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合于在LAN上传输的信号或把接收的信号解码为二进制数 据 ▪ LAN管理部件 ▪ 主机总线接口部件 ▪ CPU(部分网卡有)——增强网卡智能化，减少网络传输对 主机CPU的依赖，提高传输效率
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3．网卡的配置参数
▪ 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
第7章 网络设备
本章重点：
●网络接口卡及其使用 ●集线器及其使用 ●交换机及其使用 ●路由器及其使用 ●构造简单的网络
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数据库
主
主
企业内部网
机
机
应 用 服
Baidu Nhomakorabea
交 换 机
务
器
集线器
交 换 机
应 用 服 务
器
防火墙
服
务
交换机
交换机
器
外部访问子网
服 务 器
防火墙 路由器
外界因特网
因特网
WEB WEB
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主机1
7.2 中继器与集线器应 传用 输层 层
互连网层
1. 中继器（Repeater） 数据链路层 中继器
物理层
PHY
▪ 工作在物理层 网段1
▪ 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
Repeater
▪ 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网卡
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1. 网卡的功能
▪ 数据缓存
• 匹配主机数据处理速率与网络的传输速率
▪ 帧的封装/解封装
• 加上控制字段→以帧为单位进行传输→卸下控制字段
▪ 介质访问控制
• CSMA/CD、Token Passing
•采用DMA传送方式，采用PCI总线
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5. 网卡的选择
考虑的因素包括：
▪ LAN的类型：Ethernet、Token Ring、ATM、FDDI ▪ LAN的速度：10M/100M/1000M、4M/16M、25M/155M ▪ 网络接口类型：AUI/BNC、RJ-45、SC/ST/MT-RJ ▪ 主机总线类型：ISA、EISA、PCI、USB、PCMCIA ▪ 应用场合：服务器、工作站、笔记本 ▪ 其他附加功能：PnP、防病毒、远程唤醒、链路聚合等
▪ 中继器（集线器）
主机1 应用层 传输层 互连网层 数据链路层 物理层
中继器 PHY
主机2 应用层 传输层 互连网层 数据链路层 物理层
网段1
网段2
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网桥（交换机）的概念结构
▪ 网桥（交换机）
主机1 应用层 传输层 互连网层 数据链路层 物理层
网桥 DL
PHY PHY
主机2 应用层 传输层 互连网层 数据链路层 物理层
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以太网卡的类型
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三个基本概念
▪ 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
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规则
主机2 应用层 传输层 互连网层 数据链路层 物理层
网段2
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2. 集线器
▪ 多端口的中继器，工作在物理层 ▪ 功能：在网段之间复制比特流，信号整形和放大 ▪ 可认为它是将总线折叠到铁盒子中的集中连接设备 ▪ 特点：
网络设备在OSI体系中的位置
▪ 网络设备的功能层次
OSI层次
传输层及以上 网络层
数据链路层 物理层
地址类型
设备
应用程序进程地
网关
址（端口） （协议转换器）
网络地址 （IP地址） 物理地址 （MAC地址）
路由器 （三层交换机）
网桥、交换机 （网卡）
无
中继器、集线器、 （网卡）
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中继器（集线器）的概念结构
▪ 串/并转换
• 将主机的并行数据转换成串行位流
▪ 数据编码/解码
• 转换为适合网络介质传输的信号形式
▪ 数据发送/接收
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2. 网卡的结构
▪ 发送/接收部件——负责信号的发送、接收 ▪ 载波检测部件——检测介质上有否信号 ▪ 发送/接收控制部件及数据缓冲区 ▪ 曼彻斯特编码/解码器——对发送的数据编码，变换成适
服务器
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集线器的分类：按结构形式划分
网关
应用层/ 传输层
IP IP DL DL PHY PHY
主机2 应用层 传输层 互连网层 数据链路层 物理层
网络1
网络2
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7.1 网络接口卡NIC
▪ 网络接口卡（网卡）是连接主机与网络的基本设备
• 每台主机都应配置一个或多个网卡 • 每个网卡都有一个或多个网络接口 • 不能独立工作，必须依赖于宿主主机
网段1
网段2
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路由器的概念结构
▪ 路由器
主机1 应用层 传输层 互连网层 数据链路层 物理层
路由器 互连网层 DL DL PHY PHY
主机2 应用层 传输层 互连网层 数据链路层 物理层
子网1
子网2
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网关的概念结构
▪ 网关
主机1 应用层 传输层 互连网层 数据链路层 物理层
由用户修改） ▪ 配置参数（跳线设置 / 软件设置 / PnP）
•中断请求号 IRQ（一般为3） •I/O基地址 I/O Base（一般为300H） •存储器基地址 Memory Base (一般为0C8000H) •全双工 / 半双工 •传输速率（仅10/100Mbps双速网卡可选）
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4. 提高网卡性能的技术
▪ 并行处理：发送/接收和数据处理同步进行 ▪ 全双工：需集线器/交换机的支持，采用UTP和光纤 ▪ 突发传输方式（每次传送更多的帧）：LAN误码率很低 ▪ 智能网卡（让网卡承担更多的传输任务） ▪ IEEE802.1p ：赋予数据包以优先级（需要OS的支持） ▪ 提高与主机的传输速度：
具有与中继器同样的特点 可改变网络物理拓扑形式：总线连接→星形连接 逻辑上仍是一个总线型共享介质网络
▪ 端口数：8，12，16，24
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集线器 粗缆/细缆
10Base2 - 细缆Ethernet
集线器 细缆/UTP
