网络设备的功能、特点、优缺点以及流行的品牌和型号

计算机网络实验报告

学院管理学院

班级信管1101班

姓名南飞燕

学号1102080101

日期2013/4/08

实验目的：认识交换机，路由器，网卡，集线器等网络设备的功能，特点，优缺点，市场流行品牌及其型号

实验内容及结果：

一、交换机的基本功能

I、交换

IP包的转发实现方式，传统软件实现。

1.ASIC硬件转发引擎保证QoS。

帧（frame）交换：第二层交换中，帧的交换基于MAC 地址信息。如果知道目标地址，第二层交换机会将以太网帧转发到适当的接口。

高带宽：第二层交换机通过将专用带宽分配到每一个端口，为各个用户提供优异的性能。每一个交换机端口表示一个不同的网段，因此每个用户可以获得特定数量的带宽。此外，每个专用网段还能与单项业务一起接收广播业务。

VLAN：第二层交换机能够将各个端口组合到逻辑工作组(虚拟局域网或VLAN)。每个VLAN 组在逻辑上与交换机的其它部分分离，可帮助将第二层广播业务控制在特定的VLAN组。

2. 在第三层交换中，帧的交换基于网络层信息，如IP地址。第三层寻址系统还比第二层系统更加动态。如果用户移动到另一个位置，其终端站会收到一个新的第三层地址，但第二层MAC 地址保持不变。这类似于某个人从一个城市搬到另一个城市: 邮政地址将会改变，但个人姓名和身份保持不变

II、认证

III、报文过滤

IV、路由（网络层）：高级的ASIC硬件技术，提供远远高于传统路由器的性能，使它们非常适合网络带宽密集的应用。

V．支持EAPS协议：以太网“自愈”系统协议: 通过系统的自我监测和自动恢复提高网络的可靠性. 第三层交换机合并了典型路由器中相互分离的桥力的更加自然的网络体系结构。

二、特点

(1)二层交换和三层互通；

(2)实现三层精确匹配查询；

(3)专门针对局域网，特别是以太网进行了优化；

(4)引入了一些在二层交换机和三层路由器上都不存在的特性；

(5)实现了初步的BAS功能。

三、优缺点

优点：成本低，适用于小型局域网，为接入层位置的交换机档次。接入层QoS 尚可。

缺点：QoS一般，在汇聚层、核心层、大中型网络的接入层传统软件实现分配方式已经不能满足大容量数据流的吞吐需要。

第二层交换的优点：由于第二层交换

相对简单，网络管理员可以建立管理

简便且能扩展到数百个节点的网络，

而不会遇到太多的第二层广播问题。

第二层交换的缺点：如果第二层交换

机不知道将帧发送到何处，它会将该

帧广播转发到所有端口，以了解正确

的目标地址（此种情况类似于集线器

的功能），对于规模较大的网络来说，

这种广播转发操作会产生严重的问

题，因为所有这些广播的处理会造成

性能的大幅度降低，第二层交换机利

用这种技术来建立和维护一个跟踪帧

目标地址的交换表。

VLAN提供了以下两个主要优点：

①. 网络设计人员可以利用VLAN 来建造能避免特大第二层广播域问题的大型第二层网络。

②. 网络周围的移动、添加和更改更加容易，因为无论物理位置在哪里，用户始终在他们自己的VLAN 中。

四、品牌

思科CISCO 华为HUA WEI H3C 友讯中兴ZTE 网件锐捷腾达磊科五、型号

思科CISCO WS-C2960-24TT-L 24口交换机

华为S5700-24TP-SI(AC) 千兆以太网交换机

华为S2700-26TP-SI-AC交换机

H3C LS-3600-28TP-SI 千兆以太网交换机

TP-LINK TL-SF1008+ 交换机

友讯DLink DGS-1024D 24端口千兆交换机

中兴ZTE ZXR10 2609 百兆以太网交换机

网件NETGEAR FS726T 以太网网管交换机

腾达Tenda TEH2400S 百兆以太网交换机

磊科NS118交换机

路由器

一、路由器（有线·无线）功能：

（1）在网络间载获发送到远地网段的报文，起转发的作用。

（2）选择最合理的路由，引导通信。为了实现这一功能，路由器要按照某种路由通信协议，查找路由表。路由表中列出整个互联网络中包含的各个节点，以及节点间的路径情况和与它们相联系的传输费用。如果到特定的节点有一条以上路径，则基于预先确定的准则选择最优（最经济）的路径。由于各种网络段和其相互连接情况可能发生变化，因此路由情况的信息需要及时更新，这是由所使用的路由信息协议规定的定时更新或者按变化情况更新来完成。网络中的每个路由器按照这一规则动态地更新它所保持的路由表，以便保持有效的路由信息。

（3）路由器在转发报文的过程中，为了便于在网络间传送报文按照预定的规则把大的数据包分解成适当大小的数据包，到达目的地后再把分解的数据包包装成原有形式。

（4）多协议的路由器可以连接使用不同通信协议的网络段，作为不同通信协议网络段通信连接的平台。

（5）路由器的主要任务是把通信引导到目的地网络，然后到达特定的节点站地址。后一个功能是通过网络地址分解完成的。例如，把网络地址部分的分配指定成网络、子网和区域的一组节点，其余的用来指明子网中的特别站。分层寻址允许路由器对有很多个节站的网络存储导址信息。

