[工学]计算机组网技术与配置-第5章_局域网互连
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交换机能同时连通许多对的端口，使每一对 相互通信的主机都能像独占通信媒体那样，进 行无碰撞地传输数据。
以太网交换机由于使用了专用的交换结构芯 片，其交换速率就较高。
局域网交换机与集线器的区别
集线器
交换机
ABCD
ABCD
独占传输媒体的带宽
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。
名词 internet 和 Internet
以小写字母 i 开始的 internet（互联网或互连 网）是一个通用名词，它泛指由多个计算机网络 互连而成的网络。 以大写字母 I 开始的的 Internet（因特网）则 是一个专用名词，它指当前全球最大的、开放的、 由众多网络相互连接而成的特定计算机网络，它 采 用 TCP/IP 协 议 族 ， 且 其 前 身 是 美 国 的 ARPANET。
冲突域：是连接在同一传输介质上的所有工作站 的集合。利用HUB连接的局域网就是典型的冲突域。
广播域：接收同样广播消息的节点集合。利用 HUB、交换机等一、二层设备连接的节点被认为是 一个广播域。
交换机工作原理
交换机通过观察每个端口的数据帧获得源MAC 地址，交换机在内部的高速缓存中建立MAC地址 与端口的映射表。
补充：Packet Tracer 5.3
最新版思科网络学院综合网络技术教学软件。
将实际模拟和可视化体验合二为一，支持复 杂的评估功能。
界面 实践 Realtime mode(实时模式)和Simulation mode （模拟模式）
网桥（Bridge）
网桥的功用 网桥的工作原理
在数据链路层扩展局域网
检测从端口来的数据包的源和目的地的ＭＡＣ地 址，然后与系统内部的动态查找表进行比较，若 数据包的源MAC层地址不在查找表中，则将该地 址加入查找表中，并将数据包发送给相应的目的 端口。
如果表中不存在目的地址，则转发到所有的端口。
以太网交换机的特点
以太网交换机的每个端口都直接与主机相连， 并且一般都工作在全双工方式。
中继器用于同种局域网络的互连，是在物理层次上 实现互连的网络互连设备，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。
中继器具有以下特点
中继器可以重发信号，扩展网段的距离。 中 继 器 主 要 用 在 同 种 LAN 互 连 中 ， 如 IEEE 802.3 LAN和Ethernet网。 中继器工作在网络体系结构模型的物理层。 由中继器连接起来的各网段必须采用同样的信道访 问协议，例如CSMA/CD协议。 由中继器连接的网段构成一个更大的网段，并且有 着相同的网络地址，属于一个冲突域。 网段上的每一个节点都有自己的地址。
使用网桥带来的缺点
存储转发增加了时延。 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，否则有时还会因传播过多的广播 信息而产生网络拥塞。这就是所谓的广播风暴。
交换机（Switch）
用集线器Hub连接的网络，可以类比日常生活交通 中的平面交通，而用交换机连接的网络可以类比立 体交通。
在数据链路层扩展局域网是使用网桥。 网桥工作在数据链路层，它根据 MAC 帧的 目的地址对收到的帧进行转发。 网桥具有过滤帧的功能。当网桥收到一个帧 时，并不是向所有的端口转发此帧，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
网桥的内部结构
1到2 不经过网桥 1到4 经过网桥
第5章 局域网的互连
5.1 网络互连概述 5.2 网络互连技术 5.3 子网划分技术
5.1 网络互连概述
5.1.1 互联网的概念 5.1.2 网络互联的方式
5.1.1 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，也简称为 互联网。 将网络互相连接起来要使用一些互连设备（中间设 备），常用的网络互连设备有中继器、网桥、路由器 、交换机和网关等。
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，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。
集线器的一些特点
使用集线器的以太网在逻辑上仍是一个总线网， 各工作站使用的还是 CSMA/CD 协议，并共享逻辑 上的总线。
集线器很像一个多端口的转发器，工作在物理层。
在物理层扩展局域网ຫໍສະໝຸດ Baidu
用多个集线器可连成更大的局域网
主干集线器
一系 集线器
集线器 二系
集线器
三系 集线器
用集线器扩展局域网
优点： 使原来属于不同冲突域的局域网上的计算机 能够进行跨冲突域的通信。 扩大了局域网覆盖的地理范围。 缺点： 冲突域增大了。 如果不同的冲突域使用不同的数据率，那么 就不能用集线器将它们互连起来。
集线器（HUB）
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，各端口之间相互连在一起的。 集线器可分为独立式、叠加式、智能模块化，有8端 口、16端口、24端口多种规格； 集线器属于半双工设备； 集线器支持的数据传输率为10Mbps或100Mbps。
网桥
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
网段 A ①②③
网段 B ④⑤⑥
使用网桥带来的好处
过滤通信量 扩大了物理范围 提高了可靠性 可互连相同类型的不同速率（如10 Mb/s 和 100 Mb/s 以太网）之间的局域网。
5.1.2 网络互连的方式
LAN-LAN LAN-WAN WAN-WAN LAN-WAN-LAN
5.2 网络互连技术
应用层 传输层 网络层 数据链路层 物理层
