认识常用网络设备
实训1 认识校园网结构和网络设备
实训1 认识校园网结构和网络设备一、实训目的1、整体认识网络设备，了解各种设备的用途；2、通过参观网管，了解校园网的拓扑结构。
二、实训设备网管室所有网络设备设施。
三、背景知识（一）网络服务器服务器运行网络操作系统，是整个网络系统的核心，它为网络用户提供服务并管理整个网络。
随着局域网络功能的不断增强，根据服务器在网络中所承担的任务和所提供的功能不同把服务器分为：文件服务器、打印服务器和通信服务器。
文件服务器能将大量的磁盘存贮区划分给网络上的合法用户使用，接收客户机提出的数据处理和文件存取请求；打印服务器接收客户机提出的打印要求，及时完成相应的打印服务；通信服务器负责局域网与局域网之间的通信连接功能。
一般在局域网中最常用的是文件服务器。
在整个网络中，服务器的工作量通常是普通工作站的几倍甚至几十倍。
（二）工作站工作站又称客户机，是用户和网络的接口设备，用户通过它可以与网络交换信息，共享网络资源。
当一台计算机连接到局域网上时，这台计算机就成为局域网的一个客户机。
客户机与服务器不同，服务器是为网络上许多网络用户提供服务以共享它的资源，而客户机仅对操作该客户机的用户提供服务。
客户机通过网卡、通信介质以及通信设备连接到网络服务器。
例如有些被称为无盘工作站的计算机没有它自已的磁盘驱动器，这样的客户机必须完全依赖于局域网来获得文件。
客户机只是一个接入网络的设备，它的接入和离开对网络不会产生多大的影响，它不象服务器那样一旦失效，正在使用这一功能的网络会受到影响，可能会使网络的部分功能无法使用。
现在的客户机都用具有一定处理能力的PC（个人计算机）机来承担。
（三）网络适配器网络适配器NIC（Network Interface Card）即网卡。
它是构成计算机局域网络系统中最基本的、最重要的和必不可少的连接设备，计算机主要通过网卡接入局域网络。
网卡的接口类型RJ45、BNC、AUI、SC、ST等。
网卡的传输速率主要有10MBPS、100MBPS、1000MBPS、10M/100MBPS自适应网卡、100M/1000MBPS自适应网卡等几种。
认识网络互联设备
认识网络互联设备
网络互联的基本概念
所谓网络的互联，一般是指将不同的网络（如局域网、广域 网）通过某种手段连接起来，使之能够相互通信的一种技术和 方法。
从互联的层度讲，网络互联有层度不同的3个概念: 1. 互连
认识网络互联设备
2.2 以太网卡的分类 (1) 根据传输速度，网卡可以分为10 Mb/s网卡，10/100 Mb/s自适应网卡，
以及千兆(1000 Mb/s)网卡等。我们目前常使用的是10 Mb/s和10/100 Mb/s自适 应网卡两种。因为它们价格便宜，所以比较适合于一般用途。对于千兆的网 卡，目前主要用于高速的服务器。 (2) 根据总线，网卡可分为ISA、VESA、EISA、PCI、USB等接口类型。 USB接口网卡是最近几年才出现的产品，主要是为了满足没有内置网卡的笔 记本用户，它通过USB接口引出(如图4-7所示)。
认识网络互联设备
2020/12/8
认识网络互联设备
能力目标
• 认识各种网络互联设备 • 掌握各种网络互联设备的功能 • 学会各种网络互联设备的安装
认识网络互联设备
能力体现
• 通过网络查看各种网络设备，并了解它们的特性及使用场 合。
• 学会 各种网络互联设备的安装。
认识网络互联设备
1 网络互联概述
认识网络互联设备
图4-12 集线器示例
认识网络互联设备
集线器的连接应考虑所使用的网络传输介质，一般集线器 应具有BNC和RJ 45两个接口或BNC、RJ 45和AUI三个接口。集 线器接口数通常有8口、12口、16口、24口等几种。
认识网络互联设备
路由器与网桥的区别
• 网桥独立于高层协议，它把几个物理网络连起 来后提供给用户的仍然是一个逻辑网络，用户 根本不知道有网桥存在；
• 路由器则利用互联网协议将网络分成几个逻辑 子网。路由器是面向协议的设备，能够识别网 络层地址，而网桥只能识别链路层地址或称 MAC地址 ，网桥对网络层地址视而不见。
(2) 根据总线，网卡可分为ISA、VESA、EISA、PCI、USB等接口类型。 USB接口网卡是最近几年才出现的产品，主要是为了满足没有内置网卡的笔 记本用户，它通过USB接口引出(如图4-7所示)。
图4-7 USB接口网卡
