局域網(wǎng)基礎(chǔ)知識及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備

1、第6章 局域網(wǎng)基礎(chǔ)知識及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 第6章 局域網(wǎng)基礎(chǔ)知識及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 6.1 6.1 網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì) 6.2 6.2 網(wǎng)絡(luò)接口卡網(wǎng)絡(luò)接口卡 6.3 6.3 集線器集線器 6.6 6.6 以太網(wǎng)交換機(jī)以太網(wǎng)交換機(jī) 6.5 6.5 網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備 6.6 6.6 調(diào)制解調(diào)器調(diào)制解調(diào)器 6.7 6.7 校園網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備認(rèn)識校園網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備認(rèn)識 第6章 局域網(wǎng)基礎(chǔ)知識及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 6.1 網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì) 網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)是網(wǎng)絡(luò)中發(fā)送方和接收方的物理連接通路， 是信息傳送的載體。目前常用的傳輸介質(zhì)有雙絞線、同軸電纜、 光纖電纜和無線傳輸介質(zhì)。 傳輸介質(zhì)的特性對網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信質(zhì)量有很大的影

2、響，這些 特性是： (1) 物理特性，指對傳輸介質(zhì)的特性、物理結(jié)構(gòu)的描述。 (2) 傳輸特性，包括是用模擬信號發(fā)送還是用數(shù)字信號發(fā)送， 調(diào)制技術(shù)，傳輸容量及傳輸?shù)念l率范圍等內(nèi)容。 第6章 局域網(wǎng)基礎(chǔ)知識及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 (3) 連通性，指點(diǎn)到點(diǎn)或者多點(diǎn)連接。 (6) 地理范圍，即網(wǎng)上各點(diǎn)之間的最大距離，包括在建筑物 內(nèi)、建筑物之間或擴(kuò)展到整個(gè)城市。 (5) 抗干擾性，即防止噪音對傳輸數(shù)據(jù)影響的能力。 第6章 局域網(wǎng)基礎(chǔ)知識及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 6.1.1 雙絞線電纜雙絞線電纜 1物理特性物理特性 雙絞線長期以來一直用來支持語音通信，到了最近，它已成為 局域網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)布線技術(shù)。一根雙絞線是由兩根相對較細(xì)的導(dǎo)線構(gòu)

3、成(如圖6-1所示)，這些電線被一層PVC 薄膜包裹著，并螺旋式相 互纏繞。這樣纏繞具有很好的電氣特性：通過在兩根電線之間提 供平衡的能量輻射，有效地抑制可能引入的電磁干擾，消除信號 的失真。 雙絞線有多種尺寸和形狀，既有只有一對的用于語音級的連 線，也有含有幾百對的電纜電線。在局域網(wǎng)中我們通常使用的是 如圖6-1所示的6對封裝在一起的雙絞線。局域網(wǎng)中所使用的雙絞線 主要有兩種類型：屏蔽雙絞線(STP)和非屏蔽雙絞線(UTP)。 第6章 局域網(wǎng)基礎(chǔ)知識及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 圖6-1 雙絞線示意圖 綠 橙 藍(lán) 棕 第6章 局域網(wǎng)基礎(chǔ)知識及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 1物理特性物理特性 雙絞線長期以來一直用來支持語音通信，到

4、了最近，它已成 為局域網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)布線技術(shù)。一根雙絞線是由兩根相對較細(xì)的導(dǎo)線 構(gòu)成(如圖6-1所示)，這些電線被一層PVC 薄膜包裹著，并螺旋式 相互纏繞。這樣纏繞具有很好的電氣特性：通過在兩根電線之間 提供平衡的能量輻射，有效地抑制可能引入的電磁干擾，消除信 號的失真。 雙絞線有多種尺寸和形狀，既有只有一對的用于語音級的連 線，也有含有幾百對的電纜電線。在局域網(wǎng)中我們通常使用的是 如圖6-1所示的6對封裝在一起的雙絞線。局域網(wǎng)中所使用的雙絞 線主要有兩種類型：屏蔽雙絞線(STP)和非屏蔽雙絞線(UTP)。 第6章 局域網(wǎng)基礎(chǔ)知識及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 (1) 屏蔽雙絞線(STP，Shielded Twist

5、ed Pair)。屏蔽雙絞線 (STP)的特征是在雙絞線的外部有一層金屬層或金屬網(wǎng)編制的屏 蔽層。金屬屏蔽層位于雙絞線封套的下面，它的作用是使雙絞線 在有電磁干擾的環(huán)境中也能正常工作。但是，金屬屏蔽層在保護(hù) 信號不受外部電磁輻射干擾的同時(shí)也使導(dǎo)線本身正常的輻射不能 散發(fā)。這種電磁輻射由金屬屏蔽層反射回銅導(dǎo)線，會導(dǎo)致信號自 阻礙。 第6章 局域網(wǎng)基礎(chǔ)知識及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 (2) 非屏蔽雙絞線(UTP，Unshielded Twisted Pair)。非屏蔽雙 絞線(UTP)由四對對絞的銅線所組成，其外部環(huán)繞一層塑料外皮， 沒有屏蔽層，不具有抗外來干擾的能力。但其價(jià)格較低，使用 率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于屏蔽雙絞線，我

