1、第五章 計算機網(wǎng)絡(luò)設(shè)備一、教學(xué)目標：1. 了解計算機網(wǎng)絡(luò)的主要設(shè)備2. 了解計算機網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的主要原理3. 掌握計算機網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的基本用途4. 掌握計算機網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的使用常識二、教學(xué)重點、難點計算機網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的主要原理三、技能培訓(xùn)重點、難點計算機網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的使用常識四、教學(xué)方法教師講解、演示，學(xué)生思考、記憶；教師提問五、教具使用計算機一臺、多媒體幻燈片演示六、教學(xué)內(nèi)容與過程導(dǎo)入： 提問學(xué)生家中有無計算機、有無基本的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。 引導(dǎo)學(xué)生思考、回答并相互補充。 教師總結(jié)歸納計算機網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的基本類型，基本原理，基本用途。講授新課：（多媒體幻燈片演示或板書）第五章 計算機網(wǎng)絡(luò)設(shè)備51網(wǎng)卡 511網(wǎng)卡的功能 網(wǎng)絡(luò)

2、適配卡又稱網(wǎng)絡(luò)接口卡，簡稱網(wǎng)卡。提供了計算機和網(wǎng)絡(luò)纜線之 間的物理接口。（1）. 實現(xiàn)局域網(wǎng)中傳輸介質(zhì)的物理連接和電氣連接；（2）. 代表著一個固定的地址；（3）. 對發(fā)送和接收的信號進行轉(zhuǎn)換，執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)控制命令；（4）.實現(xiàn)OSI開放系統(tǒng)七層模型中的數(shù)據(jù)鏈路層的功能； （ 5 ） . 對傳送和接收的數(shù)據(jù)進行緩存。（ 6） . 按照 OSI 協(xié)議物理層傳輸?shù)慕涌跇藴剩瑢崿F(xiàn)規(guī)定的接口功能。 512. 網(wǎng)卡的工作原理 在網(wǎng)卡上有一定數(shù)目的緩沖存儲器，當網(wǎng)上傳來的數(shù)據(jù)到達本工作站 時，首先被暫時存放在網(wǎng)卡的緩存中， 由網(wǎng)卡來通知CPU在某個時候來處理 新來的數(shù)據(jù)。513網(wǎng)卡的類型（1）按總線的類型分類

3、網(wǎng)卡按總線類型可分為 ISA總線型網(wǎng)卡、PCI總線型網(wǎng)卡、PCMCIA總線 型網(wǎng)卡、USB網(wǎng)絡(luò)適配器。（2）按網(wǎng)絡(luò)類型分類網(wǎng)卡按網(wǎng)絡(luò)類型可分為以太網(wǎng)卡、令牌環(huán)網(wǎng)卡和ATM網(wǎng)卡等。（ 3）按網(wǎng)卡的連接頭分類網(wǎng)卡按網(wǎng)卡的連接頭可分為BNC連接頭、RJ45連接頭、AUI連接頭、光纖網(wǎng)卡以及無線網(wǎng)卡等。早期產(chǎn)品中還有同時具有 BNC連接頭和RJ45 連接頭的網(wǎng)卡。（ 4）按傳輸速率分類網(wǎng)卡按其傳輸速率（帶寬）分為10Mbps、100Mbps 1000Mbps網(wǎng)卡以及10M/100Mbps、10M/100M/1000Mbps 自適應(yīng)網(wǎng)卡等。51 4 網(wǎng)卡的選擇網(wǎng)卡的選購要綜合考慮組網(wǎng)類型、計算機擴展槽類

4、型、使用環(huán)境、實現(xiàn)的 功能和要求、性價比等因素。（ 1）選擇性價比高的網(wǎng)卡（ 2）根據(jù)組網(wǎng)類型選擇網(wǎng)卡（ 3）根據(jù)工作站選擇合適總線類型的網(wǎng)卡（ 4）根據(jù)使用環(huán)境選擇網(wǎng)卡（ 5）根據(jù)特殊要求選擇網(wǎng)卡515網(wǎng)卡的安裝在計算機上安裝網(wǎng)卡的步驟如下：（ 1）首先將計算機后方的各種插頭和連線拆除，如果不熟悉這些線路的安 裝，應(yīng)記下每條線路的安裝位置與方式。（ 2）將主機外殼的螺絲卸下，再將外殼拆下。（ 3）確認網(wǎng)卡的總線接口。目前大部分網(wǎng)卡為PCI 總線。（ 4）在主板上找到相應(yīng)的空閑插槽。（ 5）在機殼后方對應(yīng)插槽位置上將阻隔的擋板拆除。（ 6）將網(wǎng)卡插入相應(yīng)的空閑插槽中，并稍微搖晃，確保網(wǎng)卡與插槽

