网卡的主要作用
1 在发送方 把从计算机系统要发送的数据转换成能在网线上传输的bit 流 。
2 在接收方 把从网线上接收来的 bit 流重组成计算机系统可以 处理的数据 。
3 判断数据是否是发给自己的
4 发送和控制计算机系统和网线数据流
计算机的分类
1、台式机
2、小型机和服务器
3、大型机即超级计算机
4、笔记本电脑和掌上型电脑
网卡的MAC地址
存在形式
由网卡的生产厂商固化在每块网卡只读存储器 (ROM) 中。
作用
计算机或设备之间进行通信时,需要使用 MAC 地址
格式
MAC 地址由 48 位二进制数组成,使用 12 个十六进制数 字来表示,如00-80-C8-EF-D2-C3 。
中继器和集线器
中继器的功能
“ 5-4-3 ” 规则
集线器的功能
集线器的应用
集线器的安装
中继器的功能
中继器是对衰减变形的信号进行放大整形后,进行 传输的设备
中继器能够延长计算机网络的长度
即使在数据链路层发生错误,也原封不动的传输数据
对数据的传输速度不能进行变换
( 1 )粗缆以太网的连接
“5-4-3”规则
集线器
集线器 (Hub) 其实是一个具有多个端口的中继器。它可以集 中网络连接,可以重发bit 信号。
最常用的集线器是连接以太网中计算机的集线器,线缆从单 个节点的NIC 连接到中心集线器。一般 8 - 24 个端口。
中继器和集线器
网桥和交换机
网桥的功能
网桥的工作原理
交换机的功能
交换机与集线器的区别
交换机的类型
网桥的工作原理
网桥工作在 O S I 数据链路层上。网桥可以截取所有的 网络信息流并读取每一帧上的目标地址,以确定帧是否可以转发给下一个网络。如果网桥得知帧的目标地址与帧的源在 同一个段上,那么就根本不必转发,所以它将删除这个帧。 如果网桥得知目标是在另一个段上,那么就仅将帧传送到那 个段上。如果网桥不知道目标段在哪里,那么网桥将会把帧 传输到除源地址之外的所有段上,这个过程称为泛洪。
工作原理图示
网桥的工作原理(1)
缓存: 网桥首先会对收到的数据帧进行缓存并 处理
过滤: 判断入帧的目标节点是否位于发送这个 帧的网段中,如果是,网桥就不把帧转发到网桥的
其他端口
转发: 如果帧的目标节点位于另一个网络,网 桥就将帧发往正确的网段
网桥的工作原理(2)
网桥执行三种重要功能:学习、过滤和转发。启 动网桥后,网桥可以学习网络的拓扑结构、记住 所有连接网络的设备地址。这样通过检查其接收 的帧的源地址和目标地址,网桥就可以知道在网 络上有什么,并将利用这些信息创建桥接表以包 含各个网络结点的地址。绝大多数网桥可以在桥接表中存储大量的地址,这个表将成为转发信息流的基础。
学习: 每当帧经过网桥时,网桥首先在网 桥表中查找帧的源 MAC 地址,如果该地址不 在网桥表中,则将有该 MAC 地址及其所对应 的网桥端口信息加入
网桥的学习
交换机概述
交换机提供了桥接能力以及在现存网络上增加带 宽的功能。用于L A N 上的交换机与网桥相似,因 为它们都运作在数据链路层( 第 2 层 ) 的 M A C 子层 上,都检验着所有进入的网络流量的设备地址。 与网桥还有一点相似,交换机保持一张有关地址 的信息表,并用该信息来决定如何过滤并转发L A N流量。而与网桥不同,交换机采用交换技术来增 加数据的输入输出总和和传输介质的带宽。
交换机的三个功能
1、地址学习
2、帧的转发/过滤
3、回路防止
交换机如何学习主机的位置
最初开机时 MAC 地址表是空的
Mac 地址表条目默认老化时间是 300 秒
• 主机 A 发送数据帧给主机 C
• 交换机通过学习数据帧的源 MAC 地址,记录下主机 A 的 MAC 地址
对应端口 E0
• 该数据帧转发到除端口 E0 以外的其它所有端口 ( 不清楚目标主机的
单点传送用泛洪方式 )
• 主机 D 发送数据帧给主机 C
• 交换机通过学习数据帧的源 MAC 地址,记录下主机 D 的 MAC 地址对应
端口 E3
• 该数据帧转发到除端口 E3 以外的其它所有端口 ( 不清楚目标主机的单点
传送用泛洪方式 )
• 交换机 A 发送数据帧给主机 C
• 在地址表中有目标主机,数据帧不会泛洪而直接转发
• 主机 D 发送广播帧或多点帧
• 广播帧或多点帧泛洪到除源端口外的所有端口
网桥与交换机的比较
交换机
基于硬件实现 (ASIC)
每个交换机可以有多个生成树
有更多的端口
网桥
基于软件实现
每个桥只能有一个生成树
每个桥通常最多到 16 个端口
交换机的类型
不可管理交换机
不具备可管理性,没有 CPU 或集中管理芯片,只是并行程度、吞吐能力等优于集线器。
可管理式交换
除了具有不可管理交换机的全部功能,还带有 CPU 或集中管理芯片,可以支持VLAN 及 SNMP 管理,又称为智能型交换机。
交换机与集线器的比较
交换机的并行程度更高,不同于集线器的 共享带 宽。8 口集线器 (100Mbps) 与 8 口交换机 (400Mbps) 的带宽比较。
交换机的缓存能力更强
交换机的智能化程度更高
交换机具有支持虚拟局域网 (VLAN) 的能力
路由器概述
路由器的有些功能与交换机类似,如学习、过滤和转发等。 但与交换机不同,路由器具有内置的智能功能来指导包流 向特定的网络,可以研究网络流量并快速适应在网络中检 测到的变化。路由器在O S I 模型的网络层连接 L A N ,从 而与交换机相比,可以从包流量中解释更多的信息。
数据包的投递过程
什么是路由
要实现路由 , 路由器必须知道 :
◦ 目的地址
◦ 源地址
◦ 所有可能的路由路径
◦ 最佳路由路径
◦ 管理路由信息
被路由协议与路由协议
• 路由协议 通过在路由器之间共享路由信息来支持 被路由 协议 ,路由信息在相邻路由器之间传递,确保所有路由 器知道到网络中任何一个路由器的路径。常用的路由选 择协议有 RIP 、 IGRP 、 EIGRP 、 OSPF 等。 路由器可以同时运行多个独立的路由选择协议,并同时 为几个被路由协议创建和维护各自的路由表,描述网络 拓补结构,执行路由选择和数据包转发功能。
• 被路由协议(可路由协议) 定义了数据包内各个字段的 格式和用途,是一种网络层的封装协议,允许将数据从 一个网络设备转发到另外一个网络设备。常用的被路由 协议有 TCP/IP 、 IPX/SPX 、 AppleTalk等。
网关
网关( Gateway )可以用于连接具有完成不同的寻 址机制、不兼容的协议、不同结构和不同数据格 式的网络。
网关从一个网络收到数据包,重新打包成目的网络能接收并处理的格式。