第二讲 网络基础与网络设备 主讲：史宝慧

本讲内容 网络互联基础 网络互联模型 互联设备 OSI参考模型 TCP/IP参考模型 以太网(Ethernet)组网 以太网电缆的连接 Cisco的3层(层次)模型

一、网络互联基础 计算机网络的基础知识 网络协议（Network Protocol Suite） 局域网LAN（Local Area Network） 城域网MAN 广域网WAN 互联网（Internetworking） 基于局域网的专用网络

基础知识 网络协议 计算机网络的定义 相关的国际组织 网络就是一组通过一定形式连接起来的计算机。 网络协议 定义：一组用来进行网络通信的相关规则、标准和协定 三要素：语法、语义、同步 相关的国际组织 IEEE：Institute of Electrical and Electronics Engineers ANSI：American National Standards Institute TIA： Telecommunication Industry Association CCITT：International Telephone and Telegraph Consultative CommitteeITU：International Telecommunication Union ISO：International Standards Organization IAB：Internet Architecture Board

网络分类及特点 局域网(LAN) 城域网MAN 广域网WAN 以太网技术：（Ethernet 802.3） 令牌环网技术：（Token Ring 802.5） 光纤分布数据接口技术：（FDDI：Fiber Distribute Data Interface） 城域网MAN 标准：分布式队列双总线（Distributed Queue Dual Bus，DQDB）国际标准编号:IEEE802.6。 广域网WAN 通信子网：通信线路和数据报文的转发设备。 资源子网：所能提供的软件和硬件资源 接入技术：Modem、ADSL、ISDN、DDN、SON、FR

互联网（Internetworking） 定义： 多个网络相互连接构成的集合称为互联网 A网络 B网络 C网络 路由器云 图1-1 网络互联模型

基于局域网的专用网络 存储区域网 存储区域网（Storage Area Network）：专门用于在服务器与存储资源之间传输数据的网络，它可以提供高性能的数据存储服务。 便于存储空间的扩展 数据中心技术 将数据分配给多个内容引擎来提供服务，方便用户使用 企业内部互联网 企业内部互联网（Intranet） 企业外部互联网 企业外部互联网（Extranet）是允许经过授权的外部用户访问企业的内部网络，对外部用户的访问的内容和范围是有严格规定的。

基于局域网的专用网络（CONT.） 虚拟专用网 虚拟专用网（Virtual Private Network，VPN）是基于公共网络基础设施的之上构建的专用网络，利用VPN一个用户可以远程接入的公司的VPN服务器，在用户和公司的服务器建立一个安全的访问隧道，通过这个访问隧道，远程用户访问公司的服务器就象是在公司内部访问服务器一样。 在VPN的分类： 接入型的VPN，它可以为移动办公人员、家庭办公室（SOHO）等提供通过共享的网络基础设施来访问公司总部的Intranet或者Extranet。它可以利用的接入技术有：Modem技术、DSL技术、ISDN技术、移动IP技术等。 Intranet型的VPN，它利用公共网络基础设施，把企业的总部、办事处、小型办公室等连接起来。所有合法的用户就象访问局域网一样来远程访问公司总部。 Extranet型的VPN，与Intranet不同的是它不仅可以为公司内部的员工提供接入服务，也可以为公司的使用伙伴、业务单位提供接入服务。也就是说它可以为公司的外部用户提供VPN接入服务，当然这种接入服务是应该首先获得授权才行。

1.2 网络互联模型 将多个小的网络连接在一起，那么就称这种技术为网络互联(internetworking）， 由美国国防部创建的网络发展起来的Internet，是目前世界上最大的互联网络，就是人们经常访问WWW服务时所使用的网络。 特点： 随时向这个网络中增加新的主机和网络，不影响网络的运行 网络中的主机不受地理位置的限制 网络的设计应该能够及时适应网络速度的更新

网络设备网卡 网卡的全称为 Network Interface Card，简写为NIC，也经常被人称为网络适配器（Network Adaptor） 网卡接口类型：RJ-45接口、BNC接口、AUI接口、无线 网卡常见的工作速度：10Mbps、100Mbps、1000Mbps。 有线网卡 无线网卡

网络设备调制解调器 也称为调制解调器 不同的通信线路所使用的调制解调器也不同，常见的调制解调器分类： 窄带调制解调器 Adsl宽带调制解调器 DDN调制解调器等。 调制解调器

