第4章--網絡設備概要第一頁，共58頁。本章要點傳輸介質網絡互聯設備（網卡、中繼器、集線器、網橋、交換機、路由器、網關）網絡綜合設備第二頁，共58頁。4.1傳輸介質傳輸介質分兩類

有線雙絞線、同軸電纜、光纖

無線微波、衛星、紅外線、激光

第三頁，共58頁。1．雙絞線

每一對雙絞線由絞合在一起的相互絕緣的兩根銅線組成，直徑約為1mm。如：電話線，有兩對（四芯）雙絞線的，也有一對（兩芯）的。雙絞線可用于傳輸模擬信號和數字信號。傳輸速率與線的粗細、長短有關，線的直徑越大，傳輸距離越短，則傳輸速率越高。分兩種：非屏蔽雙絞線（UTP）屏蔽雙絞線（STP）第四頁，共58頁。非屏蔽雙絞線（UTP）

有五種質量級別（即1、2、3、4、5類），5類最好，通常用3類、5類。3類：10Mbps以下的數據傳輸5類：100Mbps快速以太網、150Mbps的ATM

特點：

抗干擾能力差價格便宜安裝方便，適用于點到點連接和多點連接，傳輸距離100米

第五頁，共58頁。屏蔽雙絞線（STP）

是在雙絞線的外面再加上一個用金屬絲編織成的屏蔽層。

特點：抗干擾能力強，誤碼率低，傳輸速率較高。支持遠距離傳輸（十幾千米）和有較多網絡結點的場合。第六頁，共58頁。雙絞線連接器的連接方式非屏蔽雙絞線通常使用RJ45連接器EIA568A芯1芯2芯3芯4芯5芯6芯7芯8白綠

綠白橙

藍白藍

橙白棕

棕EIA568B芯1芯2芯3芯4芯5芯6芯7芯8白橙橙白綠藍白藍綠白棕

棕第七頁，共58頁。兩種常用的雙絞線跳線類型直通線：適用于主機到Hub或主機到交換機，雙絞線的兩端需同時選用A類接法或B類接法。

交叉線：適用于同類設備連接，如：主機到主機、Hub到Hub等，雙絞線的一端應采用A類接法，另一端應采用B類接法。

第八頁，共58頁。2．同軸電纜

由同軸的內外兩個導體組成，內導體是一根金屬線，外導體是一根圓柱形的套管，一般是細金屬線編織的網狀結構，內外導體之間有絕緣層。

用同軸電纜作為傳輸介質還需要：兩端的終結器（50歐姆或75歐姆）中間連接需要收發器、T形頭、筒形連接器等

可分為

基帶同軸電纜（50歐姆同軸電纜）

寬帶同軸電纜（75歐姆同軸電纜）

第九頁，共58頁。基帶同軸電纜常用于局域網。可分為

細纜——一般不超過180m

粗纜——一般不超過500m

要加長需接中繼器

優點：抗干擾性強，支持多點連接缺點：物理可靠性不好，極易出故障

第十頁，共58頁。寬帶同軸電纜常用于高帶寬數據通信，支持多路復用。如：有線電視

第十一頁，共58頁。3.光纖

按使用場合可分為

室外光纖——需防水、防曬、防壓、防化學腐蝕等

室內光纖——主要考慮靈活

按光線傳播的角度可分為

單模光纖——纖芯較細多模光纖——纖芯較粗第十二頁，共58頁。單模光纖和多模光纖特性比較多模單模適合近距離低速度傳輸適合遠距離高速度傳輸芯粗芯細價格較低價格昂貴散射大，效率較低散射小，效率較高第十三頁，共58頁。光纖和一般電線傳輸的最大不同之處：光纖截面積小；光纖材料為玻璃，具不導電特性；光纖使用光線來傳輸信號，電線用電來傳送信號。第十四頁，共58頁。光纖的特點：傳輸速率高；傳輸損耗小；抗電磁干擾性強，誤碼率低；保密性好，不易被竊聽；重量輕，體積小，鋪設容易；分接線路不易；造價很高。第十五頁，共58頁。鋪設光纖的成本：室外光纖（占總成本的大部分）；室內光纖（占總成本的小部分）；連接室內和室外光纖——熔接（略高于室內光纖成本）

第十六頁，共58頁。雙絞線、同軸電纜、光纖特性比較類型特性雙絞線同軸電纜光纖電纜基帶寬帶頻寬1~10M3~50M150~400M2G以上噪聲免疫力差高頻時高，低頻時低較基頻差良好，較雙絞線同軸電纜佳安裝維修價格最低便宜中等昂貴安全保密性最低中等優于基頻最佳第十七頁，共58頁。4.無線傳輸介質

