局域网——认识网络设备
认识常用网络设备PPT课件
• 以太网卡 • 令牌环网卡 • FDDI网卡 • ATM网卡
2022/3/23
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1. 网卡的功能
▪ 数据缓存
• 匹配主机数据处理速率与网络的传输速率
▪ 帧的封装/解封装
• 加上控制字段→以帧为单位进行传输→卸下控制字段
▪ 介质访问控制
• CSMA/CD、Token Passing
▪ 串/并转换
• 将主机的并行数据转换成串行位流
▪ 数据编码/解码
• 转换为适合网络介质传输的信号形式
▪ 数据发送/接收
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2. 网卡的结构
▪ 发送/接收部件——负责信号的发送、接收 ▪ 载波检测部件——检测介质上有否信号 ▪ 发送/接收控制部件及数据缓冲区 ▪ 曼彻斯特编码/解码器——对发送的数据编码，变换成适
▪ 中继器（集线器）
主机1 应用层 传输层 互连网层 数据链路层 物理层
中继器 PHY
主机2 应用层 传输层 互连网层 数据链路层 物理层
网段1
网段2
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网桥（交换机）的概念结构
▪ 网桥（交换机）
主机1 应用层 传输层 互连网层 数据链路层 物理层
网桥 DL
PHY PHY
主机2 应用层 传输层 互连网层 数据链路层 物理层
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网桥转发的例子：A→B， A→C
转发表
A B
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C
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转发表的建立
▪ 刚加电时转发表为空；
▪ 在转发过程中逆向自学习路由；
• 逆向学习——检查收到的报文的源MAC地址：
▪ 若收到的报文的源MAC地址不在转发表中，则插入到表中。
局域网组建的网络设备选择与配置
局域网组建的网络设备选择与配置在如今的科技发展和信息时代，局域网已成为企业、学校、家庭等组织和家庭用户之间实现网络共享和资源互联的重要手段。
因此，选择和配置合适的网络设备对于局域网的建设和运行至关重要。
本文将介绍局域网组建中的网络设备选择和配置要点，帮助读者更好地构建高效可靠的局域网。
一、网络设备选择与配置的基本原则1. 根据拓扑结构选择设备。
不同的拓扑结构需要不同类型的网络设备。
例如，星型拓扑适合使用交换机进行连接，而总线型拓扑则需要使用集线器。
2. 根据网络规模和负载选择设备。
对于较小规模的局域网，一台路由器和几台交换机就足够满足需求；而大型机构或企业则需要更多的设备和更高性能的设备来满足大量用户和数据流量的需求。
3. 考虑设备的可扩展性和可管理性。
当网络规模扩大或者需求增加时，设备是否支持扩展和升级，以及是否具备良好的管理接口和功能是选择的重要考虑因素。
4. 考虑网络带宽和性能。
根据网络中设备和用户对带宽和性能的需求，选择具有适当带宽和性能的设备，以确保网络稳定流畅地运行。
二、常见网络设备的选择与配置1. 路由器路由器是局域网与外部网络（如互联网）之间的关键设备，它负责数据的转发和路由选择。
在选择路由器时，应考虑以下因素：- 协议支持：选择支持常用协议（如TCP/IP、IPv6）的路由器，以确保兼容性和未来升级的可能性。
- 防火墙功能：选择具备防火墙功能的路由器，以增加网络安全性。
- NAT支持：选择支持网络地址转换（NAT）的路由器，以实现局域网与外部网络的互通。
- 路由器性能：根据网络规模和负载选择适当性能的路由器，以确保路由器能够处理大量的数据流量。
