第 5章 网络互联
本章学习目标
本章主要讲解局域网与广域网的基本知识及网络互
联设备的基本原理与选型应用 。 通过本章学习, 读者应
该掌握以下内容,
? 了解局域网的基本技术
? 了解广域网的基本技术
? 共享式集线器的工作原理及使用
?交换机的工作原理、分类、使用
? 路由器的基本原理、分类、使用
5.1 局域网
学习目标,1,了解局域网发展史及 802标准
2,对千兆以太网和万兆以太网标准的理解
3,掌握 CSMA/CD机制
4,掌握令牌总线、令牌环以及光纤分布式数据
接口 FDDI。
学习重点,常见的 3种局域网技术，以太网、令牌环以及
光纤分布式数据接口 FDDI。
一、局域网的定义及特征
局域网：指范围在几百米到十几公里内办公楼群或校园内的计算机相互
连接所构成的计算机网络。
特征,(1) 多个系统连接到同一个共享媒体上。 (2) 高带宽。 (3) 低时延。
(4) 低差错率。 (5) 广播能力强。 (6) 有限的地理区域。
(7) 有限数量的站点。 (8) 各站点之间的对等性 。
(9) 被限制成私用的，不使用公共电话电报网络。
二、局域网技术
1,以太网
（ 1）以太网的发展史
主要讲述 80年代中期、后期以及 90年代中期以太网的发展。
（ 2）以太网都采用载波侦听多路访问 (CSMA/CD)介质访问控制 (MAC)机制。
CSMA/CD的工作原理：某站点想要发送数据，必须首先侦听信道,
信道空闲，立即发送并进行冲突检测，如果信道忙，继续侦听信道，直
到信道空闲，才继续发送数据，进行冲突检测。
（ 3）千兆以太网标准
A,IEEE802.3z 标准：负责制定光纤（单模或多模）和同轴电缆的
全双工链路标准。
IEEE802.3z具有的千兆以太网标准,
a,1000Base-SX b,1000Base-LX c,1000Base-CX
B,IEEE802.3ab标准：制定了基于 UTP的半双工链路的千兆以太网
标准 1000Base-T，其目的是在 5类 UTP上将信号以 1000Mbps速率
传输 100m。
千兆以太网主要用于提高交换机与交换机之间或交换机与服务器之间
的连接带宽。
（ 4）万兆以太网标准
采用了 IEEE820.3以太网媒休访问控制（ MAC）协议,IEEE820.3以
太网帧格式。
它是一种采用全双工通信方式，利用光纤作为传输介质的技术。
2,令牌环（ 802.5 标准）
（ 1）定义：是一个由一系列环接口和这些接口间的点到点链路构成的闭
合环路，各站点通过环接口连到网上。
（ 2）过程：发送站点将数据帧发送到环上，环接口把信号再生、转发出
出去，使数据帧在环上逐个站点地传送。所寻址的目的站点在数据帧经
过时读取其中的信息；最后，数据帧绕环一周返回发送站点，由从发送
站点将其从环上摘除。
（ 3）工作原理
令牌是一组特殊的比特，专门用来仲裁由哪个工作站访问网环。
工作站一旦收到令牌，工作站便可启动发送帧（包括接收站的的地
址）。在传送中所有工作站都进行转发，直到返回帧的始发站，由
始发站撤消帧。发完一帧后，释放令牌，以便让其它站使用。
（ 4） 环长的比特度量
环的比特长度 =信号传播时延 × 数据传输速率＋接口延迟位数
=环路媒体长度 × 5(μs/Km)× 数据传输速率＋接口延迟位数
式中 5μs/Km即信号传播速度 200m/μs的倒数 。
（ 5） IEEE802.5 MAC 帧格式
3,光纤分布式数据接口 FDDI
FDDI 以光纤作为传输媒体, 它是一个环状结构, 传输速率可达 100mbps,
范围覆盖可达几公里 。
FDDI 可在主机与主机之间, 主机与外设之间, 主干网与 IEEE802低速网
之间提供高带宽和通用目的的互连 。
FDDI 工作原理,FDDI网络是由许多通过光传送媒体连接成一个或多个逻
辑环的站点组成的, 因此与令牌环类似, 也是把信息发送至环上, 从一个站到
下一个站依次传递, 当信息经过指定的目的站时就被接收, 复制, 最后, 发送
信息的站点再将信息从环上撤消 。 因此 FDDI标准和令牌环媒体访问控制标准
IEEE802.5 十分接近 。
5.2 广域网
学习目标,1,了解广域网的定义。
2,了解目前广域网技术中的 PSTN,ISDN,DDN 等几个网络。
3,了解 x,25,帧中继技术,ATM传输模式和 ASDL。
