网络互联设备知识点总结.docx
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网络互联设备知识点总结
网络设备
1.传输介质时搭载数字或模拟信号的传输媒介，即通信网络传送数据时,发送方和接收方之间的物理通路.
2.分类
a）硬介质（有线介质）
i.双绞线、光纤、同轴电缆
b）软介质（无线介质）
i.微波、无线电波、激光、红外线
双绞线
3.组成：
由两根具有具有保护层的铜导线绞合而成。
4.分类:
屏蔽双绞线（STP）、非屏蔽双绞线（UTP）
5.传输特性：
在有限距离内达到10—100Mbps的速率。
6.地理范围：
用于局域网，主要用于一个建筑物内部,最远传输距离为100m。
7.特点:
价格低于其他传输介质，并且安装，维护方便。
8.双绞线种类：
国际电气工业协会（EIA）根据双绞线特性进行分类
类别
速率
传输信号
适用网络
1类
20kbps
模拟信号
电话线路
2类
1Mbps
模拟和1M的数字信号
一般通信线路
3类
10Mbps
模拟信号和数字信号
以太网、令牌环网
4类
20Mbps
模拟信号和数字信号
令牌环网
5类
100Mbps
模拟信号和高速数字信号
高速以太网、ATM、FDDI
超5类
155Mbps
模拟信号和高速数字信号
高速以太网、ATM
6类
200Mbps
模拟信号和高速数字信号
高速以太网、ATM
a）STP分为3类、5类
b）UTP分为3类、4类、5类、超五类
9.双绞线线序标准，T568A、T568B
a）T568B橙白橙绿白蓝蓝白绿棕白棕
10.插头：
RJ—45插头（俗称水晶头）
11.特点：
a）对电磁干扰的敏感性强
b）绝缘性不好
c）信号衰减较快
同轴电缆
12.描述：
同轴电缆是指将一对导体按“同轴”的方式构成同轴线对。
13.根据传输频带不同分类：
基带同轴电缆和宽带同轴电缆
14.基带同轴电缆：
a）阻抗为50Ω
b）特点：
易于连接，阻抗均匀,具有极好的电磁干扰屏蔽性能，传输数字信号，适用于各种局域网络.
c）根据直径不同又可分为粗缆和细缆
d）粗缆：
特点:
传输距离长，性能好,但成本高,网络安装、维护困难,一般用做大型局域网的干线。
最远传输距离:
500m.接头：
AUI接口
e）细缆特点：
弹性好,安装较容易,造价较低,网络系统的可靠性降低，网络维护也比较困难。
最远传输距离：
185m。
接头：
BNC接口
15.宽带同轴电缆
a）阻抗75Ω,用于传输不同频率的模拟信号，用于有线电视网。
b）特点:
安装较困难，造价较高,适用于长途电话网、电缆电视系统和宽带计算机网络。
光纤（光缆）
16.描述：
光导纤维的简称，由直径大约0.1mm的细玻璃丝组成.
17.特点：
带宽宽，衰减小，传输速率快，距离远，容量大，不受电磁干扰，安全性好，体积小，重量轻，韧性好，价格高
18.传输原理：
通过内部的全反射
19.分类：
单模光纤和多模光纤
a）单模光纤：
光沿直线传播，传输的量更大，距离较远，价格贵.
b）多模光纤:
从多条入射角度全反射,传输距离近，传输性能差。
20.传输过程：
传输光信号，涉及到电信号与光信号的相互转换。
21.连接部件：
SC连接器。
无线传输介质：
无线电波、微波、红外线、卫星、激光
22.无线电波:
全方向的传输，能够穿过建筑物，最易受电子设备干扰.
23.微波：
用于海上、空中。
适合传输模拟信号和数字信号，沿直线传播。
a）可分为地面微波和卫星微波（一颗卫星可覆盖地球的三分之一）.卫星通信距离远,费用与距离无关，频带宽、容量大、信道干扰小，通信稳定。
缺点：
保密性差，误码率高。
24.红外线:
用于短距离通信，直线传播，不能绕过不透明物体。
如电视遥控。
25.激光：
有好的聚光性和方向性，难窃听,成本低。
a）缺点:
不能穿透雨和浓雾，空气中扰乱的气流会引起偏差。
选择传输介质
26.传输速率:
光缆100Mbps;同轴电缆10Mbps;屏蔽双绞线16Mbps;双绞线10Mbps;无线介质：
小于10Mbps.
