數(shù)據(jù)鏈路層設(shè)備PowerPoint 演示文稿

1、17.2數(shù)據(jù)鏈路層設(shè)備 7.2.1網(wǎng)卡 1什么是網(wǎng)卡什么是網(wǎng)卡 計算機(jī)與外界局域網(wǎng)的連接是通過主機(jī)箱內(nèi)插入一塊計算機(jī)與外界局域網(wǎng)的連接是通過主機(jī)箱內(nèi)插入一塊網(wǎng)絡(luò)接口板網(wǎng)絡(luò)接口板（或者是在筆記本電腦中插入一塊PCMCIA卡）。網(wǎng)絡(luò)接口板又稱為通信適配器或網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)接口板又稱為通信適配器或網(wǎng)絡(luò)適配器適配器（adapter）或網(wǎng)絡(luò)接口卡NIC（Network Interface Card）但是現(xiàn)在更多的人愿意使用更為簡單的名稱“網(wǎng)卡”。 27.2數(shù)據(jù)鏈路層設(shè)備 7.2.1網(wǎng)卡 2網(wǎng)卡的功能 網(wǎng)卡是工作在數(shù)據(jù)鏈路層的網(wǎng)絡(luò)組件，是局域網(wǎng)中連接計算機(jī)和傳輸介質(zhì)的接口，不僅能實現(xiàn)與局域網(wǎng)傳實現(xiàn)與局域網(wǎng)傳輸介質(zhì)

2、之間的物理連接和電信號匹配，還涉及幀的發(fā)輸介質(zhì)之間的物理連接和電信號匹配，還涉及幀的發(fā)送與接收、幀的封裝與拆封、介質(zhì)訪問控制、數(shù)據(jù)的送與接收、幀的封裝與拆封、介質(zhì)訪問控制、數(shù)據(jù)的編碼與解碼以及數(shù)據(jù)緩存的功能等。編碼與解碼以及數(shù)據(jù)緩存的功能等。 37.2數(shù)據(jù)鏈路層設(shè)備 7.2.1網(wǎng)卡 3選購網(wǎng)卡時應(yīng)考慮的因素選購網(wǎng)卡時應(yīng)考慮的因素 在組網(wǎng)時是否能正確選用、連接和設(shè)置網(wǎng)卡，往往是能否正確連通網(wǎng)絡(luò)的前提和必要條件。一般來說，在選購網(wǎng)卡時要考慮以下因素： 網(wǎng)絡(luò)類型：網(wǎng)絡(luò)類型：現(xiàn)在比較流行的有以太網(wǎng)，令牌環(huán)網(wǎng)，F(xiàn)DDI網(wǎng)等，選擇時應(yīng)根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的類型來選擇相對應(yīng)的網(wǎng)卡。 47.2數(shù)據(jù)鏈路層設(shè)備 7.2.1網(wǎng)

3、卡 傳輸速率：傳輸速率：應(yīng)根據(jù)服務(wù)器或工作站的帶寬需求并結(jié)合物理傳輸介質(zhì)所能提供的最大傳輸速率來選擇網(wǎng)卡的傳輸速率。以以太網(wǎng)為例，可選擇的速率就有10Mbps，10/100Mbps，1000Mbps，甚至10Gbps等多種，但不是速率越高就越合適。例如，為連接在只具備100M傳輸速度的雙絞線上的計算機(jī)配置1000M的網(wǎng)卡就是一種浪費(fèi)，因為其至多也只能實現(xiàn)100M的傳輸速率。 57.2數(shù)據(jù)鏈路層設(shè)備 7.2.1網(wǎng)卡 總線類型總線類型：計算機(jī)中常見的總線插槽類型有：ISA、EISA、VESA、PCI 和 PCMCIA等。在服務(wù)器上通常使用PCI或EISA總線的智能型網(wǎng)卡，工作站則采用PCI或ISA

