1、1,第四章 傳輸介質(zhì),主要內(nèi)容 有線傳輸介質(zhì): 同軸電纜 雙絞線 光纖 無線傳輸介質(zhì): 短波 無線電微波 紅外線 激光,第五章 網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備,3,網(wǎng)絡(luò)互連的基本概念,1. 互連 互連是指在兩個(gè)物理網(wǎng)絡(luò)之間至少有一條物理鏈路，它為兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)交換提供了物質(zhì)基礎(chǔ)和可能性，但并不能保證兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)一定能夠進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，因?yàn)檫@還要取決于兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)的通信協(xié)議是否兼容。 2. 互通 是指兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)之間可以進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，它僅僅涉及通信的兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)之間的端對(duì)端連接和數(shù)據(jù)交換，為互操作提供前提條件。,4,3. 互操作 互操作是指兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)中不同計(jì)算機(jī)系統(tǒng)之間具有透明地訪問對(duì)方資源的能力，不依賴于具體連接形式，為支持應(yīng)用間

2、的相互作用而創(chuàng)建的協(xié)議環(huán)境，一般由高層軟件來實(shí)現(xiàn)。,互聯(lián),互通,互操作,5,網(wǎng)絡(luò)互連的類型,局域網(wǎng) 局域網(wǎng) 局域網(wǎng) 廣域網(wǎng) 局域網(wǎng) 廣域網(wǎng) 局域網(wǎng) 廣域網(wǎng) 廣域網(wǎng),互聯(lián)網(wǎng)？,6,第五章 網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備,常用的網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備有: 中繼器 集線器 網(wǎng)橋 交換機(jī) 路由器,各設(shè)備工作在OSI模型的不同層次，如:,7,網(wǎng)絡(luò)互連的層次 1、物理層互連 2、數(shù)據(jù)鏈路層互連 3、網(wǎng)絡(luò)層互連 4、高層互連,8,9,10,11,12,5.1 中繼器,中繼器的功能 “5-4-3”規(guī)則 集線器的功能,數(shù)字信號(hào)通過實(shí)際的信道 失真不嚴(yán)重 失真嚴(yán)重,14,中繼器的功能,中繼器(Repeater)最簡(jiǎn)單的互連設(shè)備。它工作在OS

3、I模型的物理層，用于擴(kuò)展LAN網(wǎng)段的長(zhǎng)度，延伸信號(hào)傳輸?shù)姆秶?，例如：可加大線纜的傳輸距離。 中繼器可以連接不同類型的線纜。,15,中繼器的功能,1、重發(fā)bit信號(hào)，再生，放大、 還原 2、沒有鑒別能力 3、不考慮終端設(shè)備 4、速度快、時(shí)延很小,16,“5-4-3”規(guī)則,通常在一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中，最多可以分為5個(gè)網(wǎng)段 其中用4個(gè)中繼器連接 只允許在其中3個(gè)網(wǎng)段包含計(jì)算機(jī)或設(shè)備，其他2個(gè)網(wǎng)段只能用于延長(zhǎng)傳輸距離。,17,5.2 集線器,集線器(Hub)其實(shí)是一個(gè)具有多個(gè)端口的中繼器。 集中網(wǎng)絡(luò)連接 重發(fā)bit信號(hào),18,中繼器和集線器,重發(fā)bit信號(hào),集中網(wǎng)絡(luò)連接,19,最常用的集線器是連接以太網(wǎng)中計(jì)算機(jī)

4、的集線器，線纜從單個(gè)節(jié)點(diǎn)的NIC連接到中心集線器。,20,圖 HUB的作用示意圖,21,5.2 集線器,1集線器的工作特點(diǎn) HUB是一個(gè)多端的信號(hào)放大設(shè)備。起到信號(hào)的放大和重發(fā)作用，目的是擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)的傳輸范圍，而不具備信號(hào)的定向傳送能力，是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的共享式設(shè)備。 HUB只與它的上聯(lián)設(shè)備（如上層HUB、交換機(jī)或服務(wù)器）進(jìn)行通信。處于同層的各端口之間不會(huì)直接進(jìn)行通信，而是通過上聯(lián)設(shè)備再將信息廣播到所有端口上。,22,集線器HUB,23,5.2 集線器,2集線器的分類和特點(diǎn) (1)根據(jù)速度的不同，目前市面上用于小型局域網(wǎng)的HUB可分為10M、100M和10/100Mbps自適應(yīng)三個(gè)類型。 (2)根據(jù)工

5、作方式的不同，HUB可分為共享式HUB 、堆疊共享式HUB以及切換式HUB三大類。,24,（aa）共享式Hub 共享式Hub提供了所有連接點(diǎn)的站點(diǎn)間共享一個(gè)最大頻寬。 共享式Hub不過濾或重新生成信號(hào)，所有與之相連的站點(diǎn)必須以同一速度工作（10Mbps或100Mbps）。所以共享式Hub比切換式Hub價(jià)格便宜。,25,（bb）堆疊共享式Hub 堆疊共享式Hub是共享式Hub中的一種，當(dāng)它們級(jí)連在一起時(shí)，可看作是網(wǎng)中的一個(gè)大Hub。當(dāng)6個(gè)8口的Hub級(jí)連在一起時(shí)，可以看作是1個(gè)48口的Hub。,26,（cc）切換式Hub一個(gè)切換式Hub重新生成每一個(gè)信號(hào)并在發(fā)送前過濾每一個(gè)包，而且只將其發(fā)送到目