有線傳輸介質需鋪設線路，且不能隨意移動。無線傳輸介質不需鋪設傳輸線，允許設備在一定范圍內移動，適合邊遠山區等難于鋪設傳輸線的地區。常用有三種：微波與衛星通信紅外線通信激光通信第十八頁，共58頁。微波與衛星通信微波的頻率范圍：100MHz-10GHz微波的特點：頻率高，頻段范圍很寬，故微波信道的容量很大；微波能穿透電離層而不反射到地面，故只能直線傳播，因為地球是圓的，因此微波的傳播距離受到限制。有兩種通信方式地面微波接力通信——地面微波中繼站衛星通信——微波中繼站放在人造衛星上以上兩種通信方式相同點：頻帶寬，容量大，信號所受干擾小，通信穩定。不同點：衛星傳播時延大。第十九頁，共58頁。紅外線通信用紅外線來傳輸信號發送端：有紅外線發送器接收端：有紅外線接收器發送端與接收端之間必須在可視范圍內，中間不允許有障礙物。特點具有很強的方向性，很難竊聽，但傳輸距離有限。如：掌上電腦與主機連接第二十頁，共58頁。激光通信利用激光來傳輸信號，即將激光束調制成光脈沖，以傳輸數據。配置一對激光收、發器優點難于竊聽，不易被干擾缺點不能傳太遠，易受環境影響，有少量污染。第二十一頁，共58頁。網卡網卡即網絡接口卡，是計算機的硬件。網卡的分類：1）支持的網絡類型以太網卡、令牌環網卡、ATM網卡2）接口類型ISA網卡、PCI網卡、EISA網卡3）連接介質RJ-45接口、BNC接口、AUI接口4）用途服務器網卡、工作站網卡、無線網卡、筆記本網卡5）發送速率10Mbps網卡、100Mbps網卡、10/100Mbps網卡第二十二頁，共58頁。一般網卡第二十三頁，共58頁。無線網卡第二十四頁，共58頁。無線上網卡第二十五頁，共58頁。網卡的功能1、實現局域網中傳輸介質的物理連接和電氣連接2、代表一個固定的地址3、執行網絡控制命令4、實現OSI模型中的數據鏈路層的功能5、對傳送和接收的數據進行緩沖6、按照OSI協議網絡層傳輸的接口標準，實現規定的功能第二十六頁，共58頁。總結網卡的主要功能有以下三個：1.數據的封裝與解封：發送時將上一層交下來的數據加上首部和尾部，成為以太網的幀。接收時將以太網的幀剝去首部和尾部，然后送交上一層；

2.鏈路管理：主要是CSMA/CD協議的實現；

3.編碼與譯碼：即曼徹斯特編碼與譯碼。

第二十七頁，共58頁。網卡的工作原理對傳送和接收的數據進行緩沖第二十八頁，共58頁。選購網卡選購網卡時考慮的因素：網絡類型：現在比較流行的有以太網，令牌環網，ATM網，FDDI網等，選擇時應根據網絡的類型來選擇相對應的網卡。

傳輸速率：應根據服務器或工作站的帶寬需求并結合物理傳輸介質所能提供的最大傳輸速率來選擇網卡的傳輸速率。以以太網為例，可選擇的速率就有10Mbps，10/100Mbps，1000Mbps，甚至10Gbps等多種，但不是速率越高就越合適。例如，為連接在只具備100M傳輸速度的雙絞線上的計算機配置1000M的網卡就是一種浪費，因為其至多也只能實現100M的傳輸速率。第二十九頁，共58頁。

總線類型：計算機中常見的總線插槽類型有：ISA、EISA、VESA、PCI和PCMCIA等。在服務器上通常使用PCI或EISA總線的智能型網卡，工作站則采用可用PCI或ISA總線的普通網卡，在筆記本電腦則用PCMCIA總線的網卡或采用并行接口的便攜式網卡。目前PC機基本上已不再支持ISA連接，所以當為自己的PC機購買網卡時，千萬不要選購已經過時的ISA網卡，而應當選購PCI網卡。

網卡支持的電纜接口：網卡最終是要與網絡進行連接，所以也就必須有一個接口使網線通過它與其它計算機網絡設備連接起來。不同的網絡接口適用于不同的網絡類型，目前常見的接口主要有以太網的RJ-45接口、細同軸電纜的BNC接口和粗同軸電AUI接口、FDDI接口、ATM接口等。而且有的網卡為了適用于更廣泛的應用環境，提供了兩種或多種類型的接口，如有的網卡會同時提供RJ-45、BNC接口或AUI接口。價格與品牌：不同速率、不同品牌的網卡價格差別較大