27.传输距离:
光缆几千米；粗缆500米;细缆185米;双绞线100米；无线介质几千米。
28.抗干扰能力:
有线介质：
光缆最好，非屏蔽双绞线最差
无线受影响大,抗干扰能力差。
29.安装:
非屏蔽双绞线最简单，光缆最困难。
网络互联设备
30.网络互联设备起到信号的接收，发送功能，或起信号的再生,中转功能.
中继器（Repeater，RP）
1.主要完成物理成的功能
2.完成信号的复制，调整和放大功能，以此来延长网络的长度。
3.又称“转发器”，作用:
对信号进行放大、整形，主要用于延伸网络长度，连接不同的网络。
4.中继器只能扩展网段或将两个网络连接成1个网络，不能将两个网络互联后仍继续充当两个网络使用。
5.特点
a）对高层协议是透明的
b）用中继器连接的网络在物理上和逻辑上是同一个网络，相当于同一条电缆组成的一个更大的网络。
c）可以连接不同类型的介质
d）不能无限地延长网络的距离
e）遵循5—4-3原则：
5个网段，4个中继器,只有3个网段允许存在数据终端,通信时最多要跨过2个中继器。
f）不具有信息过滤作用
g）两段必须采用相同的介质访问控制协议
h）由于扩充后仍属于同一个局域网，主机数量增多,网络负担加重,易造成网络阻塞。
i）在同轴电缆网中经常使用，在双绞线和光纤的网中很少使用。
集线器（Hub）
1.集中器
2.工作在物理层
3.实质:
多端口的中继器
4.用于计算机和网络服务器之间的外围设备
5.工作原理:
广播式传输
6.主要用于星型以太网中
7.利用集线器构建的网络称为共享式网络
8.作用：
放大整形信号
9.没有检错能力，会将错误信息发送至整个网络
10.使用原则:
5—4—3
11.介质访问控制方法:
CSMA/CD
12.在任何时刻只有一台设备传输数据
13.分类
a）根据端口数量：
5口、8口、12口、16口、24口、48口
b）带宽分类:
i.10Mbps各个端口共享10Mbps带宽，只支持10Mbps的网卡或10/100Mbps自适应网卡
ii.100Mbps只支持100Mbps网卡或10/100Mbps自适应网卡
iii.10/100Mbps自适应Hub每个RJ—45端口均支持10/100Mbps自动检测,可将10M和100M网段连接，实现以太网和快速以太网的相互通信
iv.1000Mbps只支持1000Mbps或100/1000Mbps自适应网卡
c）按扩展能力
i.独立集线器:
本身没有进一步扩展能力,通过级联（两台集线器各拿出一个端口通过级联线连接）的方式扩展端口数量
一端连接在集线器的普通端口上,另一端接在另一个集线器的级联端口（uplink）上
ii.堆叠式集线器:
不占用自身的端口,是两台集线器背板的直接连接
14.常见的端口
RJ—45、BNC端口、AUI端口
物理层设备互联的网络特点
1.类型相同
2.传输介质可不同
3.协议相同
4.操作系统相同
5.互联后仍是一个网络
缺点：
1.不进行存储,信号延迟小
2.没有信息过滤的功能，易产生广播风暴
3.没有存储转发功能
4.没有检错的能力
5.不能无限延长网络传输距离,5—4-3原则
6.物理设备互联起来的计算机属于同一个冲突域和广播域
共享信道的缺点
1.冲突域中的多个站点同时发送会造成冲突
2.网络中站点越多，冲突现象越严重
3.所有站点共享带宽,每个速率R/N
4.解决办法:
网络分段
5.设备：
网桥,交换机,路由器
交换机
1.Switch，又称网络开关
2.独享带宽
3.工作在链路层,是局域网最常见的网络互联设备
4.主要功能:
物理编址,错误校验
5.交换：
根据信息传输需要，将信息传到目的端
