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1、 Network Devices & Interconnection Network Devices & Interconnection Revised 7/2005Revised 7/2005Chapter 5Chapter 5 Network Devices & InterconnectionNetwork Devices & Interconnection 该章主要介绍各类主要网络互连设备的简单工该章主要介绍各类主要网络互连设备的简单工 作原理、功能、配置及使用方法，包括集线器、交换机作原理、功能、配置及使用方法，包括集线器、交换机 、路由器等。使同学在了解主要网络互连设备简单工作、路由
2、器等。使同学在了解主要网络互连设备简单工作 原理的基础上，熟练掌握网络互连设备的配置和维护方原理的基础上，熟练掌握网络互连设备的配置和维护方 法。法。重点难点：重点难点：各类网络设备及功能；集线器功能及应用；交各类网络设备及功能；集线器功能及应用；交 换机功能、原理及应用；集线器、交换机、三层交换机换机功能、原理及应用；集线器、交换机、三层交换机 的区别；交换机的配置方法；路由器的原理与配置的区别；交换机的配置方法；路由器的原理与配置 。Network Devices & Interconnection Network Devices & Interconnection Revised 7/2
3、005Revised 7/20055.1 Repeaters5.1 Repeaters（中继器）（中继器） 5.1.15.1.1 中继器及工作原理 中继器及工作原理 中继器（又叫转发器）是在物理层上实现局域网网段中继器（又叫转发器）是在物理层上实现局域网网段互连的，是最简单的网络互连设备。中继器不关心数据的互连的，是最简单的网络互连设备。中继器不关心数据的 格式和含义，它只负责复制和增强通过物理介质传输的表格式和含义，它只负责复制和增强通过物理介质传输的表 示示“ “1”1”和和“ “0”0”的信号。的信号。中继器的作用中继器的作用5.1.2 5.1.2 中继器的分类中继器的分类中继器可分为以
4、太网中继器和令牌环网中继器两大类中继器可分为以太网中继器和令牌环网中继器两大类 。Network Devices & Interconnection Network Devices & Interconnection Revised 7/2005Revised 7/2005（1 1）以太网中继器）以太网中继器在以太网中，中继器用来扩展物理介质的作用距离在以太网中，中继器用来扩展物理介质的作用距离 。下图展示了如何用。下图展示了如何用2 2个中继器将个中继器将3 3个个10Base510Base5的以太网的以太网网段连接起来。在这种配置下，中继器在每个网段中都网段连接起来。在这种配置下，中继器在
5、每个网段中都 被看作是节点。因此，在这个网络中可以接入的最大节被看作是节点。因此，在这个网络中可以接入的最大节 点数为点数为296296。因此每个中继器都算做。因此每个中继器都算做2 2个节点，一共有个节点，一共有2 2个中继器，所以除去中继器以外，能接入的最大节点数个中继器，所以除去中继器以外，能接入的最大节点数 为：为：3003004 4296296。 Network Devices & Interconnection Network Devices & Interconnection Revised 7/2005Revised 7/2005Network Devices & Interc
6、onnection Network Devices & Interconnection Revised 7/2005Revised 7/2005（2 2）令牌环网中继器）令牌环网中继器在令牌环局域网中存在在令牌环局域网中存在3 3种不同类型的中继器。种不同类型的中继器。第第1 1类位于独立的网络节点上，通常在网卡上。类位于独立的网络节点上，通常在网卡上。第第2 2类是指类是指“ “单环单环(Lobe)(Lobe)中继器中继器” ”( (令牌环网的线缆网段令牌环网的线缆网段 称为单环称为单环) )。单环中继器允许令牌环网节点比普通配置时。单环中继器允许令牌环网节点比普通配置时 更加远离多站访问单
7、元更加远离多站访问单元(MAU)(MAU)。第第3 3类中继器是环路中继器，当网络中有多个类中继器是环路中继器，当网络中有多个MAUMAU时时 ，使用这种中继器。一个环路中继器，使用这种中继器。一个环路中继器( (例如例如IBM8218)IBM8218)可可 以将环路长度延长到以将环路长度延长到750m750m。 Network Devices & Interconnection Network Devices & Interconnection Revised 7/2005Revised 7/20055.2 Hubs5.2 Hubs（集线器）（集线器）5.2.1 5.2.1 集线器及工作原理
8、集线器及工作原理集线器具有以下两个特点集线器具有以下两个特点: :一是一是HubHub只是一个多端口的信号放大设备，工作中只是一个多端口的信号放大设备，工作中当一个端口接收到数据信号时，由于信号在从源端口到当一个端口接收到数据信号时，由于信号在从源端口到 HubHub的传输过程中已有了衰减，所以的传输过程中已有了衰减，所以HubHub便将该信号进便将该信号进 行整形放大，使被衰减的信号再生行整形放大，使被衰减的信号再生( (恢复恢复) )到发送时的状到发送时的状 态，紧接着转发到其他所有处于工作状态的端口上。态，紧接着转发到其他所有处于工作状态的端口上。 Network Devices & I
