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1、第三章 网域网硬件设备,教学目的,掌握组网的硬件设备及各自的功能 掌握组建一个小型局域网的解决方案 了解组建大型局域网的解决方案 掌握网络设备选型的基本原则 掌握局域网文档的编辑方案及遵循的原则 了解不同网络传输介质的特点及每种传输介质的应用范围 掌握各类双绞线的特点及适合的网络 掌握直通双绞线和交叉双绞线的制作及连通性测试方法,3.1 网络传输介质,双绞线 同轴电缆 光纤 自由空间,双绞线,双绞线结构： 4对按一定规律相互缠绕的铜线，外一层绝缘套 缠绕的原因是抵消磁场 双绞线分类 屏蔽情况分类：UTP、STP 传输情况分类：3、4、5、6类 传输距离 UTP100m,五类双绞线,100Bas
2、eT的三个物理标准,UTP的分类与特点,双绞线线序标准标准,RJ-45水晶头,交叉双绞线的制作方法及工具,选购建议,速度测试 检查外部标志 柔韧程度 双绞线的绕距 外皮的延展性 外皮的抗高温 外皮的阻燃性,同轴电缆,同轴电缆的结构 中心导体 绝缘体 导电网 外层包覆 分类 75欧传输模拟信号 50欧-传输数字信号 粗缆：（RG-11）-AUI接口-50欧匹配电阻 细缆：（RG-58）-T型头BNC接口-50欧匹配电阻,同轴电缆应用,粗缆 10Base5 传输距离-=500m 细缆 10Base2 传输距离-=185m 两者都用于总线型网络,光纤,光纤的结构 中心为一根由玻璃或透明塑料制成的光纤
3、维，周围包裹保护材料 分类 单模：激光源，线芯细、一条光通路、传输频带宽、信息容量大、传输距离长（2公里以上），成本高，用于远距离传输 多模：LED光源、线芯粗、传输速度低、传输距离短（2公里以内）、成本低、主要用于小范围内数据传输,光纤的特点,特点 传输信号不受电磁波干扰，信号衰减速度慢，传输距离远 一根光纤内可以传输多路信号 价格贵，实现复杂 传输速率 100Mbps/1000Mbps/10Gbps,无线通信,卫星 微波 红外 激光,3.2 网卡,网卡的作用： 负责将用户要传递的数据转换为网络上其它设备能识别的格式，通过网络介质传输 网卡的工作原理 接收和解包网络上传来的数据，并将数据传给
4、计算机 打包和发送本地计算机需要上传的数据，并将数据包通过通信介质送入网络,网卡的分类,按总线类型分类 ISA/EISA 应用在第一代PC机总线上 工作频率：8位/16位8MHz 最大传输速率：13.33Mbps PCI： PCI接口 32位133MHz（可支持64位） 传输速率：10M/100Mbps USB USB接口/热插拨 USB1.1 1.5-12Mbps/USB2.0 480Mbps PCMCIA 笔记本专用,网卡的分类(cont.),按传输带宽分类 10Mbps 100Mbps 10M100Mbps（自适应） 1000Mbps 按的应用范围分类 服务器专用： PC机 笔记本 网络
5、打印机绘图仪网卡,网卡接口类型,连接接口 RJ45（双绞线） T型头（BNC）（细缆） T型头（AUI）（粗缆） TP-2合一网卡（BNC+AUI） IPC-2合一网卡（RJ45+BNC） Combo-3合一网卡（ RJ45+BNC +AUI）,支持的接口类型 网卡的最大传输速度 网卡支持的总线类型 网卡的兼容性和相关技术 网卡的生产商,网卡的选购,网络连接硬件设备,物理层设备 中继器 集线器 数据链路层设备 网桥 交换机 网络层设备 路由器 网关,3.3 中继器（Repeater),作用 传输介质超过了网段长度后，可用中继器延伸网络的距离，对弱信号予以再生放大 IEEE802标准规定最多允许