6.交换与交换机最早起源于电话通信系统
7.传输原理
a）有目的地址（物理地址）：
直接传输,不会出现广播风暴
b）无目的地址（物理地址）:
广播发送到所有端口
8.介质访问方法：
CSMA/CD
9.交换机能将网络分成小的冲突域，为每个工作站提供更高的带宽
10.分类
a）按传输介质和传输速率划分
i.以太网交换机
ii.千兆以太网交换机
iii.FDDI交换机
iv.ATM交换机
v.令牌环交换机
b）端口带宽及类型
i.nX10Mbps+mX100Mbps
ii.nX10Mbps/100Mbps
iii.nX1000Mbps+mX100Mbps
iv.nX1000Mbps
11.可连接相同类型的网络，也可以连接不同类型的网络（如以太网—快速以太网）
12.每个端口都用来连接一个独立的网段
13.集线器与交换机区别
a）集线器：
半双工方式，一次只能传输一个任务
b）交换机：
全双工方式
14.构成的网络：
交换式网络，每个端口都能独享带宽,所有端口都能同时进行通信
15.2层交换机和三层交换机
a）三层交换机工作在网络层
b）根据IP地址信息进行路由选择
c）根据需求划分为小的独立的VLAN（虚拟局域网）,减少广播所造成的影响
d）三层技术:
2层交换+3层转发
16.只能分割冲突域，不能分割广播域，可有效抑制广播风暴。
网桥（Bridge）
1.桥接器
2.存储-转发设备
3.可将一个较大的局域网分割成多个网段,或将两个以上的局域网互联为一个逻辑上的局域网。
4.用以连接两个同构网络（具有相同特性，具有相同的通信协议，使用相同的操作系统）
5.工作在链路层
6.功能
a）匹配不同的端口速率
b）对帧具有检测和过滤的作用
c）扩大网络地理范围
d）分割网段提升带宽
e）连接不同传输介质的网络
7.基本原理：
每个网段连接一个局域网
8.分类
a）内桥：
利用不同网卡把LAN连接起来
b）外桥：
相似的不同网络之间连接设备
c）远程桥：
9.根据如何选择路径
a）透明网桥:
由网桥决定路径，是无连接的
b）源选径网桥：
源主机决定路径，面向连接
10.优点：
a）不同类型的LAN互联
b）能隔离错误帧，不会使错误扩散
c）限制冲突域的范围
d）隔离故障
11.缺点
a）无法控制广播
b）只能用存储转发,速度较慢
1.链路层设备的功能
a）检错
b）信息过滤
c）识别完整的帧
d）分割冲突域，不能分割广播域
e）有效抑制广播风暴,但不能阻止
f）匹配不同端口速率
g）寻址（MAC）
h）交换传输,非广播
2.链路层设备互联网络的特点
a）不同类型的局域网
b）介质可不同
c）协议相同
d）NOS相同
3.缺点:
没有协议转换功能
路由器（Router）
1.可以速率不同,媒体不同
2.作用：
路由选择，具有网桥的所有功能
3.使用协议相同
4.有过滤，存储转发，流量管理，媒体转换
5.连接不同类型（局域网-广域网）,不同速率的网络
6.避免广播风暴的出现
7.可连接不同的拓扑结构
8.路由协议
a）RIP（路由选择信息协议）
b）OSPF（开放式最短路径优先协议）
c）IGRP（内部网关路由协议）
9.路由表：
静态路由表和动态路由表
10.传输单位：
IP包（包含源主机IP地址和目的主机IP地址）
11.分割广播域，防止广播风暴
12.缺点:
a）处理时间长,致使网络传输性能下降
b）安装维护困难，价格较高
c）需要网络层之上的采用相兼容协议
d）路由器没有交换机速度快
13.功能：
a）路由选择
b）网络互联
c）协议转换
d）网络管理
e）信息过滤
f）计费
桥由器（brouter）是网桥和路由器的合并,可将协议进行转换.
