第3章局域网设备及组网配置方案(2014)

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1、局域网技术与局域网组建主讲人：陶晓玲第3章局域网设备及组网配置方案本章主要内容：3.1中继器3.2集线器3.3网桥3.4二层交换机3.5路由器3.1中继器由于存在损耗，在线路上传输的信号功率会逐渐衰减，衰减到一定程度时将造成信号失真，因此会导致接收错误。中继器就是为解决这一问题而设计的。中继器（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。中继器是最简单的一种网络互联设备，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

2、。按媒体的不同有光纤、双绞线、同轴电缆等各种类型的中继器，图3-1是一款单模光纤到单模光纤的信号中继器，主要实现光信号在单模光纤与单模光纤介质之间的透明传输，使光信号在1310nm单模光纤上可以传输到距离40公里及以上。3.1中继器在10M总线型以太网中，5-4-3规则指的是网络中可划分5个网段，可用4个中继器连接，最多只有3个网段允许有设备，可以挂接计算机，其他2个网段只是延长网络传输距离。在100M以太网中，最多可用两个中继器。中继器能延长网络，但由于时间的延迟，中继器不能用于连接远程网络。不同厂家的光纤中继器(分单模或多

3、模),所能延长的传输距离各不相同。理论上光纤中继器的个数不受到限制，但在实际应用中最多使用一个光纤中继器。中继器所连接的网络在同一冲突域和同一个广播域内。3.1中继器集线器（Hub）就是多口中继器，它是星形以太网拓扑结构中的共享设备，主要提供信号放大和中转的功能，它把从一个端口接收到的信号向其它所有端口分发出去。集线器有多种接口方式：与双绞线连接使用RJ45接口；与细缆连接使用BNC接口；与粗缆连接使用AUI接口；与光纤连接，可选ST、SC、FC光接口。3.2集线器如图所示：3.2集线器图3-2RS232/422/485转多路

4、光纤集线器（ST接口）如图3-2所示：型号ME-M277-S8F为1路RS-232/RS-485（RS-422）转八路单模光纤转换器。3.2集线器集线器的工作机制：集线器没有上联设备仅作为星形共享设备时，它从一个端口接收到数据信号，由于信号从源端口到集线器的传输过程中已有了衰减，所以集线器将该信号进行整形放大，使被衰减的信号再生(恢复)到发送时的状态，然后转发到其他所有处于工作状态的端口上。当集线器与上联设备(如交换机)相联时，同一集线器中的各端口之间不直接进行通信，而是通过上联设备再将信息广播到所有的端口上。因此，同一集线器

5、的两个不同端口之间进行通信时，都必须经过两步操作：第一步是将信息上传到上联设备；第二步是上联设备再将该信息广播到所有端口上。3.2集线器集线器的主要功能特点：从OSI体系结构上看，集线器属于物理层设备，它无法处理数据传输过程中的丢弃、延时、碎片等现象，也不能保证数据传输的准确性和完整性。从工作方式上看，集线器采用CSMA/CD算法，它接收某站点发出的信息，经放大后，向其它所有端口上的计算机广播。对一些大型网络来说，容易产生广播风暴，降低网络传输效率。集线器和其所有接口所接的主机共同构成了一个冲突域和一个广播域。3.2集线器从带

6、宽上看，集线器的所有端口共享带宽，只有一个端口能够进行数据传输工作，其它端口必须等待。因此，端口与端口之间容易产生冲突。同时集线器只能在半双工模式下工作。从维护角度上看，对端口上连接的所有工作站采用集中式管理。当连接在集线器某一端口上的计算机或网线出现故障时，不会影响整个网络运行。通过集线器上的指示灯，很快就能进行故障定位。3.2集线器3.3网桥网桥不仅能延长网络传输距离，而且还能作为两个网络的桥梁，使两个不同网络中的计算机相互通信。网桥工作在数据链路层，根据MAC地址进行转发。3.3.1网桥的工作机制图3-3网桥连接的共享式

7、以太网当主机1向主机2发送数据时(1)先检测HUB1是否空闲，若空闲则发送数据，否则等待。(2)发送后，HUB1将向除主机1相连端口之外的所有其它端口发送数据帧。(3)当此数据帧到达主机2，被主机2接收。同时此数据帧到达网桥，网桥查看自己的MAC地址与端口的对照表，从中发现主机2和主机1都在自己的同一个端口上（源端口与目标端口相同），随即将此帧丢弃（此过程称为过滤，以减少网络流量）。因此HUB2不会收到此数据帧。3.3.1网桥的工作机制当主机1向主机3发送数据时，其数据传输过程与前述相同。网桥接收到数据帧后，查看自己的MAC地

8、址与端口的对照表，发现主机3在自己的另一端口上，与主机1不在同一网段内，于是转发此数据帧到HUB2，由HUB2向自己的所有端口广播，从而主机3和主机4均可接收到该数据帧。从网桥的工作机制可知，网桥可以将一个冲突域分割为两个，HUB1与HUB2分属不同冲突域，每个冲突域共享自己