《网络互连设备》PPT课件.ppt

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1、网络互连设备,1 网卡 2 集线器3 交换机 4 中继器 5 网桥 6 路由器 7网关,1 网卡,承担计算机与网络之间交换数据的任务标准插头座：BNC（连接细缆）AUI（Attachment Unit Interface连接粗缆）RJ45（连接双绞线）中断号驱动程序,2 集线器,作用多个用户端口用于连接计算机和服务器之类的外围设备每一个端口支持网络节点的连接当一个以太网数据包从一个节点发送到集线器上时，它就被中继（或复制）到集线器中的其它所有端口。在这种方式下，所有的节点都能“看到”该数据包基于集线器的网络是共享介质的网络,2 集线器分类,机架式集线器、堆叠式集线器和无管理式集线器 无源集线器

2、、有源集线器和智能集线器 切换式集线器、共享式集线器和堆叠共享式集线器 工作群(组)级(基本型)集线器、部门级（智能型）集线器和企业级（交换型）集线器,机架式集线器、堆叠式集线器和无管理式集线器,机架式集线器 是高档的局域网集线器结构是模块式的，可以将以太网、令牌环网和FDDI的集线器电路板插在它的高速底版上，通常能支持数百个用户的连接有各种容错部件，如冗余的电源、风扇和热（带电）交换电路板。堆叠式集线器 支持的用户少于50个。可由5-8个集线器叠放在一起只支持一种局域网技术，而且容错能力有限。无管理式集线器 自身具有管理功能无管理式集线器一般用于具有8-12个节点的网络，以最低的成本实现基本

3、的局域网连接,无源集线器、有源集线器和智能集线器,无源集线器只负责把多段介质连接在一起，不对信号做任何处理。有源集线器对传输信号进行再生和放大，具有扩展介质长度的功能。智能集线器除具有有源集线器的功能以外，还可将网络的部分功能（如网络管理、选择网络传输线路等）集成到集线器中。,切换式集线器、共享式集线器和堆叠共享式集线器,切换式集线器可以重新生成信号并在发送前过滤每一个包，而且将其发送到目的地址。通过切换式集线器，10Mbps和100Mbps的节点可用于同一个网段中。共享式集线器为所有节点提供了一个共享的最大频宽，不过滤包和重新生成信号，所有与之相连的节点必须以同一工作速率工作（10Mbps或

4、100Mbps）。堆叠共享式集线器是共享式集线器的一种，当它们集连在一起时，可看作网中的大集线器，即当6个8口的集线器连在一起时，可以看作是一个48口的集线器。,工作群(组)级(基本型)集线器、部门级（智能型）集线器和企业级（交换型）集线器,工作群（组）级集线器也叫基本型集线器（HUB），是用于连接星状局域网的最简单的一种形式。部门级集线器也叫智能型集线器，用于将几个工作群连到主干线路，具有管理功能。企业级也叫交换式集线器，能对数据包做存储、辩识过滤及转送。用于建立大型网络，具有多种网络设备（包括广域网接口）集成化管理功能。交换式集线器称为交换机，将在后面章节里详细介绍。,3 交换机,拥有许多

5、端口，每个端口都有自己的专用带宽，而CSMA/CD共享通道带宽。交换机各个端口之间的通信是同时的、并行的，因此大大提高了信息吞吐量。为了实现交换机之间的互连或与高档服务器之间的连接，一般拥有一个或几个高速端口，如100M以太网端口、1000M以太网端口、FDDI端口或155M ATM端口。,3.1 工作原理(最常用2种）,切入方式在输入端口检测到一个数据包时，只检查其包头，取出目的地址，并通过内部的动态查找标准换算成相应的输出端口，然后把数据包转发到该端口，这样就完成了交换工作。只检查数据包的包头，所以具有延迟小、交换速度快；缺点是不提供错误检测功能。存储转发方式数据包缓存检查CRC是否正确并

6、过滤掉冲突包错误取出目的地址查找表找到想要发送的输出端口地址将包发送出去。延迟较大，但错误检测，并能支持不同速度率的输入/输出端口间的交换。,比较,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。,3.2 交换机分类,1.速度：10M、100M、1G2.场合：桌面交换机、工作组交换机、部门交换机、骨干交换机、企业交换机3.交换的层次：基本交换机和多层交换机,20端口 10/100Base-TX Ethernet模块,P120交换机外观,1000Base-FX端口模块,千兆位交换局域网应用实