5、接觸良 好。在主板上按插網(wǎng)卡時，一般采用先插后半部，再壓下前半部的方法； 如欲將網(wǎng)卡從主板上取下來，操作與插網(wǎng)卡正好相反，即一般采用先取 前半部，再取后半部的方法。（ 7）旋緊螺絲，固定機殼與網(wǎng)卡的連接。（ 8）將機殼安裝好，并接好拆下的插頭和連線。 安裝網(wǎng)卡以后，還必須安裝驅(qū)動程序網(wǎng)卡才能工作。52 集線器521. 集線器的功能集線器（HUB是一種連接多個用戶節(jié)點的設(shè)備，每個經(jīng)集線器連接的節(jié) 點都需要一條專用電纜， 集線器內(nèi)部采用電氣互連的結(jié)構(gòu)， 從某種意義可 以將集線器看作是多埠中繼器，其數(shù)據(jù)傳輸控制方式都是采用CDMA/CD方式，也就是說，集線器上所有的端口共享同一個帶寬。集線器在OSI

6、模型中也是處于物理層。522. 集線器的分類（1）按端口數(shù)量分類集線器端口數(shù)量有 5口、 8口、 12口、 16口、 24 口、 48口等，最常用的 是 24 口集線器。（2）按帶寬分類集線器按帶寬可分為 10Mbps 100Mbps 10M/100Mbps自適應(yīng)、1000Mbps 和100M/1000Mbps自適應(yīng)等。自適應(yīng)集線器又稱“雙速”集線器，其中內(nèi) 置了兩條總線， 分別工作在兩種速率下。（3）按可管理性分類 集線器按可管理性分為不可網(wǎng)管集線器（俗稱“傻HUB” 或啞集線器）和可管集線器 （也稱智能集線器 ） 。（ 4）按擴展能力分類集線器按擴展能力分為獨立集線器、堆疊式集線器。523

7、集線器的選擇 選擇集線器一般要考慮數(shù)據(jù)傳輸速率、 端口數(shù)、 可擴展性、 是否內(nèi)置交換 模塊、是否提供網(wǎng)管功能以及外形尺寸等方面。524集線器的連接（ 1）集線器常見端口集線器常見端口包括 RJ-45端口、BNC端口、AUI端口、光纖端口等。堆疊集線器還具有堆疊端口， 分別標注為“ UP和“ DOWN，其作用是 用來連接兩個堆疊集線器。（2）集線器的堆疊和級聯(lián) 集線器的堆疊將若干集線器用專用連接電纜通過堆疊端口連接起 （從一 臺集線器的“ UP堆疊端口直接連接到另一臺集線器的“ DOWN堆疊 端口），以實現(xiàn)單臺集線器端口數(shù)的擴充。集線器的級聯(lián)是指使用集線器普通的或特定的端口 （“級聯(lián)端口， 一

8、般標有“ UPLink ）來進行集線器間的連接。利用 Uplink 端口級聯(lián)使 用直通雙絞線， 利用普通端口級聯(lián)使用交叉雙絞線。 集線器間的級聯(lián)除 了能夠增加集線器的端口數(shù)量外，還可以增大局域網(wǎng)的范圍。53 交換機531. 網(wǎng)橋的作用與交換機的出現(xiàn)網(wǎng)橋（ Bridge ）也稱橋接器，是連接兩個局域網(wǎng)的存儲轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備，用它 可以完成具有相同或相似體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的連接。 網(wǎng)橋是數(shù)據(jù)鏈路層的連 接設(shè)備，是為各種局域網(wǎng)存儲轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)而設(shè)計的，它對節(jié)點用戶是透明的， 節(jié)點在其報文通過網(wǎng)橋時， 并不知道網(wǎng)橋的存在。 相對于集線器而言， 網(wǎng)橋 是比較復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備， 兩個網(wǎng)段分別連接到網(wǎng)橋的兩個端口時， 各網(wǎng)

