計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備

1、3.1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu) 網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)提出的背景網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)提出的背景計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性、異質(zhì)性異質(zhì)性 不同的通信介質(zhì)不同的通信介質(zhì)有線、無線、有線、無線、 不同種類的設(shè)備不同種類的設(shè)備主機(jī)、路由器、交換機(jī)、復(fù)用設(shè)主機(jī)、路由器、交換機(jī)、復(fù)用設(shè)備、備、 不同的操作系統(tǒng)不同的操作系統(tǒng)Unix、Windows、 不同的軟不同的軟/硬件、接口和通信約定（協(xié)議）硬件、接口和通信約定（協(xié)議） 不同的應(yīng)用環(huán)境不同的應(yīng)用環(huán)境固定、移動(dòng)、固定、移動(dòng)、 不同種類業(yè)務(wù)不同種類業(yè)務(wù)分時(shí)、交互、實(shí)時(shí)、分時(shí)、交互、實(shí)時(shí)、 寶貴的投資和積累寶貴的投資和積累有形、無形、有形、無形、 用

2、戶業(yè)務(wù)的延續(xù)性用戶業(yè)務(wù)的延續(xù)性不允許出現(xiàn)大的跌宕起伏不允許出現(xiàn)大的跌宕起伏1. 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的定義計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的定義 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中也采用了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中也采用了分層分層方法。方法。把復(fù)把復(fù)雜的問題劃分為若干個(gè)較小的、單一的局部雜的問題劃分為若干個(gè)較小的、單一的局部問題，在不同層上予以解決。問題，在不同層上予以解決。 網(wǎng)絡(luò)的層次結(jié)構(gòu)方法要解決的問題：網(wǎng)絡(luò)的層次結(jié)構(gòu)方法要解決的問題： 網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該具有哪些層次？每一層的功能是什么？網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該具有哪些層次？每一層的功能是什么？（分層與功能分層與功能） 各層之間的關(guān)系是怎樣的？它們?nèi)绾芜M(jìn)行交互？各層之間的關(guān)系是怎樣的？它們?nèi)绾芜M(jìn)行交互？（服務(wù)與接口

3、服務(wù)與接口） 通信雙方的數(shù)據(jù)傳輸要遵循哪些規(guī)則？（通信雙方的數(shù)據(jù)傳輸要遵循哪些規(guī)則？（協(xié)議協(xié)議）1.31.3計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)化組織和通信標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)化組織和通信標(biāo)準(zhǔn)OSI七層參考模型應(yīng)用層應(yīng)用層Application表示層表示層Presentation會(huì)話層會(huì)話層session傳輸層傳輸層transport物理層物理層Physical數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層Data Link網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層Network7654321處理網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用處理網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用數(shù)據(jù)表示數(shù)據(jù)表示主機(jī)間通信主機(jī)間通信端到端的連接端到端的連接尋址和最短路徑尋址和最短路徑介質(zhì)訪問介質(zhì)訪問 接入接入二進(jìn)制傳輸二進(jìn)制傳輸OSI七層協(xié)議模式結(jié)構(gòu)?

4、 物理層中繼器、集線器、調(diào)制解調(diào)器、網(wǎng)卡數(shù)據(jù)鏈路層網(wǎng)橋、交換機(jī)網(wǎng)絡(luò)層路由器 應(yīng)用層網(wǎng)關(guān)、防火墻3.1 調(diào)制解調(diào)器 一.定義: 調(diào)制解調(diào)器（Modem）是一種使計(jì)算機(jī)的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)能夠利用現(xiàn)有的電話線路進(jìn)行傳輸?shù)脑O(shè)備。由于電話線路是目前用戶覆蓋率最高的通信網(wǎng)絡(luò)，所以利用它來連接計(jì)算機(jī)可以方便快捷地形成廣域Internet計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。 調(diào)制解調(diào)器是計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)撥號(hào)連接因特網(wǎng)的基本設(shè)備。 二.工作原理: Modem的基本功能就是將來自計(jì)算機(jī)的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)作為調(diào)制信號(hào)來調(diào)制特定的音頻載波，成為一定波特率（Baud）的模擬信號(hào)，再送到模擬電話線上通過電話網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行遠(yuǎn)程傳輸。而對(duì)于來自電話網(wǎng)的模擬數(shù)據(jù)信號(hào)，Modem

