第五章-網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備課件

第四章傳輸介質(zhì)主要內(nèi)容有線傳輸介質(zhì):

同軸電纜雙絞線光纖無線傳輸介質(zhì):

短波無線電微波紅外線激光1第五章網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備網(wǎng)絡(luò)互連的基本概念

1.互連互連是指在兩個物理網(wǎng)絡(luò)之間至少有一條物理鏈路，它為兩個網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)交換提供了物質(zhì)基礎(chǔ)和可能性，但并不能保證兩個網(wǎng)絡(luò)一定能夠進行數(shù)據(jù)交換，因為這還要取決于兩個網(wǎng)絡(luò)的通信協(xié)議是否兼容。2.互通是指兩個網(wǎng)絡(luò)之間可以進行數(shù)據(jù)交換，它僅僅涉及通信的兩個網(wǎng)絡(luò)之間的端對端連接和數(shù)據(jù)交換，為互操作提供前提條件。33.互操作互操作是指兩個網(wǎng)絡(luò)中不同計算機系統(tǒng)之間具有透明地訪問對方資源的能力，不依賴于具體連接形式，為支持應(yīng)用間的相互作用而創(chuàng)建的協(xié)議環(huán)境，一般由高層軟件來實現(xiàn)?；ヂ?lián)互通互操作4

網(wǎng)絡(luò)互連的類型

局域網(wǎng)局域網(wǎng)局域網(wǎng)廣域網(wǎng)局域網(wǎng)

廣域網(wǎng)

局域網(wǎng)

廣域網(wǎng)廣域網(wǎng)互聯(lián)網(wǎng)？5第五章網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備

常用的網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備有:

中繼器

集線器

網(wǎng)橋

交換機

路由器各設(shè)備工作在OSI模型的不同層次，如:

6網(wǎng)絡(luò)互連的層次

1、物理層互連

2、數(shù)據(jù)鏈路層互連

3、網(wǎng)絡(luò)層互連

4、高層互連

78910115.1

中繼器中繼器的功能“5-4-3”規(guī)則集線器的功能12數(shù)字信號通過實際的信道失真不嚴(yán)重失真嚴(yán)重實際的信道（帶寬受限、有噪聲、干擾和失真）輸入信號波形輸入信號波形實際的信道（帶寬受限、有噪聲、干擾和失真）輸出信號波形(失真嚴(yán)重)13中繼器的功能中繼器(Repeater)最簡單的互連設(shè)備。它工作在OSI模型的物理層，用于擴展LAN網(wǎng)段的長度，延伸信號傳輸?shù)姆秶?，例如：可加大線纜的傳輸距離。中繼器可以連接不同類型的線纜。14中繼器的功能1、重發(fā)bit信號，再生，放大、還原2、沒有鑒別能力3、不考慮終端設(shè)備4、速度快、時延很小15“5-4-3”規(guī)則通常在一個網(wǎng)絡(luò)中，最多可以分為5個網(wǎng)段其中用4個中繼器連接只允許在其中3個網(wǎng)段包含計算機或設(shè)備，其他2個網(wǎng)段只能用于延長傳輸距離。165.2

集線器

集線器(Hub)其實是一個具有多個端口的中繼器。集中網(wǎng)絡(luò)連接重發(fā)bit信號17中繼器和集線器

重發(fā)bit信號集中網(wǎng)絡(luò)連接18最常用的集線器是連接以太網(wǎng)中計算機的集線器，線纜從單個節(jié)點的NIC連接到中心集線器。

19圖HUB的作用示意圖205.2

集線器1．集線器的工作特點

⑴

HUB是一個多端□的信號放大設(shè)備。起到信號的放大和重發(fā)作用，目的是擴大網(wǎng)絡(luò)的傳輸范圍，而不具備信號的定向傳送能力，是一個標(biāo)準(zhǔn)的共享式設(shè)備。

⑵

HUB只與它的上聯(lián)設(shè)備（如上層HUB、交換機或服務(wù)器）進行通信。處于同層的各端口之間不會直接進行通信，而是通過上聯(lián)設(shè)備再將信息廣播到所有端口上。21集線器HUB225.2

集線器2．集線器的分類和特點

(1)根據(jù)速度的不同，目前市面上用于小型局域網(wǎng)的HUB可分為10M、100M和10/100Mbps自適應(yīng)三個類型。

(2)根據(jù)工作方式的不同，HUB可分為共享式HUB、堆疊共享式HUB以及切換式HUB三大類。

23（aa）共享式Hub

共享式Hub提供了所有連接點的站點間共享一個最大頻寬。共享式Hub不過濾或重新生成信號，所有與之相連的站點必須以同一速度工作（10Mbps或100Mbps）。所以共享式Hub比切換式Hub價格便宜。

24（bb）堆疊共享式Hub

堆疊共享式Hub是共享式Hub中的一種，當(dāng)它們級連在一起時，可看作是網(wǎng)中的一個大Hub。當(dāng)6個8口的Hub級連在一起時，可以看作是1個48口的Hub。

