网络互连设备
网络连接设备有哪些？
网络设备简介网络设备及部件是连接到网络中的物理实体。
基本的网络设备主要有：网络终端设备和网络互连设备。
网络终端设备可以给网络用户提供访问网络的入口或者提供网络资源，构成资源子网。
网络互连设备也就说我们常说的网络设备，通过网络设备可以实现网络终端的互连，构成通信子网。
1.网络终端设备网络终端设备一般是指一系列设备，网络用户要么是通过这些设备获取网络中的各种服务，如：用户通过Internet发送邮件；要么是利用这些设备提供网络中的各种服务，如学校网站发布各种教务信息让学生了解学校最新动态。
网络终端设备主要有工作站、服务器、网络打印机、移动手持设备及VoIP电话等。
2.网络设备互联交换机：交换机工作在OSI体系结构的数据链路层，是多端口设备。
交换机提供与集线器类似的功能，但拥有更多的先进性能，能够对任意两个端口进行临时连接。
它包含一个交换矩阵或交换结构，能够用于迅速的连接端口或切断端口间的连接。
路由器：路由器工作在OSI体系结构的网络层，负责在网络上将数据从发送者发送给接受者。
路由器能够读取数据的目的地址并能够确定传输数据的最佳路径。
网关：网关是指任何设备、系统或软件应用程序，他们能够起到将数据从一种格式转化成另外一种格式的功能。
网关一般工作在OSI体系结构的应用层，网络的路由器就是一个网关。
无线接入点：它是用于无线网络的无线交换机，也是无线网络的核心。
无线接入点是一个包含很多内容的名称，它不仅包含单纯性无线计入点（无线AP），也同样是无线路由器等类设备的统称。
单纯性无线接入点工作在PSI体系结构的物理层，在访问接入点覆盖范围内的无线工作站可以通过它过进行相互通信。
单纯性无线AP的工作原理是将网络信号通过双绞线传送过来，经过不同的功率，他可以实现不同程度、不同范围的网络覆盖。
调制解调器：Modem，Modulator（调制器）与Demodulator（解调器）的简称，常被人亲昵地称为猫。
工作于OSI模型的物理层，为数据端设备提供传送数据的通路。
网络互联设备
网络互联设备网络互联是指LAN-LAN WAN-WAN LAN-WAN之间的连通和互操作能力这。
种互操作指的是互联网上一个网络的用户和另一个网络的用户可以透明的交换信息而不管这两个网络上的硬件软件差异。
两个网络互联时它们的差异可以表现在OSI 7层模型之中的任意一层上根据它们实施接续所在的层网络互联设备通常分为如下4种。
1 中继器在物理层上透明的复制二进制位以补偿信号的衰减它不与高层协议发生作用2 网桥在不同或相同类型的LAN之间存储或转发帧，必要时进行链路层上的协议转换3 路由器工作在网络层，在不同的网络间存储并转发包根据信息包的地址将信息包发送到目的地必要时进行网络层上的协议转换4 网关协议转换器对高层协议包括传输层以及更高层进行转换的网间连接器。
它允许使用不兼容的协议如IBM SNA SPX/IPX TCP/IP系统和网络互联。
要搞清它们的区别最容易的方法是将它们与OSI 7层模型对照看它们是在OSI的哪一层实现的参见下表1 10SI层互联设备用途物理层中继器集线器在电缆段间复制比特流数据链路层网桥第二层交换器在LAN间存储转发帧网络层路由器第三层交换器在不同网间存储转发包传输层以上网关提供不同体系间互联接口2 中继器2 1 中继器网络连接最简单的设备就是中继器其作用是对弱信号再生并将再生信号发送到网络的其它分支上提供电流以实现长距离传输中继器工作在OSI模型的最低层物理层只能用来连接具有相同物理层协议的LAN 中继器主要用于扩充LAN电缆段的距离限制比如10BASE 5粗以太网由于收发器只能提供500米的驱动能力而MAC协议允许粗以太网电缆最长为2.5公里这样每500米之间就可以利用中继器来连接但是中继器不具备检错和纠错的功能因此错误的数据经中继器后仍被复制到另一电缆段另外中继器还会引入延时。
2 2 使用注意事项1 用中继器连接的以太网不能形成环2 必须遵守MAC协议定时特性不能用中继器将电缆断无限连起来比如一个以太网上最多有4个中继器连接5个缆线段其中只有3个缆线可以连接计算机2 3 集线器集线器（HUB)是一种特殊的中继器它可以转接多个网络电缆把多个网络段连接起来随着10BASE T标准的推出以及集线器的使用使得总线网络拓扑结构逐渐向星型网络拓扑使用非屏蔽双绞线的模式转化该模式的核心就是集线器它连接网络的各个节点其优点是是当网络上的某个节点或某条线路出现故障时不会影响网络上的其它节点集线器可以分为有源无源智能三种有源集线器对信号有再生和放大作用无源集线器不对信号做处理只是简单的把多段介质相连智能集线器具有有源集线器的全部功能此外还有网络管理路径选择等功能。
网络互连设备
数据链路层网络连接设备
网桥（桥接器，bridge） 网桥是一个局域网与另一个局域网之间建立连接 的桥梁。网桥是属于数据链路层的一种设备，它的 作用是扩展网络和通信手段，在各种传输介质中转 发数据信号，扩展网络的距离，同时又有选择地将 有地址的信号从一个传输介质发送到另一个传输介 质，并能有效地限制两个介质系统中无关紧要的通 信。网桥可分为本地网桥和远程网桥。本地网桥是 指在传输介质允许长度范围内互联网络的网桥；远 程网桥是指连接的距离超过网络的常规范围时使用 的远程桥，通过远程桥互联的局域网将成为城域网 或广域网。如果使用远程网桥，则远程桥必须成对 出现。
