第4章 局域網(wǎng)技術教材

第四章局域網(wǎng)常用傳輸介質(zhì)和互聯(lián)設備要求：1、掌握雙絞線及雙絞線以太網(wǎng)的名稱、種類及特點

2.掌握同軸電纜以太網(wǎng)

3、了解光纖

知識點：傳輸介質(zhì)

網(wǎng)絡互聯(lián)設備及其在網(wǎng)絡體系結構中的層次重點及難點：

沖突域與廣播域、廣播風暴產(chǎn)生的原因

集線器（中繼器）、交換機（網(wǎng)橋）、路由器

之間的區(qū)別廣1局域網(wǎng)中的雙絞線1.）什么是雙絞線2）雙絞線的線序3）雙絞線連接線的類型及其制作4）雙絞線局域網(wǎng)

一、局域網(wǎng)常用網(wǎng)絡介質(zhì)雙絞線的組成：兩個絕緣導線（不同顏色）相互纏繞。

多對雙絞線放在一個絕緣套管中。雙絞線的分類及其特點：

STP（5類STP），數(shù)據(jù)傳輸速率（

155Mpbs）

UTP（3類

、4類、5類UTP，超5類）

數(shù)據(jù)傳輸速率10~100Mbps

雙絞線連接器：連接器（俗稱水晶頭，RJ-45接頭）1）雙絞線T568A

綠白綠橙白藍藍白橙棕白棕）T568B

橙白橙綠白藍藍白綠棕白棕）10Base-T和100Base-T

只使用RJ45的1,2,（發(fā)送）3,6（接收）引腳，2）雙絞線的線序標準1.剝線2.理線3.插線4.壓線5.制作另一端水晶頭6.測試電纜雙絞線制作3）雙絞線連接線的制作過程按兩端連接器使用的線序劃分：平行線（直連線），兩端均采用同一種線序標準。交叉線（級連線），一端T568A，一端T568B。問題：什么場合用平行線，什么場合用交叉線？規(guī)則：相同設備用交叉線；不同設備用平行線內(nèi)部原理：端口類型：MDIX（內(nèi)交叉）和MDI（外交叉）規(guī)則：同種類型的接口使用交叉線；

不同種類的接口使用平行線

主機NIC和路由器的端口類型======》MDI

交換機和集線器的端口類型======》MDIX注意：交換機的Uplink端口（MDI）與交換機普通端口（MDIX）相連稱之為級聯(lián)使用平行線4）雙絞線連接線的類型及其使用1）傳輸速率2）電纜中雙絞線對的扭繞5類UTP中線對的扭繞度要比3類UTP密，超5類比5類密3）不同種類雙絞線以太網(wǎng)使用的雙絞線數(shù)量傳統(tǒng)以太網(wǎng)：10Base-T只使用2對快速以太網(wǎng)：100Base-TX，100Base-T2，100Base-T4

其中：100Base-T4使用全部4對

另外兩個標準100Base-TX和100Base-T2使用2對。最流行的快速以太網(wǎng)為100Base-TX4）查看說明信息、彎曲性、韌性、阻燃性5.）雙絞線的識別和選擇雙絞線以太網(wǎng)

：

指該以太網(wǎng)的物理層使用多根絕緣銅線電纜成對雙絞來傳送。

除雙絞線以太網(wǎng)之外，其他以太網(wǎng)包括同軸電纜或者光纖以太網(wǎng)。雙絞線以太網(wǎng)標準：有許多種不同的標準適用于這種基于銅線的物理媒介。

最廣泛使用的:10BASE-T標準以太網(wǎng)，數(shù)據(jù)傳輸速率10Mbps100BASE-TX快速以太網(wǎng)，數(shù)據(jù)傳輸速率100Mbps，

(100BASE-T2,100BASE-T4)