4、總線的普通網(wǎng)卡，在筆記本電腦則用PCMCIA總線的網(wǎng)卡或采用并行接口的便攜式網(wǎng)卡。目前PC機(jī)基本上已不再支持ISA連接，所以當(dāng)為自己的PC機(jī)購買網(wǎng)卡時，千萬不要選購已經(jīng)過時的ISA網(wǎng)卡，而應(yīng)當(dāng)選購PCI網(wǎng)卡。 67.2數(shù)據(jù)鏈路層設(shè)備 7.2.1網(wǎng)卡 網(wǎng)卡支持的電纜接口網(wǎng)卡支持的電纜接口：網(wǎng)卡最終是要與網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接，所以也就必須有一個接口使網(wǎng)線通過它與其它計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備連接起來。不同的網(wǎng)絡(luò)接口適用于不同的網(wǎng)絡(luò)類型，目前常見的接口主要有以太網(wǎng)的RJ-45接口、細(xì)同軸電纜的BNC接口和粗同軸電纜的AUI接口、FDDI接口、ATM接口等。而且有的網(wǎng)卡為了適用于更廣泛的應(yīng)用環(huán)境，提供了兩種或多種類型的接

5、口，如有的網(wǎng)卡會同時提供RJ-45、BNC接口或AUI接口。 價格與品牌價格與品牌：不同速率、不同品牌的網(wǎng)卡價格差別較大。 77.2數(shù)據(jù)鏈路層設(shè)備 7.2.1網(wǎng)卡 4網(wǎng)卡的安裝網(wǎng)卡的安裝 網(wǎng)卡的安裝包括硬件的安裝和驅(qū)動程序的安裝。 1）硬件的安裝）硬件的安裝 關(guān)閉主機(jī)電源，打開主機(jī)箱，用水洗手或用手摸一下墻壁等裝置，以釋放手上的靜電，防止靜電破壞網(wǎng)卡；擰下主機(jī)箱后部擋板上固定防塵片的螺絲，取下防塵片，將網(wǎng)卡對準(zhǔn)插槽，然后用適當(dāng)?shù)牧馄椒€(wěn)地將網(wǎng)卡向下壓入槽中；將網(wǎng)卡的金屬檔板用螺絲固定在條形窗口頂部的螺絲孔上，這個小螺絲既固定了網(wǎng)卡，又能有效地防止短路和接觸不良，還連通了網(wǎng)卡與電腦主板之間的公共

6、地線；合上主機(jī)箱蓋。 87.2數(shù)據(jù)鏈路層設(shè)備 7.2.1網(wǎng)卡 2）驅(qū)動程序的安裝）驅(qū)動程序的安裝 安裝好網(wǎng)卡后，打開計算機(jī)電源，啟動計算機(jī)操作系統(tǒng)，正常情況下，此時系統(tǒng)會提示發(fā)現(xiàn)新的硬件設(shè)備，需要安裝驅(qū)動程序。將裝有網(wǎng)卡驅(qū)動程序的軟盤或光盤插入計算機(jī)的相應(yīng)設(shè)備中，根據(jù)計算機(jī)的安裝提示，進(jìn)行相應(yīng)的選擇設(shè)置就可以完成網(wǎng)卡驅(qū)動程序的安裝。 97.2數(shù)據(jù)鏈路層設(shè)備 7.2.2 交換機(jī) 交換機(jī)又稱為網(wǎng)絡(luò)開關(guān)，是專門設(shè)計的、使計算交換機(jī)又稱為網(wǎng)絡(luò)開關(guān)，是專門設(shè)計的、使計算機(jī)能夠相互高速通信的獨享帶寬的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，機(jī)能夠相互高速通信的獨享帶寬的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，屬于集線器的一種，但是和普通的集線器在功能上有很大區(qū)別。

7、普通的集線器只能起到收發(fā)數(shù)據(jù)的作用，而交換機(jī)可以智能地分析數(shù)據(jù)包，有選擇地將其發(fā)送出去。如圖7-7就是一個局域網(wǎng)交換機(jī)。 局域網(wǎng)中的交換機(jī)局域網(wǎng)中的交換機(jī) 107.2數(shù)據(jù)鏈路層設(shè)備 7.2.2 交換機(jī) 1交換機(jī)的工作原理 交換機(jī)英文名稱為Switch，也稱為交換式集線器，它是一種基于MAC地址(網(wǎng)卡的硬件標(biāo)志)識別，能夠在通信系統(tǒng)中完成信息交換功能的設(shè)備。其工作原理可以簡單地描述為“存儲轉(zhuǎn)發(fā)”四個字，四個字，比如有兩臺計算機(jī)(A和B)通過交換機(jī)來連接，如果A要向B傳輸數(shù)據(jù)，交換機(jī)首先可以將連接到A端口發(fā)送的信息先儲存下來，然后查找交換機(jī)內(nèi)的MAC地址列表，每一個MAC地址對應(yīng)一臺計算機(jī)，找到后