- 路由器配置：根据网络拓扑和需求进行路由器的配置，设置合适的静态路由或动态路由协议（如OSPF、BGP）等。
2. 交换机交换机是局域网内部设备之间互联的核心设备，它可以实现高速数据交换和资源共享。
在选择交换机时，应考虑以下因素：- 端口数量和类型：根据网络中的设备数量和类型选择适当数量和类型的交换机端口（如RJ45端口、光纤端口等）。
第5章无线局域网
802.11网络的基本元素——BSS
基本服务集BSS：Basic Service Set，将无线局域网进行结构化的 划分后，每个单元称为一个BSS
5.1.3 无线局域网的拓扑结构
1. 基本服务集和无线局域网的设备类型
Stations (STA)：任何的无线终端设备 AP （Access Point）：一种特殊的STA SSID：Service Set ID 服务集识别码
常见有PCI接口、Mini PCI接口、PCMCIA接口、 USB接口。
2．无线路由器的选择
（1）采用的无线网络标准 IEEE 802.11b：家庭用户以及各种小型局域网用户
适用 IEEE 802.11g：兼容IEEE 802.11b IEEE 802.11n等
（2）有效传输距离 对于无线网络设备而言相当重要，影响联网效果。 实际应用应看重信号穿透能力，可采用天线或其它提高发 射功率的方法。
ESS （Extended Service Set）：是采用相同的SSID的多个BSS 形成的更大规模的虚拟BSS
2. 对等无线网络
WLAN有两种主要的拓扑结构 对等无线网络：无基础设施拓扑结构 结构化无线网络：有基础设施拓扑结构，基础设施
是指用户已经建立的有线局域网或无线基站。
对等无线局域网又称为临时结构网络或特定结构网络（Ad Hoc Networking），这是因为无线站点之间的连接都是临时 的、随意的、不断变化的，它们在互相能到达的范围内动态 地建立并配置它们之间的通信链路。这种拓扑结构对于小型 无线网络来说，是一种最方便的连接方式，最适用于需要临 时搭建网络的场合，如运动会、展览会、抢险救灾等。
（3）红外线技术 红外线是一种光线，具有普通光的性质，可以以
计算机网络基础—局域网技术
10/100Mbps交换机(堆叠)
连接一个工作组 10Mbps交换机
100Mbps专用连接 10Mbps专用连接 10Mbps集线器
服务器
交换机的技术分类与应用
• 100Mbps交换机
服务器区
100Mbps主干交换机 千兆位的连接
千兆位的连接
100Mbps主干交换机
10/100Mbps交换机 10/100Mbps交换机
第四章 局域网技术
• 第一节 局域网概述
– 教学目标
• 了解局域网的特点、分类集基本组成 • 了解决定局域网特性的主要技术
– 重点/难点
• 局域网的基本组成和技术特点
大家谈一谈
• 你认识的局域网是什么样子？有何特点？ • 能不能举一些常见局域网的实例？
第四章 局域网技术
• 一、局域网的概念
– 定义：局域网是由一组计算机及相关设备通过共用的通信线路或 无线连接的方式组合在一起的系统，它们在一个有限的地理范围 进行资源共享和信息交换。
拓扑结构 ——星型拓扑结构
• 在星型拓扑中存在一个中心 节点，每个节点通过点到点 线路与中心节点连接。
• 在局域网中，由于使用中央 设备的不同，局域网的物理 拓扑结构和逻辑拓扑结构不 同。
– 使用集线器连接所有计 算机时，是一种具有星 型物理连接的总线型拓 扑结构；
– 使用交换机时，是真正 的星型拓扑结构。
以太网交换机
LED指示灯
高速端口
管理端口
端口密度
• 端口密度是指交换机提供的端口数，通常为8～24个端口，端口速率 为为10Mbps或100Mbps。
• LED指示灯通常用来指示以太网交换机的信息或交换状态。
• 高速端口用来连到服务器或主干网络上，可以是100Mbps或 1000Mbps端口，可以连接100Mbps的FDDI、快速以太网络（ 100Base-TX）、或上连到千兆位交换网络。
计算机网络基础实验——认识网络设备和实验室拓扑结构