1000BASE-T

千兆以太網(wǎng)（

吉比特以太網(wǎng)）,

數(shù)據(jù)傳輸

速率1000

Mbps=1

Gbps)。注意：

數(shù)字指的是每秒最大理論傳送兆數(shù)。

BASE是英文baseband的縮寫。

T

代表雙絞線纜。6）雙絞線局域網(wǎng)80年代后期出現(xiàn)了10BaseT。10BaseT又稱標準以太網(wǎng)，是一種傳輸介質(zhì)采用非屏蔽雙絞線（UTP）的星型拓撲網(wǎng)絡結構的局域網(wǎng)。雙絞線以太網(wǎng)的網(wǎng)絡拓撲結構：采用星型拓撲結構的布線10BaseT的傳輸速率為10Mbps，站點到集線器（HUB）的最大距離為100米。10BaseT將所有的網(wǎng)絡操作都集中到HUB中，以取代單一的收發(fā)器。每個結點都裝有一塊帶RJ-45接口的網(wǎng)卡，通過一根8芯的UTP連接到HUB，連接插頭為RJ-45插頭，如圖4-6-2所示。雙絞線的靈活性以及RJ-45插頭的易用性，使得10BaseT成為IEEE802.3中最易于安裝和改裝的局域網(wǎng)。標準以太網(wǎng)10baseT100Base-TX100Base-T2100Base-T4數(shù)據(jù)傳輸速率：100Mbps網(wǎng)絡拓撲結構：星型網(wǎng)絡互聯(lián)設備：hub集線器傳輸介質(zhì)：雙絞線。參見前面雙絞線的選擇一節(jié)快速以太網(wǎng)同軸電纜適用的網(wǎng)絡拓撲結構：

主要用于總線型網(wǎng)絡拓撲的布線2、局域網(wǎng)中的同軸電纜同軸電纜的組成同軸電纜結構圖同軸電纜實例同軸電纜按阻抗可分為：

75Ω同軸電纜：即CATV電纜。帶寬（300~400MHz），適于傳輸模擬信號，傳輸距離可達幾十公里。50Ω同軸電纜：僅用戶傳輸數(shù)字信號，傳輸距離可達幾公里。

50Ω同軸電纜可分為：

細纜

RG-58（用于10Base2）

粗纜

RG-11(用于10Base5）。同軸電纜的類型粗纜細纜同軸電纜的連接粗纜收發(fā)器粗纜連接細同軸

--50Ω，D=1.02cm，10Mbps--185m、4中繼、5段（925m）

--優(yōu)缺點：價格低

安裝不便（T型連接器、BNC接頭、Terminator）抗干擾能力強距離短可靠性差（細纜的斷點較多,影響網(wǎng)絡系統(tǒng)的可靠性）

·粗同軸

--50Ω，D=2.54cm，10Mbps--500m、4中繼、5段（2500m）

--優(yōu)缺點：價格稍高

安裝不便（收發(fā)器、收發(fā)器電纜、Terminator）抗干擾能力強距離中等可靠性好同軸電纜的特點IEEE802.3細纜標準：10Base2（細纜以太網(wǎng)）IEEE802.3粗纜標準：10Base5（粗纜以太網(wǎng)）采用同軸電纜的以太網(wǎng)標準粗纜以太網(wǎng)可分為幾個網(wǎng)段？答：“5-4-3”原則：IEEE802.3規(guī)定，最多使用4個轉發(fā)器連接5個網(wǎng)段，其中只有3個網(wǎng)段可以連接結點，其余的網(wǎng)段僅用作加長距離。

此外，粗纜以太網(wǎng)中，相鄰收發(fā)器間的最小距離為2.5米，每段最多支持100個結點。

因此，10Base5網(wǎng)絡的最大長度為2.5公里，網(wǎng)絡結點最多為300個10base5粗纜以太網(wǎng)粗纜以太網(wǎng)的物理連接器包括：

粗同軸電纜（RG-11）、

網(wǎng)卡（NICwithAUI帶AUI接口）、

收發(fā)器（Transceiver）

收發(fā)器電纜（AUI電纜）

終結器(50Ω)。10base5粗纜以太網(wǎng)的連接器AUI接口細纜以太網(wǎng)的連接部件包括：

網(wǎng)卡（帶BNC頭）、

細同軸電纜

BNC-T型連接器（T頭）。在這種組網(wǎng)技術中，收發(fā)器電路被集成到網(wǎng)卡中，收發(fā)器接頭也被BNC-T型連接器取代，從而可以將站點直接連接到電纜上，取消了收發(fā)器電纜。除了遵循“5-4-3”原則外，10Base2還規(guī)定：

兩個相鄰BNC-T型接頭之間的最小距離為0.5米，每段最多支持30個結點。

因此，10Base2網(wǎng)絡的最大長度為925米，網(wǎng)絡結點最多為90個。10base2細纜以太網(wǎng)10base2細纜以太網(wǎng)連接器細纜T頭細纜BNC頭帶BNC接口網(wǎng)卡BNC-T型連接器終結器Terminator使用光纖的網(wǎng)絡：FDDI光纖分布式數(shù)據(jù)接口速率100Mbps

千兆以太網(wǎng)WAN廣域網(wǎng)1.光纖的種類

多模光纖，單模光纖

光纜:由多根光纖組成的線纜。2.光纖通訊的特點頻帶寬；信號衰減小；傳輸距離長；抗干擾；3.光纖在計算機網(wǎng)絡中的應用3.局域網(wǎng)中的光纖電磁波通常以頻率、波長或光子能量，這三種物理量之中的任意一種物理量來描述。波長與頻率成反比，波長越長，頻率越低；

