计算机网络组网设备

转发设备。局域网络结构上的差异体现在介质访问协议ＭＡＣ上，因 而网桥被广泛用于异种局域网的互联。 • 网桥从一个网段接收完整的数据帧，进行必要的比较和验证，然后决 定是丢弃还是发送给另外一个网段。转发前网桥可以在数据帧之前增 加或删除某一些字段，但不进行路由选择。因此，网桥具有隔离网段 的功能，在网络上适当地使用网桥可以起到调整网络负载的作用。 • ２.网桥的工作原理 • 网桥按工作原理分为两类：
联设备，用于扩展网段的距离。电信号强度在电缆中传送时随电缆长 度增加而递减，这种现象叫衰减，对长距离传输有影响。中继器常用 来将几个网段连接起来，通过中继器将信号放大，然后在另一个网段 上继续传输。
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3.4 网桥
• １.网桥的功用 • 网桥（Ｂｒｉｄｇｅ）是一种在数据链路层实现局域网络互联的存储
解调器。 • ６.外置调制解调器的前面板上８个指示灯及其意义，如表３－２所
示。 • ７.调制解调器的功能 • （１）提供双向同时通信方式。 • （２）自动拨号和应答，安全可靠回呼。 • （３）自动线路质量检测、自动协商速率。 • （４）自动呼叫监视、呼叫等待和自动重拨。
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３.２ 调制解调器
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３.５ 网络交换机
• 一般来说，交换机的每个端口都用来连接一个独立的网段，但是有时 为了提供更快的接入速度，我们可以把一些重要的网络计算机直接连 接到交换机的端口上。这样，网络的关键服务器和重要用户就拥有更 快的接入速度，支持更大的信息流量。
• （１）学习功能：以太网交换机了解每一端口相连设备的ＭＡＣ地址， 并将地址同相应的端口映射起来存放在交换机缓存中的ＭＡＣ地址表 中。
• （５）支持常用的文件传输协议。 • （６）具有存储电话号码、自动故障诊断、声光指示等。 • （７）支持与ＨａｙｅｓＡＴ命令集兼容，可以进行编程控制。 • （８）可用于普通电话线路或专线。 • （９）具有差错控制、数据压缩和传真功能。 • （１０）高级的调制解调器具有语音能力。 • ８．调制解调器用到的通信协议 • （１）标准ＸＭＭＯＤＥＭ。 • （２）ＸＭＭＯＤＥＭ－ＣＲＣ。
• （３）从传输介质和传输速度上看，局域网交换机可以分为以太网交 换机、快速以太网交换机、千兆以太网交换机、ＦＤＤＩ交换机、Ａ ＴＭ交换机和令牌环交换机等多种，这些交换机分别适用于以太网、 快速以太网、ＦＤＤＩ、ＡＴＭ和令牌环网等环境。
• （４）从规模应用上又可以分为企业级交换机、部门级交换机和工作 组交换机等。
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3.1 网卡
• （５）按有无物理上的通信线缆，分为有线网卡和无线网卡。 • ４.网卡的选择 • （１）主要是根据主机的总线类型选择不同的网卡，如表３－１所示。 • （２）其次是网线选择，不同类型、规模、速度的网络选用不同的网
线接口。
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３.２ 调制解调器
• １．调制解调器基本概念 • 调制解调器（Ｍｏｄｅｍ）也称为信号变换设备，按照计算机网络两
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3.1 网卡
• ３.网卡的分类 • （１）根据数据位宽度的不同，网卡分为８位、１６位、３２位和６
４位。 • （２）网卡主要是以适应的主机总线类型来分类的。当前，各种计算
机提供的总线类型主要有：工业总线ＩＳＡ，扩展工业总线ＥＩＡＳ， 外围控制器接口总线ＰＣＩ，微通道总线ＭＣＡ等。 • （３）按数据传输速率划分，有１０Ｍｂ／ｓ、１００Ｍｂ／ｓ、１ ０／１００Ｍｂ／ｓ自适应网卡，以及１Ｇｂ／ｓ网卡。 • （４）根据不同的局域网协议，网卡又分为Ｅｔｈｅｒｎｅｔ网卡、 ＴｏｋｅｎＲｉｎｇ网卡、ＡＲＣＮＥＴ网卡和ＦＤＤＩ网卡几种。
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３.２ 调制解调器
• （３）ＸＭＭＯＤＥＭ－１Ｋ。 • （４）ＹＭＯＤＥＭ。 • （５）ＹＭＯＤＥＭ－Ｇ。 • （６）ＺＭＯＤＥＭ。 • （７）Ｋｅｒｍｉｔ。 • （８）ＭＮＰＭＮＰ，它是Ｍｉｃｒｏｃｏｍ公司开发的通信协议。
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3.3 集线器和中继器
