2011软件水平考试网络工程师全面复习笔记(37)

 第7章 网络设备及工作原理

　　本章为重点章节，考核要求均为"综合应用"。介绍计算机网网络中的各种网络设备的性能和在网络规划时的合理选择。要求综合应用各类网络互联设备、路由选择算法。

　　1、网络接口卡(NIC)

　　基本功能：与网络程序(网络操作系统)配合操作，控制网络上信息的发送与接收。以太网卡的结构：发送和接收部件、发送和接收控制部件、载波检测部件、曼彻斯特编码/译码器、LAN管理部件、微处理器(目前大多数网卡上没有)。在以太网中含有多个网站，每个都有一个6字节48位的地址，这是任一站区别于其它站的唯一标识，这种地址是所有网络设备的物理地址，无论是网卡、交换机、路由器都具有唯一的物理地址。网卡的配置参数：中断请求IRQ3，I/O地址300H，存储器基地址(网卡的远程引导ROM芯片映射到存储区的起点)。网卡的接口类型：AUI接口为粗同轴电缆的接口;BNC接口为细同轴电缆;RJ-45接口为无屏蔽双绞线的接口。网卡的选用：在服务器上使用PCI或EISA总线的智能型网卡，工作站上可用PCI或ISA总线的普通网卡，在笔记本电脑则用PCMCIA总线的网卡或并行接口的便携式网卡。

　　2、网络集线器(HUB)

　　HUB实质上是一个多口的中继器，它工作在OSI参考模型的最低层物理层。基于普通集线器的网络仍然属于共享介质的局域网络。集线器上一般有多个RJ-45插座可连接双绞线，还有一个AUI粗缆接口和一个BNC细缆接口。通过Uplink接口可将HUB连到上一级网络上。堆叠式集线器是通过一条高速链路将多个HUB串接在一起，提供大量的并列端口，以星型拓扑连接多个站点，其缺点是全网共享有限的带宽。模块化集线器：各个端口都有专用的带宽，只在各个网段内共享带宽，网段之间采用交换技术，从而减少冲突，提高通信效率，因此又称为端****换机。

　　3、以太网交换机

　　实质上是一个具有流量控制能力的多口的网桥，它工作在OSI参考模型的链路层，主要功能是解决共享介质网络的网段微化，即碰撞域的分割问题。交换机的每个端口都提供专用的带宽，它把每个端口所连接的网站分割为独立的LAN，每个LAN成为一个独立的冲突域。交换机还是一种存储转发设备，通过直通方式、无碎片直通方式、存储转发方式来发送信息。

　　冲突域是一个确保严格遵守CSMA/CD协议而不能超越的时间概念，这个时间由信号传输过程中各种设备的传输延迟所组成：(DTE延迟+MAC延迟+中继器延迟+电缆延迟)。

　　4、以网络互联设备

　　互联设备的作用 OSI层次 互联设备 作 用 寻址功能 物理层 中继器、集线器 在电缆段间复制比特，放大电信号，扩展网络长度。 无地址 数据链路层 网桥、交换机 在LAN之间对存储转发数据链路帧。 MAC地址 网络层 路由器 在异型网络间存储转发分组。 网络地址 传输层及以上 网关 在第四层或第四层以上实现不同网络体系间互联接口。

　　网桥：工作在数据链路层，在两个局域网段之间存储、转发数据链路帧。它把两个物理网络连接成一个逻辑网络。网桥的功能：实现不同类型的LAN互联、利用网桥可以实现大范围局域网的互联、利用网桥可以隔离错误帧、网桥可使各个LAN段内部信息包不会广播到另一个LAN段，可进一步提高网络的安全性。内桥(内部桥)：驻留于文件服务器中作为文件服务器的一部分来运行。也可以运行在一台专用的计算机中。外桥(外部桥)：通过专用硬件和固化软件来实现桥接功能。优点是从一个网络转发到另一个网络的数据包全由硬件来完成。

　　网桥的路径选择方法：a、透明网桥：具有学习、过滤、帧转发等功能。当开启透明网桥的电源时，它根据源地址学习，建立一个地址选择表，根据目标地址转发，并实现过滤，同时为避免发生环路问题而采用生成树算法。过程可简述为：学习源地址，过滤本网段帧，转发异网段帧，广播未知帧。生成树算法：目标是提高网络循环连接的可用性，同时消除网络循环连接带来的破坏性;理论依据：对于任意一个由节点和连接节点对的边组成的连通图，就会构成一棵由边组成的生成树，生成树保持了原图的连通性，但并不增加循环。(生成树计算过程可结合书194页图7.12和图7.13理解。)b、源路由网桥：不具备自学习功能，假定所有由源到目标的路由存放在网络上传输的所有LAN与LAN之间的数据帧中。c、源路由透明网桥：组合透明网桥和源路由网桥算法的混合网桥。