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10BaseT-双绞线
10Base5 粗缆Ethernet
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3．网卡的配置参数
▪ 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
第7章 网络设备
本章重点：
●网络接口卡及其使用 ●集线器及其使用 ●交换机及其使用 ●路由器及其使用 ●构造简单的网络
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数据库
主
主
企业内部网
机
机
应 用 服
Baidu Nhomakorabea
交 换 机
务
器
集线器
交 换 机
应 用 服 务
器
防火墙
服
务
交换机
交换机
器
外部访问子网
服 务 器
防火墙 路由器
外界因特网
因特网
WEB WEB
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主机1
7.2 中继器与集线器应 传用 输层 层
互连网层
1. 中继器（Repeater） 数据链路层 中继器
物理层
PHY
▪ 工作在物理层 网段1
▪ 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
Repeater
▪ 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网卡
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1. 网卡的功能
▪ 数据缓存
• 匹配主机数据处理速率与网络的传输速率
▪ 帧的封装/解封装
• 加上控制字段→以帧为单位进行传输→卸下控制字段
▪ 介质访问控制
• CSMA/CD、Token Passing
•采用DMA传送方式，采用PCI总线
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5. 网卡的选择
考虑的因素包括：
▪ LAN的类型：Ethernet、Token Ring、ATM、FDDI ▪ LAN的速度：10M/100M/1000M、4M/16M、25M/155M ▪ 网络接口类型：AUI/BNC、RJ-45、SC/ST/MT-RJ ▪ 主机总线类型：ISA、EISA、PCI、USB、PCMCIA ▪ 应用场合：服务器、工作站、笔记本 ▪ 其他附加功能：PnP、防病毒、远程唤醒、链路聚合等
▪ 中继器（集线器）
主机1 应用层 传输层 互连网层 数据链路层 物理层
中继器 PHY
主机2 应用层 传输层 互连网层 数据链路层 物理层
网段1
网段2
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网桥（交换机）的概念结构
▪ 网桥（交换机）
主机1 应用层 传输层 互连网层 数据链路层 物理层
网桥 DL
PHY PHY
主机2 应用层 传输层 互连网层 数据链路层 物理层
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以太网卡的类型
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三个基本概念
▪ 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
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规则
主机2 应用层 传输层 互连网层 数据链路层 物理层
网段2
2022/3/23
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2. 集线器
▪ 多端口的中继器，工作在物理层 ▪ 功能：在网段之间复制比特流，信号整形和放大 ▪ 可认为它是将总线折叠到铁盒子中的集中连接设备 ▪ 特点：
网络设备在OSI体系中的位置
▪ 网络设备的功能层次
OSI层次
传输层及以上 网络层
数据链路层 物理层
地址类型
设备
应用程序进程地
网关
址（端口） （协议转换器）
网络地址 （IP地址） 物理地址 （MAC地址）
路由器 （三层交换机）
网桥、交换机 （网卡）
无
中继器、集线器、 （网卡）
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中继器（集线器）的概念结构
▪ 串/并转换
• 将主机的并行数据转换成串行位流
▪ 数据编码/解码
• 转换为适合网络介质传输的信号形式
▪ 数据发送/接收
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2. 网卡的结构
▪ 发送/接收部件——负责信号的发送、接收 ▪ 载波检测部件——检测介质上有否信号 ▪ 发送/接收控制部件及数据缓冲区 ▪ 曼彻斯特编码/解码器——对发送的数据编码，变换成适
服务器
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集线器的分类：按结构形式划分
网关
应用层/ 传输层
IP IP DL DL PHY PHY
主机2 应用层 传输层 互连网层 数据链路层 物理层
网络1
网络2
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7.1 网络接口卡NIC
▪ 网络接口卡（网卡）是连接主机与网络的基本设备
• 每台主机都应配置一个或多个网卡 • 每个网卡都有一个或多个网络接口 • 不能独立工作，必须依赖于宿主主机
网段1
网段2
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路由器的概念结构
▪ 路由器
主机1 应用层 传输层 互连网层 数据链路层 物理层
路由器 互连网层 DL DL PHY PHY
主机2 应用层 传输层 互连网层 数据链路层 物理层
子网1
子网2
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网关的概念结构
▪ 网关
主机1 应用层 传输层 互连网层 数据链路层 物理层
由用户修改） ▪ 配置参数（跳线设置 / 软件设置 / PnP）
•中断请求号 IRQ（一般为3） •I/O基地址 I/O Base（一般为300H） •存储器基地址 Memory Base (一般为0C8000H) •全双工 / 半双工 •传输速率（仅10/100Mbps双速网卡可选）
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4. 提高网卡性能的技术
▪ 并行处理：发送/接收和数据处理同步进行 ▪ 全双工：需集线器/交换机的支持，采用UTP和光纤 ▪ 突发传输方式（每次传送更多的帧）：LAN误码率很低 ▪ 智能网卡（让网卡承担更多的传输任务） ▪ IEEE802.1p ：赋予数据包以优先级（需要OS的支持） ▪ 提高与主机的传输速度：
具有与中继器同样的特点 可改变网络物理拓扑形式：总线连接→星形连接 逻辑上仍是一个总线型共享介质网络
▪ 端口数：8，12，16，24
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集线器 粗缆/细缆
10Base2 - 细缆Ethernet
集线器 细缆/UTP
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10BaseT-双绞线
10Base5 粗缆Ethernet