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1、第第8章章 常用网络设备常用网络设备本章主要内容：本章主要内容：网络调制解调器（网络调制解调器（Modem） 网络接口卡（网络接口卡（NIC）中继器与集线器中继器与集线器网桥和交换机网桥和交换机无线接入点（无线接入点（Access Point ）路由器（路由器（Router）第三层交换机第三层交换机5/1/20221交换机交换机防火墙防火墙交换机主机主机路由器交换机因特网因特网集线器企业内部网企业内部网外部访问子网外部访问子网因特网因特网5/1/20222网络设备在网络设备在OSI体系中的位置体系中的位置网络设备的功能层次OSI层次层次地址类型地址类型设备设备传输层及以上传输层及以上应用程序进
2、程地应用程序进程地址（端口）址（端口）网关网关（协议转换器）（协议转换器）网络层网络层网络地址网络地址（IP地址）地址）路由器路由器（三层交换机）（三层交换机）数据链路层数据链路层物理地址物理地址（MAC地址）地址）网桥、交换机网桥、交换机（网卡）（网卡）物理层物理层无无中继器、集线器、中继器、集线器、（网卡）（网卡）5/1/20223中继器（集线器）的概念结构中继器（集线器）的概念结构5/1/20224网桥（交换机）的概念结构网桥（交换机）的概念结构网段2网段1应用层传输层网络层数据链路层物理层应用层传输层数据链路层物理层PHYDL网桥网桥主机2主机1PHY网络层5/1/20225路由器的概
3、念结构路由器的概念结构应用层传输层网络层数据链路层物理层应用层传输层网络层数据链路层物理层PHYDL互连网层路由器路由器主机1主机2DLPHY子网1子网25/1/20226网关的概念结构网关的概念结构应用层传输层网络层数据链路层物理层应用层传输层网络层数据链路层物理层PHYDLIP应用层/传输层网关网关主机2主机1PHYDLIP网络1网络25/1/202278.1 调制解调器调制解调器Modem集成了调制和解调功能的设备工作在体系结构的物理层一般是指用于电话网络的模拟调制解调器目前的调制解调器在自适应、数据压缩和网络编码调制技术等方面已非常成熟，每个话路的数据传输速率可高达56kb/s，已基本
4、接近电话线路的最大理论速率。 5/1/20228调制解调器技术与相关标准调制解调器技术与相关标准 三种调制技术振幅调制振幅键控（ASK）频率调制频移键控（FSK）相位调制相移键控（PSK） 实际应用中，往往采用以上三种基本调制方式的组合来达到更高的调制效率5/1/20229调制解调器的技术标准调制解调器的技术标准ITU-T V系列建议V.21和和V.23：速率300b/s到1200b/s V.22、V.26和和V.27：1200b/s到4800b/sV.29：9600b/sV.32、V.24、V.42：14.4Kb/sV.34：33.6kb/s V.90、V.92：56Kb/s5/1/2022
5、10差错控制协议和数据压缩协议差错控制协议和数据压缩协议差错控制协议ITU-T： V.42Microcom公司：MNP1MNP4 数据压缩协议ITU-T：V.42bis 、V.44最大压缩率为4:110:1 Microcom公司：MNP5、MNP7和MNP9MNP5的最大压缩率为2:15/1/202211高速调制解调器高速调制解调器V.90建议：ITU-T颁布的56kb/s调制解调器标准提高速度的关键服务提供商（ISP、联机服务商或公司局域网）与电话交换网络之间采用数字线路连接 上行33.6kb/s，下行56kb/s5/1/2022128.2 网络接口卡网络接口卡NIC网络接口卡（网卡）是连接
6、主机与网络的基本设备网络接口卡（网卡）是连接主机与网络的基本设备每台主机都应配置一个或多个网卡每台主机都应配置一个或多个网卡每个网卡都有一个或多个网络接口每个网卡都有一个或多个网络接口不能独立工作，必须依赖于宿主主机不能独立工作，必须依赖于宿主主机连接不同的局域网需要使用不同的网卡连接不同的局域网需要使用不同的网卡以太网卡以太网卡令牌环网卡令牌环网卡FDDI网卡网卡ATM网卡网卡5/1/202213网卡的功能网卡的功能数据缓存数据缓存匹配主机数据处理速率与网络的传输速率匹配主机数据处理速率与网络的传输速率封装封装/解封装解封装加上控制字段加上控制字段以帧为单位进行传输以帧为单位进行传输卸下控制
