计算机网络设备教案

网络连接设备导学案

教学目标

1、理解网卡的作用；

2、理解中继器、集线器、路由器、网关、网桥和交换机的作用；

3、理解调制解调器、ADSL的作用。

重点难点

1、

知识精讲

网络设备按照其主要用途可以分为三大类：第一类是接入设备，用于计算机与计算机网络进行连接的设备，常见的有网络接口卡、调制解调器等，第二类是网络互联设备，用于实现网络之间的互联，主要设备有中继器、路由器、交换机、集线器等，第三类是网络服务设备，用于提供远程网络服务的设备，如拨号访问服务器、网络打印机等。

一、网络互连的目的

网络互连的目的是使不同计算机或网络上的用户能彼此通信，从而实现更大范围的资源共享。其主要内容是网络扩展，而网络扩展的主要原因可能是：

?将独立的计算机系统连成网络或接入某个外部网络以共享彼此的资源或获得某种服务?扩展网络覆盖范围

?形成更大的网络

?提高网络的性能

二、网络接入设备

1．网卡

计算机与网络相连的接口电路称为网卡，又称为网络适配器（Network Interfaces Card，简称“NIC”），它主要起着对网络发送数据、控制数据、接受并转换数据的功能。网卡具备两个技术：一是网卡驱动程序；二是I/O技术。网卡驱动程序的作用是使网卡与网络操作系统兼容，以实现网络通信。一般它安装在网络计算机或服务器的扩展槽中，是LAN的接入设备，充当计算机和网络之间的物理接口。

①功能

?并行数据与串行数据的转换

?数据包的装配拆装

?网络的存取控制

?数据传输前、后的缓存

?网络信号的产生等。

计算机中常用的每一个以太网卡都有一个全球惟一的网卡地址，它是一个长度为48位的二进制数，它为计算机提供了一个有效的物理地址。

②分类：

根据带宽（传输速率）分：10M、100M、10/100M自适应和千兆位网卡。

根据总线接口类型分：ISA、EISA、PCI、PCI-X、PCMCIA及USB总线网卡。

根据用途分：工作站网卡、服务器网卡、笔记本网卡。

根据网络体系结构分：A TM网卡、令环牌网卡、以太网卡。

按网络接口划分：RJ-45接口网卡、BNC接口网卡、AUI接口网卡、FDDI接口网卡、光纤网卡和无线网卡

一般来讲，10M网卡多为ISA总线，100M网卡几乎全是PCI总线，而ISA是16位总线，PCI是32位总线，故PCI卡比ISA总线多、速度快且价格将趋于接近。

目前约有80%的局域网采用以太网技术，故以太网网卡最为常见，广泛使用的是10/100M b/s自适应的以太网卡，可通过双绞线连接到集线器上。

③主要性能指标

网卡速率、总线类型、接口类型

三、网络互联设备

网络互连设备是用来连接传输介质、计算机系统和其他信息处理系统并同时具备特定信息转发和处理功能的网络设备。根据在OSI模型中所处的位置和功能的不同，网络互联设备主要有中继器、集线器、网桥、交换机、网桥、路由器和网关。

1．中继器(Repeater)

中继器是为了解决信号传输距离短的问题而在两个网段间使用的设备，它工作于物理层，又叫重复器或重发器，它对电缆上传输的数据信号进行复制、调整和再生放大，并转发到其他电缆上，从而延长信号的传输距离，一般只应用于以太网。当网络段已超过最大距离时，两个线段之间用中继器连接，连接各网络段后，整个系统仍属于一个网络整体，中继器对它所连接的局域网是透明的。

在理论上中继器的使用是无限的，网络也因此可以无限延长，而事实上中继器只能在规定的范围内进行有效的工作。以太网遵循5-4-3规则，即5个段，4个中继器，3段可以接电脑，由于集线器和交换机的使用也具备中继器的功能，目前已很少使用中继器。

2．集线器（HUB）

集线器的作用主要是将信号再生转发，它工作于数据链路层的MAC层。在集线器上有固定数目的端口，常用的有8口、12口、16口、24口、32口等几种，每个设备可用无屏蔽双绞线连接到一个端口上，而HUB本身又可连接到双绞线、粗同轴或细同轴电缆上。目前许多微机局域采用集线器连网。

