主要网络设备介绍

网络设备传输介质双绞线同轴电缆光纤双绞线的线材等级类别最大传输速度应用1类2Mbit/s模拟和数字语音(电话)通信以及低速的数据传输。2类4Mbit/s语音、ISDN和不超过的4Mbit/s的局域网数据传输。3类16Mbit/s不超过16Mbit/s的局域网数据传输。4类20Mbit/s不超过20Mbit/s的局域网数据传输。5类100Mbit/s100Mbit/s距离100米的局域网数据传输。E5类1000Mbit/s1000Mbit/s的局域网数据传输6类2.4Gbit/s1000Mbit/s以上的的局域网数据传输。双绞线序号12345678颜色橙白橙绿白蓝蓝白绿棕白棕平行线（直连线）通常用于交换机和电脑之间的连接交叉线通常用于交换机与交换机之间的级连双绞线做法分类交叉线一般用在两个网卡之间的连接、两个交换机或集线器端口的连接（Up-Link与另一个设备的普通端口连接除外）。同轴电缆同轴电缆（CoaxialCable）同轴电缆从外向内由护套、金属屏蔽层、绝缘层和铜芯导体组成，如图在IEEE802.310BASE2中定义的传输介质就是细缆，因此它又叫细缆以太网。主机通过BNC头连接到细缆上，细缆两端接终端电阻以防止信号反射。光纤通常由纤芯、包层、护套组成（如图），纤芯通常由石英玻璃制成，由于光纤是利用光传输信号，因而在纤芯外面包围着一层折射率低的玻璃封套，以确保光在纤芯内传播而不会透射到外面去。光缆光缆是由一捆光纤组成，但有些光缆中除光纤外还加有钢丝、铁线等保护，以增加光缆的强度和韧性，防止光缆在拐弯、架空、地埋、穿越水底时折断。如图：光纤优缺点：频带宽，通信容量大；电磁绝缘性能好，抗干扰能力强；信号衰减小，传输距离长；割切费用昂贵；需要成对使用；根据贝尔实验室的测试，当数据速率为420Mbps，且距离为119km无中继器时，其误码率为10-8。光纤分类方法根据传输模数分类单模光纤(SMF：SingleModeFiber)和多模光纤(MMF：MultiModeFiber)光纤通信系统及组成一种光电转换器光纤通信系统及组成光纤通信系统是以光波为载体、光导纤维为传输媒体的通信方式,起主导作用的是光源、光纤、光发送机和光接收机。光源光纤是传输光波的通信介质。光发送机的功能是产生光束,将电信号转变成光信号,再把光信号导入光纤。光接收机的功能负责接收从光纤上传输的光信号,并将光信号转变成电信号,经解码后再作相应处理。传输介质的选择网络拓扑结构、网络连接方式、网络通信容量、系统传输时的可靠性要求、环境因素及网络覆盖的地理范围、节点间距等。双绞线、同轴电缆、光纤之间的比较传输媒介价格电磁干扰频带宽度单段最大长度UTP最便宜高低100mSTP一般低中等100m同轴电缆一般低高185m/500m光纤最高没有极高几十km网络设备：网卡（NIC）、集线器（hub）、交换机（switch）、路由器（router）、调制解调器（modem）、中继器（repeater）、网桥（bridge）、防火墙（firewall）……网络接口卡（网卡NIC）网络接口卡(NICNetworkInterfaceCard)也叫网卡或网络适配器，是计算机与网络的实体连接器件，控制计算机与线缆之间数据的流动，并将计算机上的数据传到网络上。Intel8255910/100M以太网卡MAC地址，也叫做物理地址，是网卡上带的地址。每个Ethernet网卡厂家必须向IEEE组织申请一组MAC地址，在生产网卡时编程于网卡上的串行ROM中。MAC地址常用服务器网卡中继器（Repeater）中继器是连接网络线路的一种装置，常用于两个网络节点之间物理信号的双向转转接工作。中继器是最简单的网络互联设备，主要完成物理层的功能，负责在两个节点的物理层上按位传递信息，对接收到的弱信号进行分离，并再生放大以保持与原数据相同，以此来延长网络的长度。