組網(wǎng)與網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)第三講

1、組網(wǎng)與網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)第三講第 2 章 組網(wǎng)實踐下23 常用網(wǎng)絡(luò)設(shè)備介紹231 集線器集線器，也稱為 Hub。用網(wǎng)絡(luò)術(shù)語來說，Hub或 Concentrator，是基于星形拓撲的接線點。Arcnet、10Base-T、10Base-F及許多其他專用網(wǎng)絡(luò)都依靠集線器來連接各段電纜及把數(shù)據(jù)分發(fā)到各個網(wǎng)段。集線器的根本功能是信息分發(fā)，它把一個端口接收的所有信號向所有端口分發(fā)出去。一些集線器在分發(fā)之前將弱信號重新生成，一些集線器整理信號的時序以提供所有端口間的同步數(shù)據(jù)通信。圖 26 是根本的 10Base-2網(wǎng)絡(luò)，注意機器間連接的方式和數(shù)據(jù)在源設(shè)備和目的設(shè)備間的各個設(shè)備的處理及傳遞。圖 27 是與圖 2-

2、6相同的網(wǎng)絡(luò)，不過是 lOBase-T，可以看到拓撲的不同和集線器是如何嵌到此網(wǎng)中。圖 26 10Base-2 網(wǎng)絡(luò)圖 27 10Base-T網(wǎng)絡(luò)圖 28 是個較復雜的 10Base-T網(wǎng)絡(luò)示意圖，注意主干是怎樣連接多個集線器和效勞器的。主干應該是高速連接，如快速以太網(wǎng)或 FDDI等。令牌環(huán)網(wǎng)中也有可以稱作集線器的設(shè)備，MSAU(Multi-Station Access Unit)就可以看做一種集線器，因為它的功能與以太網(wǎng)的集線器很類似，但是 MSAU把包串行地路由到各個設(shè)備，不像以太網(wǎng)集線器是并行的。為了不發(fā)生混淆，令牌環(huán)網(wǎng) MSAU不作為集線器討論。一、誰需要集線器?判斷你的局域網(wǎng)是否需要

3、集線器的方法很簡單：如果你想建立星形網(wǎng)絡(luò)且有不少于兩臺主機，那么就需要集線器。這個規(guī)那么只有一個例外，那就是只有兩臺主機的 10Base-T網(wǎng)絡(luò)，可以直接將之相連，但是需要一條特殊發(fā)送端與接收端交叉連接的線纜。圖 28 較復雜的 10BaseT 網(wǎng)絡(luò)表 23 電纜引腳RJ45接頭 1RJ45接頭 2針號功能針號功能接收接收發(fā)送發(fā)送1236發(fā)送+3612發(fā)送接收+接收二、集線器的類型1根本標準必須遵從 IEEE電器和電子工程師協(xié)會對介質(zhì)的規(guī)定。多數(shù)集線器主要的連接是 RJ45插座，這是基于雙絞線的多種以太網(wǎng)的標準接頭類型。RJ-45頭主要用于以太網(wǎng)，但也可用于令牌環(huán)網(wǎng)。集線器是電子設(shè)備，因此需要

4、電源，多數(shù)集線器還有指示多種狀態(tài)的 LED指示燈，常見的兩種指示燈是電源和端口狀態(tài)指示燈，有的集線器還有監(jiān)視端口通信狀態(tài)和沖突的指示燈。2被動集線器簡單地從一個端口接收數(shù)據(jù)并通過所有端口分發(fā)，不提高網(wǎng)絡(luò)性能，也不檢測硬件錯誤或性能瓶頸。被動集線器通常有一個 lOBase2 端口和一些 RJ-45接口。lOBase2 接頭可以用于連接主干。有些集線器還有可連到收發(fā)器的 AUI端口以建立主干。3主動集線器主動集線器擁有被動集線器的所有性能，此外還能監(jiān)視數(shù)據(jù)。它們是在以太網(wǎng)實現(xiàn)存貯轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)的重要角色，它們在轉(zhuǎn)發(fā)之前檢查數(shù)據(jù)，它們并不區(qū)分優(yōu)先次序，而是糾正損壞的分組并調(diào)整時序。如果信號比較弱但仍然可讀