25（cc）切換式Hub

一個切換式Hub重新生成每一個信號并在發(fā)送前過濾每一個包，而且只將其發(fā)送到目的地址。切換式Hub可以使10Mbps和100Mbps的站點用于同一網(wǎng)段中。

265.2

集線器3集線器的擴展a.集線器的堆疊(Stack)

集線器的堆疊是指將若干集線器以特殊電纜通過特殊的端口連接起，堆疊后的集線器從網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲锌梢暈橐粋€集線器，也可作為一個集線器來管理，如圖所示。275.2

集線器圖集線器堆疊285.2

集線器b.集線器的級聯(lián)(Uplink)

集線器的級聯(lián)是指用集線器普通或者特殊端口，用UTP交叉線或者直通線把2個以上的集線器連接起來進行集線器端口擴展。295.2

集線器圖集線器UTP直通線級聯(lián)305.2

集線器圖集線器UTP交叉線級聯(lián)集線器HUB普通端口集線器HUB普通端口UP

link

端口交叉線31

4．怎樣選擇局域網(wǎng)中的集線器（1）以速度為選擇標(biāo)淮集線器主要決定于上連設(shè)備的帶寬,提供的連接端口數(shù)和應(yīng)用需求三個因素:

①上連設(shè)備的帶寬

②提供的連接端口數(shù)

③應(yīng)用需求325.2

集線器（2）以能否滿足拓展為標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)一個集線器提供的端口不夠時，一般有以下兩種拓展用戶數(shù)目的方法：堆疊和級聯(lián).（3）以是否提供網(wǎng)管功能為標(biāo)準(zhǔn)335.3

網(wǎng)橋網(wǎng)橋(Bridge)工作在OSI模型的數(shù)據(jù)鏈路層，可以用于連接具有不同物理層的網(wǎng)絡(luò)，如連接使用同軸電纜和UTP的網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)橋用于連接兩個局域網(wǎng).

34網(wǎng)橋35網(wǎng)橋的內(nèi)部結(jié)構(gòu)網(wǎng)段A網(wǎng)段B網(wǎng)橋MAC1MAC2MAC3MAC4MAC5MAC6122MAC62MAC52MAC41MAC31MAC21MAC1端口站地址

端口管理軟件

網(wǎng)橋協(xié)議實體緩存端口2端口112站表（A）（B）（C）（X）（Y）（Z）圖3-1網(wǎng)橋內(nèi)部結(jié)構(gòu)36網(wǎng)橋的功能

緩存：網(wǎng)橋首先會對收到的數(shù)據(jù)幀進行緩存并處理過濾：判斷入幀的目標(biāo)節(jié)點是否位于發(fā)送這個幀的網(wǎng)段中，如果是，網(wǎng)橋就不把幀轉(zhuǎn)發(fā)到網(wǎng)橋的其他端口

37網(wǎng)橋的功能

轉(zhuǎn)發(fā)：如果幀的目標(biāo)節(jié)點位于另一個網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)橋就將幀發(fā)往正確的網(wǎng)段擴散：如果在表中找不到目標(biāo)地址，則按擴散的辦法將該數(shù)據(jù)發(fā)送給與該網(wǎng)橋連接的除發(fā)送該數(shù)據(jù)的網(wǎng)段外的所有網(wǎng)段。38網(wǎng)橋的功能

學(xué)習(xí)：每當(dāng)幀經(jīng)過網(wǎng)橋時，網(wǎng)橋首先在網(wǎng)橋表中查找?guī)脑碝AC地址，如果該地址不在網(wǎng)橋表中，則將有該MAC地址及其所對應(yīng)的網(wǎng)橋端口信息加入數(shù)據(jù)幀要去往的目標(biāo)MAC地址使用的網(wǎng)橋端口MACA端口3MACB端口2MACC端口1395.4交換機交換機(Switch)：是更先進的網(wǎng)橋,具備網(wǎng)橋的所有功能外，還通過在節(jié)點或虛電路間創(chuàng)建臨時邏輯連接，使得整個網(wǎng)絡(luò)的帶寬得到最大化的利用。通過交換機連接的網(wǎng)段內(nèi)的每個節(jié)點，都可以使用網(wǎng)絡(luò)上的全部帶寬來進行通信，而不是各個節(jié)點共享帶寬。40交換機41交換機與集線器的區(qū)別abcdeIt’sforcIt’sforcIt’sforcIt’sforcIt’sforc共享式HUB42bacdeIt’sforcIt’sforcI’knowwhoisc交換式HUB435.4