网络设备中继器 中继器是最简单的网络互联设备，它工作在OSI的最底层，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，完成信号的复制、调整和放大功能，以此来延长网络的长度。 中继器（Repeater）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发工作。

网络设备集线器 集线器的英文称为“Hub”。“Hub”的中文含义是“中心”的意思，集线器的主要功能是信息转发，它把从一个端口接收的数据不做任何处理直接向所有直接连接的端口分发出去。同时在转发之前将收到相对较弱的数据信号进行整形放大后向所有的端口转发，从而可以扩大网络的传输距离，同时把所有端口集中在以它为中心的节点上。 按总线带宽分类：10Mbps、100Mbps和10/100Mbps； 按照工作方式分类：智能型和非智能型； 按照配置形式分类：固定式、模块式、堆叠式； 按照一个端口数分类：4口、8口、12口、16口、24口、32口等。 图1-5 集线器

网络设备网桥 网桥工作在数据链路层， 网桥的分类： 1、透明网桥。 将两个局域网（LAN）连起来，根据MAC地址（物理地址）来转发帧 可以有效地联接两个LAN，使本地通信限制在本网段内，并转发相应的信号至另一网段 网桥的分类： 1、透明网桥。 使用这种网桥，只须插入电缆就可以，现有LAN的运行完全不受网桥的任何影响。 2、源路由选择网桥。 源路由选择的核心思想是假定每个帧的发送者都知道接收者是否在同一局域网（LAN）上。

网络互联设备交换机 交换机基本的功能： 物理编址、错误校验、帧序列以及流量控制等。 交换机每个端口独立占用带宽 交换机在统一网络上提供了多种高级服务和应用，节省了构建和维护多个网络的成本。

思科系列交换机 Cisco Catalyst3550系列（三层） Cisco Catalyst3750系列（三层） 配置包括8个FE端口和多个100FX和千兆位以太网上行链路选项 Cisco Catalyst 2950系列 12到48端口的10/100端口密度 Cisco Catalyst 2970系列 到桌面的千兆位连接，带24端口10/100/1000（4端口GE SFP） Cisco Catalyst3550系列（三层） Cisco Catalyst3750系列（三层） Cisco Catalyst 4500系列（骨干级） Cisco Catalyst6500系列（核心级）

华为全系列以太网交换机产品 Quidway S8505/8512 万兆核心多层交换机 Quidway S8016 千兆核心多层交换机 Quidway S6503/6506 千兆核心多层交换机 Quidway S5516 千兆路由交换机 QuidwayS3026/3026E/3026F S3050/3526/3526E/3526F 快速以太网接入交换机 Quidway S20082008/B/ 2016/2016B/ 2026/2026B/2403H 边缘接入以太网交换机 华为Quidway 端到端的可管理、全线速、全业务智能交换解决方案体系结构，通过集群、堆叠、HGMP、QoS、安全技术、内容分布、MPLS提供优良的可管理特性及业务，充分满足语音、数据、视频业务的综合传送。

华为Quidway S8016千兆核心多层交换机 交流 直流 19英寸标准机架（1.8M/2.2M机柜可选） 交流 直流 19英寸标准机架（1.8M/2.2M机柜可选） 20槽位插框，16个通用接口槽位 单板硬件：主控板、交换网板、接口处理板(转发、MPLS/VPN)、业务处理板(NAT)、WEB SWITCH处理板 主控、交换网板冗余热备份设计 支持交/直流供电 交 换 网 板 主 控 接 口 接口类型丰富，可灵活配置GE、FE、POS 155M/622M/2.5G等接口 业务处理板和接口板槽位兼容任意混插 电源风扇冗余热备份 整机在EMC、环境、安规、震动各项指标均通过国标以及欧洲标准

网络互联设备路由器 路由器主要有以下几种功能： 网络互连。路由器支持各种局域网和广域网接口，主要用于互连局域网和广域网，实现不同网络互相通信； 数据处理。提供包括分组过滤、分组转发、优先级、复用、加密、压缩和防火墙等功能； 网络管理，路由器提供包括配置管理、性能管理、容错管理和流量控制等功能。