学习重点,ISDN,DDN, ASDL。
一、广域网的描述,
定义：指覆盖范围广、传输速率相对较低，以数据通信为主要目的的数据
通信网络。
目前广域网技术中主要有以下几个网络,
二、公用电话交换网 PSTN（ Public Switched Telephone Network） 是以
电路交换技术为基础的用于传输模拟话音的网络。
（ 1） PSTN 主要由本地回路、干线、交换机三部分组成。
（ 2）缺点,a, PSTN 网络中，实现了网络内部的数字化，但在用户到电
话局之间仍采用模拟传输。 b,PSTN 不能满足许多广域网所要求的质量和吞吐
量。
（ 3） 人们通过 PSTN进行连网时，最广泛的应用是通过 PSTN将家庭中的
计算机与互联网相接。
如图所示
三,综合业务数字网 ISDN, 它是数据交换和数字传输的结合，能够提供端到
端的数字连接，实现数字化，传输质量得到大提高。
（ 1）业务分类
a,承载业务 (bearer services),是 ISDN网络提供的信息传送业务，负责信息
的传送。实现“一线通”的数字业务。
b,用户终端业务 (teleservices)：既有网络功能，又有终端设备的业务。
ISDN 用户－网络接口和业务接入点配置
（ 2）网络构成
a, 用户网：指用户所在地的用户设备和配线，它有总线、星型、网状三
种结构。
b,本地网 c,长途网
（ 3） ISDN设备
a,ISDN 交换机：是在原有数字程控交换机的基础上改进而成的。
功能：传递和交换用户信息、信令功能、定时和同步功能、互通功能,
维护管理功能。
b,ISDN 用户交换机：是服务于一个特定机构的，与公用交换机相连接的
专用交换机 。
c,一类网络终端 d,接入单元 e,ISDN 的终端设备
如图所示
四,数字数据网 DDN,是利用数字信道传输数据信号的数据传输网，它的传输
媒介有光缆、数字微波、卫星信道以及用户端可用的普通电缆和双绞线。
（ 1）业务的分类
a,专用电路业务（点到点专用电路 ） b.帧中继业务（设置帧中继模块实现的）
c.压缩话音 /G3传真业务 （ 在用户入网处设置的话音服务模块 (VSM)来提供 ）
（ 2）特点：传输质量高、速度快,带宽利用率高 。
（ 3）网络构成
a..数字通道 b,DDN节点 c,网管控制 d.用户环路
（ 4） DDN 用户的入网方式
五,X,25
（ 1） X,25 协议：主要定义了数据是如何从计算机等数据终端设备 (DTE)发
送到包交换机或访问设备等数据电路端接设备 (DCE)的。
实现的是点对点的面向连接的通信 。
（ 2） X,25 的传输模式
a,交换型虚拟电路（逻辑信道，只有在数据传输期间存在）
b.永久型虚拟电路 （始终保持） c.数据报 （发送数据包时存在）
（ 3）网络构成
主要由 DTE,DCE、包拆装器等组成
如图所示
如图所示
六,帧中继 (Frame Relay,FR), 传送和交换数据单元的一种技术。
（ 1）帧中继的协议结构
（ 2）帧中继的功能,
完成 OSI物理层和链路层核心层的功能，将流量控制、纠错等留给智能
终端去完成。
（ 3）帧中继接入模型
七,ATM 技术
（ 1） ATM (Asynchronous Transfer Mode)异步传输模式,用于宽带综合业务
数据网的一种交换技术。
（ 2） ATM 信元：信息被组织成信元, 信元采用固定长度的分组 。
UNI和 NNI的 ATM信元格式
（ 3）网络结构,公用 ATM网、专用 ATM网和 ATM接入网。
（ 4） ATM 的主要接口,UNI, NNI, B-ICI, DXI, FUNI
（ 5） 网络的接入方式
八,非对称数字用户线 ADSL
（ 1） ADSL（ Asymmetric Digital Subscriber Line ） 利用数字编码技术获得
最大的传输容量。 DSL是超级 Modem，传输速率很高。
（ 2）工作原理
如图所示
如图所示
如图所示
如图所示
如图所示
（ 3）调制技术,QAM调制技术, CAP调制技术, DMT调制技术
（ 4） ADSL 的接入模型
5.3 中继器
学习目标,1.掌握中继器、集线器以及交换机的工作原理
2.学会集线器、交换机的级联方法
学习重点,集线器与集线器的级联
