,網絡互聯設備,主要內容,一、中繼器二、集線器三、網橋四、交換機五、路由器,主要介質傳輸距離,在IEEE802.3標準中，幾種主要介質傳輸距離設計規格如下表所示：介質標準標準距離雙絞線10BASET100米細同軸電纜10BASE2185米粗同軸電纜10BASE5500米光纖10BASEF2000米,1.中繼器（Repeater）擴展局域網,中繼器：是將兩個網段連接起來的設備或節點。轉發器又稱最簡單的中繼器設備（中繼器又稱轉發器）。工作在OSI的物理層。,中繼器,中繼器的作用,若局域網的跨越距離過長，使得信號會衰減，從而導致接收設備無法正確識別信號。此時，應加接中繼器，以加強信號，實現波形修整、放大、中繼轉發數據信息功能。作用：擴展網絡連接距離和擴充工作站數量的作用。像個加油站。,中繼器連接局域網中的不同網段，能夠連接不同類型的介質，例如連接細以太網和粗以太網電纜。中繼器不能連接不同的介質訪問類型，如令牌網和以太網連接。作為以太網的聯網設備，中繼器只適用一個小的地理區域相對小型局域網使用。例如一座辦公樓中的幾層當中。,中繼器只負責將任何電纜段上的數據發送到另一段電纜上，并不管信號中是否有錯誤或不適于傳輸的信號。,中繼器注意事項,中繼器不對信號進行濾波和解釋。注意：1、不要形成環路；2、不要無限制地連接中繼器。以太網最多可用4個中繼器。如以太網常常利用中繼器擴展總線的電纜長度，標準細纜以太網的每段長度最大185米，最多可有5段，因此增加中繼器后，最大網絡電纜長度則可提高到925米。,以太網的54321原則是什么？,具體原則詳解如下：5：允許5個網段，每網段最大長度100米。4：在同一信道上允許連接4個中繼器或集線器3：在其中的三個網段上可以增加節點。2：在另外兩個網段上，除做中繼器鏈路外，不能接任何節點。1：上述將組建一個大型的沖突域，最大站點數1024，網絡直徑達2500米。,二、集線器(HUB),1、集線器及工作原理2、集線器分類3、局域網集線器的選擇,集線器（HUB）可以稱為多端口的中繼器。集線器實質上是中繼器,主要功能就是將其接收到的信號進行再生放大，以擴大網絡的傳輸距離。集線器工作在物理層.,2.集線器,集線器(HUB),使用多個集線器可連成更大的局域網,集線器擴展局域網,2集線器分類,結合技術和應用兩個方面，可對Hub進行如下的分類。(1）HUB按照對輸入信號的處理方式上，可以分為無源HUB有源HUB智能HUB,（2）按連接速率分。如10M、100M、10/100M自適應HUB等等（3）按端口數目分。（4）按結構和功能分類，HUB集線器可分為未管理的集線器、堆疊式集線器和底盤集線器三類。但Hub也可以集中其中的多個特點，如“8口10/100Mbps自適應智能型Hub”、“24口100Mbps可堆疊式Hub”等。,優點擴大了局域網覆蓋的地理范圍。缺點任一時刻，只能有一個站點在發送數據。所以，集線器擴展局域網碰撞域增大了，但總的吞吐量并未提高。如果使用不同的數據率，那么就不能用集線器將它們互連起來。,3.集線器優缺點,4局域網集線器的選擇,選擇方法（1）以速度為標準。上聯設備的帶寬、提供的連接端口數、應用需求。（2）以能否滿足拓展為標準。堆疊、級聯。（3）以是否提供網管功能為標準。（4）以外型尺寸為參考。（5）適當考慮品牌和價格。,三、網橋(Bridge),網橋將兩個相似的網絡連接起來，并對網絡數據的流通進行管理。它工作于數據鏈路層，不但能擴展網絡的距離或范圍，而且可提高網絡的性能、可靠性和安全性。網橋可以是專門硬件設備，也可以由計算機加裝的網橋軟件來實現，,網橋,網橋（Bridge）像一個聰明的中繼器。中繼器從一個網絡電纜里接收信號，放大它們，將其送入下一個電纜。相比較而言，網橋對從關卡上傳下來的信息更敏銳一些。網橋是一種對幀進行轉發的技術，根據MAC分區塊，可隔離碰撞。網橋將網絡的多個網段在數據鏈路層連接起來。,端口1,網橋的內部結構,站表,端口管理軟件,網橋協議實體,端口1,端口2,緩存,網段B,網段A,1,1,1,2,2,2,站地址,端口,網橋,網橋,端口2,(1)接收幀(2)緩存(3)查表(4)丟棄發往同LAN的幀；否則轉發到相應端口,網橋工作原理,網橋具有過濾幀的功能。當網橋收到一個幀時，并不是向所有端口轉發此幀，而是先檢查此幀的目的MAC地址，然后再確定將該幀轉發到哪一個端口,網橋的作用,局域網上的信息往往是局部的，通常網內的通信遠遠多于網間的通信。