思科系列路由器 12000 GSR Series 7000Series 4000 Series AS 5000 Series 运营商核心 SOHO办公 分支机构/接入层 运营商边缘/企业核心 12000 GSR Series 4000 Series 7000Series 2600 Series 1600/1700Series 运营商核心 思科系列路由器

Quidway路由器发展历程 Equipment level 99 00 01 02 03 核心路由器 核心路由器 NE5000 NE80 高端路由器 NE16E NE08 高端路由器 NE08E NE05 高端路由器 NE20 Equipment level 低端 R1760 中端 R26XX/ R36XX 中端 R4600 99 00 01 02 03

板卡和模块 华为Salience™ 系列超级引擎 高密度话音和传真模拟及数字扩展模块

网络互联技术网关 网关实质上是一个网络通向其他网络的IP地址。 网关的IP地址是具有路由功能的设备的IP地址，具有路由功能的设备 路由器 启用了路由协议的服务器（实质上相当于一台路由器） 代理服务器（也相当于一台路由器）等。 默认网关: 一台主机如果找不到可用的网关，就把数据包发给默认指定的网关，由这个网关来处理数据包。 现在主机使用的网关，一般指与这台主机所在的网段直连的路由器的IP地址

OSI与TCP/IP参考模型 应用层 传输层 Internet层 网络接入层 应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 数据链路层 物理层 OSI/RM参考模型 TCP/IP参考模型 应用层 传输层 Internet层 网络接入层

以太网（Ethernet）组网 IEEE将以太网的数据链路层分成了两个子层： 以太网工作机制：CSMA/CD 一个是介质访问控制层MAC 另一个是逻辑链路控制层LLC 以太网工作机制：CSMA/CD

以太网分类 标准以太网（ 10Mbps） 快速以太网（100Mbps） 吉比特以太网（ 100Mbps）（ 802.3z） 10BASE5、 10BASE2、 10BASE-T 快速以太网（100Mbps） 100BASE-TX（ 802.3u ）、100BASE-FX 吉比特以太网（ 100Mbps）（ 802.3z） 1000BASE-X（ 1000BASE-SX、 1000BASE-LX） 1000BASE-TX 十吉比特以太网（10Gbps）（ 802.3ae ）

网络介质的分类 双 绞 线 （屏蔽、非屏蔽：1-6类） 同 轴 电 缆 （粗、细） 光 缆（单模、多模） 无 线 通 信（红外、卫星、微波）

Cisco的3层（层次）模型 核心层 分配层 接入层

访问层特性 访问层 端接设备到网络的接入点 Purpose: This page defines local services. Emphasize: A local service is when the entities that provide these common functions reside on the same subnet or virtual network as the user. Local services remain in specific area of the network. Traffic to and from local services is confined between a server, a switch, and an end user. Local traffic does not enter the network backbone or move through a router. Local services are confined to a common workgroups. Transition: The following describes remote services 端接设备到网络的接入点

分布层特性 访问层的汇接点 路由数据 分布层 分割广播域/多点传送域 介质转换 安全性 远程访问的接入点 Purpose: This page defines enterprise services. Emphasize: Enterprise services are services common to all users. Examples of enterprise services would be e-mail, Internet access, or video conferencing. Enterprise servers and services exist within a separate subnet placed close to the backbone of the network. Placing the enterprise servers close to the backbone ensures the same administrative distance from each user; however, this also means that all traffic going to an enterprise server crosses the backbone. Because enterprise services exist outside of the broadcast domain of the end user, these services are surrounding by Layer 3 functionality. The Layer 3 switch allows servers to be centralized with no performance penalty, eliminating the cost of numerous server repositories. Layer 3 devices also provide a level of security which protects the information stored on the servers. Transition: The following describes the multilayer model.

核心层特性 核心层 高速传送数据 对数据不作任何处理 Purpose: This page discusses the characteristics of the core layer. Emphasize: The sole purpose of the core layer of the network is to switch packets as fast as possible. Routing, access lists, and packet filtering should not take place in the core as these functions will slow the data packet transfer rate. Transition: The following discusses how Cisco products fit with the multilayer design. 高速传送数据 对数据不作任何处理

本讲小结 网络的基础知识 网络互联设备 OSI与TCP/IP参考模型 网络介质

作业 P44 第一题作为书上 第二题:2（1）、2（4）、2（6）、2（7）