9、nterconnection Network Devices & Interconnection Revised 7/2005Revised 7/2005二是集线器只与它的上联设备进行通信，同层的各二是集线器只与它的上联设备进行通信，同层的各端口之间不会直接进行通信，而是通过上联设备再将信端口之间不会直接进行通信，而是通过上联设备再将信 息广播到所有端口上。息广播到所有端口上。 Network Devices & Interconnection Network Devices & Interconnection Revised 7/2005Revised 7/2005Hub主要用于共享网络的组
10、建，是解决从服务器直 接到桌面最经济的方案。 Network Devices & Interconnection Network Devices & Interconnection Revised 7/2005Revised 7/20055.2.2集线器分类（1）按配置形式分以配置形式不同，Hub可分为独立型Hub、模块化 Hub和可堆叠式Hub三大类。 独立型Hub独立型Hub是最早使用于LAN的设备，目前它具有低价格、容易查找故障、网络管理方便等优点，在家庭、 小型办公室等小型LAN中得到广泛使用，如图所示。但 这类Hub的工作性能较差，尤其是速率较低。Network Devices &
11、Interconnection Network Devices & Interconnection Revised 7/2005Revised 7/2005 模块化Hub模块化Hub一般带有机架和多个卡槽，每个卡槽中可安装一块卡，每块卡的功能相当于一个独立型Hub，多块卡通过安装在机架上的通信底板进行互连并进行相互间的通信。Network Devices & Interconnection Network Devices & Interconnection Revised 7/2005Revised 7/2005 可堆叠式可堆叠式HubHub可堆叠式可堆叠式HubHub是利用高速总线将单个独立
12、型是利用高速总线将单个独立型Hub“Hub“堆堆 叠叠” ”或短距离连接后的设备，其功能相当于一个模块化或短距离连接后的设备，其功能相当于一个模块化 HubHub。 Network Devices & Interconnection Network Devices & Interconnection Revised 7/2005Revised 7/2005（2 2）按连接速率分）按连接速率分根据连接速率的不同，目前市面上用于小型局域网根据连接速率的不同，目前市面上用于小型局域网 的的HubHub可分为可分为10Mbit/s10Mbit/s、100 100 Mbit/sMbit/s和和10/10
13、0 10/100 Mbit/sMbit/s自自 适应三个类型。由于在大中型网络中适应三个类型。由于在大中型网络中HubHub已逐渐被交换已逐渐被交换 机所代替，所以机所代替，所以1000 1000 Mbit/sMbit/s和和100/1000 100/1000 Mbit/sMbit/s的的HubHub在市面上很少见。在市面上很少见。 （3 3）按管理方式分）按管理方式分根据对根据对HubHub管理方式的不同可分为智能型管理方式的不同可分为智能型HubHub和非和非 智能型智能型HubHub两类。两类。 Network Devices & Interconnection Network Devi
14、ces & Interconnection Revised 7/2005Revised 7/2005（4 4）按端口数目分）按端口数目分每一个单独的每一个单独的HubHub根据端口数目的多少一般可分为根据端口数目的多少一般可分为 8 8口、口、1616口和口和2424口几种。口几种。5.2.3 5.2.3 局域网集线器的选择局域网集线器的选择（1 1）以速度为标准）以速度为标准集线器速度的选择，主要决定于以下集线器速度的选择，主要决定于以下3 3个因素：个因素：上联设备的带宽上联设备的带宽 提供的连接端口数提供的连接端口数 应用需求应用需求 Network Devices & Intercon
15、nection Network Devices & Interconnection Revised 7/2005Revised 7/2005（2） 以能否满足拓展为标准 当一个集线器提供的端口不够时，一般有以下两种 拓展用户端口数目的方法： 堆叠 级联 （3） 以是否提供网管功能为标准 （4） 以外型尺寸为参考 （5） 适当考虑品牌和价格 Network Devices & Interconnection Network Devices & Interconnection Revised 7/2005Revised 7/20055.3 Bridges5.3 Bridges（网桥）（网桥）5.3.1 5.3.1 网桥及工作原理网桥及工作原理单一的局域网网段的增长要受到物理的和具体条件单一的局域网网段的增长要受到物理的和具体条件 的限制的限制, ,单独的网段通常不能够满足每个组织的需要。网单独的网段通常不能够满足每个组织的需要。网桥提供了一种最简单的将局域网网段连接成可维护、高桥提供了一种最简单的将局域网网段连接成可维护、高 可靠性的扩展网
