1、第第7章章 数据通信设备数据通信设备w7.1 7.1 终端设备终端设备w7.2 7.2 调制解调器调制解调器w7.3 7.3 多路复用器多路复用器w7.4 7.4 集中器集中器w7.5 7.5 协议转换器协议转换器w7.6 7.6 网络适配器网络适配器w7.7 7.7 前端处理器前端处理器w7.8 7.8 网络设备网络设备w本章小结本章小结 终端是指发送和接收数据的设备。借助于终端设终端是指发送和接收数据的设备。借助于终端设备就可以使用计算机网络中的硬件、软件，以及数据备就可以使用计算机网络中的硬件、软件，以及数据资源。他被称作人机之间的接口。终端发展的趋势是：资源。他被称作人机之间的接口。终
2、端发展的趋势是：智能化、多功能化、高速化、电子化以及小型化。智能化、多功能化、高速化、电子化以及小型化。一、一、 终端设备输入信息的方式终端设备输入信息的方式输入形式：输入形式：直接输入直接输入 ；通过中间媒介输入；通过中间媒介输入；通过检测装置输入通过检测装置输入 。输出形式：输出形式：直接输出；直接输出；通过信息存储在媒介中；通过信息存储在媒介中；通过处理和变换成为物理量，实施控制。通过处理和变换成为物理量，实施控制。7.1 7.1 终端设备终端设备二、二、 终端设备的组成和功能终端设备的组成和功能 设备控制设备控制输入输入设备控制设备控制输出输出传传输输控控制制与用户连接与用户连接终端设
3、备终端设备至调制解调器至调制解调器图图7-1 7-1 终端设备的组成终端设备的组成1、组成：、组成：输入输出设备输入输出设备 传输控制器传输控制器 线路连接部分线路连接部分2、终端设备的主要功能有如下几点、终端设备的主要功能有如下几点:(1)完成信息的输入和输出完成信息的输入和输出;(2)进行线路连接进行线路连接;(3)进行传输控制进行传输控制;(4)对信息进行编码和译码对信息进行编码和译码(5)进行差错控制及校验进行差错控制及校验;(6)对信息进行缓冲和存储对信息进行缓冲和存储.三、终端设备的分类三、终端设备的分类 1. 1. 通用终端通用终端 打印类终端：击打式（帧打式）打印类终端：击打式
4、（帧打式） 非击打式（激光打印等）非击打式（激光打印等） 显示类终端：字符显示终端显示类终端：字符显示终端 图形显示终端图形显示终端 图像显示终端图像显示终端 识别类终端：字符（标记）识别终端（读卡机）识别类终端：字符（标记）识别终端（读卡机） 语音识别终端（语音识别器）语音识别终端（语音识别器） 图像识别终端（图像识别器）图像识别终端（图像识别器）2.复合终端：面向某种应用业务，能按需配置输入复合终端：面向某种应用业务，能按需配置输入/输出输出 设备，并且本身有相关信息处理功能。例销售终端、设备，并且本身有相关信息处理功能。例销售终端、 信贷终端、仿真终端等。信贷终端、仿真终端等。3.智能终
5、端智能终端 ：带有微处理机的高级终端。不仅有：带有微处理机的高级终端。不仅有 输入输输入输 出功能出功能 ，还有存储、处理、控制数据信息的功能。，还有存储、处理、控制数据信息的功能。 总线总线BUSRAMROMCMAMPUIOAFIODMA图图7-2 智能终端的结构智能终端的结构4.虚拟终端虚拟终端 指计算机支持各种各样实际终端的过渡指计算机支持各种各样实际终端的过渡终端或标准终端。终端或标准终端。计计算算机机映像映像虚拟终端虚拟终端接口接口 终端处理装置终端处理装置12n实际终端实际终端图图7-3虚拟终端的原理方框图虚拟终端的原理方框图四、终端设备的工作特性四、终端设备的工作特性1、输入输出
6、的方法：主要考虑到终端设备的输入输出、输入输出的方法：主要考虑到终端设备的输入输出形式，终端所加入的终端设备的类型，以及传输数据的形式，终端所加入的终端设备的类型，以及传输数据的类型。类型。2、灵活性：是指是否具有改变运行性能的能力。、灵活性：是指是否具有改变运行性能的能力。3、工作速率：有关的因素有发送和接收的信息量、线、工作速率：有关的因素有发送和接收的信息量、线路中接设备的传信率、以及计算机能支持的工作速率等。路中接设备的传信率、以及计算机能支持的工作速率等。4、使用和操作的方便性：力求方便简单，便于用户使、使用和操作的方便性：力求方便简单，便于用户使用。用。5、安全可靠性、安全可靠性6