(3) 根据接口，网卡又可分为RJ45水晶口、BNC细缆口， AUI及FDDI等几类及综合了这几种插口类型于一身的二合一、三 合一网卡。
工作在数据链路层由于交换机中有端口与地址的对应表，因此 它能够将数据送往指定的端口，而其它端口可以继续向另外的端 口传送数据，从而避免了共享集线器同时只能有一对端口工作的 限制。对于一个N端口100 Mb/s的交换机而言，如果每两个端口相 互传送数据，由于每对端口在传送时都拥有100 Mb/s的频宽，因此 理论上可以获得的最大频宽为100×N/2(Mb/s)，如图5-16所示。但 是，如果有多个端口同时要传送数据到同一端口，此时将和共享 集线器一网桥
(a) 本 地 网 桥
网桥 x.25网 络
(b) 广 域 网 桥
图6-1 网桥示例
6.2 路由器
路由器(Router)工作在OSI参考模型中的第三层(网络层)，是 用于连接多个逻辑上分开的网络，经常使用在大型校园网和企 业网中。逻辑网络是指一个单独的网络或一个子网。当数据从 一个子网传输到另一个子网时，可通过路由器来完成。路由器 具有判断网络地址和选择数据传输路由的功能，它能在多网络 互连环境中建立灵活的连接，可用完全不同的数据分组和介质 访问方法连接各种子网。路由器工作在网络层，它只接收源站 或其他路由器的信息，不关心各子网使用的硬件设备，但要求 运行与网络层协议相一致的软件。
常用无线局域网设备 网络设备解析
常用无线局域网设备网络设备解析在当今数字化的时代，无线局域网（WLAN）已经成为我们生活和工作中不可或缺的一部分。
无论是在家中享受无线网络带来的便利，还是在办公室中实现高效的无线办公，都离不开一系列的无线局域网设备。
这些设备相互协作，为我们构建了一个无缝连接的网络环境。
接下来，让我们一起深入了解一下常用的无线局域网设备。
首先，无线路由器无疑是无线局域网的核心设备。
它就像是一个交通枢纽，将来自互联网服务提供商（ISP）的网络信号接收进来，并以无线的方式分发给各个连接的设备。
无线路由器通常具备多个以太网端口，用于连接有线设备，如台式电脑、网络打印机等。
同时，它还支持多种无线标准，如 80211n、80211ac 甚至是最新的 80211ax（WiFi 6），以提供不同的传输速度和覆盖范围。
在选择无线路由器时，我们需要考虑多个因素。
信号覆盖范围是一个关键因素，如果您的居住或办公空间较大，可能需要选择具有更强信号发射能力或支持 Mesh 组网的路由器，以确保每个角落都能接收到稳定的信号。
传输速度也很重要，如果您有大量的数据传输需求，如高清视频播放、在线游戏等，那么选择支持更高传输速率的路由器将能带来更好的体验。
此外，路由器的安全性也是不容忽视的，它应该具备防火墙、WPA/WPA2 加密等功能，以保护您的网络免受未经授权的访问。
无线接入点（AP）是另一种常见的无线局域网设备。
在一些大型场所，如商场、学校、企业办公室等，单个无线路由器的覆盖范围可能无法满足需求，这时就需要部署多个无线接入点来扩展网络覆盖。
无线接入点可以通过有线方式连接到网络，然后将网络信号以无线的形式发射出去。
与无线路由器不同的是，无线接入点通常不具备路由功能，它的主要作用就是提供无线网络接入。
对于无线接入点的选择，需要根据覆盖区域的大小、用户数量以及网络需求来决定。
有些无线接入点支持 PoE（以太网供电），这使得安装和部署更加方便，无需为每个接入点单独铺设电源线。
常见的网络设备及协议分析
一、常见的网络设备我们常见的网络设备主要有：集线器，网桥，路由器，交换机，调制解调器，服务器，中继器等集线器集线器的英文称为“Hub”。
“Hub”是“中心”的意思，集线器的主要功能是对接收到的信号进行再生整形放大，以扩大网络的传输距离，同时把所有节点集中在以它为中心的节点上。
它工作于OSI(开放系统互联参考模型)参考模型第一层，即“物理层”。
集线器与网卡、网线等传输介质一样，属于局域网中的基础设备，采用CSMA/CD（一种检测协议）访问方式。
HUB按照对输入信号的处理方式上，可以分为无源HUB、有源HUB、智能HUB。
主要生产厂家：3Com D-Link 普联水星网桥网桥（Bridge）像一个聪明的中继器。
中继器从一个网络电缆里接收信号，放大它们，将其送入下一个电缆。
相比较而言，网桥对从关卡上传下来的信息更敏锐一些。