如果把一個局域網分成兩個局域網，則每個網段的利用率將會提高一倍。因此，可以用網橋來連接這兩個網段。,三、網橋,網橋的特性：工作在數據鏈路層是一種存儲轉發設備支持任何網絡層和高層協議根據MAC地址過濾數據不能隔離廣播信息,1、存儲轉發增加了時延。2、對廣播信息不能識別，也不能過濾。容易產生A網絡廣播給B網絡工作站數據，又被重新廣播回A網絡的情況，這種往返廣播，使網上出現大量冗余信息，最終形成廣播風暴。網橋只適合于用戶數不太多(不超過幾百個)和通信量不太大的局域網。,使用網橋帶來的缺點,集線器、中繼器工作在物理層，只是進行信號的放大，轉發。網橋工作在數據鏈路層，能識別數據幀，轉發數據幀。集線器或中繼器會把不正確的幀傳送到另一個網段，而網橋將會丟棄不正確的幀。網橋可以把故障控制到一個網段內。集線器在轉發數據時，不對傳輸媒體進行檢測。,網橋和集線器、中繼器不同,四、交換機(Switch),1交換機及工作原理2交換機分類3交換機與集線器的區別4交換機與網橋的區別,交換式集線器常稱為以太網交換機(switch)交換機概念的提出：1、集線器共享介質傳輸，造成整個網絡傳輸效率低下。一個結點發出的數據，所有其它結點都可以接收到，數據不安全。2、交換機可以解決上述問題，與集線器不同，交換機只將收到的數據包根據目的地址發到相應的端口，而集線器則是將數據轉發到所有端口。而且，交換機可以同時連通許多對端口，使多個端口之間在同一時刻能夠相互通信。,網絡交換機,四、交換機(Switch),2交換機及工作原理,交換機的工作原理1）交換機根據收到數據幀中的源MAC地址建立該地址同交換機端口的映射，并將其寫入MAC地址表中。2）交換機將數據幀中的目的MAC地址同已建立的MAC地址表進行比較，以決定由哪個端口進行轉發。3）如數據幀中的目的MAC地址不在MAC地址表中，則向所有端口轉發。這一過程稱為泛洪（flood）。4）廣播幀和組播幀向所有的端口轉發。,對于普通10Mb/s的共享式以太網，若共有N個用戶，則每個用戶占有的平均帶寬只有總帶寬(10Mb/s)的N分之一。使用以太網交換機時，雖然在每個端口到主機的帶寬還是10Mb/s，但由于一個用戶在通信時是獨占而不是和其他網絡用戶共享傳輸媒體的帶寬，因此對于擁有N對端口的交換機的總容量為N10Mb/s。這正是交換機的最大優點。,2交換機及工作原理,交換機在網絡中獨享帶寬,交換式以太網總容量為N*10Mbps，N為交換機擁有的端口對數。同一時刻可以有N對站點在傳輸數據。,用以太網交換機擴展局域網,集線器,集線器,集線器,一系,三系,二系,10BASE-T,至因特網,100Mb/s,100Mb/s,100Mb/s,萬維網服務器,電子郵件服務器,以太網交換機,路由器,3交換機分類,從廣義上來看，交換機分為：廣域網交換機和局域網交換機。從傳輸介質和傳輸速度分為：以太網交換機、快速以太網交換機、千兆以太網交換機、FDDI交換機、ATM交換機和令牌環交換機。,1、局域網交換機背板帶寬大大低于廣域網交換機2、廣域網交換機支持路由功能3、廣域網交換機內置安全機制，大大提高安全性4、廣域網交換機帶有計費功能5、廣域網交換機可以管理多個局域網，而局域網交換機則不行,D-LinkDES-1226G參考價格：1200元交換機類：網管交換機傳輸速率：10Mbps傳輸模式：全雙工/半雙工自適網絡標準：IEEE802.3、IEEE,華為3ComQuidwayS1026T參考價格：840元交換機類：千兆以太網交換機傳輸速率：10Mbps/100Mbps、傳輸模式：全雙工/半雙工自適網絡標準：IEEE802.3、IEEE,4交換機與集線器的區別,1）用集線器組成的網絡稱為共享式網絡，用交換機組成的網絡稱為交換式網絡。共享式網絡存在的主要問題是所有用戶共享帶寬，每個用戶的可用帶寬隨用戶數量的增加而減少。在交換式網絡中，交換機能夠提供給每個用戶專用的信息通道，理想情況下，每個用戶都獨享帶寬。,2）集線器只能在半雙工方式下工作，而交換機同時支持半雙工和全雙工操作。因為集線器是共享傳輸介質的，這樣在上行通道上集線器一次只能傳輸一個任務，要么是接收數據，要么是發送數據。而交換機則不一樣，它是采用全雙工方式來傳輸數據的，因此在同一時刻可以同時進行數據的接收和發送，這不但令數據的傳輸速度大大加快，而且在整個系統的吞吐量方面交換機比集線器至少要快一倍以上。,5交換機與網橋的區別,（1）交換機工作時，實際上允許許多組端口間的通道同時工作。