1、计算机网络基础与应用第三章第三章 计算机网络设备计算机网络设备 主讲：钟名春第3章 计算机网络设备 3.1 传输介质 3.2 网卡 3.3 集线器 3.1节3.2节3.3节3.4 交换机 3.5 路由器 3.6 其他网络设备 3.4节3.5节3.6节3.7 实训 3.7节计算机网络基础与应用计算机网络基础与应用第第3章章计算机网络设备计算机网络设备 3.1 传输介质 传输介质是网络中传输数据、连接各网络节点的实体，可以分为有线传输介质和无线传输介质两大类。有线传输介质：利用金属、玻璃纤维以及塑料等导体传输信号，一般金属导体被用来传输电信号，通常由铜线制成，双绞线和大多数同轴电缆就是如此。有时也
2、使用铝，最常见的应用是有线电视网络覆以铜线的铝质干线电缆；玻璃纤维通常用于传输光信号的光纤网络；塑料光纤（POF）用于速率低、距离短的场合。无线传输介质：不利用导体，信号完全通过空间从发射器发射到接收器。辐射介质有时被称为无线介质。只要发射器和接收器之间有空气，就会导致信号减弱及失真。计算机网络基础与应用计算机网络基础与应用第第3章章计算机网络设备计算机网络设备 3.1节3.2节3.3节3.4节3.5节3.6节3.7节3.1.1 双绞线 双绞线是局域网最基本的传输介质，由具有绝缘保护层的4对8线芯组成，每两条按一定规则缠绕在一起，称为一个线对。两根绝缘的铜导线按一定密度互相绞在一起，可降低信号
3、干扰的程度，每一根导线在传输中辐射的电波会被另一根线上发出的电波抵消。不同线对具有不同的扭绞长度，从而能够更好地降低信号的辐射干扰。双绞线一般用于星型拓扑网络的布线连接，两端安装有RJ45头，用于连接网卡与交换机，最大网线长度为100 m。如果要加大网络的范围，在两段双绞线之间可安装中继器，最多可安装4个中继器，连接5个网段，最大传输范围可达500 m。计算机网络基础与应用计算机网络基础与应用第第3章章计算机网络设备计算机网络设备 3.1节3.2节3.3节3.4节3.5节3.6节3.7节3.1.1 双绞线 1、非屏蔽双绞线。在传输期间，信号的衰减比较大，并且会产生波形畸变。采用UTP双绞线的局
4、域网带宽取决于所用导线的质量、长度及传输技术。一般五类以上UTP双绞线的传输速率可以达到100 Mbit/s。计算机网络基础与应用计算机网络基础与应用第第3章章计算机网络设备计算机网络设备 3.1节3.2节3.3节3.4节3.5节3.6节3.7节3.1.1 双绞线 1、非屏蔽双绞线。在传输期间，信号的衰减比较大，并且会产生波形畸变。采用UTP双绞线的局域网带宽取决于所用导线的质量、长度及传输技术。一般五类以上UTP双绞线的传输速率可以达到100 Mbit/s。计算机网络基础与应用计算机网络基础与应用第第3章章计算机网络设备计算机网络设备 3.1节3.2节3.3节3.4节3.5节3.6节3.7节
5、3.1.1 双绞线 2、屏蔽双绞线。STP需要一层金属箔即覆盖层把电缆中的每对线包起来，有时候利用另一覆盖层把多对电缆中的各对线包起来或利用金属屏蔽层取代这层包在外面的金属箔。覆盖层和屏蔽层有助于吸收环境干扰，并将其导入地下以消除这种干扰。屏蔽双绞线又包括以下两种类型。铝箔屏蔽的双绞线独立屏蔽双绞线计算机网络基础与应用计算机网络基础与应用 第第3章章计算机网络设备计算机网络设备 3.1节3.2节3.3节3.4节3.5节3.6节3.7节3.1.1 双绞线 2、屏蔽双绞线。计算机网络基础与应用计算机网络基础与应用 第第3章章计算机网络设备计算机网络设备 3.1节3.2节3.3节3.4节3.5节3.