• １.集线器 • 集线器又称为ＨＵＢ，实质上为多端口的中继器。在使用时，可以把
• （９） 按照最广泛的普通分类方法，局域网交换机可以分为桌面型 交换机（ＤｅｓｋｔｏｐＳｗｉｔｃｈ）、工作组型交换机（Ｗｏｒ ｋｇｒｏｕｐＳｗｉｔｃｈ）和校园网交换机（ＣａｍｐｕｓＳｗｉ ｔｃｈ）三类。
ｕｄｅＭｏｄｕｌａｔｉｏｎ，ＡＭ）、
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３.２ 调制解调器
• 调频（ＦｒｅｑｕｅｎｃｙＭｏｄｕｌａｔｉｏｎ，ＦＭ）、调相 （ＰｈａｓｅＭｏｄｕｌａｔｉｏｎ，ＰＭ）。
• ３．调制解调器标准 • 调制解调器的调制方式和数据传输率大多数由国际电信联盟（ＩＴＵ）
进行标准化，ＩＴＵＶ.３２标准支持９.６Ｋｂ／ｓ数据传输率。支 持１４.４Ｋｂ／ｓ数据传输率的调制解调器的标准为Ｖ.３２ｂｉｓ， 即Ｖ.３２规范的扩展形式。Ｖ.３２ｂｉｓ规范后面是数据传输率为 ２８.８Ｋｂ／ｓ的Ｖ.３４标准，以及支持３３.６Ｋｂ／ｓ的Ｖ.４２ 标准。１９９８年ＩＴＵ－Ｔ制定出５６Ｋｂ／ｓ的Ｖ.９０标准。 • ４．调制解调器压缩技术和差错控制标准
专线调制解调器。 • （２）按数据传输方式进行分类，可将调制解调器分为同步调制解调
器和异步调制解调器。 • （３）按通信方式（数据传输方向） 对调制解调器进行分类，可分
为单向、双向交替和双向同时三种。
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３.２ 调制解调器
• （４）按传输速率进行分类，可将调制解调器分为低速、中速和高速。 • （５）按调制解调器安装位置分类，分为外置调制解调器和内置调制
• （２）转发过滤：当一个数据帧的目的地址在ＭＡＣ地址表中有映射 时，它被转发到连接目的节点的端口而不是所有端口（如该数据帧为 广播／组播帧则转发至所有端口）。
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３.５ 网络交换机
• （３）消除回路：当交换机包括一个冗余回路时，以太网交换机通过 生成树协议避免回路的产生，同时允许存在后备路径。
• （４）进修：以太网交换机了解每一端口相连设备的ＭＡＣ源自文库址，并 将地址同响应的端口映射起来存放在交换机缓存中的ＭＡＣ地址表中。
• （５）转发／过滤：当一个数据帧的目的地址在ＭＡＣ地址表中有映 射时，它被转发到毗连目的节点的端口而不是所有端口（如该数据帧 为广播／组播帧则转发至所有端口）。
• ２.交换机的分类 • （１）从广义上来看，交换机分为两种：广域网交换机和局域网交换
机。广域网交换机主要应用于电信领域，提供通信基础平台。而局域
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３.５ 网络交换机
• 网交换机则应用于局域网络，用于连接终端设备，如ＰＣ及网络打印 机等。
• （２）按照复杂的网络构成方式，网络交换机被划分为接入层交换机、 汇聚层交换机和核心层交换机，接入层和汇聚层交换机共同构成完整 的中小型局域网解决方案。
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3.4 网桥
• （１）一类为透明网桥，也叫生成树桥，由各个网桥自己来决定路径 选择。透明桥采用逆向学习的方法获得路径信息，每个网桥都有一张 路径表，表中记录端口和网络地址的对照信息。
• （２）另一类称为源选路径桥，由源端主机决定帧传输要经过的路径。 开始由源端主机发出传向各个目的站点的查询帧，途径的每个网桥转 发该帧，查询帧到达目的站点后，再返回源端，返回时，途径的网桥 将它们自己的标识记录在应答帧中，这样可以从不同的返回路径中找 到一条最佳的路径。
• （７）按照交换机的可管理性，又可将交换机分为可管理型交换机和
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３.５ 网络交换机
• 不可管理型交换机，它们的区别在于对ＳＮＭＰ、ＲＭＯＮ等网管协 议的支持。
• （８）按照交换机是否可堆叠，交换机又可分为可堆叠型交换机和不 可堆叠型交换机两种。设计堆叠技术的一个主要目的是为了增加端口 密度。
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３.５ 网络交换机
• 3.5.1 网络交换机功能及分类
• １.交换机的主要功能 • 交换机的主要功能包括物理编址、网络拓扑结构、错误校验、帧序列
以及流控。如今交换机还具备了一些新的功能，如对ＶＬＡＮ （虚 拟局域网）的支持、对链路汇聚的支持，甚至有的还具有防火墙的功 能。 • 交换机除了能够连接同种类型的网络之外，还可以在不同类型的网络 （如以太网和快速以太网）之间起到互联作用。如今许多交换机都能 够提供支持快速以太网或ＦＤＤＩ等高速连接端口，用于连接网络中 的其他交换机，或者为带宽占用量大的关键服务器提供附加带宽。
