网络互连设备培训ppt课件.ppt

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1、1,同济大学 邹红艳,学习目标,了解不同传输介质的类型和特点 掌握不同的网络设备的功能和特点,第二章 网络互连设备,2,同济大学 邹红艳,2.1 网络传输介质,数据传输介质是指传送信息的载体通信介质分为有线介质双绞线、同轴电缆和光纤无线介质无线电波、微波和红外线等,3,同济大学 邹红艳,2.1.1 同轴电缆,4,同济大学 邹红艳,粗缆 粗缆是以太网初期最流行的传输介质粗缆很重而且不容易被弯曲，安装和维护比较困难，成本较高IEEE把使用粗缆搭建的以太网称为10Base 5“10”代表最高传输速率为10Mbps“Base”代表采用基带传输“5”代表传输距离最大为500米。,5,同济大学 邹红艳,细

2、缆 细缆是20世纪80年代以太网初期采用的最流行的传输介质比粗缆轻，容易使用和安装，价格相对便宜 IEEE把使用粗缆搭建的以太网称为10Base 5“10”代表最高传输速率为10Mbps“Base”代表采用基带传输“2”代表传输距离最大为185米,6,同济大学 邹红艳,2.1.2 双绞线 双绞线(TP，Twisted Pair)是综合布线工程中最常用的一种传输介质双绞线电缆由4对绝缘铜线构成，这些铜线相互绞在一起，外面包裹着一层防护套。一般还有一根尼龙绳（抗拉纤维）用于增加双绞线电缆的抗拉强度,7,同济大学 邹红艳,非屏蔽双绞线 UTP，unshielded twisted Pair使用RJ-

3、45水晶头作为端头传输距离限制为100米目前最常用的是5类（Cat5）、超5类双绞线(Cat5e)和6类(Cat6)类电缆,8,同济大学 邹红艳,屏蔽双绞线 STP，Shielded Twisted Pair STP比UTP具有更好的电磁屏蔽和抗干扰性能,9,同济大学 邹红艳,568-A 和568-B 连接器标准,10,同济大学 邹红艳,双绞线电缆类型,11,同济大学 邹红艳,2.1.3 光纤 光纤（Optical Fiber）即光导纤维传输速率大于1000Mbps，是目前传输速度最快的介质 衰减要远远小于电信号的衰减，适合长距离的传输价格比较昂贵。,12,同济大学 邹红艳,光纤有5个部分组成

4、,13,同济大学 邹红艳,多模光纤 单模光纤,14,同济大学 邹红艳,光纤接头 单模光纤最常用的接头类型为用户连接器(SC，Subscriber Connector)多模光纤最常用的接头类型为直插式连接器(ST，Straight Tip),15,同济大学 邹红艳,2.1.4 无线介质,16,同济大学 邹红艳,2.2 网络适配器（网卡）,网络适配器也称为网卡，网卡的基本功能是提供网络中计算机主机与网络电缆系统（通信传输系统）之间的接口，实现主机系统总线信号与网络环境的匹配和通信连接，接收主机传来的各种控制命令，并且加以解释执行。现在网卡都支持全双工模式，也称为双向同时传输。网卡插在每台工作站和服

5、务器主机板的扩展槽里。工作站通过网卡向服务器发出请求，当服务器向工作站传送文件时，工作站也通过网卡接收响应。网卡工作在ISO/OSI参考模型的数据链路层，确切的说是数据链路层的MAC子层。,17,同济大学 邹红艳,网卡的作用与连接,18,同济大学 邹红艳,网卡的分类,根据数据位宽度的不同，网卡分为8位、16位、32位和64位。网卡主要是以适应何种主机总线类型来分类的。当前，各种计算机提供的总线类型主要有：工业总线ISA，扩展工业总线EIAS，外围控制器接口总线PCI,微通道总线MCA等。按数据传输速率划分，有10Mbps、100Mbps、10/100Mbps自适应网卡，以及1Gbps网卡。现在

6、市面常见的有100M/1000M自适应网卡。根据不同的局域网协议，网卡又分为Ethernet网卡（支持IEEE802.3系列协议）、Token Ring网卡、ARCNET网卡和FDDI网卡几种。按有无物理上的通信线缆分类，分为有线网卡和无线网卡。,19,同济大学 邹红艳,网卡的选择,连接性主要是根据主机的总线类型选择不同的网卡，现在一般选用PCI或者PCMCIA接口的网卡。,20,同济大学 邹红艳,网卡的参数配置,网卡的物理地址 网卡地址也称为MAC（Medium Access Control）地址或物理地址全球唯一，是48位二进制数，一般永12位16进制数表示。可以用ipconfig命令查看