物理层网络连接设备（中继器）
中继器的任务就是接收一端电缆上的信号，放大 并重新生成该信号，然后发到另一端电缆上去， 此外它再不执行任何操作。
局域网中最简单、成本最低的网络连接设备 特点： 电信号再生放大转发 中继器的作用是功能是对弱信号进行再 生和转发。中继器检测由某个端口接收的输入信号，将其恢 复为原始的波形和振幅，然后以最小的延迟将这些经过重整 （重定时和恢复）的信号重新发送到接收端口之外的其他各 个端口。 无检错、纠错功能 错误的数据经中继器后仍被复制到另一电 缆段。 用中继器连接的各网段属于同一个网络，具有相同的网络地 址 对数据链路层以上的协议来讲，用中继器互联起来的若干 段电缆与单根电缆之间并没有差别（除了有一定时延）。 用中继器连接的网络段都必须使用同样的介质访问方法。一 般情况下，中继器的两端连接的是相同的媒体，但有的中继 中继器一般用于传统以太网之类的总线型电缆系统 ： 器也可以完成不同媒体的转接工作（如粗、细电缆混接）。 增加信号传送距离 相同物理层协议的LAN内（同一网络不同网段）的互连
【透明网桥】
计算机网络互连设备概述
计算机网络互连设备概述1. 引言计算机网络互连设备是指用于互联网互联的各种硬件设备，包括路由器、交换机、防火墙等。
这些设备起到了连接各个计算机和网络的作用，使得信息可以在各个节点之间传递和交换。
本文将对计算机网络互连设备进行概述，介绍其基本概念、分类和功能。
2. 基本概念2.1 路由器路由器是计算机网络中用于转发数据包的设备。
它基于网络层的IP协议，根据不同的目的地址将数据包从一个网络转发到另一个网络，实现了不同网络之间的互连。
路由器具有路由表和转发表，可以根据路由信息进行数据包的选择性发送和转发。
2.2 交换机交换机是计算机网络中用于转发数据帧的设备。
它基于数据链路层的MAC地址来转发数据帧，可以实现多个计算机之间的高速通信。
交换机具有端口和交换表，可以在不同端口之间根据MAC地址进行数据帧的交换。
2.3 防火墙防火墙是计算机网络中用于保护网络安全的设备。
它可以根据一定的安全策略，过滤和监控网络流量，防止非法入侵和数据泄露。
防火墙可以设置访问控制列表、地址转换和虚拟专用网络等安全功能，提高网络的安全性。
3. 分类3.1 按功能分类根据设备的功能不同，计算机网络互连设备可以分为核心设备和边缘设备。
•核心设备主要包括路由器和交换机，用于实现网络的核心功能，如数据路由和数据转发。
•边缘设备主要包括防火墙、网关和代理服务器，用于实现网络与外部网络的接口和连接，保护网络安全。
3.2 按网络拓扑分类根据网络的拓扑结构不同，计算机网络互连设备可以分为星形网络、总线网络和环形网络等。
•星形网络的互连设备一般是交换机，每个计算机都连接到一个交换机上，实现了点对点的通信。
•总线网络的互连设备一般是集线器，所有计算机都连接到一个集线器上，实现了广播式的通信。
•环形网络的互连设备一般是路由器，每个路由器都连接到两个邻近的路由器上，实现了环形的通信。
4. 功能4.1 数据交换计算机网络互连设备可以实现数据的交换和转发。
网络互连的层次和各层次连接使用的设备
网络互连的层次和各层次连接使用的设备网络互联是指：网络在物理上的连接,两个网络之间至少有一条在物理上连接的线路,它为两个网络的数据交换提供了物资基础和可能性,但并不能保证两个网络一定能够进行数据交换,这要取决于两个网络的通信协议是不是相互兼容。
网络互连的层次有：物理层、数据链路层、网络层、传输层及其以上高层。
网络互连的设备主要有：集线器，中继器，交换机，网桥，路由器等。
1.路由器（Router）：是用于连接多个逻辑上分开的网络，它能将不同网络之间的数据信息进行“翻译”，以使它们能够相互“读”懂对方的数据，从而构成一个更大的网络。
逻辑网络是指一个单独的网络或一个子网。
当数据从一个子网传输到另一个子网时，可通过路由器来完成。
因此，路由器具有判断网络地址和选择路径的功能，它能在多网络互联环境中建立灵活的连接，可用完全不同的数据分组和介质访问方法连接各种子网。
路由器是属于网络应用层的一种互联设备，只接收源站或其他路由器的信息，提供网络间的分组转发功能，它不关心各子网使用的硬件设备，但要求运行与网络层协议相一致的软件。
2．网关（Gateway）：是连接两个协议差别很大的计算机网络时使用的设备（通常由软件实现）。
它可以将具有不同体系结构的计算机网络连接在一起。
网关是网络连接设备的重要组成部分，它不仅具有路由的功能，而且能在两个不同的协议集之间进行转换，从而使不同的网络之间进行互联。
3.集线器（HUB）：属于数据通信系统中的基础设备，它和双绞线等传输介质一样，是一种不需任何软件支持或只需很少管理软件管理的硬件设备。
它被广泛应用到各种场合。
集线器工作在局域网(LAN)环境，像网卡一样，应用于OSI参考模型第一层，因此又被称为物理层设备。
