通信网络技术第6章网络设备.ppt

2007-6 网络设备在OSI体系中的位置 网络设备的功能层次 物理层互联设备-中继器 物理层互联设备-集线器 网桥（交换机）的概念结构 网桥（交换机） 路由器的概念结构 路由器 网关的概念结构 网关 6.1 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 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 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 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 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 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 以太网卡的类型 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 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： 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 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。 集线器的类型：按速度划分 传统集线器 传输速度为10Mb/s（10Base-T网络） 快速以太网集线器 传输速度为100Mb/s （100Base-T网络） 10/100M自适应集线器 传输速度自适应 内部有两个网段：10M和100M，集线器根据连接速度将主机连接到不同网段上。 网段之间用交换方式连接。 保护投资，便于升级 以集线器为核心的网络的特点 所有主机共享带宽 无法限制冲突和广播 适用于小型网络 例：用集线器搭建简单的网络 以1台服务器，3台PC机为例： 一台HUB 4块UTP接口的网卡 4台PC机 8个RJ45接头（水晶头） 若干米UTP双绞线 6.3 网桥与网络交换机 共享信道LAN的缺点 冲突域中的多个站点同时发送会造成冲突； 因此实际带宽为3～4Mb/s（或30～40Mb/s） 网络中站点越多，冲突现象越严重； 网络总带宽BW ，由于共享信道使得每个站点的平均拥有带宽为BW/n。 解决的方法 提高网络传输速度——没有从根本上解决问题 网络分段（微网段化） 减少每个网段中站点的数量, 使冲突的概率减小； 增加了网络的总体带宽。 实现网络分段的设备：网桥、交换机、路由器 网桥和交换机可以隔离冲突域 路由器不仅可以隔离冲突域，还能隔离广播域 1. 网桥 数据链路层互联的设备是网桥(bridge),在网络互联中它起到数据接收、地址过滤与数据转发的作用，用来实现多个网络系统之间的数据交换。 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 源路由网桥（Source Routing Bridge） 源路由(source route)网桥在发送帧时将详细的路由信息放在帧的首部中 。通常用在令牌环网中 。 透明网桥 工作原理 网桥有寻址和路由选择能力，路由选择采用查表法： 网桥内的转发表描述了到达每个站点的路由； 转发表主要由端口号和站点MAC地址组成。 工作原理 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