反之，頻率越高，波長越短，其乘積是一個常數(shù)即光速

。電磁波譜頻率從低到高排列為：

無線電波、微波、紅外線、可見光、紫外線、X射線和伽馬射線。

頻率范圍傳輸速率1.無線電波10~300MHz2~6Mbps2.微波4~6GHz,21~23GHz1~10Mbps3.紅外線＞300GHz單向16Mbps，多向＜1Mbps4.無線傳輸介質(zhì)1.網(wǎng)卡NIC2.中繼器、集線器hub3.網(wǎng)橋Bridge、交換機Switch4.路由器Router二、局域網(wǎng)常用網(wǎng)絡互聯(lián)設備21-3月-24241

網(wǎng)絡接口卡NIC網(wǎng)絡接口卡（網(wǎng)卡）是連接主機與網(wǎng)絡的基本設備每臺主機都應配置一個或多個網(wǎng)卡每個網(wǎng)卡都有一個或多個網(wǎng)絡接口不能獨立工作，必須依賴于宿主主機連接不同的局域網(wǎng)需要使用不同的網(wǎng)卡以太網(wǎng)卡令牌環(huán)網(wǎng)卡FDDI網(wǎng)卡ATM網(wǎng)卡21-3月-2425網(wǎng)卡的功能數(shù)據(jù)緩存匹配主機數(shù)據(jù)處理速率與網(wǎng)絡的傳輸速率封裝/解封裝加上控制字段→以幀為單位進行傳輸→卸下控制字段介質(zhì)訪問控制CSMA/CD、TokenPassing串/并轉換將主機的并行數(shù)據(jù)轉換成串行位流數(shù)據(jù)編碼/解碼轉換為適合網(wǎng)絡介質(zhì)傳輸?shù)男盘栃问綌?shù)據(jù)發(fā)送/接收21-3月-2426網(wǎng)卡的結構發(fā)送/接收部件——負責信號的發(fā)送、接收載波檢測部件——檢測介質(zhì)上有否信號發(fā)送/接收控制部件及數(shù)據(jù)緩沖區(qū)編碼/解碼器——將數(shù)據(jù)編碼轉換為傳輸信號或反之LAN管理部件主機總線接口部件計算機總線通信線路21-3月-2427

網(wǎng)卡地址：即網(wǎng)卡的物理地址（MAC地址），固化在網(wǎng)卡硬件中（有些網(wǎng)卡可由用戶修改）配置參數(shù)（跳線設置/軟件設置/PnP）

?中斷請求號IRQ（一般為3）

?I/O基地址I/OBase（一般為300H）

?存儲器基地址MemoryBase(一般為0C000H)

?全雙工/半雙工

?傳輸速率（僅10/100Mb/s雙速網(wǎng)卡可選）網(wǎng)卡的配置參數(shù)21-3月-2428

并行處理：發(fā)送/接收和數(shù)據(jù)處理同步進行全雙工：需集線器/交換機的支持，采用UTP和光纖突發(fā)傳輸方式（每次傳送更多的幀）：LAN誤碼率很低智能網(wǎng)卡（讓網(wǎng)卡承擔更多的傳輸任務）

IEEE802.1p：賦予數(shù)據(jù)包以優(yōu)先級（需要OS的支持）提高與主機的傳輸速度：DMA傳送、PCI總線提高網(wǎng)卡性能的技術21-3月-2429網(wǎng)卡的選用考慮的因素包括：

LAN的類型：Ethernet、TokenRing、ATM、FDDILAN的速度：10M/100M/1000M、4M/16M、25M/155M

網(wǎng)絡接口類型：AUI/BNC、RJ-45、SC/ST/MT-RJ

主機總線類型：ISA、EISA、PCI、USB、PCMCIA

應用場合：服務器、工作站、筆記本其他附加功能：PnP、防病毒、遠程喚醒、鏈路聚合等21-3月-2430以太網(wǎng)卡的類型分類速度接口類型介質(zhì)傳輸速度10Mb/sBNC、AUI、RJ-45同軸電纜、雙絞線100Mb/sRJ-45雙絞線1Gb/sRJ-45、ST、SC、MT-RJ雙絞線、多模/單模光纖10Gb/sST、SC、MT-RJ、LC多模/單模光纖總線接口ISA、PCI、PCI-E、miniPCI、miniPCI-E、PCMCIA、USB、并行接口技術體系LAN、WLAN、Bluetooth、紅外協(xié)議體系Ethernet、TokenRing、FDDI、ATM不同網(wǎng)絡使用不同的通信協(xié)議，網(wǎng)間通信必須有中間設備進行協(xié)議轉換。這種轉換可以由軟件完成，也可由硬件完成—速度快。網(wǎng)絡互聯(lián)設備：完成協(xié)議轉換的設備常見的網(wǎng)絡互聯(lián)設備：

