网络导论第3章.ppt

第三章 网络硬件,,网络适配器 调制解调器 中继器和集线器 交换机 路由器 无线设备 防火墙,本章主要内容,网络适配器 调制解调器 中继器和集线器 交换机 路由器 无线设备 防火墙,本章主要内容,§3.2 网络适配器,网络适配器(Network Adapter)或网络接口卡NIC (Network Interface Card)，简称“网卡”§3.2 网络适配器,网卡与局域网之间的通信是通过电缆以串行方式进行的，而和计算机之间的通信是通过计算机主板上的I/O总线以并行传输方式进行的硬件地址,,至局域网,适配器 （网卡）,串行通信,CPU 和 存储器,,生成发送的数据， 处理收到的数据,,把帧发送到局域网， 从局域网接收帧,计算机,IP 地址,,并行 通信,,,,,网卡结构,§3.2 网络适配器,,网卡的功能 网卡工作在数据链路层，是对计算机网络功能的扩展 功能如下： 1) 数据的封装与解封，信号的发送与接收 2) 介质访问控制协议的实现 3) 串行/并行转换 4）编码与译码§3.2 网络适配器,MAC地址（硬件地址/物理地址） IEEE802标准为每个DTE规定了一个48位的全局地址，它是站点的全球唯一的标识符，与其物理位置无关。

MAC地址为6Byte（48位） MAC地址的前3个字节（高24位）由IEEE统一分配给厂商,低24位由厂商分配给每一块网卡 网卡的MAC地址可以认为就是该网卡所在站点的MAC地址,§3.2 网络适配器,MAC地址 地址字段的前3个字节（高24位）其中0至23位（前三个字节）称为“组织唯一标识符OUI(Organizationally Unique Identifier)”，俗称公司标识符，由IEEE的注册管理机构RA(Registration Authority)负责分配，低24位由厂商自行分配§3.2 网络适配器,MAC地址的查看,§3.2 网络适配器,MAC地址的查看,§3.2 网络适配器,网卡的工作原理 发送时，操作系统调用网卡驱动程序对数据进行封装，然后将数据帧放至发送队列，按顺序发送到通信线路上 当网络上有数据帧到达时，网卡检查数据帧的目的地址是否是本地网络接口卡的硬件地址或者广播地址如果都不是就丢弃该数据帧，如果是，将数据帧放入接收队列，然后对数据帧进行解封，去除发送方附加的首部和尾部信息，然后将原始数据放入处理队列中等待操作系统中上层网络模块的处理 LED状态指示灯：用来指示网卡的工作状态。

§3.2 网络适配器,网络适配器分类 网卡可以连接的传输介质有同轴电缆（包含粗缆、细缆）、双绞线、光纤、无线介质连接的传输介质不同，连接接口也不同 1．按传输介质接口分类 (1) 同轴电缆接口的网卡 (2）双绞线接口的网卡 (3) 光纤接口的网卡 (4) 无线网卡,§3.2 网络适配器,按传输介质接口分类 同轴电缆接口的网卡,§3.2 网络适配器,按传输介质接口分类 双绞线接口的网卡,§3.2 网络适配器,市场上多见的通常为10/100Mbps自适应型或10/100/1000Mbps自适应型,按传输介质接口分类 光纤接口的网卡,§3.2 网络适配器,光纤网卡可以支持1000Mbps、10Gbps的高传输速率,按传输介质接口分类 无线网卡,§3.2 网络适配器,网络适配器分类 在计算机系统中，各个功能部件都是通过总线进行数据交换的，针对网卡所支持的总线接口的不同分类如下 2．按照总线接口类型分类 (1) ISA网卡 (2) PCI网卡 (3) PCI-X网卡 (4) PCI Express网卡 (5) PCMCIA网卡 (6) USB网卡,§3.2 网络适配器,按照总线接口类型分类 ISA网卡,§3.2 网络适配器,按照总线接口类型分类 PCI网卡,§3.2 网络适配器,32位PCI网卡可以插接在64位5伏的PCI插槽上使用。

而第三种结构与前两种都不同，传统的32位PCI网卡不能插接到这一类型的PCI插槽上使用按照总线接口类型分类 PCI-X网卡,§3.2 网络适配器,PCI-X是PCI总线的改良版，PCI-X与PCI总线不同的是，PCI总线有32位和64位两种，而PCI-X总线均为64位 由于PCI-X与之前的64位PCI总线完全兼容并且性能方面有明显提升，因此很快取代64位 PCI成为新的标准按照总线接口类型分类 PCI Express网卡,§3.2 网络适配器,2001年，Intel公司提出3GIO（Third Generation I/O Architecture，第三代I/O体系）总线的概念，它以串行、高频率运作的方式获得高性能PCI Express没有沿用传统PCI采用的共享架构按照总线接口类型分类 PCI Express网卡,§3.2 网络适配器,PCI Express ×1网卡,按照总线接口类型分类 PCMCIA网卡,§3.2 网络适配器,按照总线接口类型分类 PCMCIA网卡,§3.2 网络适配器,按照总线接口类型分类 PCMCIA网卡,§3.2 网络适配器,PCMCIA（Personal Computer Memory Card International Association，PC内存卡国际联合会）是一个成立于1989年的国际性组织。