6、們常見的雙絞線大多是非屏蔽雙絞 線。若無特殊用途，使用非屏蔽雙絞線即可滿足要求。 第6章 局域網(wǎng)基礎(chǔ)知識及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 2傳輸特性傳輸特性 雙絞線的傳輸速率與其類型有關(guān)，根據(jù)傳輸特性和目前公認(rèn) 的ANSI的EIA/TIA Category標(biāo)準(zhǔn)，雙絞線又可分為五類：Category 15(通?！癈ategory”簡寫成“Cat”)，其中Category 1、Category 2 只適用于低速通信及語音通信；Category 3 適用于10 Mb/s的以太 網(wǎng)，最高支持16 Mb/s的容量；Category 6用于比Category 3距離更 長且速度更高的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，可以支持最高20 Mb/s的容量；

7、 Category 5用于高性能的數(shù)據(jù)通信，可以支持高達(dá)100 Mb/s的容量， 甚至可以支持155 Mb/s的ATM數(shù)據(jù)傳輸。因此，在目前的局域網(wǎng) 中絕大部分都使用Category 5這種雙絞線(一般在線的外皮上可以看 到廠商名稱和Category 5的字樣)。 第6章 局域網(wǎng)基礎(chǔ)知識及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 3連通性連通性 雙絞線既可以用于點(diǎn)到點(diǎn)的通信連接，還可以用于多點(diǎn)連接， 具有較強(qiáng)的靈活性。 6地理范圍地理范圍 對于模擬信號，大約每56 km需要一個(gè)放大器。對于數(shù)字 信號，每23 km使用一臺中繼器。雙絞線的最大傳輸距離可達(dá) 15 km。而用于局域網(wǎng)時(shí)與集線器的最大距離不超過100 m。 5抗干擾

8、性抗干擾性 雙絞線的抗干擾性取決于是否有屏蔽以及線對的扭曲長度。 第6章 局域網(wǎng)基礎(chǔ)知識及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 6.1.2 同軸電纜同軸電纜 同軸電纜，也稱“co-ax”，是網(wǎng)絡(luò)中最初指定的傳輸介質(zhì)， 它可以在距離相對較長而無中繼器的情況下支持高帶寬的通信。 但由于存在相對脆弱、不易布線且不能用力彎曲及價(jià)格較貴等 缺點(diǎn)，同軸電纜正逐步退出局域網(wǎng)的使用舞臺。目前，同軸電 纜大都用來傳輸有線電視信號。因此，我們在此僅作簡要介紹。 第6章 局域網(wǎng)基礎(chǔ)知識及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 1物理特性物理特性 同軸電纜的結(jié)構(gòu)如圖6-2所示，它由內(nèi)導(dǎo)體、外屏蔽層、絕緣 層及外部保護(hù)層等組成。內(nèi)導(dǎo)體為無氧銅桿或銅包鋁線，使用PE 塑料高物理

9、發(fā)泡作為絕緣，外導(dǎo)體為鋁塑復(fù)合帶及鍍錫銅絲、鋁 美合金絲或裸銅絲編織，外層為PE或PVC塑料單層或雙層絕緣護(hù) 套。不同型號、不同類別的電纜其機(jī)械尺寸和所使用的材料各不 相同。 圖6-2 同軸電纜的結(jié)構(gòu)圖 內(nèi)導(dǎo)體 內(nèi)結(jié)層 絕緣體 第6章 局域網(wǎng)基礎(chǔ)知識及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 2傳輸特性傳輸特性 不同類型的同軸電纜其帶寬不一樣，根據(jù)其傳輸?shù)男盘栴?型和方式可以將同軸電纜分為兩大類：基帶同軸電纜(也稱50 同軸電纜)和寬帶同軸電纜(也稱75 同軸電纜)?；鶐S電纜 一般用于數(shù)字通信中傳輸基帶數(shù)字信號，而寬帶同軸電纜使用 復(fù)用方式可以在一條同軸電纜上傳輸多路信號，它是有線電視 系統(tǒng)(CATV)中的標(biāo)準(zhǔn)，其傳輸模

10、擬信號時(shí)頻率可高達(dá)300600 MHz。在局域網(wǎng)中常用的同軸電纜為RG 58(50 同軸電纜)。 第6章 局域網(wǎng)基礎(chǔ)知識及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 3連通性連通性 同軸電纜既支持點(diǎn)到點(diǎn)的連接，也支持多點(diǎn)之間的連接。 6地理范圍地理范圍 傳輸基帶信號的基帶同軸電纜其傳輸距離一般不超過幾千米， 以RG 58(50同軸電纜)為例，在10Base 2物理層規(guī)范中，同軸電 纜以10 Mb/s的速度進(jìn)行信號傳輸時(shí)其距離最大為185 m。寬帶同 軸電纜最大傳輸距離可達(dá)幾十千米。 5抗干擾性抗干擾性 同軸電纜的抗干擾能力較強(qiáng)。 第6章 局域網(wǎng)基礎(chǔ)知識及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 6.1.3 光纖電纜光纖電纜 光纖電纜是目前網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)中性能最