一、中继器
1.定义,是连接网络线路的一种装置，用于两个网络节点之间物理信号的双
向转发工作。
2,两种工作方式,
a,直接放大式 (主要应用于对链路质量要求不是很高的场合，且级联的中继
器数量很少，一般为一到两个。 )
b.信号再生式 (主要应用于链路质量要求较高的场合。 )
中继器主要有两种形式,MODEM,HUB。
二、调制解调器 MODEM, 由发送、接收、控制、接口、操纵面板及电源等部分组
成。
1,RS－ 232C 普通 Modem
如图所示
（ 1）工作状态：挂机方式、通话方式、联机方式
（ 2） Modem中数字信号到模拟信号的三种调制方法,
a, 频移键控 FSK b,相移键控 PSK c,相位幅度调 PAM
2, CABLE MODEM
（ 1） 它是一种可以通过有线电视网络进行高速数据接入的装置。一般
有两个接口，一个用来接室内墙上的有线电视端口，另一个与计算机相联。
（ 2） Cable Modem的分类,外置式、内置式和交互式机顶盒
（ 3） Cable Modem的接入模型
3, ADSL MODEM
DSL（数字用户线路 Digital Subscriber Line ）是以铜质电话线为传输介
质的传输技术集合。
工作原理：利用数字编码技术从现有铜质电话线上获取最大数据传输容
量，同时又不干扰在同一条线上进行的常规话音服务。
ADSL接入模型
三、共享式集线器（ HUB）
1,集线器的功能：随机选出某一端口的设备，并让它独占全部带宽，与集线
器的上联设备（交换机、路由器或服务器等）进行通信。
如图所示
如图所示
2,工作特点,
（ 1） HUB只是一个多端口的信号放大设备。
（ 2） HUB只与它的上联设备（如上层 HUB、交换机或服务器）进行通信。
3,共享式集线器工作过程
4,集线器的分类,
（ 1）按提供的带宽划分为,10Mbps集线器,100Mbps集线器,10/100Mbps双
速集线 三种。
（ 2）根据配置形式的不同来分为：独立型集线器、模块化集线器和堆栈式集
线器。
（ 3）根据管理方式来分为：智能型和非智能型两类 。
（ 4） 根据端口数目的不同可分为,8,16,24口几种 。
5, HUB 级联线制作
（ 1） 采用直通线 （ 计算机与集线器的连接；集线器与集线器通过级联口连接 )
（ 2）采用交叉线（集线器与集线器通过普通口连接；两台计算机之间直接连
接。）
如图所示
如图所示
如图所示
5.4 交换机
学习目标,1,掌握交换机的工作原理概述
2,了解二、三层交换技术
3,学会交换机的级连、堆叠技术
学习重点,交换机的级连
一、交换机的工作原理概述
1,交换技术在 OSI参考模型的第二层操作。交换技术允许对共享型和专用型
的局域网段进行带宽调整 。
2,交换技术分类,a, 端口交换 b,帧交换 c,信元交换
3,二层交换与三层交换
（ 1）二层交换机是数据链路层的设备，它完成建立和维护它自己的地址表
的任务。
（ 2）第三层交换机是一个带有第三层路由功能的第二层交换机，它是三层
路由与二层交换的有机结合 。
二、交换机的级连
交换机的级连是指通过线缆将两个交换机前板的两个端口连接起来。
交换机到交换机的级连的三种方式,
1,交换机的 UPLINK口连接到交换机的普通口；
2,交换机的 UPLINK口连接到交换机的 UPLINK口；
3,交换机的普通口连接到交换机的普通口；
三、交换机的堆叠
常见的堆叠方式有,
1.菊花链式堆叠 2,星型堆叠
如图所示
如图所示
如图所示
如图所示 如图所示
5.5 网桥
学习目标,1,了解网桥的基本概念
2,掌握透明网桥和源路由网桥，了解无线网桥。
学习重点,透明网桥和源路由网桥
一、网桥的概述
1,定义：网桥是数据链路层的设备，类似中继器。用于连接两个或更多局域
网网段。每个局域网网段是一个独立的冲突域。
2,网桥的目的是过滤局域上的流量，以确保本地通信在本地进行。
3,网桥与中继器的不同之处在于能够解析它收发的数据，即它能够读取目标
地址信息，并决定是否向网络的其它段转发数据包。
二、网桥的分类
1,透明网桥：它对传输的用户完全透明。当它接收到与之连接的 LAN的某一
帧时，网桥必须决定将其丢弃还是转发。如里转发，则必须决定发往哪个 LAN。
优点：易于安装 缺点：没有最佳利用带宽。