最早出现的PCMCIA卡是16位的，与ISA总线相同，后来出现的被称为CardBus的PCMCIA卡，采用32位33MHz的PCI总线，提供更高的传输速率，但基本物理结构与之前的卡相同现在， PCMCIA推出的ExpressCard，已取代Cardbus标准，成为笔记本扩展卡的通用标准按照总线接口类型分类 PCMCIA网卡,§3.2 网络适配器,34mm的总线接口,54mm slot,34mm slot,CardBus slot,ExpressCard|54,ExpressCard|34,CardBus PC Card,按照总线接口类型分类 USB网卡,§3.2 网络适配器,硬件安装 驱动安装 协议参数配置,§3.2 网络适配器,网卡安装,网络适配器 调制解调器 中继器和集线器 交换机 路由器 无线设备 防火墙,本章主要内容,调制解调器Modem，是Modulator（调制器）和Demodulator（解调）两个单词首字母的缩写 用于使用传统模拟通信线路进行计算机通信的接入设备§3.3 调制解调器,Modem连接,,,,§3.3 调制解调器,Modem连接,,,,,Line,Phone,MODEM,计算机,,线,,,,,,,,机,§3.3 调制解调器,调制解调器的分类,按外部结构分：外置式、内置式、卡式、机架型,§3.3 调制解调器,按外部结构分：外置式、内置式、卡式、机架型,§3.3 调制解调器,,调制解调器的分类,按外部结构分：外置式、内置式、卡式、机架型,§3.3 调制解调器,,调制解调器的分类,,以下分别结合xDSL 技术和光纤同轴混合网(HFC网) 技术讲解ADSL MODEM和CABLE MODEM 。

按接入方式分：传统MODEM、ADSL MODEM、CABLE MODEM,§3.3 调制解调器,调制解调器的分类,§3.3 调制解调器,xDSL 技术就把 0~4 kHz 低端频谱留给传统使用，而把原来没有被利用的高端频谱留给用户上网使用 DSL 就是数字用户线(Digital Subscriber Line)的缩写而 DSL 的前缀 x 则表示在数字用户线上实现的不同宽带方案 ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line)：非对称数字用户线,ADSL技术,ADSL MODEM,§3.3 调制解调器,,,,,…,频谱,,频率,,上行信道,传统,,,0,4,,,下行信道,…,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,(kHz),~40,~138,~1100,,,25 个子信道,249 个子信道,ADSL MODEM外观,§3.3 调制解调器,,ADSL技术,ADSL语音分离器是在传统系统上提供ADSL服务的无源低通滤波器，可将传输话音的低频信号（300～3400Hz）和传输数据的高频信号（20KHz～1MHz）完全有效分离分离器,①②③段线缆均为带有RJ-11插头的双绞线，线缆④为带有RJ-45插头的双绞线。

ADSL MODEM外置式的连接（不用）,§3.3 调制解调器,ADSL MODEM内置式的连接,§3.3 调制解调器,,,标准: ADSL（G.992.1 、G.dmt)：上下行速率8M/1.5Mbps，传输距离最远可达3公里 ADSL（G.992.2 、G.lite) 上下行速率1.5M/512Kbps，传输距离最远可达3公里 ADSL2（G.992.3、 G.992.4）：上下行速率8M/1Mbps，传输距离最远可达5公里 ADSL2+（ITU-T G.992.5）：上下行速率24M/1Mbps，传输距离最远可达6公里,,第一代,,第二代,§3.3 调制解调器,ADSL技术,,,,光纤同轴混合网(HFC网),,,HFC 网是在目前覆盖面很广的有线电视网 CATV 的基础上开发的一种居民宽带接入网 HFC 网除可传送 CATV 外，还提供、数据和其他宽带交互型业务 现有的 CATV 网是树形拓扑结构的同轴电缆网络，它采用模拟技术的频分复用对电视节目进行单向传输而 HFC 网则需要对 CATV 网进行改造§3.3 调制解调器,,,,光纤同轴混合网(HFC网),HFC网的主干线路采用光纤 HFC 网将原 CATV 网中的同轴电缆主干部分改换为光纤，并使用模拟光纤技术。

模拟光纤从头端连接到光纤结点(fiber node)，即光分配结点 ODN (Optical Distribution Node)在光纤结点光信号被转换为电信号在光纤结点以下就是同轴电缆§3.3 调制解调器,,光纤同轴混合网(HFC网),由于要让电视和Internet在同一根电缆上共存，必须合理的分配电缆的频带 HFC 网具有比 CATV 网更宽的频谱，且具有双向传输功能下行信道,,上行 信道,5 40 50 550 750 1000,,,原有模拟电视,数字信号,频率(MHz),,保留,,通信、 数据通信、 对HFC网络的监视,数字电视信号、 网络交互业务,保留给今后使用，如个人通信,§3.3 调制解调器,Cable MODEM 电缆调制解调器的一端连接到计算机，另一端连接到有线电视网（Cable TV，简称CATV），以使用户借助有线电视网进行数据通信，访问Internet等信息资源 用户通过电缆调制解调器连接有线电视宽带网接入有线电视数据网，有线电视数据网再和Internet高速相连§3.3 调制解调器,Cable Modem 电缆调制解调器是为 HFC 网而使用的调制解调器。

电缆调制解调器最大的特点就是传输速率高其下行速率一般在 310 Mb/s之间，最高可达 30 Mb/s，而上行速率一般为 0.22 Mb/s，最高可达 10 Mb/s 电缆调制解调器比在普通线上使用的调制解调器要复杂得多，并且不是成对使用，而是只安装在用户端§3.3 调制解调器,Cable MODEM,§3.3 调制解调器,§3.3 调制解调器,Cable MODEM,Cable MODEM (外置式连接之一),§3.3 调制解调器,,①②③段线缆均为同轴电缆，线缆④为带有RJ-45插头的 双绞线（如果使用USB接口连接，线缆④为USB连接线）,,3-way Splitter,,,,,§3.3 调制解调器,Cable MODEM (外置式连接之二),§3.3 调制解调器,Cable MODEM (内置式连接),§3.3 调制解调器,Cable MODEM (内置式连接),§3.3 调制解调器,3.4光纤接入。