网络线路与用户结点具体连接时，需要网络传输介质的互连设备

网络线路与用户结点具体连接时需要网络传输介质的互连设备常见类型如下设备名称功能描述T形头细同轴电缆连接器用于同轴电缆网络中结点的分支连接收发器实现信号的接收与发送常用于同轴电缆以太网RJ-45接口屏蔽或非屏蔽双绞线连接器是当前以太网最常用的接口类型RS232接口目前计算机与线路接口的常用方式常用于串行通信DB-15接口连接网络接口卡的AUI接口用于早期粗同轴电缆以太网VB35同步接口连接远程的高速同步接口常用于广域网连接网络接口单元提供网络接入的接口转换单元调制解调器数字信号与模拟信号转换器用于在模拟线路上传输数字信号二、物理层的互连设备物理层的互连设备主要负责信号的传输、放大与再生工作在OSI模型的最底层不涉及数据帧的解析与处理。1. 中继器Repeater中继器是在物理层上实现局域网网段互连的设备主要用于扩展局域网网段的长度。其核心功能是在两个局域网网段间实现电气信号的恢复与整形因此仅用于连接相同的局域网。关键特性传输距离扩展理论上可以用中继器把网络延长到任意长的传输距离但实际应用中受时延和衰耗的限制。例如在以太网中最多使用4个中继器遵守5-4-3规则5个网段、4个中继器、3个网段连接主机。以太网距离限制以太网设计连线时指定两个最远用户之间的距离包括用于局域网的连接电缆不得超过500m。即便使用了中继器典型的Ethernet局域网应用要求从头到尾整个路径不超过1500m。优点安装简便、使用方便、价格便宜是扩展网络最经济的方式。2. 集线器Hub集线器可以看成是一种特殊的多路中继器也具有信号放大功能。使用双绞线的以太网多用Hub扩大网络同时也便于网络的维护。以集线器为中心的网络的优点是当网络系统中某条线路或某结点出现故障时不会影响网上其他结点的正常工作。集线器分类类型功能描述无源Passive集线器只负责把多段介质连接在一起不对信号做任何处理每一种介质段只允许扩展到最大有效距离的一半有源Active集线器类似于无源集线器但它具有对传输信号进行再生和放大从而扩展介质长度的功能智能Intelligent集线器除具有有源集线器的功能外还可将网络的部分功能集成到集线器中如网络管理、选择网络传输线路等三、数据链路层的互连设备数据链路层的互连设备工作在OSI模型的第二层能够识别数据帧中的MAC地址信息并根据地址信息进行转发决策。1. 网桥Bridge网桥用于连接两个局域网网段工作于数据链路层。网桥要分析帧地址字段以决定是否把收到的帧转发到另一个网络段上。确切地说网桥工作于MAC子层只要两个网络的MAC子层以上的协议相同都可以用网桥互连。关键特性帧过滤与转发网桥会检查数据帧的源MAC地址和目的MAC地址根据MAC地址表决定是否转发帧能够有效隔离冲突域。广播域限制网桥无法隔离广播域广播帧会被网桥转发到所有网段。透明网桥最常用的网桥类型具有自学习功能能够自动构建MAC地址表对上层协议透明。2. 交换机Switch交换机可以看作是多端口的网桥工作在数据链路层每个端口都可以构成独立的冲突域能够显著提高网络的传输效率。与集线器相比交换机支持全双工通信能够实现多个端口之间的并行数据传输大幅提升网络带宽利用率。四、试题及答案一、单项选择题以下哪个设备工作在OSI模型的物理层 A. 网桥 B. 路由器 C. 中继器 D. 网关答案C解析中继器是物理层设备主要功能是信号的再生和放大扩展网络传输距离。网桥工作在数据链路层路由器工作在网络层网关工作在高层。以太网中最多可以使用多少个中继器 A. 2个 B. 3个 C. 4个 D. 5个答案C解析以太网遵循5-4-3规则其中最多可以使用4个中继器连接5个网段其中3个网段可以连接主机。集线器不具备以下哪个功能 A. 信号放大 B. 多端口连接 C. 帧过滤 D. 扩展网络距离答案C解析集线器是物理层设备仅负责信号的放大和转发不具备数据链路层的帧过滤功能所有端口共享带宽属于共享介质设备。网桥工作在OSI模型的哪一层 A. 物理层 B. 数据链路层 C. 网络层 D. 传输层答案B解析网桥工作在数据链路层的MAC子层能够识别MAC地址根据MAC地址表进行帧的转发和过滤。使用中继器扩展以太网后整个网络的最大传输距离不能超过多少 A. 500m B. 1000m C. 1500m D. 2000m答案C解析即便使用中继器典型的Ethernet局域网应用要求从头到尾整个路径不超过1500m以保证信号质量和网络性能。智能集线器与有源集线器相比额外增加了什么功能 A. 信号放大 B. 信号再生 C. 网络管理 D. 多端口连接答案C解析智能集线器除具有有源集线器的功能外还可将网络的部分功能集成到集线器中如网络管理、选择网络传输线路等。以下哪种设备能够隔离冲突域但不能隔离广播域 A. 中继器 B. 网桥 C. 路由器 D. 网关答案B解析网桥工作在数据链路层能够根据MAC地址过滤帧隔离冲突域但会转发所有广播帧无法隔离广播域。当网桥收到一帧但不知道目的节点在哪个网段时它会如何处理 A. 丢弃该帧 B. 向所有端口转发该帧除接收端口 C. 