7、、经济性、经济性7、差错控制能力、差错控制能力 六、终端设备的连接六、终端设备的连接 1、点对点连接、点对点连接控控制制器器终端终端终端终端终端终端调制解调器调制解调器调制解调器调制解调器大型计算机大型计算机点对点网络配置点对点网络配置2、多点连接、多点连接控控制制器器终端终端终端终端终端终端调制解调器调制解调器大型计算机大型计算机多点网络配置多点网络配置控控制制器器通信线通信线7. 2 调制解调器调制解调器介绍介绍Modem的功能、标准、分类、选择和新技术。的功能、标准、分类、选择和新技术。一、调制解调器的组成：一、调制解调器的组成： CPU、调制解调器芯片、接口、电源、调制解调器芯片、接口
8、、电源CPU调制解调调制解调器芯片器芯片存存储储器器接口接口调制解调器的组成调制解调器的组成二、二、 调制解调器的作用和功能调制解调器的作用和功能1、作用：、作用：信号转换。信号转换。同步传输系统。同步传输系统。提高提高 数据在传输过程的抗干扰能力。数据在传输过程的抗干扰能力。用以信用以信 道的多路复用。道的多路复用。 2、功用：、功用：自动连接。自动连接。自动重拨号。自动重拨号。电话簿电话簿 差错检测。差错检测。波特转换。波特转换。 新增加的功能：新增加的功能： 差错控制功能。差错控制功能。 数据压缩功能。数据压缩功能。 网络管理功能。网络管理功能。三、调制解调器的分类三、调制解调器的分类1
9、 1、按调制方式分类：、按调制方式分类：频移键控（频移键控（FSKFSK）。）。 相移键控（相移键控（PSKPSK）。）。 相位幅度键控（相位幅度键控（APKAPK）。）。2 2、按传输速率分类：、按传输速率分类：高速调制解调器（速率在高速调制解调器（速率在9600b/s9600b/s以下以下) )。 中速调制解调器（速率在中速调制解调器（速率在2400b/s2400b/s 9600b/s9600b/s之间之间) )。 低速调制解调器（速率在低速调制解调器（速率在2400b/s2400b/s以下以下) )。 3 3、按与计算机连接的方式分类：、按与计算机连接的方式分类： 内置式调制解调器。内置
10、式调制解调器。 外置式调制解调器。外置式调制解调器。4 4、按功能的先进性分类：、按功能的先进性分类： 人工拨号调制解调器。人工拨号调制解调器。 自动拨号自动拨号/ /自动应答式调制解调器。自动应答式调制解调器。 智能调制解调器。智能调制解调器。5 5、按传输方式分类：、按传输方式分类： 全双工。全双工。 半双工。半双工。6 6、按线路业务类型分类：、按线路业务类型分类： 窄带调制解调器。窄带调制解调器。 音频调制解调器。音频调制解调器。 短程调制解调器。短程调制解调器。 多端口调制解调器。多端口调制解调器。多点调制解调器。多点调制解调器。四、调制解调器的主要性能四、调制解调器的主要性能1 1
11、、带宽利用率：指每赫之频率每秒所能传送的二进、带宽利用率：指每赫之频率每秒所能传送的二进 制码元数。制码元数。2 2、差错性能：一般以误码率和信噪比的关系曲线来、差错性能：一般以误码率和信噪比的关系曲线来 表示。表示。3 3、设备复杂性：与设备成本有关，是一项重要的经、设备复杂性：与设备成本有关，是一项重要的经 济指标。济指标。4 4、连接的速率：连接速率通常指下行速率，即服务、连接的速率：连接速率通常指下行速率，即服务 器到器到MODEMMODEM的数据传输率，它标志着从的数据传输率，它标志着从InternetInternet 上获得数据速率的快慢。上获得数据速率的快慢。五、调制解调器与电话
12、网的连接五、调制解调器与电话网的连接1 1、直接连入法：利用带插件的连线直接把调制解调器与模拟电话交换网、直接连入法：利用带插件的连线直接把调制解调器与模拟电话交换网 的局部回路连接起来。对专线的连接也可以采用同样的方法。的局部回路连接起来。对专线的连接也可以采用同样的方法。2 2、电耦合法：利用数据耦合器（、电耦合法：利用数据耦合器（DAADAA）把调制解调与模拟电话交换网连接）把调制解调与模拟电话交换网连接 起来。起来。3 3、声耦合法：利用声耦合器把调制解调器与模拟电话交换网连接起来。、声耦合法：利用声耦合器把调制解调器与模拟电话交换网连接起来。六、调制解调器的选择六、调制解调器的选择1
13、 1、用户应该了解调制解调器的基本的调制解调技术，并且要知道常用的、用户应该了解调制解调器的基本的调制解调技术，并且要知道常用的 国际标准和工业标准。国际标准和工业标准。2 2、考虑调制解调器的速率及接口标准。、考虑调制解调器的速率及接口标准。3 3、调制解调器的工作方式必须与相连接的终端设备的工作方式相一致。、调制解调器的工作方式必须与相连接的终端设备的工作方式相一致。4 4、要考虑调制解调器的附属功能，比如自动、要考虑调制解调器的附属功能，比如自动/ /人工拨号功能、网络管理功人工拨号功能、网络管理功 能、远程设备功能，以及自动速率均衡与适配等功能。能、远程设备功能，以及自动速率均衡与适配
