第4章 计算机网络设备.ppt

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1、第四章第四章 计算机网络设备计算机网络设备网卡网卡网卡是网络接口卡的简称，也称网络适配器。是计算机的硬件，一块布满芯片和电路的电路板。属于接入设备，是局域网中的基础设备。4.1.2 网卡的功能网卡的功能l1、实现局域网中传输介质的物理连接和电气连接l2、代表一个固定的地址，长度为48位的二进制数l3、执行网络控制命令，进行电平匹配l4、实现OSI模型中的数据链路层的功能，发送与接收l5、对传送和接收的数据进行缓冲l6、按照OSI协议网络层传输的接口标准，实现规定的 功能l网卡的主要功能有以下三个：1.数据的封装与解封：发送时将上一层交下来的数据加上首部和尾部，成为以太网的帧。接收时将以太网的帧

2、剥去首部和尾部，然后送交上一层；2.链路管理：主要是CSMA/CD协议的实现；3.编码与译码：即曼彻斯特编码与译码。4.1.3 网卡的工作原理网卡的工作原理l对传送和接收的数据进行缓冲l网卡上面装有处理器和存储器（包括RAM和ROM）。网卡和局域网之间的通信是通过电缆或双绞线以串行传输方式进行的。而网卡和计算机之间的通信则是通过计算机主板上的I/O总线以并行传输方式进行。因此，网卡的一个重要功能就是要进行串行/并行转换。由于网络上的数据率和计算机总线上的数据率并不相同，因此在网卡中必须装有对数据进行缓存的存储芯片。l在安装网卡时必须将管理网卡的设备驱动程序安装在计算机的操作系统中。这个驱动程序

3、以后就会告诉网卡，应当从存储器的什么位置上将局域网传送过来的数据块存储下来。网卡的类型网卡的类型 总线类型总线类型：lPCI总线型l32位33Hz下的PCI总线数据传输速率可达132Mbpsl64位66Hz下的PCI总线数据传输速率可达257MbpslPCMCIA总线型网卡l专用于笔记本的一种网卡，如扑克牌般大小lUSB网络适配器外置式网卡，连接在计算机的USB接口上网卡支持的电缆接口网卡支持的电缆接口：l以太网的RJ-45接口l细同轴电缆的BNC接口l粗同轴电AUI接口l无线网卡、光纤网卡。网络类型：网络类型：现在比较流行的有以太网，令牌环网，ATM网，FDDI网等传输速率传输速率：10Mb

4、ps网卡，100Mbps网卡，1000Mbps网卡，10/100Mbps自适应网卡，10/100Mbps/1000Mbps网卡等多种网卡的选择网卡的选择l选择性价比较高的网卡l根据组网类型选择网卡l根据工作站选择合适总线型的网卡l根据使用环境选择网卡l根据特殊要求选择网卡l一般网卡l无线网卡 无线网卡是终端无线网络的设备，是无线局域网的无线覆盖下通过无线连接网络进行上网使用的无线终端设备。具体来说无线网卡就是使你的电脑可以利用无线来上网的一个装置，但是有了无线网卡也还需要一个可以连接的无线网络，如果在家里或者所在地有无线路由器或者无线AP的覆盖，就可以通过无线网卡以无线的方式连接无线网络可上网

5、。l无线上网卡 无线上网卡指的是无线广域网卡，连接到无线广域网，如中国移动TD-SCDMA、中国电信的CDMA2000、CDMA 1X以及中国联通的WCDMA网络等。无线上网卡的作用、功能相当于有线的调制解调器，也就是我们俗称的“猫”。它可以在拥有无线电话信号覆盖的任何地方，利用USIM或SIM卡来连接到互联网上。无线上网卡的作用、功能就好比无线化了的调制解调器（MODEM）。蹭网卡蹭网卡概述概述 蹭网卡是指插在电脑上，会自动搜索邻居的无线网络并破解其安全密码，强行“共享”无线网络的“无线网卡”。原理原理 实质上是一种大功率无线网卡，同时配备了自动破解软件。无线蹭网卡并不神秘。它本质上就是一种

