第三章 - 平顶山学院计算机基础网络教学平台.ppt

路由器结构 输入端口的功能 三种结构的交换构造 输出端口的功能 输出端口缓冲 * 第9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 9.1 网络接口卡NIC 1. 组成（p262图） 发送/接收部件——负责信号的发送、接收 载波检测——检测介质上有否信号 发送/接收控制部件及缓冲区 曼彻斯特编码/译码器——对发送/接收的数据编码/译码，变换成适合于在LAN上传输的信号 网络控制部件——控制网卡各部件的协调运行 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 2．网卡的使用 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 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C000H) ?全双工 / 半双工 ?传输速率（仅10/100Mbps双速网卡可选） 3. 提高网卡性能 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 突发传输方式（每次传送更多的帧） 智能网卡（让网卡承担更多的传输任务） 提高与主机的传输速度： ?与主机的存储器传输数据时采用DMA传送方式 ?总线采用传输速度较快的PCI总线 4. 网络接口卡的种类 9.2 网络集线器(HUB) 多端口的中继器，属于物理层设备 功能：在网段之间拷贝比特流，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 可改变网络物理拓扑形式：总线连接—星形连接 端口数：常见的有8，12，16，24口 三种结构： 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）： 又称机箱式，由一台带有底板、电源的机箱和若干块多端口的接口卡（线卡）组成。可灵活按需配置，通过插入不同的插卡满足需求（如插入交换卡、路由卡、加密卡等） 智能集线器和非智能（普通）集线器 允许用网管系统对其进行管理的集线器称为智能HUB，它内部包含有CPU等智能控制部件。 不能用网管系统进行管理的集线器称为非智能HUB。 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）。 小型网络为降低成本，一般使用普通集线器。 NIC HUB UTP PC机 用集线器搭建简单的网络 服务器 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 9.3 网络交换机(Switch) 共享信道LAN的缺点： 多个站点同时发送会造成冲突； 网络中站点越多，冲突现象越严重； 每个站点的平均拥有带宽为W/n； 解决的方法： 网段分割(微网段化)——减少每个网段中站点的数量 网段分割后网络总体带宽增加 网络分段 HUB HUB MAC广播域 独立的冲突域 独立的冲突域 网桥或网络交换机 交换机只能分隔冲突域，但不能分隔广播域 实现网段分割的设备——网络交换机 网络交换机和网桥属同一类设备，工作在数据链路层上。但网络交换机的端口数多，并且速度快。在这个意义上，网络交换机又称为多端口的高速网桥。 工作原理（参见第4章） 构造：端口-地址表、端口缓冲器、交换矩阵 学习源地址（构造端口-地址表） 过滤本网段帧（隔离冲突域） 转发异网段帧（交换） 广播未知帧（寻找目的站点） 三种转发方式 存储转发（Store and forward） 整个帧完整接收并存储到缓冲区，对整个帧进行差错检验，然后再查表找出目的端口并转发 ? 优点：进行差错校验，错误不会扩散到目的网段 ? 缺点：交换延迟比较大 穿通转发（Cut-through） 因为转发仅依赖于目的地址DA，所以只要收到帧的前6个字节(DA字段)，就可查表找出目的端口并转发 ? 优点：交换延迟小 ? 缺点：无法进行差错校验，帧错误会扩散到目的网段 无碎片穿通（Fragment free cut-through） 以上两种方案的折衷。 接收了一帧的前64字节后，再查表找出目的端口并转发 ∵帧出错的主要原因是冲突，而以太网的帧至少为64B， ∴＜64字节的帧必然是冲突造成的帧碎片（