14、等功能。七、调制解调器的标准七、调制解调器的标准Modem标准级组织主要有以下几种标准级组织主要有以下几种: (1)国际电报电话咨询委员会国际电报电话咨询委员会(CCITT)及其制及其制定的定的V系列建议。系列建议。 (2)美国贝尔通信公司及其所制定的贝尔美国贝尔通信公司及其所制定的贝尔(Bell)标准。标准。 (3)美国联邦电信标准委员会美国联邦电信标准委员会(FTSC)及其联及其联邦标准邦标准(FED-STD)。 (4)美国国家军用标准美国国家军用标准(MTL-STD)及其他地域及其他地域和国家标准等。和国家标准等。1、 调制解调器的速率标准调制解调器的速率标准 CCITT提出了提出了V.
15、5和和V.6两个两个Modem数数据传输速率的标准建议。据传输速率的标准建议。 表表7-1给出了给出了V.22 ,V.23 ,V.26, V.27和和 V.29建议的传输速率及一些基本调制参建议的传输速率及一些基本调制参数。数。 表表7-1 话带话带Modem的基本调制参数表的基本调制参数表四四线线专专线线异步异步 全双工全双工5002900180024002400960032TCMV.32异步异步 全双工全双工5002900180024002400960016QAMV.32同步同步 全双工全双工5002900170024002400960016APKV.29同步同步 全双工全双工500290
16、017002400240072008DPSKV.29同步同步 全双工全双工500290017002400240048004PSKV.29同步同步 半双工半双工1000260018001600160048008DPSKV.27异异/同步同步 全双工全双工1200240018001200120024004PSKV.26同步同步 半双工半双工1200240018001200120012002DPSKV.26bis二线二线专线专线电话电话异异/同步同步 半双工半双工80026001700180060012002FSKV.23bis1050195015009006006002FSKV.232100270
17、012006006002400/1200QAMV.22bis900150012006006001200/6004PSKV.22适用适用场合场合传输方式传输方式频率频率范围范围/ HZ特征特征频率频率HZ频带宽频带宽度度HZ 调制调制速率速率比特率比特率(bit/s)调制调制方式方式CCITT建议号建议号异异/同步同步 全双工全双工2、 几种几种Modem简介简介 1 1）V.29V.29建议的调制解调器建议的调制解调器特性：特性：1.R1.Rb b=9600bps,=9600bps,可降为可降为4800bps4800bps和和7200bps7200bps R RB B=2400B=2400B，
18、f fc c=1700Hz;=1700Hz;2.2.双工或半双工；双工或半双工；3.APK3.APK调制，同步工作方式；调制，同步工作方式；4.4.自适应均衡；自适应均衡；5.5.可选用一个兼容可选用一个兼容7200bps7200bps、4800bps4800bps和和 2400bps2400bps的多路复用器。的多路复用器。表表7-2 V.29调制解调器的调制解调器的 表表7-3 V.29调制解调器的调制解调器的 相位变化编码相位变化编码 幅度编码幅度编码3212045, 135 , 225, 315 51300, 90 , 180 , 270 相对信号码元相对信号码元幅度幅度Q1绝对相位绝
19、对相位315 101270 001225 011180 111135 11090 010450000100相位变化相位变化Q4Q4Q3Q3Q2Q2扰扰码码器器串串/并并变换变换格雷格雷自然二进自然二进累累加加器器输出信输出信号矢量号矢量发生器发生器滚降滤滚降滤波器波器滚降滤滚降滤波器波器1700HZ正弦正弦波发生器波发生器数数/模模变换变换发送发送滤波器滤波器去线路去线路 (a)16APK16APK调制调制图图7-4 V.29 9.6kbit/s Modem7-4 V.29 9.6kbit/s Modem系统方框图系统方框图解解扰扰器器自动自动增益增益控制控制电路电路模模/数数变换变换滚降滚降