11、好的一種。其傳輸容 量大，帶寬寬，抗干擾能力強(qiáng)，為骨干網(wǎng)絡(luò)、千兆網(wǎng)絡(luò)的主選 傳輸介質(zhì)。由于光纜使用光而不是電信號來傳輸數(shù)據(jù)的，因此 在光纜中光只能沿一個(gè)方向移動(dòng)。要實(shí)現(xiàn)雙向通信，光纜一般 需成對使用，一根用于傳送，一根用于接收。在局域網(wǎng)中光纜 通常用于服務(wù)器之間的連接或是服務(wù)器與集線器、集線器與集 線器之間的連接(圖6-3)。 第6章 局域網(wǎng)基礎(chǔ)知識及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 圖6-3 光纖連接示意圖 發(fā)送 接收 服務(wù)器 接收 發(fā)送 集線器 發(fā)送 接收 集線器 接收 發(fā)送 第6章 局域網(wǎng)基礎(chǔ)知識及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 1物理特性物理特性 光纖通常由非常透明的石英玻璃拉成細(xì)絲，由纖芯和包層 構(gòu)成雙層通信圓柱體。纖芯的折射率

12、比包層高。光纖的纖芯一 般為5100 m不等，而在典型的局域網(wǎng)中通常使用62.5 m的玻 璃光纖。多條光纖就構(gòu)成了一條光纜，根據(jù)其排列的方式不同 可分為層絞式、中心束管式等不同類別，如圖6-6所示。 第6章 局域網(wǎng)基礎(chǔ)知識及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 圖6-6 光纖結(jié)構(gòu)示意圖 纜芯阻水油膏 612光纖帶 光纖松套管 包帶 金屬中心加強(qiáng)件 雙面涂塑軋紋鋁帶 填充繩 撕裂繩 PE外護(hù)套 聚乙烯外護(hù)套 鋁塑復(fù)合帶 內(nèi)護(hù) 纜芯阻水油膏 纜膏 纜芯阻水油膏 細(xì)圓磷化鋼絲 阻水帶 2-12芯光纖 PBT 松套管 軋紋鋼塑帶 印字 纖膏 第6章 局域網(wǎng)基礎(chǔ)知識及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 2傳輸特性傳輸特性 當(dāng)光線從高折射率的媒質(zhì)射向低折射率

13、的媒質(zhì)時(shí)，其折射角 將大于入射角。如果入射角足夠大，就會出現(xiàn)全反射，即當(dāng)光線 碰到包層時(shí)就會折射回纖芯。這個(gè)過程不斷重復(fù)，光就沿著光纖 向前傳輸(如圖6-5所示)。 如果存在許多條不同入射角度的光線在一條光纖中傳輸，我 們就把這種光纖稱為多模光纖。由于以不同角度進(jìn)入光纖的光線 在到達(dá)接收端時(shí)，雖然傳輸速度一致，但由于角度不同造成經(jīng)歷 的路徑不相同，出現(xiàn)了時(shí)間上的分散，導(dǎo)致信號脈沖脈寬的嚴(yán)重 展寬，這種現(xiàn)象稱為多徑色散。色散嚴(yán)重影響了光纖的傳輸距離。 但是，若光纖的直徑減小到只有一個(gè)光的波長，則光纖就像一根 波導(dǎo)一樣，使光線一直向前傳播，而不會發(fā)生多次反射，這樣的 光纖稱為單模光纖。單模光纖的傳

14、輸性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于多模光纖。 第6章 局域網(wǎng)基礎(chǔ)知識及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 圖6-5 光纖傳輸示意 第6章 局域網(wǎng)基礎(chǔ)知識及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 3連通性連通性 光纖的連接常常是將一段一段點(diǎn)到點(diǎn)的鏈路串接起來構(gòu)成 一個(gè)環(huán)路，通過T形連接器連接到計(jì)算機(jī)。另外，光纖也可以采 用多點(diǎn)連接方式。 6地理范圍地理范圍 光纖的傳輸損耗小，中繼距離長，它在68 km范圍內(nèi)不需 使用中繼器就可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的高速傳輸。 第6章 局域網(wǎng)基礎(chǔ)知識及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 5抗干擾性抗干擾性 由于光纖采用的是石英材料，因此它不受外界雷電和電磁 波的干擾，具有很好的抗干擾性能。雙絞線的誤碼率一般在10- 510-6之間；同軸電纜的誤碼率在10-710-9之間；光纖