向源地址返回错误信息 D. 缓存该帧等待学习答案B解析当网桥不知道目的节点的位置时会使用泛洪技术即将帧复制到所有端口除了接收帧的端口以保证目的节点能够收到数据。以下哪种设备可以看作是多端口的中继器 A. 网桥 B. 交换机 C. 集线器 D. 路由器答案C解析集线器可以看成是一种特殊的多路中继器也具有信号放大功能能够将多个结点连接到同一个网络中。网桥进行互连时要求两个网络的哪一层协议必须相同 A. 物理层 B. MAC子层及以上 C. 网络层 D. 传输层答案B解析网桥工作于MAC子层只要两个网络的MAC子层以上的协议相同都可以用网桥互连。二、多项选择题以下属于物理层互连设备的有 A. 中继器 B. 集线器 C. 网桥 D. 交换机答案AB解析中继器和集线器都工作在物理层网桥和交换机工作在数据链路层。集线器的类型包括 A. 无源集线器 B. 有源集线器 C. 智能集线器 D. 路由集线器答案ABC解析集线器可分为无源Passive集线器、有源Active集线器和智能Intelligent集线器三类。中继器的主要优点包括 A. 安装简便 B. 使用方便 C. 价格便宜 D. 隔离广播域答案ABC解析中继器的主要优点是安装简便、使用方便、价格便宜但作为物理层设备无法隔离广播域。以下关于网桥的描述正确的有 A. 工作在数据链路层 B. 可以连接相同类型的局域网 C. 可以隔离冲突域 D. 可以隔离广播域答案ABC解析网桥工作在数据链路层用于连接相同类型的局域网能够隔离冲突域但无法隔离广播域广播帧会被网桥转发到所有连接的网段。以下属于网络传输介质互连设备的有 A. RJ-45接口 B. 调制解调器 C. 中继器 D. VB35同步接口答案ABD解析RJ-45接口、调制解调器、VB35同步接口都属于网络传输介质互连设备中继器属于物理层的互连设备。三、判断题中继器可以连接不同类型的局域网。 答案错误解析中继器仅用于连接相同的局域网因为它只负责电信号的恢复与整形不处理任何数据链路层及以上的协议。集线器的所有端口共享同一带宽。 答案正确解析集线器是共享介质设备所有端口共享同一带宽同一时刻只能有一个端口发送数据会产生冲突。网桥可以连接MAC子层以上协议不同的两个局域网。 答案错误解析网桥工作于MAC子层只有当两个网络的MAC子层以上的协议相同时才可以用网桥互连。智能集线器除了信号放大功能外还具备网络管理功能。 答案正确解析智能集线器除具有有源集线器的功能外还可将网络的部分功能集成到集线器中如网络管理、选择网络传输线路等。使用中继器扩展网络时中继器的数量没有限制可以无限扩展网络距离。 答案错误解析局域网中接入的中继器的数量将受时延和衰耗的影响因而必须加以限制例如在以太网中最多使用4个中继器。四、简答题简述中继器的工作原理和使用限制。答案中继器是在物理层上实现局域网网段互连的设备其工作原理是对接收的电信号进行恢复与整形然后转发到其他网段从而扩展局域网的传输距离。使用限制主要包括仅能连接相同类型的局域网不支持不同协议的网络互连数量受时延和衰耗限制例如以太网中最多使用4个中继器以太网中使用中继器后整个路径总长度不得超过1500m不能隔离冲突域和广播域扩展后的网络仍属于同一个冲突域和广播域。比较集线器和交换机的主要区别。答案| 对比维度 | 集线器 | 交换机 ||---------|-------|-------|| 工作层次 | 物理层 | 数据链路层 || 工作方式 | 共享带宽所有端口共享同一传输介质同一时刻只能有一个端口发送数据 | 每个端口独立带宽支持全双工通信多个端口可以同时发送数据 || 数据处理 | 仅对信号进行放大和广播转发不识别地址信息 | 根据MAC地址进行帧的过滤和转发能够构建MAC地址表 || 冲突域 | 所有端口属于同一个冲突域 | 每个端口是独立的冲突域 || 传输效率 | 低容易产生冲突适合小型网络 | 高并行传输适合中大型网络 |网桥的主要功能和特点是什么答案网桥的主要功能是连接两个局域网网段工作于数据链路层的MAC子层。其核心功能包括帧的接收与转发检查数据帧的目的MAC地址根据MAC地址表决定是否转发到其他网段地址学习通过接收数据帧的源MAC地址自动构建和维护MAC地址表冲突域隔离不同网段之间的流量不会相互干扰提高网络带宽利用率。主要特点仅能连接MAC子层以上协议相同的网络能够隔离冲突域但不能隔离广播域广播帧会被转发到所有网段对上层协议透明不需要修改上层网络配置即可实现网段互连转发操作会引入一定的处理时延。简述集线器的分类及各类的特点。答案集线器主要分为三类各自特点如下无源集线器只负责把多段介质连接在一起不对信号做任何处理每一种介质段只允许扩展到最大有效距离的一半不需要额外供电。有源集线器类似于无源集线器但它具有对传输信号进行再生和放大的功能能够扩展介质长度需要额外供电可以扩展更长的传输距离。智能集线器除具有有源集线器的全部功能外还集成了网络管理、路径选择等高级功能部分智能集线器支持SNMP网络管理协议能够监控端口状态、统计流量信息方便网络维护和管理。