计算机网络资料汇总(pdf 10页)

第5章常用网络设备1网络设备在OSI体系中的位置设备的功能网络层次 OSI层次地址类型设备传输层及以上应用程序进程地址（端口）网关（协议转换器）网络层网络地址（IP地址）路由器（三层交换机）数据链路层物理地址（MAC地址）网桥、交换机（网卡）物理层无传输介质、调制解调器、中继器、集线器、收发器2. 网卡的功能1）物理接口2）控制数据传送；3）串—并转换功能；4）网卡上还有数据缓冲器，以实现不同设备间的缓冲。

网卡地址：即网卡的物理地址，或称为MAC地址，固化在网卡硬件中（有些网卡可由用户修改）每一个网卡在出厂时都赋予一个全世界范围内唯一的地址，由一串16进制数组成，6个字节，前3个表示厂商号，后3个表示流水线号，如：01-12-F1-7D-29-38）.网卡的类型网卡的分类按传输速率分类10Mb/s、100Mb/s、10/100Mb/s和1000Mb/s。

网卡的总线接口ISA（16位）PCI（32位）PCMCIA（笔记本专用）USB连接不同的局域网需要使用不同的网卡以太网卡令牌环网卡 FDDI网卡 ATM网以太网卡的类型3. 网卡的选择1）连接器类型传输介质不同，网卡需要与之相应的连接器（2）传输速率一般情况下应选择10/100Mbit/s自适应网卡。

（3）应用环境在选用网卡时一定要注意应用环境，即用于服务器还是普通工作站。

（4）驱动程序4.网卡的安装1．硬件安装安装网卡时需要注意的问题（1）计算机是否能提供一个与网卡总线类型相匹配的扩展槽（2）网卡的主要参数（3）网卡是否具有即插即用功（4）网卡是否需要进行跳线设置2．网卡驱动程序的安装广播向网络上的所有设备发送数据广播域网络上所有能够接收到同样广播分组的设备的集合冲突域网络中的一部分，以网桥、交换机或者路由器为边界，在冲突域中任意两台主机同时发送数据都会产生冲突一个广播域包含一个或多个冲突域1. 中继器（Repeater）工作在物理层功能：信号整形和放大，在网段之间复制比特流特点：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 转换为光纤，用中继器连接的多个网段是一个冲突域应用注意事项：不能构成环、应遵守以太网的5-4-3-2-1规则允许5个网段，每网段最大长度100米，在同一信道上允许连接4个中继器或集线器，在其中的3个网段上可以增加节点，在另外2个网段上，除做中继器链路外，不能接任何节点，上述将组建1个大型的冲突域，最大站点数1024，网络直径达2500米，2 集线器顾名思义，集线器就是将网线集中到一起的机器，也就是多台主机和设备的连接器。

集线器的主要功能是对接收到的信号进行同步整形放大，以扩大网络的传输距离，所以它属于中继器的一种。

与中继器的区别：仅在于集线器能提供更多的连接端口，而中继器只是一个1对1的专门延长传输距离的连接器。

端口数：4，8，12，16，24，32等集线器的特点属于第一层物理层设备，所有端口共享带宽，无法限制冲突和广播广播风暴：当网卡或网络设备损坏后，会不停地发送广播包，从而导致广播风暴，使网络通信陷于瘫痪。

安全性差集线器的类型：按结构形式划分固定端口配置，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）。

独立式（Stand alone），集线器的类型：按是否可管理划分智能HUB（允许用网管软件对其进行管理的集线器，它内部包含有CPU等智能控制部件。

在需要进行网络管理的中大型网络系统中，一般都要求使用智能集线器（后面将要介绍的网络交换机也需要是智能化的）。

）非智能（普通） HUB（不能用网管软件进行管理的集线器。

小型网络为降低成本，一般使用普通集线器。

）交换机只能分隔冲突域，但不能分隔广播域1. 网桥存储转发设备，工作在数据链路层，用网桥连接的多个网络对外呈现为一个单独的物理网络，具有惟一的网络地址，根据路径选择方法，有两种网桥：透明网桥（Transparency Bridge），由网桥负责路由选择，网桥和路由对站点透明，以太网中最常用。

源路由选择网桥（Source Routing Bridge），由源站点负责路由选择，网桥和路由对站点不透明透明网桥工作原理网桥有寻址和路由选择功能，路由选择采用查表法：转发表主要由端口号和站点MAC地址组成。

对于从端口收到的每个报文，查看其目的MAC地址，并与转发表对照：若目的MAC地址在接收端口的表项中，则丢弃报文——过滤。

若目的MAC地址在某一端口的表项中，则把报文转发到与该端口连接的网段——交换（转发）；若目的MAC地址不在表中，则向接收端口外的其他所有端口广播该报文——广播。

透明网桥工作原理归纳为：基于转发表的过滤、转发和广播透明网桥需要解决的问题转发表振荡，报文无限循环，包丢失网桥的优缺点优点：可实现不同类型的LAN互连；能够隔离错误帧，不会使错误扩散；限制了冲突域的范围；隔离故障。

缺点：无法控制广播；只能用存储转发方式，速度比较慢；无流量控制，负载重时会出现丢帧现象。

2. 网络交换机网络交换机和网桥属同一类设备，工作在数据链路层上。

但网络交换机的端口数多，并且交换速度快。

在这个意义上，网络交换机可看作是多端口的高速网桥。

交换机比网桥优越的地方：交换速度快，可实现线速转发；能解决网络主干上的通信拥挤问题；端口密度高，一台交换机可连接多个网段，降低了组网成本。

工作原理与网桥类似：学习源地址（构造转发表）过滤本网段帧（隔离冲突域）转发异网段帧（交换）广播未知帧（寻找目的站点）交换机的特点交换机通过内部的交换矩阵把网络划分为多个网段——每个端口为一个冲突域；交换机能够同时在多对端口间无冲突地交换帧。