6、6节3.7节3.1.1 双绞线 EIA/TIA（美国电子和通信工业协会）为双绞线电缆定义了5种不同规格的型号。一类线：主要用于传输语音，不用于数据传输。二类线：传输频率为1 MHz，用于语音传输和最高传输速率为4 Mbit/s的数据传输。三类线：指目前在ANSI和EIA/TIA 568标准中指定的电缆。该电缆的传输频率为16 MHz，用于语音传输及最高传输速率为10 Mbit/s的数据传输，主要用于10base-T网络。四类线：该类电缆的传输频率为20 MHz，用于语音传输和最高传输速率为16 Mbit/s的数据传输，主要用于基于令牌网和10baseT/100baseT网络。五类线：该类电缆增
7、加了绕线密度，外套一种高质量的绝缘材料，传输速率为100 Mbit/s，用于语音传输和最高传输速率为100 Mbit/s的数据传输，主要用于10baseT/100baseT网络，这是最常用的以太网电缆。计算机网络基础与应用计算机网络基础与应用 第第3章：章：计算机网络设备计算机网络设备 3.1节3.2节3.3节3.4节3.5节3.6节3.7节3.1.1 双绞线 在使用双绞线组建网络时，必须遵循“543”规则，即网络中任意两台计算机间最多不超过5段线（集线设备到集线设备或集线设备到计算机间的连线）、4台集线设备、3台直接连接计算机的集线设备。计算机网络基础与应用计算机网络基础与应用 第第3章章计
8、算机网络设备计算机网络设备 3.1节3.2节3.3节3.4节3.5节3.6节3.7节3.1.2 同轴电缆 同轴电缆是局域网中较早使用的传输介质，主要用于总线型拓扑结构的布线，它以单根铜导线为内芯（内导体），外面包裹一层绝缘材料（绝缘层），外覆密集网状导体（外屏蔽层），最外面是一层保护性塑料（外保护层）。计算机网络基础与应用计算机网络基础与应用 第第3章章计算机网络设备计算机网络设备 3.1节3.2节3.3节3.4节3.5节3.6节3.7节3.1.2 同轴电缆 同轴电缆有两种：一种为75 同轴电缆；另一种为50 同轴电缆。75 同轴电缆：常用于CATV（有线电视）网，故称为CATV电缆，传输带宽
9、可达1 Gbit/s，目前常用的CATV电缆传输带宽为750 Mbit/s。50 同轴电缆：常用于基带信号传输，传输带宽为120 Mbit/s，总线型以太网就使用50 同轴电缆。计算机网络基础与应用计算机网络基础与应用 第第3章章 计算机网络设备计算机网络设备 3.1节3.2节3.3节3.4节3.5节3.6节3.7节3.1.2 同轴电缆 同轴电缆一般用于总线型网络布线连接 计算机网络基础与应用计算机网络基础与应用 第第3章章 计算机网络设备计算机网络设备 3.1节3.2节3.3节3.4节3.5节3.6节3.7节3.1.2 同轴电缆 粗缆适用于较大局域网的网络干线，布线距离较长，可靠性较好。用户
10、通常采用外部收发器与网络干线连接。粗缆网络每条干线的长度可达500 m，如要拓宽网络范围，则需要使用中继器，采用4个中继器连接5个网段后最大传输范围可达2 500 m。用粗缆组建局域网，如果直接与网卡相连，网卡必须带有AUI接口（15针D型接口）。粗缆网络虽然各项性能较高，具有较大的传输距离，但是网络安装和维护等方面比较困难，且造价较高。细缆利用T型BNC接口连接器连接BNC接口网卡，同轴电缆的两端需安装50 终端电阻器。细缆网络每段干线长度最大为185 m，每段干线最多可接入30个用户，如采用4个中继器连接5个网段，最大传输范围可达925 m。细缆网络安装较容易，而且造价较低，但因受网络布线
