任务一-认识网络设备.docx

任务一 认识网络设备
一、实验目的
通过对网络设备和连接线缆的观察，建立对计算机网络的一个基本的感性认识。
二、实验
锐捷网络实验室。
三、实验内容
、了解常见网络设备
网络设备及部件是连接到网络中的物理实体。网络设备的种类繁多，且与日俱增。基本的网络设备有：计算机（无论其为个人电脑或服务器）、中继器、集线器、交换机、网桥、路由器、网关、网络接口卡（NIC）、无线接入点（WAP）、打印机和调制解调器等等。
四、实验原理

五、实验

六、实验分析与总结

图1.3 使用集线器的双绞线以太网
2. 网桥（Bridge）

网桥相当于“聪明的”中继器，工作于OSI体系的数据链路层。所以OSI模型数据链路层以上各层的信息对网桥来说是毫无作用的。所以协议的理解依赖于各自的计算机。网桥包含了中继器的功能和特性，不仅可以连接多种介质，还能连接不同的物理分支，如以太网和令牌网，能将数据包在更大的范围内传送。网桥的典型应用是将局域网分段成子网，从而降低数据传输的瓶颈，这样的网桥叫“本地”桥。用于广域网上的网桥叫做“远地”桥。两种类型的桥执行同样的功能，只是所用的网络接口不同。
图1.4 使用网桥隔离碰撞域
3. 交换机（Switch）

二层交换机工作于OSI模型的第2层（数据链路层），故而称为二层交换机。二层交换技术是发展比较成熟，二层交换机属数据链路层设备，可以识别数据包中的MAC地址信息，根据MAC地址进行转发，并将这些MAC地址与对应的端口记录在自己内部的一个地址表中。
图1.5 二层交换机
二层交换机工作过程
（1） 当交换机从某个端口收到一个数据包，它先读取包头中的源MAC地址，这样它就知道源MAC地址的机器是连在哪个端口上的；
（2） 再去读取包头中的目的MAC地址，并在地址表中查找相应的端口；
（3） 如表中有与这目的MAC地址对应的端口，把数据包直接复制到这端口上；
（4） 如表中找不到相应的端口则把数据包广播到所有端口上，当目的机器对源机器回应时，交换机又可以学习一目的MAC地址与哪个端口对应，在下次传送数据时就不再需要对所有端口进行广播了。
不断的循环这个过程，对于全网的MAC地址信息都可以学习到，二层交换机就是这样建立和维护它自己的地址表。
交换机不懂得IP地址，但它可以“学习”源主机的MAC地址，并把其存放在内部地址表中，通过在数据帧的始发者和目标接收者之间建立临时的交换路径，使数据帧直接由源地址到达目的地址。交换机上的所有端口均有独享的信道带宽，以保证每个端口上数据的快速有效传输。由于交换机根据所传递信息包的目的地址，将每一信息包独立地从源端口送至目的端口，而不会向所有端口发送，避免了和其它端口发生冲突，因此，交换机可以同时互不影响的传送这些信息包，并防止传输冲突，提高了网络的实际吞吐量。
出于安全和管理方便的考虑，主要是为了减小广播风暴的危害，必须把大型局域网按功能或地域等因素划成一个个小的局域网，这就使VLAN（虚拟局域网）技术在网络中得以大量应用，而各个不同VLAN间的通信都要经过路由器来完成转发，随着网间互访的不断增加。单纯使用路由器来实现网间访问，不但由于端口数量有限，而且路由速度较慢，从而限制了网络的规模和访问速度。基于这种情况三层交换机便应运而生，三层交换机是为IP设计的，接口类型简单，拥有很强二层包处理能力，非常适用于大型局域网内的数据路由与交换，它既可以工作在协议第三层替代或部分完成传统路由器的功能，同时又具有几乎第二层交换的速度，且价格相对便宜些。
三层交换机就是具有部分路由器功能的交换机，三层交换机的最重要目的是加快大型局域网内部的数据交换，所具有的路由功能也是为这目的服务的，能够做到一次路由，多次转发。对于数据包转发等规律性的过程由硬件高速实现，而像路由信息更新、路由表维护、路由计算、路由确定等功能，由软件实现。三层交换技术就是二层交换技术+三层转发技术。传统交换技术是在OSI网络标准模型第二层——数据链路层进行操作的，而三层交换技术是在网络模型中的第三层实现了数据包的高速转发，既可实现网络路由功能，又可根据不同网络状况做到最优网络性能。
4. 路由器（Router）

路由器工作在网络体系结构中的第三层（即IP层），又称网关设备（Gateway）。路由器是用于连接多个逻辑上分开的网络，所谓逻辑网络是代表一个单独的网络或者一个子网。当数据从一个子网传输到另一个子网时，可通过路由器的路由功能来完成。因此，路由器具有判断网络地址和选择IP路径的功能，它能在多网络互联环境中，建立灵活的连接，可用完全不同的数据分组和介质访问方法连接各种子网，路由器只接受源站或其他路由器的信息，属网络层的一种互联设备。
图1.6 无线路由器
图1.7 锐捷路由器
路由器接口主要用来将路由器连接到网络，它分为局域网接口和广域网接口两种。由于路由器型号的不同，接口个数和类型也不一样。常见的接口主要有以下几种：
（1）高速同步串口：可连接DDN (Digital Data Network, 数字数据网)、帧中继(Frame Relay)、X.25、PSTN(模拟电话线路)。
（2）同步／异步串口：可用软件将端口设置为同步工作方式。
（3）AUI接口：即粗缆口。一般需要外接转换器(AUI-RJ45)连接10Base-T以太网络。
（4）ISDN接口：可以连接ISDN网络(2B+D)，可作为局域网接入Internet之用。
（5）AUX接口：该端口为异步端口，主要用于远程配置，也可用于拨号备份，可与MODEM连接。支持硬件流控制(Hardware Flow Control)。
（6）Console接口：该端口为异步端口，主要连接终端或运行终端仿真程序的计算机，在本地配置路由器。不支持硬件流控制。
（7）Ethernet接口：用来连接以太网。有的路由器还有Fast Ethernet(快速以太网)端口。 在路由器配置时要引用一个端口，可直接引用其接口号。引用的形式用于指定一个特定的端口：type slot#／port# 其中，Interface type 表示接口类型；slot#表示插槽号；port#表示某一插槽中的端口号。例：FastEthernet 0/0。

5. 网络接口卡（NIC）

网络接口卡又称网卡或网络适配器，英文名Network Interface Card。网络适配器是使计算机联网的设备，平常所说的网卡就是将PC机和LAN连接的网络适配器。网卡插在计算机主板插槽中，负责将用户要传递的数据转换为网络上其它设备能够识别的格式，通过网络介质传输。它的主要技术参数为带宽、总线方式、电气接口方式等。在计算机局域网络中，如果有一台计算机没有网卡，那么这台计算机将不能和其他计算机通信，也就是说，这台计算机和网络是孤立的。根据网络技术的不同，网卡的分类也有所不同，如大家所熟知的ATM（异步传输模式）网卡、令牌环网卡和以太网网卡等。据统计，约有80%的局域网采用以太网技术。
图1.8 Intel网卡
图1.9 USB接口无线网卡
二、实际观察交换机、路由器等设备外观，识别这些设备的网络连接接口。
三、观察实验室的网络，认识其中的网络设备及其连接线缆和连接方式。

思考
1. 查看网卡驱动。
2. 主机网络号？
3. 画出目前实验室网络拓扑图。
任务二 网线（交叉线）制作
实训目的
§ 了解常见网络传输介质及其特点
§ 掌握双绞线的制作与测试

实训