常用网络设备介绍

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提高网卡性能的技术
▪ 并行处理：发送/接收和数据处理同步进行 ▪ 全双工：需集线器/交换机的支持，采用UTP和光纤 ▪ 突发传输方式（每次传送更多的帧）：LAN误码率很低 ▪ 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OS的支持） ▪ 提高与主机的传输速度：DMA传送、PCI总线
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网关的概念结构
主机 1 应用层 传输层 网络层 数据链路层 物理层
网关
应用层 / 传输层
IP IP DL DL PHY PHY
主机 2 应用层 传输层 网络层 数据链路层 物理层
网络 1
网络 2
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8.1 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
上行数据流
本地局交换机
D/RAA和S A/D
模拟信号 V.34 Modem ISP
ISP
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8.2 网络接口卡NIC
▪ 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
▪ 连接不同的局域网需要使用不同的网卡
本本地地局局交交换换机机
下下行行数数据据流流
量化噪声
用户环路 （全数字线路）
用户环路
DD/A/A 转转换换
转A转A/换D/换D
量化噪声
量化噪声
数数字字信信号号
数数字字信信号号 本A/D
电电话话交交换换 网网络络
((数数字字信信道道))
地转换 局
交 换D/A
数字信号
数字信号
数字信号
数字信号
机转换
上行数据流
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，已基本接 近电话线路的最大理论速率。
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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
主
主
企业内部网
机
机
交 换 机 防火墙
交换机 防火墙
路由器
集线器 交 换 机
外部访问子网
交换机
因特网
因特网
网络设备在OSI体系中的位置
▪ 网络设备的功能层次
OSI层次
传输层及以上 网络层
数据链路层 物理层
地址类型
设备
应用程序进程地
网关
址（端口） （协议转换器）
网络地址 （IP地址） 物理地址 （MAC地址）
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差错控制协议和数据压缩协议
▪ 差错控制协议
• ITU-T： V.42 • Microcom公司：MNP1～MNP4
▪ 数据压缩协议
• ITU-T：V.42bis 、V.44
▪ 最大压缩率为4:1～10:1
• Microcom公司：MNP5、MNP7和MNP9
▪ MNP5的最大压缩率为2:1
• 以太网卡 • 令牌环网卡 • FDDI网卡 • ATM网卡
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网卡的功能
▪ 数据缓存
• 匹配主机数据处理速率与网络的传输速率
▪ 封装/解封装
• 加上控制字段→以帧为单位进行传输→卸下控制字段
▪ 介质访问控制
• CSMA/CD、Token Passing
▪ 串/并转换
• 将主机的并行数据转换成串行位流
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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/s
用用户户
用用户户环环路路 DD//AA和和AA//DD MVMOV.oD.3dE94eM0m 模模拟拟信信号号
▪ 数据编码/解码
• 转换为适合网络介质传输的信号形式
▪ 数据发送/接收
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网卡的结构
▪ 发送/接收部件——负责信号的发送、接收 ▪ 载波检测部件——检测介质上有否信号 ▪ 发送/接收控制部件及数据缓冲区 ▪ 编码/解码器——将数据编码转换为传输信号或反之 ▪ LAN管理部件 ▪ 主机总线接口部件
路由器 （三层交换机）
网桥、交换机 （网卡）
无
中继器、集线器、 （网卡）
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中继器（集线器）的概念结构
主机1 应用层 传输层 互连网层 数据链路层 物理层
中继器 PHY
主机2 应用层 传输层 互连网层 数据链路层 物理层
网段1
网段2
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网桥（交换机）的概念结构
主机1 应用层 传输层 网络层 数据链路层 物理层
网桥 DL
PHY PHY
主机2 应用层 传输层 网络层 数据链路层 物理层
来自百度文库网段1
网段2
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路由器的概念结构
主机 1 应用层 传输层 网络层 数据链路层 物理层
路由器 互连网层 DL DL PHY PHY
主机 2 应用层 传输层 网络层 数据链路层 物理层
子网 1
子网 2
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调制解调器的技术标准
▪ ITU-T V系列建议
• V.21和V.23：速率300b/s到1200b/s • V.22、V.26和V.27：1200b/s到4800b/s • V.29：9600b/s • V.32、V.24、V.42：14.4Kb/s • V.34：33.6kb/s • V.90、V.92：56Kb/s
微处理器
计
算
机
总线接口
总
线
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LAN管理
曼彻斯特编码器 曼彻斯特解码器
发送控制
载波检测 接收控制
发送器 接收器
通 信 线 路
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网卡的配置参数
▪ 网卡地址：即网卡的物理地址（MAC地址）， 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 / 软件设置 / PnP） •中断请求号 IRQ（一般为3） •I/O基地址 I/O Base（一般为300H） •存储器基地址 Memory Base (一般为0C000H) •全双工 / 半双工 •传输速率（仅10/100Mb/s双速网卡可选）
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网卡的选用
考虑的因素包括：
▪ LAN的类型：Ethernet、Token Ring、ATM、FDDI ▪ LAN的速度：10M/100M/1000M、4M/16M、25M/155M ▪ 网络接口类型：AUI/BNC、RJ-45、SC/ST/MT-RJ ▪ 主机总线类型：ISA、EISA、PCI、USB、PCMCIA ▪ 应用场合：服务器、工作站、笔记本 ▪ 其他附加功能：PnP、防病毒、远程唤醒、链路聚合等