《网络扩展与互联》PPT课件

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1、网络互联设备网络互联主要在四个层次上进行：物理层—中继器、HUB数据链路层—网桥、交换机网络层—路由器传输层及以上—网关（协议转换器）、网络接口卡NIC网络接口卡（网卡）是连接主机与网络的基本设备每台主机都应配置一个或多个网卡；每个网卡都有一个（或多个）网络接口；不能独立工作，必须依赖于宿主主机。网卡工作在物理层和数据链路层；连接不同的局域网需要使用不同的网卡以太网卡令牌环网卡FDDI网卡ATM网卡1.网卡的功能介质访问控制CSMA/CD：进行载波侦听，确定能否发送数据或接受数据，以及进行冲突处理等工作；封装/解封装数据帧的封装：

2、为数据加上帧头、PAD、CRC等控制字段；数据帧的解封装：对收到帧进行CRC校验并将控制字段去掉；数据编码/解码数据编码：将数据转换为适合网络介质传输的信号形式；数据解码：收到的信号解释为对应的数据；数据发送/接收发送数据：将主机的并行数据转换成串行位流，并通过MAC进行发送；接收数据：通过MAC接收信号，经解码后由串行位流转换成并行数据；数据缓存匹配主机数据处理速率与网络的传输速率不一致问题。2.网卡的结构载波检测部件：检测介质上有否载波信号；曼彻斯特编码/解码器：对发送的数据编码，变换成适合于在LAN上传输的信号或把接收的信号

3、解码为二进制数据；发送/接收部件：负责信号的发送、接收；数据缓冲区：缓冲数据；主机总线接口部件：与主机数据流交换；CPU(部分网卡有)：增强网卡智能化，减少网络传输对主机CPU的依赖，提高传输效率；LAN管理部件：网络管理。网卡地址：即网卡的物理地址，或称为MAC地址，全球统一分配，固化在网卡硬件中（有些网卡可由用户修改）；配置参数（跳线设置/软件设置/PnP）--中断请求号IRQ（一般为3）；--I/O基地址I/OBase（一般为300H）；--存储器基地址MemoryBase(一般为C000H)；--全双工/半双工；--传输速

4、率（仅10/100Mbps双速网卡可选）。3．网卡的配置参数4、以太网卡的类型1、中继器(Repeater)/收发器由于介质的有效传输距离是有限的，中继器/hub的作用通过对传输信号进行整形放大处理，达到延长信号传输距离、提高通信速率的目的；在物理层实现对信号传输的延伸；主要特点：--不进行存储——信号延迟小；--不检查错误——会扩散错误；--不对信息进行任何过滤；--只能互联相同类型的网络；--可进行介质转换——如粗缆转换为细缆；--中继器连接的网段属于同一个网络；--简单、成本低，主要用于同轴电缆组网中。中继器(Repeate

5、r)/HUB网络层链路层物理层传输层应用层网络层链路层物理层传输层应用层物理层物理层中继器集线器电缆段2电缆段1多端口的中继器，工作在物理层；功能：信号整形和放大，在网段之间复制比特流；可认为它是将总线折叠到铁盒子中的集中连接设备特点：--具有与中继器同样的特点；--可改变网络物理拓扑形式：总线连接→星形连接；--逻辑上仍是一个总线型共享介质网络。2、集线器(HUB)HUB独立式（Standalone）固定端口配置，扩充时用级连的方法。堆叠式（Stackable）固定配置，用堆叠方法进行扩充——堆叠连接在一起的HUB在逻辑相当于一

6、台单独的HUB，可统一管理。模块化（Module）又称机箱式，由一台带有底板、电源的机箱和若干块多端口的接口卡组成。可灵活按需配置，通过插入不同的插卡满足需求。集线器的类型：网桥(Bridge)共享信道LAN的缺点：多个站点同时发送数据时会造成冲突，信道利用率30—40%；网络中站点越多，冲突现象越严重；如果网络总带宽为BW，n个站点平均拥有的带宽为：BW/n。解决的方法提高网络传输速度——没有从根本上解决问题；增加了网络的总体带宽；网络分段：减少每个网段中站点数量,使冲突概率减小；实现网络分段的设备：网桥、交换机、路由器网桥和交

7、换机可以隔离冲突域；路由器不仅可以隔离冲突域，还能隔离广播域。HUBHUB广播域冲突域冲突域网桥或网络交换机HUB冲突域/广播域网段2网段1总带宽:BW*2节点带宽:BW/4总带宽:BW节点带宽:BW/8广播域网络上所有能够接收到同样广播包的设备的集合。冲突域网络中任意两个设备同时发送数据都将会产生冲突的设备的集合。1、网桥(Bridge）的工作原理定义：网桥用于在链路层连接两个局域网的一种存储转发设备，工作在数据链路层。功能：可以扩展网络的物理距离；在不同的网段之间进行互联，并能对数据帧进行转换与过滤；通过过滤，有助于信息的保密

8、:目的地址过滤源地址过滤协议包过滤网桥交换机原理：通过逆向学习维持一张MAC表，记录到达某主机的转发端口；当收到一个数据包后，分析包中的目的MAC地址，并查表转发相应端口；如果在表中查不到目的地址对应的端口，则向所有端口转发（除收到帧的端口外）。M