5、先將其解調(diào)還原為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào)后，再送到計(jì)算機(jī)主機(jī)進(jìn)行處理。 調(diào)制解調(diào)器 三.分類: 1.以連接方式區(qū)分:內(nèi)置調(diào)制解調(diào)器和外內(nèi)置調(diào)制解調(diào)器。 2.以帶寬區(qū)分：寬帶和窄帶。 調(diào)制解調(diào)器內(nèi)置調(diào)制解調(diào)器和外置調(diào)制解調(diào)器。寬帶和窄帶 按數(shù)據(jù)傳輸率的高低Modem分為14.4、28.8、33.6和56Kb/s等多種。 窄帶：指的是帶寬在56Kb/s以下的調(diào)制解調(diào)器。 寬帶：指的是帶寬高于在56Kb/s的調(diào)制解調(diào)器。名詞補(bǔ)充解釋：問題:什么是帶寬?帶寬：每秒傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量線路帶寬的單位為b/s(Bit per second 每秒傳輸位數(shù))內(nèi)置調(diào)制解調(diào)器和外置調(diào)制解調(diào)器 Modem可分為外置式和內(nèi)置式兩大類。外

6、置式Modem是一個(gè)獨(dú)立的設(shè)備，它有獨(dú)立的電源，在計(jì)算機(jī)外面通過串行接口（COM）與計(jì)算機(jī)相連。內(nèi)置式Modem是一個(gè)擴(kuò)展卡，將它插入計(jì)算機(jī)內(nèi)部的系統(tǒng)總線插槽，便與主機(jī)連接. 名詞補(bǔ)充解釋: 1.并行數(shù)據(jù)傳輸:傳輸中有多個(gè)數(shù)據(jù)位同時(shí)傳輸. 2.串行數(shù)據(jù)傳輸:數(shù)據(jù)傳輸中數(shù)據(jù)的每一位按順序依次傳輸. 問題：問題：內(nèi)置調(diào)制解調(diào)器和外置調(diào)制解調(diào)器誰內(nèi)置調(diào)制解調(diào)器和外置調(diào)制解調(diào)器誰性能更好？性能更好？內(nèi)置調(diào)制解調(diào)器和外置調(diào)制解調(diào)器比較 外置調(diào)制解調(diào)器在運(yùn)行時(shí)對(duì)CPU的資源占用率比內(nèi)置調(diào)制解調(diào)器要低，而且其兼容性要比內(nèi)置調(diào)制解調(diào)器好，安裝使用方便，因而得到了廣泛的使用。 一.定義: 網(wǎng)絡(luò)適配器也叫網(wǎng)絡(luò)接口

7、卡（Network Interface Card，縮寫為NIC），簡稱網(wǎng)卡，它是計(jì)算機(jī)與局域網(wǎng)的線路連接的關(guān)鍵部件。將它插入主板的擴(kuò)展插槽并安裝相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)程序，利用它提供的網(wǎng)絡(luò)線路接口，就可以實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)與局域網(wǎng)的連接和通訊。3. 網(wǎng)卡3. 網(wǎng)卡 二工作原理： 整理計(jì)算機(jī)上要發(fā)往網(wǎng)線上的數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)分解為適當(dāng)大小的數(shù)據(jù)包之后向網(wǎng)絡(luò)上發(fā)送出去。每塊網(wǎng)卡都有一個(gè)惟一的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)地址，它是網(wǎng)卡生產(chǎn)廠家在生產(chǎn)時(shí)燒入ROM中的，且保證惟一。3. 網(wǎng)卡 三分類： 以接頭種類區(qū)分： 以總線接口區(qū)分： 以帶寬區(qū)分：以接頭種類區(qū)分（圖例）網(wǎng)卡按照總線擴(kuò)展接口劃分 1.ISA接口網(wǎng)卡 2.PCI接口網(wǎng)卡 3.USB

8、接口網(wǎng)卡 4.PCMCIA接口網(wǎng)卡 ISA接口網(wǎng)卡 ISA是早期網(wǎng)卡使用的一種總線接口，ISA網(wǎng)卡種方式的網(wǎng)絡(luò)傳輸速率低，CPU資源占用大，其多為10M網(wǎng)卡. PCI接口網(wǎng)卡 P C I ( p e r i p h e r a l c o m p o n e n t interconnect)總線插槽仍是目前主板上最基本的接口。其基于32位數(shù)據(jù)總線，可擴(kuò)展為64位，它 的 工 作 頻 率 為33MHz/66MHz。數(shù)據(jù)傳輸率為每秒132MB(32*33MHz/8)。USB接口網(wǎng)卡 在目前的電腦上很難找到?jīng)]有USB接口(Universal Serial Bus，通用串行總線)的，USB總線分為U