中繼器、集線器、網(wǎng)橋、交換機、路由器等網(wǎng)絡互聯(lián)設備早期的網(wǎng)絡設備同軸電纜—中繼器非屏蔽雙絞線UTP---集線器Hub隨著網(wǎng)絡規(guī)模和應用范圍的不斷擴展，出現(xiàn)了網(wǎng)橋bridge、交換機switch,路由器router等21-3月-2432交換機交換機防火墻防火墻交換機主機主機路由器交換機因特網(wǎng)集線器企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)外部訪問子網(wǎng)因特網(wǎng)21-3月-2434網(wǎng)絡設備在OSI體系中的位置網(wǎng)絡設備的功能層次OSI層次地址類型設備傳輸層及以上應用程序進程地址（端口）網(wǎng)關（協(xié)議轉換器）網(wǎng)絡層網(wǎng)絡地址（IP地址）路由器（三層交換機）數(shù)據(jù)鏈路層物理地址（MAC地址）網(wǎng)橋、交換機（網(wǎng)卡）物理層無中繼器、集線器、（網(wǎng)卡）沖突域：由網(wǎng)絡連接起來的這樣一組計算機的集合，當其中任意兩臺計算機同時發(fā)送數(shù)據(jù)時，所發(fā)送的數(shù)據(jù)就會產(chǎn)生沖突。廣播域：由網(wǎng)絡連接起來的這樣一組計算機的集合，當其中任意一臺計算機發(fā)送了一個廣播幀，那么該廣播幀就會被域中的所有其他計算機接收。關系：一個沖突域一定是一個廣播域，反之則不然。沖突域?qū)儆谖锢韺拥母拍?，廣播域?qū)儆阪溌穼拥母拍?，廣播幀是由特定的MAC地址來定義的。沖突域和廣播域什么是廣播？一個數(shù)據(jù)幀或包被傳輸?shù)奖镜鼐W(wǎng)段(由廣播域定義)上的每個節(jié)點就是廣播；什么是廣播風暴？使用廣播的方法，在本網(wǎng)段內(nèi)大量復制、傳播數(shù)據(jù)幀，從而導致網(wǎng)絡性能下降，甚至網(wǎng)絡癱瘓，這就是廣播風暴。具體的說，廣播風暴是指數(shù)據(jù)幀頭中無TTL的結構，使得數(shù)據(jù)幀始終有效，而在本網(wǎng)段中形成環(huán)路。由于廣播沒有特定目標地址，所以hub/swtich會永遠轉發(fā)下去。廣播風暴形成的原因網(wǎng)絡設備原因；網(wǎng)卡損壞；網(wǎng)絡環(huán)路；網(wǎng)絡病毒；黑客軟件的使用什么是廣播風暴21-3月-2437網(wǎng)絡分段示意HUBHUB廣播域獨立的沖突域獨立的沖突域網(wǎng)橋或網(wǎng)絡交換機交換機只能分隔沖突域，但不能分隔廣播域HUB沖突域/廣播域網(wǎng)段2網(wǎng)段1總帶寬:BW×2結點帶寬:BW/4總帶寬:BW結點帶寬:BW/821-3月-2438共享信道LAN的缺點沖突域中的多個站點同時發(fā)送會造成沖突；網(wǎng)絡中站點越多，沖突現(xiàn)象越嚴重；具有n個站點的總帶寬B的共享網(wǎng)絡，每個站點的平均擁有帶寬為B/n。解決的方法提高網(wǎng)絡傳輸速度——沒有從根本上解決問題網(wǎng)絡分段（微網(wǎng)段化）減少每個網(wǎng)段中站點的數(shù)量,使沖突的概率減小實現(xiàn)網(wǎng)絡分段的設備：網(wǎng)橋、交換機、路由器21-3月-24391、中繼器概述工作在物理層功能：信號整形和放大，在網(wǎng)段之間復制比特流特點：不進行存儲——信號延遲小不檢查錯誤——會擴散錯誤不對信息進行任何過濾可進行介質(zhì)轉換——如UTP轉換為光纖用中繼器連接的多個網(wǎng)段是一個沖突域

只能用來連接具有相同物理層協(xié)議的局域網(wǎng)應用注意事項：嚴格來說中繼器不是網(wǎng)絡互聯(lián)設備（不具備協(xié)議轉換功能）不能構成環(huán)、應遵守以太網(wǎng)的3-4-5規(guī)則21-3月-2440中繼器（集線器）的概念結構由于信號在線路上的傳輸過程中不可避免地存在著損耗，信號功率會逐漸衰減，衰減到一定程度時將造成信號失真，導致接收錯誤。中繼器完成物理線路的連接，對衰減的信號進行放大、整形、再生，保持與原數(shù)據(jù)相同。與放大器的不同點：

