它們可以實現全雙工通信。,20,3.2.3 二層交換機,交換機與集線器的區(qū)別從OSI體系結構來看集線器屬于OSI的第一層物理層設備，而交換機屬于OSI的第二層數據鏈路層設備。,21,3.2.3 二層交換機,從工作方式來看集線器采用一種“廣播”模式，因此很容易產生“廣播風暴”，當網絡規(guī)模較

13、大時性能會受到很大的影響。,22,3.2.3 二層交換機,從帶寬來看 集線器不管有多少個端口，所有端口都是共享一條帶寬，在同一時刻只能有兩個端口傳送數據，其他端口只能等待，同時集線器只能工作在半雙工模式下；而對于交換機而言，每個端口都有一條獨占的帶寬，當兩個端口工作時并不影響其他端口的工作，同時交換機不但可以工作在半雙工模式下而且可以工作在全雙工模式下。,23,3.3 第三層設備,3.3.1 路由器（Router） 路由器

14、屬于網絡層互聯設備，用于連接多個邏輯上分開的網絡。路由器有自己的操作系統(tǒng)，運行各種網絡層協議（如IP協議、IPX協議、AppleTalk協議等），用于實現網絡層的功能。,24,3.3.1 路由器（Router）,路由器的作用路由與橋接 路由器可以連接任意兩種網絡，只要主機使用的是相同的網絡層協議。連接網絡層與數據鏈路層　為了使網絡層和數據鏈路層可以互通，需要“粘合”協議。（地址解析協議，ARP）用于把網絡層地址映射到數據

15、鏈路層地址，（反向地址解析協議，RARP）則反之。,25,3.3.1 路由器（Router）,地址解析協議（ARP）　網絡層地址是由網絡管理員定義的抽象映射，它不去關心下層是哪種數據鏈路層協議。然而，網絡接口只能根據第二層地址來互相通信，第二層地址通過ARP從第三層地址得到。,26,3.3.1 路由器（Router）,IP地址沖突　ARP產生的問題中最常見的是IP地址的沖突，這是由于兩個不同的主機IP地址相同產生的，在任何互聯的

16、網絡中，IP地址必須是惟一的。,27,3.3.1 路由器（Router）,管理ARP緩存表　ARP緩存表是成對的列表，是IP地址和MAC地址的對照表。根據IP地址索引，該表可以用命令arp來管理，其語法包括： 　向表中添加靜態(tài)表項：arp -s 　從表中刪除表項：arp -d 　顯示表項：arp -a,28,3.3.1 路由器（Router）,靜態(tài)ARP地址的使用　靜態(tài)ARP地址的典型使用是設置獨立的打印服務器，這些設備通

17、常通過telnet來配置，但首先它們需要一個IP地址。,29,3.3.1 路由器（Router）,代理ARP　可以通過使用代理ARP來避免在每臺主機上配置路由表，在使用子網時這特別有用，但注意，不是所有的主機都能理解子網。,30,3.3.1 路由器（Router）,選擇信息傳送的線路從過濾網絡流量的角度來看，路由器的作用與交換機和網橋非常相似。但是與從物理上劃分網段的交換機不同，路由器使用專門的軟件協議從邏輯上對整個網絡進行劃分

18、。 對于那些結構復雜的網絡，使用路由器可以提高網絡的整體效率。,31,3.3.1 路由器（Router）,路由器的分類　　接入路由器 　企業(yè)級路由器 　骨干級路由器 　太比特路由器,32,3.3.2 多層交換機,第三層交換機的工作原理　第三層交換機實際上是將傳統(tǒng)交換器與傳統(tǒng)路由器結合起來的網絡設備，它既可以完成傳統(tǒng)交換機的端口交換功能，又可完成部分路由器的路由功能。,33,3.3.2 多層交換機,第三層交換機的優(yōu)勢

19、　子網間傳輸帶寬可任意分配 　合理配置信息資源 　降低成本 　交換機之間連接靈活,34,3.3.2 多層交換機,第三層交換機的應用領域 STAR-S3550系列交換機聯想網絡天工iSpirit 6808交換機,35,3.4 語音、DSL、光設備,3.4.1 語音設備　VoIP（Voice over IP）是在分組數據網絡上傳輸傳統(tǒng)數據包的同時傳輸語音與傳真信息。從提供新一代設備的網絡設備制造商與設計人員，到為商

20、業(yè)與家庭用戶提供有關服務的服務提供商，VoIP為各級用戶帶來了許多好處。,36,3.4 語音、DSL、光設備,3.4.2 DSL設備數字用戶線（DSL）技術是利用先進的數字技術來擴大現有銅線電話用戶線傳輸頻帶寬度的技術。,37,3.4 語音、DSL、光設備,3.4.3 光設備　光設備的種類很多，有光端機、光纖收發(fā)器等。光端機還分為以太網數據光端機、視頻光端機、音頻光端機等。,38,3.4 語音、DSL、光設備,3.4.4

21、 防火墻和AAA服務器防火墻“防火墻”是一種形象的說法，其實它是計算機硬件和軟件的組合，使因特網與內聯網之間建立起一個安全網關，從而保護內聯網免受非法用戶的侵入，它其實就是一個把因特網與內聯網（通常這局域網或城域網）隔開的屏障。,39,3.4 語音、DSL、光設備,3.4.4 防火墻和AAA服務器AAA服務器AAA指的是Authentication（認證），Authorization（授權），Accounting（計費）。