第三十頁，共58頁。集線器集線器（Hub）主要指共享式集線器。它工作于OSI(開放系統互聯參考模型)參考模型第一層，即“物理層”。集線器與網卡、網線等傳輸介質一樣，屬于局域網中的基礎設備。第三十一頁，共58頁。集線器分類：按結構和功能分類，可分為：1、獨立型共享式集線器最簡單的集線器通過以太網總線提供中央網絡連接，以星形的形式連接起來。沒有管理軟件或協議來提供網絡管理功能，這種集線器可以是無源的，也可以是有源的，有源集線器使用得更多。2、堆疊式集線器堆疊集線器是稍微復雜一些的集線器。堆疊式集線器最顯著的特征是8個轉發器可以直接彼此相連。這樣只需簡單地添加集線器并將其連接到已經安裝的集線器上就可以擴展網絡。3、模塊化集線器模塊化集線器一般都配有機架，帶有多個卡槽，每個槽可放一塊通信卡，每個卡的作用就相當于一個獨立型集線器，多塊卡通過安裝在機架上的通信底板進行互連并進行相互間的通信。

第三十二頁，共58頁。集線器的功能集線器的英文稱為“Hub”。“Hub”是“中心”的意思，集線器的主要功能是對接收到的信號進行再生整形放大，以擴大網絡的傳輸距離，同時把所有節點集中在以它為中心的節點上。它工作于OSI(開放系統互聯參考模型)參考模型第一層，即“物理層”。集線器與網卡、網線等傳輸介質一樣，屬于局域網中的基礎設備，采用CSMA/CD（一種檢測協議）訪問方式。

第三十三頁，共58頁。網橋網橋的定義網橋是一種基于物理地址來過濾、存儲和轉發數據幀的互連設備。網橋將兩個相似的網絡連接起來。它一般由軟件和硬件組成，工作于數據鏈路層。第三十四頁，共58頁。網橋的分類1、按網橋硬件所處的位置分類內部網橋和外部網橋2、按網橋分布的地理范圍分類近程網橋和遠程網橋近程網橋聯通兩個相鄰的局域網段；遠程網橋被用來連接兩個或多個相距較遠的LAN。比如，某個公司分布在多個城市中，該公司在每個城市中均有一個本地的LAN，最理想的情況就是所有的LAN均連接起來，整個系統就像一個大型的LAN一樣。第三十五頁，共58頁。網橋的特點1、網橋工作在數據鏈路層，對高層協議是透明的。能夠轉發任何網絡層協議的數據流。是一種存儲轉發設備。2、網橋與網絡層無關。轉發所以廣播幀，沒有隔離廣播信息的能力。3、網橋能夠互聯不同的網絡，在不同的局域網之間提供轉換功能。第三十六頁，共58頁。網橋的工作原理當使用網橋連接兩段LAN時，網橋對來自網段1的MAC幀，首先要檢查其終點地址。如果該幀是發往網段1上某一站的，網橋則不將幀轉發到網段2，而將其濾除；如果該幀是發往網段2上某一站的，網橋則將它轉發到網段2.這表明，如果LAN1和LAN2上各有一對用戶在本網段上同時進行通信，顯然是可以實現的。

第三十七頁，共58頁。交換機交換機的英文名稱之為“Switch”，它是集線器的升級換代產品，從外觀上來看的話，它與集線器基本上沒有多大區別，都是帶有多個端口的長方形盒狀體。交換機是按照通信兩端傳輸信息的需要，用人工或設備自動完成的方法把要傳輸的信息送到符合要求的相應路由上的技術統稱。廣義的交換機就是一種在通信系統中完成信息交換功能的設備。

第三十八頁，共58頁。交換機第三十九頁，共58頁。交換機和網橋一樣，工作在第二層。交換機可以根據MAC地址決定數據的轉發。交換機與集線器不同點：交換機接收到的源地址的數據包轉發到目的端口所在的網絡接口上。集線器接收到的源地址的數據包轉發到所有端口，所有設備都能收到數據包。第四十頁，共58頁。交換機具有多個沖突域，有幾個端口就有幾個沖突域；集線器有卻只有一個沖突域；交換機每個端口都通過唯一的一個節點與一個段相連，所以節點和段享有完全的帶寬集線器不能夠。第四十一頁，共58頁。交換機的類型1、獨立交換機2、模塊化交換機3、可堆疊式交換機第四十二頁，共58頁。交換機的選購1、按應用規模選擇2、從技術角度選擇3、支持的MAC地址數量第四十三頁，共58頁。第四十四頁，共58頁。三種交換技術1、端口交換最早應用2、幀交換目前應用最廣的局域網交換技術；1】直通交換2】存儲轉發3、信元交換ATM局域網第四十五頁，共58頁。路由器路由器又稱為選徑器，是網絡層互聯設備，主要用于局域網—廣域網互聯。第四十六頁，共58頁。路由器的分類1、近程路由器和遠程路由器近程路由器用來連接本地網絡的傳輸介質，例如：光纖、雙絞線、同軸電纜遠程路由器用來連接遠程介質和設備，例如：電話線要求配調制解調器。2、靜態路由器和動態路由器靜態路由器管理員可以修改網絡的路徑表。動態路由器自動修改路由器信息。3、單協議路由器和多協議路由器單協議路由器連接的兩個網絡的網絡層的路由協議必須是一樣多協議路由器可以連接使用不同路由通信協議的網絡。第四十七頁，共58頁。路由器的主要特點特點如下：1、路由器可以互聯不同的協議、不同的傳輸介質、不同的拓撲結構和不同的傳輸速率的異種網。廣泛用于LAN—WAN—LAN2、路由器工作在網絡層，他與網絡層協議有關。3、對大型網絡進行微段化，將分段后的網絡用路由器連接。可以提高網絡性能，提高網絡帶寬的目的。第四十八頁，共58頁。路由器的基本工作原理路由器具備兩個最基本的功能，即