放大器：不管信號有用無用，一律放大；

中繼器：可重生有用信號。

為什么要使用中繼器？中繼器工作原理圖2集線器HUB集線器利用集線器連接的網(wǎng)絡集線器：是一個多端口的中繼器和共享帶寬的設備，

它工作在OSI模型的物理層。集線器的主要功能：1）在網(wǎng)段之間復制比特流，并對接收的信號進行放大、整形、再生，以擴大網(wǎng)絡的傳輸距離；（中繼器的功能）2）可改變網(wǎng)絡物理拓撲形式。集線器把所有節(jié)點集中在以它為中心的節(jié)點上，形成星型拓撲結構。即由總線型連接變?yōu)樾切瓦B接。（集線器的特點）?？烧J為集線器是將總線重疊到集線器線路板當中的集中連接設備。3）集線器以廣播方式發(fā)送數(shù)據(jù)特別注意：集線器的所有端口都共享帶寬。

而交換機的端口則獨享帶寬。集線器概述（HUB）集線器的工作原理共享帶寬集線器內(nèi)部只有一個共同的通道，上、下行數(shù)據(jù)都必須通過這個共享通道發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。

廣播式數(shù)據(jù)發(fā)送方式：當它要向某節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)時，不是直接把數(shù)據(jù)發(fā)送到目的節(jié)點，而是把數(shù)據(jù)包發(fā)送到與集線器相連的所有節(jié)點。特點：所有數(shù)據(jù)包同時向網(wǎng)絡中所有節(jié)點發(fā)送。由于集線器共享帶寬的工作方式，容易造成網(wǎng)絡堵塞，降低了網(wǎng)絡的工作效率。廣播式發(fā)送數(shù)據(jù)方式1）所有主機共享帶寬2）無法限制沖突和廣播。

廣播方式易造成網(wǎng)絡廣播風暴。3）適用于小型網(wǎng)絡用集線器構建的網(wǎng)絡的特點21-3月-2448例：用集線器搭建簡單的網(wǎng)絡以1臺服務器，3臺PC機為例：一臺HUB4塊UTP接口的網(wǎng)卡4臺PC機8個RJ45接頭（水晶頭）若干米UTP雙絞線

NICHUBUTPPC機服務器集線器的分類

一、按端口數(shù)量分類

目前主流集線器主要有8口、16口和24口等。但也有少數(shù)品牌提供非標準端口數(shù)。

如4口和12口的，還有5口、9口、18口。二、按傳輸速率分類

傳統(tǒng)集線器10Mbps

快速以太網(wǎng)集線器100Mbps10/100Mbps自適應型：傳輸速度自適應內(nèi)部有兩個網(wǎng)段：10M和100M，集線器根據(jù)連接速度將主機連接到不同網(wǎng)段上。網(wǎng)段之間用交換方式連接。保護投資，便于升級三、按照配置形式1、獨立式（standAlone）固定端口配置，擴充時用級連的方法。2、模塊化集線器（Module）又稱機箱式，由一臺帶有底板、電源的機箱和若干塊多端口的接口卡（線卡）組成?？伸`活按需配置，通過插入不同的插卡滿足需求（如插入交換卡、路由卡、加密卡等）。3、堆疊式固定配置，用堆疊方法進行擴充——堆疊連接在一起的HUB在邏輯相當于一臺單獨的HUB，可統(tǒng)一管理。四、按照管理方式分類1、切換式集線器

2、共享式集線器

3、可堆疊共享式集線器

五、按是否可進行網(wǎng)絡管理分類1.非智能型（不可管理、普通型）集線器不能用網(wǎng)管軟件進行管理的集線器。小型網(wǎng)絡為降低成本，一般使用普通集線器。2.智能型（可管理）型集線器允許用網(wǎng)管軟件對其進行管理的集線器，它內(nèi)部包含有CPU等智能控制部件。在需要進行網(wǎng)絡管理的中大型網(wǎng)絡系統(tǒng)中，一般都要求使用智能集線器（后面將要介紹的網(wǎng)絡交換機也需要是智能化的）。1.?RJ-45端口可用于連接RJ-45接頭，適用于由雙絞線構建的網(wǎng)絡。這種端口是最常見的，一般來說以太網(wǎng)集線器都提供這種端口。我們平常所講的多少口集線器，就是指的具有多少個RJ-45端口，如圖所示。