15、的誤 碼率一般低于10-10。同時(shí)，由于光纖傳輸無串音，不易被竊聽， 因此安全性和保密性都優(yōu)于其它傳輸介質(zhì)。 第6章 局域網(wǎng)基礎(chǔ)知識及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 6.1.6 無線傳輸介質(zhì)無線傳輸介質(zhì) 雙絞線、同軸電纜和光纖都屬于“有線傳輸”中使用得最 為廣泛的三種傳輸介質(zhì)。但是，如果通信要通過高山、海島或 施工不便的地方時(shí)，使用有線傳輸將既費(fèi)時(shí)又成本昂貴。而利 用無線電波在自由空間的傳播可以經(jīng)濟(jì)方便地實(shí)現(xiàn)各種通信。 在局域網(wǎng)中也可以利用無線傳輸?shù)奈锢韺觼韺?shí)現(xiàn)，這種網(wǎng)絡(luò)稱 為無線局域網(wǎng)。目前在該領(lǐng)域已經(jīng)有了標(biāo)準(zhǔn)(IEEE802.11)，且已 經(jīng)出現(xiàn)了相應(yīng)的無線連接產(chǎn)品。 第6章 局域網(wǎng)基礎(chǔ)知識及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 1電磁波

16、譜電磁波譜 當(dāng)電子運(yùn)動(dòng)時(shí)，它們可以產(chǎn)生自由傳播的電磁波。這種電 磁波由英國科學(xué)家麥克斯韋于1865年預(yù)言，并且于1887年由德 國物理學(xué)家赫茲首次發(fā)現(xiàn)。電磁波每秒振動(dòng)的次數(shù)稱為頻率。 兩個(gè)相鄰的波峰(或波谷)間的距離稱為波長。 在電路上加入適當(dāng)大小的天線，電磁波便可被有效地廣播， 并被相距一段距離的接收器收到。所有的無線通信都是基于這 個(gè)原理來實(shí)現(xiàn)的。電磁波譜如圖6-6所示。 第6章 局域網(wǎng)基礎(chǔ)知識及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 圖6-6 電磁波譜如圖 無線電微波紅外UVX射線伽瑪射線 f / Hz 10 0 10 2 10 4 10 6 10 8 10 10 10 12 10 14 10 16 10 18 10

17、 20 10 22 10 24 可見光 f / Hz10 4 10 5 10 6 10 7 10 8 10 9 10 10 10 11 10 12 10 13 10 14 10 15 10 16 頻段LFMFHFVHFUHFSHFEHFTHF 光纖 AM 無線電 FM 無線電 TV 低頻波 雙絞線衛(wèi)星 地面微波 同軸電纜 第6章 局域網(wǎng)基礎(chǔ)知識及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 無線電波、微波、紅外線和可見光部分都可通過調(diào)節(jié)振幅、 頻率或波的相位來傳輸信息。紫外線、伽瑪射線因?yàn)槠漕l率更 高，傳輸性能將更好一些，但是由于它們很難生成和調(diào)制，穿 過建筑物傳播的性能不好，而且對生物有害，因此在實(shí)際中很 少使用。圖6-6底部

18、列出的頻率是正式的ITU名字，劃分依據(jù)是 波長。LF頻率從110 km(約30300 kHz)，LF、MF和HF分別 是指低、中、高頻。更高的頻段后來被命名為甚高頻、超高頻、 特高頻等。 第6章 局域網(wǎng)基礎(chǔ)知識及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 2無線電傳輸無線電傳輸 無線電波很容易產(chǎn)生，可以傳播很遠(yuǎn)，很容易穿過建筑物，因 此被廣泛用于通信。不管是室內(nèi)還是室外，無線電波全方向傳播， 也就是說它能從源向任意方向傳播，因此其發(fā)射和接收裝置不必在 物理上進(jìn)行很準(zhǔn)確的對準(zhǔn)。 在VLF、LF、MF波段，無線電波沿著地面?zhèn)鞑ィ?在較低頻率 上可在1000 km以外檢測到，在較高頻率上則檢測距離要近一些。 在這些波段里的無線電波能

19、容易地穿過建筑物。用這些波段來進(jìn)行 數(shù)據(jù)通信的主要問題是它們的帶寬相對較低。 在HF和VHF波段，地表電波被地球吸收，但是，到達(dá)電離層 (離地球l00500 km高度的帶電粒子層)的電波被它反射并送回地球， 在某些天氣情況下，信號可能被多次反射。因此可以利用這個(gè)波段 來進(jìn)行長距離通話。 第6章 局域網(wǎng)基礎(chǔ)知識及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 3微波傳輸微波傳輸 把頻率在100 MHz以上的電磁波稱為微波，微波是沿直線傳 播的，因此可以集中于一點(diǎn)，通過衛(wèi)星電視接收器把所有的能量 集中于一小束，從而獲得較高的信噪比。該種方式下，發(fā)射天線 和接收天線必須精確地對準(zhǔn)，這種方向性使成排的多個(gè)發(fā)射設(shè)備 可以和成排的多個(gè)接收設(shè)備