网桥是一种对帧进行转发的技术，根据MAC分区块，可隔离碰撞，将网络的多个网段在数据链路层连接起来，并对网络数据的流通进行管理。
它工作于数据链路层，不但能扩展网络的距离或范围，而且可提高网络的性能、可靠性和安全性。
路由器路由器（Router）是连接因特网中各局域网、广域网的设备，它会根据信道的情况自动选择和设定路由，以最佳路径，按前后顺序发送信号的设备。
路由器是互联网络的枢纽、"交通警察"。
目前路由器已经广泛应用于各行各业，各种不同档次的产品已成为实现各种骨干网内部连接、骨干网间互联和骨干网与互联网互联互通业务的主力军。
路由和交换之间的主要区别就是交换发生在OSI参考模型第二层（数据链路层），而路由发生在第三层，即网络层。
这一区别决定了路由和交换在移动信息的过程中需使用不同的控制信息，所以两者实现各自功能的方式是不同的。
主要的生产厂家有：普联(TP-link) D-Link 华为 CISCO(思科) 金浪 LINKSYS Netcore 网件Netgear 阿尔法 V igor 博达 Accton(智邦) 华硕 合勤 腾达交换机交换机(英文：Switch，意为“开关”)是一种用于电信号转发的网络设备。
网络设备功能介绍
交换机属于多端口的网桥，因此在交换机上可连接多 个冲突检测域，即对应着多个网段。 介绍两个关键的概念：
广播域是指彼此接收广播消息的一组网络中的设备。 冲突域是指连接到同一个物理介质的一组设备，如有两台 设备同时访问介质，结果就是两个信号冲突。
计算机网络实用技术
2 数据链路层设备
2 数据链路层设备
1．网卡的原理
一块网卡主要由RJ-45接口、指示灯、固定片、PCB线路板、 主芯片、金手指、BOOTROM、EEPROM、晶振以及一些 二极管、电阻电容等组成 。
计算机网络实用技术
图6-9 图解PCI网卡
2 数据链路层设备
1．网卡的原理 常见的10/100M自适应网卡芯片有Realtek 8139 /810X系列、 VIA VT610*系列、Intel 82550PM/82559系列、Broadcom 44xx系列、3COM 3C920系列、Davicom DM9102、Mxic MX98715等。 常见的10/100/1000M自适应网卡芯片有Intel的8254*系列， Broadcom的BCM57**系列，Marvell的 88E8001/88E8053/88E806*系列，Realtek的RTL8169S32/64、RTL8110S-32/64(LOM)、RTL8169SB、 RTL8110SB(LOM)、RTL8168(PCI Express)、RTL8111(LOM、 PCI Express)系列，VIA的VT612*系列等。
（1）差错控制协议 （2）数据压缩协议 （3）文件传输协议
计算机网络实用技术
1 物理层设备
5．Modem的安装
（1） 外置式Modem的安装 ：2 Modem 已准备就绪，并成功通过自检。 MR （ ） 内置式 Modem的安装
实验一 网络设备认识和线缆制作及测试
实验一网络设备认识和线缆制作及测试实验一网线制作和分析测试实验1.1 网络设备的认识【实验目的】通过对网络设备和连接线缆的观察，建立对计算机网络的一个基本的感性认识。
【实验任务】1、实际观察交换机、路由器等设备外观，识别这些设备的网络连接接口。
2、识别用于连接设备的线缆。
3、观察一个实际的网络，认识其中的网络设备及其连接线缆和连接方式。
建议实验学时：1学时。
【实验背景】网络设备主要包括路由器、交换机等，Cisco 公司作为网络设备的主要提供商，提供各种系列的产品，尽管这些产品的处理能力和所支持的网络连接接口数目有相当大的差异，但它们都由相似的硬件构件所组成。
系统的主要构成单元包括：中央处理器、闪存、只读存储器、随机存取存储器、非易失随机存取存储器、输入／输出接口和特定介质转换器等。
了解路由器和交换机的内外部特性，对理解它们的功能和工作原理是有帮助的。
【实验设备】Catalyst2912交换机、集线器、Cisco2620路由器、PC机、CAT5UTP（直通线、交叉线、反转线）若干、DTE/DCE 电缆。
【实验步骤】步骤1 认识路由器（Cisco 2620）、交换机（Catalyst 2912）、集线器的指示灯、端口及其连线。
步骤1.1认识路由器的接口和指示灯。
图1.1 Cisco 2620路由器前面板如图1.1所示：依次为电源指示灯、远程电源供应指示灯、活动指示灯。
