网络工作站、网络适配器功能-2-集线器、交换机、路由器功能-PPT课件.ppt

1、本次课题目：计算机网络中的主要硬件设备本次课题目：计算机网络中的主要硬件设备 重点：重点：1 服务器、网络工作站、网络适配器的功能服务器、网络工作站、网络适配器的功能 2 集线器、交换机、路由器的功能和应用集线器、交换机、路由器的功能和应用 3 网关的功能网关的功能难点：难点：1 集线器、交换机、路由器的功能和应用集线器、交换机、路由器的功能和应用 2 集线器和交换机区别集线器和交换机区别知识目标：知识目标：1 掌握服务器、网络工作站、网络适配器掌握服务器、网络工作站、网络适配器 的功能的功能 2 掌握集线器、交换机、路由器的功能和掌握集线器、交换机、路由器的功能和 应用应用 3 掌握网关的功

2、能掌握网关的功能教学方法：图示法、举例法教学方法：图示法、举例法3.3 计算机网络中的主要硬件设备计算机网络中的主要硬件设备 3.3.1 服务器服务器服务器（服务器（Server）运行网络操作系统，为网络提供通信控）运行网络操作系统，为网络提供通信控制、管理和共享资源，是整个网络系统的核心。制、管理和共享资源，是整个网络系统的核心。1按网络规模划分按网络规模划分按网络规模划分，服务器分为工作组级服务器、部门级服按网络规模划分，服务器分为工作组级服务器、部门级服务器、企业级服务器。务器、企业级服务器。2按架构划分按架构划分可以分为可以分为CISC（Complex Instruction Set

3、Computing，复杂指令集计算）架构的服务器和复杂指令集计算）架构的服务器和RISC（Reduced Instruction Set Computing，精简指令集计算）架构的服务，精简指令集计算）架构的服务器。器。CISC架构主要指的是采用英特尔架构技术的服务器，即架构主要指的是采用英特尔架构技术的服务器，即我们常说的我们常说的“PC服务器服务器”；RISC架构的服务器指采用非英架构的服务器指采用非英特尔架构技术的服务器。特尔架构技术的服务器。3按用途划分按用途划分可以分为通用型服务器和专用型（或称可以分为通用型服务器和专用型（或称“功能型功能型”）服务器。）服务器。4按外观划分按外观划

4、分可以分为台式服务器和机架式服务器。可以分为台式服务器和机架式服务器。机架式服务器机架式服务器 企业级服务器企业级服务器 部门级服务器部门级服务器 图3.6 各种类型的服务器3.3.2 网络工作站网络工作站网络工作站是指连接到计算机网络中并通过应用程序来执行网络工作站是指连接到计算机网络中并通过应用程序来执行任务的个人计算机。任务的个人计算机。3.3.3 网络适配器网络适配器 网络适配器又称为网卡，是连接计算机与网络的硬件设备。网络适配器又称为网卡，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，通过网线与网络交换数据、网卡插在计算机或服务器扩展槽中，通过网线与网络交换数据、共享

5、资源。计算机主要通过网卡来连接网络，网卡一方面负责共享资源。计算机主要通过网卡来连接网络，网卡一方面负责接收网络上传过来的数据包，解包后将数据通过主板上的总线接收网络上传过来的数据包，解包后将数据通过主板上的总线传输给本地计算机；另一方面它将本地计算机上的数据打包后传输给本地计算机；另一方面它将本地计算机上的数据打包后送入网络。送入网络。1网卡分类：网卡分类：根据网卡的带宽划分，主要有根据网卡的带宽划分，主要有10M网卡、网卡、100M以太网卡、以太网卡、10/100M自适应网卡、自适应网卡、1000M以太网卡等。以太网卡等。3Com EtherLink 10/100兆兆PCI网卡网卡 3Co

6、m 无线局域网无线局域网USB网卡网卡 3Com 无线局域网无线局域网 PCI 网卡网卡RJ-45接口网卡接口网卡BNC接口网卡接口网卡图3.7 各种类型的网卡 2网卡的基本参数网卡的基本参数中断号（中断号（IRQ）：中断级的设置是网卡硬件的重要参数之一。）：中断级的设置是网卡硬件的重要参数之一。基本输入输出地址（基本输入输出地址（I/O）：网站或服务器上的每块网卡都使）：网站或服务器上的每块网卡都使用一个指定的用一个指定的I/O块和一个存储缓冲区，用于网卡与操作系统之间块和一个存储缓冲区，用于网卡与操作系统之间的信息传送。的信息传送。DMA通道：通道：DMA是直接存储器访问方式，允许网卡、网

7、站是直接存储器访问方式，允许网卡、网站与存储器直接进行数据传送，而不需要通过与存储器直接进行数据传送，而不需要通过CPU。3.3.4 集线器集线器集线器集线器(Hub)是局域网中的基础设备，实际上它是中继器是局域网中的基础设备，实际上它是中继器的一种，其区别仅在于的一种，其区别仅在于Hub能够提供更多的端口服务。能够提供更多的端口服务。Hub主主要以优化网络布线结构，简化网络管理为目标而设计的。要以优化网络布线结构，简化网络管理为目标而设计的。1、集线器的分类、集线器的分类按端口数量分：主要有按端口数量分：主要有8口、口、16口和口和24口的集线器。口的集线器。3Com 24口口Hub TP-