5、，主動集線器在轉(zhuǎn)發(fā)前將其恢復到較強的狀態(tài)。此外，主動集線器還可以報知哪些設(shè)備失效，從而提供了一定的診斷功能。主動集線器可以將轉(zhuǎn)發(fā)的分組重新同步。主動集線器通過在單個端口重發(fā)分組來彌補數(shù)據(jù)的喪失。主動集線器可以調(diào)整時序以適應較慢的、錯誤率較高的連接。主動集線器提供一定的優(yōu)化性能和一些診斷能力，它們比簡單的被動集線器貴，可以配以多個、多種端口。4智能集線器智能集線器比前兩種提供更多的好處，可以使用戶更有效地共享資源。除了主動集線器的特性外，智能集線器提供了集中管理功能。如果連接到智能集線器上的設(shè)備出了問題，你可以很容易地識別、診斷和修補。智能集線器的另一個出色的特性是可以為不同設(shè)備提供靈活的傳輸速

6、率。5高級特性高端集線器還提供其他一些特性，如冗余交流電源、內(nèi)置直流電源、冗余風扇，還有線纜連接的自動中斷、模塊的熱插拔、自動調(diào)整 10BaseT 接頭的極性，再如冗余配置存貯、冗余時鐘，有些集線器還集成了路由和橋接功能。232 交換式集線器交換式集線器(SwitchingHub)是一個能在共享網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)中減少競爭訪問的設(shè)備，其采用的技術(shù)是用微分段的方法來減少一個段上的節(jié)點數(shù)。交換技術(shù)不同于端口交換，端口交換實質(zhì)上是一個管理功能。有了交換技術(shù)，LAN可被分段，類似于一個橋接器，交換式集線器處理段之間的數(shù)據(jù)傳送，但交換式集線器的吞吐率不會低于橋接器的吞吐率。交換式 Hub的特性是使用內(nèi)部網(wǎng)橋或

7、交換機，對流經(jīng)該設(shè)備的通信進行下述三種交換：端口交換；網(wǎng)段交換；企業(yè)交換。爭用背板上的可用帶寬是交換式 Hub出現(xiàn)的第一個原因。此外，從使用一般 Hub升級到交換式 Hub，原來使用的網(wǎng)卡、纜線、工作站和效勞器都不必進行任何變動，惟一改變的是用交換式 Hub代替一般 Hub，因而付出的代價很小。這是交換式 Hub出現(xiàn)的第二個原因。一、端口交換式 Hub能動態(tài)地同時實現(xiàn)點對點會話，能對與之相連的每一工作站的通信量進行檢查，并對包的源端口和終點端口地址進行標識，隨后將接通從源端口到終點端口的專用電路。專用電路的建立和斷開是按照需要進行的。圖 29 示出了端口交換的概念。圖 2-9 端口交換式 Hu

8、b端口交換式 Hub對所連接的工作站可同時建立多條專用電路。二、網(wǎng)段交換 Hub網(wǎng)段交換 Hub對其每個端口分配一個以上的 MAC地址，借此將端口按需連接到某一網(wǎng)段上。網(wǎng)段交換類似于網(wǎng)橋和路由器，但網(wǎng)段交換 Hub比網(wǎng)橋和路由器具有更多的優(yōu)勢，主要表現(xiàn)在下述四個方面：1網(wǎng)段交換 Hub每個端口的費用大約為網(wǎng)橋或路由器每個端口的 2/5；2交換式 Hub比路由器易于調(diào)諧和管理，其原因是交換式 Hub插入即工作，而路由器由于操作在 OSI網(wǎng)絡(luò)層，需要復雜的網(wǎng)絡(luò)管理；3由于交換式 Hub只檢查包的標頭局部的 MAC地址，所以速度快，時延很小。例如，網(wǎng)橋的時延大約為 400s，路由器的時延可能高達 1