2,源路由网桥
工作原理：假定每个帧的发送者都知道接收者是否在同一 LAN上。当发送
一帧到另外的 LAN时，源机器将目的地址的高位设置为“１”标记。源路由选择
网桥只关心目的地址高位为“１”的帧，当发现这些帧时，扫描帧头的路由，寻
找发来此帧的那个别 LAN的编号。
3,两种网桥的比较
4,无线网桥
无线网桥的应用模式
（１） 点对点无线桥接模式
如图所示
如图所示
（２）点对多点无线桥接模式
（３）桥接中继
5.6 路由器
学习目标,1, 了解路由器的概论、特征及工作原理等。
2, 了解路由表与协议、静态路由与动态路由。
3, 了解路由技术的发展
4, 了解路由器的分类、选型
学习重点,路由器的特征、工作原理
一、路由器的概述
路由：指通过相互连接的网络把信息从源地点移动到目标点的活动。
路由与交换的主要区别在于：交换发生在 OSI的第二层（数据链路层）；路
由发生在 OSI的第三层（网络层）。
1,路由器：通过路由决定数据的转发，转发策略称为路由选择。
2,路由器的特征：（１）路由器工作在第三层上。（２）路由器能连接不
同类型的网络。（３）路由器具有路径选择能力。
如图所示
如图所示
３,路由器的工作原理（举例说明）
4,路由器的优缺点,
优点,（１）适用于大规模的网络； （２）复杂的网络拓扑结构，负载共
享和最优路径；（３） 能更好地处理多媒体；（４） 安全性高； （５）隔离
不需要的通信量； （６） 节省局域网的频宽；（７）减少主机负担。
缺点：（１） 它不支持非路由协议； （２） 安装复杂； （３）价格高。
二、路由表与协议
1,路由表协议：需要网络中的每一个节点都要周期性地向其它节点发送最新
的路由信息，并且每一个节点都要保存一个或更多的路由表来存储路由信息。
2.源始发按需路由协议：只有当源节点需要时才建立路由。
三、静态路由和动态路由
1.静态路由：指由网络管理员手工配置的路由信息。一般适用于比较简单的
网络环境 。
a,好处：（ 1）可以减少两个路由器之间 WAN链路上的数据传输量。
（ 2）网络安全保密性高。
b.静态路由的选择
2.动态路由：指路由器能够自动地建立自己的路由表,并且能够根据实际情况
的变化适时地进行调整。
a,动态路由机制的运作依赖路由器的两个基本功能,对路由表的维护、
路由器之间的路由信息交换。
b.路由器之间的路由信息交换是基于路由协议实现的。
四、路由技术的发展
路由技术的不断革新，交换式路由技术是这一领域的热门话题 。
1,80/20规则的演变 （解决了通信流量的问题）
2,网络控制能力的提高（具有更高的网络控制能力）
3,进军主干 IP网络（具有管理能力）
五、路由器的分类及选型
1,路由器的分类,
（ 1）从能力上分，路由器可分高端路由器和中低端路由器。
（ 2）从结构上分，路由器可分为模块化结构与非模块化结构。
（ 3）从功能分，路由器可分为通用路由器与专用路由器。
（ 4）从性能上分，路由器可分为线速路由器以及非线速路由器。
2,路由器选型,
（ 1）选择合适的类型；（ 2）选择合适的端口 ；（ 3）较高的端口速率；
（ 4）强大的管理功能；（ 5）支持多协议；
（ 6）较高的网络可靠性、安全性 ；（ 7）尺寸品牌一个都不能忽略 。
本章小结
局域网是人们在工作中接触最多的网络, 其标准主要由 IEEE的 802委员会制
订, 包括 802.1至 802.12。 尤其是 802.3z,802.3ab两个标准所规定的千兆以太网
技术正在悄然普及开来 。 局域网中的介质访问控制方法主要有 CSMA/CD,令牌机
制等 。
广域网为远程局域网的互联提供了基础 。 常用的广域网技术主要有,PSTN、
ISDN,DDN,X.25,ATM,帧中继 。
实现网络互联的设备主要有：中继器, 网桥, 交换机, 路由器, 网关 。
中继器是信号的放大与再生设备, 包括集线器, MODEM等, 这些设备均工作
于物理层, 又称为一层设备 。 交换机根据其工作层次不同可分为二层交换, 三层
交换以及高层交换 。 这些交换的目的都在于端口定向转发 。 网桥工作于数据链路
层, 主要有源路由网桥与透明网桥两种 。
读者在学习中应注意交换机的级联, 堆叠, 端口绑定等技术的实现, 并应掌
握 VLAN的划分方法, 要能通过交换的设置实现 VLAN。