集線器常見端口2.BNC端口

BNC端口就是用于與細同軸電纜連接的接口，它一般是通過BNCT型接頭進行連接的。圖所示是一個集線器BNC端口通過BNCT型接頭連接的示意圖。

3.?AUI端口

AUI(附件端口)可用于連接粗同軸電纜的AUI接頭。

這種端口用于與粗同軸電纜網(wǎng)絡的連接，它的示意圖如圖所示。目前帶有這種端口的集線器比較少，主要應用在一些骨干級集線器中。4.?Uplink端口也叫級聯(lián)口，有時也標明為“MDI”接口，主要用來與其他HUB級聯(lián)，以增加網(wǎng)絡中集線器的接口數(shù)，在網(wǎng)絡連接中Uplink端口主要與集線器的RJ-45端口連接，如圖22所示。在某些集線器中，Uplink端口與第一個RJ-45端口共用一個芯片，也就是說在使用中使用了Uplink端口，第一個RJ-45端口就不能使用了，反之亦然。5.集線器堆疊端口用來連接兩個可堆疊集線器的特殊端口，只有可堆棧集線器才具備。一般來說，一個可堆疊集線器中同時具有兩個外觀類似的端口：一個標注為“UP”，另一個標注為“DOWN”。在連接時用電纜從一個集線器的UP端口連接到另一個可堆疊集線器的DOWN端口上，UP稱為“母”頭，所以連接線端就必須為“公”頭了，不過這種連接線是購買可堆疊集線器時廠家提供的。圖23所示為堆疊端口示意圖。堆疊：將幾個集線器的電纜通過堆疊端口連接起來。目的：實現(xiàn)單臺集線器端口數(shù)目的擴充。特點：不占用集線器原有的普通端口。堆疊后所有的集線器從拓撲結構上可視為一個集線器。堆疊和級聯(lián)

Cisco可堆疊集線器的堆疊連接示意圖3Com可堆疊集線器的堆疊連接示意圖級聯(lián)：將幾個集線器通過普通或特定的端口（Uplink)連接起來特點：有上下級關系，下級集線器共享上級的帶寬。級聯(lián)

使用普通端口級聯(lián)使用Uplink端口級聯(lián)網(wǎng)橋：工作在OSI模型的第二層數(shù)據(jù)鏈路層，用于連接兩個（同種類型或不同類型）局域網(wǎng)的存儲轉發(fā)設備。作用：用于隔離不同的網(wǎng)段，以減少局域網(wǎng)內(nèi)的通信量，提高網(wǎng)絡性能。

特點：能連接不同傳輸介質(zhì)和介質(zhì)訪問協(xié)議的網(wǎng)絡。（但不能連接在數(shù)據(jù)鏈路層以上使用不同協(xié)議的網(wǎng)絡）3、網(wǎng)橋Bridge21-3月-2461網(wǎng)橋（交換機）的概念結構網(wǎng)段2網(wǎng)段1應用層傳輸層網(wǎng)絡層數(shù)據(jù)鏈路層物理層應用層傳輸層數(shù)據(jù)鏈路層物理層PHYDL網(wǎng)橋主機2主機1PHY網(wǎng)絡層1.網(wǎng)橋可實現(xiàn)不同結構、不同類型局域網(wǎng)絡的互聯(lián)。

中繼器只能實現(xiàn)同類局域網(wǎng)的互聯(lián)。2.網(wǎng)橋可互聯(lián)范圍較大的網(wǎng)絡

中繼器只能連接5個網(wǎng)段的以太網(wǎng)。3.網(wǎng)橋具有隔離錯誤信息、保證網(wǎng)絡安全的作用。

而中繼器只能作為數(shù)字信號的整形放大器。網(wǎng)橋與中繼器（HUB）的區(qū)別交換機概述：1.網(wǎng)絡交換機和網(wǎng)橋?qū)偻活愒O備，工作在數(shù)據(jù)鏈路層但網(wǎng)絡交換機的端口數(shù)多，并且交換速度快。在這個意義上，網(wǎng)絡交換機可看作是多端口的高速網(wǎng)橋。工作原理與網(wǎng)橋類似：學習源地址（構造轉發(fā)表）過濾本網(wǎng)段幀（隔離沖突域）轉發(fā)異網(wǎng)段幀（交換）廣播未知幀（尋找目的站點）2.主要功能：