图1.2 Cisco 2620路由器后面板路由器接口主要用来将路由器连接到网络，它分为局域网接口和广域网接口两种。
由于路由器型号的不同，接口个数和类型也不一样。
常见的接口主要有以下几种：（1）高速同步串口：可连接DDN、帧中继(Frame Relay)、X.25、PSTN(模拟电话线路)。
（2）同步／异步串口：可用软件将端口设置为同步工作方式。
（3）AUI接口：即粗缆口。
一般需要外接转换器(AUI-RJ45)连接10Base-T以太网络。
计算机网络系统的组成功能分类及常见网络设备认识
计算机网络系统的组成功能分类及常见网络设备认识1.硬件设备：包括计算机、路由器、交换机、网卡、光纤、电缆等网络设备。
2.软件：包括网络协议、传输控制协议/网际协议（TCP/IP）等网络协议，以及网络管理软件、网络安全软件等。
3.数据通信链路：用于相互连接各个设备的物理链路，可以是电缆、光缆、无线信号等。
4.网络通信协议：用于规定数据在网络中传输的方式和规则，如TCP/IP协议族。
5.网络拓扑结构：指网络中设备之间的连接方式，包括星型、总线型、环型、树型等。
1.数据通信：通过网络连接，实现不同计算机之间的数据传输和交流。
2.资源共享：通过网络连接，实现存储设备、打印机、数据库等资源的共享，提高资源利用率。
3.远程访问：通过网络连接，实现对其他计算机或服务器的远程访问和管理。
4.分布式处理：通过网络连接，将任务分割成多个子任务，由不同的计算机共同完成，提高处理效率。
5.信息传播：通过网络连接，实现信息的即时传播和共享，如电子邮件、即时通讯等。
1. 局域网（Local Area Network，LAN）：覆盖较小范围的网络，通常在一个建筑物或校园内部，用于实现内部通信和资源共享。
2. 广域网（Wide Area Network，WAN）：跨越较大范围的网络，如跨越城市、省份或国家，用于实现远程通信和资源共享。
3. 城域网（Metropolitan Area Network，MAN）：覆盖城市范围的网络，通常是将多个局域网连接起来构成的。
4. 无线局域网（Wireless Local Area Network，WLAN）：通过无线技术实现的局域网，如Wi-Fi网络。
常见的网络设备认识:1. 路由器（Router）：用于将数据包从一个网络传输到另一个网络，负责网络之间的数据转发和路由选择。
2. 交换机（Switch）：用于构建局域网，将数据包从源设备转发到目标设备，实现局域网内部的数据交换。
3. 网卡（Network Interface Card，NIC）：用于连接计算机与网络，将计算机的数据转换成网络可以识别的形式。
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集线器的分类：按结构形式划分
• 独立式集线器(Standalone HUB)
– 独立式集线器是最简单的一种集线器，带有多个（8个、 12个、16个或24个）RJ-45端口；
Ethernet
C 7 8 9101112
7x 8x 9x 10x 11x 12x
A 12 34 56
1x 2x 3x A 4x 5x 6x
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5. 网卡的选择
考虑的因素包括：
▪ LAN的类型：Ethernet、Token Ring、ATM、FDDI ▪ LAN的速度：10M/100M/1000M、4M/16M、25M/155M ▪ 网络接口类型：AUI/BNC、RJ-45、SC/ST/MT-RJ ▪ 主机总线类型：ISA、EISA、PCI、USB、PCMCIA ▪ 应用场合：服务器、工作站、笔记本 ▪ 其他附加功能：PnP、防病毒、远程唤醒、链路聚合等
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以太网卡的类型
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三个基本概念
• 广播
– 向网络上的所有设备发送数据
• 广播域
– 网络上所有能够接收到同样广播分组的设备的集合
• 冲突域
– 网络中的一部分，以网桥、交换机或者路由器为边界 ，在冲突域中任意两台主机同时发送数据都会产生冲 突