7、网卡的物理地址。中断号 计算机主机与外部设备通信的方法有4种：无条件传送；查询；中断和直接内存访问DMA。网卡采用中断方式工作输入/输出地址范围 双向同时传输 目前的网卡均支持双向同时传输,21,同济大学 邹红艳,网卡的参数图示,【开始】【设置】【控制面板】【系统】【设备管理】【网络适配器】【属性】【资源】,22,同济大学 邹红艳,2.3.1 中继器（Repeater）,中继器用于同种局域网络的互连，是在物理层次上实现互连的网络互连设备，用于扩展网段的距离。电信号强度在电缆中传送时随电缆长度增加而递减，这种现象叫衰减，对长距离传输有影响。中继器常用来将几个网段连接起来，通过中继器将信号放大，然

8、后在另一个网段上继续传输。中继器同样工作在 ISO/OSI参考模型的物理层。,2.3 集线器（HUB）和中继器（Repeater）,23,同济大学 邹红艳,中继器具有以下特点,中继器可以重发信号，这样可以扩展网段的距离。中继器主要用在同种LAN互连中，如IEEE 802.3 LAN和Ethernet网。中继器工作在网络体系结构模型的最低层物理层。由中继器连接起来的各网段必须采用同样的信道访问协议，例如CSMA/CD协议。由中继器连接的网段构成一个更大的网段，并且有着相同的网络地址，属于一个冲突域。网段上的每一个节点都有自己的地址。中继器以与它相连的网络同样的速度发送数据。,24,同济大学 邹红

9、艳,2.3.2 集线器（HUB）,集线器又称为HUB，实质上为多端口的中继器在使用时，可以把集线器连接的网络看成一个共享式总线，在集线器的内部，各端口之间相互连在一起的。集线器可分为独立式、叠加式、智能模块化，有8端口、16端口、24端口多种规格集线器支持的数据传输率为10Mbps或100Mbps。HUB工作在 ISO/OSI参考模型的物理层。,25,同济大学 邹红艳,集线器 集线器具有多个端口每个端口通过RJ-45接头与网卡连接，将主机连接到网络集线器是物理层的设备，也称为多端口中继器（Multiport Repeater）使用集线器组成的10Based-T网络采用的是CSMA/CD的介质访

10、问控制方法，是一个逻辑总线型，物理星型的拓扑,26,同济大学 邹红艳,2.4.1网桥,网桥是一种在数据链路层实现局域网络互连的存储转发设备。局域网络结构上的差异体现在介质访问协议MAC上，因而网桥被广泛用于异种局域网的互连。网桥工作在ISO/OSI参考模型的数据链路层。网桥从一个网段接收完整的数据帧，进行必要的比较和验证，然后决定是丢弃还是发送给另外一个网段。转发前网桥可以在数据帧之前增加或删除某一些字段，但不进行路由选择。因此，网桥具有隔离网段的功能，在网络上适当地使用网桥可以起到调整网络的负载。,2.4 网桥（Bridge）和交换机（Switch）,27,同济大学 邹红艳,网桥的的工作原理

11、,网桥按工作原理分为两类：1 一类为透明网桥，也叫生成树桥，由各个网桥自己来决定路径选择。透明桥采用逆向学习的方法获得路径信息，每个网桥都有一张路径表，表中记录端口和网络地址的对照信息。2 另一类称为源选路径桥，由源端主机决定帧传输要经过的路径，在初始由源端主机发出传向各个目的站点的查询帧，途径的每个网桥转发该帧，查询帧到达目的站点后，再返回源端，返回时，途径的网桥将它们自己的标识记录在应答帧中，这样可以从不同的返回路径中找到一条最佳的路径。,28,同济大学 邹红艳,网桥的问题,网桥对接收的帧要先存储和查找站表，决定是否转发，增加了时延；网桥在MAC子层并没有流量控制功能；网桥连接只能适用通信