20、滤波滤波器器滚降滚降滤波滤波器器1700HZ正弦正弦波发生器波发生器自适应自适应均衡器均衡器接收接收滤波器滤波器 (b)16APK16APK调制调制从线路来从线路来减减法法器器并并/串串变换变换数据出数据出二进二进/ 格雷格雷变换变换图图7-4 V.29 9.6kbit/s Modem7-4 V.29 9.6kbit/s Modem系统方框图系统方框图18090270135315450225531011359045031527022518011 32323220(a) 9600bit/s时星座图时星座图 (b) 7200bit/s时星座图时星座图 图图7-5 16 APK信号空间图信号空间图2
21、）V.32建议的调制解调器建议的调制解调器特性：特性：Rb=9600 bps，RB =2400可降速使用；可降速使用；适用于电话网和适用于电话网和2线专线电路；线专线电路；全双工传输方式；全双工传输方式；回波抵消技术；回波抵消技术； 16QAM 32TCM调制，载频为调制，载频为1800Hz.扰扰码码串串/并并变变换换差分差分编码编码信信号号码码元元变变换换图图滚降滚降滤波滤波形成形成滚降滚降滤波滤波形成形成调调制制 调调制制相相加加器器D/A滤滤波波器器输入输入Q4N Q4N Q3N Q3N Q2N Y2N Y2N Y1N Y1NQ1N)18002cos(t)18002sin(t图图7-7
22、V.32的的16QAM发端原理方框图发端原理方框图发送信号发送信号(1)16QAM方式方式扰扰码码串串/并并变变换换差分差分编码编码信信号号码码元元变变换换图图滚降滚降滤波滤波形成形成调调制制 相相加加器器D/A滤滤波波器器输入输入Q4N Q4N Q3N Q3N Q2N Y2N Y2N Y1N Y1NQ1N Y0N)18002cos(t)18002sin(t图图7-8 V.32的的32TCM发端原理方框图发端原理方框图发送信号发送信号卷积卷积编码编码滚降滚降滤波滤波形成形成调调制制 (2)32TCM方式方式3) V.33建议的调制解调器建议的调制解调器特性：特性： 1.Rb=14400 bps
23、，RB =2400B可降速使用；可降速使用；2.适用于适用于4线专线电路；线专线电路；3. 128TCM调制调制 128TCM方式图见下页：方式图见下页：Q2n Q1n差分差分编码器编码器TT信信号号码码元元变变换换电电路路 TTTY2nY1nY2nY1nQ6nQ5nQ4nQ3nQ6nQ5nQ4nQ3n差分编码器差分编码器 卷积编码器卷积编码器 图图7-10 V V.33建议的建议的128TCM编码器方框图编码器方框图4） V.36建议的调制解调器建议的调制解调器特性：特性：1.Rb=48kbps(国际线路专用），国际线路专用）， 72kbps、 56kbps（其它）；（其它）；2.宽带，可用
24、于专线电路之间，也可用宽带，可用于专线电路之间，也可用 于公用数据网、电信和多路复用集合于公用数据网、电信和多路复用集合 比特流；比特流；3.SSB（下边带）基带（下边带）基带IV类类PR，载频为，载频为 100Hz.V.36方式图见下页：方式图见下页：扰扰乱乱第四类第四类部分响部分响应系统应系统发送发送滤波滤波器器 信道信道接收接收滤波滤波器器低低通通整流整流判决判决解解扰扰fcfcan数据入数据入数据出数据出cnan图图7-11 V.36建议的调制原理方框建议的调制原理方框5) ADSL调制解调器调制解调器 非对称用户数字环路调制解调器即人们常非对称用户数字环路调制解调器即人们常说的说的A
25、DSLADSL调制解调器，主要为调制解调器，主要为ADSLADSL（非对称用（非对称用户数字环路）提供调制数据和解调数据，最高户数字环路）提供调制数据和解调数据，最高支持下行支持下行8Mbps8Mbps和上行和上行1Mbps1Mbps的速率，抗干扰能的速率，抗干扰能力强，适于普通家庭用户使用。力强，适于普通家庭用户使用。 ADSLADSL使用中常见的协议有使用中常见的协议有IPOAIPOA协议、协议、PPPoEPPPoE协议、协议、PPPoAPPPoA协议。协议。3.调制解调新技术调制解调新技术带宽自适应调制技术：是智能带宽自适应调制技术：是智能Modem，可，可 达到最高的频带利用率。达到最