❖一个广播域包含一个或多个冲突域
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主机1
7.2 中继器与集线器
应用层 传输层
1. 中继器（Repeater）
互连网层 数据链路层
物理层
中继器 PHY
▪ 工作在物理层 网段1
▪ 功能：信号整形和放大，在网段之间复制比特流
▪ 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
Repeater
– 一台HUB – 4块UTP接口的网卡 – 4台PC机 – 8个RJ45接头（水晶头） – 若干米UTP双绞线
HUB
UTP NIC
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服务器
PC机
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7.3 网桥与网络交换机
• 共享信道LAN的缺点
– 冲突域中的多个站点同时发送会造成冲突；
• 因此实际带宽为3～4Mb/s（或30～40Mb/s）
• 使用同轴电缆或光纤，通过集线器提供的向上连接端口实现 级联 ；
AUI接口 RJ-45接口
集线器
AUI接口 RJ-45接口
集线器
10Base-T
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10Base-T
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可堆叠式集线器(Stackable HUB)
• 堆叠式集线器带有一个堆叠端口，每台堆叠式集线器通过堆 叠端口，使用一条高速链路实现集线器之间的高速数据传输 。
• 这条高速链路是用一根特殊的电缆将两台集线器的内部总线
相连接，因此，这种连接在速度上要远远超过集线器的级联
连接，堆叠连接在一起的HUB在逻辑相当于一台单独的
HUB，可统一管理。
集线器堆叠在一起
后视图
通过背板连接电缆实现高速数据传输
SD
SD
SD
SD
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模块化集线器(Module HUB) • 模块化集线器，又称为机架式 集线器，它配有一个机架或卡 箱，带多个插槽，每个插槽可 插入一块通信卡(模块)，每个 通信卡的作用就相当于一个独 立型集线器。当通信卡插入机 架内的卡槽中时，它们就被连 接到机架的背板总线上，这样 两个通信卡上的端口之间就可 以通过背板的高速总线进行通 信。
网段——交换（转发）； – 若目的MAC地址不在表中，则向接收端口外的其他所有端口广播该报文
——广播。
❖透明网桥工作原理归纳为：基于转发表的过滤、转发和广播。
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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。
–每个表项的生存期都是有限的：
• 在一段时间内未收到以同一MAC地址为源地址的报文时，该表项被 删除，以适应网络拓扑的变化。
每个端口的工 作状态指示灯
7x 8x 9x 10x 11x 12x
1x 2x 3x B 4x 5x 6x
RJ-45接口
独立式集线器
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集线器的级联
• 使用双绞线通过集线器的RJ-45端口实现级联；
集线器
RJ-45接口
集线器
集线器
10Base-T
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集线器进行级联
• 可灵活按需配置，通过插入不 同的插卡满足需求（如插入交 换卡、路由卡、加密卡等）。
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集线器的类型：按速度划分
• 传统集线器
– 传输速度为10Mb/s（10Base-T网络）
• 快速以太网集线器
– 传输速度为100Mb/s （100Base-T网络）
• 10/100M自适应集线器
• 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