11、结构的限制，其日常维护不是很方便，一旦某个用户出现故障，便会影响其他用户的正常工作。计算机网络基础与应用计算机网络基础与应用 第第3章章 计算机网络设备计算机网络设备 3.1节3.2节3.3节3.4节3.5节3.6节3.7节3.1.3 光纤 1、光纤结构与原理光纤（光导纤维）的结构一般是双层或多层的同心圆柱体，由透明材料做成的纤芯和在它周围采用比纤芯的折射率稍低的材料做成的包层。纤芯：纤芯位于光纤的中心部位，由非常细的玻璃（或塑料）制成。包层：包层位于纤芯的周围，是一个玻璃（或塑料）涂层。涂覆层：光纤的最外层为涂覆层，包括一次涂覆层、缓冲层和二次涂覆层，由分层的塑料及其附属材料制成。计算机网络
12、基础与应用计算机网络基础与应用 第第3章章 计算机网络设备计算机网络设备 3.1节3.2节3.3节3.4节3.5节3.6节3.7节3.1.3 光纤 由于纤芯的折射率大于包层的折射率，故光波在界面上形成全反射，使光只能在纤芯中传播，实现通信 计算机网络基础与应用计算机网络基础与应用 根据光纤传输模数的不同，光纤主要分为两种类型，即单模光纤和多模光纤。第第3章章 计算机网络设备计算机网络设备 3.1节3.2节3.3节3.4节3.5节3.6节3.7节3.1.3 光纤 3、光缆因为光纤本身比较脆弱，所以在实际应用中都是将光纤制成不同结构形式的光缆。光缆是以一根或多根光纤或光纤束制成，符合光学机械和环境
13、特性的结构。计算机网络基础与应用计算机网络基础与应用 第第3章章 计算机网络设备计算机网络设备 3.1节3.2节3.3节3.4节3.5节3.6节3.7节3.1.3 光纤 4、优缺点 计算机网络基础与应用计算机网络基础与应用 第第3章章 计算机网络设备计算机网络设备 3.1节3.2节3.3节3.4节3.5节3.6节3.7节3.1.4 无线传输介质 1、微波通信微波通信是在对流层视线距离范围内利用无线电波进行传输的一种通信方式，频率范围为240 GHz。微波通信与通常的无线电波不一样，是沿直线传播的，由于地球表面是曲面，微波在地面的传播距离与天线的高度有关，天线越高距离越远，但超过一定距离后就要用
14、中继站来接力。两微波站的通信距离一般为3050 km，长途通信时必须建立多个中继站。中继站的功能是变频和放大，进行功率补偿，逐站将信息传送下去。计算机网络基础与应用计算机网络基础与应用 第第3章章 计算机网络设备计算机网络设备 3.1节3.2节3.3节3.4节3.5节3.6节3.7节3.1.4 无线传输介质 2、卫星通信卫星通信是以人造卫星为微波中继站，它是微波通信的特殊形式。卫星接收来自地面发送站发出的电磁波信号后，再以广播方式用不同的频率发回地面，为地面工作站接收。卫星通信可以克服地面微波通信距离的限制。一个同步卫星可以覆盖地球的三分之一以上表面，3个这样的卫星就可以覆盖地球上全部通信区域
15、。计算机网络基础与应用计算机网络基础与应用 第第3章章 计算机网络设备计算机网络设备 3.1节3.2节3.3节3.4节3.5节3.6节3.7节3.1.4 无线传输介质 3、红外通信红外系统采用光发射二极管（LED）或激光二极管（ILD）来进行站与站之间的数据交换。红外设备发出的红外光信号（即常说的红外线）非常纯净，一般只包含电磁波或小范围电磁频谱中的光子。传输信号可以直接或经过墙面、天花板反射后，被接收装置收到。红外线没有能力穿透墙壁和其他一些固体，而且每一次反射后信号都要衰减一半左右，同时红外线也容易被强光源给盖住。红外线的高频特性可以支持高速度的数据传输，它一般可分为点到点式与广播式两类。
16、计算机网络基础与应用计算机网络基础与应用 第第3章章 计算机网络设备计算机网络设备 3.1节3.2节3.3节3.4节3.5节3.6节3.7节3.2 网卡 计算机与外界局域网的连接是通过在主机箱内插入一块网络接口板（或者是在笔记本电脑中插入一块PCMCIA卡）来实现计算机和网络电缆之间的物理连接，为计算机之间相互通信提供一条物理通道，并通过这条通道进行高速数据传输。计算机网络基础与应用计算机网络基础与应用 第第3章章计算机网络设备计算机网络设备 3.1节3.2节3.3节3.4节3.5节3.6节3.7节1、网卡的功能网卡能够完成物理层和数据链路层的大部分功能，包括网卡与网络电缆的物理连接、介质访问