7、字段卸下控制字段介质访问控制介质访问控制CSMA/CD、Token Passing串串/并转换并转换将主机的并行数据转换成串行位流将主机的并行数据转换成串行位流数据编码数据编码/解码解码转换为适合网络介质传输的信号形式转换为适合网络介质传输的信号形式数据发送数据发送/接收接收5/1/202214网卡的结构网卡的结构发送发送/接收部件接收部件负责信号的发送、接收负责信号的发送、接收载波检测部件载波检测部件检测介质上有否信号检测介质上有否信号发送发送/接收控制部件及数据缓冲区接收控制部件及数据缓冲区编码编码/解码器解码器将数据编码转换为传输信号或反之将数据编码转换为传输信号或反之LAN管理部件管理
8、部件主机总线接口部件主机总线接口部件计计算算机机总总线线通通信信线线路路5/1/202215 网卡地址：即网卡的物理地址（网卡地址：即网卡的物理地址（MAC地址），地址）， 固化在网卡硬件中（有些网卡可由用户修改）固化在网卡硬件中（有些网卡可由用户修改） 配置参数（跳线设置配置参数（跳线设置 / 软件设置软件设置 / PnP） 中断请求号中断请求号 IRQ（一般为（一般为3） I/O基地址基地址 I/O Base（一般为（一般为300H） 存储器基地址存储器基地址 Memory Base (一般为一般为0C000H) 全双工全双工 / 半双工半双工 传输速率（仅传输速率（仅10/100Mb/s
9、双速网卡可选）双速网卡可选） 网卡的配置参数网卡的配置参数5/1/202216 并行处理：发送并行处理：发送/接收和数据处理同步进行接收和数据处理同步进行 全双工：需集线器全双工：需集线器/交换机的支持，采用交换机的支持，采用UTP和光纤和光纤 突发传输方式（每次传送更多的帧）：突发传输方式（每次传送更多的帧）：LAN误码率很低误码率很低 智能网卡（让网卡承担更多的传输任务）智能网卡（让网卡承担更多的传输任务） IEEE802.1p ：赋予数据包以优先级（需要：赋予数据包以优先级（需要OS的支持）的支持） 提高与主机的传输速度：提高与主机的传输速度：DMA传送、传送、PCI总线总线提高网卡性能
10、的技术提高网卡性能的技术5/1/202217网卡的选用网卡的选用考虑的因素包括：考虑的因素包括： LAN的类型：的类型：Ethernet、Token Ring、ATM、FDDI LAN的速度：的速度：10M/100M/1000M、4M/16M、25M/155M 网络接口类型：网络接口类型：AUI/BNC、RJ-45、SC/ST/MT-RJ 主机总线类型：主机总线类型：ISA、EISA、PCI、USB、PCMCIA 应用场合：服务器、工作站、笔记本应用场合：服务器、工作站、笔记本 其他附加功能：其他附加功能：PnP、防病毒、远程唤醒、链路聚合等、防病毒、远程唤醒、链路聚合等5/1/202218以
11、太网卡的类型以太网卡的类型分分类类速度速度接口接口类类型型介介质质传输传输速度速度10Mb/sBNC、AUI、RJ-45同同轴电缆轴电缆、双、双绞线绞线100Mb/sRJ-45双双绞线绞线1Gb/sRJ-45、ST、SC、MT-RJ双双绞线绞线、多模、多模/单单模光模光纤纤10Gb/sST、SC、MT-RJ、LC多模多模/单单模光模光纤纤总线总线接口接口ISA、PCI、PCI-E、mini PCI、mini PCI-E、PCMCIA、USB、并、并行接口行接口技技术术体系体系LAN、WLAN、Bluetooth、红红外外协议协议体系体系Ethernet、Token Ring、FDDI、ATM5
12、/1/2022198.3 中继器与集线器中继器与集线器1. 中继器（中继器（Repeater） 工作在物理层工作在物理层 功能：信号整形和放大，在网段之间复制比特流功能：信号整形和放大，在网段之间复制比特流 特点：特点：F不进行存储不进行存储信号延迟小信号延迟小F不检查错误不检查错误会扩散错误会扩散错误F不对信息进行任何过滤不对信息进行任何过滤F可进行介质转换可进行介质转换如如UTP转换为光纤转换为光纤F用中继器连接的多个网段是一个冲突域用中继器连接的多个网段是一个冲突域 应用注意事项：不能构成环、应遵守以太网的应用注意事项：不能构成环、应遵守以太网的3-4-5规则规则5/1/2022202.