应用网关 传输网关 路 由器 网桥，交换机 中继器 ，集线器
中继器和集线器
中继器 集线器
中继器（Repeater）
以太网交换机由于使用了专用的交换结构芯 片，其交换速率就较高。
局域网交换机与集线器的区别
集线器
交换机
ABCD
ABCD
独占传输媒体的带宽
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。
名词 internet 和 Internet
以小写字母 i 开始的 internet（互联网或互连 网）是一个通用名词，它泛指由多个计算机网络 互连而成的网络。 以大写字母 I 开始的的 Internet（因特网）则 是一个专用名词，它指当前全球最大的、开放的、 由众多网络相互连接而成的特定计算机网络，它 采 用 TCP/IP 协 议 族 ， 且 其 前 身 是 美 国 的 ARPANET。
冲突域：是连接在同一传输介质上的所有工作站 的集合。利用HUB连接的局域网就是典型的冲突域。
广播域：接收同样广播消息的节点集合。利用 HUB、交换机等一、二层设备连接的节点被认为是 一个广播域。
交换机工作原理
交换机通过观察每个端口的数据帧获得源MAC 地址，交换机在内部的高速缓存中建立MAC地址 与端口的映射表。
补充：Packet Tracer 5.3
最新版思科网络学院综合网络技术教学软件。
将实际模拟和可视化体验合二为一，支持复 杂的评估功能。
界面 实践 Realtime mode(实时模式)和Simulation mode （模拟模式）
网桥（Bridge）
网桥的功用 网桥的工作原理
在数据链路层扩展局域网
检测从端口来的数据包的源和目的地的ＭＡＣ地 址，然后与系统内部的动态查找表进行比较，若 数据包的源MAC层地址不在查找表中，则将该地 址加入查找表中，并将数据包发送给相应的目的 端口。
如果表中不存在目的地址，则转发到所有的端口。
以太网交换机的特点
以太网交换机的每个端口都直接与主机相连， 并且一般都工作在全双工方式。
中继器用于同种局域网络的互连，是在物理层次上 实现互连的网络互连设备，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。
中继器具有以下特点
中继器可以重发信号，扩展网段的距离。 中 继 器 主 要 用 在 同 种 LAN 互 连 中 ， 如 IEEE 802.3 LAN和Ethernet网。 中继器工作在网络体系结构模型的物理层。 由中继器连接起来的各网段必须采用同样的信道访 问协议，例如CSMA/CD协议。 由中继器连接的网段构成一个更大的网段，并且有 着相同的网络地址，属于一个冲突域。 网段上的每一个节点都有自己的地址。
使用网桥带来的缺点
存储转发增加了时延。 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，否则有时还会因传播过多的广播 信息而产生网络拥塞。这就是所谓的广播风暴。
交换机（Switch）
用集线器Hub连接的网络，可以类比日常生活交通 中的平面交通，而用交换机连接的网络可以类比立 体交通。
在数据链路层扩展局域网是使用网桥。 网桥工作在数据链路层，它根据 MAC 帧的 目的地址对收到的帧进行转发。 网桥具有过滤帧的功能。当网桥收到一个帧 时，并不是向所有的端口转发此帧，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
网桥的内部结构
1到2 不经过网桥 1到4 经过网桥
第5章 局域网的互连
5.1 网络互连概述 5.2 网络互连技术 5.3 子网划分技术
5.1 网络互连概述
5.1.1 互联网的概念 5.1.2 网络互联的方式
5.1.1 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，也简称为 互联网。 将网络互相连接起来要使用一些互连设备（中间设 备），常用的网络互连设备有中继器、网桥、路由器 、交换机和网关等。
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，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。
集线器的一些特点
使用集线器的以太网在逻辑上仍是一个总线网， 各工作站使用的还是 CSMA/CD 协议，并共享逻辑 上的总线。
集线器很像一个多端口的转发器，工作在物理层。
在物理层扩展局域网ຫໍສະໝຸດ Baidu
用多个集线器可连成更大的局域网
主干集线器
一系 集线器
集线器 二系
集线器
三系 集线器
用集线器扩展局域网
优点： 使原来属于不同冲突域的局域网上的计算机 能够进行跨冲突域的通信。 扩大了局域网覆盖的地理范围。 缺点： 冲突域增大了。 如果不同的冲突域使用不同的数据率，那么 就不能用集线器将它们互连起来。
集线器（HUB）
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，各端口之间相互连在一起的。 集线器可分为独立式、叠加式、智能模块化，有8端 口、16端口、24端口多种规格； 集线器属于半双工设备； 集线器支持的数据传输率为10Mbps或100Mbps。
网桥
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
网段 A ①②③
网段 B ④⑤⑥
使用网桥带来的好处
过滤通信量 扩大了物理范围 提高了可靠性 可互连相同类型的不同速率（如10 Mb/s 和 100 Mb/s 以太网）之间的局域网。
5.1.2 网络互连的方式
LAN-LAN LAN-WAN WAN-WAN LAN-WAN-LAN
5.2 网络互连技术
应用层 传输层 网络层 数据链路层 物理层
应用网关 传输网关 路 由器 网桥，交换机 中继器 ，集线器
中继器和集线器
中继器 集线器
中继器（Repeater）