集线器内部采用了电器互联，当维护LAN的环境是逻辑总线或环型结构时，完全可以用集线器建立一个物理上的星型或树型网络结构。
在这方面，集线器所起的作用相当于多端口的中继器。
其实，集线器实际上就是中继器的一种，其区别仅在于集线器能够提供更多的端口服务，所以集线器又叫多口中继器。
常见网络互连设备简介
常见网络互连设备简介在校园网建设的设备选购过程中，众多的网络设备常常让我们眼花缭乱、不知所措。
应用决定功能，需要什么样的功能取决于正确的应用分析。
有了应用目标，再根据不同设备的功能决定选用什么样的设备，这样才不至于出现杀鸡用牛刀之类不必要的浪费。
下面对常用网络设备功能和应用做简单介绍，但愿对大家有所帮助。
一、路由器（Router）路由器是用来连接局域网与广域网的，是校园网的核心设备，也是较贵的设备。
路由器工作在网络层，具有地址翻译、协议转换和数据格式转换等功能，通过分组转发来实现网络互连，有很强的异种网连接能力，并有路径选择和子网划分功能。
市场上的路由器，其具体功能和档次千差万别。
在校园网的网络中心，要求快速的包交换能力与高速的网络接口，可使用高端的核心路由器；而网络边缘的接入，要求相对低速的端口及较强的控制能力，通常使用中低端的接入路由器。
对于规模较小且采用ADSL与Internet相连接的校园网来说，不必购置专门的路由器，可以使用“宽带路由器”（或带路由功能的ADSL Modem）配合交换机来实现Internet接入及内部互连。
二、中继器（Repeater）又称转发器，用于连接局域网的多个网段，实现网络在物理层的连接，有中继放大信号并按原方向传输的作用。
中继器是扩展网络最廉价的选择，并可连接不同传输介质的网络，但是只能用于相同协议的同构型网络的连接，且没有隔离和过滤功能。
受5-4-3规则的限制，以太网中最多可使用四个中继器。
使用中继器连接以后的两个网段仍为一个网络，如果希望连接后是两个网络，则应选择网桥。
集线器（Hub）实际上是多口的中继器，又称集中器，用于连接多台电脑或其他网络设备，是校园网中最常见的网内连接设备。
集线器的速度通常为10M，并且其带宽是各个端口共享的，同一时刻只能为一个客户服务。
集线器会产生广播风暴，在级联时还受到5-4-3规则的约束。
基于集线器的共享式网络在校园网中已较少使用。
网络互连的层次和各层次连接使用的设备
网络互连的层次和各层次连接使用的设备网络互联是指：网络在物理上的连接,两个网络之间至少有一条在物理上连接的线路,它为两个网络的数据交换提供了物资基础和可能性,但并不能保证两个网络一定能够进行数据交换,这要取决于两个网络的通信协议是不是相互兼容。
网络互连的层次有：物理层、数据链路层、网络层、传输层及其以上高层。
网络互连的设备主要有：集线器，中继器，交换机，网桥，路由器等。
1.路由器（Router）：是用于连接多个逻辑上分开的网络，它能将不同网络之间的数据信息进行“翻译”，以使它们能够相互“读”懂对方的数据，从而构成一个更大的网络。
逻辑网络是指一个单独的网络或一个子网。
当数据从一个子网传输到另一个子网时，可通过路由器来完成。
因此，路由器具有判断网络地址和选择路径的功能，它能在多网络互联环境中建立灵活的连接，可用完全不同的数据分组和介质访问方法连接各种子网。
路由器是属于网络应用层的一种互联设备，只接收源站或其他路由器的信息，提供网络间的分组转发功能，它不关心各子网使用的硬件设备，但要求运行与网络层协议相一致的软件。
2．网关（Gatewa y）：是连接两个协议差别很大的计算机网络时使用的设备（通常由软件实现）。
它可以将具有不同体系结构的计算机网络连接在一起。
网关是网络连接设备的重要组成部分，它不仅具有路由的功能，而且能在两个不同的协议集之间进行转换，从而使不同的网络之间进行互联。
3.集线器（HUB）：属于数据通信系统中的基础设备，它和双绞线等传输介质一样，是一种不需任何软件支持或只需很少管理软件管理的硬件设备。
它被广泛应用到各种场合。
集线器工作在局域网(LAN)环境，像网卡一样，应用于OSI参考模型第一层，因此又被称为物理层设备。
计算机网络课件-第三章网络互连
图3-4 网关连接
思考：请对几种互连方式从互连设备、互
连层次、应用场合、功能、优点、缺点进
行对比。
互连。
（3）网络层互连：用于局域网域局域网的互连、 局域网与广域网、广域网与广域网的互连，互连 设备是路由器（Router），实现网络层及网络层 以下各层的协议转换。 （4）网络层以上的互连：互连设备是网关 （Gateway），负责网络层以上各层的协议转换。
3、网络互连设备
1．中继器 2．网桥 3．路由器 4．协议转换器（网关）
3.1.2 网络互连的种类和方式
1、网络互连的种类：
局域网和局域网的互连
局域网和广域网的互连
局域网—广域网—局域网的互连 广域网和广域网的互连
2、网络互连的方式
根据网络进行网络互连所在的层次，常用的互连设备有
以下几类：
