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局域网互联的硬件设备

作者 : zhushican | 分类 : 蓝爵网络 | 超过 人围观 | 已有 0 人留下了看法

局域网互联

网络互联的硬件设备
1.中继器
中继器又叫转发器,是两个网络在物理层上的连接,用于连接具有相同物理层协议的局域网,是局域网互连的最简单的设备。
特性: (1)它工作在物理层,在物理层扩展网络;
(2)对信号进行整形和放大
(3)使用时遵循“中继规则”
2. 集线器
(1) 集线器又称集中器,也就是俗称的HUB。集线器是一种特殊的中继器,而中继的主要作用是对接收到的信号进行再生放大,以扩大网络的传输距离。集线器是把来自不同的计算机网络设备的电缆集中配置于一体,它是多个网络电缆的中间转接设备,象树的主干一样,集线器是各分枝的汇集点,是对网络进行集中管理的主要设备。在传统的总线型网络中如果使用了HUB,那么这个网络就变成了混合型网络。集线器有利于故障的检测和提高网络的可靠性。另外,集线器能自动指示有故障的工作站,并切除其与网络的通信。
(2) 集线器的分类
①独立式HUB
这类集线器主要是为了克服总线结构的网络布线困难和易出故障的问题而引入,它是最早使用于局域网络的集线器。它具有低价格、容易查找故障等特点,这类集线器适于小型网络,一般支持8~24个工作站,可以利用串接方式连接多个可扩充端口。
②叠加式HUB
它比独立式集线器进了一步,多个集线器通过一条高速链路可以叠加起来。由4~8个集线器一个一个叠加起来,它仅支持一种局域网标准,即要么支持以太网络,要么支持令牌环,不能同时支持多种局域网,它适合于工作组网络。这类集线器一般都有少量的容错能力和网络管理功能,而且可以非常方便地实现网络的扩充。
③智能模块化集线器
智能模块化集线器采用模块化结构,由机柜、电源、主干面板、插卡和管理模块等组成。它利用高速主干线连起来,可插入Ethernet 、Token ring 、FDDI或ATM模块,另外还有网管模块、路由模块等。
3)集线器的堆叠与级联
A、对于可以堆叠的集线器,可用特殊的电缆并通过特殊的端口进行连接。如:DOWN<____>UP端口
B、对于普通集线器,可用普通电缆,并通过特殊端口或普通端口相连。如:普通端口(UPLINK)<直通线>普通端口;
普通端口<交叉线>普通端口
3.网桥
定义:网桥一般是指用以联接两个在数据链路层以上具有相同协议的网络的软件和硬件。
特性:
(1)不受介质访问子层中冲突域的限制而扩展网长,对于网站众多的共享LAN 可以隔离LAN 段,为每一个LAN段提供相同的带宽,提高了网络效率。
(2)具有存储、转发、过滤功能,使应当发送到另一LAN的信息正确转发,均衡网络负载,隔离网段的作用。(图例)
(3)还具备一些高级功能,如定制过滤器、强化安全选择和桥服务分级等。这些都因桥模型而异。
(4)工作依赖于设备的物理地址(MAC地址)
(5)不能隔离广播分组,对广播风暴无能为力。使用时不能成环
网桥的分类:从硬件配置的位置
内部网桥、远程网桥
网桥的安装
1.内部网桥:是指在一台文件服务器中装有多块网卡,每个网卡连接不同的子网。安装简单,无需复杂的配置。
2.外部网桥的工作主要包括生成网桥软件、配置网桥软件和硬件安装三个部分,其中硬件安装指的是调制解调器、电缆线及电话线等的连接和安装,较为简单;主要工作在于生成网桥软件和正确配置网桥软件。
4.路由器
(1)特性:它工作在网络层,不仅在转发数据的方法与网桥不同,而且在互联的网络本质也不同(网桥互联的网络是一个单一的逻辑网络,而用路由器互联的网络是多个不同的逻辑子网。它既可以连接同类网络,也可连接异构网络。多协议路由器能支持多种不同的网络层协议(IP及IPX)。路由器能容易地实现LAN-LAN、WAN-WAN和LAN-WAN-LAN的多种网络连接形式。它的最典型的应用在INTERNET上。
路由器可以隔离广播分组,使用时可以成环。
(2)工作原理:
它工作依赖设备的逻辑地址(如:IP地址),对到来的数据包进行过滤和转发(以寻找一条最佳传输路径,并将该数据有效地传送到目的站点)。为了完成该任务,在路由器中存在着各种传输路径的相关数据-----路由表。路由表可以是系统管理员固定设置好的,也可以由系统动态修改的(即动态路由)
动态路由:是由守护进程自动更新路由表。通常路由选择的守护进程周期性侦听所有路由刷新信息,并将收到的信息广播,以便其他路由器更新其路由表。
(3)路由器的基本组成
A、处理器:是路由器处理包、维护路由、作为路由决定速度的关键部件。
B、内存:
ROM:放有路由器的引导软件,负责让它进入正常的工作状态
闪存:放有IOS软件,维护它的正常工作。
RAM:IOS通过RAM满足其所有的常规存储需要
非易失性RAM(NVRAM):保存IOS在路由器启动时的配置数据
C、接口:
以太网接口、快速以太网接口、令牌环网接口、FDDI网、低速串行接口、快速串行接口、ISDN接口等;
控制台端口、辅助端口。