17、控制（如实现CSMA/CD协议）、数据帧的拆装、帧的发送与接收、错误校验、数据信号的编/解码（如曼彻斯特代码的转换）以及数据的串行/并行转换等功能。计算机网络基础与应用计算机网络基础与应用 随着集成度的不断提高，网卡上的芯片个数在不断减少。网卡的功能大同小异，其主要功能有以下3个。数据的封装与解封：发送时将网络层传递的数据加上首部和尾部，组成以太网的帧。接收时将以太网的帧剥去首部和尾部，然后送交网络层。链路管理：主要是实现CSMA/CD协议。编码与译码：一般使用曼彻斯特编码与译码。第第3章章计算机网络设备计算机网络设备 3.1节3.2节3.3节3.4节3.5节3.6节3.7节3.2 网卡 2、
18、网卡的分类网卡的种类非常多，按照不同的标准，可以作不同的分类。最常见的是按传输速率、总线接口和连接器接口进行分类。（1）按传输速率分类。按传输速率可分为10 Mbit/s、100 Mbit/s、10/100 Mbit/s自适应以及1000 Mbit/s网卡。计算机网络基础与应用计算机网络基础与应用 第第3章章计算机网络设备计算机网络设备 3.1节3.2节3.3节3.4节3.5节3.6节3.7节3.2 网卡 2、网卡的分类网卡的种类非常多，按照不同的标准，可以作不同的分类。最常见的是按传输速率、总线接口和连接器接口进行分类。（2）按接口类型分类。网卡的接口种类繁多，早期的网卡主要分AUI粗缆接口
19、和BNC细缆接口两种。计算机网络基础与应用计算机网络基础与应用 第第3章章计算机网络设备计算机网络设备 3.1节3.2节3.3节3.4节3.5节3.6节3.7节3.2 网卡（3）按总线插口类型分类。一般百兆以下网卡采用PCI总线网卡，吉比特网卡采用PCI-X总线网卡。USB网卡一般是外置式的，具有支持热插拔和不占用计算机扩展槽的优点，安装更为方便。PCMCIA接口网卡用于笔记本电脑。计算机网络基础与应用计算机网络基础与应用 第第3章章计算机网络设备计算机网络设备 3.1节3.2节3.3节3.4节3.5节3.6节3.7节3.2 网卡 在无线网络中，计算机使用的是无线网卡 计算机网络基础与应用计算
20、机网络基础与应用 第第3章章计算机网络设备计算机网络设备 3.1节3.2节3.3节3.4节3.5节3.6节3.7节3.2 网卡 3.3 集线器 计算机网络基础与应用计算机网络基础与应用 集线器的主要功能是对接收到的信号进行再生、整形和放大，以扩大网络的传输距离，同时把所有节点集中在以它为中心的节点上。集线器与中继器是同类型设备，其区别仅在于集线器能够提供更多的端口服务，所以集线器又叫多口中继器，它最初是为优化网络布线结构、简化网络管理而设计的，主要用于小型局域网的连接。第第3章章 计算机网络设备计算机网络设备 3.1节3.2节3.3节3.4节3.5节3.6节3.7节3.3 集线器 计算机网络基
21、础与应用计算机网络基础与应用 集线器属于纯硬件网络底层设备，不具有“记忆”和“学习”的能力。它发送数据时没有针对性，采用广播方式发送。也就是说当它要向某端口发送数据时，不是直接把数据发送到目的端口，而是把数据包发送到集线器所有端口 第第3章章计算机网络设备计算机网络设备 3.1节3.2节3.3节3.4节3.5节3.6节3.7节3.4 交换机 计算机网络基础与应用计算机网络基础与应用 交换机是集线器的升级换代产品，从外观上看与集线器相似，都是带有多个端口的长方形盒状体 第第3章章计算机网络设备计算机网络设备 3.1节3.2节3.3节3.4节3.5节3.6节3.7节3.3.1 交换机的特点 计算机