14.网络层设备互联网络的特点
a）类型可不同（局域网-城域网；局域网—广域网）
b）协议可不同
c）NOS必须相同
网关（Gateway）
1.工作在传输层以上
2.不一定是硬件，可以是软件实现
3.连接不同网络、不同协议、不同速率、异构网络（专用交换网—IEEE802局域网）
4.分类1
a）协议网关：
用于协议转换
b）应用网关：
用于不同数据格式间翻译
c）安全网关：
起保护作用
5.分类2
a）电子邮件网关
b）互联网网关
c）局域网网关
d）IP电话网关
1.物理层：
互联相同的LAN
2.链路层:
互联各种LAN
3.网络层:
LAN-LAN、LAN—WAN、WAN—WAN
4.传输层：
协议不同,NOS可不同,可连接异构局域网、LAN—WAN、WAN-WAN
数据通信系统（关心信息的表示方式和传输方法）
1.组成：
数据终端设备（DTE）、数据通信设备（DCE）和通信线路
2.三要素:
信源、信道、信宿（信源和信宿属于数据终端设备）
3.数据：
计算机中保存信息的方式都是以数据的方式.
4.数据可以分为数字（离散的值）数据和模拟（连续变化的值）数据。
5.数据在传输的过程中被称为信号。
6.信号也可分为数字信号和模拟信号
7.信号传输的通路称为信道。
8.信道分类
a）直接划分:
物理信道和逻辑信道
b）按传输的信号划分：
数字信道和模拟信道
c）按使用权限划分：
专用信道和公用信道
d）按传输介质划分：
有线信道和无线信道
9.传输速率：
每秒传输的比特数，单位:
bps
10.误码率：
被传错的概率，表示传输的有效性（可靠性）
11.带宽：
传输的频率宽度，最高频率—最低频率。
单位：
Hz
12.数据交换技术：
交换又称为转接，是实现网络中各节点数据传输的一种手段.
13.常用的交换技术:
电路交换和存储转发交换（存储转发又分为分组交换和报文交换）。
电路交换（线路交换）
1.与电话交换过程相似
2.过程:
建立线路，数据传输，拆除线路（物理连接）
3.通信过程中,不允许其他计算机使用该条线路.
4.优点:
时延小,实时性强，无失序问题，可传输数字信号和模拟信号，交换设备简单。
5.缺点:
建立连接时间常，信道利用率低，难以进行差错控制,通信双方必须同时工作.
存储转发:
要求信息又一定的格式，但不要求一定又连接.
报文交换
1.描述：
以报文为单位，包含源目的地址,经中间阶段的存储转发后,到达目的节点。
2.优点:
a）线路利用率高（信道可被多个报文共享）
b）接收端和发送端无需同时工作
c）可同时向多个目的站发送同一报文
d）可实现差错控制和纠错
e）便于不同速度、不同规格计算机之间的通信
f）优先级高的优先传送
g）不存在连接建立时延，可随时发送
3.缺点
a）只适用于数字信号
b）每个节点要求有较大的缓冲区
c）网络时延长，不宜用于实时通信或交互式的应用场合
d）主要应用领域:
电子邮件、电报、非紧急的业务查询和应答
分组交换
4.描述：
也称包交换，以长短相等的分组（packet）为单位,用存储—转发的方式传输.
5.发送时先将信息分割为长短相等的分组,加上编号，源端、目的端的地址和控制信息后发送。
6.两种实现方式：
虚电路（X。
25）分组交换和数据报分组交换
X.25
a）面向连接（逻辑连接）
b）是电路交换和分组交换向结合的产物
c）过程:
建立连接，传输数据,拆除连接
d）优点：
速度高，延时短,按序到达,无需排序,适合传输大批量的数据，传输路径固定,分组中不携带目的地址信息。
e）缺点：
存在建立连接时延，对网络依赖性大。
数据报交换
a）面向无连接
b）每个分组单独选路
c）分组不会按序到达,会出现丢失、重复、出错的分组
d）接收端需要排序
e）出错重传率高
f）路由选择复杂
g）适合传输小批量、突发性的数据。
7.报文和分组的区别
a）报文：
主机与主机是以报文形式通信的，报文是面向用户的。
根据用户需要而定，格式和长度都是与用户使用的要求紧密相连的。
b）分组：
分组是面向网络的，是为传输方便而采用的措施，无论什么用户，在同一个计算机网络中,其分组格式是一样的。
8.分组交换适用于数据量较小，实时性要求不高的数据,突发性或断续性的数据。
帧中继分组交换（FrameRelay,FR）
1.在分组交换的基础上,简化了差错控制,流量控制，路由选择功能的一种快速分组交换技术.
