第九章 计算机网络-4N

2020/1/291page1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●构造简单的网络交换机交换机防火墙防火墙交换机主机主机WEB服务器WEB服务器路由器应用服务器应用服务器交换机因特网集线器数据库企业内部网外部访问子网外界因特网2020/1/293page3网络设备在OSI体系中的位置网络设备的功能层次OSI层次地址类型设备传输层及以上应用程序进程地址（端口）网关（协议转换器）网络层网络地址（IP地址）路由器（三层交换机）数据链路层物理地址（MAC地址）网桥、交换机（网卡）物理层无中继器、集线器、（网卡）2020/1/294page4中继器（集线器）的概念结构中继器（集线器）应用层传输层互连网层数据链路层物理层应用层传输层互连网层数据链路层物理层PHY中继器主机2主机1网段1网段22020/1/295page5网桥（交换机）的概念结构网桥（交换机）网段2网段1应用层传输层互连网层数据链路层物理层应用层传输层互连网层数据链路层物理层PHYDL网桥主机2主机1PHY2020/1/296page6路由器的概念结构路由器应用层传输层互连网层数据链路层物理层应用层传输层互连网层数据链路层物理层PHYDL互连网层路由器主机1主机2DLPHY子网1子网22020/1/297page7网关的概念结构网关应用层传输层互连网层数据链路层物理层应用层传输层互连网层数据链路层物理层PHYDLIP应用层/传输层网关主机2主机1PHYDLIP网络1网络22020/1/298page8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2020/1/299page91.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、TokenPassing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2020/1/2910page10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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：不能构成环、应遵守以太网的3-4-5规则2020/1/2911page112)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：8，12，16，242020/1/2912page12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2020/1/2913page13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NICHUBUTPPC机服务器2020/1/2914page143)网桥与网络交换机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2020/1/2915page151).网桥存储转发设备，工作在数据链路层用网桥连接的多个网络对外呈现为一个单独的物理网络具有惟一的网络地址2020/1/2916page162).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，并且交换速度快。在这个意义上，网络交换机可看作是多端口的高速网桥。交换机比网桥优越的地方：交换速度快，可实现线速转发；能解决网络主干上的通信拥挤问题；端口密度高，一台交换机可连接多个网段，降低了组网成本。2020/1/2917page17例：交换网络的带宽若交换机每个端口带宽为BW，则交换机构成的网络网络总带宽＝(BW*n)/2～BW*nn＝8，BW=10Mb/s时，网络总带宽最高可达80Mb/s；连接到交换机端口上的每台计算机的带宽为10Mb/s。比较：10Mb/s的8口集线器构成的网络（连接了8台计算机）网络总带宽仍为10Mb/s；网络中每台计算机的带宽为1.25Mb/s。2020/1/2918page18使用网络交换机的好处分割冲突（碰撞）域——减少了冲突；允许建立多个连接——提高了网络总体带宽；减少每个网段中的站点数——提高了站点平均拥有带宽；允许全双工连接——提高带宽；能够连接不同速度的网段。2020/1/2919page19网络交换机的应用场合作为LAN核心主干连接设备，如网络中心、数据中心等；网络通信流量很大的应用场合，如图像处理、视频流等；对网络响应速度要求比较高的场合。2020/1/2920page2010Mb/sUTP100Mb/sUTP（连接校园网）1000Mb/sFiber100Mb/sUTP计教中心（东区）网络结构示意图二级交换机千兆主干交换机服务器HUB机房计算机校园网2020/1/2921page214路由器Router工作在OSI第三层（网络层）。功能：在网络之间转发网络分组；为网络分组寻找最佳传输路径；实现子网隔离，限制广播风暴。(目的地址无法识别时，路由器将其丢弃，而不是广播——比较网络交换机)提供逻辑地址，以识别互联网上的主机；提供广域网服务。应用：把LAN连入广域网或作为广域网的核心连接设备。路由器与交换机的主要区别：用路由器连接起来的若干个网络，它们仍是各自独立的。要想从一个网络访问用路由器连接起来的另一个网络中的站点，必须指定该站点的逻辑地址（IP地址），通过广播是无法与之进行通信的。2020/1/2922page22用路由器进行网络互联HUB路由器冲突域2冲突域1路由器可以隔离冲突域和广播域HUBHUB冲突域3广播域2广播域12020/1/2923page232020/1/2923page23网关网间连接器、协议转换器；在协议层上实现网络互联最复杂的网络互连设备