20、通信，而互不發(fā)生串?dāng)_。由于微波的 直線傳播，每隔一段距離就需要一個(gè)中繼站。目前，微波通信已 被廣泛用于電視傳播、長途電話通信、蜂窩電話和其他應(yīng)用當(dāng)中。 第6章 局域網(wǎng)基礎(chǔ)知識及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 6. 紅外傳輸紅外傳輸 無導(dǎo)向的紅外線被廣泛用于短距離通信，電視、錄像機(jī)使用 的遙控裝置都利用了紅外線裝置。紅外線不能穿透堅(jiān)固的墻壁， 這意味著一間房屋里的紅外系統(tǒng)不會對其他房間里的系統(tǒng)產(chǎn)生串 擾。正是由于這個(gè)原因，紅外線成為室內(nèi)無線網(wǎng)的候選對象。在 實(shí)際應(yīng)用中，由于紅外線具有很高的背景噪聲，受日光、環(huán)境照 明等影響較大，一般要求的發(fā)射功率較高，而采用現(xiàn)行技術(shù)，特 別是LED，很難獲得高的比特速率(10 Mb/

21、s)，盡管如此，紅外 無線LAN仍是目前“100 Mb/s以上、性能價(jià)格比高的網(wǎng)絡(luò)”惟一 可行的選擇。 第6章 局域網(wǎng)基礎(chǔ)知識及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 6.2 網(wǎng)網(wǎng) 絡(luò)絡(luò) 接接 口口 卡卡 6.2.1 概述概述 網(wǎng)卡是局域網(wǎng)中最基本的部件之一。作為網(wǎng)絡(luò)硬件來說，它 是最基本、應(yīng)用最廣泛的一種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。網(wǎng)卡的全名為網(wǎng)絡(luò)接口 卡NIC(Network Interface Card)，它的主要工作為：組織計(jì)算機(jī)上 發(fā)往網(wǎng)線上的數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)分解為適當(dāng)大小的數(shù)據(jù)包之后再通 過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送出去。網(wǎng)卡的標(biāo)準(zhǔn)是由IEEE來定義的。網(wǎng)卡工作于開 放式系統(tǒng)互連OSI(Open System Interface)的最低層，也就是物

22、理 層，該層定義了網(wǎng)卡的有關(guān)連接頭、針的使用、電流、編碼等。 每種不同的網(wǎng)卡必須要有相應(yīng)的網(wǎng)線或者其它網(wǎng)絡(luò)設(shè)備跟它相對 應(yīng)，不能盲目混用。 第6章 局域網(wǎng)基礎(chǔ)知識及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 因此，對于每塊網(wǎng)卡而言，都有一個(gè)惟一的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)地址， 它是網(wǎng)卡生產(chǎn)廠家在生產(chǎn)時(shí)燒入ROM或EEPROM中的，且保證 絕對不會重復(fù)，這個(gè)地址稱為介質(zhì)訪問控制地址MAC(Media Access Control)。硬件地址以6字節(jié)表示，前三個(gè)字節(jié)表示廠商 代號，后3個(gè)字節(jié)為流水號。每個(gè)廠商都必須向IEEE登記注冊， 才能獲得合法的、惟一的廠商代號。 第6章 局域網(wǎng)基礎(chǔ)知識及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 6.2.2 以太網(wǎng)卡的分類以太網(wǎng)卡的分類 我

23、們?nèi)粘Ｊ褂玫木W(wǎng)卡都是以太網(wǎng)網(wǎng)卡。我們可以從以下幾 個(gè)方面對網(wǎng)卡進(jìn)行分類。 (1) 根據(jù)傳輸速度，網(wǎng)卡可以分為10 Mb/s網(wǎng)卡，10/100 Mb/s 自適應(yīng)網(wǎng)卡，以及千兆(1000 Mb/s)網(wǎng)卡等。我們目前常使用的 是10 Mb/s和10/100 Mb/s自適應(yīng)網(wǎng)卡兩種。因?yàn)樗鼈儍r(jià)格便宜， 所以比較適合于一般用途。對于千兆的網(wǎng)卡，目前主要用于高 速的服務(wù)器。 第6章 局域網(wǎng)基礎(chǔ)知識及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 (2) 根據(jù)總線，網(wǎng)卡可分為ISA、VESA、EISA、PCI、USB等 接口類型。ISA網(wǎng)卡又可分為8位和16位的兩種，由于ISA網(wǎng)卡最多 只有16位帶寬，帶寬速度最多只有11 Mb/s，故目前IS

24、A接口的網(wǎng)卡 已被淘汰。VESA、EISA網(wǎng)卡也是早期的總線網(wǎng)卡，目前在市場上 很少見且已被淘汰?，F(xiàn)在市場上主流的網(wǎng)卡是PCI接口的網(wǎng)卡， PCI網(wǎng)卡的理論帶寬為32位133 Mb/s。PCI網(wǎng)卡主要可分為10 Mb/s PCI網(wǎng)卡、10/100 Mb/s PCI自適應(yīng)網(wǎng)卡和千兆服務(wù)器網(wǎng)卡三種類型。 10 Mb/s PCI網(wǎng)卡價(jià)格較便宜，被低端用戶廣泛采用；10/100 Mb/s PCI自適應(yīng)網(wǎng)卡作為當(dāng)今的主流產(chǎn)品，已逐漸為廣大用戶接受， 10/100 Mb/s PCI自適應(yīng)網(wǎng)卡可根據(jù)需要自動(dòng)識別連接網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的工 作頻率，自動(dòng)工作于10 Mb/s或100 Mb/s的網(wǎng)絡(luò)帶寬下。USB接口 網(wǎng)卡