9、段中 的廣播信號并不會越過網(wǎng)橋， 只有標明了發(fā)送給另一個網(wǎng)段的信號， 才會通 過網(wǎng)橋。后來，出現(xiàn)了多口網(wǎng)橋（如 90 年代初采用較多的美國 Starbridge 8口智能網(wǎng)橋產(chǎn)品） ，每一個端口可以連接一個網(wǎng)段。多口網(wǎng)橋雖然很好， 但由于網(wǎng)橋技術(shù)比較復(fù)雜， 多口網(wǎng)橋造價很高。 1993 年，局域網(wǎng)交換設(shè)備出現(xiàn),交換機按每一個包中的 MAC地址相對簡單地決策 信息轉(zhuǎn)發(fā)， 而這種轉(zhuǎn)發(fā)決策一般不考慮包中隱藏的更深的其他信息。 與多口 網(wǎng)橋不同的是交換機轉(zhuǎn)發(fā)延遲很小， 操作接近單個局域網(wǎng)性能， 遠遠超過了 普通橋接互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)之間的轉(zhuǎn)發(fā)性能。53 2. 三種交換技術(shù)（ 1）端口交換（ 2）幀交換：有直通交

10、換和存儲轉(zhuǎn)發(fā)兩種處理方式。（ 3）信元交換53 3. 局域網(wǎng)交換機的種類（ 1）按傳輸介質(zhì)和傳輸速率劃分 按照傳輸介質(zhì)和傳輸速率，交換機可分為以太網(wǎng)交換機、千兆以太網(wǎng) 交換機、FDDI交換機、ATM交換機和令牌環(huán)交換機等多種。（ 2）按應(yīng)用領(lǐng)域劃分 按照應(yīng)用領(lǐng)域，交換機可分為工作組交換機、部門級交換機和企業(yè)級 交換機。534局域網(wǎng)交換機的選擇 局域網(wǎng)交換機最主要的指標是端口的配置、 數(shù)據(jù)交換能力、 包交換速度 等因素。在選擇交換機時要注意：外形尺寸、 可管理性、 端口帶寬及類型以及系統(tǒng)的擴展能力、 主干線連 接手段、 交換機總交換能力、是否需要路由選擇能力、是否需要熱切換 能力、是否需要容錯能

11、力、能否與現(xiàn)有設(shè)備兼容等因素。535交換機應(yīng)用中幾個值得注意的問題（1）交換機網(wǎng)絡(luò)中的瓶頸問題（2）網(wǎng)絡(luò)中的廣播幀（3）虛擬網(wǎng)的劃分536三層交換機（1）. 三層交換機的工作原理三層交換是相對于傳統(tǒng)的交換概念而提出的。 傳統(tǒng)的交換技術(shù)是在 OSI 網(wǎng)絡(luò)參考模型中的第二層（即數(shù)據(jù)鏈路層）進行操作的，而三層交 換技術(shù)是在網(wǎng)絡(luò)模型中的第三層 （網(wǎng)絡(luò)層 ） 實現(xiàn)了數(shù)據(jù)包的高速轉(zhuǎn)發(fā)， 可 以簡單地將三層交換機理解為由一臺路由器和一臺二層交換機構(gòu)成。（ 2） . 三層交換機的用途1）用于網(wǎng)絡(luò)骨干2）用于連接子網(wǎng)54路由器路由器工作在 OSI 開放式互連模式的第三層網(wǎng)絡(luò)層， 路由器在網(wǎng)絡(luò)互連中起著 至關(guān)重要

12、的作用，主要用于局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)的互連。541路由器的功能路由器是一種用于路由選擇的專用設(shè)備， 它的工作是記住和跟蹤其它網(wǎng)絡(luò)的情 況，通 過一個接口接收一個包并將它從另一個（或同一個）接口發(fā)向正確的目 的地，即路由器就是為信息尋找到達目標節(jié)點的工具。路由器的主要功能為：路徑選擇、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)（又稱為交換）和數(shù)據(jù)過濾。路 由器的功能可以由硬件來實現(xiàn)，也可以由軟件來實現(xiàn)，或者是兩者結(jié)合來實現(xiàn)。542路由選擇 路徑選擇：路由器的主要工作就是為經(jīng)過路由器的每個數(shù)據(jù)幀尋找一條最佳 傳輸路徑， 并將數(shù)據(jù)有效地傳送到目的站點。 為了完成這項工作， 在路由器中保 存著各種傳輸路徑的相關(guān)數(shù)據(jù)路由表， 供路由選擇時使用

