网络的硬件与互连设备
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路由器 （三层交换机） 网桥、交换机
（网卡）
物理层
无
中继器、集线器
82020/10/10
中继器（集线器）的概念结构
92020/10/10
网桥（交换机）的概念结构
主机1 应用层 传输层 网络层 数据链路层 物理层
网桥 DL
PHY PHY
主机2 应用层 传输层 网络层 数据链路层 物理层
网段1
网段2
72020/10/10
6.3 中继器与集线器
▪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，P120图5-10 ▪ 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：应遵守以太网的5-4-3规则(P120图5-11)
•全双工 / 半双工
•传输速率（仅10/100Mb/s双速网卡可选）
62020/10/10
网卡的选用
▪考虑的因素包括：
▪ LAN的类型：Ethernet、Token Ring、ATM、FDDI ▪ LAN的速度：10M/100M/1000M ▪ 网络接口类型：AUI/BNC、RJ-45、SC/ST ▪ 主机总线类型：ISA、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、远程唤醒等
网络的硬件与互连设备
22020/10/10
Βιβλιοθήκη Baidu6.1 传输介质
传输介质是网络中信息传输的媒体，可分为有线和无线两种 。
1. 双绞线
双绞线是布线工程中最常用的一种传输介质，双绞线有两种 ：
①非屏蔽双绞线（UTP）
通常分为7类，常用的有3、5、6类，技术特性如P112表5-1 所示。
②有屏蔽双绞线（STP）
通
信
计
线
算
路
机
总
线
52020/10/10
网卡的配置参数
▪ 网卡地址：即网卡的物理地址（MAC地址），
▪
固化在网卡硬件中（有些网卡可由用户修改
）
▪ 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0C000H)
企业内部网
集线器
交换机
交换机
防火墙
交换机 防火墙
路由器
交换机
外部访问子网
因特网
因特网
72020/10/10
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
地址类型
应用程序进程地 址（端口） 网络地址 （IP地址） 物理地址
（MAC地址）
设备
网关 （协议转换器）
02020/10/10
路由器的概念结构
主机 1 应用层 传输层 网络层 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 网络层 数据链路层 物理层
子网 1
子网 2
12020/10/10
网关的概念结构
主机 1 应用层 传输层 网络层 数据链路层 物理层
网关
应用层 / 传输层
▪ 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
42020/10/10
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 ▪ 编码/解码器——将数据编码转换为传输信号或反之 ▪ LAN管理部件 ▪ 主机总线接口部件
IP IP DL DL PHY PHY
主机 2 应用层 传输层 网络层 数据链路层 物理层
网络 1
网络 2
22020/10/10
6.2 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
• 工作在数据链路层 • 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
▪ 连接不同的局域网需要使用不同的网卡
①粗缆：网络段长度500米（应用：10BASE5） ②细缆：网络段长度185米（应用：10BASE2）
▪ Note：同轴电缆现在已经基本不用了。
42020/10/10
3.光导纤维电缆
光纤通信传送的是光信号。 发送时：电光转换，接收时：光电转换。
有两种光纤：
▪ 单模式_____仅允许一束光通过（以激光作为光源） ▪ 多模式_____允许多束光通过（以发光二级管作为光源）
在双绞线和外层保护套中间加了一层金属屏蔽层，可以减少电磁干 扰，减少辐射，防止信息被窃听，一般用于电磁干扰或辐射严重的场合 。
双绞线在网络上的最大长度受到限制，因此较适合在小范围的局域
32020/10/10
2.同轴电缆
由内外导体所组成，P114图5-5 ▪ 75Ω同轴电缆(宽带同轴电缆)____传送模拟信号。 ▪ 50Ω同轴电缆(基带同轴电缆)____传送数字信号。(有两类)
92020/10/10
集线器类型：按结构形式划分
▪ 独立式（Stand alone）
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）
82020/10/10
2. 集线器（HUB）
▪ 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：
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
• 以太网卡 • 令牌环网卡 • FDDI网卡 • ATM网卡
32020/10/10
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
▪ 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 Ring
▪ 串/并转换
• 将主机的并行数据转换成串行位流
优点：
▪ 频带宽、通信容量大。 ▪ 传输损耗小传输（中继）距离长（可达120km)。 ▪ 保密性好、抗干扰能力强。 ▪ 缺点：价格较贵、安装较为困难。
一般用于大型局域网的主干网上。
4.无线传输介质
①无线电波通信 ②卫星通信等