25、是最近幾年才出現(xiàn)的產(chǎn)品，主要是為了滿足沒有內(nèi)置網(wǎng)卡的 筆記本用戶，它通過USB接口引出(如圖6-7所示)。 第6章 局域網(wǎng)基礎(chǔ)知識及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 圖6-7 USB接口網(wǎng)卡 第6章 局域網(wǎng)基礎(chǔ)知識及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 (3) 根據(jù)接口，網(wǎng)卡又可分為RJ65水晶口、BNC細(xì)纜口， AUI及FDDI等幾類及綜合了這幾種插口類型于一身的二合一、三 合一網(wǎng)卡。RJ65插口是采用10Baset雙絞線的網(wǎng)絡(luò)接口類型，它 的一端就是電腦網(wǎng)卡上的RJ65插口，連接的另一端就是集線器 Hub上的RJ65插口，如圖6-8所示。而BNC接頭是采用10Base2同 軸電纜的接口類型，它同帶有螺旋凹槽的同軸電纜上的金屬接頭 相連，如T

26、形頭等，它主要應(yīng)用于總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，網(wǎng)線要使用 細(xì)同軸電纜。而AUI接口很少用，這種網(wǎng)卡主要應(yīng)用于總線拓?fù)?結(jié)構(gòu)中，網(wǎng)線要使用粗同軸電纜。FDDI接口主要是應(yīng)用于光纖 網(wǎng)絡(luò)，比較少見，這種接口的網(wǎng)卡連接起來要求比較嚴(yán)格。 第6章 局域網(wǎng)基礎(chǔ)知識及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 圖6-8 10/100 Mb/s RJ65接口網(wǎng)卡 第6章 局域網(wǎng)基礎(chǔ)知識及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 (6) 根據(jù)需不需網(wǎng)線，網(wǎng)卡可分為有線網(wǎng)卡和無線網(wǎng)卡兩種。 有線網(wǎng)卡就是我們平時(shí)所使用的普通網(wǎng)卡，有線即需要有網(wǎng)線連 接的意思。無線網(wǎng)卡主要為特別用途而應(yīng)用的網(wǎng)卡，它的最主要 特點(diǎn)就是不需要網(wǎng)線，這是因?yàn)檫@種網(wǎng)卡集成了一塊具有接收信 號功能的IC?，F(xiàn)在無線網(wǎng)

27、卡的技術(shù)已經(jīng)非常成熟，一些部門已經(jīng) 大力推廣這種無線網(wǎng)絡(luò)。圖6-9為一種無線網(wǎng)卡的外形。 第6章 局域網(wǎng)基礎(chǔ)知識及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 圖6-9 無線網(wǎng)卡 第6章 局域網(wǎng)基礎(chǔ)知識及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 6.2.3 網(wǎng)卡的參數(shù)設(shè)置網(wǎng)卡的參數(shù)設(shè)置 在PC機(jī)上通常會連接各種輸入、輸出設(shè)備，如鼠標(biāo)、鍵盤等， 我們把這些設(shè)備統(tǒng)稱為“I/O設(shè)備”。當(dāng)這些設(shè)備工作時(shí)需要先向 CPU發(fā)出特定的請求信號，這個(gè)信號稱為“中斷請求信號”即 “IRQ”(Interrupt Request)信號。該信號會中斷CPU當(dāng)前的工作， 轉(zhuǎn)而為該I/O設(shè)備提供資源和服務(wù)。為了正確區(qū)分不同的IRQ，每 個(gè)IRQ都有一個(gè)不同的編號，同時(shí)根據(jù)這個(gè)編號也可以設(shè)

28、置不同 IRQ的響應(yīng)優(yōu)先級。當(dāng)有兩個(gè)以上的IRQ同時(shí)請求時(shí)，CPU將首先 響應(yīng)優(yōu)先級較高的IRQ。在計(jì)算機(jī)中，如果CPU只知道IRQ還不能 正常工作，它還需知道提出該IRQ信號的I/O設(shè)備的端口地址才能 進(jìn)行正常的通信。如果I/O設(shè)備用IRQ通知CPU而沒有告訴其I/O端 口地址，那么CPU只能知道某個(gè)設(shè)備需要協(xié)助，卻不能和它聯(lián)系。 第6章 局域網(wǎng)基礎(chǔ)知識及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 每個(gè)網(wǎng)卡都有其確定的配置參數(shù)，如網(wǎng)卡的“中斷請 求”(IRQ)設(shè)置、基本I/O端口地址和存儲器地址。如果這些方面 出現(xiàn)任何差錯(cuò)，或與工作站或終端中其他設(shè)備產(chǎn)生沖突，NIC即 使能工作，也無法連續(xù)工作。 一般情況下，計(jì)算機(jī)有16個(gè)I