本章结束
本章学习目标
本章主要讲解局域网与广域网的基本知识及网络互
联设备的基本原理与选型应用 。 通过本章学习, 读者应
该掌握以下内容,
? 了解局域网的基本技术
? 了解广域网的基本技术
? 共享式集线器的工作原理及使用
?交换机的工作原理、分类、使用
? 路由器的基本原理、分类、使用
5.1 局域网
学习目标,1,了解局域网发展史及 802标准
2,对千兆以太网和万兆以太网标准的理解
3,掌握 CSMA/CD机制
4,掌握令牌总线、令牌环以及光纤分布式数据
接口 FDDI。
学习重点,常见的 3种局域网技术，以太网、令牌环以及
光纤分布式数据接口 FDDI。
一、局域网的定义及特征
局域网：指范围在几百米到十几公里内办公楼群或校园内的计算机相互
连接所构成的计算机网络。
特征,(1) 多个系统连接到同一个共享媒体上。 (2) 高带宽。 (3) 低时延。
(4) 低差错率。 (5) 广播能力强。 (6) 有限的地理区域。
(7) 有限数量的站点。 (8) 各站点之间的对等性 。
(9) 被限制成私用的，不使用公共电话电报网络。
二、局域网技术
1,以太网
（ 1）以太网的发展史
主要讲述 80年代中期、后期以及 90年代中期以太网的发展。
（ 2）以太网都采用载波侦听多路访问 (CSMA/CD)介质访问控制 (MAC)机制。
CSMA/CD的工作原理：某站点想要发送数据，必须首先侦听信道,
信道空闲，立即发送并进行冲突检测，如果信道忙，继续侦听信道，直
到信道空闲，才继续发送数据，进行冲突检测。
（ 3）千兆以太网标准
A,IEEE802.3z 标准：负责制定光纤（单模或多模）和同轴电缆的
全双工链路标准。
IEEE802.3z具有的千兆以太网标准,
a,1000Base-SX b,1000Base-LX c,1000Base-CX
B,IEEE802.3ab标准：制定了基于 UTP的半双工链路的千兆以太网
标准 1000Base-T，其目的是在 5类 UTP上将信号以 1000Mbps速率
传输 100m。
千兆以太网主要用于提高交换机与交换机之间或交换机与服务器之间
的连接带宽。
（ 4）万兆以太网标准
采用了 IEEE820.3以太网媒休访问控制（ MAC）协议,IEEE820.3以
太网帧格式。
它是一种采用全双工通信方式，利用光纤作为传输介质的技术。
2,令牌环（ 802.5 标准）
（ 1）定义：是一个由一系列环接口和这些接口间的点到点链路构成的闭
合环路，各站点通过环接口连到网上。
（ 2）过程：发送站点将数据帧发送到环上，环接口把信号再生、转发出
出去，使数据帧在环上逐个站点地传送。所寻址的目的站点在数据帧经
过时读取其中的信息；最后，数据帧绕环一周返回发送站点，由从发送
站点将其从环上摘除。
（ 3）工作原理
令牌是一组特殊的比特，专门用来仲裁由哪个工作站访问网环。
工作站一旦收到令牌，工作站便可启动发送帧（包括接收站的的地
址）。在传送中所有工作站都进行转发，直到返回帧的始发站，由
始发站撤消帧。发完一帧后，释放令牌，以便让其它站使用。
（ 4） 环长的比特度量
环的比特长度 =信号传播时延 × 数据传输速率＋接口延迟位数
=环路媒体长度 × 5(μs/Km)× 数据传输速率＋接口延迟位数
式中 5μs/Km即信号传播速度 200m/μs的倒数 。
（ 5） IEEE802.5 MAC 帧格式
3,光纤分布式数据接口 FDDI
FDDI 以光纤作为传输媒体, 它是一个环状结构, 传输速率可达 100mbps,
范围覆盖可达几公里 。
FDDI 可在主机与主机之间, 主机与外设之间, 主干网与 IEEE802低速网
之间提供高带宽和通用目的的互连 。
FDDI 工作原理,FDDI网络是由许多通过光传送媒体连接成一个或多个逻
辑环的站点组成的, 因此与令牌环类似, 也是把信息发送至环上, 从一个站到
下一个站依次传递, 当信息经过指定的目的站时就被接收, 复制, 最后, 发送
信息的站点再将信息从环上撤消 。 因此 FDDI标准和令牌环媒体访问控制标准
IEEE802.5 十分接近 。
5.2 广域网
学习目标,1,了解广域网的定义。
2,了解目前广域网技术中的 PSTN,ISDN,DDN 等几个网络。
3,了解 x,25,帧中继技术,ATM传输模式和 ASDL。