按功能强弱可分为低、中、高三档。

3．网桥(Bridge)与交换机

网桥用于连接两个具有相同或相似网络体系结构的网络（即同构网），它工作于数据链路层的MAC子层。通常，网桥连接的两个网络应使用相同的传输介质，并且具有同种拓扑结构的同一传输协议。用网桥连接的两个局域网络段，网间通信通过网桥传送，而网络内部的通信则被网桥隔离。有内部网桥和外部网桥之分，前者由服务器兼任，后者用一台专门的微机作为两个网络的互连设备。

功能

?调节载荷：网桥能起过滤帧的作用而提高网络的性能。

?解决物理距离太远的网络之间的互连问题。

?提高网络的可靠性：一个网络上的故障不会影响另一个网络。

?有助于安全：用网桥拦截无须转发的重要信息。

?协议转换：仅限于MAC层及物理层

交换机：交换机是第二层、多端口设备。交换机提供与集线器或网桥类似的功能，但拥有更多的先进性能，能够对任意两个端口进行临时连接。它包含一个交换矩阵或交换结构能够用于迅速地连接端口或切断端口间的连接。与集线器不同的是，交换机仅

将信息帧从一个端口传送到目标节点所在的其它端口，而不会向所有其它的端口广播。

4．路由器(Router)：

若互联的局域网数目很多或要将局域网与广域网的相互连接，采用路由器为最好，它适合于连接复杂的大型网络。

路由器是在网络层对分组信息进行存储转发实现多个网络互联的设备。

路由器不仅具有网桥的功能（但处理的信息量比网桥慢），还具有判断网络地址和选择通信路径的功能，它的作用是在源节点和目的节点之间为数据交换选择路由，它提供了各种网络接口，其基本功能有：

?协议转换：能对网络层及其以下各层的协议进行转换。

?路由选择：按某种路由策略选择最佳路由，也能支持多种协议的路由选择。

?网络互连：它支持各种LAN和WAN接口，主要用于互连LAN和WAN。

?数据处理：提供路由选择、优先级、复用、加密、压缩和防火墙功能。

?网络管理：提供配置管理、性能管理、容错管理和流量控制等功能。

5．网关（Gateway）：

网关工作在OSI的高三层，用于连接网络层之上执行不同协议的子网，组成异构的互连网。网关的应用目的是实现互连、互通和应用的互操作性，在某种意义上说网关中是一种概念，或一种功能的抽象，网关依赖于用户的具体应用，具有通用的网关，它可以是配置一定软件系统的通用计算机，也可以是为特定的网络协议转换和路由选择算法设计的专用计算机。

网关除了具有路由器的全部功能外，它还为网络间不同协议提供转换功能。

网关通过使用适当的硬件和软件，来实现不同网络协议之间的转换功能，硬件提供不同网络的接口，软件实现不同网络之间的转换。网关具有对不兼容的高层协议进行转换的功能。

网关可用于以下场合：

?异构局域网的互联

?局域网与广域网的互联

?广域网与广域网的互联

?局域网与主机的互联：当主机的操作系统与网络操作系统不兼容时，可通过网关连接。

四．调制解调器（Modem）：集调制与解调功能于一体的一个数模转换设备。

调制：将数字信号转换为模拟信号。

解调：将模拟信号转换为数字信号。

①功能

对传输信号进行数－模转换。

②分类

按操作状态分：同步(速率快、成本高)、异步调制解调器（速度低、价格低，家用）。

按传输速率分：低速调制解调器(9600bps)、中速调制解调器(9.6~19.2bps)、高速调制解调器(28.2Kps~56Kbps)。

按产品外形分：外接式、内插式、PCMCIA卡式、机架式。

内插式（又称内置式）可以直接插入计算机主板上的扩展槽中，它自身没有独立的外接电源；外接式（也称外置式）放在计算机的主机箱外，它是一个独立的设备，用一条专用的电缆连接到计算机的RS-232串行接口上（通常是COM2），其中标有“LINE”的接口接电话线，标“PHONE”的接电话机，且需要外接电源才能工作。

调制解调器的英文名称为Modem与汉语的“猫”发音接近，所以被现代的网迷称之为“猫”，将内置与外置的调制解调器称为“内猫”和“外猫”。

传输速率是调制解调器的一个重要指标，用b/s（或bps，每秒位）、Kb/s（或Kbps每秒千位）来表示，一般传输速率为33.6Kb/s、56Kb/s、128Kb/s等。

