網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)和設(shè)備

1、計算機網(wǎng)絡(luò)1第2章 網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)和設(shè)備2.1網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)2.2網(wǎng)絡(luò)設(shè)備2網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)總線型：指網(wǎng)絡(luò)上的計算機掛接在同一物理鏈路上3環(huán)型網(wǎng)絡(luò)：指整個網(wǎng)絡(luò)的物理鏈路構(gòu)成一個閉環(huán)，所有的計算機節(jié)點都掛接在這個環(huán)上4星型網(wǎng)絡(luò)(Star topology)：所有的計算機結(jié)點都連接在一個中心結(jié)點上5樹型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：是一種分層結(jié)構(gòu)62.1.1 雙絞線雙絞線電纜,根據(jù)絕緣層是否屏蔽分為:屏蔽雙絞線電纜（STP）非屏蔽雙絞線電纜（UTP）7RJ45引腳分布82.1.2 同軸電纜同軸電纜：以硬銅線為芯，外包一層網(wǎng)狀導(dǎo)體環(huán)繞的絕緣材料。網(wǎng)狀導(dǎo)體外又覆蓋一層保護性材料。9102.1.3光纖光纖是采用石英玻

2、璃制成的的橫截面積較小的雙層同心圓柱體根據(jù)入射角的大小,分為單模光纖和多模光纖11光發(fā)送機:光發(fā)送機負(fù)責(zé)產(chǎn)生光束，將電信號轉(zhuǎn)變成 光信號，再把光信號導(dǎo)入光纖；光接收機:光接收機負(fù)責(zé)接收從光纖上傳輸過來的光 信號，并將它轉(zhuǎn)變成電信號，經(jīng)解碼后再作相應(yīng)處理12光纜132.1.4無線介質(zhì)無線介質(zhì)采用無線信號作為傳輸介質(zhì)無線局域網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),一般只有星形結(jié)構(gòu),這種架構(gòu)包含一個通信用的中央計算機（Access Point，AP）。142.2.1網(wǎng)絡(luò)接口卡NIC組成發(fā)送/接收部件負(fù)責(zé)信號的發(fā)送、接收載波檢測檢測介質(zhì)上有否信號發(fā)送/接收控制部件及緩沖區(qū)曼徹斯特編碼/譯碼器對發(fā)送/接收的數(shù)據(jù)編碼/譯碼，變換成

3、適合于在LAN上傳輸?shù)男盘?5網(wǎng)卡的使用：網(wǎng)卡地址：即網(wǎng)卡的物理地址或稱為MAC地址，固化在網(wǎng)卡硬件中傳輸速率（僅10/100Mbps雙速網(wǎng)卡可選）全雙工 / 半雙工162.2.2 網(wǎng)絡(luò)集線器(HUB)多端口的中繼器，屬于物理層設(shè)備功能：在網(wǎng)段之間拷貝比特流，信號整形和放大可認(rèn)為它是將總線折疊到鐵盒子中的集中連接設(shè)備可改變網(wǎng)絡(luò)物理拓?fù)湫问剑嚎偩€連接星形連接端口數(shù)：常見的有8，12，16，24口17三種結(jié)構(gòu)：獨立式：固定端口配置，擴充時用級連的方法堆疊式:固定配置，用堆疊方法進行擴充堆疊連接在一起的HUB在邏輯相當(dāng)于一臺單獨的HUB，可統(tǒng)一管理18以1臺服務(wù)器，3臺PC機為例： 一臺HUB 4塊