7、例,交换机与集线器的区别,交换机是针对共享工作模式的弱点而推出的。集线器是采用共享工作模式的代表，如果把集线器比作一个邮递员，那么这个邮递员是个不认识字的“傻瓜”要他去送信，他不知道直接根据信件上的地址将信件送给收信人，只会拿着信分发给所有的人，然后让接收的人根据地址信息来判断是不是自己的!而交换机则是一个“聪明”的邮递员交换机拥有一条高带宽的背部总线和内部交换矩阵。交换机的所有的端口都挂接在这条背部总线上，当控制电路收到数据包以后，处理端口会查找内存中的地址对照表以确定目的MAC（网卡的硬件地址）的NIC（网卡）挂接在哪个端口上，通过内部交换矩阵迅速将数据包传送到目的端口。目的MAC若不存在

8、，交换机才广播到所有的端口，接收端口回应后交换机会“学习”新的地址，并把它添加入内部地址表中。可见，交换机在收到某个网卡发过来的“信件”时，会根据上面的地址信息，以及自己掌握的“常住居民户口簿”快速将信件送到收信人的手中。万一收信人的地址不在“户口簿”上，交换机才会像集线器一样将信分发给所有的人，然后从中找到收信人。而找到收信人之后，交换机会立刻将这个人的信息登记到“户口簿”上，这样以后再为该客户服务时，就可以迅速将信件送达了。,4 中继器,中继器的主要作用是将收到的信号重新整理，使其恢复原来的波形和强度，然后继续传下去，这样信号可传得更远。,特点,中继器连接的网段仍然属于一个网络系统不能无限

9、制的延长网络的距离最多5个中继网段、4 个中继器 根据连接的介质不同，可分为：粗缆中继器 细缆中继器 双绞线中继器 光纤中继器 混合中继器,网桥,5 网桥的工作原理 在MAC子层上实现不同网络的互联互连的两个网络从应用层到逻辑链路控制子层，相对应的层次采用相同的协议，即同构网络对MAC子层和物理层中的对应层次可遵循不同的协议。因此，网桥可以用于互连符合IEEE802标准的、诸如CSMA/CD总线网与令牌环网等局域网。,从802.3到802.4局域网桥的操作,网桥通过分析地址字段，以决定是否把收到的帧转发到另一个网段上，其工作原理如图5-13所示,分类：路由选择算法-透明网桥和源路由网桥,（1）

10、透明网桥网桥中建立一张站表，包括：端口号指示将帧发往目的地址应从哪个端口发送出去（或发往相连的哪个网络）；LAN类型用于标识MAC标准，以便确定是否需要进行协议转换；登记时间用于记录帧的到达时间，以便在站表中保留网络拓扑的最新状态信息。当一个网桥刚连接到局域网上时，其站表是空的。网桥便采用“洪泛法”（扩散法）。网桥在转发的过程中，将帧的源地址、入桥端口号等信息记入站表。,透明网桥的路由算法,当网桥收到一个LAN x转发来的帧时，检查站表中是否有该帧的目的地址：若查到，且其目的地址在LAN x，则丢弃此帧；若查到，且其目的地址不在LAN x，则按站表指定的端口转发此帧；若未查到，且其目的地址不在

11、LAN x，则使用泛洪转发此帧，把帧发往所有与该网桥相连的局域网（LAN x除外），同时将到达帧的源地址、入口端口号、LAN类型和到达时间等信息记录在站表中。,(2)源路由网桥（由源站负责路由选择）,特点 由发送帧的源站负责路由的选择，其标准由IEEE802.5制定。每个工作站中都配有一张路由选择表，在表中为本站所能到达的工作站都建立一个表目，其中列出了由本站到达目的站沿途所有工作站和网桥的地址 实现源站以广播方式向目的站发送一个探询帧，探询路由信息优点：选择了最佳路由 缺点：工作站的负担重，特别是互连网规模很大时，广播帧的数目会剧增，引起拥塞,网桥有以下特点,（不同）局域网之间的互连 能够扩大互连的局域网的地理范围 能够隔离错误，提高网络性能（当一个网段上某节点存在故障而发出无用信息时，不会影响网桥所连的另一个网段上的用户）可提高网络的安全性。,交换技术是在桥接技术基础上发展起来的网络互联解决方案，并大有取代桥接技术之势，它不仅传输量大，端口密度高，端口成本低，灵活性好，还弥补了路由选择技术的不足透明网桥（transparent bridge）主要用于以太网环境，源路由网桥（source-route bridge）主要用于令牌环网环境,