29、RQ號，這些IRQ號將分配給不 同設(shè)備，如表6-1所示，在設(shè)備發(fā)出中斷請求時(shí)，就可向處理器 發(fā)出中斷請求信號。I/O端口基地址作為處理器和設(shè)備之間所有 信息傳輸?shù)耐ǖ馈?第6章 局域網(wǎng)基礎(chǔ)知識及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 存儲器基地址是為正在傳輸數(shù)據(jù)保留的緩沖區(qū)。如圖6-10所 示，網(wǎng)卡的參數(shù)設(shè)置通常采用“使用自動(dòng)設(shè)置”進(jìn)行配置，這 樣可以避免不必要的因人為因素造成的故障。如果需要人工配 置，應(yīng)重新給網(wǎng)卡配置為“open”的IRQ號，可通過“計(jì)算機(jī)屬 性”窗口查看哪些IRQ被設(shè)備占用。對于以前較老式的網(wǎng)卡，如 果需要手動(dòng)設(shè)置參數(shù)，其過程較為復(fù)雜，需要用跳線或DIP開關(guān) 設(shè)置，詳細(xì)過程可以參看網(wǎng)卡使用說明書或用戶

30、指南。 第6章 局域網(wǎng)基礎(chǔ)知識及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 IRQ號碼號碼設(shè)設(shè) 備備 00系統(tǒng)計(jì)時(shí)器 01鍵盤鍵盤 02可編程中斷控制器 03通信端口2或6 06通信端口1或3 05打印機(jī)端口2(LPT2)”或“OPEN”按鈕 06軟盤控制器 07打印機(jī)端口1(LPT1) 08實(shí)時(shí)時(shí)針 09從IRQ重定向或“OPEN” 10開放OPEN 11開放OPEN 12PS/2端口或OPEN 13算術(shù)協(xié)處理器 16IDE硬盤驅(qū)動(dòng)器控制器 15IDE硬盤驅(qū)動(dòng)器控制器或開放 表6-1 IRQ號與設(shè)備對應(yīng)表 第6章 局域網(wǎng)基礎(chǔ)知識及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 圖6-10 網(wǎng)卡參數(shù)圖例 第6章 局域網(wǎng)基礎(chǔ)知識及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 6.2.6 網(wǎng)卡驅(qū)動(dòng)程序網(wǎng)

31、卡驅(qū)動(dòng)程序 驅(qū)動(dòng)程序(Driver)是一種將硬件與操作系統(tǒng)相互連接的軟件。 現(xiàn)在常用的操作系統(tǒng)，如Windows 98、Windows 2000等都帶有龐 大的整套驅(qū)動(dòng)程序，以支持常見的硬件。但是這些驅(qū)動(dòng)程序就和 操作系統(tǒng)一樣會過時(shí)，大部分驅(qū)動(dòng)程序的版本都還停留在操作系 統(tǒng)第一版。因?yàn)槊刻於加行掠布粩嗟赝瞥?，所以操作系統(tǒng)自然 不可能識別所有現(xiàn)存的硬件。通常在你購買的設(shè)備里面，都會帶 有驅(qū)動(dòng)程序的磁盤或光盤。這些驅(qū)動(dòng)程序一般都支持Windows 95/98/ME和Windows 2000。硬件驅(qū)動(dòng)程序隨著硬件的不同，功能 上也有差別。有些部件需要驅(qū)動(dòng)程序才能正常運(yùn)作，而另一些部 件需要依靠驅(qū)動(dòng)

32、程序來完全實(shí)現(xiàn)它們的性能和技術(shù)指標(biāo)。 第6章 局域網(wǎng)基礎(chǔ)知識及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 網(wǎng)卡也一樣，如果計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)沒有包含它的驅(qū)動(dòng)程序， 那么我們就需要為網(wǎng)卡安裝驅(qū)動(dòng)程序。通常安裝驅(qū)動(dòng)程序的方法 有兩種：一種是執(zhí)行安裝程序(廠家所附帶的軟盤或光盤中有 Setup.exe或Install.exe)，另一種是到設(shè)備管理器里手動(dòng)安裝。先在 “我的計(jì)算機(jī)”上按鼠標(biāo)右鍵，在彈出菜單中選擇“屬性”，再 選擇“設(shè)備管理器”(如圖6-11(a)所示)，接著才能打開位于窗口 中央的設(shè)備管理功能。所有硬件設(shè)備是按照類型來排列的。如果 您選擇一種類型，那么對應(yīng)的設(shè)備就會顯示出來(還沒安裝的設(shè)備 通常都會在最上方，并且有黃色的警