4、UTP接口的網(wǎng)卡 4臺PC機 8個RJ45接頭（水晶頭） 若干米UTP雙絞線 以1臺服務(wù)器，3臺PC機為例： 一臺HUB 4塊UTP接口的網(wǎng)卡 4臺PC機 8個RJ45接頭（水晶頭） 若干米UTP雙絞線 用集線器搭建簡單的網(wǎng)絡(luò)NICHUBUTPPC機服務(wù)器192.2.3 網(wǎng)絡(luò)交換機(Switch)共享信道LAN的缺點： 多個站點同時發(fā)送會造成沖突；網(wǎng)絡(luò)中站點越多，沖突現(xiàn)象越嚴(yán)重每個站點的平均擁有帶寬為W/n；解決的方法：網(wǎng)段分割(微網(wǎng)段化)減少每個網(wǎng)段中站點的數(shù)量網(wǎng)段分割后網(wǎng)絡(luò)總體帶寬增加20網(wǎng)絡(luò)分段 HUB HUBMAC廣播域獨立的沖突域獨立的沖突域網(wǎng)橋或網(wǎng)絡(luò)交換機交換機只能分隔沖突域，但不

5、能分隔廣播域21實現(xiàn)網(wǎng)段分割的設(shè)備網(wǎng)絡(luò)交換機網(wǎng)絡(luò)交換機和網(wǎng)橋?qū)偻活愒O(shè)備，工作在數(shù)據(jù)鏈路層上。但網(wǎng)絡(luò)交換機的端口數(shù)多，并且速度快。在這個意義上，網(wǎng)絡(luò)交換機又稱為多端口的高速網(wǎng)橋。工作原理構(gòu)造：端口-地址表、端口緩沖器、交換矩陣 22 學(xué)習(xí)源地址（構(gòu)造端口-地址表）過濾本網(wǎng)段幀（隔離沖突域）轉(zhuǎn)發(fā)異網(wǎng)段幀（交換）廣播未知幀（尋找目的站點）23轉(zhuǎn)發(fā)方式存儲轉(zhuǎn)發(fā).整個幀完整接收并存儲到緩沖區(qū)，對整個幀進行差錯檢驗，然后再查表找出目的端口并轉(zhuǎn)發(fā)優(yōu)點：進行差錯校驗，錯誤不會擴散到目的網(wǎng)段缺點：交換延遲比較大直通轉(zhuǎn)發(fā)因為轉(zhuǎn)發(fā)僅依賴于目的地址DA，所以只要收到幀的前6個字節(jié)(DA字段)，就可查表找出目的端口并

6、轉(zhuǎn)發(fā)優(yōu)點：交換延遲小缺點：無法進行差錯校驗，幀錯誤會擴散到目的網(wǎng)段24使用網(wǎng)絡(luò)交換機帶來的好處分割沖突（碰撞）域減少了沖突允許建立多個連接提高了網(wǎng)絡(luò)總體帶寬減少每個網(wǎng)段中的站點數(shù)提高了站點平均擁有帶寬允許全雙工連接提高帶寬網(wǎng)絡(luò)交換機在網(wǎng)絡(luò)中的地位作為LAN核心主干連接設(shè)備，如網(wǎng)絡(luò)中心、數(shù)據(jù)中心等高網(wǎng)絡(luò)通信流量的應(yīng)用場合，如圖像處理、視頻流等對網(wǎng)絡(luò)響應(yīng)速度要求比較高的場合25千兆主干交換機服務(wù)器校園網(wǎng)10Mbps UTP100Mbps UTP （連接校園網(wǎng)）1000Mbps Fiber100Mbps UTP校網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖二級交換機HUB262.4 路由器Router工作在第三層（網(wǎng)絡(luò)層）上在網(wǎng)絡(luò)之

