第 5章 局域网设备
主要的网络设备
? 网卡
? 中继器
? 集线器
? 交换机
? 路由器
网卡
? 网卡（ Network Interface Card,NIC）又
称网络接口卡或网络适配器，它是局域网
计算机中应用的基本部件
? 网卡工作在 OSI模型中的物理层和数据链
路层
配置网卡的 3个参数
? 中断请求（ IRQ）
? 基本输入 /输出（ I/O）地址
? 高端内存地址
网卡上的 MAC地址
生产厂商标识符 厂商分配的序号
6个十六进制数 6个十六进制数
24位二进制数 24位二进制数
网卡的工作原理
? 网卡上带有收发器，用于接收和发送物理
层传输的信号
? 在以太网中，网卡用于连接传输介质并控
制对传输介质的访问
网卡的分类
? 按照网卡与主板总线接口分类
? ISA,EISA,PCI
? 按照网卡与传输介质连线的接口分类
? RJ45接口
? BNC接口
? AUI接口
? 按照网卡支持的传输速率分类
? 10 Mbps,100 Mbps,10/100 Mbps, 1000Mbps
? 按照网卡所支持的计算机分类
? 以太网卡,PCMCIA网卡
中继器
? 中继器（ Repeater）是 OSI模型中物理层
的设备
? 它可以将局域网的一个网段和另一个网段
连接起来
? 起到信号放大和延长信号传输距离的作用
集线器
? 集线器（ Hub）又称为集中器，是工作在
OSI模型中的物理层设备
? 集线器是将局域网中节点的线缆集中在一
起的设备
? 主要作为网络连接的中心点
? 通常连网的节点通过非屏蔽双绞线与集线
器连接
共享式集线器
? 共享式集线器上的端口与网络中的一台计
算机相连
? 在集线器内部，每个端口模块都连接到集
线器的以太网背板上
? 这样集线器上所有端口都共享同一个带宽
? 物理上是一个总线型的连接方式。
可堆叠集线器
? 可堆叠集线器是指使用专门的连接线，通
过专用的端口将若干集线器堆叠在一起
? 它是将多个集线器连接在一起组成了一个
大的集线器
? 扩充了网络可连接的端口数
? 它是共享式集线器的一种
智能集线器
? 智能集线器与交换机类似，具有网络管理
和自动检测网络端口速度的能力
? 增加了网络的交换功能
网桥
? 网桥是工作在 OSI模型中数据链路层 MAC
子层的网络连接设备
? 网桥的每个端口连接一个局域网网段
? 常用于将共享带宽的计算机节点数较多的
局域网分为两个局域网网段
? 减少计算机在网络中传输数据时可能发生
的冲突
? 网桥的主要功能就是隔离不同网段之间的
数据通信量
透明网桥
? 透明网桥主要应用在以太网中
? 透明网桥在转发数据帧时，如果检测到转
发的数据帧有错误，就会丢弃该数据帧
? 透明网桥的主要功能
? 地址学习
? 过滤
? 转发
源路由网桥
? 源路由网桥假设网络中的源节点在发送数据帧时都知道
目标节点的最佳传输路径
? 如果源节点不知道目标节点的地址，则源节点会发布一
个广播帧询问目标节点的硬件地址
? 每个源路由网桥都将广播帧转发到所有的端口
? 广播帧就可以到达网络中的每一个局域网段
? 当目标节点收到广播帧时，就会发送一个包含自己 MAC
地址的应答帧，所经过的网桥将它们自己的标识记录在
应答帧中，这样当应答帧回到源节点时，该帧中包含了
从源节点到目标节点的完整的路径信息
? 源节点就可以从中选择最佳传输路径。
交换机
? 局域网交换机是交换式局域网的核心设备
? 交换机属于 OSI模型中数据链路层设备
? 它的功能与局域网桥相近，由多端口的网
桥发展而来
以太网交换机
交换机数据交换方式
? 直接交换
? 存储转发
? 改进的直接交换
以太网交换机的工作过程
? 地址学习
? 转发
? 过滤
地址学习