二、特点：

路由器是一种连接多个网络或网段的网络设备，它能将不同网络或网段之间的数据信息进行“翻译”，以使它们能够相互“读”懂对方的数据，从而构成一个更大的网络。路由器有两大典型功能，即数据通道功能和控制功能。数据通道功能包括转发决定、背板转发以及输出链路调度等，一般由特定的硬件来完成；控制功能一般用软件来实现，包括与相邻路多少年来，路由器的发展有起有伏。90年

代中期，传统路由器成为制约因特网发展

的瓶颈。A TM交换机取而代之，成为IP

骨干网的核心，路由器变成了配角。进入

90年代末期，Internet规模进一步扩大，

流量每半年翻一番，A TM网又成为瓶颈，

路由器东山再起，Gbps路由交换机在1997

年面世后，人们又开始以Gbps路由交换

机取代A TM交换机，架构以路由器为核

心的骨干网。由器之间的信息交换、系统

配置、系统管理等。

（1）可靠性与线路安全可靠性要求是针

对故障恢复和负载能力而提出来的。对于

路由器来说，可靠性主要体现在接口故障

和网络流量增大两种情况下，为此，备份是路由器不可或缺的手段之一。当主接口出现故障时，备份接口自动投入工作，保证网络的正常运行。当网络流量增大时，备份接口又可承当负载分担的任务。

（2）身份认证路由器中的身份认证主要包括访问路由器时的身份认证、对端路由器的身份认证和路由信息的身份认证。

（3）访问控制对于路由器的访问控制，需要进行口令的分级保护。有基于IP地址的访问控制和基于用户的访问控制。

（4）信息隐藏与对端通信时，不一定需要用真实身份进行通信。通过地址转换，可以做到隐藏网内地址，只以公共地址的方式访问外部网络。除了由内部网络首先发起的连接，网外用户不能通过地址转换直接访问网内资源。

（5）数据加密

（6）攻击探测和防范

（7）安全管理

三、优缺点：

有线路由器：

1.优点：适用于大规模的网络；复杂的网络拓扑结构，负载共享和最优路径；能更好地处理多媒体；安全性高；隔离不需要的通信量；节省局域网的频宽；减少主机负担。

2.缺点：它不支持非路由协议；安装复杂；价格高。

无线路由器：

1.优点：智能管理配备；永远在线；连接多功能服务；可移动性和安全性

2.缺点：传输距离有限；安全性低

四、品牌：

TP-Link/普联技术路由器

水星路由器

Tenda/腾达路由器

D-Link/友讯路由器

五、型号：

TP-Link TL-WR340G+ Mercury MW300R

腾达W311R D-Link DIR-605 FAST FW300R

网卡

一、网卡（有线·无线）功能

1.数据的封装与解封发送时将上一层交下来的数据加上首部和尾部，成为以太网的帧。接收时将以太网的帧剥去首部和尾部，然后送交上一层

2.链路管理主要是CSMA/CD（Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection ，带冲突检测的载波监听多路访问）协议的实现

3.编码与译码即曼彻斯特编码与译码。

二、特点

平常所说的网卡就是将PC机

和LAN连接的网络适配器。网卡

（NIC）插在计算机主板插槽中，

负责将用户要传递的数据转换为

网络上其它设备能够识别的格式，

网卡通过网络介质传输。它的主要

技术参数为带宽、总线方式、电气

接口方式等。它的基本功能为：从

并行到串行的数据转换，包的装配

和拆装，网络存取控制，数据缓存

和网络信号。目前主要是8位和

16位网卡。

网卡必须具备两大技术：网卡驱动程序和I/O技术。驱动程序使网卡和网络操作系统兼容，实现PC机与网络的通信。I/O技术可以通过数据总线实现PC和网卡之间的通信。网卡是计算机网络中最基本的元素。在计算机局域网络中，如果有一台计算机没有网卡，那么这台计算机将不能和其他计算机通信，也就是说，这台计算机和网络是孤立的。

三、不同网卡的差异

根据工作对象的不同务器的工作特点而专门设计的，价格较贵，但性能很好。就兼容网卡而言，网卡一般分为普通工作站网卡和服务器专用网卡。服务器专用网卡是为了适应网络服种类较多，性能也有差异，可按以下的标准进行分类：按网卡所支持带宽的不同可分为10M 网卡、100M网卡、10/100M自适应网卡、1000M网卡几种；根据网卡总线类型的不同，主要分为ISA网卡、EISA网卡和PCI网卡三大类，其中ISA网卡和PCI网卡较常使用。ISA 总线网卡的带宽一般为10M，PCI总线网卡的带宽从10M到1000M都有。同样是10M网卡，因为ISA总线为16位，而PCI总线为32位，所以PCI网卡要比ISA网卡快。