26、高的频带利用率。成形技术：实现成形增益的技术叫成形技成形技术：实现成形增益的技术叫成形技 术。通过选择星座图上的信号点来增大信术。通过选择星座图上的信号点来增大信 噪比。噪比。预编码技术：为抵消码间干扰，抵消信道预编码技术：为抵消码间干扰，抵消信道 干扰。干扰。一、一、分类分类 频分复用器频分复用器; 时分复用器时分复用器; 统计时分复用器等统计时分复用器等.二、复用器的主要性能指标二、复用器的主要性能指标群路端口速率；群路端口速率；支路端口数量及速率；支路端口数量及速率；复用速率；复用速率；复用与分用时延；复用与分用时延；时钟准确度；时钟准确度；时钟牵引范围；时钟牵引范围；平均帧建立时间（同
27、步搜索时间）；平均帧建立时间（同步搜索时间）；平均帧同步持平均帧同步持续时间续时间三、复用器的标准三、复用器的标准 1. R.111建议建议对于电报和非同步数据对于电报和非同步数据TDM分类：主复用器分类：主复用器64kbps 子复用器子复用器 64kbps7.37.3多路复用器多路复用器2.44.89.6642150.3400013337.5120024300.320006667.5600248600.310003337.5300248600.2100033352004284168120600.20.1500100016733352.51008416832162401200.20.12505
28、0088316752.550复合信号为下列值时复合信号为下列值时系统最大信道系统最大信道/kbit/s传输传输速率速率fd/ft信道传信道传输速率输速率/ft/(bit/s)最高调最高调制速率制速率理论值理论值/B最大最大等时等时失真失真/标准标准调制调制速率速率fd/BR.111的特性参数的特性参数2. X.50和和X.51建议建议作用：把同步的数据信号复合成作用：把同步的数据信号复合成64kbp的复用信号。的复用信号。X.50采用（采用（6+2）包封格式；）包封格式；X.51采用（采用（8+2）包封格式；）包封格式；1） X.50建议建议（6+2）包封格式：）包封格式： F 6个信息位个信
29、息位 S 1 271帧结构：有两种帧结构：有两种 20个个8bit包封构成一帧包封构成一帧 80个个8bit包封构成一帧包封构成一帧每包封速率为每包封速率为800bps,复用方式支持复用方式支持9.6、4.8、2.4kbps2） X.51建议建议（8+2）包封格式：）包封格式：帧结构：帧结构：256bit=240个个10bit包封包封+160个填充个填充bit=4个子帧个子帧每个包封的速率为每个包封的速率为256bps,复用方式支持复用方式支持9.6、4.8、2.4、0.6kbps F A 8个信息位个信息位 3101 23.X.58建议建议4. G.704 2048bps建议建议5.非标准帧
30、结构复用方式非标准帧结构复用方式四、四、 复用器（复用器（MUXMUX）介绍）介绍1.1.3620 2Mbit/s3620 2Mbit/s复用器复用器 功能：功能：有两个有两个E1/T1E1/T1接口；接口；最多最多 可提供可提供3131个话音终端接口，或个话音终端接口，或3131个个38.4kbps38.4kbps的的V.24V.24接口，或接口，或3131 个个64kbps64kbps同向数字接口；同向数字接口；有有8 8个电话会议桥，个电话会议桥，2424路会议电话每路会议电话每 个电话桥最多可接个电话桥最多可接1212个会议电话；个会议电话；网管信息通过网管信息通过RSRS232232
31、接口，接口，单单V.35/X.21V.35/X.21接口；接口；具有双具有双V.24/RSV.24/RS232232接口；接口；双同向双同向64kbps G.70364kbps G.703接口；接口；具有具有V.35/X.21V.35/X.21和和V.24/RSV.24/RS232232数据终数据终端单元；端单元；有有2 2个或个或8 8个终端单元接口，同向速率为个终端单元接口，同向速率为64kbps 64kbps 异异步速率为步速率为38.4kbps38.4kbps。2.2.36123612复用器复用器：适用于用户接入节点，特点是可用适用于用户接入节点，特点是可用ISDNISDN接入，接入，