8、Link双速双速24口口10/100M以太网集线器以太网集线器 TP-Link 8口口10M以太网集线器以太网集线器 TP-Link双速双速8口口10/100M以太网集线器以太网集线器 图3.8 各种类型的集线器外型2.集线器的安装集线器的安装（1）固定安装支架；）固定安装支架；（2）固定设备；）固定设备；（3）固定导线器。）固定导线器。3集线器间的连接集线器间的连接（1）堆叠。堆叠方式是指将若干集线器的电缆通过堆栈端）堆叠。堆叠方式是指将若干集线器的电缆通过堆栈端口连接起来，以实现单台集线器端口数的扩充。口连接起来，以实现单台集线器端口数的扩充。（2）级联。级联是在网络中增加用户数的另一种方

9、法，它）级联。级联是在网络中增加用户数的另一种方法，它指使用集线器普通或特定的端口来进行集线器间的连接。指使用集线器普通或特定的端口来进行集线器间的连接。3.3.5 交换机交换机交换机在同一时刻可进行多个端口对之间的数据传输。交换机每一端交换机在同一时刻可进行多个端口对之间的数据传输。交换机每一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，无需同其他设备竞争使用，避免了冲突。需同其他设备竞争使用，避免了冲突。图3.9 3Com SuperStack 3 Switch 4400 48端口交换机 3Com Switc

10、h 4007/4007R企业级交换机1990 年问世的交换式集线器年问世的交换式集线器(switching hub)，可明显地提高局域网的性能。可明显地提高局域网的性能。交换式集线器常称为以太网交换机交换式集线器常称为以太网交换机(switch)或或第二层交换机（表明此交换机工作在数据链路层）。第二层交换机（表明此交换机工作在数据链路层）。以太网交换机通常都有十几个端口。因此，以太网以太网交换机通常都有十几个端口。因此，以太网交换机实质上就是一个多端口的网桥，可见交换机交换机实质上就是一个多端口的网桥，可见交换机工作在数据链路层工作在数据链路层。1交换机的分类交换机的分类广义上，交换机可分为广

11、域网交换机和局域网广义上，交换机可分为广域网交换机和局域网交换机。交换机。技术上，交换机又可分为直通交换、存储转发技术上，交换机又可分为直通交换、存储转发和碎片隔离方式三类。和碎片隔离方式三类。以太网交换机的特点以太网交换机的特点以太网交换机的每个端口都直接与主机相连，以太网交换机的每个端口都直接与主机相连，并且一般都工作在全双工方式。并且一般都工作在全双工方式。交换机能同时连通许多对的端口，使每一对相交换机能同时连通许多对的端口，使每一对相互通信的主机都能像独占通信媒体那样，进行无碰互通信的主机都能像独占通信媒体那样，进行无碰撞地传输数据。撞地传输数据。以太网交换机由于使用了专用的交换结构芯

12、片，以太网交换机由于使用了专用的交换结构芯片，其交换速率就较高。其交换速率就较高。独占传输媒体的带宽独占传输媒体的带宽对于普通对于普通 10 Mb/s 的共享式以太网，若共有的共享式以太网，若共有 N 个用户，则每个用户占有的平均带宽只有总带宽个用户，则每个用户占有的平均带宽只有总带宽(10 Mb/s)的的 N 分之一。分之一。使用以太网交换机时，虽然在每个端口到主机使用以太网交换机时，虽然在每个端口到主机的带宽还是的带宽还是 10 Mb/s，但由于一个用户在通信时是，但由于一个用户在通信时是独占而不是和其他网络用户共享传输媒体的带宽，独占而不是和其他网络用户共享传输媒体的带宽，因此对于拥有因

13、此对于拥有 N 对端口的交换机的总容量为对端口的交换机的总容量为 N 10 Mb/s。这正是交换机的最大优点。这正是交换机的最大优点。2交换机与集线器的区别交换机与集线器的区别（1）交换机与集线器都是通过多端口连接以太网设备的，都可）交换机与集线器都是通过多端口连接以太网设备的，都可以将多个用户通过网络以星型结构连接起来，共享资源或交流数以将多个用户通过网络以星型结构连接起来，共享资源或交流数据，这是它们唯一的相同点。据，这是它们唯一的相同点。（2）交换机与集线器在）交换机与集线器在OSI/RM中对应的层次不同，集线器在第中对应的层次不同，集线器在第一层一层-物理层，而交换机至少工作在第二层物