9、SB2.0和USB1.1標(biāo)準(zhǔn)。USB1.1標(biāo)準(zhǔn)的傳輸速率的理論值是12Mbps，而USB2.0標(biāo)準(zhǔn)的傳 輸 速 率 可 以 高 達(dá)480Mbps，目前的USB有線網(wǎng)卡多為USB2.0標(biāo)準(zhǔn)的。 PCMCIA接口網(wǎng)卡 PCMCIA接口是筆記本電 腦 專 用 接 口 ，PCMCIA總線分為兩類，一類為16位的PCMCIA，另 一 類 為 3 2 位 的CardBus，CardBus網(wǎng)卡的最大吞吐量接近90Mbps，其是目前市售筆記本網(wǎng)卡的主流。 以帶寬區(qū)分 網(wǎng)卡按照傳輸速率（帶寬）劃分 10Mbps、10/100Mbps自適應(yīng)、千兆bps中繼器又叫轉(zhuǎn)發(fā)器，是兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)在物理層上的連接，用于連接具有相同

10、物理層協(xié)議的局域網(wǎng)，是局域網(wǎng)互連的最簡單的設(shè)備。 中繼器中繼器一定義中繼器中繼器 二工作原理：中繼器（中繼器（RepeaterRepeater）主要的功能就是將收到的信號(hào)重新）主要的功能就是將收到的信號(hào)重新整理，使其恢復(fù)原來的波形和強(qiáng)度，然后繼續(xù)傳送下去，如整理，使其恢復(fù)原來的波形和強(qiáng)度，然后繼續(xù)傳送下去，如此信號(hào)就可以傳得更遠(yuǎn)。也由于中繼器的功能極為簡單，因此信號(hào)就可以傳得更遠(yuǎn)。也由于中繼器的功能極為簡單，因此對(duì)應(yīng)到此對(duì)應(yīng)到OSIOSI模型里，中繼器是位于最底層物理層模型里，中繼器是位于最底層物理層（Physical LayerPhysical Layer）。）。中繼器是為了解決電纜長度問題

11、而用的它可以將傳送中繼器是為了解決電纜長度問題而用的它可以將傳送信號(hào)放大，從而使它在網(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)母h(yuǎn)先進(jìn)的中繼器通信號(hào)放大，從而使它在網(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)母h(yuǎn)先進(jìn)的中繼器通過放大和再生信號(hào)可以擴(kuò)展介質(zhì)的傳輸距離。過放大和再生信號(hào)可以擴(kuò)展介質(zhì)的傳輸距離。 。中繼器圖例 集線器又稱集中器，也就是俗稱的HUB。集線器是一種特殊的中繼器，而中繼的主要作用是對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行再生放大，以擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)的傳輸距離。是對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行集中管理的主要設(shè)備。在傳統(tǒng)的總線型網(wǎng)絡(luò)中如果使用了HUB，那么這個(gè)網(wǎng)絡(luò)就變成了混合型網(wǎng)絡(luò)。集線器有利于故障的檢測(cè)和提高網(wǎng)絡(luò)的可靠性。另外，集線器能自動(dòng)指示有故障的工作站，并切除其與網(wǎng)絡(luò)的通信。 集

12、線器集線器一定義集線器集線器 二功能 集線器是把來自不同的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的電纜集中配置于一體，它是多個(gè)網(wǎng)絡(luò)電纜的中間轉(zhuǎn)接設(shè)備集線器圖例集線器圖例有些集線器除了有些集線器除了RJ-45RJ-45插孔外，還會(huì)有插孔外，還會(huì)有BNCBNC接頭、接頭、AUIAUI接接頭或光纖接頭。頭或光纖接頭。三分類三分類獨(dú)立式HUB 這類集線器主要是為了克服總線結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)布線困難和易出故障的問題而引入，它是最早使用于局域網(wǎng)絡(luò)的集線器。它具有低價(jià)格、容易查找故障等特點(diǎn)，這類集線器適于小型網(wǎng)絡(luò)，一般支持824個(gè)工作站，可以利用串接方式連接多個(gè)可擴(kuò)充端口。疊加式HUB 它比獨(dú)立式集線器進(jìn)了一步，多個(gè)集線器通過一條高速鏈路

