任务二 考察网络设备(1.网卡与交换设备)（课件）《计算机网络基础与应用》（重庆大学出版社第5版）【上好课】

任务二 考察网络设备(1.网卡与交换设备) 计算机网络基础与应用(第5版） (重庆大学出版社) 学习目标 1. 掌握网卡的功能、分类与性能参数。 2. 掌握交换机的工作原理、分类与主要技术。 3. 理解MAC地址表、VLAN、生成树等交换机核心概念。 1. 能识别网卡与交换机的类型和接口。 2. 能理解交换机转发数据的工作过程。 3. 能根据网络需求选择合适的网卡和交换机。 1. 培养标准化设备选型意识。 2. 提升网络设备原理理解能力。 1 2 3 知识目标 技能目标 素养目标 目录 认识早期的网络设备 认识网卡 认识交换机 总结与练习 教学引入 课前准备 做一做 请阅读书本上有关网络设备的相关内容或者查询相关资料，完成下表。 集线器 中继器 网 桥 网 关 工作的OSI/RM层次 作 用 主要功能 常见分类 早期的网络设备 第一部分 知识讲授 早期的网络设备 知识讲授 早期的网络设备——集线器 它是一种早期的共享式网络设备，主要用于连接多台计算机，形成一个局域网（LAN）。它工作在物理层，将接收到的信号从一个端口广播到所有其他端口，使得连接在集线器上的所有设备共享网络带宽。 知识讲授 早期的网络设备——中继器 中继器是一种连接网络线路的互联设备，主要用于在两个网络节点之间进行物理信号的双向再生、放大和转发，通过复制、调整和放大信号，延长网络的覆盖范围。 它是工作在OSI的物理层，当信号在传输过程中因距离过长而衰减或失真时，中继器接收这些信号，通过调整和放大后重新发送，从而延长网络传输距离。 知识讲授 早期的网络设备——中继器 独立形态的传统以太网中继器已被淘汰；但其物理层信号再生放大的核心原理**仍在光纤放大器、信号延长器等设备中应用。中继器仅工作在物理层，无法隔离冲突域，没有数据过滤能力。 知识讲授 早期的网络设备——网桥 网桥工作在 OSI 数据链路层（二层），基于 MAC 地址转发，能隔离冲突域，不能隔离广播域。 早年单独的硬件网桥设备：已经淘汰，市面上不再单独售卖。 原理延续：交换机本质就是多端口网桥。交换机内部逻辑完全继承网桥机制，只是端口数量更多、性能更强。 知识讲授 早期的网络设备——网关 网关又称网间连接器、协议转换器，是一种在OSI/RM网络层以上实现网络互连的复杂设备，用于连接不同类型的网络，如局域网与广域网、不同协议的网络等，实现不同网络之间的通信和协议转换。 背诵记忆 序号 核心考点 记忆要点与核心解析 01 中继器（物理层） 物理层设备，只对信号进行再生、放大、转发；**不能过滤数据、不能隔离冲突域**。独立硬件中继器已淘汰，信号放大原理仍在使用。 02 集线器（物理层） 多端口中继器，共享带宽，所有端口同属一个冲突域；收到信号广播转发。 03 网桥（数据链路层） 二层设备，基于 MAC 地址转发帧；**隔离冲突域，无法隔离广播域**。独立硬件网桥淘汰，交换机就是多端口网桥。 课堂练习 单选题 下列关于网络互联设备说法正确的是（） A. 集线器可以隔离冲突域 B. 独立硬件网桥设备目前仍在大量商用 C. 中继器放大信号的同时，无法过滤数据包 D. 网关工作在物理层，只负责信号放大 答案：C 解析： A 错误：集线器属于多端口中继器，所有端口在同一个冲突域，不能隔离冲突域。 B 错误：独立硬件网桥已经淘汰，交换机是多端口网桥。 C 正确：中继器仅在物理层放大再生信号，不识别数据包，没有数据过滤功能。 D 错误：网关工作在网络层及以上，负责异构网络协议转换，不是物理层信号放大设备。 认识网卡 第二部分 知识讲授 认识网卡 知识讲授 网卡：网络接口卡 网卡是网络接口卡（NIC）的简称，也称为网络适配器。它是计算机与网络之间的连接必不可少的设备，网卡工作在数据链路层。 