6、的地址。 切換式Hub可以使10Mbps和100Mbps的站點(diǎn)用于同一網(wǎng)段中。,27,5.2 集線器,3 集線器的擴(kuò)展 a.集線器的堆疊(Stack) 集線器的堆疊是指將若干集線器 以特殊電纜通過特殊的端口連接起， 堆疊后的集線器從網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲锌梢暈?一個(gè)集線器，也可作為一個(gè)集線器來 管理，如圖所示。,28,5.2 集線器,圖 集線器堆疊,29,5.2 集線器,b.集線器的級(jí)聯(lián)(Uplink) 集線器的級(jí)聯(lián)是指用集線器普通 或者特殊端口，用UTP交叉線或者直通 線把2個(gè)以上的集線器連接起來進(jìn)行集 線器端口擴(kuò)展。,30,5.2 集線器,圖 集線器UTP直通線級(jí)聯(lián),31,5.2 集線器,圖 集線器U

7、TP交叉線級(jí)聯(lián),32,4怎樣選擇局域網(wǎng)中的集線器 （1）以速度為選擇標(biāo)淮 集線器主要決定于上連設(shè)備的帶寬,提供的連接端口數(shù)和應(yīng)用需求三個(gè)因素: 上連設(shè)備的帶寬 提供的連接端口數(shù) 應(yīng)用需求,33,5.2 集線器,（2）以能否滿足拓展為標(biāo)準(zhǔn) 當(dāng)一個(gè)集線器提供的端口不夠時(shí)，一般有以下兩種拓展用戶數(shù)目的方法：堆疊和級(jí)聯(lián).,（3）以是否提供網(wǎng)管功能為標(biāo)準(zhǔn),34,5.3 網(wǎng)橋,網(wǎng)橋(Bridge)工作在OSI模型的數(shù)據(jù)鏈路層，可以用于連接具有不同物理層的網(wǎng)絡(luò)，如連接使用同軸電纜和UTP的網(wǎng)絡(luò)。 網(wǎng)橋用于連接兩個(gè)局域網(wǎng).,35,網(wǎng)橋,36,網(wǎng)橋的內(nèi)部結(jié)構(gòu),（A）,（B）,（C）,（X）,（Y）,（Z）,圖3

8、-1 網(wǎng)橋內(nèi)部結(jié)構(gòu),37,網(wǎng)橋的功能,緩存：網(wǎng)橋首先會(huì)對(duì)收到的數(shù)據(jù)幀進(jìn)行緩存并處理 過濾：判斷入幀的目標(biāo)節(jié)點(diǎn)是否位于發(fā)送這個(gè)幀的網(wǎng)段中，如果是，網(wǎng)橋就不把幀轉(zhuǎn)發(fā)到網(wǎng)橋的其他端口,38,網(wǎng)橋的功能,轉(zhuǎn)發(fā)：如果幀的目標(biāo)節(jié)點(diǎn)位于另一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)橋就將幀發(fā)往正確的網(wǎng)段 擴(kuò)散：如果在表中找不到目標(biāo)地址，則按擴(kuò)散的辦法將該數(shù)據(jù)發(fā)送給與該網(wǎng)橋連接的除發(fā)送該數(shù)據(jù)的網(wǎng)段外的所有網(wǎng)段。,39,網(wǎng)橋的功能,學(xué)習(xí)：每當(dāng)幀經(jīng)過網(wǎng)橋時(shí)，網(wǎng)橋首先在網(wǎng)橋表中查找?guī)脑碝AC地址，如果該地址不在網(wǎng)橋表中，則將有該MAC地址及其所對(duì)應(yīng)的網(wǎng)橋端口信息加入,40,5.4 交換機(jī),交換機(jī)(Switch)：是更先進(jìn)的網(wǎng)橋,具備網(wǎng)橋的所有功

9、能外，還通過在節(jié)點(diǎn)或虛電路間創(chuàng)建臨時(shí)邏輯連接，使得整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的帶寬得到最大化的利用。 通過交換機(jī)連接的網(wǎng)段內(nèi)的每個(gè)節(jié)點(diǎn)，都可以使用網(wǎng)絡(luò)上的全部帶寬來進(jìn)行通信，而不是各個(gè)節(jié)點(diǎn)共享帶寬。,41,交換機(jī),42,交換機(jī)與集線器的區(qū)別,43,b,44,5.4 交換機(jī),2 交換機(jī)的工作原理,交換機(jī)又稱為交換式集線器 ,它不僅具備了集線器的功能，可以同時(shí)連接多個(gè)網(wǎng)絡(luò)區(qū)段，但是在功能上又類似于網(wǎng)橋，可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行過濾，同時(shí)它還可以在多個(gè)端口間同時(shí)對(duì)話發(fā)送和接收數(shù)據(jù)各不影響。它會(huì)記憶哪個(gè)地址接在哪個(gè)端口上，并決定將數(shù)據(jù)包送往何處，而不會(huì)送到其它不相關(guān)的端口.,45,以太網(wǎng)交換機(jī)工作原理示意圖,5.4 交換機(jī),46