32、 有话音压缩，支持帧中继。有话音压缩，支持帧中继。3.3.36063606复用复用 特点：特点：容量为容量为256kbps; 256kbps; 中继接口为中继接口为V.35/X.21V.35/X.21 的接口；的接口；具有具有4 4个同步个同步/ /异步异步V.24/RSV.24/RS232232支路接口，速率支路接口，速率 为为38.4kbps 38.4kbps ；具有两个具有两个V.24/RSV.24/RS232232，或者具有一个，或者具有一个 V.35/X.21V.35/X.21接口，或者有两个话音接口；接口，或者有两个话音接口； 具有话音压缩具有话音压缩7.4 集中器集中器作用：将作
33、用：将m 条输入线会总成条输入线会总成 n条输出线的传条输出线的传 输控制设备（输控制设备（ m n）。）。集集中中器器m n终终端端设设备备前前 置置处处理理机机(集中器集中器)图图7-14 集中器的连接集中器的连接1.集中器功能集中器功能 (1)将多条将多条(路路)输入的大量低中速数据进输入的大量低中速数据进行合并行合并,在经一条或几条高速线路送到另一在经一条或几条高速线路送到另一个集中器或者前置处理机个集中器或者前置处理机 (2)在纯争用的情况下在纯争用的情况下,可作为可编程的可作为可编程的交换设备交换设备(称为端口选择器称为端口选择器) (3)可完成报文交换功能或存储可完成报文交换功能
34、或存储-转发报转发报文功能文功能 (4)具有进行远程网络处理的功能具有进行远程网络处理的功能2.集中器的技术集中器的技术 (1)争用争用 (3)存储存储-转发转发 (2)轮询轮询 (4)排队排队7.5 协议转换器协议转换器作用：作用：在不同协议的设备之间，起翻译作用在不同协议的设备之间，起翻译作用协议转换器有以下三种类型协议转换器有以下三种类型: :第一种：用于两台特定设备数据转换的硬件设第一种：用于两台特定设备数据转换的硬件设 备备,这种设备即可以放在本地又可以放这种设备即可以放在本地又可以放 在远处。在远处。第二种：可以用软件进行转换。第二种：可以用软件进行转换。第三种：主要用于局域网络中
35、的网间连接器。第三种：主要用于局域网络中的网间连接器。7.6 网络适配器网络适配器1.1.网络适配器的作用网络适配器的作用1）提供网络物理层接口功能）提供网络物理层接口功能.2）实现和计算机系统总线信号之间的连接与通）实现和计算机系统总线信号之间的连接与通 信。信。3）实现网络层协议中的数据链路层的大部分功能）实现网络层协议中的数据链路层的大部分功能.4）支持桌面管理接口）支持桌面管理接口(DMI)和连线化管理和连线化管理5）可进行自动远程管理和对网上）可进行自动远程管理和对网上PC进行远程控制进行远程控制6）可以进行开机、关机、存取及系统维护等）可以进行开机、关机、存取及系统维护等 2.2.
36、网络适配器的分类网络适配器的分类(1)非智能型网卡非智能型网卡(2)智能网卡智能网卡7.7 前端处理器前端处理器1.1.前端处理器类型前端处理器类型 可编程与不可编程处理器可编程与不可编程处理器2.2.前端处理器的功能前端处理器的功能 (1)可以进行字符和信息的分段与重组可以进行字符和信息的分段与重组; (2)对公用电话网中的信息进行自动应答对公用电话网中的信息进行自动应答; (3)编辑网上的统计资料编辑网上的统计资料; (4)对数据进行预处理对数据进行预处理;(5)(5)转换各种终端的数据代码转换各种终端的数据代码; ;(6)(6)进行错误监测与纠正进行错误监测与纠正; ;(7)(7)控制数
37、据流动控制数据流动, ,防止终端过载防止终端过载; ;(8)(8)格式化数据以便主机更容易的处理数据格式化数据以便主机更容易的处理数据(9)(9)询问终断询问终断, ,确定终端是否传送数据确定终端是否传送数据; ;(10)(10)为不同终端提供协议支持服务数据为不同终端提供协议支持服务数据; ; (11)(11)为终端交换信息为终端交换信息, ,使数据不必通过主机使数据不必通过主机; ;(12)(12)具有集中器的功能具有集中器的功能. .7.8 7.8 网络设备网络设备一、网络设备的分类一、网络设备的分类 1.1.物理层网络设备物理层网络设备 物理层网络设备主要解决数据终端设备物理层网络设备
38、主要解决数据终端设备(DTE)(DTE)与数据通信设备与数据通信设备(DCE)(DCE)之间的接口问题之间的接口问题. .主要设备有主要设备有: :中继器、网络收发器、网络传输媒体转中继器、网络收发器、网络传输媒体转换设备换设备等等. .中继器除用于扩展局域网的长度外在进中继器除用于扩展局域网的长度外在进行连接网络及其设备时常有不同的名称它们分别是行连接网络及其设备时常有不同的名称它们分别是: : (1)(1)多路复用器多路复用器 (2)(2)令牌环网中继器令牌环网中继器(3)(3)以太网中继器以太网中继器 (4)(4)集线器集线器( (也称也称HUB)HUB)（5 5）FDDIFDDI集中器