四、品牌

Intel Realtek Broadcom 3Com

五、型号

lntel Pro 10/100、Pro 100/1000

Realtek 8169SC 、8169S、8169SB

NetLink 440X NetLink 57X

3Com 905C

集线器

一、集线器功能

在认识集线器之前，必须先了解一下中继器。在我们接触到的网络中，最简单的就是两台电脑通过两块网卡构成“双机互连”，两块网卡之间一般是由非屏蔽双绞线来充当信号线的。由于双绞线在传输信号时信号功率会逐渐衰减，当信号衰减到一定程度时将造成信号失真，因此在保证信号质量的前提下，双绞线的最大传输距离为100米。当两台电脑之间的距离超过100米时，为了实现双机互连，人们便在这两台电脑之间安装一个“中继器”，它的作用就是将已经衰减得不完整的信号经过整理，重新产生出完整的信号再继续传送。中继器就是普通集线器的前身，集线器实际就是一种多端口的中继器。集线器一般有4、8、16、24、32等数量的RJ45接口，通过这些接口，集线器便能为相应数量的电脑完成“中继”功能。由于它在网络中处于一种“中心”位置，因此集线器也叫做“Hub”。

集线器的工作原理很简单，以图2为例，图中是一个具备8个端口的集线器，共连接了8台电脑。集线器处于网络的“中心”，通过集线器对信号进行转发，8台电脑之间可以互连互通。具体通信过程是这样的：假如计算机1要将一条信息发送给计算机8，当计算机1的网卡将信息通过双绞线送到集线

器上时，集线器并不会直接将信息

送给计算机8，它会将信息进行

“广播”--将信息同时发送给8个

端口，当8个端口上的计算机接收

到这条广播信息时，会对信息进行

检查，如果发现该信息是发给自己

的，则接收，否则不予理睬。由于

该信息是计算机1发给计算机8

的，因此最终计算机8会接收该信

息，而其它7台电脑看完信息后，

会因为信息不是自己的而不接收

该信息。

二、集线器的特点

1）共享带宽

集线器的带宽是指它通信时能够达到的最大速度。目前市面上用于中小型局域网的集线器主要有10Mbps、100Mbps和10/100Mbps自适应三种。10Mb带宽的集线器的传输速度最大为10Mbps，即使与它连接

的计算机使用的是

100Mbps网卡，在传输

数据时速度仍然只有

10Mbps。10/100Mbps自

适应集线器能够根据与

端口相连的网卡速度自

动调整带宽，当与

10Mbps的网卡相连时，

其带宽为10Mb；与

100Mbps的网卡相连

时，其带宽为100Mb，

因此这种集线器也叫做

“双速集线器”。集线器

是一种“共享”设备，集线器本身不能识别目的地址，当同一局域网内的A主机给B主机传输数据时，数据包在以集线器为架构的网络上是以广播方式传输的，由每一台终端通过验证数据包头的地址信息来确定是否接收。由于集线器在一个时钟周期中只能传输一组信息，如果一台集线器连接的机器数目较多，并且多台机器经常需要同时通信时，将导致集线器的工作效率很差，如发生信息堵塞、碰撞等。

2) 半双工先说说全双工：两台设备在发送和接收数据时，通信双方都能在同一时刻进行发送或接收操作，这样的传送方式就是全双工。而处于半双工传送方式的设备，当其中一台设备在发送数据时，另一台只能接收，而不能同时将自己的数据发送出去。由于集线器采取的是“广播”传输信息的方式，因此集线器传送数据时只能工作在半双工状态下，比如说计算机1与计算机8需要相互传送一些数据，当计算机1在发送数据时，计算机8只能接收计算机1发过来的数据，只有等计算机1停止发送并做好了接收准备，它才能将自己的信息发送给计算机1或其它计算机。

三、集线器的优缺点

优点：当网络系统中某条线路或某节点出现故障时，不会影响网上其他节点的正常工作，这就是集线器刚推出时与传统的总线网络的最大的区别和优点，因为它提供了多通道通信，大大提高了网络通信速度。

集线器的主要不足体现在如下几个方面：

⑴用户带宽共享，带宽受限。

集线器的每个端口并没有独立的带宽，而是所有端口共享总的背板带宽，用户端口带宽较窄，且随着集线器所接用户的增多，用户的平均带宽不断减少，不能满足当今许多对网络带宽有严格要求的网络应用，如多媒体、流媒体应用等环境。

⑵广播方式，易造成网络风暴。

集线器是一个共享设备，它的主要功能只是一个信号放大和中转的设备，不具备自动寻址能力，即不具备交换作用，所有传到集线器的数据均被广播到与之相连的各个端口，容易形成网络风暴，造成网络堵塞。

⑶非双工传输，网络通信效率低。

集线器同一时刻每一个端口只能进行一个方向的数据通信，而不能像交换机那样进行双向传输，网络执行效率低，不能满足较大型网络通信需求。

四、品牌

目前市场排行榜：

TP-LINK

B-Link

迅捷网络

海联达

D-Link

五、型号

1 TP-LINK TL-HP8MU

2 TP-LINK TL-HP5MU

3 B-Link BL-HB24

4 FAST FH05

5 海联达Ai-H100

6 B-Link BL-HB1