12、量不是很大的应用；若同时有大量的向其他网段转发的通信量，容易形成广播风暴。,29,同济大学 邹红艳,交换就是转接。交换机是一个连接设备，是在第二层实现连接。交换机容易与电话公司的程控交换机相混淆，一般称为计算机交换机。用集线器Hub连接的网络，可以类比日常生活交通中的平面交通，而用交换机连接的网络可以类比立体交通。Switch工作在 ISO/OSI参考模型的数据链路层。,2.4.2 交换机,30,同济大学 邹红艳,交换式网络,31,同济大学 邹红艳,交换机的工作原理,交换机是一个多端口的网桥，每个端口都有桥接功能，它能够在任意一对端口间转发帧，交换机的每一个端口属于一个冲突域，以太网交换机按照

13、CSMA/CD协议工作，交换机中的电路可以把任意端口的网段与别的端口的网段在数据链路层上连接起来.,32,同济大学 邹红艳,交换机的工作原理及内部构造,33,同济大学 邹红艳,交换机的交换方式,以太网交换机的交换方式分为静态方式和动态方式。静态方式的特点是端口间的通道由人工事先配置，两个端口间的连接类似于硬件连接，端口按固定的连接方式交换帧。动态交换方式又分为：存储转发方式；直通方式；帧碎片丢弃方式，也称无残帧方式。,34,同济大学 邹红艳,交换机的功能和性能,端口-站地址表的大小 端口的自适应性 单位时间转发帧的能力；流量控制能力；交换机是否具备双向同时传输（全双工）能力帧延时的大小 交换机

14、端口对地址的支持 对虚拟局域网VLAN的支持,35,同济大学 邹红艳,交换机的主要技术参数,转发技术，交换机采用直通转发、存储转发和帧碎片丢弃转发技术的哪一种。延时，交换机数据交换延时的时间值。延时与交换机采用的转发技术有关。管理功能。单/多MAC地址类型。外接监视支持 扩展树，交换机是否提供扩展树算法或其他算法，检测并限制拓扑环。全双工，也即双向同时传输。高速端口集成功能，即高速上连功能。,36,同济大学 邹红艳,交换机的分类,1 交换机可以分为不同的类型，例如：以太网交换机、ATM交换机等等。2 从应用规模上可以分为企业级交换机、部门级交换机和工作组交换机。3 从结构上可以分为模块式交换机

15、和固定配置交换机。4 模块式交换机又称为机箱式交换机，可以根据需要配置不同的模块，模块可以插拔，交换机上有相应的插槽，使用时将模块插入插槽中，所以具有很强的可扩展性。,37,同济大学 邹红艳,交换机的级联和堆叠,1 交换机之间的连接有级联和堆叠两种方案。2 交换机的级联方法是：将一台作为主交换机，其他的交换机作为二级交换机，将交换机的某个端口与主交换机的端口连接。3 要对交换机进行堆叠，需要使用支持堆叠功能的堆叠式交换机，将若干台堆叠在一起的交换机可以看作为一台具有很多端口的大型交换机。4 级联在逻辑上是多个被网管的对象，而堆叠在逻辑上是一个被网管的对象。,38,同济大学 邹红艳,路由器是实现

16、异种网络连接的互连设备，工作在OSI的第三层即网络层。路由器在转发分组时，依据的是网络层分组头部的路由信息。路由器可以根据网络层的协议类型、网络号、主机的网络地址、子网掩码、高层协议的类型等来监控、拦截和过滤信息。路由器和网桥本身就是一台计算机。路由器也需要操作系统才能进行网络系统配置，以及和其它路由器交换信息。路由器是网络中进行网间连接的关键设备。,2.5 路由器（Router）,39,同济大学 邹红艳,路由器的作用,路由器可以根据网络层的协议类型、网络号、主机的网络地址、子网掩码、高层协议的类型等来监控、拦截和过滤信息。路由器通过IP地址和子网掩码的组合隔离各个子网，有利于子网的划分、维护

17、和管理。路由器还有流量控制能力，可以采用优化的路由算法均衡网络负载，减少网络拥塞的发生。路由器具有很好的隔离能力，可以避免广播风暴，也利于提高网络的安全性和保密性 支持多种路由协议，如RIP、OSPF、BGP等等。,40,同济大学 邹红艳,通过路由器进行互联,41,同济大学 邹红艳,交换机与网桥、路由器的比较,1 交换机和网桥都是工作在第二层的网络连接设备，交换机对网络进行分段的方式和网桥相同，它实际上是一个多端口的网桥。交换机和网桥之间的主要差别体现在3个方面。2 交换机运行在OSI 模型的第二层(数据链路层)，路由器运行在第三层。3 第三层和第四层交换机能够比路由器更快地转发数据，延迟较短