13、。 路由表中保存著 子網(wǎng)的標志信息、 網(wǎng)上路由器的個數(shù)和下一個路由器的名字等內(nèi)容。 路由選擇就 是從路由表中尋找一條將數(shù)據(jù)包從源主機發(fā)送到目的主機的傳輸路徑的過程。 路由表分為靜態(tài)路徑表和動態(tài)路徑表。5 43路由協(xié)議 路由協(xié)議是指路由選擇協(xié)議，是實現(xiàn)路由選擇算法的協(xié)議。網(wǎng)絡(luò)互連中常用的路由協(xié)議有：RIP (路由信息協(xié)議)、OSPF(開放式最短路徑優(yōu)先協(xié)議)、IGRP(內(nèi)部網(wǎng)關(guān)路由協(xié)議)等。其中，RIP是基于距離向量的路由協(xié)議，在 RIP 中，路由器檢查從源路由器到目的路由器的每條路徑，并選擇站點數(shù)最少的路徑到達目的地。544路由器的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)當一個路由器收到一個 IP 數(shù)據(jù)包時， 它將根據(jù)數(shù)據(jù)包

14、中的目的 IP 地址查找路由 表，根據(jù)查找的結(jié)果將此 IP 數(shù)據(jù)包送往對應(yīng)端口。 下一臺 IP 路由器收到數(shù)據(jù)包后繼 續(xù)轉(zhuǎn)發(fā)，直至發(fā)到目的地。路由器的另外一個重要作用就是充當過濾器， 將來自對方網(wǎng)絡(luò)的不需要的數(shù)據(jù)阻 止在網(wǎng)絡(luò)之外，進而減少網(wǎng)絡(luò)之間的通信量。555路由器的種類(1)按支持網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的能力分類 按支持網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的能力可把路由器分為單協(xié)議路由器、多協(xié)議路由器。( 2 )按工作位置分類按工作位置路由器可分為訪問 (Access) 路由器和邊界 (Boundary) 路由器。( 3 )按連接規(guī)模和能力分類 按連接規(guī)模和能力路由器可分為區(qū)域路由器、企業(yè)路由器和園區(qū)路由器等。556路由器的選擇在

15、選擇路由器時，需要考慮管理方式、多協(xié)議支持、安全性、地址轉(zhuǎn)換功能等因素。5.5 其他網(wǎng)絡(luò)設(shè)備簡介5.5.1 調(diào)制解調(diào)器1. 調(diào)制解調(diào)器的功能計算機通過電話撥號上網(wǎng)時， 需要有能將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬信號及模擬信 號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號的轉(zhuǎn)換裝置， 前者叫調(diào)制， 后者叫解調(diào)， 把兩種功能做在同一 臺設(shè)備上，就叫調(diào)制解調(diào)器，即Modem。通過普通電話線傳輸數(shù)據(jù)的 Modem乍為連接PC機和網(wǎng)絡(luò)的主要設(shè)備，具有使用 方便、價格適中、功能齊全的特點，對 Internet 的普及和發(fā)展起到了極其重要 的乍用。2. 調(diào)制解調(diào)器的分類調(diào)制解調(diào)器可以分為外置式 MODE、內(nèi)置式 MODEMUSB MODE以及PCMC

16、IA 接口的MODEM5.5.2 中繼器1. 中繼器的乍用中繼器(RP, repeater )是連接網(wǎng)絡(luò)線路的一種裝置，它在OSI參考模型中的位置是最底層物理層， 只是起到一個放大信號、 延伸傳輸介質(zhì)的乍用， 與高層協(xié)議無關(guān)。2. 中繼器的特點 常用于兩個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點之間物理信號的雙向轉(zhuǎn)發(fā)工作， 負責在兩個節(jié)點物理層 上按位傳遞信息， 完成信號的復(fù)制調(diào)整和放大功能， 以此來延長網(wǎng)絡(luò)段的長 度或?qū)蓚€網(wǎng)絡(luò)段連接在一起。5.5.3 收發(fā)器 收發(fā)器就是接收信號、發(fā)送信號的設(shè)備。 其作用是完成不同的網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)、傳輸形式之間的互聯(lián)。收發(fā)器的種類很多， 包括：光纖 - 雙絞線收發(fā)器、同軸電纜收發(fā)器、 衛(wèi)星收發(fā)器、 微波收發(fā)器等等。5.5.4 ISDN 終端適配器ISDN 是一種新的傳輸線路，當通過 ISDN 傳輸數(shù)據(jù)時，必須配置一臺 ISDN Terminal Adapter ，即ISDN終端適配器，簡稱 TA,它的作用主要是將 PC或模 擬語音信號調(diào)制成ISDN標準的幀。小結(jié)：在計算機網(wǎng)絡(luò)中,為了實現(xiàn)互相通信的功能,就必須用到各種