22、网络基础与应用计算机网络基础与应用 交换方式数据传输从工作方式上来看，交换机检测到某一端口发来的数据包，根据其目标MAC地址，查找交换机内部的“端口地址”表，找到对应的目标端口，打开源端口到目标端口之间的数据通道，将数据包发送到对应的目标端口上。当不同的源端口向不同的目标端口发送信息时，交换机就可以同时互不影响地传送这些信息包，并防止传输碰撞，隔离冲突域，有效地抑制广播风暴，提高网络的实际吞吐量。第第3章章计算机网络设备计算机网络设备 3.1节3.2节3.3节3.4节3.5节3.6节3.7节3.3.2 交换机的分类 计算机网络基础与应用计算机网络基础与应用 根据网络覆盖范围划分广域网交换机。局
23、域网交换机。根据传输介质和传输速度划分以太网交换机。快速以太网交换机。吉比特以太网交换机。十吉比特以太网交换机。ATM交换机。第第3章章计算机网络设备计算机网络设备 3.1节3.2节3.3节3.4节3.5节3.6节3.7节3.3.2 交换机的分类 计算机网络基础与应用计算机网络基础与应用 (1)企业级交换机。第第3章章 计算机网络设备计算机网络设备 3.1节3.2节3.3节3.4节3.5节3.6节3.7节3.3.2 交换机的分类 计算机网络基础与应用计算机网络基础与应用 (2)部门级交换机。第第3章章计算机网络设备计算机网络设备 3.1节3.2节3.3节3.4节3.5节3.6节3.7节3.3.
24、2 交换机的分类 计算机网络基础与应用计算机网络基础与应用 (3)工作组交换机。第第3章：章：计算机网络设备计算机网络设备 3.1节3.2节3.3节3.4节3.5节3.6节3.7节3.3.2 交换机的分类 计算机网络基础与应用计算机网络基础与应用 (4)桌面型交换机。第第3章章 计算机网络设备计算机网络设备 3.1节3.2节3.3节3.4节3.5节3.6节3.7节3.3.2 交换机的分类 计算机网络基础与应用计算机网络基础与应用 固定式交换机。模块化交换机。第第3章章 计算机网络设备计算机网络设备 3.1节3.2节3.3节3.4节3.5节3.6节3.7节3.3.2 交换机的分类 计算机网络基础
25、与应用计算机网络基础与应用 模块化交换机所使用的模块 第第3章章 计算机网络设备计算机网络设备 3.1节3.2节3.3节3.4节3.5节3.6节3.7节3.3.3 交换机的工作原理 计算机网络基础与应用计算机网络基础与应用 1、构造和维护MAC地址表在交换机中，有一个MAC地址表，记录着主机MAC地址和该主机所连接的交换机端口号之间的对应关系。MAC地址表由交换机通过动态自学习的方法构造和维护。第第3章章 计算机网络设备计算机网络设备 3.1节3.2节3.3节3.4节3.5节3.6节3.7节3.3.3 交换机的工作原理 计算机网络基础与应用计算机网络基础与应用 第第3章章 计算机网络设备计算机
26、网络设备 3.1节3.2节3.3节3.4节3.5节3.6节3.7节3.3.3 交换机的工作原理 计算机网络基础与应用计算机网络基础与应用 交换机在转发数据帧时，遵循以下规则。如果数据帧的目的MAC地址是广播地址或者组播地址，则向交换机所有端口（除源端口）转发。如果数据帧的目的MAC地址是单播地址，但这个MAC地址并不在交换机的地址表中，则向所有端口（除源端口）转发。如果数据帧的目的MAC地址在交换机的地址表中，则打开源端口与目标端口之间的数据通道，把数据帧转发到目标端口上。如果数据帧的目的MAC地址与数据帧的源MAC地址在一个网段（同一个端口）上，则丢弃此数据帧，不发生交换。第第3章章 计算机
27、网络设备计算机网络设备 3.1节3.2节3.3节3.4节3.5节3.6节3.7节3.3.3 交换机的工作原理 计算机网络基础与应用计算机网络基础与应用 第第3章章 计算机网络设备计算机网络设备 3.1节3.2节3.3节3.4节3.5节3.6节3.7节3.3.3 交换机的工作原理 计算机网络基础与应用计算机网络基础与应用 1、帧交换技术直通交换方式。当交换机在输入端口检测到一个数据帧时，检查该数据帧的帧头，读出帧的前14个字节（7个字节的前导码、1个字节的帧首码、6个字节的目标MAC地址），得到目标MAC地址后，查找交换地址表，得到对应的目标端口，打开源端口与目标端口之间的数据通道，开始将后续数