39、集中器 2.2.数据链路层网络设备数据链路层网络设备 该类设备为网络提供建立该类设备为网络提供建立/ /拆除数据链拆除数据链 路、帧传输、差错与流量控制数据链路管理路、帧传输、差错与流量控制数据链路管理等功能等功能. .主要设备有主要设备有: : (1) (1)网络适配器网络适配器( (网卡网卡).). (2) (2)网桥网桥. (3). (3)网络交换机网络交换机. .3.3.网络层网络设备网络层网络设备 该层设备主要功能是将逻辑地址翻译成该层设备主要功能是将逻辑地址翻译成物理地址物理地址, ,使传输层可以使用逻辑地址使传输层可以使用逻辑地址, ,确定确定路由路由, ,分组交换分组交换, ,
40、拥塞控制和流量控制拥塞控制和流量控制. .主要设主要设备有备有:(1):(1)路由器路由器. . (2) (2)第三层交换机第三层交换机(路由交换机路由交换机)4.4.传输层之上的网络设备传输层之上的网络设备 功能：将消息重新打包，发送端功能：将消息重新打包，发送端将长消息解封为数据包将长消息解封为数据包, ,收端将小数据收端将小数据包解封为大数据包，接受确认包解封为大数据包，接受确认, ,进行流进行流量控制量控制, ,进行错误处理等。进行错误处理等。 工作在工作在OSIOSI传输层之上的网络设备传输层之上的网络设备通常称为应用层网关通常称为应用层网关, ,简称网关简称网关二、中继器二、中继器
41、(Relay)(Relay)特点：特点：再生信号是信号可传播的更远；再生信号是信号可传播的更远；一般用于以一般用于以太网的线性电缆系统；太网的线性电缆系统；用中继器的网段必须使用同样用中继器的网段必须使用同样的介质访问方法；的介质访问方法；用于物理层，高层协议不是用中继用于物理层，高层协议不是用中继器；器；用中继器相连的网段或同一网络的一部分，具有用中继器相连的网段或同一网络的一部分，具有相同的网址；相同的网址；一般使用在单座建筑物内；一般使用在单座建筑物内；网络段中网络段中的每个节点有自己的地址，扩展段中的节点地址和已有的每个节点有自己的地址，扩展段中的节点地址和已有的网络段节点地址必须相同
42、。的网络段节点地址必须相同。 中中继继器器DTE图图7-15 7-15 中继器的连接中继器的连接DTEDTEDTEDTEDTEDTE三、网桥三、网桥1.1.功能功能：用于连接网段，增大网络范围；用于连接网段，增大网络范围； 进行寻址和路径选择；进行寻址和路径选择； 具有某种网络管理功能。具有某种网络管理功能。2.2.网桥与中继器相比的优点网桥与中继器相比的优点： 使构成使构成LANLAN上的站点总数和上的站点总数和LANLAN网段数方便地扩充；网段数方便地扩充； 具有存储和转发功能，能够连接两个使用媒体访具有存储和转发功能，能够连接两个使用媒体访 问控制协议（问控制协议（MAC)MAC)的的L
43、AN LAN 段，而形成混合网络环段，而形成混合网络环 境；境； 网桥中的中继功能仅仅依赖网桥中的中继功能仅仅依赖MACMAC帧中的目的地址，帧中的目的地址， 因此对高层协议是透明的；因此对高层协议是透明的； 网桥的分段作用，有利于改善网络的可靠性，可网桥的分段作用，有利于改善网络的可靠性，可 用性和安全性；用性和安全性； 网桥时延大，不提供流量控制。网桥时延大，不提供流量控制。端口端口管理软件管理软件网桥网桥协议实体协议实体转发转发数据基数据基MAC芯片芯片缓冲区缓冲区MAC芯片芯片 端口端口1 端口端口2LAN1 LAN2 图图7-16 网桥的组成原理网桥的组成原理3.3.网桥分类网桥分类
44、: : MAC MAC子层网桥子层网桥: :可分为透明网桥、源路由网桥可分为透明网桥、源路由网桥 和源和源路由透明网桥路由透明网桥 LLC LLC子层网桥子层网桥 ：可分为封装网桥和翻译网桥：可分为封装网桥和翻译网桥四、路由器四、路由器1.1.路由器主要功能路由器主要功能1 1）连接）连接LANLAN可以连接可以连接EthernetEthernet、TokenRingTokenRing、FDDIFDDI、 Fast EthernetFast Ethernet、ATMATM和和Gigabit EthernetGigabit Ethernet等；等；2 2）连接）连接WAN WAN 3 3）进行数