7、間轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡(luò)分組能夠提供按最佳路由轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡(luò)分組實現(xiàn)子網(wǎng)隔離，限制廣播風(fēng)暴。(目的地址無法識別時，路由器將其丟棄，而不是廣播比較網(wǎng)絡(luò)交換機)27用路由器連接起來的若干個網(wǎng)絡(luò)，它們?nèi)允歉髯元毩⒌?。要想從一個網(wǎng)絡(luò)訪問用路由器連接起來的另一個網(wǎng)絡(luò)中的站點，必須指定該站點的邏輯地址（IP地址），通過廣播是無法與之進行通信的。因為路由器不會轉(zhuǎn)發(fā)廣播包。 28路由器的結(jié)構(gòu)控制部件（CPU、RAM、OS）路由表協(xié)議軟件網(wǎng)絡(luò)接口（LAN、WAN、CONSOLE）29用路由器進行網(wǎng)絡(luò)互聯(lián) HUB HUB路由器沖突域2沖突域1路由器可以分隔沖突域和廣播域30路由器工作原理采用存儲轉(zhuǎn)發(fā)的方法：接收并緩存IP數(shù)據(jù)分組，提

8、取分組中的目的IP地址，然后查路由表決定轉(zhuǎn)發(fā)路徑。如果未查到，則丟棄該分組。交換機也用查表的方法決定轉(zhuǎn)發(fā)路徑，但交換機的表是“端口-MAC地址”表，存放的是端口與目的MAC地址之間的關(guān)系，要用幀中的MAC地址查表；31而路由器中的路由表是“端口-網(wǎng)絡(luò)地址”表，存放的是端口與目的網(wǎng)絡(luò)地址之間的關(guān)系，故要從分組中提取IP地址，并解析出其中的網(wǎng)絡(luò)地址部分來查表。路由表用于存放到達其他網(wǎng)絡(luò)的路由信息。32基于路由表（Routing Table）的路由選擇網(wǎng)絡(luò)號（網(wǎng)絡(luò)地址）路徑。用下一路由器對應(yīng)端口的IP地址來表示例如，路由器： 路徑1：30.0.0.1 (R1) 路徑2：20.0.0.1 (R2) 路

9、徑3：30.0.0.3 (R3) 路徑4：40.0.0.3 (R5)路徑成本/開銷。路徑成本用步跳數(shù)來表示，指出到達某一網(wǎng)絡(luò)所跨越的路由器的個數(shù)。 33路由表的基本內(nèi)容目的網(wǎng)絡(luò)路由(下一站點)距 離172.16.0.0202.168.0.010.0.0.0202.168.0.2202.168.0.0直接172.16.0.010.0.0.0AB路由器A的路由表直接.1.1.2.100134注意：路由器是根據(jù)網(wǎng)絡(luò)號來轉(zhuǎn)發(fā)IP數(shù)據(jù)包的，所以路由表中存放的是目的網(wǎng)絡(luò)號，而不是目的主機號。類比：郵政局在城市間轉(zhuǎn)發(fā)信件依據(jù)的是城市名。這樣做的優(yōu)點：路由表小，所以節(jié)省路由器的存儲空間，路由表的路由更新速度快

10、。 35路由表的維護有兩種基本方式： 靜態(tài)路由由人工預(yù)先設(shè)置好，只適用于小型網(wǎng)絡(luò) 動態(tài)路由路由器運行過程中根據(jù)網(wǎng)絡(luò)情況自動地動態(tài)維護。 36LAN1PC機WANLAN2R1R2用路由器連接兩個LAN一般說來，通過WAN實現(xiàn)LAN之間的互聯(lián)，路由器是唯一可行的設(shè)備。37路由器結(jié)構(gòu)路由器的兩個關(guān)鍵功能: 運行路由算法/協(xié)議 (RIP, OSPF, BGP)把入口的數(shù)據(jù)報交換到出口鏈路38輸入端口的功能數(shù)據(jù)鏈路層:如, 以太網(wǎng)物理層:位的接收分散化的交換: 給定數(shù)據(jù)報目的地址, 在路由表中查找輸出端口目標(biāo): 以線速實現(xiàn)輸入端口處理排隊: 若數(shù)據(jù)報到達太快，來不及處理時39三種結(jié)構(gòu)的交換構(gòu)造40輸出端口的功能當(dāng)來自于交換引擎的數(shù)據(jù)報太快以至于來不及發(fā)送時，就需要進行緩沖處理（Buff