中继器的功能中继器最简单的互连设备。它工作在OSI模型的物理层，用于扩展LAN网段的长度，延伸信号传输的范围，例如可加大线缆的传输距离。中继器的功能中继器的工作就是重发bit，将所收到的bit信号进行再生和还原并传给每个与之相连的网段。中断器是一个没有鉴别能力的设备，它会精确的再生所收到的bit信号包括错误信息，而且再生后传给每个与之相连网段而不管目的计算机是否在该网段上。但是，中继器的速度很快且时延很小。集线器（Hub）在网络连接中集线器就处在拓扑结构星型接法的中心上。集线器的主要功能是对接收到的信号进行再生整形放大，以扩大网络的传输距离，同时把所有节点集中在以它为中心的节点上。它工作于OSI参考模型第二层，即“数据链路层”。在集线器中，Uplink端口用来进行两台集线器的互连。Uplink端口不能同第一个端口共用。集线器1集线器2双绞线计算机1计算机2计算机3中继器和集线器交换机交换机，英文名称为Switch，也称为交换式集线器，它是一种基于MAC地址(网卡的硬件地址)识别，能够在通信系统中完成信息交换功能的设备。交换机的工作特点：拥有一条很高带宽的背板总线和内部交换矩阵所有的端口都挂接在这条背板总线上控制电路收到数据包以后，处理端口会查找内存中的地址对照表以确定目的MAC地址的网卡（NIC）挂接在哪个端口上，通过内部交换矩阵迅速将数据包传送到目的端口目的MAC若不存在才广播到所有的端口，接收端口回应后交换机会“学习”新的地址，并把它添加入内部MAC地址表中。（1）在OSI/RM网络体系结构中的工作层次不同集线器工作在物理层，而交换机工作在数据链路层。更高级的交换机可以工作在第三层（网络层）、第四层（传输层）或更高层。（2）数据传输方式不同集线器的数据传输方式是广播（broadcast）方式，即所有端口处在一个冲突域中；而交换机的数据传输一般只发生在源端口和目的端口之间，即交换机的每个端口处在不同的冲突域。（3）带宽占用方式不同集线器所有端口共享集线器的总带宽，而交换机的每个端口都具有自己独立的带宽。（4）传输模式不同集线器采用半双工方式进行数据传输；交换机采用全双工方式来传输数据。交换机与集线器的主要区别交换机与集线器（HUB）的主要区别总结：交换机与集线器有着本质的不同，无论在工作层次、通讯方式、传输速度和可管理性上，都都存在明显的差别，交换机与集线器相比具有无与伦比的优势。目前，交换机已经成为组网中的普遍使用的网络连接设备，而集线器已经逐渐在退出历史舞台。交换机的分类从应用区域划分：广域网交换机和局域网交换机广域网交换机:主要应用于电信领域，提供通信基础平台。局域网交换机:应用于局域网络，用于连接终端设备，如PC机及网络打印机等。注意：我们重点学习的是局域网交换机。交换机的分类按组建园区网的网络拓扑结构层次，可划分为：接入层交换机、汇聚层交换机和核心层交换机。核心层交换机:一般采用机箱式模块化设计，机箱中可承载管理模块、光端口模块、高速电口模块、电源等，具有很高的背板容量；汇聚层交换机:可以是机箱式模块化交换机，也可以是固定配置的交换机，具有较高的接入能力和带宽，一般会包含光端口、高速电口等端口；接入层交换机:一般是固定配置的交换机，端口密度较大，具有较高的接入能力，以10/100M端口为主，以固定端口或扩展槽方式提供1000Mbps的上联端口。根据结构分类根据结构的不同，可以将交换机分为固定端口交换机和模块化交换机。交换机的分类交换机的分类根据工作的协议层分类根据交换机工作的协议层的不同，可以将交换机分为第2层交换机、第3层交换机。按照交换机的可管理性，可分为：可管理型交换机不可管理型交换机两者区别在于对SNMP、RMON等网管协议的支持。可管理型交换机便于网络监控、流量分析，但成本也相对较高。大中型网络在汇聚层应该选择可管理型交换机，在接入层视应用需要而定，核心层交换机则全部是可管理型交换机。