9、500ps，而交換式 Hub通常在 lOOps數(shù)量級上；4基于交換式的 Hub易于升級到 ATM模式。三、企業(yè)交換式 Hub企業(yè)交換式 Hub 是構(gòu)成的規(guī)模最大、檔次最高的模塊化設(shè)備。機箱內(nèi)可插入Ethernet10Base-T模塊、100Base-T模塊、令牌環(huán)模塊和 FDDI模塊。通過機箱內(nèi)的互連背板將其模塊互連在一起。交換式 Hub，switch與一般的 Hub的不同和特點：Hub的特點如下：1它是以集中器為根本功能在星型結(jié)構(gòu)中，它是連接的中間結(jié)點，它起放大信號的作用；210M，連結(jié)了 10個設(shè)備，每個設(shè)備就是 1M；3Hub所有端口共享一個 MAC地址。Switch的特點如下：1用于星

10、型結(jié)構(gòu)時，它作為中心結(jié)點起放大信號的作用；2端口不共享帶寬，如果是一個 10M的 switch，那么每個端口的帶寬就是 10M；3，每個端口擁有自己的 MAC地址；4它是一個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，擁有路由器的一局部功能，它可以決定接收到的數(shù)據(jù)向什么地方發(fā)送，它的速度比路由器要快。例單項選擇：以下說法不是集線器的功能。A把一個端口接收的所有信號向所有的端口發(fā)送B根據(jù) IP地址發(fā)送信號C將弱信號重新生成，再發(fā)送D整理信號的時序以便提供端口間的同步數(shù)據(jù)通信(P61)B例單項選擇：下述描述正確的選項是 。B. 在傳輸介質(zhì)中雙絞線的抗電磁干擾最差A. 激光不屬于無線傳輸介質(zhì)(P63)D例單項選擇：端口交換集線器的工

11、作特點是(A對每個端口分配一個以上的 MAC地址C在機箱內(nèi)插入不同的模塊)。B動態(tài)的實現(xiàn)點對點的會話D轉(zhuǎn)發(fā)較弱信號之前對信號進行恢復(P65)B例單項選擇：網(wǎng)段交換集線器的工作特點是 。A對每個端口分配一個以上的 MAC地址。B動態(tài)的實現(xiàn)點對點的會話。C在機箱內(nèi)插入不同的模塊。D轉(zhuǎn)發(fā)較弱信號之前對信號進行恢復。(P66)A例 多項選擇：以下哪些集線器是交換式集線器 。A被動集線器B企業(yè)交換式集線器C端口交換式集線器D網(wǎng)段交換式集線器(P65)BCD例 多項選擇：對于普通的 10M Hub，連接 10 個設(shè)備，每個設(shè)備的速率是，對于 10M Switch，連接 10 個設(shè)備，每個設(shè)備的速率是 。

12、A1MB2MC10MD100M(P67)AC例 多項選擇：以下關(guān)于 HUB 的描述正確的選項是()。A一個 10M的 HUB連接了 10個設(shè)備，每個設(shè)備的平均帶寬為 10MB一個 10M的 HUB連接了 10個設(shè)備，每個設(shè)備的平均帶寬為 1MCHUB所有端口共享一個 MAC地址DHUB每個端口有獨立的 MAC地址(P67)例 判斷：被動式集線器能夠檢測網(wǎng)絡(luò)中的硬件錯誤。(P64)例 判斷：將一般集線器升級到交換式集線器需要改變原來的網(wǎng)卡。(P65)例判斷：對于普通的 Hub 來講，HUB 的所有端口共享一個 MAC 地址。(P67)BC()()例 1 簡答：簡述 HUB 與 switch 的特

13、點。(P67)參考答案：Hub的特點如下：(1)它是以集中器為根本功能的。在星型結(jié)構(gòu)中，它是連接的中間結(jié)點，它起放大信號的作用；(2)端口共享帶寬。一個 10M的 Hub，連結(jié)了 10個設(shè)備，每個設(shè)備的帶寬就是 1M；(3)Hub所有端口共享一個 MAC地址。Switch的特點如下：(1)用于星型結(jié)構(gòu)時，它作為中心結(jié)點起放大信號的作用；(2)端口不共享帶寬，如果是一個 10M的 Switch，那么每個端口的帶寬就是 10M；(3)每個端口擁有自己的 MAC地址；(4)它是一個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，擁有路由器的一局部功能，它可以決定接收到的數(shù)據(jù)向什么地方發(fā)送，它的速度比路由器要快。24 以太網(wǎng)根本配置和分析