18、，比路由器更容易安装和配置。但一般来说，这些交换机的整体性能还是比不上路由器。,42,同济大学 邹红艳,三层交换的概念,1 二层交换的问题是，其工作是基于MAC地址，不涉及网络层的功能，没有路由能力。2 路由器存在的问题是，路由器的大部分功能均由软件实现，造成延时长，吞吐率受到限制。路由器对数据包的处理需要拆包、查看第三层信息。3 交换机是基于硬件结构的，对帧的转发处理过程非常简单，可以达到很高的吞吐量。4 一个想法是使交换机既保持高性能，又具有路由能力，这种思想导致了三层路由交换机的出现。,43,同济大学 邹红艳,局域网采用三层交换技术,第一种称为下一跳解析协议NHRP（Next Hop R

19、esolution Protocol），采用的技术称为“路由一次，随后交换”。,44,同济大学 邹红艳,Cisco公司提出的NetFlow交换,45,同济大学 邹红艳,三层交换与传统路由器的比较,46,同济大学 邹红艳,三层交换机可以完成的功能,通过第三层信息决定分组转发路径。通过校验字段检验第三层协议头部。检查分组的生命期字段TTL，可以更新生命周期。对管理信息库MIB中的统计信息进行更新。通过检查分组头部信息实现安全性控制。对分组选项字段信息响应和处理。通过标准的路由协议，例如RIP、OSPF，可以与广域网路由器通信。,47,同济大学 邹红艳,调制解调器Modem,调制解调器也称为信号变换

20、设备，也叫做数据电路端接设备DCE，按照计算机网络两级子网的划分，它属于通信子网，但是它是用户端的设备。数字信号的调制实际上是用基带信号对载波信号的三个特征参数：幅度、频率和相位进行调制，使这些参数随基带脉冲信号的变化而变化。总之，调制解调器Modem就是用于数字信号和模拟信号的互相转换。以适应不同信道特点来进行数据传送的。,48,同济大学 邹红艳,调制方式,调制方式可分为：幅移键控法ASK(Amplitude-Shift Keying)频移键控法FSK（Frequency-Shift Keying）相移键控法PSK（Phase-Shift Keying）三类分别称为：调幅AM（Amplitu

21、de Modulation）调频FM（Frequency Modulation）调相PM（Phase Modulation）。,49,同济大学 邹红艳,协议转换器的作用,1 协议转换器(Gateway)在有些书上也称为网关，但是协议转换器和网关是两个完全不同的概念。2 协议转换器是互连设备，网关是处在内网和外网之间的设备，相当于内、外网间的屏障，在内、外网之间设置一台路由器或一台代理服务器都可以用做网关。3 协议转换器实现传输层及以上层的网络互连，由于互连涉及到的层次高，协议转换器比较复杂，一般用在有特殊用途要求的网络互连。,协议转换器（Gateway）,50,同济大学 邹红艳,网络互连设备的

22、层次和包含关系,51,同济大学 邹红艳,服务器主机,1 服务器(Server)是指提供服务的软件或硬件，或两者的结合体。这里所说的服务器是指局域网络服务器计算机。2 专用网络服务器与普通电脑的主要区别在于：专用服务器具有更好的安全性和可靠性、更加注重系统的I/O 吞吐能力。3 按服务器所提供的功能不同又分为文件服务器(Fi1e Server)和应用服务器(Application Server)。,资源设备,52,同济大学 邹红艳,工作站主机,1 当一台计算机连接到网络上时，它就成为网络上的一个节点，又称为网络工作站或网络客户，简称工作站(Work Station)。2 工作站仅仅为它们的操作者

23、服务，而服务器则为网络上的许多人共享它的资源提供服务。3 网络工作站可以不配置软驱和光驱，而且硬盘可以选择容量较小的，这样不仅可以充分利用服务器的资源，节省资金，还可防止病毒感染，保证网络安全。,1、想要体面生活，又觉得打拼辛苦；想要健康身体，又无法坚持运动。人最失败的，莫过于对自己不负责任，连答应自己的事都办不到，又何必抱怨这个世界都和你作对？人生的道理很简单，你想要什么，就去付出足够的努力。2、时间是最公平的，活一天就拥有24小时，差别只是珍惜。你若不相信努力和时光，时光一定第一个辜负你。有梦想就立刻行动，因为现在过的每一天，都是余生中最年轻的一天。3、无论正在经历什么，都请不要轻言放弃，