学习重点,ISDN,DDN, ASDL。
一、广域网的描述,
定义：指覆盖范围广、传输速率相对较低，以数据通信为主要目的的数据
通信网络。
目前广域网技术中主要有以下几个网络,
二、公用电话交换网 PSTN（ Public Switched Telephone Network） 是以
电路交换技术为基础的用于传输模拟话音的网络。
（ 1） PSTN 主要由本地回路、干线、交换机三部分组成。
（ 2）缺点,a, PSTN 网络中，实现了网络内部的数字化，但在用户到电
话局之间仍采用模拟传输。 b,PSTN 不能满足许多广域网所要求的质量和吞吐
量。
（ 3） 人们通过 PSTN进行连网时，最广泛的应用是通过 PSTN将家庭中的
计算机与互联网相接。
如图所示
三,综合业务数字网 ISDN, 它是数据交换和数字传输的结合，能够提供端到
端的数字连接，实现数字化，传输质量得到大提高。
（ 1）业务分类
a,承载业务 (bearer services),是 ISDN网络提供的信息传送业务，负责信息
的传送。实现“一线通”的数字业务。
b,用户终端业务 (teleservices)：既有网络功能，又有终端设备的业务。
ISDN 用户－网络接口和业务接入点配置
（ 2）网络构成
a, 用户网：指用户所在地的用户设备和配线，它有总线、星型、网状三
种结构。
b,本地网 c,长途网
（ 3） ISDN设备
a,ISDN 交换机：是在原有数字程控交换机的基础上改进而成的。
功能：传递和交换用户信息、信令功能、定时和同步功能、互通功能,
维护管理功能。
b,ISDN 用户交换机：是服务于一个特定机构的，与公用交换机相连接的
专用交换机 。
c,一类网络终端 d,接入单元 e,ISDN 的终端设备
如图所示
四,数字数据网 DDN,是利用数字信道传输数据信号的数据传输网，它的传输
媒介有光缆、数字微波、卫星信道以及用户端可用的普通电缆和双绞线。
（ 1）业务的分类
a,专用电路业务（点到点专用电路 ） b.帧中继业务（设置帧中继模块实现的）
c.压缩话音 /G3传真业务 （ 在用户入网处设置的话音服务模块 (VSM)来提供 ）
（ 2）特点：传输质量高、速度快,带宽利用率高 。
（ 3）网络构成
a..数字通道 b,DDN节点 c,网管控制 d.用户环路
（ 4） DDN 用户的入网方式
五,X,25
（ 1） X,25 协议：主要定义了数据是如何从计算机等数据终端设备 (DTE)发
送到包交换机或访问设备等数据电路端接设备 (DCE)的。
实现的是点对点的面向连接的通信 。
（ 2） X,25 的传输模式
a,交换型虚拟电路（逻辑信道，只有在数据传输期间存在）
b.永久型虚拟电路 （始终保持） c.数据报 （发送数据包时存在）
（ 3）网络构成
主要由 DTE,DCE、包拆装器等组成
如图所示
如图所示
六,帧中继 (Frame Relay,FR), 传送和交换数据单元的一种技术。
（ 1）帧中继的协议结构
（ 2）帧中继的功能,
完成 OSI物理层和链路层核心层的功能，将流量控制、纠错等留给智能
终端去完成。
（ 3）帧中继接入模型
七,ATM 技术
（ 1） ATM (Asynchronous Transfer Mode)异步传输模式,用于宽带综合业务
数据网的一种交换技术。
（ 2） ATM 信元：信息被组织成信元, 信元采用固定长度的分组 。
UNI和 NNI的 ATM信元格式
（ 3）网络结构,公用 ATM网、专用 ATM网和 ATM接入网。
（ 4） ATM 的主要接口,UNI, NNI, B-ICI, DXI, FUNI
（ 5） 网络的接入方式
八,非对称数字用户线 ADSL
（ 1） ADSL（ Asymmetric Digital Subscriber Line ） 利用数字编码技术获得
最大的传输容量。 DSL是超级 Modem，传输速率很高。
（ 2）工作原理
如图所示
如图所示
如图所示
如图所示
如图所示
（ 3）调制技术,QAM调制技术, CAP调制技术, DMT调制技术
（ 4） ADSL 的接入模型
5.3 中继器
学习目标,1.掌握中继器、集线器以及交换机的工作原理
2.学会集线器、交换机的级联方法
学习重点,集线器与集线器的级联
一、中继器