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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
可进行介质转换——如UTP转换为光纤
用中继器连接的多个网段是一个冲突域
▪ 应用注意事项：不能构成环、应遵守以太网的5-4-3规则
主机2 应用层 传输层 互连网层 数据链路层 物理层
网段2
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2. 集线器
• 多端口的中继器，工作在物理层 • 功能：在网段之间复制比特流，信号整形和放大 • 可认为它是将总线折叠到铁盒子中的集中连接设备 • 特点：
▪ 并行处理：发送/接收和数据处理同步进行 ▪ 全双工：需集线器/交换机的支持，采用UTP和光纤 ▪ 突发传输方式（每次传送更多的帧）：LAN误码率很低 ▪ 智能网卡（让网卡承担更多的传输任务） ▪ IEEE802.1p ：赋予数据包以优先级（需要OS的支持） ▪ 提高与主机的传输速度：
•采用DMA传送方式，采用PCI总线
网关
应用层/ 传输层
IP IP DL DL PHY PHY
主机2 应用层 传输层 互连网层 数据链路层 物理层
网络1
网络2
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7.1 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
独立的冲突域
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1. 网桥
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
网段1
网段2
• 存储转发设备，工作在数据链路层
• 用网桥连接的多个网络对外呈现为一个单独 的物理网络
– 具有惟一的网络地址
• 根据路径选择方法，有两种网桥：
• 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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网段1
网段2
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路由器的概念结构
• 路由器
主机1 应用层 传输层 互连网层 数据链路层 物理层
路由器 互连网层 DL DL PHY PHY
主机2 应用层 传输层 互连网层 数据链路层 物理层
子网1
子网2
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网关的概念结构
• 网关
主机1 应用层 传输层 互连网层 数据链路层 物理层
第7章 网络设备
●交换机及其使用 ●路由器及其使用 ●构造简单的网络
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数据库
主
主
企业内部网
机
机
应 用 服
交 换 机
务
器
集线器
交 换 机
应 用 服 务
器
防火墙
外部访问子网
服 务
交换机
交换机
服 务
器
器
防火墙 路由器
外界因特网
因特网
WEB WEB
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
• 端口数：8，12，16，24
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集线器 粗缆/细缆
10Base2 - 细缆Ethernet
集线器 细缆/UTP
10BaseT-双绞线
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10Base5 粗缆Ethernet
• 网桥和交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
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网络分段示意
冲突域/广播域 HUB
总带宽: BW 结点带宽: BW/8