交換機2交換機的工作原理

交換機又稱為交換式集線器

,它不僅具備了集線器的功能，可以同時連接多個網(wǎng)絡(luò)區(qū)段，但是在功能上又類似于網(wǎng)橋，可以對數(shù)據(jù)進行過濾，同時它還可以在多個端口間同時對話．發(fā)送和接收數(shù)據(jù)各不影響。它會記憶哪個地址接在哪個端口上，并決定將數(shù)據(jù)包送往何處，而不會送到其它不相關(guān)的端口.44以太網(wǎng)交換機工作原理示意圖5.4

交換機455.4

交換機465.4

交換機1.節(jié)點A和節(jié)點D分別將信息包發(fā)往終點節(jié)點C和B；2.網(wǎng)絡(luò)交換機查看連接表知道節(jié)點A與端口1相連，節(jié)點C與端口5相連，因此網(wǎng)絡(luò)交換機就能建立從端口1到端口5的虛擬連接；3.同理建立起端口6到端口3的虛擬連接；4.完成節(jié)點A到節(jié)點C，節(jié)點D到節(jié)點B的數(shù)據(jù)傳輸；5.虛擬連接結(jié)束。475.4

交換機以太網(wǎng)交換機中，不同端口的數(shù)據(jù)傳輸可以并行地建立“虛擬連接”，如圖5-11示。端口1到端口5和端口6到端口3建立兩個“虛擬連接”，不同端口的數(shù)據(jù)可以并行傳輸。485.4

交換機3.

交換機和交換機/集線器的級聯(lián)圖交換機和交換機/集線器通過交叉線級聯(lián)495.4

交換機圖

交換機和交換機/集線器通過直通線級聯(lián)50直接交付和間接交付

間接交付間接交付間接交付ABC直接交付直接交付直接交付不需要使用路由器但間接交付就必須使用路由器5.5

路由器5.5

路由器1路由器路由器是一種連接多個網(wǎng)絡(luò)或網(wǎng)段的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，它能將不同網(wǎng)絡(luò)或網(wǎng)段之間的數(shù)據(jù)信息進行“翻譯”，以使它們能夠相互“讀”懂對方的數(shù)據(jù)，從而構(gòu)成一個更大的網(wǎng)絡(luò)。525.5

路由器535.5

路由器

2路由器的功能

路由器工作于網(wǎng)絡(luò)層，對信包轉(zhuǎn)發(fā)，并具有過濾功能。路由器的主要工作:就是為經(jīng)過路由器的每個數(shù)據(jù)幀尋找一條最佳傳輸路徑，并將該數(shù)據(jù)有效地傳送到目的站點。下圖是路由器功能的典型例子55主機H2通信的路徑H1→經(jīng)過R1轉(zhuǎn)發(fā)→再經(jīng)過R2轉(zhuǎn)發(fā)→H2HA1HA5HA4HA3HA6主機H1路由器R1硬件地址路由器R2HA2IP1IP2局域網(wǎng)局域網(wǎng)局域網(wǎng)查找路由表查找路由表一開始，各路由表只有到相鄰路由器的信息112131FEDCBA51612151314141611151網(wǎng)

3網(wǎng)

2網(wǎng)

4網(wǎng)

6網(wǎng)

5網(wǎng)

1“4”表示“從本路由器到網(wǎng)

4”“1”表示“距離是

1”“”表示“直接交付”路由器B收到相鄰路由器A和C的路由表A說：“我到網(wǎng)1的距離是1。”因此B現(xiàn)在也可以到網(wǎng)1，距離是2，經(jīng)過A?！?12131FEDCBA51612151314141611151網(wǎng)

3網(wǎng)

2網(wǎng)

4網(wǎng)

6網(wǎng)

5網(wǎng)

1112131416112A22A314162C更新后1151路由器B收到相鄰路由器A和C的路由表A說：“我到網(wǎng)2的距離是1?！币虼薆現(xiàn)在也可以到網(wǎng)2，距離是2，經(jīng)過A?！?12131FEDCBA5161215131414161網(wǎng)

3網(wǎng)

2網(wǎng)

4網(wǎng)

6網(wǎng)

5網(wǎng)

1112131416112A22A314162C更新后1151路由器B收到相鄰路由器A和C的路由表A說：“我到網(wǎng)3的距離是1?！钡獴沒有必要繞道經(jīng)過路由器A再到達網(wǎng)3，因此這一項目不變。112131FEDCBA51612151314141611151網(wǎng)

3網(wǎng)

2網(wǎng)

4網(wǎng)

6網(wǎng)

5網(wǎng)

1112131416112A22A314162C更新后最終所有的路由器的路由表都更新了FEDCBA11213142B52E63B1122A32A43A5162F12E22D33C42C516113B23B32B4152F61網(wǎng)2網(wǎng)6網(wǎng)5網(wǎng)1網(wǎng)3網(wǎng)412A2132A43A5162F12A22A314153C62C轉(zhuǎn)發(fā)分組的流程

網(wǎng)

440.0.0.0網(wǎng)

110.0.0.0網(wǎng)

330.0.0.0網(wǎng)

220.0.0.010.0.0.440.0.0.430.0.