网络互联设备概述

物理层 中继器、集线器、调制解调器
数据链路层 网卡、网桥、交换机
网络层 路由器、三层交换机
应用层 网关、防火墙
网卡（Network Interface Card ）
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 用来定义网络设备的位置
广播域：
接收同样广播消息的节点的集合。当这பைடு நூலகம்设备中 的一个发出一个广播时，所有其他的设备都能接收 到这个广播帧。
网络分段示意
•冲突域/广播 •H域UB
•总带宽: BW •结点带宽: BW/8
•独立的冲突域
•网桥或网络交换 机 •网段 1
•HUB
•网段 2 •HUB
•广播 域
❖交换机只能分隔冲突域，但不能分隔广播域
网络互联设备概述
2020年4月29日星期三
学习重点
网络设备的种类 网络设备所处的位置 网络设备的功能（作用） 网络的工作原理（简单了解） 网络设备的不同
•主机
•主机
•企业内部 网
•集线器
•交换机
•交换机
•防火墙
•交换机 •防火墙
•路由器
•交换机
•外部访问子 网
•因特网
•因特网
网络设备在OSI体系中的位置
网桥的内部结构
•网桥
•站 表
• 端口管 • 网桥 理软件 协议实
体
•端口1
•缓存
•1
•网段A
•1
•2
•网段B
站地址 端口 MAC1 1 MAC2 1 MAC3 1 MAC4 2 MAC5 2 MAC6 2
均拥有带宽为B/n。
解决的方法
提高网络传输速度——没有从根本上解决问题 网络分段（微网段化）
减少每个网段中站点的数量, 使冲突的概率减小
实现网络分段的设备：网桥、交换机、路由器
冲突域、广播域
冲突域：
连接在同一导线上的所有工作站的集合，或者说 是同一物理网段上所有节点的集合或以太网上竞争 同一带宽的节点集合。
网络设备的功能层次
OSI层次 传输层及以上
地址类型
应用程序进程地 址（端口）
网络层
网络地址 （IP地址）
数据链路层
物理地址 （MAC地址）
物理层
无
设备 网关 （协议转换器） 路由器 （三层交换机） 网桥、交换机 （网卡） 中继器、集线器 、（网卡）
物理层 中继器、集线器、调制解调器
数据链路层 网卡、网桥、交换机
•集线器类型：按结构形式划分
▪ 独立式（Stand alone）
•
固定端口配置，扩充时用级连的方法。
▪ 堆叠式（Stackable）
•
固定配置，用堆叠方法进行扩充——堆叠连
接在一起的HUB在逻辑相当于一台单独的HUB，
可统一管理。
▪ 模块化（Module）
•
又称机箱式，由一台带有底板、电源的机箱
和若干块多端口的接口卡（线卡）组成。可灵活
网络层 路由器、三层交换机
应用层 网关、防火墙
物理层 中继器、集线器、调制解调器
数据链路层 网卡、网桥、交换机
网络层 路由器、三层交换机
应用层 网关、防火墙
中继器(REPEATER)
中继器是为了解决电缆长度问题而用的。它 可以将传送信号放大，从而使它在网络上传 输的更远。
特点：
不进行存储——信号延迟小 不检查错误——会扩散错误 不对信息进行任何过滤 可进行介质转换——如UTP（非屏蔽双绞线）转
MAC地址
每个网卡芯片都会烧录一个全球唯一的MAC地址 Media Access Control，介质访问控制
提供寻址及媒体存取的控制方式，使得不同设备或网 络上的节点可以在多点的网络上通讯，而不会互相冲突 。
MAC地址
48比特长(6字节),16进制的数字组成. 0-23位叫做组织唯一标志符(organizationally
•总带宽: BW×2 •结点带宽: BW/4
•独立的冲突域
网桥
网桥（Bridge）也称桥接器，是连接两个局域 网的存储转发设备，用它可以完成具有相同或 相似体系结构网络系统的连接。
网桥的功能：
网桥对所接收的信息帧只作少量的包装，而不作任 何修改。
网桥可以采用另外一种协议来转发信息。 网桥有足够大的缓冲空间，以满足高峰期的要求。 网桥必须具有寻址和路径选择的能力。
换为光纤
集线器（HUB）
“Hub”是“中心”的意思，集线器的主要功能是对接 收到的信号进行整形放大，以扩大网络的传输距离 ，同时把所有节点集中在以它为中心的节点上。
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→星形连接 逻辑上仍是一个总线型共享介质网络
端口数：8，12，16，24
按需配置，通过插入不同的插卡满足需求（如插
入交换卡、路由卡、加密卡等）。
用集线器构建的网络的特点
所有主机共享带宽 无法限制冲突和广播 适用于小型网络
例：用集线器搭建简单的网络
以1台服务器，3台PC机为例：
一台HUB 4块网卡 4台PC机 8个RJ45接头（水晶头） 若干米双绞线
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 串/并转换
将主机的并行数据转换成串行位流
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
网桥、交换机、路由器
共享信道LAN的缺点
冲突域中的多个站点同时发送会造成冲突； 网络中站点越多，冲突现象越严重； 具有n个站点的总带宽B的共享网络，每个站点的平
•HUB
•服务器
•PC机
•NIC
调制解调器
英文是MODEM，即 MOdulator/DEModulator(调制器/解调器)
一般是指用于电话网络的模拟调制解调器 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
unique ，是识别LAN（局域网）节点的标识. 24-47位是由厂家自己分配。 在网络底层的物理传输过程中，是通过物理
地址来识别主机的，它一般也是全球唯一的 。
如何获取本机的MAC
依次单击“开始”→“运行” →输入“CMD”→输入 “ipconfig/all”回车。即可看到MAC地址。
网卡的功能