路由選擇和數據轉發。路由選擇是一個相當復雜的問題。

路由選擇是網絡中所有節點共同協調工作的結果。當網絡發生擁塞時，尤其需要能緩解這種擁塞的路由策略，但恰恰在這種條件下，更難從網絡中其他節點獲得所需的路由信息。

路由器轉發數據默認方式是NAT方式

簡單點來說就是上網需要IP地址但是你家有兩臺電腦只有一個帳號不能獲得兩個地址那么就在路由上開NAT把ISP（例如電信）給的IP地址分配給路由

把你的兩臺電腦映射到路由上去所以在外面看只有一臺電腦是路由替這兩臺電腦去連接的然后再吧信息發送給你們等于路由是個中介而外面是看不到你里面的兩臺電腦的第四十九頁，共58頁。調制解調器MOdulator/DEModulator(調制器/解調器)的縮寫。它是在發送端通過調制將數字信號轉換為模擬信號，而在接收端通過解調再將模擬信號轉換為數字信號的一種裝置。第五十頁，共58頁。計算機內的信息是由“0”和“1”組成數字信號，而在電話線上傳遞的卻只能是模擬電信號。于是，當兩臺計算機要通過電話線進行數據傳輸時，就需要一個設備負責數模的轉換。這個數模轉換器就是Modem。計算機在發送數據時，先由Modem把數字信號轉換為相應的模擬信號，這個過程稱為“調制”。經過調制的信號通過電話載波傳送到另一臺計算機之前，也要經由接收方的Modem負責把模擬信號還原為計算機能識別的數字信號，這個過程稱為“解調”。正是通過這樣一個“調制”與“解調”的數模轉換過程，從而實現了兩臺計算機之間的遠程通訊。第五十一頁，共58頁。網關網關(Gateway)又稱網間連接器、協議轉換器。網關在傳輸層上以實現網絡互連，是最復雜的網絡互連設備，僅用于兩個高層協議不同的網絡互連。網關的結構也和路由器類似，不同的是互連層。網關既可以用于廣域網互連，也可以用于局域網互連。網關是一種充當轉換重任的計算機系統或設備。在使用不同的通信協議、數據格式或語言，甚至體系結構完全不同的兩種系統之間，網關是一個翻譯器。與網橋只是簡單地傳達信息不同，網關對收到的信息要重新打包，以適應目的系統的需求。同時，網關也可以提供過濾和安全功能。大多數網關運行在OSI7層協議的頂層--應用層。第五十二頁，共58頁。網關第五十三頁，共58頁。大家都知道，從一個房間走到另一個房間，必然要經過一扇門。同樣，從一個網絡向另一個網絡發送信息，也必須經過一道“關口”，這道關口就是網關。顧名思義，網關(Gateway)就是一個網絡連接到另一個網絡的“關口”。

按照不同的分類標準，網關也有很多種。TCP/IP協議里的網關是最常用的，在這里我們所講的“網關”均指TCP/IP協議下的網關。第五十四頁，共58頁。那么網關到底是什么呢？網關實質上是一個網絡通向其他網絡的IP地址。比如有網絡A和網絡B，網絡A的IP地址范圍為“192.168.1.1~192.168.1.254”，子網掩碼為255.255.255.0；網絡B的IP地址范圍為“192.168.2.1~192.168.2.254”，子網掩碼為255.255.255.0。在沒有路由器的情況下，兩個網絡之間是不能進行TCP/IP通信的，即使是兩個網絡連接在同一臺交換機(或集線器)上，TCP/IP協議也會根據子網掩碼(255.255.255.0)判定兩個網絡中的主機處在不同的網絡里。而要實現這兩個網絡