24、因为从来没有一种坚持会被辜负。谁的人生不是荆棘前行，生活从来不会一蹴而就，也不会永远安稳，只要努力，就能做独一无二平凡可贵的自己。4、努力本就是年轻人应有的状态，是件充实且美好的事，可一旦有了表演的成分，就会显得廉价，努力，不该是为了朋友圈多获得几个赞，不该是每次长篇赘述后的自我感动，它是一件平凡而自然而然的事，最佳的努力不过是：但行好事，莫问前程。愿努力，成就更好的你！5、付出努力却没能实现的梦想，爱了很久却没能在一起的人，活得用力却平淡寂寞的青春，遗憾是每一次小的挫折，它磨去最初柔软的心智、让我们懂得累积时间的力量；那些孤独沉寂的时光，让我们学会守候内心的平和与坚定。那些脆弱的不完美，都会

25、在努力和坚持下，改变模样。6、人生中总会有一段艰难的路，需要自己独自走完，没人帮助，没人陪伴，不必畏惧，昂头走过去就是了，经历所有的挫折与磨难，你会发现，自己远比想象中要强大得多。多走弯路，才会找到捷径，经历也是人生，修炼一颗强大的内心，做更好的自己！7、“一定要成功”这种内在的推动力是我们生命中最神奇最有趣的东西。一个人要做成大事，绝不能缺少这种力量，因为这种力量能够驱动人不停地提高自己的能力。一个人只有先在心里肯定自己，相信自己，才能成就自己！8、人生的旅途中，最清晰的脚印，往往印在最泥泞的路上，所以，别畏惧暂时的困顿，即使无人鼓掌，也要全情投入，优雅坚持。真正改变命运的，并不是等来的机遇

26、，而是我们的态度。9、这世上没有所谓的天才，也没有不劳而获的回报，你所看到的每个光鲜人物，其背后都付出了令人震惊的努力。请相信，你的潜力还远远没有爆发出来，不要给自己的人生设限，你自以为的极限，只是别人的起点。写给渴望突破瓶颈、实现快速跨越的你。10、生活中，有人给予帮助，那是幸运，没人给予帮助，那是命运。我们要学会在幸运青睐自己的时候学会感恩，在命运磨练自己的时候学会坚韧。这既是对自己的尊重，也是对自己的负责。11、失败不可怕，可怕的是从来没有努力过，还怡然自得地安慰自己，连一点点的懊悔都被麻木所掩盖下去。不能怕，没什么比自己背叛自己更可怕。12、跌倒了，一定要爬起来。不爬起来，别人会看不起

27、你，你自己也会失去机会。在人前微笑，在人后落泪，可这是每个人都要学会的成长。13、要相信，这个世界上永远能够依靠的只有你自己。所以，管别人怎么看，坚持自己的坚持，直到坚持不下去为止。14、也许你想要的未来在别人眼里不值一提，也许你已经很努力了可还是有人不满意，也许你的理想离你的距离从来没有拉近过.但请你继续向前走，因为别人看不到你的努力，你却始终看得见自己。15、所有的辉煌和伟大，一定伴随着挫折和跌倒；所有的风光背后，一定都是一串串揉和着泪水和汗水的脚印。16、成功的反义词不是失败，而是从未行动。有一天你总会明白，遗憾比失败更让你难以面对。17、没有一件事情可以一下子把你打垮，也不会有一件事情可以让你一步登天，慢慢走，慢慢看，生命是一个慢慢累积的过程。18、努力也许不等于成功，可是那段追逐梦想的努力，会让你找到一个更好的自己，一个沉默努力充实安静的自己。19、你相信梦想，梦想才会相信你。有一种落差是，你配不上自己的野心，也辜负了所受的苦难。20、生活不会按你想要的方式进行，它会给你一段时间，让你孤独、迷茫又沉默忧郁。但如果靠这段时间跟自己独处，多看一本书，去做可以做的事，放下过去的人，等你度过低潮，那些独处的时光必定能照亮你的路，也是这些不堪陪你成熟。所以，现在没那么糟，看似生活对你的亏欠，其实都是祝愿。,