14、理层，而交换机至少工作在第二层-数据链路层，现数据链路层，现在也出现了工作在第三层和第四层的交换机。在也出现了工作在第三层和第四层的交换机。（3）交换机与集线器最根本的区别是工作机理不一样，集线器）交换机与集线器最根本的区别是工作机理不一样，集线器使用的是广播方式，交换机（例如第二层交换机）是基于使用的是广播方式，交换机（例如第二层交换机）是基于MAC地地址进行交换址进行交换。（4）集线器是所有端口共享集线器的总带宽，而交换机的每个）集线器是所有端口共享集线器的总带宽，而交换机的每个端口都具有自己的带宽。端口都具有自己的带宽。（5）集线器是采用半双工方式进行传输，而交换机是采用全双）集线器是采

15、用半双工方式进行传输，而交换机是采用全双工方式来传输数据的。工方式来传输数据的。3三层交换技术三层交换技术三层交换技术（也称多层交换技术或三层交换技术（也称多层交换技术或IP交换技术）是相交换技术）是相对于传统交换概念而提出的。对于传统交换概念而提出的。简单地说，三层交换技术就是：二层交换技术三层转简单地说，三层交换技术就是：二层交换技术三层转发技术。三层交换将第二层交换机和第三层路由器的优势结发技术。三层交换将第二层交换机和第三层路由器的优势结合成一个灵活的解决方案，解决了局域网中网段划分之后，合成一个灵活的解决方案，解决了局域网中网段划分之后，网段中子网必须依赖路由器进行管理的局面，解决了

16、传统路网段中子网必须依赖路由器进行管理的局面，解决了传统路由器低速、复杂所造成的网络瓶颈问题。由器低速、复杂所造成的网络瓶颈问题。3.3.6 路由器路由器路由器（路由器（Router）是网络互联的主要节点设备，是不同网）是网络互联的主要节点设备，是不同网络之间互相连接的枢纽。络之间互相连接的枢纽。1.路由器的功能路由器的功能路由器工作在路由器工作在OSI网络模型的网络层。它的功能大致可分网络模型的网络层。它的功能大致可分为以下几点：为以下几点：（1）网络分段）网络分段（2）提供不同类型网络的互联）提供不同类型网络的互联（3）隔离广播风暴）隔离广播风暴（4）支持子网间的信息传输）支持子网间的信息

17、传输（5）提供安全访问的机制）提供安全访问的机制2.路由器的组成路由器的组成（1）CPU：中央处理单元，和计算机一样，它是路由器的控：中央处理单元，和计算机一样，它是路由器的控制和运算部件。制和运算部件。（2）RAM/DRAM：内存，用于存储临时的运算结果。如路由：内存，用于存储临时的运算结果。如路由表、表、ARP表、快速交换缓存、缓冲数据包、数据队列、当前配表、快速交换缓存、缓冲数据包、数据队列、当前配置文件。置文件。（3）Flash Memory：可擦除、可编程的：可擦除、可编程的ROM，用于存放路，用于存放路由器的操作系统由器的操作系统IOS。（4）NVRAM：非易失性：非易失性RAM，

18、用于存放路由器的配置文件，用于存放路由器的配置文件，路由器断电后，路由器断电后，NVRAM中的内容仍然保持。中的内容仍然保持。（5）ROM：只读存储器，存储了路由器的开机诊断程序、引：只读存储器，存储了路由器的开机诊断程序、引导程序和特殊版本的导程序和特殊版本的IOS软件（用于诊断等有限用途）。软件（用于诊断等有限用途）。（6）接口：用于网络连接，路由器就是通过这些接口和不同）接口：用于网络连接，路由器就是通过这些接口和不同的网络进行连接的。的网络进行连接的。3.路由器的路由选择过程路由器的路由选择过程当一个当一个IP数据报被路由器接收到时，路由器先从该数据报被路由器接收到时，路由器先从该IP

19、数据数据报中取出目的主机的报中取出目的主机的IP地址，再根据地址，再根据IP地址计算出目的主机所在地址计算出目的主机所在网络的网络地址，然后用网络地址来查找路由表以决定通过哪网络的网络地址，然后用网络地址来查找路由表以决定通过哪一个接口转发该一个接口转发该IP数据报。数据报。140.10.2.0138.213.1.5网络1138.210.0.0网络2202.20.2.0网络3138.213.0.0.0网络4140.10.0.0网络5202.50.2.0138.210.1.0202.20.2.5138.213.1.8140.10.1.0202.50.2.8R2R1R3AB图3.10 互联网络示例

20、 3.3.7 网关网关网关（网关（Gateway）工作在网络层以上的高层协议，它是网络）工作在网络层以上的高层协议，它是网络层以上的互联设备的总称。网关通常由运行在一台计算机上的层以上的互联设备的总称。网关通常由运行在一台计算机上的专用软件来实现。网关常见的有二种：协议网关和安全网关。专用软件来实现。网关常见的有二种：协议网关和安全网关。小结：本次课学习了网络中常用设备的功能和应小结：本次课学习了网络中常用设备的功能和应用。具体有：服务器、网络工作站、网络适配器、用。具体有：服务器、网络工作站、网络适配器、集线器、交换机、路由器、网关。注意集线器、集线器、交换机、路由器、网关。注意集线器、交换机、路由器的使用及其之间的区别。交换机、路由器的使用及其之间的区别。