（2）分段能力的區別（3）傳輸速率的區別（4）數據幀轉發方式的區別,由于交換機能夠支持多個端口，因此可以把網絡系統劃分成為更多的物理網段，這樣使得整個網絡系統具有更高的帶寬。而網橋僅僅支持兩個端口，所以，網橋劃分的物理網段是相當有限的。,網橋在發送數據幀前，通常要接收到完整的數據幀并執行幀檢測序列FCS后，才開始轉發該數據幀。交換機具有存儲轉發和直接轉發兩種幀轉發方式。直接轉發方式則不需要。,所以，交換機的功能體現出不僅僅是一個網橋的功能，而是多個網橋功能的集合。即網橋一般分有兩個端口，而交換機具有高密度的端口。,五、路由器(Router),1路由器及工作原理2路由器的主要功能3路由器的分類4路由器與交換機的區別,5.路由器（Router）,路由器也稱作路徑選擇器，其功能是在多個網絡和介質之間實現網絡互聯。工作在網絡層，具有異種網絡互聯的能力。,路由器,1路由器及工作原理,工作原理如下：（1）路由器接收來自它連接的某個網絡的數據。（2）路由器檢查IP報頭中的目的地址。如果目的地址位于發出數據的那個網絡，那么路由器就放下被認為已經達到目的地的數據。（3）如果數據要送往另一個網絡，那么路由器就查詢路由表，以確定數據要轉發到的目的地。,2路由器的主要功能,功能主要包括下面幾個方面：（1）把網絡分隔成多個子網。（2）隔離廣播風暴。（3）路徑選擇。（4）連接不同協議的網絡。（5）提供安全訪問機制。（6）提供第三層網絡服務。,3路由器的分類,（1）按處理能力來劃分。可將路由器分為高端路由器和中低端路由器。通常將背板交換能力大于40Gbps以上的路由器稱為高端路由器，背板交換能在40Gbps以下的路由器稱為中低端路由器。（2）按結構分。可將路由器分為模塊化結構與非模塊化結構。通常中高端路由器為模塊化結構，低端路由器為非模塊化結構。（3）按所處網絡位置分。可分為核心路由器與接入路由器。核心路由器位于網絡中心，通常使用的是高端路由器，要求快速的包交換能力與高速的網絡接口，通常是模塊化結構。接入路由器位于網絡邊緣，通常使用的是中低端路由器，要求相對低速的端口以及較強的接入控制能力。,3路由器的分類,（4）按功能分。可分為通用路由器與專用路由器。一般所說的路由器為通用路由器。專用路由器通常為實現某種特定功能對路由器接口、硬件等作專門優化。（5）按性能分。可分為線速路由器以及非線速路由器。線速路由器是高端路由器，能以媒體速率轉發數據包；中低端路由器是非線速路由器。目前一些新的寬帶接入路由器也有線速轉發能力。線速轉發是路由器性能的一個重要指標。簡單的說就是進來多大的流量，就出去多大的流量，不會因為設備處理能力的問題而造成吞吐量下降。,參考價格：100元路由器類：寬帶路由器網絡標準：IEEE802.3網絡協議：TCP/IP,華為3ComQuidwayAR18-22-24參考價格：4000元路由器類：寬帶路由器網絡協議：ARP，靜態域名解析固定的廣：2個10/100M以太網固定的局：24個10/100M以太網,H3CMSR50-60參考價格：76000元路由器類：多業務開放路由器,4路由器與交換機的區別,（1）交換機工作在OSI七層模型的第二層，即數據鏈路層；路由器工作在OSI七層模型的第三層，即網絡層。（2）交換機利用物理地址來確定是否轉發數據；路由器利用位于第三層的尋址方法來確定是否轉發數據，使用IP地址而不是物理地址。（3）傳統的交換機只能分割沖突域，而無法分割廣播域；而路由器可以分割廣播域。（4）交換機主要是用來連接網絡中的各個網段；路由器則可以通過端到端的路由選擇來連接不同的網絡，并可實現與Internet的連接。,練習,1、中繼器是一種解決信號傳輸過程中_信號的設備。2、網橋（Bridge）工作在_層，可以轉發一個完整的_。3、交換機按每一個包中_決定信息轉發。4、_能夠隔離廣播數據。5、網絡互聯時，中繼器是工作在OSI參考模型的_層。6、100Mbps的交換機每個端口都工作在全雙工模式下則8口交換機需要的最大背板交換帶寬是【】A200MbpsB400MbpsC800MbpsD1600Mbps,放大,7在OSI參考模型中，網橋實現互聯的層次為【】A.物理層B.數據鏈路層C.網絡層D.高層8、下面那種網絡互連設備和網絡層關系最密切（）A中繼器B交換機C路由器D網關9、當網橋收到一幀當網橋收到一幀，但不知道目的節點在哪個網段時，它必須它必須（）A再