虚拟机是一台软件计算机，它可以运行操作系统和应用程序，就好像一台物理计算机一样，包含自己虚拟的CPU、内存、硬盘、显卡、声卡、网卡等设备。我们常利用虚拟机进行网络操作系统的学习。
Cisco Packet Tracer是由Cisco公司发布的一个辅助学习工具，为学习思科网络课程的初学者去设计、配置、排除网络故障提供了网络模拟环境。用户可以在软件的图形用户界面上直接使用拖曳方法建立网络拓扑（由网络节点设备和通信介质构成的网络结构图），并可提供数据包在网络中行进的详细处理过程，观察网络实时运行情况。
2、网络协议及分层
为了降低协议的复杂性，将协议进行分层，各层之间互不影响，例如：文件传输或电子邮件服务模块的设计，不必关心底层通信线路是光纤还是双绞线。
OSI模型共分七层：从上至下依次是
应用层指网络操作系统和具体的应用程序，对应WWW服务器、FTP服务器等应用软件
表示层数据语法的转换、数据的传送等
会话层建立起两端之间的会话关系，并负责数据的传送
路由器：由器（Router）又称网关设备（Gateway）是用于连接多个逻辑上分开的网络，所谓逻辑网络是代表一个单独的网络或者一个子网。
4、案例分析
分析上图中从PC0向PC3发送信息需要经过哪些主要步骤？
通过分析让学生对网络分层、协议、以及网络硬件设备的功能有更深刻的了解。
1）2PC0发出PDU（协议数据单元：对等层之间的数据单位），因为目的地址是192.168.30.2，不在同一网段，所以先要找到网络出口。
IP：源IP地址192.168.20.1，目的IP192.168.30.2
ICMP：用来存放错误信息
4）PC0直接将这个包发送给路口器的Fa0/0端口，路由器收到后将原来的二层包丢弃，重新打包，通过交换机广播。
介绍局域网的组成及特点
介绍局域网的组成及特点局域网的组成及特点一、概述局域网（Local Area Network，LAN）是指在一个较小的范围内，由一组计算机和相关设备组成的计算机网络。
它的特点是传输速度快、延迟低、资源共享方便等。
本文将详细介绍局域网的组成及其特点。
二、组成1、设备局域网由以下主要设备组成：- 主机：计算机设备，包括个人电脑、服务器等。
- 网络交换机（Switch）：用于连接各个主机的设备，实现数据的传递和转发。
- 路由器（Router）：用于连接不同的局域网，实现互联网的访问。
2、网络拓扑局域网的拓扑结构有多种形式，常见的包括：- 总线型拓扑：所有设备通过一根总线相连。
- 环形拓扑：所有设备通过一个环路相连。
- 星型拓扑：所有设备通过一个中心设备（交换机或路由器）相连。
- 混合型拓扑：采用不同形式的拓扑结构组合而成。
3、网络协议为了实现设备之间的通信，局域网采用了一系列网络协议，包括：- 以太网（Ethernet）：局域网最常用的协议，用于在物理层和数据链路层之间进行数据通信。
- TCP/IP协议组：用于在网络层和传输层之间进行数据通信，包括IP、TCP、UDP等协议。
三、特点1、范围小局域网的范围通常局限于一个相对较小的地理区域，如办公室、学校、企业等。
这样的限制使局域网的规模相对较小，便于管理和维护。
2、传输速度快局域网采用高速的网络设备和通信线路，可以实现较高的传输速度。
这使得局域网内的设备能够快速地进行数据传输，提高了工作效率。
3、延迟低由于局域网的范围较小，数据传输的距离相对较短，因此延迟较低。
这对于一些对实时性要求较高的应用（如视频会议、在线游戏等）非常重要。
4、资源共享方便局域网内的设备可以方便地共享资源，如打印机、文件服务器等。
这样可以减少资源的重复购买，并提高资源的利用率。
5、安全性高局域网可以实施较为严格的安全策略，限制外部对局域网的访问。
只有经过授权的设备才能访问局域网内的资源，提高了网络的安全性。
02 实现内部资源共享——了解局域网 教案