交换机的分类交换机的分类从应用的角度划分，交换机又可分为：电话交换机（PBX）：主要应用于电信领域，提供语音通讯。数据交换机（Switch）：应用于计算机网络。注意：我们重点学习的是数据交换机。交换机的配置如果没有特别的需要，交换机接上双绞线就可以工作了，不需要特别的软件和硬件设置，但是如果需要设定交换机的某些状态，如打开或关闭某个端口、划分VLAN等，就需要进行设置。不同品牌、不同系列的交换机的配置方式是不同的，通常交换机能够支持命令行，菜单和图形化界面等三种方式。交换机的配置必须借助于计算机才能实现，这意味着，配置交换机时必须把计算机和交换机连接起来，使得两者能够进行正常通信，通常情况下，可以通过两种手段实现配置用计算机与交换机之间的连接，即通过交换机的Console端口与计算机的串口直接连接，或通过双绞线将交换机与计算机的网卡直接相连。背板带宽与端口速率模块化与固定配置专用芯片与通用芯片交换机的主要性能指标背板带宽与端口速率背板带宽和端口速率是衡量交换机的交换能力的主要参数。背板带宽：指通过交换机所有通信的最大值。交换机的端口速率：每秒通过的比特数。10Mbps100Mbps1000Mbps10000Mbps交换机的主要性能指标模块化与固定配置模块化交换机：具有很强的可扩展性，可在机箱内提供一系列扩展模块，如千兆位以太网模块、FDDI模块、ATM模块、快速以太网模块、令牌环模块等，所以能够将具有不同协议、不同拓扑结构的网络连接起来。但是它的价格一般也比较昂贵。模块化交换机一般作为骨干交换机来使用。固定配置交换机：一般具有固定端口配置，比如Cisco公司的Catalystl900/2900交换机，Bay公司的BayStack350/450交换机等。固定配置交换机的可扩充性显然不如模块化交换机，但是价格要低得多。交换机的主要性能指标专用芯片与通用芯片X86：通用计算机芯片ASIC：（Application-Specific-IntegratedCircuit专用集成电路）NP：专用网络处理器交换机的主要性能指标交换机的接口类型交换机的接口是随着网络类型的变化和传输介质的发展而产生的不同的接口规格，主要有：双绞线RJ-45接口光纤接口AUI接口与BNCConsole接口双绞线RJ-45接口数量最多、应用最广的一种接口类型，它属于以太网接口类型。它不仅在最基本的10Base-T以太网网络中使用，还在目前主流的100Base-TX快速以太网和1000Base-TX千兆以太网中使用。交换机的接口类型光纤接口目前光纤传输介质发展相当迅速，各种光纤接口也是层出不穷，分别应用于100Base-FX、1000Base-FX等网络中。在局域网交换机中，SC类型是一种常见的光纤接口，SC接口的芯在接头里面，右图所示的是一款100Base-FX网络的SC光纤接口模块。交换机的接口类型Console接口用于配置交换机而使用的接口。不同交换机的Console接受有所不同，有些与Cisco路由器一样采用RJ-45类型Console接口，而有的则采用串口作为Console接口。交换机的接口类型不可管理式交换机可管理式交换Console控制口交换机（Switch）TP-LINKTL-SF1005M背板带宽（Gbps）2.4，5个10/100Base-T/TX端口，包转发率148800pps(0.1488Mpps)交换机（Switch）Cisco2950背板带宽（Gbps）13.6包转发率6.6Mpps端口类型10/100Base-T，GBIC,1000BASE-X端口数量24模块化插槽数2交换机（Switch）Cisco6509包转发率400Mpps，背板带宽720Gbps交换机的连接方式我们常见的网络都是多台网络设备连接在一起，我们来看交换机之间有哪些连接方式