13、可以疊加起來。由48個(gè)集線器一個(gè)一個(gè)疊加起來，它僅支持一種局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，即要么支持以太網(wǎng)絡(luò)，要么支持令牌環(huán)，不能同時(shí)支持多種局域網(wǎng)，它適合于工作組網(wǎng)絡(luò)。這類集線器一般都有少量的容錯(cuò)能力和網(wǎng)絡(luò)管理功能，而且可以非常方便地實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)充。智能模塊化集線器智能模塊化集線器采用模塊化結(jié)構(gòu)，由機(jī)柜、電源、主干面板、插卡和管理模塊等組成。它利用高速主干線連起來，可插入Ethernet 、Token ring 、FDDI或ATM模塊，另外還有網(wǎng)管模塊、路由模塊等。集線器集線器3-3-5 網(wǎng)橋網(wǎng)橋3-3-7 第第2 層交換機(jī)層交換機(jī)第第2 2層交換機(jī)（層交換機(jī)（Layer 2 SwitchLayer 2 Swi

14、tch）屬于鏈路層）屬于鏈路層(Data Link (Data Link Layer)Layer)的設(shè)備，又稱為交換式集線器的設(shè)備，又稱為交換式集線器(Switch Hub)(Switch Hub)或多口網(wǎng)橋或多口網(wǎng)橋(Multi-port Bridge)(Multi-port Bridge)，因?yàn)樗瑫r(shí)具備了集線器和網(wǎng)橋的功能。，因?yàn)樗瑫r(shí)具備了集線器和網(wǎng)橋的功能。3-3-8 第第3 層交換機(jī)層交換機(jī) 第第3 3層交換機(jī)層交換機(jī)(Layer 3 Switch)(Layer 3 Switch)和路由器同在網(wǎng)絡(luò)層和路由器同在網(wǎng)絡(luò)層(Network Layer)(Network Layer)工作，

15、而且彼此關(guān)系密切。事實(shí)上，第工作，而且彼此關(guān)系密切。事實(shí)上，第3 3層交層交換機(jī)除了具有原本第換機(jī)除了具有原本第2 2層交換機(jī)的功能外，還能進(jìn)行路由工作。層交換機(jī)的功能外，還能進(jìn)行路由工作。3-3-6 路由器路由器路由器路由器(Router)(Router)是工作于是工作于OSIOSI模型中的網(wǎng)絡(luò)層模型中的網(wǎng)絡(luò)層(Ntework (Ntework Layer)Layer)。它最主要的功能，就是在不同的網(wǎng)絡(luò)間選擇一條最佳。它最主要的功能，就是在不同的網(wǎng)絡(luò)間選擇一條最佳的傳輸路徑。的傳輸路徑。路由器還有一項(xiàng)重要的功能：阻隔廣播信息包。路由器還有一項(xiàng)重要的功能：阻隔廣播信息包。網(wǎng)橋路由器提供了網(wǎng)橋和

16、路由器的綜合功能。網(wǎng)橋路由器提供了網(wǎng)橋和路由器的綜合功能。3-3-9 VLAN VLANVLAN（Virtual LAN,Virtual LAN,虛擬局域網(wǎng)）其實(shí)可以說是交換式技術(shù)的虛擬局域網(wǎng)）其實(shí)可以說是交換式技術(shù)的高級(jí)應(yīng)用。原本交換式技術(shù)只能提供兩個(gè)高級(jí)應(yīng)用。原本交換式技術(shù)只能提供兩個(gè)PortPort互傳數(shù)據(jù)互傳數(shù)據(jù)( (如前面所如前面所提到的例子提到的例子) )，但是，但是VLANVLAN將應(yīng)用范圍大幅地延展開來，不但增進(jìn)整將應(yīng)用范圍大幅地延展開來，不但增進(jìn)整體效益，更方便管理。簡單地說，體效益，更方便管理。簡單地說，VLANVLAN有兩個(gè)主要的功能：有兩個(gè)主要的功能：將交換機(jī)上的連接端口劃將交換機(jī)上的連接端口劃分成不同的組，因此當(dāng)廣播信分成不同的組，因此當(dāng)廣播信息包在傳送時(shí)，便只會(huì)在該連息包在傳送時(shí)，便只會(huì)在該連接端口所屬的組內(nèi)傳送，不同接端口所屬的組內(nèi)傳送，不同組的連接端口不會(huì)收這個(gè)信息組的連接端口不會(huì)收這個(gè)信息包，因此可以減少不必要的干包，因此可以減少不必要的干擾