02 实现内部资源共享——了解局域网教案实现内部资源共享——了解局域网教案一、引言：（简介局域网的概念和作用，引导学生了解内部资源共享的需求与重要性）局域网是指在较小的地理范围内连接多台计算机和设备的网络，它可以实现内部资源共享，提高团队协作效率和信息传输速度。
在今天的教案中，我们将学习如何了解局域网并实现内部资源共享。
二、了解局域网：（介绍局域网的基本原理和组成）1. 局域网的定义：局域网是一种连结在一起的计算机网络，通常用于组织、学校、企业等内部网络环境。
2. 局域网的组成：局域网由计算机、交换机、路由器和网络线缆等组成，其中交换机和路由器起到关键作用。
三、局域网的工作原理：（解释局域网内计算机之间的通信过程）1. 交换机的作用：交换机是局域网内计算机之间进行数据交换的核心设备，它可以将数据包按照目的地的 MAC 地址转发到对应的计算机。
2. 路由器的作用：路由器用于连接不同的局域网，并进行数据的传输和转发，实现不同局域网之间的通信。
四、实现内部资源共享：（介绍局域网内部资源共享的方法和优势）1. 文件共享：局域网内的计算机可以通过共享文件夹的方式实现文件的访问和共享，便于团队成员之间的合作与交流。
2. 打印共享：将打印机连接到局域网中的一台计算机上，其他计算机可以通过该计算机来实现打印任务，提高打印效率。
3. 资源共享的优势：内部资源共享可以避免数据的重复存储和传输，提高工作效率并降低成本，实现信息的快速共享和协同办公。
五、实践活动：（引导学生进行实际操作，体验局域网的使用）1. 分组实验：将学生分为小组，每组提供一台计算机，通过交换机和网络线缆进行连接，并进行文件和打印机的共享实验。
2. 操作指导：向学生提供操作指南，指导他们如何共享文件夹和打印机，并让他们亲自体验内部资源的共享和访问。
六、总结：（总结局域网的重要性和实现内部资源共享的方法）通过本次教案的学习，我们了解了局域网的概念和作用，掌握了局域网内部资源共享的方法和优势。
认识网络设备
第2章 认识网络设备-其它常用网络设备
4.路由器 (Router):是工 作在网络层的 设备，它把网 关、网桥、交 换技术集于一 体，具有网络 互连、路径选 择、数据过滤、 打包/拆包、网 段隔离和流量 控制等功能。
第2章 认识网络设备-其它常用网络设备
4.路由器 (Router):是工 作在网络层的 设备，它把网 关、网桥、交 换技术集于一 体，具有网络 互连、路径选 择、数据过滤、 打包/拆包、网 段隔离备-其它常用网络设备
5.调制解调器(Modem):是计算机网络远程通信设 备之一，主要用于使用电话线作为网络传输介质 的场合。
主要功能： 1、数据传输 2、传真功能 3、语音功能 常见的MODEM： 1、56K普通modem 2、ADSL宽带modem
第2章 认识网络设备-其它常用网络设备
3.网关(Gateway):也称协议转换器，主要用于连 接类型不同、协议差别又较大的计算机网络。
第2章 认识网络设备-其它常用网络设备
3.网关(Gateway): 也称协议转换器， 主要用于连接类型 不同、协议差别又 较大的计算机网络。
第2章 认识网络设备-其它常用网络设备
第2章 认识网络设备-其它常用网络设备
1.中继器（Repeater）:对传输中衰减的信号进 行放大、转发。
第2章 认识网络设备-其它常用网络设备
2.网桥(Bridge):也称桥接器，是一个局域网（网 段）与另一个局域网（网段）连接的桥梁。
第2章 认识网络设备-其它常用网络设备
第2章 认识网络设备-其它常用网络设备
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网络硬件设备
组成小型局域网的主要硬件设备有网卡、集线器等网络传输介质和中继器、网桥、路由器、网关等网络互连设备。
以下主要介绍网卡、集线器等网络传输介质和中继器、网桥、路由器、网关等局域网互连设备。
★网卡
网卡(Network Interface Card，NIC)也叫网络适配器，是连接计算机与网络的硬件设备。
网卡插在计算机或服务器扩展槽中，通过网络线（如双绞线、同轴电缆或光纤）与网络交换数据、共享资源。