6、外置的上网器，只是比普通无线上网卡搜寻网络能力要强，说到底就是免费上人家的网。普通宽带用户无线网络密码设置比较简单，自动破解软件破解几乎不费吹灰之力。由于是无线接收，接收范围大，能同时在几秒内能搜索到大量的网络，一般情况下搜索到10-60个网络很普遍，使用者就相当于同时装了10-60个宽带网线。实现达到免费无线上网目的。网卡的安装网卡的安装1、关闭机器，将网卡插入机箱的某个合适的空闲扩展槽口2、网线一头插入网卡的RJ45接口，另一头插入墙上校园网网络插座。3、启动计算机，系统提示“发现了新硬件”，将驱动盘插入软驱按提示指定驱动程序位置（win98或winme），或者让系统自动安装驱动（win2

7、000或winxp）。4、按提示重启计算机。5、鼠标右键单击“我的电脑”，左键单击“属性”“硬件”，左键双击“网络适配器”“网卡型号”，在“常规”项中显示“这个设备运转正常”，表示网卡已经安装好。如果“网络适配器”不可见或者在前面显示有黄色惊叹号，表示该网卡没有安装好或存在故障，需要重新安装或者更换新网卡。4.2 中继器中继器中继器（Repeater）l中继器又称转发器或者收发器。l 中继器（Repeater）工作于OSI的物理层，是局域网上所有节点的中心，它的作用是放大信号，补偿信号衰减，支持远距离的通信。l 中继器仅适用于以太网，可将两段或两段以上以太网互连起来。4.3 集线器集线器l集线

8、器（Hub）主要指共享式集线器。它工作于OSI(开放系统互联参考模型)参考模型第一层，即“物理层”。集线器与网卡、网线等传输介质一样，属于局域网中的基础设备。集线器 集线器在本质上是一种特殊的中继器。中继器的主集线器在本质上是一种特殊的中继器。中继器的主要功能是对接收到的信号进行再生放大，以扩大网要功能是对接收到的信号进行再生放大，以扩大网络的传输距离；而集线器除了具有中继器的功能外，络的传输距离；而集线器除了具有中继器的功能外，还能够提供多端口的服务，所以又可以称它为多端还能够提供多端口的服务，所以又可以称它为多端口中继器。所以，集线器只能互联两个相同的网络口中继器。所以，集线器只能互联两个

9、相同的网络（如以太网和以太网），从网络覆盖的物理范围上（如以太网和以太网），从网络覆盖的物理范围上增大网络的规模。增大网络的规模。集线器的作用与工作原理 集线器在网络中的主要作用是作为多端口的信号放集线器在网络中的主要作用是作为多端口的信号放大设备。大设备。工作站工作站服务器服务器集线器集线器l它发送数据时都是没有针对性的，而是采用广播方式发送。也就是说当它要向某节点发送数据时，不是直接把数据发送到目的节点，而是把数据包发送到与集线器相连的所有节点，集线器分类集线器分类：l按端口数量分类5口、8口、12口、16口、24口、48口等最常用的是24口集线器按带宽分类10Mbps集线器、100Mbp

10、s集线器10/100Mbps自适应集线器、1000Mbps集线器l按管理性分类不可网管集线器：信号放大再生可网管集线器：带管理模块，支持SNMP网络管理协议、接受网络管理软件的命令，自动屏蔽按扩展能力分类：1、独立集线器 独立集线器本身没有进一步扩展的能力，只能通过级联的方式扩展端口数量与网络距离。这种集线器一般用于连接工作组计算机，向上连接到网络交换机 2、堆叠式集线器 堆叠集线器带有堆叠接口，通过专用电缆可以将两个以上的集线器堆叠成为一个逻辑的集线器来使用和管理。堆叠式集线器与级联式集线器的区别1、堆叠式集线器不占自身端口，效率较高2、级联式集线器占自身的端口，效率较低集线器的选择集线器的

11、选择一般可遵循以下标准：集线器的选择一般可遵循以下标准：（1）速率）速率（2）端口数）端口数（3）可扩展性）可扩展性（4）是否内置交换模块）是否内置交换模块（5）是否提供网管功能）是否提供网管功能（6）外形尺寸）外形尺寸集线器的连接集线器的连接（1）集线器常见端口 集线器常见端口包括RJ-45端口、BNC端口、AUI端口、光纤端口等。堆叠集线器还具有堆叠端口，分别标注为“UP”和“DOWN”，其作用是用来连接两个堆叠集线器。（2）集线器的堆叠和级联 集线器的堆叠将若干集线器用专用连接电缆通过堆叠端口连接起来（从一台集线器的“UP”堆叠端口直接连接到另一台集线器的“DOWN”堆叠端口），以实现单

