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第3章　传输介质与网络设备 3.1　传输介质 3.1.1　双绞线 3.1.2　同轴电缆 3.1.3　光纤 3.1.4　无线传输介质 3.1.1 双绞线 3.1.2 同轴电缆 3.1.3 光纤 3.1.4 无线传输介质 3.2　网卡 3.2.1　网卡的功能与分类 3.2.2　配置网卡的IP地址 3.2.3　查看网卡的MAC地址 3.2.1 网卡的功能与分类 3.2.2 配置网卡的IP地址 3.2.3 查看网卡的MAC地址 3.3　物理层设备 3.3.1　中继器 3.3.2　集线器 3.3.1 中继器 3.3.2 集线器 3.4　交换机 3.4.1　交换机的功能 3.4.2　交换机的分类 3.4.3　交换机的工作原理 3.4.4　交换机的应用 3.4.5　多层交换机 3.4.1 交换机的功能 3.4.2 交换机的分类 3.4.3 交换机的工作原理 3.4.4 交换机的应用 3.4.5 多层交换机 3.5　路由器 3.5.1　路由器的功能 3.5.2　路由器的分类 3.5.3　路由器的工作原理 3.5.4　路由协议 3.5.1 路由器的功能 3.5.2 路由器的分类 3.5.3 路由器的工作原理 3.5.4 路由协议 3.6　案例──校园网网络设备 【例3-5】 路由器的工作原理。 图3-57 主机、路由器接口的IP地址和MAC地址 （1）企业级交换机。 （2）部门级交换机。 3．根据应用层次划分 图3-36 部门级交换机 （3）工作组交换机。 图3-37 工作组交换机 （4）桌面型交换机。 图3-38 桌面型交换机 4．按交换机的端口结构来分 （1）固定式交换机。 图3-39 机架式交换机 （2）模块化交换机。 图3-40 模块化交换机 光纤模块 图3-41 模块化交换机 RJ45模块 1．构造和维护MAC地址表 【例3-3】 生成交换地址表。 图3-42 MAC地址表为空 图3-43 从接收到的数据帧中提取源MAC地址 图3-44 MAC地址表提取完毕 图3-45 查找已有的MAC地址表项 交换机在转发数据帧时，遵循以下规则。 ? 如果数据帧的目的MAC地址是广播地址或者组播地址，则向交换机所有端口（除源端口）转发。 ? 如果数据帧的目的MAC地址是单播地址，但这个MAC地址并不在交换机的地址表中，则向所有端口（除源端口）转发。 ? 如果数据帧的目的MAC地址在交换机的地址表中，则打开源端口与目标端口之间的数据通道，把数据帧转发到目标端口上。 ? 如果数据帧的目的MAC地址与数据帧的源MAC地址在一个网段（同一个端口）上，则丢弃此数据帧，不发生交换。 2．交换数据帧 【例3-4】 数据帧交换过程。 图3-46 数据帧交换过程 3．帧交换技术 （1）直通交换方式。 直通交换方式的优点如下。 ? 由于不需要存储，延迟非常小、交换速度快。 直通交换方式的缺点如下。 ? 不支持不同速率的端口交换。 ? 缺乏帧的控制、差错校验，数据的可靠性不足。 存储转发方式的优点如下。 ? 支持不同速度端口间的转换，保持高速端口和低速端口间协同工作。 ? 交换机对接收到的数据帧进行错误检测，保证了数据的可靠性，在线路传输差错率大的环境下，能提高传输效率。 存储转发方式的缺点如下。 ? 数据帧处理的时延大，要经过串到并、校验、并到串的过程。 （2）存储转发方式。 交换机是一个灵活的网络设备，一般用于构造星型网络拓扑结构。 图3-47 星形网络拓扑结构 级联是将两台或两台以上的交换机通过一定的拓扑结构进行连接。 级联时可采用全双工技术和端口汇聚技术。 1．交换机级联 （1）双绞线端口的级联。 图3-48 双绞线端口的级联 （2）光纤端口的级联。 图3-49 光纤端口的级联 目前流行的堆叠模式有菊花链模式和星形模式两种。 2．交换机堆叠 （1）菊花链模式。 图3-50 菊花链式堆叠 图3-51 星形堆叠 （2）星形堆叠模式。 ? 级联的交换机之间可以相距很远，而一个堆叠单元内的多台交换机之间的距离必须很近。 ? 级联一般采用普通端口，而堆叠一般采用专用的堆叠模块（专用端口）和堆叠线缆。 ? 一般来说，不同厂家和不同型号的交换机可以互相级联，而堆叠则必须在可堆叠的同类型交换机（至少应该是同一厂家的交换机）之间进行。 3．级联和堆叠之间的差异 ? 级联是交换机之间的简单连接，级联线的传输速率将是网络的瓶颈。 堆叠使用专用的堆叠线缆，提供高于1?GB的背板带宽，堆叠的交换机的