10、,5.4 交換機(jī),47,5.4 交換機(jī),1. 節(jié)點(diǎn)A和節(jié)點(diǎn)D分別將信息包發(fā)往終點(diǎn)節(jié)點(diǎn)C和B； 2. 網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)查看連接表知道節(jié)點(diǎn)A與端口1相連，節(jié)點(diǎn)C與端口5相連，因此網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)就能建立從端口1到端口5的虛擬連接； 3. 同理建立起端口6到端口3的虛擬連接； 4. 完成節(jié)點(diǎn)A到節(jié)點(diǎn)C，節(jié)點(diǎn)D到節(jié)點(diǎn)B的數(shù)據(jù)傳輸； 5. 虛擬連接結(jié)束。,48,5.4 交換機(jī),以太網(wǎng)交換機(jī)中，不同端口的數(shù)據(jù)傳輸可以并行地建立“虛擬連接”，如圖5-11 示。端口1到端口5和端口6到端口3建立兩個(gè)“虛擬連接”，不同端口的數(shù)據(jù)可以并行傳輸。,49,5.4 交換機(jī),3. 交換機(jī)和交換機(jī)/集線器的級(jí)聯(lián) 圖 交換機(jī)和交換機(jī)/集

11、線器通過交叉線級(jí)聯(lián),50,5.4 交換機(jī),圖 交換機(jī)和交換機(jī)/集線器通過直通線級(jí)聯(lián),直接交付和間接交付,間接交付,間接交付,間接交付,A,B,C,直接交付,直接交付,直接交付不需要使用路由器 但間接交付就必須使用路由器,5.5 路由器,52,5.5 路由器,1 路由器 路由器是一種連接多個(gè)網(wǎng)絡(luò)或網(wǎng)段的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，它能將不同網(wǎng)絡(luò)或網(wǎng)段之間的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行“翻譯”，以使它們能夠相互“讀”懂對(duì)方的數(shù)據(jù)，從而構(gòu)成一個(gè)更大的網(wǎng)絡(luò)。,53,5.5 路由器,55,5.5 路由器,2 路由器的功能 路由器工作于網(wǎng)絡(luò)層，對(duì)信包轉(zhuǎn)發(fā)，并具有過濾功能。 路由器的主要工作: 就是為經(jīng)過路由器的每個(gè)數(shù)據(jù)幀尋找一條最佳傳輸路

12、徑，并將該數(shù)據(jù)有效地傳送到目的站點(diǎn)。 下圖是路由器功能的典型例子,主機(jī) H2,通信的路徑 H1經(jīng)過 R1 轉(zhuǎn)發(fā)再經(jīng)過 R2 轉(zhuǎn)發(fā)H2,一開始，各路由表只有到相鄰路由器的信息,路由器 B 收到相鄰路由器 A 和 C 的路由表,A 說：“我到網(wǎng) 1 的距離是 1?！?因此 B 現(xiàn)在也可以到網(wǎng) 1， 距離是 2，經(jīng)過 A?！?1 1 5 1 ,路由器 B 收到相鄰路由器 A 和 C 的路由表,A 說：“我到網(wǎng) 2 的距離是 1?！?因此 B 現(xiàn)在也可以到網(wǎng) 2， 距離是 2，經(jīng)過 A?！?1 1 5 1 ,路由器 B 收到相鄰路由器 A 和 C 的路由表,A 說：“我到網(wǎng) 3 的距離是 1?！?但 B 沒有必要繞道經(jīng)過路由器 A 再到達(dá)網(wǎng) 3，因此這一項(xiàng)目不變。,最終所有的路由器的路由表都更新了,轉(zhuǎn)發(fā)分組的流程,63,5.5 路由器,3 路由器的優(yōu)缺點(diǎn),主要優(yōu)點(diǎn)： 1.可以合理、智能地選擇最佳路徑. 2.路由器也可以作為網(wǎng)橋，以處理不可路由的協(xié)議. 3.在各個(gè)網(wǎng)絡(luò)和不同傳輸介質(zhì)之間提供網(wǎng)絡(luò)互連. 4.使用路由器可使互連網(wǎng)絡(luò)保持自己的管理控制范圍，保證網(wǎng)絡(luò)的安全。,64,5.5 路由器,缺點(diǎn)主要有： 1.使用較多的時(shí)間進(jìn)行處理，致使網(wǎng)絡(luò)傳輸性能下降 2.安裝和維護(hù)困難 3.價(jià)格較高 4.路由器連接網(wǎng)絡(luò)時(shí)，需要它們?cè)诰W(wǎng)絡(luò)