45、据过滤、转发、优先级、复用、加密和压缩）进行数据过滤、转发、优先级、复用、加密和压缩 等处理等处理4 4）具有路由选择功能；）具有路由选择功能；5 5）对数据包进行拆包，处理和打包；）对数据包进行拆包，处理和打包；6 6）进行协议转换，对不同网络（包括）进行协议转换，对不同网络（包括LANLAN和和WANWAN）间网）间网 络协议进行转换，以及路由协议处理；络协议进行转换，以及路由协议处理；7 7）具有管理功能，包括路由器的配置管理容错管理均）具有管理功能，包括路由器的配置管理容错管理均 衡负载性能管理防火墙安全管理以及支持衡负载性能管理防火墙安全管理以及支持SNMPSNMP管理管理 等。等。
46、2.2.路由器分类路由器分类按协议功能分按协议功能分: :（1 1）单协议路由器单协议路由器 （2 2）多协议路由器）多协议路由器按路由器在网络中的作用分：按路由器在网络中的作用分： （1）主干路由器（用于主干网）主干路由器（用于主干网） （2）中央路由器；）中央路由器； （3）边界路由器；）边界路由器； （4）访问路由器（拨号路由器）；）访问路由器（拨号路由器）； （5）安全路由器等）安全路由器等 按性能价格分按性能价格分（1）低端路由器）低端路由器 （2）中档路由器）中档路由器 （3）高档路由器）高档路由器 三种路由器的主要性能比较见三种路由器的主要性能比较见表表7-8所示所示Cisco7
47、513 Bay /BCNCisco 4000 系列系列 Bay ASNCisco1720 3Com OC NET B 142路由器路由器 代表性产代表性产品品HDLC、PPP、X.25、DDN、SMDS、ATM、帧中继、帧中继帧中继、帧中继、SMDS、T1、X.25等等帧中继、电话拨帧中继、电话拨号、号、PPP等等支持服务支持服务支持所有的路由支持所有的路由协议和网络协议协议和网络协议支持常用的路由协议和支持常用的路由协议和网络协议网络协议支持基本路由协支持基本路由协议和网络协议议和网络协议支持的协支持的协议议5050几个几个接口数接口数几十万以上几十万以上几万几万几千几千转发能力转发能力/（
48、bit/s）广域网广域网中等规模主干网、大中中等规模主干网、大中型企业网型企业网小规模小规模LAN互连互连边界路由器边界路由器用途用途高档路由器高档路由器中档路由器中档路由器低档路由器低档路由器表表7-8 高、中、低档路由器比较高、中、低档路由器比较五、五、 网络交换机网络交换机1.1.分类：分类：根据交换机所交换的分组长度形式可以分为分组长度可根据交换机所交换的分组长度形式可以分为分组长度可分为：分为：1 1）可变的帧交换机）可变的帧交换机2 2）分组长度固定为）分组长度固定为5353字节的信元交换机字节的信元交换机(ATM(ATM交换机交换机) )。根据交换机设计的技术可以分为根据交换机设
49、计的技术可以分为: : 1 1）以太网交换机）以太网交换机; ; 2 2）快速以太网交换机）快速以太网交换机; ; 3 3）多功能交换机）多功能交换机; ;4 4）FDDIFDDI交换机交换机; ;5 5）ATMATM交换机交换机; ;6 6）路由交换机）路由交换机( (第三层交换机第三层交换机) )等等 。根据交换机的应用规模可以分为根据交换机的应用规模可以分为: : (1) (1)企业及网络交换机企业及网络交换机; ; (2) (2)部门及网络交换机部门及网络交换机; ; (3) (3)工作组及网络交换机工作组及网络交换机. . 交换机有时也分为主干交换机和边交换机有时也分为主干交换机和边
50、缘交换机等。缘交换机等。 根据交换机结构可以分为独立性网根据交换机结构可以分为独立性网络交换机与模块化络交换机与模块化/ /机架式网络交换机。机架式网络交换机。 2.2.交换机的重要技术指标交换机的重要技术指标 交换机的技术指标因类型不同有所区交换机的技术指标因类型不同有所区别别,以帧交换机为例来说以帧交换机为例来说 其主要技术指标：其主要技术指标： (1)端口类型端口类型 (2)端口速率端口速率 (3)缓冲器的缓冲能力缓冲器的缓冲能力 (4)端口数目及类型端口数目及类型 (5)每端口的地址数每端口的地址数 (6)接口灵活性和可适应性等接口灵活性和可适应性等.六、六、 网关网关 网关根据其服务