52020/10/10
网络的扩展与互连概述
62020/10/10
主机
主机
（网卡）
物理层
无
中继器、集线器
82020/10/10
中继器（集线器）的概念结构
92020/10/10
网桥（交换机）的概念结构
主机1 应用层 传输层 网络层 数据链路层 物理层
网桥 DL
PHY PHY
主机2 应用层 传输层 网络层 数据链路层 物理层
网段1
网段2
72020/10/10
6.3 中继器与集线器
▪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，P120图5-10 ▪ 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：应遵守以太网的5-4-3规则(P120图5-11)
•全双工 / 半双工
•传输速率（仅10/100Mb/s双速网卡可选）
62020/10/10
网卡的选用
▪考虑的因素包括：
▪ LAN的类型：Ethernet、Token Ring、ATM、FDDI ▪ LAN的速度：10M/100M/1000M ▪ 网络接口类型：AUI/BNC、RJ-45、SC/ST ▪ 主机总线类型：ISA、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、远程唤醒等
网络的硬件与互连设备
22020/10/10
Βιβλιοθήκη Baidu6.1 传输介质
传输介质是网络中信息传输的媒体，可分为有线和无线两种 。
1. 双绞线
双绞线是布线工程中最常用的一种传输介质，双绞线有两种 ：
①非屏蔽双绞线（UTP）
通常分为7类，常用的有3、5、6类，技术特性如P112表5-1 所示。
②有屏蔽双绞线（STP）
通
信
计
线
算
路
机
总
线
52020/10/10
网卡的配置参数
▪ 网卡地址：即网卡的物理地址（MAC地址），
▪
固化在网卡硬件中（有些网卡可由用户修改
）
▪ 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0C000H)
企业内部网
集线器
交换机
交换机
防火墙
交换机 防火墙
路由器
交换机
外部访问子网
因特网
因特网
72020/10/10
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
地址类型
应用程序进程地 址（端口） 网络地址 （IP地址） 物理地址
（MAC地址）
设备
网关 （协议转换器）
02020/10/10
路由器的概念结构
主机 1 应用层 传输层 网络层 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 网络层 数据链路层 物理层
子网 1
子网 2
12020/10/10
网关的概念结构
主机 1 应用层 传输层 网络层 数据链路层 物理层
网关
应用层 / 传输层
▪ 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
42020/10/10
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 ▪ 编码/解码器——将数据编码转换为传输信号或反之 ▪ LAN管理部件 ▪ 主机总线接口部件
IP IP DL DL PHY PHY
主机 2 应用层 传输层 网络层 数据链路层 物理层
网络 1
网络 2
22020/10/10
6.2 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
• 工作在数据链路层 • 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
▪ 连接不同的局域网需要使用不同的网卡
①粗缆：网络段长度500米（应用：10BASE5） ②细缆：网络段长度185米（应用：10BASE2）
▪ Note：同轴电缆现在已经基本不用了。
42020/10/10
3.光导纤维电缆
光纤通信传送的是光信号。 发送时：电光转换，接收时：光电转换。
有两种光纤：
▪ 单模式_____仅允许一束光通过（以激光作为光源） ▪ 多模式_____允许多束光通过（以发光二级管作为光源）
在双绞线和外层保护套中间加了一层金属屏蔽层，可以减少电磁干 扰，减少辐射，防止信息被窃听，一般用于电磁干扰或辐射严重的场合 。
双绞线在网络上的最大长度受到限制，因此较适合在小范围的局域
32020/10/10
2.同轴电缆
由内外导体所组成，P114图5-5 ▪ 75Ω同轴电缆(宽带同轴电缆)____传送模拟信号。 ▪ 50Ω同轴电缆(基带同轴电缆)____传送数字信号。(有两类)
92020/10/10
集线器类型：按结构形式划分
▪ 独立式（Stand alone）
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）
82020/10/10
2. 集线器（HUB）
▪ 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：
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
• 以太网卡 • 令牌环网卡 • FDDI网卡 • ATM网卡
32020/10/10
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
▪ 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 Ring
▪ 串/并转换
• 将主机的并行数据转换成串行位流
优点：
▪ 频带宽、通信容量大。 ▪ 传输损耗小传输（中继）距离长（可达120km)。 ▪ 保密性好、抗干扰能力强。 ▪ 缺点：价格较贵、安装较为困难。
一般用于大型局域网的主干网上。
4.无线传输介质
①无线电波通信 ②卫星通信等
52020/10/10
网络的扩展与互连概述
62020/10/10
主机
主机