（1）物理层互连：可以连接两个同质的网络，如两个以 太网，物理层互连设备为中继器（Repeater），中继 器可把两个数据链路层以及以上各层完全相同的网络 连接起来。实际上是把多个网段连接在一起，形成一 个范围延伸了的局域网。 （2）数据链路层互连：用于两个局域网的互连，当两个 局域网的MAC层不同时，可以使用网桥（Bridge）实现
图3-3 用路由器连接网络
路由器的数据交换
A
数据包 传送到：目的主机（网络地址） Router 1（物理地址） 数据包 Router 1 传送到：目的主机（网络地址） Router 2（物理地址）
Router 2
Router 3
传送到：目的主机（网络地址） Router 3（物理地址）
第3章 主要内容
• 3.1 网络互连 的概念 • 3.2 互连设备
本章学习目标
常见的网络连接设备
交换机
定义：是一种用于电信号转发的网络设备。它可以为接入交换 机的任意两个网络节点提供独享的电信号通路。 常见的交换机：以太网交换机，电话语音交换机、光纤交换机 功能：连接多个网段，允许多个用户之间同时进行数据传输 特点：根据目的地的MAC地址，将数据包独立的从源端 口送至目的端口，使得每个端口是一个独立的冲突域
网络互联设备网络互联设备网络互联时在物理上把两种网络连接起来实现一种网络与另一种网络的互访与通信解决它们之间协议方面的差别处理速率与带宽的差别网络互联设备网络传输介质互联设备网络物理层互联设备数据链路层互联设备网络层互联设备应用层互联设备网关t型连接器
常见的网络互联设备
网络互联设备
网络互联时，在物理上把两种网络连接起来，实现一种 网络与另一种网络的互访与通信，解决它们之间协议方 面的差别，处理速率与带宽的差别
特点：转发所有接收到的信号------增加网络的负担 网段上所有节点一起共享带宽------构成一个冲突域 进一步增加网络的负担
集线器：
主要功能：多端口的连接设备，是对接收 到的信信号进 行再生整形放大，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。
“线缆汇聚”
与中继器工作原理相同。
网络互联设备
网络传输介质互联设备
网络物理层互联设备
数据链路层互联设备
网络层互联设备
应用层互联设备网关
T型连接器; 收发器; · RS252接口(DB--25); · 调制解调器等
中继器 集线器
网桥 网络交换机
桥由器 路由器
网关
中继器： LOGO
网络物理层上面的连接设备，是对信号进行再生和还原的网络设备 OSI 模型的物理层设备 主要功能：连接两个网段，将接收到的信号以原来的强度发射出去。延 长网络信号的传输距离，在物理上延长网络的直径。
网络互连实验报告
一、实验目的1. 熟悉网络互连的基本概念和原理。
2. 掌握网络互连设备的配置方法。
3. 学会使用网络互连设备实现不同网络之间的通信。
4. 提高网络故障排除和网络安全防护能力。
二、实验环境1. 硬件设备：路由器2台、交换机2台、PC5台、网线若干。
2. 软件环境：Windows操作系统、思科IOS软件。
三、实验内容1. 拓扑结构设计根据实验要求，设计以下网络拓扑结构：```PC1 PC2 PC3/ \ // \ // \ // \/r1 r2\ /\ /\ /\ /\ /r3PC4 PC5```2. 路由器配置（1）配置r1和r2的接口IP地址和子网掩码：r1：interface gigabitethernet 0/0ip address 192.168.1.1 255.255.255.0no shutdowninterface gigabitethernet 0/1ip address 192.168.2.1 255.255.255.0no shutdownr2：interface gigabitethernet 0/0ip address 192.168.1.2 255.255.255.0no shutdowninterface gigabitethernet 0/1ip address 192.168.2.2 255.255.255.0no shutdown（2）配置r1和r2之间的静态路由：r1：ip route 192.168.2.0 255.255.255.0 192.168.1.2 r2：ip route 192.168.1.0 255.255.255.0 192.168.2.1 3. 交换机配置（1）配置VLAN：r1：vlan 10name VLAN10interface vlan 10ip address 192.168.1.254 255.255.255.0no shutdownr2：vlan 20name VLAN20interface vlan 20ip address 192.168.2.254 255.255.255.0no shutdown（2）配置VLAN接口：r1：interface gigabitethernet 0/0switchport mode accessswitchport access vlan 10r2：interface gigabitethernet 0/0switchport mode accessswitchport access vlan 204. PC配置（1）PC1配置：ip