1.定义,是连接网络线路的一种装置，用于两个网络节点之间物理信号的双
向转发工作。
2,两种工作方式,
a,直接放大式 (主要应用于对链路质量要求不是很高的场合，且级联的中继
器数量很少，一般为一到两个。 )
b.信号再生式 (主要应用于链路质量要求较高的场合。 )
中继器主要有两种形式,MODEM,HUB。
二、调制解调器 MODEM, 由发送、接收、控制、接口、操纵面板及电源等部分组
成。
1,RS－ 232C 普通 Modem
如图所示
（ 1）工作状态：挂机方式、通话方式、联机方式
（ 2） Modem中数字信号到模拟信号的三种调制方法,
a, 频移键控 FSK b,相移键控 PSK c,相位幅度调 PAM
2, CABLE MODEM
（ 1） 它是一种可以通过有线电视网络进行高速数据接入的装置。一般
有两个接口，一个用来接室内墙上的有线电视端口，另一个与计算机相联。
（ 2） Cable Modem的分类,外置式、内置式和交互式机顶盒
（ 3） Cable Modem的接入模型
3, ADSL MODEM
DSL（数字用户线路 Digital Subscriber Line ）是以铜质电话线为传输介
质的传输技术集合。
工作原理：利用数字编码技术从现有铜质电话线上获取最大数据传输容
量，同时又不干扰在同一条线上进行的常规话音服务。
ADSL接入模型
三、共享式集线器（ HUB）
1,集线器的功能：随机选出某一端口的设备，并让它独占全部带宽，与集线
器的上联设备（交换机、路由器或服务器等）进行通信。
如图所示
如图所示
2,工作特点,
（ 1） HUB只是一个多端口的信号放大设备。
（ 2） HUB只与它的上联设备（如上层 HUB、交换机或服务器）进行通信。
3,共享式集线器工作过程
4,集线器的分类,
（ 1）按提供的带宽划分为,10Mbps集线器,100Mbps集线器,10/100Mbps双
速集线 三种。
（ 2）根据配置形式的不同来分为：独立型集线器、模块化集线器和堆栈式集
线器。
（ 3）根据管理方式来分为：智能型和非智能型两类 。
（ 4） 根据端口数目的不同可分为,8,16,24口几种 。
5, HUB 级联线制作
（ 1） 采用直通线 （ 计算机与集线器的连接；集线器与集线器通过级联口连接 )
（ 2）采用交叉线（集线器与集线器通过普通口连接；两台计算机之间直接连
接。）
如图所示
如图所示
如图所示
5.4 交换机
学习目标,1,掌握交换机的工作原理概述
2,了解二、三层交换技术
3,学会交换机的级连、堆叠技术
学习重点,交换机的级连
一、交换机的工作原理概述
1,交换技术在 OSI参考模型的第二层操作。交换技术允许对共享型和专用型
的局域网段进行带宽调整 。
2,交换技术分类,a, 端口交换 b,帧交换 c,信元交换
3,二层交换与三层交换
（ 1）二层交换机是数据链路层的设备，它完成建立和维护它自己的地址表
的任务。
（ 2）第三层交换机是一个带有第三层路由功能的第二层交换机，它是三层
路由与二层交换的有机结合 。
二、交换机的级连
交换机的级连是指通过线缆将两个交换机前板的两个端口连接起来。
交换机到交换机的级连的三种方式,
1,交换机的 UPLINK口连接到交换机的普通口；
2,交换机的 UPLINK口连接到交换机的 UPLINK口；
3,交换机的普通口连接到交换机的普通口；
三、交换机的堆叠
常见的堆叠方式有,
1.菊花链式堆叠 2,星型堆叠
如图所示
如图所示
如图所示
如图所示 如图所示
5.5 网桥
学习目标,1,了解网桥的基本概念
2,掌握透明网桥和源路由网桥，了解无线网桥。
学习重点,透明网桥和源路由网桥
一、网桥的概述
1,定义：网桥是数据链路层的设备，类似中继器。用于连接两个或更多局域
网网段。每个局域网网段是一个独立的冲突域。
2,网桥的目的是过滤局域上的流量，以确保本地通信在本地进行。
3,网桥与中继器的不同之处在于能够解析它收发的数据，即它能够读取目标
地址信息，并决定是否向网络的其它段转发数据包。
二、网桥的分类
1,透明网桥：它对传输的用户完全透明。当它接收到与之连接的 LAN的某一
帧时，网桥必须决定将其丢弃还是转发。如里转发，则必须决定发往哪个 LAN。
优点：易于安装 缺点：没有最佳利用带宽。
2,源路由网桥