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3.4 网桥
• ３.网桥在网络应用中存在的问题 • （１）网桥对接收的帧要先存储和查找站表，决定是否转发，增加了
时延。 • （２）网桥在ＭＡＣ子层并没有流量控制功能。 • （３）网桥连接只适用于通信量不是很大的应用。 • （４）若同时有大量的向其他网段转发的通信量，容易形成广播风暴。
集线器连接的网络看成一个共享式总线，在集线器的内部，各端口是 相互连在一起的。集线器可分为独立式、叠加式、智能模块化三种， 有８端口、１６端口、２４端口多种规格。集线器支持的数据传输率 为１０Ｍｂ／ｓ或１００Ｍｂ／。
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3.3 集线器和中继器
• ２.中继器 • 中继器用于同种局域网络的互联，是在物理层次上实现互联的网络互
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3.1 网卡
• ２.网卡的作用与连接 • 网卡的作用如下： • （１）它是主机与介质的桥梁设备。 • （２）实现主机与介质之间的电信号匹配。 • （３）提供数据缓冲能力。 • （４）控制数据传送的功能。网卡一方面负责接收网络上传过来的数
据包，解包后，将数据通过总线传输给本地计算机；另一方面将本地 计算机上的数据打包后送入网络。网卡与网络的连接方式如图３－２ 所示。
• １.网卡基本概念 • 网卡即网络适配器，基本功能是提供网络中计算机主机与网络电缆系
统（通信传输系统） 之间的接口，实现主机系统总线信号与网络环 境的匹配和通信连接，接收主机传来的各种控制命令，并且加以解释 执行。现在网卡都支持全双工模式，也称为双向同时传输。 • 网卡插在每台工作站和服务器主机板的扩展槽里。工作站通过网卡向 服务器发出请求，当服务器向工作站传送文件时，工作站也通过网卡 接收响应。网卡外观如图３－１所示。
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３.２ 调制解调器
• 通常使用的压缩技术和差错控制标准有两种：ＣＣＩＴＴＶ.４２规 范和Ｍｉｃｒｏｃｏｍ网络协议（ＭｉｃｒｏｃｏｍＮｅｔｗｏｒｋ ｉｎｇＰｒｏｔｏｃｏｌ，ＭＮＰ）。其中，ＣＣＩＴＴＶ.４２ｂ ｉｓ规范使用Ｈｕｆｆｍａｎ（霍夫曼）编码技术。
• ５．调制解调器的分类和功能 • （１）按通信设备进行分类，可将调制解调器分为拨号调制解调器和
第３章 计算机网络组网设备
• 3.1 网卡 • 3.2 调制解调器 • 3.3 集线器和中继器 • 3.4 网桥 • 3.5 网络交换机 • 3.6 路由器 • 3.7 网络安全设备 • 3.8 协议转换器 • 3.9 资源设备
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3.1 网卡
• 就像计算机中不同的板卡分别拥有不同的功能一样，网络设备也在网 络中分别扮演着不同的角色，因此，只有清楚它们各自的功能和用途 后，才能根据网络建设的实际需要选择相应的设备。
级子网的划分，它属于通信子网，但是它是用户端的设备。数字信号 的调制实际上是用基带信号对载波信号的三个特征参数：幅度、频率 和相位进行调制，使这些参数随基带脉冲信号的变化而变化。 • ２.调制方式 • 调制方式可分为：幅移键控法（Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ－ＳｈｉｆｔＫ ｅｙｉｎｇ，ＡＳＫ）、频移键控法（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ－Ｓｈｉ ｆｔＫｅｙｉｎｇ，ＦＳＫ）、相移键控法（Ｐｈａｓｅ－Ｓｈｉｆ
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３.５ 网络交换机
• （５）根据架构特点，人们还将局域网交换机分为机架式、带扩展槽 固定配置式、不带扩展槽固定配置式三种。
• （６）按照ＯＳＩ七层网络模型，交换机又可以分为第二层交换机、 第三层交换机、第四层交换机等，一直到第七层交换机。基于ＭＡＣ 地址工作的第二层交换机最为普遍，用于网络接入层和汇聚层。基于 ＩＰ地址和协议进行交换的第三层交换机普遍应用于网络的核心层， 也少量应用于汇聚层。部分第三层交换机也同时具有第四层交换功能， 可以根据数据帧的协议端口信息进行目标端口判断。第四层以上的交 换机称为内容型交换机，主要用于互联网数据中心。