address 192.168.1.100 255.255.255.0 default gateway 192.168.1.254dns-server 8.8.8.8（2）PC2配置：ip address 192.168.1.101 255.255.255.0 default gateway 192.168.1.254dns-server 8.8.8.8（3）PC3配置：ip address 192.168.2.100 255.255.255.0 default gateway 192.168.2.254dns-server 8.8.8.8（4）PC4配置：ip address 192.168.1.102 255.255.255.0 default gateway 192.168.1.254dns-server 8.8.8.8（5）PC5配置：ip address 192.168.2.101 255.255.255.0 default gateway 192.168.2.254dns-server 8.8.8.8四、实验结果与分析1. 测试PC1与PC2之间的通信：在PC1和PC2上分别ping对方IP地址，结果显示通信成功。
chap03 网络互连与互联网
3.2.2 透明网桥
图二为一 10Mbps 数据传输率下的以太网，其上连接有 10 个站，在 理想状态下每个站的平均数据传输率为1Mbps。若通过网桥连接后成为图 三所示的结构时，每个站的实际有效数据传输率为__(20)__Mbps。
生成树：利用图论的知识， 通过阻塞一些网桥的端口来 消除兜圈子的现象。导致不 能充分利用全部可用资源， 同时不能保证每个帧都沿着 最佳的路由进行传送，因此 可能导致网络延时的增加。
网桥（续）
3.1 网络互连设备
类型：透明网桥和源路由网桥 透明网桥：网桥自己决定路由的选择，透明 是指局域网上的每个站并不知道所发送的帧 将经过那几个网桥。
源路由网桥：假定了每一个站在发送帧时都 已经清楚地知道发往各个目的站的路由。
交换机 路由器
3.1 网络互连设备
一种多端口网桥 逻辑地址：网络层地址，又叫软件地址 物理地址：数据链路层地址
3.4 IP协议
TCP/IP网络体系结构
3.4 IP协议
TCP/IP协议簇
3.4 IP协议 3.4.1 IP地址
IP地址的表示
Internet识别网络的方法是给网络上的每一台计算机分配一 个IP地址。IP地址就是给每个连接在Internet上的主机分配 一个在全世界范围内唯一的32位二进制标识符。由于32位 的二进制数字形式不适合阅读和记忆，为了便于用户阅读 和理解IP地址，Internet管理委员会采用了一种“点分十进 制”方法表示IP地址。如下图所示。
为了表示方便，通常在IP地址后加一个“网络号和子网 号位数”，例如：210.45.12.58/28
子网划分技术（续）
3.4.1 IP地址
（3）可变长子网掩码（VLSM） 一个组织具有多个不同大小的子网
网络互连设备常用的计算机网络互连设备有哪些
网络互连设备常用的计算机网络互连设备有哪些网络互连设备常用的计算机网络互连设备有哪些?2011-03-03如题没有最佳答案tcp/ip协议(transmission control protocol/internet protocol)叫做传输控制/网际协议,又叫网络通讯协议,这个协议是internet国际互联网络的基础。
tcp/ip是网络中使用的基本的通信协议。
虽然从名字上看tcp/ip包括两个协议,传输控制协议(tcp)和网际协议(ip),但tcp/ip实际上是一组协议,它包括上百个各种功能的协议,如：远程登录、文件传输和电子邮件等,而tcp协议和ip协议是保证数据完整传输的两个基本的重要协议。
通常说tcp/ip是internet协议族,而不单单是tcp和ip。
tcp/ip是用于计算机通信的一组协议,我们通常称它为tcp/ip协议族。
它是70年代中期美国国防部为其arpanet广域网开发的网络体系结构和协议标准,以它为基础组建的internet是目前国际上规模最大的计算机网络,正因为internet的广泛使用,使得tcp/ip成了事实上的标准。
之所以说tcp/ip是一个协议族,是因为tcp/ip协议包括tcp、ip、udp、icmp、rip、telnetftp、smtp、arp、tftp等许多协议,这些协议一起称为tcp/ip协议。
以下我们对协议族中一些常用协议英文名：tcp(transmission control protocol)传输控制协议ip(internet protocol)网际协议udp(user datagram protocol)用户数据报协议icmp(internet control message protocol)互联网控制信息协议smtp(simple mail transfer protocol)简单邮件传输协议snmp(simple network manage protocol)简单网络管理协议ftp(file transfer protocol)文件传输协议arp(address resolation protocol)地址解析协议从协议分层模型方面来讲,tcp/ip由四个层次组成：网络接口层、网络层、传输层、应用层。