一、选择题

1．网卡是一个计算机与 B 相连的设备。

A）接口B）网络C）计算机D）以上都有不是

分析：网卡是计算机与网络进行相连的接口电路，它是插在计算机的系统板上，充当计算机与网络之间的物理接口，可用于信号转换。

2． D 不是路由器的特点。

A）用于连接大型的网络B）用于互连多个类型互不相同的网络

C）具有协议转换的功能D）信息处理速度比网桥快

分析：路由器主要用于互连不同类型的网络，其互连能力较强，因其工作于网络层，既具备网桥的功能，还具有协议转换及路由选择的功能，故其信息的处理速度较网桥慢。

3．一般根据总线的类型不同，网卡可分为 D 。

A）ATM网卡、环牌网卡、以太网卡

B）10M网卡、100M网卡、10/100M网卡

C）工作站网卡、服务器网卡、笔记本网卡

D）ISA网卡、EISA网卡、PCI网卡

分析：A）是根据网络体系结构来划，B）根据传输速率分C）是根据用途分，而ISA、EISA 及PCI均是系统总线。

4．接口数是集线器的一个参数，12口集线器中的12是指 D 。

A）所能连接的服务器的数目B）集线器中所有的端口数

C）可以连接的网络个数D）所能连接的工作站数目

分析：集线器有一个口连接服务器，另外有几个口用一对对双绞线连接各个工作站，通常集线器中的端口数仅指所能连接的计算机数目。

５.下列关于网关的描述中，不正确的是 C 。

A) 具有路由器的全部功能B) 为网络间不同协议提供转换功能

C) 相当于一个网桥D) 网关的协议转换功能可由软件来实现

分析：网关是一个功能强大的网络互联设备，它具有路由器的所有功能，也具将不同协议进

行转换的功能。其中协议转换由软件实现，硬件则提供不同网络之间的接口，而网桥仅是一个连接两个同构网的网络互联设备，它只支持物理层及MAC子层的协议转换，且一般的网桥不具备路由选择的功能。

6．两个以上的（不包括两个）同类型网络互连时，就选用 C 进行网络互联。

A）中继器B）网桥C）路由器D）集线器

分析：中继器只对信号进行放大不做其他操作，网桥连接的两个网络应使用相同的传输介质，并且具有同种拓扑结构的同一传输协议，也只能用于两外网络的互联，集线器的功能相当于中继器只是它工作于数据链路的MAC层，而路由器较适合网络数目较多时的一个互联设备。