28、据帧传输到目标端口上。2、存储转发方式。存储转发方式是计算机网络领域应用最为广泛的方式。交换机先从输入端口接收到完整的数据帧（串行接收），把数据帧存储起来（并行存储），再把整个帧保存在该端口的高速缓存中。进行一次数据校验，若数据帧错误，则丢弃此帧，要求重发；若数据帧正确，取出目标MAC地址，查找交换地址表，得到对应的目标端口，打开源端口与目标端口之间的数据通道，将存储的数据帧传输到目标端口的高速缓存上，再“由并到串”输出到目标计算机中，进行第二次数据校验。第第3章章 计算机网络设备计算机网络设备 3.1节3.2节3.3节3.4节3.5节3.6节3.7节3.3.4 交换机的应用 计算机网络基础与
29、应用计算机网络基础与应用 交换机是一个灵活的网络设备，一般用于构造星型网络拓扑结构 第第3章章计算机网络设备计算机网络设备 3.1节3.2节3.3节3.4节3.5节3.6节3.7节3.3.4 交换机的应用 计算机网络基础与应用计算机网络基础与应用 1、交换机级联级联是将两台或两台以上的交换机通过一定的拓扑结构进行连接。多台交换机可以形成总线型、树型或星型的级联结构。双绞线端口的级联 第第3章章 计算机网络设备计算机网络设备 3.1节3.2节3.3节3.4节3.5节3.6节3.7节3.3.4 交换机的应用 计算机网络基础与应用计算机网络基础与应用 1、交换机级联级联是将两台或两台以上的交换机通过
30、一定的拓扑结构进行连接。多台交换机可以形成总线型、树型或星型的级联结构。光纤端口的级联 第第3章章 计算机网络设备计算机网络设备 3.1节3.2节3.3节3.4节3.5节3.6节3.7节3.3.4 交换机的应用 计算机网络基础与应用计算机网络基础与应用 2、交换机堆叠 堆叠技术是目前用于扩展交换机端口最常用的技术。具有堆叠端口的多台交换机堆叠之后，相当于一台大型模块化交换机，可作为一个对象进行管理，所有堆叠的交换机处于同一层次，其中有一台管理交换机，只需赋予其一个IP地址，就可通过该IP地址进行管理，从而大大减少了管理的强度和难度，节约管理成本。堆叠的带宽是交换机端口速率的几十倍，使堆叠后多台
31、交换机之间的带宽达到吉比特以上。第第3章章 计算机网络设备计算机网络设备 3.1节3.2节3.3节3.4节3.5节3.6节3.7节3.3.4 交换机的应用 计算机网络基础与应用计算机网络基础与应用 2、交换机堆叠 菊花链模式 第第3章章 计算机网络设备计算机网络设备 3.1节3.2节3.3节3.4节3.5节3.6节3.7节3.3.4 交换机的应用 计算机网络基础与应用计算机网络基础与应用 2、交换机堆叠 星型堆叠模式 第第3章章 计算机网络设备计算机网络设备 3.1节3.2节3.3节3.4节3.5节3.6节3.7节3.5 路由器 计算机网络基础与应用计算机网络基础与应用 路由器是网络中进行网间
32、互连的关键设备，工作在OSI模型的第3层（网络层），主要作用是寻找Internet之间的最佳路径。路由器具有路由转发、防火墙和隔离广播的作用，路由器不会转发广播帧，路由器上的每个接口属于一个广播域，不同的接口属于不同的广播域和不同的冲突域。第第3章章 计算机网络设备计算机网络设备 3.1节3.2节3.3节3.4节3.5节3.6节3.7节3.5.1 路由器的功能 计算机网络基础与应用计算机网络基础与应用 路由器的主要功能包括网络互连、网络隔离、网络管理等 第第3章章计算机网络设备计算机网络设备 3.1节3.2节3.3节3.4节3.5节3.6节3.7节3.5.2 路由器的分类 计算机网络基础与应用