网络的扩展与互连设备
3. 使用集线器时应注意的因素
①在物理层以上使用相同或兼容协议。 ②应注意网络所使用的传输介质。 ③集线器专指共享式的集线器。 ④突破集线器级联数量的限制：集中增 加的结点很多时，使用堆叠或模块式设 备可以突破级联设备数量的限制。
5.3 数据链路层的扩展与连接设
5.3.1
数据链路层设备备概述
数据链路层设备的主要部件有有线和无线网 卡；主要互联设备有网桥、交换机和无线网桥。
4. 使用和选择中继器时应注意的事
项
①
网段的接口。
②
网段扩展的极限距离。
使用中继器时，应当注意所连接的各个网段的高
层（2～7层）协议应当相兼容。
5. 转接器
由于网络的类型和介质连接器的种类繁多，因此，
在实际工程中经常需要各种物理层的转换部件。
如：AUI-RJ45，BNC-RJ45，ST-RJ45等不同
中继器的使用规则（中继规则）
在10Mb/s以太网中，这个限制规则称为5-4-3规
则。此规则规定，在以太网中最多允许有5个网
段、使用4个中继器，而这些网段中只有3个是
可以连接客户计算机（终端）的网段，图5-3形
象地说明了5-4-3规则。
工作站 主干网段1
工作站 工作站 主干网段2
文件服务器
中继器
工作站 工作站
图5-13 路由器互联的多个远程局域
服务器
网 服务器
路由器 R1 工作站
路由器 R2 工作站
工作站服务器
工作站
服务器
路由器 R3 工作站 工作站
路由器 R4
令牌环
工作站
工作站
路由器的分类
（1）近程路由器和远程路由器 （2）内部路由器和外部路由器 （3） “静态”路由器和“动态”路由器 （4）单协议路由器和多协议路由器 5. 路由器的应用特点
计算机网络互连设备概述
计算机网络互连设备概述计算机网络互连设备是指在计算机网络中用于连接不同网络、实现网络互联的设备。
它们起着桥梁的作用，使得不同的网络能够相互通信和交换信息。
本文将对计算机网络互连设备进行概述，包括其基本种类、功能和工作原理等方面。
一、计算机网络互连设备的基本种类计算机网络互连设备主要分为以下几种类型：1.路由器（Router）：路由器是一种广泛应用于计算机网络中的互连设备。
它能够根据数据包的目的地址信息，选择合适的路径将数据包从发送端路由至接收端。
路由器可以根据网络中的拓扑结构自动建立路由表，并通过路由协议动态更新路由表。
2.交换机（Switch）：交换机是一种用于局域网（LAN）的互连设备，工作在数据链路层（第二层）。
它能够根据数据帧中的目的MAC地址，将数据帧从发送端口转发到相应的接收端口，实现局域网内部的数据交换和通信。
3.集线器（Hub）：集线器是一种传输介质共享设备，它能够将多个终端设备连接在一起，组成共享介质的局域网。
集线器工作在物理层（第一层），当一个端口接收到数据时，它会将数据广播到所有其他端口。
4.网桥（Bridge）：网桥是一种用于连接两个局域网的互连设备，工作在数据链路层。
它能够通过学习和转发MAC地址，将数据帧从一个局域网转发到另一个局域网。
二、计算机网络互连设备的功能计算机网络互连设备具有以下几个主要功能：1.路由功能：路由器是计算机网络互连设备中最重要的一种类型。
它能够根据网络层地址（如IP地址）进行数据包的转发和路由选择，实现不同网络之间的连接和通信。
2.交换功能：交换机是局域网中常用的互连设备，它能够根据数据链路层的地址（如MAC地址）进行数据帧的转发和交换，实现局域网内部设备的通信。
3.过滤功能：计算机网络互连设备可以根据特定的规则对数据包进行过滤和筛选，提高网络的安全性和性能。
4.隔离功能：互连设备能够将网络划分为不同的虚拟网络，实现不同网络之间的隔离，提高网络的可管理性和安全性。
智能大厦中几种常用的网络互连设备
智能大厦中几种常用的网络互连设备随着技术的快速发展，越来越多的建筑都成为了“智能大厦”。
这些大厦依赖于先进的网络互连设备来实现其智能化和自动化。
下面，我们将介绍几种常用的网络互连设备。
第一种是路由器。
路由器可以连接不同的网络，并实现网络之间的通信。
其基本功能包括数据包的转发、路由选择、网络地址转换等，可以帮助将不同的网络连接起来，实现数据的传输和交流。
在智能大厦中，路由器通常被用于连接不同的分布系统和设备，同时实现对网络的监控和管理。
第二种是交换机。
交换机是连接各种设备的中心枢纽，可以根据端口地址、MAC地址等识别设备并管理其通信。
它可以优化网络性能，改善数据传输速率，同时实现网络安全和监控。
在智能大厦中，交换机通常被用于连接PC、摄像头、门禁系统等各种设备，以实现联网和自动控制管理。
第三种是无线路由器。
与传统路由器不同的是，无线路由器可以通过无线信号将设备连接到网络中。
它可以方便地在大厦中建立无线网络，使人们可以通过移动设备随时随地访问网络，同时也能方便地给设备进行无线配置和管理。
在智能大厦中，无线路由器通常被用于为移动设备提供接入服务，以实现移动工作和办公自动化。