增加傳輸帶寬。

降低網(wǎng)絡傳輸延遲，

選擇網(wǎng)絡傳輸線路。3、網(wǎng)絡交換機Switch21-3月-2464交換機的特點交換機通過內(nèi)部的交換矩陣把網(wǎng)絡劃分為多個網(wǎng)段——每個端口為一個沖突域；交換機能夠同時在多對端口間無沖突地交換幀。21-3月-2465例：交換網(wǎng)絡的帶寬若交換機每個端口帶寬為BW，則交換機構成的網(wǎng)絡網(wǎng)絡總帶寬＝(BW×n)/2～BW×nn＝8，BW=10Mb/s時，網(wǎng)絡總帶寬最高可達80Mb/s；若每個交換機端口只連接一臺計算機，則每臺計算機的可用帶寬為10Mb/s。比較：10Mb/s的8口集線器構成的網(wǎng)絡（連接了8臺計算機）網(wǎng)絡總帶寬仍為10Mb/s；網(wǎng)絡中每臺計算機的帶寬為1.25Mb/s。

21-3月-2466交換機的三種轉發(fā)方式存儲轉發(fā)（Storeandforward）整個幀完整接收后，對幀進行差錯檢驗，然后再進行轉發(fā)操作。優(yōu)點：進行差錯校驗，錯誤不會擴散到目的網(wǎng)段。缺點：延遲比較大。直通轉發(fā)（Cut-through）只要收到幀的前6個字節(jié)（目的MAC地址），就開始進行轉發(fā)操作。優(yōu)點：交換延遲小。缺點：無法進行差錯校驗，幀錯誤會擴散到目的網(wǎng)段。無碎片直通轉發(fā)（Fragmentfreecut-through）接收到一幀的前64字節(jié)后，再進行轉發(fā)操作。小于64字節(jié)的幀不轉發(fā)。小于64字節(jié)的幀一般是沖突造成的幀碎片（錯誤幀）優(yōu)點：交換速度較快，并且降低了錯誤幀轉發(fā)的概率缺點：長度大于64字節(jié)的錯誤幀仍會轉發(fā)，轉發(fā)延時大于直通轉發(fā)。21-3月-2467使用網(wǎng)絡交換機的好處及其應用場合分割沖突（碰撞）域——減少了沖突允許建立多個連接——提高了網(wǎng)絡總體帶寬減少了每個網(wǎng)段中的站點數(shù)——提高了站點平均擁有帶寬允許全雙工連接——提高帶寬、消除沖突能夠連接不同速度的網(wǎng)段網(wǎng)絡交換機的應用場合作為LAN核心主干連接設備，如網(wǎng)絡中心、數(shù)據(jù)中心等；網(wǎng)絡通信流量很大的應用場合，如圖像處理、視頻流等；對網(wǎng)絡響應速度要求比較高的場合。21-3月-2468以網(wǎng)橋/交換機為核心的網(wǎng)絡的特點每個網(wǎng)段獨享帶寬最佳可達到每臺主機獨享帶寬可以限制沖突，但不能限制廣播有可能產(chǎn)生廣播風暴適用于小型部門級網(wǎng)絡到大型園區(qū)網(wǎng)絡大型網(wǎng)絡中需解決廣播問題交換機的分類廣義上，網(wǎng)絡交換機局域網(wǎng)廣域網(wǎng)按傳輸介質(zhì)和傳輸速度分以太網(wǎng)交換機快速以太網(wǎng)交換機千兆以太網(wǎng)交換機FDDI交換機ATM交換機令牌環(huán)交換機按規(guī)模應用分企業(yè)級交換機部門級交換機工作組交換機交換機與集線器的區(qū)別1）從OSI體系結構來看

集線器屬于第一層物理層設備，而交換機屬于第二層數(shù)據(jù)鏈路層設備。

也就是說集線器只是對數(shù)據(jù)的傳輸起到同步、放大和整形的作用，對于數(shù)據(jù)傳輸中的短幀=碎片等無法進行有效的處理，不能保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐暾院驼_性；而交換機不但可以對數(shù)據(jù)的傳輸做到同步、放大和整形，而且可以過濾短幀、碎片等。2）交換機與集線器在帶寬上的區(qū)別不管交換機有多少個端口，每個端口都獨享帶寬。

集線器所有端口共享帶寬，以共享方式進行數(shù)據(jù)傳輸。交換機比網(wǎng)橋優(yōu)越的地方：交換速度快，可實現(xiàn)線速轉發(fā)；能解決網(wǎng)絡主干上的通信擁擠問題；端口密度高，一臺交換機可連接多個網(wǎng)段，降低了組網(wǎng)成本。交換機與網(wǎng)橋的區(qū)別21-3月-24724.路由器（Router）工作在OSI第三層（網(wǎng)絡層）。功能：異種網(wǎng)絡互聯(lián)、廣域網(wǎng)互聯(lián)在不同的網(wǎng)絡之間轉發(fā)網(wǎng)絡分組（存貯轉發(fā)）；為網(wǎng)絡分組尋找最佳傳輸路徑（路由選擇）；實現(xiàn)子網(wǎng)隔離，限制廣播風暴。目的地址無法識別時，路由器將其丟棄，而不是廣播。提供邏輯地址，以識別互聯(lián)網(wǎng)上的主機；提供廣域網(wǎng)服務。應用：