33、计算机网络基础与应用 1、按性能档次划分。第第3章章计算机网络设备计算机网络设备 3.1节3.2节3.3节3.4节3.5节3.6节3.7节3.5.2 路由器的分类 计算机网络基础与应用计算机网络基础与应用 2、按结构划分。从结构上分，路由器可分为模块化结构与非模块化结构。第第3章章计算机网络设备计算机网络设备 3.1节3.2节3.3节3.4节3.5节3.6节3.7节3.5.2 路由器的分类 计算机网络基础与应用计算机网络基础与应用 3、按功能划分。从功能上划分，可将路由器分为核心层（骨干级）路由器、分发层（企业级）路由器和访问层（接入级）路由器。4、按应用划分。从功能上划分，路由器可分为通用路
34、由器与专用路由器。5、按所处网络位置划分。如果按路由器所处的网络位置划分，则通常把路由器划分为边界路由器和中间节点路由器两类。第第3章章计算机网络设备计算机网络设备 3.1节3.2节3.3节3.4节3.5节3.6节3.7节3.5.3 路由器的工作原理 计算机网络基础与应用计算机网络基础与应用 路由器用于连接多个逻辑上分开的网络，所谓逻辑网络是代表一个单独的网络或子网。路由器上有多个端口，用于连接多个IP子网。每个端口对应一个IP地址，并与所连接的IP子网属同一个网络。各子网中的主机通过自己的网络把数据送到所连接的路由器上，再由路由器根据路由表选择到达目标子网所对应的端口，将数据转发到此端口所对
35、应的子网上。第第3章章计算机网络设备计算机网络设备 3.1节3.2节3.3节3.4节3.5节3.6节3.7节3.5.3 路由器的工作原理 计算机网络基础与应用计算机网络基础与应用 第第3章章计算机网络设备计算机网络设备 3.1节3.2节3.3节3.4节3.5节3.6节3.7节3.5.3 路由器的工作原理 计算机网络基础与应用计算机网络基础与应用 第第3章章计算机网络设备计算机网络设备 3.1节3.2节3.3节3.4节3.5节3.6节3.7节3.5.4 网络地址转换 计算机网络基础与应用计算机网络基础与应用 1、将局域网连接到Internet或其他外网，以解决日益短缺的IP地址问题。每个单位能申
36、请到的InternetIP地址非常有限，而单位内部上网的计算机数目却越来越多，可利用路由器的网络地址转换功能，完成内网与外网的交互。在网络内部，可根据需要随意定义IP地址，而不需要经过申请，各计算机之间通过内部的IP地址进行通信。当内部的计算机要与Internet进行通信时，具有NAT功能的路由器负责将其内部的IP地址转换为合法的IP地址（即经过申请的Internet IP地址）与外部进行通信。2、隐藏内部网络结构。当某单位不想让外部用户了解自己的内部网络结构时，可以通过NAT将内部网络与Internet隔开，使外部用户不知道通过NAT设置的内部IP地址。如外部用户要访问内网的邮件服务器或网站
37、时，NAT可将其访问定向到某个设备上。第第3章章计算机网络设备计算机网络设备 3.1节3.2节3.3节3.4节3.5节3.6节3.7节3.6 其他网络设备 计算机网络基础与应用计算机网络基础与应用 1、中继器 中继器（RP repeater）是连接网络线路的一种装置，常用于两个网络节点之间物理信号的双向转发工作。它是最简单的一种网络互连设备，主要完成物理层的功能，负责在两个节点的物理层上按位传递信息，完成信号的复制、调整和放大功能，以此来延长网络的长度。第第3章章计算机网络设备计算机网络设备 3.1节3.2节3.3节3.4节3.5节3.6节3.7节3.6 其他网络设备 计算机网络基础与应用计算
38、机网络基础与应用 2、光纤收发器 光纤收发器是一种将短距离的双绞线电信号和长距离的光信号进行互换的以太网传输介质转换单元，在很多地方也被称之为光电转换器。产品一般应用在以太网电缆无法覆盖，必须使用光纤来延长传输距离的实际网络环境；或某建筑内只有少量用户，不值得为交换机配备光纤模块的情况。第第3章章计算机网络设备计算机网络设备 3.1节3.2节3.3节3.4节3.5节3.6节3.7节计算机网络基础与应用计算机网络基础与应用 第第3章章计算机网络设备计算机网络设备 3.1节3.2节3.3节3.4节3.5节3.6节3.7节3.7.1 实训一 配置计算机IP地址 3.7.2 实训二 查看网卡MAC地址