例：交换网络的带宽若交换机每个端口带宽为BW，则交换机构成的网络网络总带宽＝(BW*n)/2 ～ BW*n；n＝8，BW=10Mb/s时，网络总带宽最高可达80Mb/s；连接到交换机端口上的每台计算机的带宽为10Mb/s 。

比较：10Mb/s 的8口集线器构成的网络（连接了8台计算机）网络总带宽仍为10Mb/s ；网络中每台计算机的带宽为1.25Mb/s。

使用网络交换机的好处分割冲突（碰撞）域——减少了冲突；允许建立多个连接——提高了网络总体带宽；减少每个网段中的站点数——提高了站点平均拥有带宽；允许全双工连接——提高带宽；能够连接不同速度的网段。

网络交换机的应用场合作为LAN核心主干连接设备，如网络中心、数据中心等；网络通信流量很大的应用场合，如图像处理、视频流等；对网络响应速度要求比较高的场合。

以网桥/交换机为核心的网络的特点每个网段独享带宽（最佳可达到每台主机独享带宽），可以限制冲突，但不能限制广播（有可能产生广播风暴）适用于小型网络到大型园区网络（大型网络中需解决广播问题）路由器与网桥的主要区别：交换机只能分隔冲突域，但不能分隔广播域路由器可以隔离冲突域和广播域路由器 vs. 网桥Routers + and + 可以支持任意的拓扑结构,而循环现象可以通过TTL 计数器得到遏制(还有设计优秀的路由选择协议)+ 提供防火墙保护以防止广播风暴- 需要IP 地址配置 (not PnP)- 要求较高的处理带宽网桥使用于小型(几百台主机)而路由器使用在大型网络中(数千台主机+ 网桥操作较为简单，要求较少的处理带宽,即插即用- 使用网桥时拓扑结构受到限制: 必须建立生成树以避免循环网桥对“广播风暴”不能提供保护(由一台主机发出的无穷广播信息/恶意攻击会通过网桥转发)路由表路由器如何确定最佳路由？——路由表（Routing Table）路由表是保存到达其他网络的路由信息的数据库包含目的网络地址（号）、传输路径、传输开销等根据目的网络地址查找路由表并确定分组转发路径的过程称为路由选择（Routing）。

路由表的信息随网络拓扑的变化而变化——建立、更新路由表的算法称为路由算法（Routing Algorithm）：网络中的每个路由器都会根据路由算法定时地或在网络拓扑发生变化时更新其路由表；静态路由：由网络管理员预先手工设置路由信息；动态路由：由路由器在运行时动态地建立与更新。

自动学习、记忆网络的变化并根据路由算法重新计算路由的协议称为路由选择协议（Routing Protocol）。

路由表的基本内容目的网络地址Network Destination 子网掩码Netmask网关Gateway接口Interface路径成本/开销MetricNetwork Destination 目的网段 Netmask 子网掩码（将IP地址划分成网络地址和主机地址两部分） Gateway 下一跳路由器入口的ip，路由器通过interface和gateway定义一调到下一个路由器的链路 Interface 到达该目的地的本路由器的出口ip（表示信息是从计算机A的这个IP地址送出）。

Metric 跳数，该条路由记录的质量，一般情况下，如果有多条到达相同目的地的路由记录，路由器会采用metric值小的那条路由注意：路由器是根据网络号来转发IP数据包的，所以路由表中存放的是目的网络号，而不是目的主机号。

路由器的优缺点优点限制了冲突域；可以用于LAN 或WAN的环境；可以连接不同介质的网络和不同体系结构的网络；可以为分组确定传输的最佳路径；可以过滤广播信息。

缺点昂贵；必须用于可路由协议网络；配置复杂；处理速度比桥接器慢。

第3章计算机网络体系结构1. 计算机网络体系结构的定义计算机网络中也采用了分层方法。

——把复杂的问题划分为若干个较小的、单一的局部问题，在不同层上予以解决。

网络的层次结构方法要解决的问题：网络应该具有哪些层次？每一层的功能是什么？（分层与功能）各层之间的关系是怎样的？它们如何进行交互？（服务与接口）通信双方的数据传输要遵循哪些规则？（协议计算机网络中，层、协议和层间接口的集合被称为计算机网络体系结构。

换句话说：体系结构包括三个内容：分层结构与每层的功能，服务与层间接口，协议。

层次结构方法的优点：独立性强——耦合程度低，上层只需了解下层通过层间接口提供什么服务—黑箱方法。

适应性强，只要服务和接口不变，每层的实现方法可任意改变。

易于实现和维护，把复杂的系统分解成若干个涉及范围小、功能简单的子单元；使系统的结构清晰，实现、调试和维护变得简单和容易。

使设计人员能专心设计和开发所关心的功能模块。

2. 基本概念实体：任何可以发送或接收信息的硬件/软件进程；对等层：两个不同系统的同级层次；对等实体：分别位于不同系统对等层中的两个实体；接口：相邻两层之间交互的界面，定义相邻两层之间的操作及下层对上层的服务；服务：某一层及其以下各层的一种能力，通过接口提供给其相邻上层；协议：通信双方在通信中必须遵守的规则。