14、以太網(wǎng)(Ethernet)由于設(shè)備簡單，低價格，所以是目前應用最多、最普通的 LAN?，F(xiàn)在存在兩種幾乎完全一致的以太網(wǎng)標準。一個是由 IEEE建立，稱為 標準，另一個是由 DEC、Intel和 Xerox共同開發(fā)的，稱為以太網(wǎng)的 DIX版本。兩個版本之間的差異很小。以太網(wǎng)的相關(guān)知識。241 載波幀聽多路訪問協(xié)議(Carrier Sense Multiple Access Protocol)計算機網(wǎng)絡(luò)分為兩類：采用點到點連接的網(wǎng)絡(luò)和采用播送信道的網(wǎng)絡(luò)。用來決定播送信道中信道分配的協(xié)議屬于數(shù)據(jù)鏈路層的子層，稱作介質(zhì)訪問控制 MAC(medium accesscontrol)子層。網(wǎng)絡(luò)站點偵聽載波是

15、否存在(即有無傳輸)并相應動作的協(xié)議，被稱為載波偵聽 協(xié) 議 (cartier senseprotocol)。 下 面 介 紹 幾 種 帶 沖 突 檢 測 的 載 波 偵 聽 多 路 訪 問CSMA/CD(carrier sellSe multiple ac-cess with collision detection)協(xié)議。一、持續(xù) CSMA發(fā)送之前偵聽信道，信道忙，持續(xù)偵聽到信道空閑將數(shù)據(jù)送出。假設(shè)發(fā)生沖突，等待一個隨機長的時間，然后重新開始。被稱為 1-持續(xù) CSMA，其發(fā)送數(shù)據(jù)的概率為 1。二、非持續(xù) CSMA發(fā)送之前偵聽信道，信道閑開始發(fā)送。信道忙，不再繼續(xù)偵聽等待一個隨機的時間后重新

16、開始。三、P-持續(xù) CSMA發(fā)送之前偵聽信道，信道閑以概率 p 傳送，而以概率 q1-p把該次發(fā)送推遲到下一時隙。信道忙，等到下一時隙重新開始。242 IEEE802.3 標準IEEE 802標準分成幾個局部。 標準對這組標準做了介紹并且定義了接口原語；標準描述了數(shù)據(jù)鏈路層的上部，它使用了邏輯鏈路控制 LLC(logicallinkcontrol)協(xié)議。到 分別描述了 3 個局域網(wǎng)標準，分別是 CSMA/CD、令牌總線和令牌環(huán)標準，每一標準均包括物理層和 MAC子層協(xié)議。標準適用于 1-持續(xù) CSMA/CD局域網(wǎng)。標準與以太網(wǎng)有細微差異。第一種是 10Base5電纜，它通常被稱為“粗以太網(wǎng)(t

17、hick ethernet)電纜。10Base5表示的意思是：工作速率為 10Mbps，采用基帶信號，最大支持段長為 500m。第二種電纜是 10Base2，或稱為“細以太網(wǎng)(thin ethernet)電纜。采用工業(yè)標準的 BNC連接器組成 T 型插座。“細以太網(wǎng)電纜價格低廉，安裝方便，但是使用范圍只有200m，并且每個電纜段內(nèi)只能使用 30臺機器。第三種電纜是 10Base-T。所有站點均連接到一個中心集線器(Hub)上。增添或移去站點變得十分簡單，并且很容易檢測到電纜故障。10Base-T的缺點是，其電纜的最大有效長度為距集線器 100m，即使是高質(zhì)量的雙絞線(5類線)，最大長度可能也只

18、有 150m。另外，大集線器的價格也較高。第四種電纜是 10Base-F，它采用了光纖。這種方式由于其連接器和終止器的費用而十分昂貴，但是它卻有極好的抗干擾性，常用于辦公大樓或相距較遠的集線器間的連接。表 24 各種電纜的比較名稱電纜最大區(qū)間長度500m節(jié)點數(shù)/段優(yōu)點10Bmse-510Base-2粗同軸電纜細同軸電纜10030用于主干很好最廉價的系統(tǒng)200mlOBase-T10Base-F雙絞線光纖100m10241024易于維護2000m最適于在樓間使用四、中繼器中繼器是一個物理層設(shè)備，它雙向接收、放大并重發(fā)信號。五、幀格式的幀結(jié)構(gòu)以 7 字節(jié)的先導字段開頭，每字節(jié)的內(nèi)容為 1010101