第四种是防火墙。
防火墙可以检验网络流量，阻止恶意流量访问网络，提高网络安全性。
它可以通过规则过滤和流量限制等手段，保障网络对数据的安全和保密性。
在智能大厦中，防火墙通常被用于保障网络中设备和数据的安全，以防止黑客攻击和信息泄露等安全问题。
总的来说，网络互连设备是智能大厦自动化和智能化的核心，在大厦内建立自适应、安全、高效的网络将是未来建筑的发展趋势。
网络互连设备的发展，不仅为智能大厦带来了便捷和高效，还极大地提高了大厦的管理水平和服务质量。
以下我们将分别从效率提升、资源共享、运维管理三个方面，阐述网络互连设备的作用。
首先，网络互连设备的出现可以极大地提高智能大厦的效率。
无论是物业管理还是企业办公，都需要大量的数据采集和处理，对高效的局域网和通信设备来说，数据的传输速度将比较快，这样就可以大幅节约时间和成本。
常用的网络互连设备及协议
常用的网络互连设备有中继器、网桥、路由器和网关。
1。
中继器（Repeater)中继器是局域网互连的最简单设备，它工作在OSI体系结构的物理层，它接收并识别网络信号，然后再生信号并将其发送到网络的其他分支上。
要保证中继器能够正确工作，首先要保证每一个分支中的数据包和逻辑链路协议是相同的。
例如，在802.3以太局域网和802.5令牌环局域网之间，中继器是无法使它们通信的。
但是，中继器可以用来连接不同的物理介质，并在各种物理介质中传输数据包。
某些多端口的中继器很像多端口的集线器，它可以连接不同类型的介质。
中继器是扩展网络的最廉价的方法。
当扩展网络的目的是要突破距离和结点的限制时，并且连接的网络分支都不会产生太多的数据流量，成本又不能太高时，就可以考虑选择中继器。
采用中继器连接网络分支的数目要受具体的网络体系结构限制。
中继器没有隔离和过滤功能，它不能阻挡含有异常的数据包从一个分支传到另一个分支。
这意味着，一个分支出现故障可能影响到其它的每一个网络分支。
集线器是有多个端口的中继器。
简称HUB2。
网桥（Birdge)网桥工作于OSI体系的数据链路层。
所以OSI模型数据链路层以上各层的信息对网桥来说是毫无作用的。
所以协议的理解依赖于各自的计算机。
网桥包含了中继器的功能和特性，不仅可以连接多种介质，还能连接不同的物理分支，如以太网和令牌网，能将数据包在更大的范围内传送。
网桥的典型应用是将局域网分段成子网，从而降低数据传输的瓶颈，这样的网桥叫“本地”桥。
用于广域网上的网桥叫做“远地”桥。
两种类型的桥执行同样的功能，只是所用的网络接口不同。
生活中的交换机就是网桥。
3。
路由器（Router)路由器工作在OSI体系结构中的网络层，这意味着它可以在多个网络上交换和路由数据数据包。
路由器通过在相对独立的网络中交换具体协议的信息来实现这个目标。
比起网桥，路由器不但能过滤和分隔网络信息流、连接网络分支，还能访问数据包中更多的信息。
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路由器的功能
➢ 第一，网络互连：路由器支持各种局域网和广域 网接口，主要用于互连局域网和广域网，实现不 同网络互相通信。
➢ 第二，数据处理：提供包括分组过滤、分组转发、 优先级、复用、加密、压缩和防火墙等功能；
➢ 第三，网络管理：路由器提供包括配置管理、性 能管理、容错管理和流量控制等功能。
路由器的分类
防火墙的主要功能
（1）根据安全策略来防止非法用户进入内部网络。 （2）监视网络的安全性，并对检测到的对网络的攻击向管
理员报警。
（3）进行网络地址转换（NAT），将有限的公有IP地址动 态或静态地与内部的IP地址对应起来，从而缓解地址空间 短缺的问题，并增强网络的安全性。
（4）VPN功能。通过VPN，将企事业单位在地域上分布在 各地的LAN或专用子网，有机地联成一个整体，不仅省去 了专用通信线路，而且为信息共享提供了技术保障。
（5）记录和审计网络连接情况（如Internet连接情况），据 此调查潜在的带宽瓶颈位置，核算网络连接费用。
防火墙（Firewall）的类型
➢ 电路级防火墙：会话层 ➢ 代理服务器防火墙：优点是安全，缺点是速
度较慢。 ➢ 包过滤防火墙：网络层和传输层。 ➢ 状态包过滤防火墙：在包过滤的基础上，通
过基于上下文的动态包过滤模块检查，增强 了安全性。当前，绝大多数防火墙属于此类。
➢ 根据交换机端口结构划分
固定端口交换机、模块化交换机
➢ 根据是否支持网管功能划分
网管型交换机、非网管型交换机
➢ 根据是否具有安全功能划分
安全智能交换机、非安全交换机
➢ 根据工作原理划分（属于交换机的变异）
二层交换机、三层交换机、多层交换机等
路由器
➢ 所谓“路由”，是指把数据从一个地方传送到另 一个地方的行为和动作，而路由器，正是执行这 种行为动作的机器，它的英文名称为Router，是 一种连接多个网络或网段的网络设备，它能将不 同网络或网段之间的数据信息进行“翻译”，以 使它们能够相互“读懂”对方的数据，从而构成 一个更大的网络
• 将网络互相连接起来要使用一些互连设备（中间 设备）。
2 网络互连的方式
• 网络互连的层次关系见下图。