39、计算机网络基础与应用计算机网络基础与应用 MAC（Media Access Control，介质访问控制）地址也称为物理地址（Physical Address），是内置在网卡中的一组代码，由12个十六进制数组成，每个十六进制数长度为4 bit，总长48 bit。每两个十六进制数之间用冒号隔开，如“08:00:20:0A:8C:6D”。其中前6个十六进制数“08:00:20”代表网络硬件制造商的编号，它由IEEE分配，而后6个十六进制数“0A:8C:6D”代表该制造商所制造的某个网络产品（如网卡）的系列号。每个网络制造商必须确保它所制造的每个以太网设备都具有相同的前3个字节（每个字节包含两个十六
40、进制数）以及不同的后3个字节。这样，从理论上讲，MAC地址的数量可高达248，这样就可保证世界上每个以太网设备都具有唯一的MAC地址。第第3章章计算机网络设备计算机网络设备 3.1节3.2节3.3节3.4节3.5节3.6节3.7节3.7.2 实训二 查看网卡MAC地址计算机网络基础与应用计算机网络基础与应用 （1）网络通信基础 网络中的数据以数据包的形式进行传输，并且每个数据包又被分拆成很多帧，用以在各网络设备之间进行数据转发。在每个帧的帧头中包含了源MAC地址、目标MAC地址和数据包中的通信协议类型。（2）保障网络安全 由于每块网卡都具有唯一的MAC地址。因此，借助MAC地址的唯一性和不易修
41、改的特性，可以将具有MAC地址绑定功能的交换机端口与网卡的MAC地址绑定。这样可以使某个交换机端口只允许拥有特定MAC地址的网卡访问，而拒绝其他MAC地址的网卡对该端口进行访问。第第3章章计算机网络设备计算机网络设备 3.1节3.2节3.3节3.4节3.5节3.6节3.7节计算机网络基础与应用计算机网络基础与应用 第第3章章计算机网络设备计算机网络设备 3.1节3.2节3.3节3.4节3.5节3.6节3.7节3.7.2 实训二 查看网卡MAC地址计算机网络基础与应用计算机网络基础与应用 第第3章章计算机网络设备计算机网络设备 3.1节3.2节3.3节3.4节3.5节3.6节3.7节3.7.3
42、实训三 路由器配置Cisco2501有一个以太网口（AUI）、一个Console口（RJ45）、一个AUX口（RJ45）和两个同步串口，支持DTE和DCE设备，支持 EIA/TIA-232、EIA/TIA-449、V.35、X.25和EIA-530接口。一、配置 1.配置以太网端口 2.X.25的配置 3.专线的配置 4.帧中继的配置 5.配置同步/异步口（适用于2522）6.动态路由的配置 7.静态路由的配置 计算机网络基础与应用计算机网络基础与应用 第第3章章计算机网络设备计算机网络设备 3.1节3.2节3.3节3.4节3.5节3.6节3.7节3.7.3 实训三 路由器配置二、综合调试 当
43、路由器全部配置完毕后，可进行一次综合调试。首先将路由器的以太网口和所有要使用的串口都激活。方法是进入该口，执行no shutdown。将和路由器相连的主机加上缺省路由（中心路由器的以太地址）。方法是在Unix系统的超级用户下执行：router add default XXXX 1（XXXX为路由器的E0口地址）。每台主机都要加缺省路由，否则，将不能正常通讯。ping本机的路由器以太网口，若不通，可能以太网口没有激活或不在一个网段上。ping广域网口，若不通，则没有加缺省路由。ping对方广域网口，若不通，路由器配置错误。ping主机以太网口，若不通，对方主机没有加缺省路由。在专线卡X.25主机上加网关（静态路由）。方法是在Unix系统的超级用户下执行：router add X.X.X.X Y.Y.Y.Y 1（X.X.X.X为对方以太网地址，Y.Y.Y.Y为对方广域网地址）。使用Tracert命令对路由进行跟踪，以确定不通网段。