8、會與B之間架起一條臨時的專用數(shù)據(jù)通道，并將數(shù)據(jù)發(fā)送到B中(如圖7-8所示)。因為交換機(jī)支持“全雙工”模式，所以B在接收A發(fā)送數(shù)據(jù)的同時，還可以向A或其他的計算機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)。 117.2數(shù)據(jù)鏈路層設(shè)備 7.2.2 交換機(jī) 如果在MAC地址中沒有B的地址信息，那么交換機(jī)可以通過“MAC地址學(xué)習(xí)”功能將連接到自身的B計算機(jī)MAC地址記住，形成一個節(jié)點與MAC地址的對應(yīng)表。 圖7-8 計算機(jī)A和B交換數(shù)據(jù)示意圖127.2數(shù)據(jù)鏈路層設(shè)備 7.2.2 交換機(jī) 2交換機(jī)交換機(jī)MAC地址學(xué)習(xí)地址學(xué)習(xí) 每個交換機(jī)內(nèi)部都要有一張每個交換機(jī)內(nèi)部都要有一張MAC地址表，用來記地址表，用來記錄每個端口連接到計算機(jī)上的網(wǎng)卡

9、地址（錄每個端口連接到計算機(jī)上的網(wǎng)卡地址（MAC地地址）。址）。在交換機(jī)剛剛打開電源時，其地址表是一片空白。那么交換機(jī)的地址是怎樣建立起來的呢？當(dāng)一臺打開電源后，安裝在該計算機(jī)中的網(wǎng)卡會定期發(fā)出空閑包或信號，交換機(jī)可據(jù)此得知它的存在以及其MAC地址。并把這個MAC地址和它所連接到的端口對應(yīng)起來，作為一條記錄保存到交換機(jī)的MAC地址表中。由于交換機(jī)能夠自動根據(jù)收到的以太網(wǎng)中的源物理地址更新地址表的內(nèi)容，所以交換機(jī)使用的時間越長，地址表中存儲的MAC地址就越多，未知的MAC地址就越少，因而廣播包就越少，速度就越快。如圖7-9所示。137.2數(shù)據(jù)鏈路層設(shè)備 7.2.2 交換機(jī)圖7-9 交換機(jī)的MAC

10、地址學(xué)習(xí)147.2數(shù)據(jù)鏈路層設(shè)備 7.2.2 交換機(jī) 3交換機(jī)的三種轉(zhuǎn)發(fā)方式 目前交換機(jī)的數(shù)據(jù)交換方式，主要是采用存儲轉(zhuǎn)目前交換機(jī)的數(shù)據(jù)交換方式，主要是采用存儲轉(zhuǎn)發(fā)式、直通式和碎片隔離式三種。發(fā)式、直通式和碎片隔離式三種。 （1）存儲轉(zhuǎn)發(fā)式 是計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域使用得最為廣泛的技術(shù)之一，在這種工作方式下交換機(jī)的控制器先緩存輸入到端口的數(shù)據(jù)包，然后進(jìn)行CRC校驗，濾掉不正確的幀，確認(rèn)包正確后，取出目的地址，通過內(nèi)部的地址表確定相應(yīng)的輸出端口，然后把數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)到輸出端口。157.2數(shù)據(jù)鏈路層設(shè)備 7.2.2 交換機(jī) （2）直通式 在輸入端口檢測到一個數(shù)據(jù)包后，只檢查其包頭，取出目的地址，通過內(nèi)部的地址

