它工作于OSI(开放系统互联参考模型)参考模型第一层，即 “物理层”。
• 它发送数据时都是没有针对性的，而是采用广播方式发送 。也就是说当它要向某节点发送数据时，不是直接把数据 发送到目的节点，而是把数据包发送到与集线器相连的所 有节点
• 冲突域就是连接在同一导线上的所有工作站的集合,或者 说是同一物理网段上所有节点的集合,或以太网上竞争同 一带宽的节点集合
– 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
（1）提高网络传输速度——没有从根本上解决问题
（2）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； • 增加了网络的总体带宽。
– 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
交换机的另一个优点是它能够连接不同运行速度的网段，它可 以将一个以10 Mb/s速率运行的端口读入数据帧，然后把帧存储在 它的缓存中，然后从一个以100 Mb/s速率运行的端口发送数据帧。
和上面提到的一样，如果很大的通信量从多个端口进入交换 机，并且同时发往同一个服务器端口，则会产生数据量可能超过 交换机存储帧能力的现象，这时交换机可能会丢失数据，此时网 络表现为响应速度降低。对于这种情况的解决有很多方法，常见 的方法是使用第三层路由器来代替第二层交换机。因为路由器能 提供更为复杂的数据传输机制，允许多个信道作为主干链路使用。
因此，对于每块网卡而言，都有一个惟一的网络节点地址， 它是网卡生产厂家在生产时烧入ROM或EEPROM中的，且保证 绝对不会重复，这个地址称为介质访问控制地址MAC(Media Access Control)。硬件地址以6字节表示，前三个字节表示厂商 代号，后3个字节为流水号。每个厂商都必须向IEEE登记注册， 才能获得合法的、惟一的厂商代号。
认识网络互联设备
1 网络互联概述 2 网络接口卡 3 集线器 4 以太网交换机 5 其它网络互连设备 6 调制解调器 7 校园网网络设备认识
能力目标
• 认识各种网络互联设备 • 掌握各种网络互联设备的功能 • 学会各种网络互联设备的安装
能力体现
• 通过网络查看各种网络设备，并了解它们的特性及使用场 合。
6 其它网络互连设备
6.1 网桥 网桥(Bridge)是一个局域网与另一个局域网之间建立连接的桥
梁。网桥与交换机的基本操作是相同的，主要区别是销售商希望 把只提供基本网桥功能的低端网桥与不仅提供网桥功能而且还提 供更灵活的性能de价格更贵的交换机区别开来。
如图6-1所示，网桥可分为本地网桥和远程网桥。本地网桥 是指在传输介质允许的长度范围内互连网络的网桥；远程网桥 是指连接的距离超过网络的常规范围时使用的网桥，通过远程 网桥互连的局域网将成为城域网或广域网。如果使用远程网桥， 则远程网桥必须成对出现，此时网桥也称为半网桥。
中继器的工作过程
（1）发送方计算机发送一个清晰的信号； （2）当信号到达中继器的时候，已经随着时间有所衰 减了； （3）中继器再生出一个新的清晰的信号，和发送方计 算机最早发出的信号保持一致，然后从另一个端口将这 个清晰的信号发送出去。
问题三
• 某办公室有员工5人，每人一台计算机，配置齐全，现在5 人想组建一个局域网，请问，这个网络拓扑图你建议用什 么型？计算机之前如何连接？用到什么网络设备？
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
HUB
UTP NIC
服务器
PC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；
– 网络中站点越多，冲突现象越严重；
0260.8c01.2222
E4
E 0260.8c01.5555
MAC address table
B
E1
0260.8c01.3333
E3 D
0260.8c01.4444
F 0260.8c01.6666
2 交换机的分类
1）从网络覆盖范围划分 1。 广域网交换机
广域网交换机主要是应用于电信城域网互联、互 联网接入等领域的广域网中，提供通信用的基础平台 ， 2、局域网交换机
根据交换机使用的网络传输介质及传输速度 的不同我们一般可以将局域网交换机分为： •以太网交换机 •快速以太网交换机 •千兆（G位）以太网交换机 •10千兆（10G位）以太网交换机 •FDDI交换机 •ATM交换机 •令牌环交换机等。
3）根据交换机应用网络层次划分