选购网卡需考虑以下几个因素:
1.速度
网卡的速度描述网卡接收和发送数据的快慢，10M的网卡价格较低（几十元钱一块），就目前的应用而言能满足普通小型共享式局域网传输数据的要求，考虑性价比的用户可以选择10M的网卡;在传输频带较宽的信号或交换式局域网中，应选用速度较快的100M网卡。
2.总线类型
常见网卡按总线类型可分为ISA网卡、PCI网卡等。
ISA网卡以16位传送数据，标称速度能够达到10M。
PCI网卡以32位传送数据，速度较快。
目前市面上大多是10M和100M的PCI网卡。
建议不要购买过时的ISA网卡，除非你的计算机没有PCI插槽。
3.接口
常见网卡接口有BNC接口和RJ-45接口（类似电话的接口），也有两种接口均有的双口网卡。
接口的选择与网络布线形式有关，在小型共享式局域网中，BNC口网卡通过同轴电缆直接与其它计算机和服务器相连;RJ-45口网卡通过双绞线连接集线器（HUB），再通过集线器连接其它计算机和服务器。
4.其它
在选用网卡时，还应查看其程序软盘所带驱动程序支持何种操作系统;如果你对速度要求较高，考虑选择全双工的网卡;若安装无盘工作站，需让销售商提供对应网络操作系统上的引导芯片（Boot ROM）。
目前市售网卡多为软跳线设置即插即用网卡，只是低档网卡Windows 98不容易识别，安装设置略为困难。
★集线器
集线器(HUB)是局域网中计算机和服务器的连接设备，是局域网的星型连接点，每个工作站是用双绞线连接到集线器上，由集线器对工作站进行集中管理。
最简独立型集线器有多个用户端口（8口或16口），用双绞线连接每一端口和网络站（工作站或服务器）的连接。
数据从一个网络站发送到集线器上以后，就被中继到集线器中的其它所有端口，供网络上每一用户使用。
独立型集线器通常是最便宜的集线器，最适合于小型独立的工作小组、部门或者办公室。
独立型集线器上均带有BNC接口，通常用于连接网络服务器。
选择集线器主要从网络站容量考虑端口数（8口、16口或24口），从数据流考虑速度（10M、100M）。
集线器型号、类型很多，本文不能一一描述。
★网络传输介质
网络传输介质是网络中传输数据、连接各网络站点的实体，如双绞线、同轴电缆、光纤，网络信息还可以利用无线电系统、微波无线系统和红外技术传输。
以下主要讨论双绞线和同轴电缆。
1.双绞线电缆
双绞线电缆（下称双绞线）是将一对或一对以上的双绞线封装在一个绝缘外套中而形成的一种传输介质，是目前局域网最常用到的一种布线材料。
为了降低信号的干扰程度，电缆中的每一对双绞线一般是由两根绝缘铜导线相互扭绕而成，双绞线也因此而得名。
双绞线一般用于星型网的布线连接，两端安装有RJ-45头(水晶头)，连接网卡与集线器，最大网线长度为100米，如果要加大网络的范围，在两段双绞线之间可安装中继器，最多可安装4个中继器，如安装4个中继器连5个网段，最大传输范围可达500米。
双绞线分为非屏蔽双绞线(UTP)和屏蔽双绞线(STP)两大类，局域网中非屏蔽双绞线分为3类、4类、5类和超5类四种，屏蔽双绞线分为3类和5类两种。
目前，局域网中常用到的双绞线一般都是非屏蔽的5类4对（即8根导线）的电缆线。
这些双绞线的传输速率都能达到100Mbps。
市面上出售的3类双绞线外层保护胶皮薄，胶皮上标注“CAT 3”字样，外包装纸箱上标注有“3类”字样，售价较低;5类双绞线外层保护胶皮厚，胶皮上标注“CAT 5”字样，外包装纸箱上标注有“5类”字样，售价较高。
购买时切勿图便宜而购买劣质5类双绞线，这些产品往往只能作为3类双绞线使用。
超5类双绞线属非屏蔽双绞线，与普通5类双绞线比较，超5类双绞线在传送信号时衰减更小，抗干扰能力更强，在100M网络中，用户设备的受干扰程度只有普通5类线的1/4，是为将来网络应用提供的解决方案，目前应用较少。
2.同轴电缆
同轴电缆是由一根空心的外圆柱导体和一根位于中心轴线的内导线组成。
内导线和圆柱导体及外界之间用绝缘材料隔开。