11、表確定相應(yīng)的輸出端口，然后把數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)到輸出端口這樣就完成了交換。因為它只檢查數(shù)據(jù)包的包頭（通常只檢查14個字節(jié)）。 （3）碎片隔離式 是介于直通式和存儲轉(zhuǎn)發(fā)式之間的一種解決方案，它檢查數(shù)據(jù)包的長度是否夠64 Bytes（512bit）如果小于64 Bytes，說明該包是碎片（即在信息發(fā)送過程中由于沖突而產(chǎn)生的殘缺不全的幀），則丟棄該包，如果大于64 Bytes，則發(fā)送該包。該方式的數(shù)據(jù)處理速度比存儲轉(zhuǎn)發(fā)方式快，但比直通式慢。 167.2數(shù)據(jù)鏈路層設(shè)備 7.2.2 交換機(jī) 4交換機(jī)的主要技術(shù)指標(biāo)交換機(jī)的主要技術(shù)指標(biāo) （1）交換方式）交換方式 是指交換機(jī)傳輸數(shù)據(jù)的方式，是指交換機(jī)傳輸數(shù)據(jù)的方式，

12、比如主流的交換方式就是存儲轉(zhuǎn)發(fā)(Store and Forward)，該方式是交換機(jī)在接收到全部數(shù)據(jù)包后再轉(zhuǎn)發(fā)。 （2）包轉(zhuǎn)發(fā)率）包轉(zhuǎn)發(fā)率 是指交換機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包的速度，單位一般為是指交換機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包的速度，單位一般為pps(包每秒包每秒)，一般交換機(jī)的包轉(zhuǎn)發(fā)率在幾十kpps到幾百kpps不等，包轉(zhuǎn)發(fā)率越大網(wǎng)速越快。全雙工與半雙工以及端口不同傳輸速率的包轉(zhuǎn)發(fā)率都是不同的。177.2數(shù)據(jù)鏈路層設(shè)備 7.2.2 交換機(jī) （3）背板帶寬）背板帶寬 是指交換機(jī)接口處理器和數(shù)據(jù)總線之間所能吞吐的最是指交換機(jī)接口處理器和數(shù)據(jù)總線之間所能吞吐的最大數(shù)據(jù)量，背板帶寬越寬越好，大數(shù)據(jù)量，背板帶寬越寬越好，它是衡量

13、交換機(jī)數(shù)據(jù)處理能力的關(guān)鍵指標(biāo)之一。目前，一般5口和8口桌面交換機(jī)的背板帶寬在1Gbps3.2Gbps之間，專業(yè)交換機(jī)的背板帶寬更高，比如一般的千兆交換機(jī)背板帶寬可以達(dá)到8.8Gbps。 （4）VLAN 全稱Virtual Local Area Network(虛擬局域網(wǎng))，通過交換機(jī)的VLAN功能可以將局域網(wǎng)設(shè)備從邏輯上劃分成一個個網(wǎng)段(或者說是更小的局域網(wǎng))，從而實現(xiàn)虛擬工作組的數(shù)據(jù)交換技術(shù)。通過VLAN還可以防止局域網(wǎng)產(chǎn)生廣播效應(yīng)，加強(qiáng)網(wǎng)段之間的管理和安全性。 187.2數(shù)據(jù)鏈路層設(shè)備 7.2.2 交換機(jī) （5）堆疊）堆疊 是指通過專用的連接電纜將兩臺或多臺交換機(jī)相互連接起來，比如要連接兩

14、臺交換機(jī)，可以從一臺堆疊交換機(jī)的UP堆疊端口直接連接到另一臺堆疊交換機(jī)的DOWN堆疊端口，以實現(xiàn)單臺交換機(jī)端口數(shù)的擴(kuò)充。197.2數(shù)據(jù)鏈路層設(shè)備 7.2.2 交換機(jī) 5交換機(jī)的分類交換機(jī)的分類 目前，市場上可供選擇的交換機(jī)種類比較多，按端口可以分為5口、8口、16口以及24口等交換機(jī)；按端口的傳輸速率可以分為10Mbps交換機(jī)、 100Mbps交換機(jī)、10Mbps/100Mbps自適應(yīng)交換機(jī)、10Mbps/100Mbps/1000Mbps自適應(yīng)交換機(jī)以及1000Mbps交換機(jī)；按照最廣泛的普通分類方法，局域網(wǎng)交換機(jī)可以分為工作組交換機(jī)、部門能交換機(jī)和企業(yè)能交換三類。 207.2數(shù)據(jù)鏈路層設(shè)備