12、台集线器端口数的扩充。集线器的级联是指使用集线器普通的或特定的端口（“级联端口”，一般标有“UPLink”）来进行集线器间的连接。利用Uplink端口级联使用直通双绞线，利用普通端口级联使用交叉双绞线。集线器间的级联除了能够增加集线器的端口数量外，还可以增大局域网的范围。双绞线由4对8芯铜线按照一定的规则绞织而成，每对芯线的颜色各不相同。目前，国际通用的双绞线制作标准有两种，即EIA/TIA568A和EIA/TIA568B。T568A的排线顺序为白绿、绿、白橙、蓝、白蓝、橙、白棕、棕 T568B的排线顺序为白橙、橙、白绿、蓝、白蓝、绿、白棕、棕 这些芯线分别对应RJ-45插头的18脚。1、直通

13、双绞线PC与交换机/集线器的普通接口连接交换机/集线器与路由器的以太口相连集线器的Uplink口与交换机的普通端口相连集线器普通口与集线器级联口连接2、交叉双绞线PC与PC的网卡端口连接路由器的以太口互连PC与路由器的以太口相连集线器普通口与集线器普通口连接l设备口相同：交叉线l设备口不同：直通线4.4 网桥网桥4.4.1 网桥的定义l网桥是一种基于物理地址来过滤、存储和转发数据帧的互连设备。l网桥将两个相似的网络连接起来。它一般由软件和硬件组成，工作于 数据链路层。4.4.2网桥的分类1、按网桥硬件所处的位置分类 内部网桥和外部网桥2、按网桥分布的地理范围分类 近程网桥和远程网桥 近程网桥联

14、通两个相邻的局域网段；远程网桥被用来连接两个或多个相距较远的LAN。比如，某个公司分布在多个城市中，该公司在每个城市中均有一个本地的LAN，最理想的情况就是所有的LAN均连接起来，整个系统就像一个大型的LAN一样。l4.4.3 网桥的特点1、网桥工作在数据链路层，对高层协议是透明的。能够转发任何网络层协议的数据流。是一种存储转发设备。2、网桥与网络层无关。转发所有广播帧，没有隔离广播信息的能力。3、网桥能够互联不同的网络，在不同的局域网之间提供转换功能。l4.4.4 网桥的工作原理l当使用网桥连接两段LAN 时，网桥对来自网段1 的MAC 帧，首先要检查其终 点地址。如果该帧是发往网段1 上某

15、一站的，网桥则不将帧转发到网段2，而将 其滤除；如果该帧是发往网段2 上某一站的，网桥则将它转发到网段2.这表明，如果LAN1和LAN2上各有一对用户在本网段上同时进行通信，显然是可以实现的。4.4.5三种交换技术三种交换技术l1、端口交换最早应用l2、帧交换目前应用最广的局域网交换技术；1】直通交换 2】存储转发l3、信元交换ATM局域网端口交换端口交换l端口交换技术最早出现在插槽式的集线器中，这类集线器的背板通常划分有多条以太网段（每条网段为一个广播域），不用网桥或路由连接，网络之间是互不相通的。模块插入后通常被分配到某个背板的网段上，端口交换用于将以太模块的端口在背板的多个网段之间进行分

16、配、平衡。帧交换帧交换l帧交换是目前应用最广的局域网交换技术，它通过对传统传输媒介进行微分段，提供并行传送的机制，以减小冲突域，获得高的带宽。一般来讲每个公司的产品的实现技术均会有差异，但对网络帧的处理方式一般有以下几种：l直通交换：提供线速处理能力，交换机只读出网络帧的前14个字节，便将网络帧传送到相应的端口上。l存储转发：通过对网络帧的读取进行验错和控制。l前一种方法的交换速度非常快，但缺乏对网络帧进行更高级的控制，缺乏智能性和安全性，同时也无法支持具有不同速率的端口的交换。因此，各厂商把后一种技术作为重点。信元交换信元交换lATM技术采用固定长度53个字节的信元交换。由于长度固定，因而便于用硬件实现。ATM采用专用的非差别连接，并行运行，可以通过一个交换机同时建立多个节点，但并不会影响每个节点之间的通信能力。直通交换直通交换l直通交换方式的以太网交换机可以理解为在各端口间是纵横交叉的线路矩阵电话交换机。它在输入端口检测到一个数据包时，检查该包的包头，获取包的目的地址，启动内部的动态查找表转换成相应的输出端口，在输入与输出交叉处接通，把数据包直通到相应的端口，实现交换功能。由于不需