LAN互聯(lián)

把LAN連入廣域網(wǎng)或作為廣域網(wǎng)的核心連接設備21-3月-2473路由器的概念結構應用層傳輸層網(wǎng)絡層數(shù)據(jù)鏈路層物理層應用層傳輸層網(wǎng)絡層數(shù)據(jù)鏈路層物理層PHYDL互連網(wǎng)層路由器主機1主機2DLPHY子網(wǎng)1子網(wǎng)2用路由器進行網(wǎng)絡互聯(lián)的特點：用路由器連接起來的若干個網(wǎng)絡，它們?nèi)允歉髯元毩⒌?。要想從一個網(wǎng)絡訪問用路由器連接起來的另一個網(wǎng)絡中的站點，必須指定該站點的邏輯地址（IP地址），通過廣播是無法與之進行通信的。21-3月-2475用路由器進行網(wǎng)絡互聯(lián)HUB路由器沖突域2沖突域1路由器可以隔離沖突域和廣播域HUBHUB沖突域3廣播域2廣播域1當兩臺處于不同子網(wǎng)上的計算機需要通訊時，必須經(jīng)過路由器轉發(fā)，由路由器把分組通過互聯(lián)網(wǎng)沿著一條路徑從源端傳送的目的端。路由選擇就是通過路由選擇算法及其協(xié)議，確定從源端到目的端的數(shù)據(jù)轉發(fā)的最佳路徑路由選擇1.建立路由表2.路由器根據(jù)路由表提供的信息和數(shù)據(jù)包包頭所包含的目的網(wǎng)絡地址，將數(shù)據(jù)包轉發(fā)給下一跳的路由器。計算目的主機所在的網(wǎng)絡地址；用目的網(wǎng)絡地址查找路由表決定轉發(fā)路徑：如果目的網(wǎng)絡地址就是與輸入接口連接的網(wǎng)絡，則丟棄；如果目的網(wǎng)絡地址就是與輸出接口連接的網(wǎng)絡，則直接遞交；如果找到匹配項，則通過對應接口轉發(fā)出去；如果有默認路徑，則通過與默認路徑對應的接口轉發(fā)出去；未查到，丟棄該分組。通過從源端到目的端路徑上的各個路由器的逐級轉發(fā)，將數(shù)據(jù)包傳送到目的端。路由選擇的實現(xiàn)方法21-3月-2478路由表路由器如何確定最佳路由？——路由表（RoutingTable）路由表是保存到達其他網(wǎng)絡的路由信息的數(shù)據(jù)庫包含目的網(wǎng)絡地址（號）、傳輸路徑、傳輸開銷等根據(jù)目的網(wǎng)絡地址查找路由表并確定分組轉發(fā)路徑的過程稱為路由選擇（Routing）。路由表的信息隨網(wǎng)絡拓撲的變化而變化——建立、更新路由表的算法稱為路由算法（RoutingAlgorithm）：網(wǎng)絡中的每個路由器都會根據(jù)路由算法定時地或在網(wǎng)絡拓撲發(fā)生變化時更新其路由表；靜態(tài)路由：由網(wǎng)絡管理員預先手工設置路由信息；動態(tài)路由：由路由器在運行時動態(tài)地建立與更新。自動學習、記憶網(wǎng)絡的變化并根據(jù)路由算法重新計算路由的協(xié)議稱為路由選擇協(xié)議（RoutingProtocol）。21-3月-2479路由表的例子2.0ABNET：目的網(wǎng)絡（1=子網(wǎng)1.0；2=子網(wǎng)2.0，4=子網(wǎng)4.0INT：接口（輸出端口）路由器A有E0，S0端口；路由器B也有E0和S0端口Metric：步跳數(shù)網(wǎng)絡構成：A，B：路由器節(jié)點子網(wǎng)1.0，子網(wǎng)2.0，子網(wǎng)4.021-3月-2480路由表的基本內(nèi)容172.16.2.0172.16.1.0172.16.4.0AB路由器A的路由表.3.1.2.3目的網(wǎng)絡地址路徑（下一結點）路徑成本/開銷172.16.1.0直接交付0172.16.2.0直接交付0172.16.4.0172.16.2.21路徑：用下一路由器對應端口的IP地址來表示。路徑成本/開銷：用線路速度、距離或跨越的路由器的個數(shù)（步跳數(shù)）、成本、線路可靠性等表示。（大多數(shù)情況下用步跳數(shù)來表示）21-3月