D、配置文件:
运行配置(也称活动配置)驻留在启动在RAM中
启动配置(驻留在NVRAM中)
E、进程:是指一个在路由器上运行的特殊软件任务,用于实现某种功能。
(3)路由器配置的硬件连接
为访问和配置一部新路由器上的IOS,我们必须通过其控制台端口与之通信。将一台控制台终端(可以是非智能终端或PC机)与路由器连接。如果是非智能终端,则无需仿终端软件;如果是PC机,则必须在其上运行仿终端软件,通过利用终端键盘输入希望的IOS命令。
(4)路由器类型
A、模块化路由器:它拥用丰富的LAN和WAN接口,在接口上通常配备专门的管理接口用以配置网络和统计网络的性能数据,并且还配备支持各种网络的路由接口。它的核心是大容量交换矩阵,所以可以工作在较高的传输速率上,但成本较高。
B、单协议路由器:仅是分组转换器。
C、多协议路由器:可支持多种网络层协议,但是并不完成多种网络层协议的转换。
5、交换机
一、交换机的工作原理及特性
1、它拥有一条很高带宽的背部总线和内部交换矩阵。(交换机的所有端口都挂接在这条背部总线上,控制电路收到数据包以后,处理端口查找内存中的地址对照表以确定目的MAC地址的网卡挂接在哪个端口上,通过内部交换矩阵迅速将数据包传送到目的端口,当目的MAC地址不存在时才广播到所在的端口,接收端口回应后交接机将把新的地址添加入内部地址表中。
2、交换机对数据包的过滤与转发,可以将网络进行分段,可以有效的隔离广播网暴。
3、交换机的每一个端口都可视为独立的网段,连接在其上的网络设备独自享有全部的带宽,无须同其他设备竞争使用。
4、交换机是一种基于MAC地址识别,能完成封装转发数据包功能。
二、交换机中数据的交换技术
1、帧交换:
(1)、直通交换:提供线速处理能力,交换机只读出网络帧的前14个字节,便将网络帧传送到相应的端口上。
(2)、存储转发交换:通过对网络帧的读取进行验错和控制。
2、信元交换
ATM技术中就是以固定长度53个字节的信元交换。
三、交换机的分类
1、从广义上分:
(1)广域网交换机:主要应用于电信领域,提供通信有的基础平台
(2)局域网交换机:应用于局域网络,用于连接网络资源设备,如服务器、PC及网络打印机等。
2、从支持的网络技术上分
以太网交换机、快速以太网交换机、千兆位以太网交换机、FDDI交换机、ATM交换机、令牌环交换机。
3、从外观形态和功能上分
(1)模块式交换机(机架式交换机):是一个拥用多插槽主板的机柜,在插槽中有可扩展交换模块和网管模块(CPU板),每一个交换模块可以连接不同的网络。它的优点是功能强大、扩展型强,并且可根据实际网络拓朴结构、传输介质和网络端口数目来灵活配置交换模块。它一般作为网络核心交换机或大型校园网/园区网的分布层交换机
(2)固定配置的交换机:它是一种带有固定端口数目和类型的交换机。它的最大优点是安装管理方便、便于堆叠、价格适中,最适合做小型网络主干或大型网络的分布层/接入层设备。
四、交换机的主要技术参数
1、转发技术:有直通转发技术和存储转发技术;
2、延时:是指从交换机接收到数据包到开始向目的端口复制数据包之间的时间间隔。
3、管理功能:是指交换机如何控制用户访问交换机,以及用户对交换机的可视程度如何。通常交换机都提供管理软件或满足第三方管理软件远程管理交换机。
4、单/多MAC地址类型:单MAC交换机的每一个端口只有一个MAC硬件地址,它主要用于连接网络最终用户、网络共享资源等,不能连接集线器或含有多个网络设备的网段。多MAC交换机在每一个端口上有足够的存储体记忆多个硬件地址。
5、外接监视仪支持:它可允许外接网络分析仪直接连接到交换机上监视网络状况。
6、全双工:是否支持同时收发数据。等
五、交换机之间的连接
1、堆叠:提供堆叠接口的交换机之间可以通过专用的堆叠线连接起来。通常,堆叠的带宽是交换机端口速率的几十倍。多台交换机的堆叠是靠一个提供背板总线带宽的多口堆叠线模块与单口的堆叠子模块相连,并插入不同的交换机实现交换机的堆叠而实现的。
2、上联:交换机可通过上联端口实现与骨干交换机的连接。
6.网关
一、网关的定义与特性
1、网关可以概括为能够连接不同网络的软件和硬件的结合产品。从原理上讲,网关实际上是通过重新封装信息以使它们能被另一个系统处理。
2、网关可以设在服务器、微型计算机或大型计算机上。
3、网关工作在OSI七层协议的传输层或更高层。
4、网关主要是用于连接不同体系结构的网络或LAN与主机的连接。
二、网关的分类
1、 协议网关:通常在使用不同协议的网络区域间做协议转换。这一转换过程式可以发生在OSI参考模型的第二层、第三层、或第二层、第三层之间。
2、应用网关:是在使用不同数据格式间翻译数据的系统。
一种应用:可以有多种应用网关。如E-MAIL可以以多种格式实现,提供E-MAIL的服务器可能需要与种格式的邮件服务器交互,实现此功能惟一的方法是支持多个网关接口。
3、全网关:是各种技术的融合,具有重要的保护作用。 

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