• 企业级交换机 • 校园网交换机 • 部门级交换机 • 工作组交换机 • 桌机 所有主机共享带宽 • 无法限制冲突和广播 • 适用于小型网络
按速度划分
• 传统集线器 – 传输速度为10Mb/s
• 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。
问题1
• 计算机通过什么设备连接到网络上？ • 你对这个设备了解多少？
2.1 概述
2 网络接口卡
网卡是局域网中最基本的部件之一。作为网络硬件来说，它 是最基本、应用最广泛的一种网络设备。网卡的全名为网络接口 卡NIC(Network Interface Card)，它的主要工作为：组织计算机上 发往网线上的数据，并将数据分解为适当大小的数据包之后再通 过网络发送出去。网卡的标准是由IEEE来定义的。网卡工作于开 放式系统互连OSI(Open System Interface)的最低层，也就是物理 层，该层定义了网卡的有关连接头、针的使用、电流、编码等。 每种不同的网卡必须要有相应的网线或者其它网络设备跟它相对 应，不能盲目混用。
开始—运行---CMD---IPCONFIG/ALL
2.2 以太网卡的分类
(1) 根据传输速度，网卡可以分为10 Mb/s网卡，10/100 Mb/s自适应网卡， 以及千兆(1000 Mb/s)网卡等。我们目前常使用的是10 Mb/s和10/100 Mb/s自适 应网卡两种。因为它们价格便宜，所以比较适合于一般用途。对于千兆的网 卡，目前主要用于高速的服务器。
从互联的层度讲，网络互联有层度不同的3个概念: 1. 互连
在两个物理网络之间至少有一条物理链路。但这并不能保 证两个网络一定能进行数据交换，因为还要取决于两个网络的 通信协议是否兼容。 2. 互通
两个网络之间可以进行数据交换。但这仅涉及通信的两个 网络之间的端—端连接和数据交换。 3. 互操作
两个网络中不同计算机系统之间具有透明地访问对方资源 的能力，不依赖于具体连接形式。
(2) 根据总线，网卡可分为ISA、VESA、EISA、PCI、USB等接口类型。 USB接口网卡是最近几年才出现的产品，主要是为了满足没有内置网卡的笔 记本用户，它通过USB接口引出(如图4-7所示)。
图4-7 USB接口网卡
(3) 根据接口，网卡又可分为RJ45水晶口、BNC细缆口， AUI及FDDI等几类及综合了这几种插口类型于一身的二合一、三 合一网卡。
路由器与网桥的区别
• 网桥独立于高层协议，它把几个物理网络连起 来后提供给用户的仍然是一个逻辑网络，用户 根本不知道有网桥存在；
• 路由器则利用互联网协议将网络分成几个逻辑 子网。路由器是面向协议的设备，能够识别网 络层地址，而网桥只能识别链路层地址或称 MAC地址 ，网桥对网络层地址视而不见。
工作在数据链路层由于交换机中有端口与地址的对应表，因此 它能够将数据送往指定的端口，而其它端口可以继续向另外的端 口传送数据，从而避免了共享集线器同时只能有一对端口工作的 限制。对于一个N端口100 Mb/s的交换机而言，如果每两个端口相 互传送数据，由于每对端口在传送时都拥有100 Mb/s的频宽，因此 理论上可以获得的最大频宽为100×N/2(Mb/s)，如图5-16所示。但 是，如果有多个端口同时要传送数据到同一端口，此时将和共享 集线器一样由多个端口争用100 Mb/s带宽。
A
B
C
D
E
F
地址表
端口 MAC地址
G
1
A
1
B
2
C
2
D
3
E
3
F
4
G
图5-15 交换机工作示意图
A
B
C
D
图5-16 100 Mb/s 交换机
2 交换机的使用
交换机
网络主干 交换式配置
图5-17 交换机使用示例
冲突域与广播域
一个冲突域
一个冲突域
一个冲突域
10M 10M 10M
10M交换机 100M
4集线器
集线器(Hub)是网络中最重要的互连设备之一，用来对通信 设备进行物理连接。集线器最初是一种线路集中器，后来发展为 较为复杂的带交换功能的集中器。集线器的基本功能是信息分发， 它把从一个端口接收的所有信号向所有端口分发出去，如图4-12 所示。一些集线器在分发之前将弱信号重新生成，一些集线器整 理信号的时序以提供所有端口间的同步数据通信。
网络分段示意
独立的冲突域
冲突域/广播域 HUB
网桥或网络交换机
网段1
网段2
HUB
广播域
HUB
总带宽: BW 结点带宽: BW/8
总带宽: BW*2 结点带宽: BW/4
独立的冲突域
❖交换机只能分隔冲突域，但不能分隔广播域
5 以太网交换机
1 交换机工作原理
当交换机加电时，它会广播一个特殊的帧，然后根据接收到 的信息将MAC地址与交换机的端口号对应起来，如图5-15所示。