6、四个中继器接五个网段中继器工作在物理层 不提供网段隔离功能 工作的层 工作在局域网的物理 缺点 信号放大的同时也放大噪声,3.4 集线器（HUB）,作用 是一种以星型拓并结构将通信线路集中在一起的设备 相当于总线 工作在物理层，是局域网中应用最广的连接设备,集线器的分类,按配置形式分为 独立型HUB 价格低 容易查找故障 网络管理方便 缺点：速度受限/性能一般 模块化HUB 带多个机架和多个插槽 每个槽中安装一块相当于一个独立HUB的卡 4-14个插槽 大型网络中便于实现对用户的集中管理 堆叠式HUB 高速总线将两个HUB连接 实现网络容量的扩充,集线器的分类(Cont.),按管理方式分为 被
7、动集线器 连接不同的网段，只允许信号通过，不对数据进行处理 主动集线器 监视数据，纠正损坏的分组并调整时序，信号放大，报告设备失效。 智能集线器 集中管理、识别、诊断、并排除故障、为不的设备提供不同的传输速度。 交换集线器 能进行线路交换和网络分段（入门级交换机）,集线器的分类（Cont.),按端口数分 8口、16口、24口、48口 智能型HUB改进了一般HUB的缺点，增加了桥接能力，可滤掉不属于自己网段的帧，增大网段的频宽，且具有网管能力和自动检测端口所连接的PC网卡速度的能力。 市场上常见有10M，100M等速率的hub。,3.5 网桥,工作层 工作在数据链路子层的MAC子层 特点 允许具
8、有相同高层协议的设备之间互相通信，但不能在高层协议转换信息包的格式 网桥只能互联两个同构网 网桥的结构 简单的网桥有两个端口 每个端口与一个网段连接,网桥的作用,过滤和转发 过滤和转发来自网络上其它的网段的数据包 连接不同的传输介质，无路径选择能力 过滤通信量（隔离广播） 扩大网络的物理范围,网桥的分类,透明网桥 路由选择由各网桥自己来决定，（无连接的） 源站选路网桥 由转发帧的源站负责路由选择。（面向连接的 用于Token Ring或FDDI,3.6 交换机,交换机提供了多种网络互联功能 交换机相当于具有多条总线的集线器 所有的端口设备能独立作数据传递而不受其它设备的影响,交换机的工作机制,
9、全双工的工作机制，提高了网络的传输速度 记忆网卡的MAC地址并保存在内部地址表中 通过在数据包的发送端和接收端之间建立临时的交换路径，使数据包直接由源地址送达目的地址，其它端口可以同步工作 每台主机独享交换机的总带宽,企业级交换机,千兆以太网交换机,快速以太网交换机,智能自适应交换机,50口以上的交换机,交换机的特点,各端口有独立、固定的带宽 能进行数据过滤 网络分段 广播控制 允许共享型和专用型的局域网段进行带宽调整，从而减轻局域网之间通信流的瓶颈问题。,交换机的工作原理,交换机的数据转发方式 交换在工作过程中建立和维护一个地址表 表中标明了节点的MAC地址与端口之间的对应关系 按每一个包中
10、的MAC地址进行信息转发 交换的协议对用户是透明，简化了管理 网段之间的数据转发时延很少 使用“虚拟”连接技术还连接通信双方,交换机的交换方式,端口交换 模块交换：将整个模块进行网段迁移 端口组交换： 将模块上的端口划分若干组，每组端口允许进行网段迁移 端口级交换 支持每个端口在不同网段之间迁移,交换机的交换方式(Cont.),帧交换 目前应用最广泛的一种 对传统传输媒介进行分微分段，提供并行传传机制 减少冲突，提高网络效率,帧交换的分类,直通交换(cutthrough)： 一旦收到信息包中的目标地址，在收到全帧之前便开始转发。适用于同速率端口和碰撞误码率低的环境。 存储转发：(storean
11、dforward)： 确认收到的帧，过滤处理坏帧。适用于不同速率端口和碰撞，误码串高的环境。 碎片隔离式（Fragment Free）： 检查数据包的长度是否64Byte,以网络类型分类,以太网交换机 令牌环交换机 FDDI交换机 ATM交换机 快速以太网交换机 帧中继交换机,依据应用规模,工作组交换机 支持100个以内的节点 部门级交换机 支持100200个节点 企业级交换机 支持300500个节点,依据管理方式,可网管的交换机 支持SNMP协议 可分配IP地址 可通相关的软件进行远程管理 非网管的交换机 不可分配IP地址 可通过串口或打印口进行简单的网管,3.7 路由器,路由器（Route
