13-14计算机网络互连设备

• 工作在OSI的物理层。
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中继器
中继器的作用
若局域网的跨越距离过 长，使得信号会衰减， 从而导致接收设备无法 正确识别信号。 此时，应加接中继器， 以加强信号，实现波形 修整、放大、中继转发 数据信息功能。 作用：扩展网络连接距 离和扩充工作站数量的 作用。像个加油站。
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3.集线器优缺点
• 优点 – 扩大了局域网覆盖的地理范围。
• 缺点 – 任一时刻，只能有一个站点在发送数据。所 以，集线器扩展局域网碰撞域增大了，但总 的吞吐量并未提高。 – 如果使用不同的数据率，那么就不能用集线 器将它们互连起来。
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网桥工作原理
• 网桥具有过滤帧 的功能。当网桥 收到一个帧时， 并不是向所有端 口转发此帧，而 是先检查此帧的 目的 MAC 地址， 然后再确定将该 帧转发到哪一个 端口
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网桥的作用
• 局域网上的信息往往是局部的，通常网内的通 信远远多于网间的通信。
• 如果把一个局域网分成两个局域网，则每个网 段的利用率将会提高一倍。
• 网桥将两个相似的网络连接起来，并对网络数据的流通进行管理。它 工作于数据链路层，不但能扩展网络的距离或范围，而且可提高网络 的性能、可靠性和安全性。
• 网桥可以是专门硬件设备，也可以由计算机加装的网桥软件来实现，
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• 网桥（Bridge）像一个聪明的中继器。中继器从一个网络 电缆里接收信号， 放大它们，将其送入下一个电缆。相比 较而言，网桥对从关卡上传下来的信息更敏锐一些。网桥 是一种对帧进行转发的技术，根据MAC分区块，可隔离碰撞 。网桥将网络的多个网段在数据链路层连接起来。
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（2）按连接速率分。如10M、100M、10/100M自适应HUB等等 （3）按端口数目分。 （4）按结构和功能分类，HUB集线器可分为未管理的集线器 、堆叠式集线器和底盘集线器三类。 但Hub也可以集中其中的多个特点，如“8口10/100Mbps自适 应智能型Hub”、“24口100Mbps可堆叠式Hub”等。
，因此对于拥有 N 对端口的交换机的总容量为 N10 Mb/s。这正是交换机的最大优点。
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交换机在网络中独享带宽
交换式以太网总容量为N*10Mbps，N为交换机拥有 的端口对数。同一时刻可以有N对站点在传输数据。
机扩展局域网
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中继器注意事项
• 中继器不对信号进行滤波和解释。 • 注意：1、不要形成环路；
2、不要无限制地连接中继器。
以太网最多可用4个中继器。如以太网常常利用中继 器扩展总线的电缆长度，标准细缆以太网的每段长度最 大185米，最多可有5段，因此增加中继器后，最大网络 电缆长度则可提高到925米。
• 因此，可以用网桥来连接这两个网段。
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网桥
三、 网桥
•网桥的特性： • 工作在数据链路层
• 是一种存储转发设备 • 支持任何网络层和高层协议 • 根据MAC地址过滤数据 • 不能隔离广播信息
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使用网桥带来的缺点
1、存储转发增加了时延。 2、对广播信息不能识别，也不能过滤。容易产生A网络广播给
• 集线器或中继器会把不正确的帧传送到另一个网 段，而网桥将会丢弃不正确的帧。
• 网桥可以把故障控制到一个网段内。 • 集线器在转发帧时，不对传输媒体进行检测。
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四、 交换机(Switch)
1．交换机及工作原理 2．交换机分类 3．交换机与集线器的区别 4．交换机与网桥的区别
4．交换机与集线器的区别
1）用集线器组成的网络称为共享式网络，用交换机组成的网络称为 交换式网络。共享式网络存在的主要问题是所有用户共享带宽，每个 用户的可用带宽随用户数量的增加而减少。在交换式网络中，交换机 能够提供给每个用户专用的信息通道，理想情况下，每个用户都独享 带宽。
2）集线器只能在半双工方式下工作，而交换机同时支持半双工和全双工 操作。
• 集线器工作在物理层.