19、0。隨后是內(nèi)容為 10101011的一字節(jié)，標志著幀本身的開始。接下來是目的地址和源地址。然后是 2 字節(jié)長度字段，最后一個字段是校驗和。交換式局域網(wǎng)的心臟是一個交換機，在其高速背板上插有 432個插板，每個板上有 18 個連接器。當一個站點想發(fā)送一 幀時，它就向交換機輸出一標準幀。插板檢查該幀的目的地是否為連接在同一塊插板上的另一站點。如果是，就復制該幀；如果不是，該幀就通過高速背板被送向連有目的站點的插板。如果一塊插板上連接的兩個站點同時發(fā)送一幀，會如何解決?這取決于插板的構(gòu)造方式。一種方式都是插板上的所有端口連在一起形成一個插板上局域網(wǎng)。采用這種插板，任一時刻每塊板上只可能有一個幀發(fā)送，

20、但所有插板的發(fā)送可以并行進行。每個插板與其他插板獨立，屬于自己的沖突域(collision domain)。另一種插板采用了緩沖方式，緩沖在插板上的 RAM中。這種方案允許所有端口并行地接受和發(fā)送幀。一旦一幀被完全接受，插板就檢查接收幀的目的地是同一插板上的另一端口，還是其他插板上的端口。在前一種情況下，幀會被直接發(fā)送到目的端口，在后一種情況下，幀必須通過背板發(fā)送到正確的插板上。采用這種方案，每一個端口是一個獨立的沖突域。244 快速以太網(wǎng)快速以太網(wǎng) 并不是一種新的標準，只是對現(xiàn)存 標準的追加?？焖僖蕴W(wǎng)各種類型的連線：1100Base-T4即 3 類 UTP，它采用的信號速度為 25MHz，

21、需要四對雙絞線。采用三元信號，每個周期發(fā)送 4 比特。2 100Base-TX即 5 類 UTP，它采用的信號速度高達 125MHz以上，每個站點只需使用兩對雙絞線。100Base-TX是全雙工的系統(tǒng)。3100Base-FX使用兩束多模光纖，是全雙工的，站點與集線器之間的最大距離高達 2km。245 干兆以太網(wǎng)光纖和屏蔽跨接電纜集合(“短距離銅線)的千兆以太網(wǎng)解決方案?！伴L距銅線解決方案，最大長度 100m的千兆以太網(wǎng)連接，定義了四種物理層信令系統(tǒng)：1000Base-SX(短波長光纖)、1000Base-LX(長波長光纖)、1000Base-CX(短距離銅線)和 1000Base-T(100m

22、4對 5 類 UTP)。千兆以太網(wǎng)升級方式的例子：1升級交換機到交換機的連接2升級交換機到效勞器的連接3升級交換式快速以太網(wǎng)主干4升級共享 FDDI主干5升級到高性能桌面例填空：載波偵聽多路訪問協(xié)議可分為_、_、P持續(xù) CSMA三種。(P68)持續(xù) CSMA非持續(xù) CSMA例 填空：10 Base 5 表示的意思是：工作速率為；采用信號；最大支持長度為。(P69)工作速率為 10M采用基帶信號最大支持長度為 500米例 填空：10Base T 最大傳輸區(qū)間長度為(P70) 100米例 填空：10BaseF 使用的傳輸介質(zhì)為(P70) 光纖。例單項選擇：我國目前應用廣泛的 LAN 標準是基于()

23、的以太網(wǎng)標準。AIEEE8021BIEEE8022CIEEE8023DIEEE8025(P69)C例單項選擇：電纜使用同軸電纜，最大傳輸距離 500m 所對應的電纜連接方式是A10Base-5 。B10Base-2C10Base-TD10Base-F(P69)A例單項選擇：10Base2 電纜是A粗以太網(wǎng)電纜 。B工作速率為 10bpsC采用基帶信號D最長支持 2 公里網(wǎng)段(P69)例 單項選擇：IEEE8023 常常用于(A以太網(wǎng) B令牌網(wǎng) CATM(P69)例 單項選擇：以下關(guān)于以太網(wǎng)的說法哪一個是不正確的C)。DFDDIA 。A在采用細同軸電纜的 10M網(wǎng)絡(luò)中，每個網(wǎng)段的長度不能超過 2