2.采用虚电路技术（分组交换+电路交换）
3.无需差错控制、流量控制
4.无需存储转发、额外开销少
5.适用于通信距离长
6.用于数据传输，不适合语音，视频或其他对时间敏感的信息传输
7.面向连接。
ATM（异步传输模式,信元交换）
1.采用快速分组交换技术（电路交换和分组交换相结合）
2.分组长度固定，大小为53B,其中信头5B，信息段48B
3.传输的单位：
信元
4.面向连接
5.连接的建立：
永久虚电路（PVC）和交换虚电路（SVC）
数据通信的连接方式：
点对点连接方式和多点连接方式（优点：
节省线路。
缺点：
需要解决线路争用问题）
6.传输系统的主要设备:
传输介质、调制解调器、通信控制设备
7.调制技术
a）ASK：
幅移键控法,通过改变载波信号的振幅大小，来表示数字信号0和1
b）PSK：
相移键控法，通过改变载波信号的相位偏移,来表示数字信号0和1
c）FSK:
频移键控法，通过不同的载波频率来表示数字信号0和1
d）QAM：
正交幅度调控法，通过改变载波信号的载波幅度和相位来表示0和1
8.差错控制:
在进行数据通信时，如何发现所传送的信息是否有错，以及发现错误时如何处理。
9.常见纠错方式
a）检错重发ARQ：
检测出错误要求发送端重发
i.缺点：
需要反向信道，不适于单向传输系统
ii.优点:
简单,实现成本低
b）前向纠错FEC：
检测出错误后纠正
i.优点：
不需要反向信道,实时性好
ii.缺点：
降低了传输效率，设备复杂,对信道的适应性差
10.奇偶校验法：
在传输的字符后添加一个0或1,使得1的个数为奇数,称为奇校验；1的个数为偶数称为偶校验。
a）缺点：
错误数为奇数时可检错，为偶数时无法检错
b）优点：
构造简单,容易实现,实用性高
11.循环冗余校验（CRC校验）
网卡（NIC）网络适配器
1.是计算机及与局域网相互连接的接口.
2.功能
a）将计算机的数据封装成帧，并传输
b）接收帧
3.网卡地址:
MAC地址
4.端口带宽分类：
1000Mbps、10/100Mbps、10Mbps、100Mbps
5.实现物理层和链路层功能
6.实现工作站和传输介质的物理连接和电信号匹配，接收和执行工作站送来的各种控制命令。
7.实现链路层功能,包括传输介质的送取控制信息,帧的发送和接收，差错校验，提供数据的缓冲能力.
计算机网络性能的指标
1.速率：
单位时间内传输的比特数，bps
2.带宽：
最高频率-最低频率.Hz
3.吞吐量：
在单位时间内通过某个网络的数据量,bps
4.时延：
数据从网络的一端到另一端所需要的时间，单位：
s.分为发送时延、传播时延、处理时延、排队时延.
5.时延带宽积:
时延和带宽的乘积,bit
6.往返时间RTT:
从发送信息到接收到信息传输结束后的消息之间的时间间隔.
7.利用率
服务原语：
对服务进行概念性的功能描述，至于如何实现不作明确规定。
1.请求Request：
用户要求服务提供者做某种工作。
2.指示Indication：
用户被告知某件事发生。
3.响应Response:
用户表示对某件事的响应.
4.证实Confirm:
用户收到关于它的请求答复.
网络互联：
通过合适的技术和设备，将不同地理位置的计算机网络连接起来,形成一个范围更大，规模更广的网络系统，实现更大范围的资源共享和数据通信。
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