? 初始阶段交换机中的 MAC地址表是空表
? 学习到相关设备的 MAC地址，建立一张
端口与 MAC地址的映射表
转发
? 网络上的计算机通过交换机传输数据
? 数据帧进入到交换机的端口时
? 交换机会检查 MAC地址表找到目的地址
所在的端口
? 将数据帧转发到相应的端口
过滤
? 交换机不需要将数据帧转发到交换机的其
他端口时，则过滤掉数据帧
生成树
? 生成树的目的就是为了维护没有回路的网
络
? 生成树通过阻塞冗余端口的方式来避免网
络中回路的产生
端口阻塞
路由器
? 路由器是网络层的设备
? 路由器上有多个端口，每个路由器的端口
可以分别连接到不同网段上，或者连接到
另一台路由器
? 路由器中保存了一个可路由信息的路由表
路由器的主要功能
? 路由器工作在 OSI模型的网络层
? 它的主要功能
? 寻址
? 转发
路径选择
? 数据包从一个网络传送到另一个网络时有
两条以上的路径可以选择时，路由器就会
通过路由选择算法选择一条最佳路径来传
送数据包
路由选择
? 路由器用于连接两个或多个网络，路由器通常
是将数据包从一个网络传送到另外一个网络中，
这就需要路由器直接或间接的与所传送数据包
的源网络和目标网络相连接，路由器与不同网
络的连接是通过路由器上的不同端口实现的。
? 每个与网络相连接的路由器的端口必须具有一
个独立的、惟一的网络地址，路由器能够在一
个端口上接收数据包并把它转发到另一个端口
上，路由器的路由选择功能使得它能够选择最
适合的端口来进行数据的转发。
静态路由和动态路由
? 静态路由表是由网络管理员事先设置好固
定的路由表，它一般是在系统安装时根据
网络的配置情况预先设定的，它不会自动
改变
? 动态路由表是路由器在网络的运行过程中，
根据网络系统的运行情况自动调整的路由
表，按照路由选择算法自动计算数据传输
的最佳路径。
主要的网络设备
? 网卡
? 中继器
? 集线器
? 交换机
? 路由器
网卡
? 网卡（ Network Interface Card,NIC）又
称网络接口卡或网络适配器，它是局域网
计算机中应用的基本部件
? 网卡工作在 OSI模型中的物理层和数据链
路层
配置网卡的 3个参数
? 中断请求（ IRQ）
? 基本输入 /输出（ I/O）地址
? 高端内存地址
网卡上的 MAC地址
生产厂商标识符 厂商分配的序号
6个十六进制数 6个十六进制数
24位二进制数 24位二进制数
网卡的工作原理
? 网卡上带有收发器，用于接收和发送物理
层传输的信号
? 在以太网中，网卡用于连接传输介质并控
制对传输介质的访问
网卡的分类
? 按照网卡与主板总线接口分类
? ISA,EISA,PCI
? 按照网卡与传输介质连线的接口分类
? RJ45接口
? BNC接口
? AUI接口
? 按照网卡支持的传输速率分类
? 10 Mbps,100 Mbps,10/100 Mbps, 1000Mbps
? 按照网卡所支持的计算机分类
? 以太网卡,PCMCIA网卡
中继器
? 中继器（ Repeater）是 OSI模型中物理层
的设备
? 它可以将局域网的一个网段和另一个网段
连接起来
? 起到信号放大和延长信号传输距离的作用
集线器
? 集线器（ Hub）又称为集中器，是工作在
OSI模型中的物理层设备
? 集线器是将局域网中节点的线缆集中在一
起的设备
? 主要作为网络连接的中心点
? 通常连网的节点通过非屏蔽双绞线与集线
器连接
共享式集线器
? 共享式集线器上的端口与网络中的一台计
算机相连
? 在集线器内部，每个端口模块都连接到集
线器的以太网背板上
? 这样集线器上所有端口都共享同一个带宽
? 物理上是一个总线型的连接方式。
可堆叠集线器