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• LAN-LAN
– 互连层次 LAN-LAN网络互连发生在OSI/RM的数据链路层。
– 互连设备 LAN-LAN网络的互连设备是网桥、中继器或交换机。
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网络互连设备
1 什么是互连设备 2. 常用互连设备有哪些 3.各种互连设备有何功能 4.网络设计中应该如何选
择互连设备
示范：锐捷出口产品清单配置
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§1 网络互连的概述
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1 互联网的概念
• 计算机网络往往由许多种不同类型的网络互连而 成，即从功能上和逻辑上看，这些计算机网络已 经组成了一个大型的计算机网络，称为互连网络 （internetwork），也简称为互联网。
➢ 作用：不仅能扩展网络的距离，而且还能提高网络的性 能、可靠性和安全性。（像一个聪明的中继器）。
交换机
➢ 交换机是一种具有简化、低价、高性能和高端口 密集特点的交换产品。
➢ 二层交换机属数据链路层设备，可以识别数据包 中的MAC地址信息，根据MAC地址进行转发，并将 这些MAC地址与对应的端口记录在自己内部的一个 地址表中
交换机和桥运行在链路层
数据链路层
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• 每段有自己的冲突域 • 所有的段都在同一广播域
或
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交换机的分类
➢ 根据采用的技术划分
以太网交换机、FDDI交换机、ATM交换机、令牌环交换机等
➢ 根据交换机应用网络层次划分
核心层交换机、汇聚层交换机和接入层交换机
由器”
防火墙
➢ 防火墙一方面阻止来自因特网的对受保护网络的未授权或 未验证的访问，另一方面允许内部网络的用户对因特网进 行Web访问或收发E-mail等。
➢ 防火墙也可以作为一个访问因特网的权限控制关口，如允 许组织内的特定的人可以访问因特网。
➢ 现在的许多防火墙同时还具有一些其他特点，如进行身份 鉴别，对信息进行安全（加密）处理，防止病毒与黑客入 侵等等。
网络互连设备根据它工作的网络层次和所支持的协议可 分为几种类型： • 网卡
•ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ中继器和集线器
• 网桥和交换机（第二层交换机) • 路由器/第三层交换机 • 防火墙
• 网关
常用的网络互连设备有中继器、网桥、路由器、交换机和 防火墙等
中继器
➢ 中继器（Repeater）是在物理层上实现局域网网 段互联的设备，负责联接各个电缆段，对信号进 行放大和整形，用来驱动长线电缆，起到在不同 电缆段间复制信号的作用。
➢ 严格说来，它不能算作网络互联设备，只是一种 网段扩展设备。
集线器
➢ 集线器（HUB）是物理层设备，是对网络进行集 中管理的最小单元。对传输的电信号进行整型、 放大。
➢ 集线器相当于是多个端口的中继器。
集线器
➢ 集线器采用共享带宽的方式进行数据的传输
集线器
集线器广播传输
网桥
➢ 网桥（Bridge）也叫桥接器，是一个局域网与另一个局 域网之间建立连接的桥梁。网桥是属于数据链路层的设 备。
➢ 按性能档次分为高、中、低档路由器。 ➢ 从结构上分为“模块化路由器”和“非模块化路
由器” ➢ 从功能上划分，可将路由器分为“骨干级路由
器”，“企业级路由器”和“接入级路由器”。 ➢ 按所处网络位置划分通常把路由器划分为“边界
路由器”和“中间节点路由器” ➢ 从性能上可分为“线速路由器”以及“非线速路
路由器和交换机的区别
三层交换机在体系结构上已有很大的改观，路由和交换通过 ASIC充分揉合，第一个包经过路由算法确定路径后，后续的数 据包交由交换引擎实现线速度交换。当然，把所有的路由算法 都固化还很困难，这就是今天的三层交换机要么不能100%实现 线速交换，要么只能支持有限的简单的路由协议的原因。传统 的路由器随着 Internet 的发展也继续保持其生命力。 复杂 的协议 （如 BGP、 MPLS），新的功能和应用（如VPN、 Security)都离不开软件和 CPU 的计算,但路由器在体系结构 上也进行了非常大的改进,并融合了越来越多的固件和ASIC。
• LAN-WAN – 互连层次 LAN-WAN的互连发生在网络层。 – 互连设备
• LAN-WAN的互连设备是路由器。 • WAN-WAN
– 互连层次
WAN-WAN互连发生在OSI/RM的传输层及其上层。
– 互连设备 WAN-WAN的互连设备是网关。
§3 网络互连设备
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