集线器(HUB)
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集线器扩展局域网
• 使用多个集线器可连成更大的局域网
主干集线器
一组 集线器
集线器
二组 集线器
三组 集线器
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2．集线器分类
结合技术和应用两个方面，可对Hub进行如下的分类。 (1） HUB按照对输入信号的处理方式上，可以分为 ➢无源HUB ➢有源HUB ➢智能HUB
B网络工作站数据，又被重新广播回A网络的情况，这种往返 广播，使网上出现大量冗余信息，最终形成广播风暴。网桥 只适合于用户数不太多(不超过几百个)和通信量不太大的局
域网。
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网桥和集线器、中继器不同
• 集线器、中继器工作在物理层，只是进行信号的 放大，转发。网桥工作在数据链路层，能识别数 据帧，转发数据帧。
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五、 路由器(Router)
1．路由器及工作原理 2．路由器的主要功能 3．路由器的分类 4．路由器与交换机的区别
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5. 路由器（Router）
• 路由器也称作路径选择器，其功能是在多个 网络和介质之间实现网络互联。
13-14计算机网络互连设 备
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2020年4月6日星期一
主要内容
一、 中继器 二、 集线器 三、 网桥 四、 交换机 五、 路由器
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主要介质传输距离
在IEEE 802.3标准中，几种主要介质传输距离设计规格如下表所 示：
• 介质
• 双绞线 • 细同轴电缆 • 粗同轴电缆
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二、 集线器(HUB)
1、集线器及工作原理 2、集线器分类 3、局域网集线器的选择
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2. 集线器
• 集线器（HUB）可以称为多 端口的中继器。
• 集线器实质上是中继器, 主要功能就是将其接收到 的信号进行再生放大，以 扩大网络的传输距离。
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四、 交换机(Switch)
网络交换机
• 交换式集线器常称为以太网交换机(switch) • 交换机概念的提出：
1、集线器共享介质传输，造成整个网络传输效率低下。 一个结点发出的数据，所有其它结点都可以接收到，
数据不安全。 2、交换机可以解决上述问题，与集线器不同，交换机只 将收到的数据包根据目的地址发到相应的端口，而集线器 则是将数据转发到所有端口。而且，交换机可以同时连通 许多对端口，使多个端口之间在同一时刻能够相互通信。
•从传输介质和传输速度分为：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 、ATM交换机和令牌环交换机。
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• D-Link DES-1226G • 参考价格：
1200 元 • 交换机类：
网管交换机 • 传输速率：
10Mbps • 传输模式：
全双工/半双工自适 • 网络标准：
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中继器分为直接放大式和信号再生式两种：
– 直接放大式只是一个简单的放大器，噪音也将一同 传递到下一网段。
– 信号再生式同时具有信号再生功能，其可对信号进 行整形后传到下一网段。
中继器只负责将任何电缆段上的数据发送到另一段电缆上，并不管信 号中是否有错误或不适于传输的信号。
因为集线器是共享传输介质的，这样在上行通道上集线器一次只能 传输一个任务，要么是接收数据，要么是发送数据。而交换机则不一样 ，它是采用全双工方式来传输数据的，因此在同一时刻可以同时进行数 据的接收和发送，这不但令数据的传输速度大大加快，而且在整个系统 的吞吐量方面交换机比集线器至少要快一倍以上 。
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IEEE 802.3、IEEE
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• 华为3Com Quidway S1026T • 参考价格：
840 元 • 交换机类：
千兆以太网交换机 • 传输速率：
10Mbps/100Mbps、 • 传输模式：
全双工/半双工自适 • 网络标准：
IEEE 802.3、IEEE
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一过程称为泛洪（flood）。 4）广播帧和组播帧向所有的端口转发。
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2．交换机及工作原理
• 对于普通 10 Mb/s 的共享式以太网，若共有 N
个用户，则每个用户占有的平均带宽只有总带宽
(10 Mb/s)的 N 分之一。
• 使用以太网交换机时，虽然在每个端口到主机的 带宽还是 10 Mb/s，但由于一个用户在通信时是 独占而不是和其他网络用户共享传输媒体的带宽
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网桥的内部结构
(1) 接收帧
(2) 缓存
(3) 查表
(4) 丢弃发往同LAN
的帧；否则转发到相 应端口
网桥
端口 1
端口 2
网段 A
网段 B
①②③
④⑤⑥
网桥
端口管理 软件
端口 1
站表
网桥协议 实体 缓存
站地址 端口 ①1 ②1 ③1 ④2 ⑤2 ⑥2
端口 2
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2．交换机及工作原理
•交换机的工作原理 1）交换机根据收到数据帧中的源MAC地址建立该地址同交换机端口的映