? 可堆叠集线器是指使用专门的连接线，通
过专用的端口将若干集线器堆叠在一起
? 它是将多个集线器连接在一起组成了一个
大的集线器
? 扩充了网络可连接的端口数
? 它是共享式集线器的一种
智能集线器
? 智能集线器与交换机类似，具有网络管理
和自动检测网络端口速度的能力
? 增加了网络的交换功能
网桥
? 网桥是工作在 OSI模型中数据链路层 MAC
子层的网络连接设备
? 网桥的每个端口连接一个局域网网段
? 常用于将共享带宽的计算机节点数较多的
局域网分为两个局域网网段
? 减少计算机在网络中传输数据时可能发生
的冲突
? 网桥的主要功能就是隔离不同网段之间的
数据通信量
透明网桥
? 透明网桥主要应用在以太网中
? 透明网桥在转发数据帧时，如果检测到转
发的数据帧有错误，就会丢弃该数据帧
? 透明网桥的主要功能
? 地址学习
? 过滤
? 转发
源路由网桥
? 源路由网桥假设网络中的源节点在发送数据帧时都知道
目标节点的最佳传输路径
? 如果源节点不知道目标节点的地址，则源节点会发布一
个广播帧询问目标节点的硬件地址
? 每个源路由网桥都将广播帧转发到所有的端口
? 广播帧就可以到达网络中的每一个局域网段
? 当目标节点收到广播帧时，就会发送一个包含自己 MAC
地址的应答帧，所经过的网桥将它们自己的标识记录在
应答帧中，这样当应答帧回到源节点时，该帧中包含了
从源节点到目标节点的完整的路径信息
? 源节点就可以从中选择最佳传输路径。
交换机
? 局域网交换机是交换式局域网的核心设备
? 交换机属于 OSI模型中数据链路层设备
? 它的功能与局域网桥相近，由多端口的网
桥发展而来
以太网交换机
交换机数据交换方式
? 直接交换
? 存储转发
? 改进的直接交换
以太网交换机的工作过程
? 地址学习
? 转发
? 过滤
地址学习
? 初始阶段交换机中的 MAC地址表是空表
? 学习到相关设备的 MAC地址，建立一张
端口与 MAC地址的映射表
转发
? 网络上的计算机通过交换机传输数据
? 数据帧进入到交换机的端口时
? 交换机会检查 MAC地址表找到目的地址
所在的端口
? 将数据帧转发到相应的端口
过滤
? 交换机不需要将数据帧转发到交换机的其
他端口时，则过滤掉数据帧
生成树
? 生成树的目的就是为了维护没有回路的网
络
? 生成树通过阻塞冗余端口的方式来避免网
络中回路的产生
端口阻塞
路由器
? 路由器是网络层的设备
? 路由器上有多个端口，每个路由器的端口
可以分别连接到不同网段上，或者连接到
另一台路由器
? 路由器中保存了一个可路由信息的路由表
路由器的主要功能
? 路由器工作在 OSI模型的网络层
? 它的主要功能
? 寻址
? 转发
路径选择
? 数据包从一个网络传送到另一个网络时有
两条以上的路径可以选择时，路由器就会
通过路由选择算法选择一条最佳路径来传
送数据包
路由选择
? 路由器用于连接两个或多个网络，路由器通常
是将数据包从一个网络传送到另外一个网络中，
这就需要路由器直接或间接的与所传送数据包
的源网络和目标网络相连接，路由器与不同网
络的连接是通过路由器上的不同端口实现的。
? 每个与网络相连接的路由器的端口必须具有一
个独立的、惟一的网络地址，路由器能够在一
个端口上接收数据包并把它转发到另一个端口
上，路由器的路由选择功能使得它能够选择最
适合的端口来进行数据的转发。
静态路由和动态路由
? 静态路由表是由网络管理员事先设置好固
定的路由表，它一般是在系统安装时根据
网络的配置情况预先设定的，它不会自动
改变
? 动态路由表是路由器在网络的运行过程中，
根据网络系统的运行情况自动调整的路由
表，按照路由选择算法自动计算数据传输
的最佳路径。