12、r） 在多个网络和传输介质之间实现网络互连的一种设备，是一种比网桥更高级、更复杂的网络互连设备，路由器工作在网络层 路由的定义 通过相互连接的网络把信息从源地址移动到目的地址的活动 路由过程中，信息必须经过一个或多个中间节点 路由发性在OSI参考模型的第三层（网络层）,路由器 的特点,路由器的特点 互联网的主要节点设备，不同网络之间互相连接的枢纽 通过路由决定数据的转发 数据转发策略称为路由选择（Routing） 路由器构建了Internet的骨架 路由器的处理速度是网络通信的主要瓶颈之一 路由器的可靠性直接影响网络互联的质量 路由器技术处理网络的核心地位,路由器的基本组成,运行的特殊操作系统
13、的计算机 IOS：互联网操作系统 路由器的内存类型 ROM：存放硬件检测程序、引导程序和IOS的最小子集 RAM：存放运行的IOS、配置文件等 Flash：存放IOS及微代码 NVRAM：存放路由器配置文件 支持的接口类型 LAN WAN 帧中继,路由器的主要功能,IP数据报的转发（分组转发） 提供最佳路径，将不同硬件技术的网络互联起来。必要时进行分组格式和分组长度的转换。 子网隔离，抑制广播风暴 路由器的每一端口都是一个单独的子网。 维护路由表 并与其它路由器交换路由表信息 IP数据报的差错处理及简单的拥塞控制 实现对IP数据报的过滤和记账,路由器的主要功能(Cont.),提供经济合理的WA
14、N接入 使用Route后，形形色色的通信子网融为一体，形成了一个更大范围的网络，从宏观的角度出发,可以认为通信子网实际上是由路由器组成的网络，路由器之间的通信则通过各种通信子网的通信能力予以实现。,路由器与网桥有区别,（1）网桥工作在数据链路层，而路由器工作在网络层。 （2）网桥分析的是网络的物理地址，路由器分析的是网络地址。 （3）路由器可以最大限度地阻止网络风暴，网桥不能。 （4）路由器可以进行流量控制，并能对数据帧进行重分组。 （5）网桥只能经过单一的一条路径传输信息，路由器则可以有多条路径传递消息，并能选择一条最佳路径,选择路由器的原则,（1）多种类型的网络间进行互连。 （2）网络比较
15、大，多于15个子网，则应考虑使用路由器。 （3）若网络系统中没有网络层，则必须使用路由器。 （4）在需要均衡各个链路上的负载时，考虑使用路由器。 （5）对各个网络分支之间的数据传递有严格的路径控制的要求时，考虑使用路由器。 （6）对各个网络分支之间的数据传递有安全性要求时，考虑使用路由器。,3.8 网关,作用 用来互联完全不同的网络 主要用于高层使用不同协议的网络之间的互联 主要功能 把一种协议变成另一种协议，把一种数据格式变成另一种数据格式，把一种速率变成另一种速率，以求两者的统一。 提供中转中间接口 在Internet中，网关是一台计算机设备，它能根据用户通信用的计算机的IP地址，界定是否
16、将用户发出的信息送出本地网络，同时，它还将外界发送给本地网络计算机的,3.9 典型的局域网解决方案,企业级局域网配置方案,工作组成配置方案,3.10 局域网组成实例分析,小型局域网设计原则 小型局域网的应用主要集中在家庭、学生宿舍、网吧、小型企业等场所，其设计是针对只有少量的计算机组成、具备简单功能的局域网 设计方案应遵循的原则 实用性、先进性、可靠性、可扩展性,选择连网设备的原则,从组网的实际需要出发 各种设备的参数必须相互配合 注重性价比和售后服务,局域网规划设计的文档,可行性研究阶段： 可行性分析报告，包括现行概况和建网的原因、用户需求的要点、可行性、预算等 需求分析阶段 需求分析报告，局域网功能和性能明细，布线施工的初步方案及所需材料和设备的预算等 局域网设计阶段 局域网设计任务书，局域网设备的名称、规格、数量、价格、有关性能的说明及局域网的拓扑图等 施工与安装阶段 工程实施文档，应明确施工的具体方案及测试和验收方案及双方的职责等,3.11 局域网的布线与施工,布线设计的原则 根据实际需要确定设计标准，确保