8.网络接口卡的基本功能包括：数据转换、通信服务和 B 。

A）数据传输B）数据缓存C）数据服务D）数据共享

分析：P75或导学案

9.在中继系统中，中继器处于 A 。

A）物理层B）数据链路层C）网络层D）高层

分析：P100

10．网络中的转接节点是指在网络中起数据交换和转接作用的网络节点，下面不属于转节点的是 A 。

A）用户终端Ｂ）交换机Ｃ）路由器D）集成器

分析：终端只是接收数据

11．＿＿D＿＿是提供传输介质与网络主机的接口电路。

Ａ）路由器Ｂ）集线器Ｃ）网桥Ｄ）网卡

分析：P78

12．ISDN指的是 C

A）高速光纤网络技术B）无线数字网技术

C）综合业务数字网D）数字数据网

13．在计算机网络中，下列能进行信号数/模、模/数转换的设备是 B

A）集线器B）调制解调器C）主计算机D）终端

15．下列说法中不正确的是 C 。

A）网桥是一个数据链路层的设备

B）网桥可以分为内部网桥和外部网桥

C）网桥可以用一台服务器担任但不可用微机充当

D）网桥还具有信号的收集和格式变换的功能

分析：网桥可以分为内桥与外桥两类。内桥并存于文件服务器之中，外桥是建立在网络中的任一工作站上。

16．的传输速率可用Kb/s ,其含义是 B 。

A）位每秒B）千位每秒C）字节每秒D）千字节每秒

17．下列速度中不是调制解调器的传输速度的是 D 。

A）33.6Kb/s B）56Kb/s C）128Kb/s D）、560Mb/s

分析：见导学案

19．选择网卡的主要依据是根据用户组网的拓扑结构、网络段的长度、 B 、节点之间的距离等综合因素来考虑。

A）接入网络的计算机种类B）使用的传输介质

C）使用的网络操作系统的类型D）互连网络的规模

分析：P81

20．网卡的主要性能指标不包括 D 。

A) 网卡速率B) 总线类型C) 接口类型D) 网卡的大小

21．除 D 外均是内置式与外置式的调制解调器的区别。

A) 内置式的是直接插在计算机主板上的扩展槽中，则外置式的使用专用的电缆连接到计算机的RS-232串行接口上

B) 内置式的自身没有独立的外接电源，而外置式的有独立的外接电源

C) 内置式放在计算机的主机箱内，外置式的是一个独立的设备

D) 内置式的传输速度比外置式的快

22．（08）因特网是通过___B_____实现网络与网络互联的。

A．交换机B．路由器C．网桥D．网关

分析：若互联的局域网数目很多或要将局域网与广域网的相互连接，采用路由器为最好，它适合于连接复杂的大型网络。

23．（09）除以下哪一项外均是网卡的功能_______D____。

A．将计算机连接到通信介质上B．进行电信号匹配

C．缓存接收和传送的数据D．进行网络互联

分析：D选项为互联，A选项实为接入，网卡的功能是接入并不能互联。

24．（10）以太网网卡的MAC地址是___C______位。

A．16B．32C．48D．128 25．（10）在网络的互联设备中，_____A____主要用于将局域网和广域网互联。

A．路由器B．网关C．网桥D．中继器26．（10）在以电话线为传输介质的网络系统中，实现模拟信号与数字信号转换的是______D___。

A．网卡B．集线器C．中继器D．调制解调器27、（12）在不同网络之间实现分组的存储和转发，并在网络层提供协议转换的网络互联设备是 D 。

A、网桥

B、中继器

C、交换机

D、路由器

二．判断题

（T ）1．中继器不适合连接通信协议不同的网络。

分析：中继器是一个网络互连设备，它只能对传输的数据信号进行复制、调整和再生放大，并转发到其他电缆上，它本身不具备协议转换的功能，因此不能互联通信协议不同的网络。（ F ）2．路由器适合多个通信协议不同的网络之间的互联，所以它不能互联两个同构网。

分析：路由器具有网桥的功能，因为它工作于网络层，也具备路由选择和协议转换的功能，所以它比网桥的互联性更强，因此也可以用路由器来做网桥以连接两个同构网。

（T ）3．网关的功能比路由器要强，其网络的互联性也较路由器要强。

分析：对于异构网的互联常在网络层或传输层上实现，所以可用路由器也可用网关，但路由器工作于网络层，它只能支持下三层协议不同的网络之间的互联，目前网关一般在网络层、传输层或应用层上实现，它所有涉及的协议转换相对于路由器而言要多，所以网关的互联性较路由器要强。