根据传输频带的不同，同轴电缆可分为
基带同轴电缆和宽带同轴电缆两种类型。
按直径的不同，同轴电缆可分为粗缆和细缆两种。
细缆近年来发展较快，所以计算机局域网中一般如无特殊要求都使用细缆组网。
细缆一般用于总线型网布线连接。
利用T型BNC接口连接器连接BNC接口网卡，两端头需安装终端电阻器。
细缆网络每段干线长度最大为185米，每段干线最多接入30个用户。
如要拓宽网络范围，需使用中继器，如采用4个中继器连接5个网段，使网络最大距离达到925米。
细缆安装较容易，而且造价较低，但因受网络布线结构的限制，其日常维护不甚方便，一旦一个用户出故障，便会影响其他用户的正常工作。
粗缆适用于较大局域网的网络干线，布线距离较长，可靠性较好。
用户通常采用外部收发器与网络干线连接。
粗缆局域网中每段长度可达500米，采用4个中继器连接5个网段后最大可达2500米。
用粗缆组网如直接与网卡相连，网卡必须带有AUI接口（15针D型接口）。
用粗缆组建局域网虽然各项性能较高，具有较大的传输距离，但是网络安装、维护等方面比较困难，造价较高。
3.光缆
是由一组光导纤维组成的用来传播光束的、细小而柔韧的传输介质。
与其它传输介质相比较，光缆的电磁绝缘性能好，信号衰变小，频带较宽，传输距离较大。
光缆主要是在要求传输距离较长，布线条件特殊的情况下用于主干网的连接。
光缆通信由光发送机产生光束，将电信号转变为光信号，再把光信号导入光纤，在光缆的另一端由光接收机接收光纤上传输来的光信号，并将它转变成电信号，经解码后再处理。
光缆的最大传输距离远、传输速度快，是局域网中传输介质的姣姣者。
光缆的安装和连接需由专业技术人员完成。
★局域网互连设备
常用局域网互连有中继器、网桥、路由器以及网关等。
1.中继器
中继器（Repeater）用于延伸同型局域网，在物理层连接两个网，在网络间传递信息，中继器在网络间传递信息起信号放大、整形和传输作用。
当局域网物理距离超过了允许的范围时，可用中继器将该局域网的范围进行延伸。
很多网络上都限制了工作站之间加入中继器的数目，例如在以太网中最多使用四个中继器。
2.网桥
网桥（Bridge）数据层连接两个局域网络段，网间通信从网桥传送，网内通信被网桥隔离。
网络负载重而导致性能下降时，用网桥将其它分为两个网络段，可最大限度地缓解网络通信繁忙的程度，提高通信效率。
例如把分布在两层楼上的网
络分成每层一个网络段，用网桥连接。
网桥同时起隔离作用，一个网络段上的故障不会影响另一个网络段，从而提高了网络的可靠性。
3.路由器
路由器(Router)用于连接网络层、数据层、物理层执行不同协议的网络，协议的转换由路由器完成，从而消除了网络层协议之间的差别。
路由器适合于连接复杂的大型网络。
路由器的互连能力强，可以执行复杂的路由选择算法，处理的信息量比网桥多，但处理速度比网桥慢。
4.网关
网关（Gateway）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。
网关能实现异构设备之间的通信，对不同的传输层、会话层、表示层、应用层协议进行翻译和变换。
网关具有对不兼容的高层协议进行转换的功能，例如使NetWare的PC工作站和SUN网络互连。
★购买网络设备考虑的因素
购买网络硬件设备时注意用途是决定网络设备和网络布线的主要因素。
网络布线由于不易升级，应当选择最新最好的材料。
而网络硬件设备则不一定选最新最好的，一是因为使用最新技术的设备虽然性能较好，但目前而言还无法使用其高性能;二是从性价比的角度考虑，花钱少且性能稳定的普通设备可能不比所谓新技术产品在整体性能上差多少。
如目前PCI的低档10M网卡和高档100M网卡，价差至少在10倍以上，就小型局域网中的工作站而言，10M网卡和高档100M网卡的速度差不大，目前你还不需要100M网卡的速度，而当你需要高速传输时，100M网卡的价格业已下降很多。
选择适合当前需要、但不超前考虑最新、最好的网络硬件设备，这样能为你节约很大一笔资金。