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网络设备在OSI体系中的位置 网络设备的功能层次 中继器（集线器）的概念结构 中继器（集线器） 网桥（交换机）的概念结构 网桥（交换机） 路由器的概念结构 路由器 网关的概念结构 网关 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 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 7.1.1 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 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 7.1.2 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 数据缓冲区 曼彻斯特编码/解码器——对发送的数据编码，变换成适合于在LAN上传输的信号或把接收的信号解码为二进制数据 LAN管理部件 主机总线接口部件 CPU(部分网卡有)——增强网卡智能化，减少网络传输对主机CPU的依赖，提高传输效率 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 7.2.1 集线器简述 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： 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 7.2.2 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 传输速度自适应 内部有两个网段：10M和100M，集线器根据连接速度将主机连接到不同网段上。 网段之间用交换方式连接。 保护投资，便于升级 7.2.3 以集线器为核心的网络的特点 所有主机共享带宽 无法限制冲突和广播 适用于小型网络 例：用集线器搭建简单的网络 以1台服务器，3台PC机为例： 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 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） 网络中站点越多，冲突现象越严重； 网络总带宽BW ，由于共享信道使得每个站点的平均拥有带宽为BW/n。 解决的方法: 提高网络传输速度——没有从根本上解决问题 网络分段（微网段化） 减少每个网段中站点的数量, 使冲突的概率减小； 实现网络分段的设备：网桥、交换机、路由器 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 7.3.1. 网桥 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： 透明网桥（Transparency Bridge） 由网桥负责路由选择，网桥和路由对站点透明 以太网中最常用 源选径网桥（Source Routing Bridge） 由源站点负责路由选择，网桥和路由对站点不透明 透明网桥 工作原理 网桥有寻址和路由选择能力，路由选择采用查表法： 网桥内的转发表描述了到达每个站点的路由； 转发表主要由端口号和站点MAC地址组成。 透明网桥工作原理归纳为：基于转发表的学习、过滤、转发和广播。 工作原理 对于从端口收到的每个报文，查看其目的MAC地址，并与转发表对照： 若目的MAC地址在接收端口的表项中，则丢弃报文——过滤； 若目的MAC地址在某一端口的表项中，则把报文转发到与该端口连接的网段——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。 网桥转发的例子：A→B， A→C 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。 透明网桥需要解决的问题 循环连接，造成： 转发表振荡，报文无限循环，包丢失 生成树(Spanning tree