（ F ）4．路由器是资源子网中的一种设备。

（T ）5．两个同类型网络互联时，可采用网关进行连接。

（T ）6．路由器具有网桥的所有功能，但网桥不具备选择网络通信路径的功能。

（T ）7．网关可以用一台PC机来代替，但必须配备相应的软件。

（T ）8．网关可以实现网络间不同协议之间的转换。

（F ）9．中继器的功能是对信号进行转发不对信号做任何处理。

分析：它对电缆上传输的数据信号进行复制、调整和再生放大，并转发到其他电缆上

（T ）10．使用集线器的连接的网络其网络拓扑结构是星型。

（ F ）11．网桥只能连接使用相同传输介质的网络，但网络传输协议可以不同。

分析：网桥可以连接使用相同不同传输介质的网络

（ F ）12．调制解调器一般是通过计算机中的并口（如LPT1）与计算机相连。

分析：调制解调器一般是通过计算机中的串口（如RS-232）与计算机相连。

（ F ）13．调制解调器又称“猫”，是因为它在计算机不工作时仍然可以进行信息的传递。

（ F ）14．集线器是一个多端口的连接设备，所以它可以进行局域网与广域网的互联。分析：集线器在网络中只起到信号放大和重发作用，只可用于同构网互联。

（ F ）15．路由器与网桥都可以实现异构网的互联。

分析：网桥只可用于同构网的互联。

（ F ）16．网卡也是网络中的一个访问节点。

分析：访问节点起信源或信宿的作用。

（T ）17．集线器的功能是进行信号放大与中转。

（T ）18．调制解调器的作用是进行模拟信号与数字信号之间的转换。

（ F ）19．（08）调制解调器和网络适配器都是用于网络连接的设备，因此完全可以共用同一个中断号。

（T ）20．（10）三层交换机是具有路由功能的交换机。

（ F ）21．（11）网卡的功能是对信号进行转发而不对信号进行任何处理。

（ F ）22．（11）ADSL是一种宽带接入技术，其数据的上传和下载速度大致相同，一般在1～4Mbps之间。

分析：ADSL 在一对铜线上支持上行速率640Kbps到1Mbps，下行速率1Mbps到8Mbps，有效传输距离在3－5公里范围以内；

（T ）23、（12）具有部分路由器功能的交换机是三层交换机，主要用于大型局域网内部的数据交换。

分析：三层交换机就是具有部分路由器功能的交换机，三层交换机的最重要目的是加快大型局域网内部的数据交换，所具有的路由功能也是为这目的服务的，能够做到一次路由，多次转发。

三、填空题：

1．网络互连设备是用来连接传输介质、计算机系统和其他信息处理系统并同时具备特定信息转发和处理功能的网络设备。

2．常用来作网络接入设备的有网卡、Modem 。

3．常用的网络互联设备主要有中继器、集线器、网

桥、交换机、路由器和网关等。

4．网络互联设备中用于互连同构网的设备有中继器、集线器和网桥。5．用于互联异构网的网络互联设备有路由器、网关等。6．网卡是一个计算机网络的接入设备，它充当计算机和网络之间的物理接口。7．根据总线类型可将网卡分为ISA网卡、EISA 网卡、PCI网卡、PCMCIA 网卡及其他总线网卡。

8．网卡的主要性能指标有网卡速率、总线类型和网卡的接口。9．中继器工作在物理层，路由器工作在网络层。

10．调制解调器是实现_____数字_______信号和模拟信号之间相互转换的设备。

11．路由器工作于网络层，而网关工作于OSI的高三层，它们都可以用于异构网的互联。

12．（08）实现网络互联的网络连接器主要由中继器、网桥、_____路由器___和网关等四大类组成。

13．（08）在集线器的扩展方式中，堆叠技术比___级联_____技术性能更高。

14．（11）网卡又称为网络适配器，每个网卡拥有一个全球唯一的网卡地址，该地址是一个长度为 48 位的二进制数。

计算机网络传输介质巩固练习

一、选择题

1．下列有关光纤的说法中，不正确的是 C 。

A）目前生产的光纤，可传输频率从1014Hz~1015Hz

B）由于光纤采用的是光谱技术，所以没有泄露信号、干扰信号很强的环境

C）光纤在任何时间都只能单向传输，因此要实行双向通信必须成对出现

D）目前常用的光纤大多采用超纯二氧化硅制成，具有很高的性价比。

分析：单根光纤可双向通信。要加一个通信模块，光采用不同的波长，光纤的两端加个光耦合器进行合分波操作。

2．5类UTP双绞线规定的最高传速率是 C 。

A）20Mb/s B）20MHz C）100Mb/s D）155MHz

3．基带同轴电缆与宽带同轴电缆的最大区别是 D 。

A) 基带同轴电缆只能传输数字信号，宽带同轴电缆只能传输模拟信号

B) 基带同轴电缆只能传输模拟信号，宽带同轴电缆只能传输数字信号

C) 基带同轴和宽带同轴电缆都可以传输模拟信号

D) 基带同轴电缆只能传输数字信号，宽带同轴电缆可以传输模拟信号和数字信号

二、判断题

1．同轴电缆只能传送数字信号，模拟信号要借用光纤才可以传输。（F）

2．多模光纤比单模光纤的传输性能好。（F）

3．双绞线只能用于传输模拟信号，而不可传送数字信号。（F）

三、填空题

1．双绞线的最高传输速度目前可达＿＿200Mbps＿＿，常用的５类双绞线的传输速度为＿＿＿100Mbps＿。

2．双绞线一般由两根或多根双绞线放在一个绝缘管中便成为双绞线电缆。3．双绞线根据是否采用屏蔽技术，可分为非屏蔽双绞线即UTP和屏蔽双绞线即STP。