24、00米B在采用雙絞線的 10M網(wǎng)絡(luò)中，工作站到 Hub的線纜長度最長為 100米C在采用粗同軸電纜的 10M網(wǎng)絡(luò)中，每個網(wǎng)段的長度最長為 1 公里D在采用光纖的 10M網(wǎng)絡(luò)中，每個網(wǎng)段的長度不能超過 2 公里(P70)例 單項選擇：電纜使用雙絞線，最大傳輸距離 100m 所對應的電纜連接方式是 。A10Base-5C10Base-T(P70)例 單項選擇：100BASE-FX 使用(CB10Base-2D10Base-FC)。A單模光纖C3 類 UDPB多模光纖D5 類 UDP(P72)B例 單項選擇：100BaseFX 中多模光纖最長傳輸距離為()。A500mC2km(P72)B1kmD40

25、kmC例 3 單項選擇：以下不屬于快速以太網(wǎng)傳輸媒體的是()。A5 類線C光纜B6 類線D同軸電纜(P72)D例 4 單項選擇：哪一個名稱代表以光纖為傳輸介質(zhì)的快速以太網(wǎng) 。A10Base-TB10Base-FC100Base-TXD100Base-FX(P72)D例 5 多項選擇：使用以下 最適合維護，使用以下 最適合樓間使用。A10Base-5B10Base-2C10Base-TD10Base-F(P69)CD例 6 多項選擇：以下(A10Base-5)一般不使用集線器。B10Base-2D10Base-FC10Base-T(P70，74)AB例 7 多項選擇：100Base-T4 使用

26、， 100Base-TX 使用 ， 100Base-FX 使用 。A3 類 UTPB5 類 UTPC兩束多模光纖D兩束單模光纖(P72)ABC例 8 多項選擇：以下使用雙絞線傳輸介質(zhì)。A10Base-5 粗纜B100Base-T4C100Base-TXD100Base-FX光纖(P72)例 判斷：10BASE-T 表示使用光纖作為傳輸介質(zhì)。(P69)BC()例 簡答：簡述持續(xù) CSMA 與非持續(xù) CSMA 的區(qū)別。(P68)參考答案：持續(xù) CSMA與非持續(xù) CSMA的區(qū)別在于持續(xù) CSMA偵聽信道發(fā)現(xiàn)信道正忙，它就持續(xù)等待直到當它偵聽到信道空閑時，便將數(shù)據(jù)送出。而非持續(xù) CSMA那么不再繼續(xù)偵

27、聽信道，而是等待一個隨機的時間后再偵聽信道。25 以太網(wǎng)組網(wǎng)實踐計算機的網(wǎng)絡(luò)連接251 根本的以太網(wǎng)圖 2-12顯示了一個簡單網(wǎng)絡(luò)。圖 212 簡單 Ethernet 網(wǎng)絡(luò)連接效勞器和工作站的電纜是細同軸電纜，即 10Base-2、 50電纜(RG， 58A/U)。 BNCT 型連接器將每個結(jié)點鏈接到電纜上。在這個網(wǎng)絡(luò)中有兩個終止器。一個是在最左邊工作站的 BNC連接器上，而另一個在效勞器的 BNC連接器上。該網(wǎng)段可附接最多 30個結(jié)點，包括工作站和文件效勞器在內(nèi)。252 添加一臺打印效勞器打印機帶一塊有同軸電纜接口的內(nèi)部打印效勞器卡。電纜長度不能超過 185m。終止器必須從最左邊工作站上取下，然后放置到連接在打印機中打印效勞器卡的 BNC連接器上。253 添加網(wǎng)段把電纜擴展到最遠結(jié)點電纜長度將超過 185m解決方案有兩種。一種是在效勞器上增加一塊 NIC。另一種是安裝一臺多端口中繼器。254 連接多個實驗室可通過一臺位置較好的多端口中繼器連接幾個實驗室。每個網(wǎng)段必須在兩端終止。不