15、7.2.3網(wǎng)橋 網(wǎng)橋工作在數(shù)據(jù)鏈路層，將兩個局域網(wǎng)（網(wǎng)橋工作在數(shù)據(jù)鏈路層，將兩個局域網(wǎng)（LAN）連起來，根據(jù)連起來，根據(jù)MAC地址（物理地址）來轉(zhuǎn)發(fā)幀，地址（物理地址）來轉(zhuǎn)發(fā)幀，可以看作一個可以看作一個“低層的路由器低層的路由器”（路由器工作在網(wǎng)絡(luò)層，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)地址如IP地址進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)）。它可以有效地聯(lián)接兩個LAN，使本地通信限制在本網(wǎng)段內(nèi)，并轉(zhuǎn)發(fā)相應(yīng)的信號至另一網(wǎng)段，網(wǎng)橋通網(wǎng)橋通常用于聯(lián)接數(shù)量不多的、同一類型的網(wǎng)段。常用于聯(lián)接數(shù)量不多的、同一類型的網(wǎng)段。217.2數(shù)據(jù)鏈路層設(shè)備 7.2.3網(wǎng)橋 1網(wǎng)橋的工作原理 如圖7-10所示，網(wǎng)橋的端口1與網(wǎng)段A相連，端口2與網(wǎng)段B相連。網(wǎng)橋從端口接收到網(wǎng)段

16、傳送的各種幀，每當(dāng)收到一個幀時，就先放在其緩沖區(qū)中。若此幀未出現(xiàn)差錯，且欲發(fā)往目的站地址屬于另一個網(wǎng)段，則通過查找站表，將收到的幀送往對應(yīng)的端口轉(zhuǎn)發(fā)出去，否則就丟棄此幀。僅在同一網(wǎng)段中通信的幀，不會被網(wǎng)橋轉(zhuǎn)發(fā)到另一個網(wǎng)段去。227.2數(shù)據(jù)鏈路層設(shè)備 7.2.3網(wǎng)橋圖7-10 網(wǎng)橋的工作原理237.2數(shù)據(jù)鏈路層設(shè)備 7.2.3網(wǎng)橋 2網(wǎng)橋的分類 網(wǎng)橋通常有透明網(wǎng)橋和源路由選擇網(wǎng)橋兩大類。 透明網(wǎng)橋透明網(wǎng)橋 簡單的講，使用這種網(wǎng)橋，不需要改動硬件和軟件，無需設(shè)置地址開關(guān)，無需裝入路由表或參數(shù)。只須插入電纜就可以，現(xiàn)有LAN的運(yùn)行完全不受網(wǎng)橋的任何影響。247.2數(shù)據(jù)鏈路層設(shè)備 7.2.3網(wǎng)橋 源路由選擇網(wǎng)橋源路由選擇網(wǎng)橋 源路由選擇的核心思想是假定每個幀的發(fā)送者都知道接收者是否在同一局域網(wǎng)（LAN）上。當(dāng)發(fā)送一幀到另外的網(wǎng)段時，源機(jī)器將目的地址的高位設(shè)置成1作為標(biāo)記。另外，它還在幀頭加進(jìn)此幀應(yīng)走的實際路徑。 另外，根據(jù)網(wǎng)橋在網(wǎng)絡(luò)中所處位置的不同另外，根據(jù)網(wǎng)橋在網(wǎng)絡(luò)中所處位置的不同又可分為內(nèi)橋、外橋和遠(yuǎn)程橋。又可分為內(nèi)橋、外橋和遠(yuǎn)程橋。257.2數(shù)據(jù)鏈路層設(shè)備作業(yè)： 7-2-1選擇題 1）網(wǎng)卡是計算機(jī)與（）相連的設(shè)備。 A.接口 B.傳輸介質(zhì) C.計算機(jī) D.以上都不對