知识讲授 网卡的分类 知识讲授 网卡的常见外部接口类型 BNC接口 AUI接口 RJ-45接口 LC接口 BNC 接口：接同轴细缆，早期 10BASE2 以太网 AUI 接口：接粗同轴电缆（10BASE5），现在已经淘汰 RJ-45 接口：双绞线网口，现在最常用的电口 LC 接口：光纤接口，用来连接光纤，高速网络（万兆 / 25G）大量使用 知识讲授 内部接口类型 PCI无线网卡 PCI-E无线网卡 PCI 无线网卡，老式 PCI 总线，插主板 PCI 插槽，天线用来收发无线 WiFi 信号。 PCI-E 无线网卡，PCIe 总线（现在主流），传输速率更高，是目前台式机加装无线的常用类型。 知识讲授 MAC地址 在网络中，每一台计算机都有网卡，那么网卡是怎么标识网络中唯一的计算机呢？ MAC地址，也叫物理地址 MAC地址 每一块网卡都有一个唯一的编号：MAC地址 知识讲授 MAC地址 MAC地址（物理地址或硬件地址）它是网卡生产厂家在生产时烧入ROM中的，且保证绝对不会重复。网络中之所以能识别不同的计算机就是通过这一地址来实现的。 知识讲授 网卡选型参考要素 背诵记忆 序号 名称 核心说明与记忆要点 01 网卡的功能 网卡（NIC）实现计算机与网络的数据收发，含MAC地址；按接口分RJ45/光纤/无线，按速率分10M/100M/1G/10G。 02 网卡性能 网卡性能看速率/双工/接口类型/总线（PCIe）/是否支持PXE启动 03 网卡的选项 选型看主板插槽/网络速率/应用需求/兼容性。 课堂练习 单选题 网卡的MAC地址长度为多少位？ A. 32位 B. 48位 C. 64位 D. 128位 答案：B 解析：MAC地址（Media Access Control Address，媒体访问控制地址）长度为48位（6字节），通常表示为12位十六进制数，如00-1A-2B-3C-4D-5E，前24位为厂商OUI，后24位为厂商分配的序列号，全球唯一（B正确）。IP地址为32位（IPv4）或128位（IPv6）。 认识交换机 第三部分 知识讲授 认识交换机 知识讲授 交换机 交换机（Switch）也称交换式集线器，工作在 OSI 数据链路层，依靠 MAC 地址，在局域网内定向转发数据帧、隔离冲突域的多端口网络互联设备。 知识讲授 交换机的分类 知识讲授 交换机的分类 知识讲授 交换机——VLAN原理 随着主机数量的增加，共享网络中的冲突会越来越严重，交换网络中的广播也会越来越多。传统的以太网络开始面临冲突严重、广播泛滥以及安全性无法保障等各种问题。 在交换机上配置VLAN，可以实现在同一个VLAN内的用户可以进行二层互访，而不同VLAN间的用户被二层隔离。这样既能够隔离广播域，又能够提升网络的安全性。 背诵记忆 序号 名称 核心说明与记忆要点 01 交换机工作原理 交换机工作在数据链路层，基于MAC地址转发帧；自学习MAC地址表，转发方式有直通/存储转发/碎片隔离；全双工、独享带宽。 02 VLAN VLAN（虚拟局域网）隔离广播域，按端口/MAC/协议划分，Trunk口承载多VLAN 03 交换机分类与选型 交换机分接入层（端口多、速率低、接终端）、汇聚层（聚合接入、策略）、核心层（高速转发、冗余）；选型看端口数/速率/背板带宽/VLAN/三层功能。 课堂练习 单选题 网卡的MAC地址长度为多少位？ A. 32位 B. 48位 C. 64位 D. 128位 答案：B 解析：MAC地址（Media Access Control Address，媒体访问控制地址）长度为48位（6字节），通常表示为12位十六进制数，如00-1A-2B-3C-4D-5E，前24位为厂商OUI，后24位为厂商分配的序列号，全球唯一（B正确）。IP地址为32位（IPv4）或128位（IPv6）。 师生互动 01 交换机和集线器都可以连接多台终端，为什么交换机分割冲突域，但不分割广播域？结合组网场景分析利弊。 知识小结 课后任务 布置作业： 1．绘制本节课思维导图，完成课件配套练习题； 2．观察家里路由器或交换机的端口与指示灯，记录端口数量和连接的设备，下节课交流。 谢谢观看 THANKS Lavf59.14.100 Lavf59.14.100 Lavf59.14.100 $