工作原理：假定每个帧的发送者都知道接收者是否在同一 LAN上。当发送
一帧到另外的 LAN时，源机器将目的地址的高位设置为“１”标记。源路由选择
网桥只关心目的地址高位为“１”的帧，当发现这些帧时，扫描帧头的路由，寻
找发来此帧的那个别 LAN的编号。
3,两种网桥的比较
4,无线网桥
无线网桥的应用模式
（１） 点对点无线桥接模式
如图所示
如图所示
（２）点对多点无线桥接模式
（３）桥接中继
5.6 路由器
学习目标,1, 了解路由器的概论、特征及工作原理等。
2, 了解路由表与协议、静态路由与动态路由。
3, 了解路由技术的发展
4, 了解路由器的分类、选型
学习重点,路由器的特征、工作原理
一、路由器的概述
路由：指通过相互连接的网络把信息从源地点移动到目标点的活动。
路由与交换的主要区别在于：交换发生在 OSI的第二层（数据链路层）；路
由发生在 OSI的第三层（网络层）。
1,路由器：通过路由决定数据的转发，转发策略称为路由选择。
2,路由器的特征：（１）路由器工作在第三层上。（２）路由器能连接不
同类型的网络。（３）路由器具有路径选择能力。
如图所示
如图所示
３,路由器的工作原理（举例说明）
4,路由器的优缺点,
优点,（１）适用于大规模的网络； （２）复杂的网络拓扑结构，负载共
享和最优路径；（３） 能更好地处理多媒体；（４） 安全性高； （５）隔离
不需要的通信量； （６） 节省局域网的频宽；（７）减少主机负担。
缺点：（１） 它不支持非路由协议； （２） 安装复杂； （３）价格高。
二、路由表与协议
1,路由表协议：需要网络中的每一个节点都要周期性地向其它节点发送最新
的路由信息，并且每一个节点都要保存一个或更多的路由表来存储路由信息。
2.源始发按需路由协议：只有当源节点需要时才建立路由。
三、静态路由和动态路由
1.静态路由：指由网络管理员手工配置的路由信息。一般适用于比较简单的
网络环境 。
a,好处：（ 1）可以减少两个路由器之间 WAN链路上的数据传输量。
（ 2）网络安全保密性高。
b.静态路由的选择
2.动态路由：指路由器能够自动地建立自己的路由表,并且能够根据实际情况
的变化适时地进行调整。
a,动态路由机制的运作依赖路由器的两个基本功能,对路由表的维护、
路由器之间的路由信息交换。
b.路由器之间的路由信息交换是基于路由协议实现的。
四、路由技术的发展
路由技术的不断革新，交换式路由技术是这一领域的热门话题 。
1,80/20规则的演变 （解决了通信流量的问题）
2,网络控制能力的提高（具有更高的网络控制能力）
3,进军主干 IP网络（具有管理能力）
五、路由器的分类及选型
1,路由器的分类,
（ 1）从能力上分，路由器可分高端路由器和中低端路由器。
（ 2）从结构上分，路由器可分为模块化结构与非模块化结构。
（ 3）从功能分，路由器可分为通用路由器与专用路由器。
（ 4）从性能上分，路由器可分为线速路由器以及非线速路由器。
2,路由器选型,
（ 1）选择合适的类型；（ 2）选择合适的端口 ；（ 3）较高的端口速率；
（ 4）强大的管理功能；（ 5）支持多协议；
（ 6）较高的网络可靠性、安全性 ；（ 7）尺寸品牌一个都不能忽略 。
本章小结
局域网是人们在工作中接触最多的网络, 其标准主要由 IEEE的 802委员会制
订, 包括 802.1至 802.12。 尤其是 802.3z,802.3ab两个标准所规定的千兆以太网
技术正在悄然普及开来 。 局域网中的介质访问控制方法主要有 CSMA/CD,令牌机
制等 。
广域网为远程局域网的互联提供了基础 。 常用的广域网技术主要有,PSTN、
ISDN,DDN,X.25,ATM,帧中继 。
实现网络互联的设备主要有：中继器, 网桥, 交换机, 路由器, 网关 。
中继器是信号的放大与再生设备, 包括集线器, MODEM等, 这些设备均工作
于物理层, 又称为一层设备 。 交换机根据其工作层次不同可分为二层交换, 三层
交换以及高层交换 。 这些交换的目的都在于端口定向转发 。 网桥工作于数据链路
层, 主要有源路由网桥与透明网桥两种 。
读者在学习中应注意交换机的级联, 堆叠, 端口绑定等技术的实现, 并应掌
握 VLAN的划分方法, 要能通过交换的设置实现 VLAN。
本章结束