13、 集线器（集线器（HUB）多端口的中继器，工作在物理层多端口的中继器，工作在物理层功能：在网段之间复制比特流，信号整形和放大功能：在网段之间复制比特流，信号整形和放大可认为它是将总线折叠到铁盒子中的集中连接设备可认为它是将总线折叠到铁盒子中的集中连接设备特点：特点：具有与中继器同样的特点具有与中继器同样的特点 可改变网络物理拓扑形式：总线连接可改变网络物理拓扑形式：总线连接星形连接星形连接 逻辑上仍是一个总线型共享介质网络逻辑上仍是一个总线型共享介质网络端口数：端口数：8，12，16，245/1/202221独立式（独立式（Stand alone） 固定端口配置，扩充时用级连的方法。固定端口配
14、置，扩充时用级连的方法。堆叠式（堆叠式（Stackable） 固固定定配配置置，用用堆堆叠叠方方法法进进行行扩扩充充堆堆叠叠连连接接在在一一起起的的HUB在在逻逻辑辑相相当当于于一一台台单单独独的的HUB，可可统一管理。统一管理。模块化（模块化（Module） 又又称称机机箱箱式式，由由一一台台带带有有底底板板、电电源源的的机机箱箱和和若若干干块块多多端端口口的的接接口口卡卡（线线卡卡）组组成成。可可灵灵活活按按需需配配置置，通通过过插插入入不不同同的的插插卡卡满满足足需需求求（如如插插入入交换卡、路由卡、加密卡等）。交换卡、路由卡、加密卡等）。集线器类型：按结构形式划分集线器类型：按结构形式
15、划分5/1/202222集线器的类型：按是否可管理划分集线器的类型：按是否可管理划分智能智能HUB允许用网管软件对其进行管理的集线器，它内部包含允许用网管软件对其进行管理的集线器，它内部包含有有CPU等智能控制部件。等智能控制部件。在需要进行网络管理的中大型网络系统中，一般都要在需要进行网络管理的中大型网络系统中，一般都要求使用智能集线器（后面将要介绍的网络交换机也需求使用智能集线器（后面将要介绍的网络交换机也需要是智能化的）。要是智能化的）。非智能（普通）非智能（普通） HUB不能用网管软件进行管理的集线器。不能用网管软件进行管理的集线器。小型网络为降低成本，一般使用普通集线器。小型网络为降
16、低成本，一般使用普通集线器。5/1/202223集线器的类型：按速度划分集线器的类型：按速度划分传统集线器传统集线器传输速度为传输速度为10Mb/s（10Base-T网络）网络）快速以太网集线器快速以太网集线器传输速度为传输速度为100Mb/s（100Base-T网络）网络）10/100M自适应集线器自适应集线器传输速度自适应传输速度自适应内部有两个网段：内部有两个网段：10M和和100M，集线器根据连接速度将主机，集线器根据连接速度将主机连接到不同网段上。连接到不同网段上。网段之间用交换方式连接。网段之间用交换方式连接。保护投资，便于升级保护投资，便于升级 5/1/202224用集线器构建的网络的特点用集线器构建的网络的特点所有主机共享带宽所有主机共享带宽无法限制冲突和广播无法限制冲突和广播适用于小型网络适用于小型网络5/1/202225例：用集线器搭建简单的网络例：用集线器搭建简单的网络以以1 1台服务器，台服务器，3 3台台PCPC机为例：机为例：一台一台HUBHUB4 4块块UTPUTP接口的网卡接口的网卡4 4台台PCPC机机8 8个个RJ45RJ45接头（水晶头）接头（水晶