33、告標(biāo)示)。在需要安裝驅(qū)動(dòng)程 序的選項(xiàng)上按鼠標(biāo)左鍵先選中它，然后用鼠標(biāo)左鍵單擊“屬性” 按鈕，就可以切換到“驅(qū)動(dòng)程序”頁面(如圖6-11(b)所示)，并且 選擇“升級驅(qū)動(dòng)程序”，再指定Windows該到哪個(gè)路徑去尋找驅(qū) 動(dòng)程序就可以了。 第6章 局域網(wǎng)基礎(chǔ)知識及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 圖6-11 網(wǎng)卡驅(qū)動(dòng)程序安裝 第6章 局域網(wǎng)基礎(chǔ)知識及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 6.3 集集 線線 器器 集線器(Hub)是網(wǎng)絡(luò)中最重要的互連設(shè)備之一，用來對通信 設(shè)備進(jìn)行物理連接。集線器最初是一種線路集中器，后來發(fā)展為 較為復(fù)雜的帶交換功能的集中器。集線器的基本功能是信息分發(fā)， 它把從一個(gè)端口接收的所有信號向所有端口分發(fā)出去，如圖6-12 所

34、示。一些集線器在分發(fā)之前將弱信號重新生成，一些集線器整 理信號的時(shí)序以提供所有端口間的同步數(shù)據(jù)通信。 第6章 局域網(wǎng)基礎(chǔ)知識及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 圖6-12 集線器示例 A BC 從A到B ABC WorkstationWorkstationWorkstation Hub 第6章 局域網(wǎng)基礎(chǔ)知識及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 集線器根據(jù)其工作原理又分為被動(dòng)集線器、主動(dòng)集線器和 智能集線器；根據(jù)其端口是否具有交換功能分為交換式集線器 和非交換式集線器；也可根據(jù)其頻寬分為10 Mb/s、10/100 Mb/s、 100 Mb/s集線器；還可按配置形式分為獨(dú)立型集線器、模塊化集 線器和堆疊式集線器。 集線器的連接應(yīng)考慮所使用的網(wǎng)

35、絡(luò)傳輸介質(zhì)，一般集線器 應(yīng)具有BNC和RJ 65兩個(gè)接口或BNC、RJ 65和AUI三個(gè)接口。集 線器接口數(shù)通常有8口、12口、16口、26口等幾種。 第6章 局域網(wǎng)基礎(chǔ)知識及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 6.3.1 集線器工作原理集線器工作原理 1被動(dòng)集線器被動(dòng)集線器 顧名思義，被動(dòng)集線器是相對靜止的。它們沒有專門的動(dòng)作 來提高網(wǎng)絡(luò)性能，也不能幫你檢測硬件錯(cuò)誤或性能瓶頸，它們只 是簡單地從一個(gè)端口接收數(shù)據(jù)并通過所有端口分發(fā)，這是集線器 可以做的最簡單的事情。如果被動(dòng)集線器的總帶寬為10 Mb/s，假 如我們共連接了6臺工作站，當(dāng)這6臺工作站同時(shí)上網(wǎng)時(shí)，每臺工 作站的平均帶寬將僅為10/6 Mb/s即2.5 Mb

36、/s。被動(dòng)集線器是星型拓 撲以太網(wǎng)的入門級設(shè)備。 被動(dòng)集線器通常有一個(gè)10Base 2端口和一些RJ 65接頭。這個(gè) 10Base 2接頭可以用于連接主干。有些集線器還有可連到收發(fā)器 的AUI端口以建立主干。 第6章 局域網(wǎng)基礎(chǔ)知識及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 2主動(dòng)集線器主動(dòng)集線器 主動(dòng)集線器本身含有對信號進(jìn)行放大的電子部件，即具有 信號再生功能。信號再生能使網(wǎng)絡(luò)更加健壯,容錯(cuò)能力更強(qiáng)，設(shè) 備之間的距離也增加了。主動(dòng)集線器具有被動(dòng)集線器的所有功 能，除此之外它還能監(jiān)視數(shù)據(jù)、存儲轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，在轉(zhuǎn)發(fā)之前它 們檢查數(shù)據(jù)，并不區(qū)分優(yōu)先次序，而是糾正損壞的分組并調(diào)整 時(shí)序。 第6章 局域網(wǎng)基礎(chǔ)知識及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 如果信號比較

37、弱但仍然可讀，主動(dòng)集線器在轉(zhuǎn)發(fā)前可將其恢 復(fù)到較強(qiáng)的狀態(tài)，這使得一些性能不是特別理想的設(shè)備也可正常 使用。如果某設(shè)備發(fā)出的信號不夠強(qiáng)，使得被動(dòng)集線器無法識別， 那么主動(dòng)集線器的信號放大器也可以使其繼續(xù)正常使用。除此之 外，主動(dòng)集線器還可以獲知哪些設(shè)備失效，從而提供了一定的診 斷能力。 第6章 局域網(wǎng)基礎(chǔ)知識及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 電磁干擾可能使分組不能按正常時(shí)序到達(dá)集線器。此時(shí)，主 動(dòng)集線器可以將轉(zhuǎn)發(fā)的分組重新同步。有時(shí)數(shù)據(jù)根本就到不了目 的地，主動(dòng)集線器通過在單個(gè)端口重發(fā)分組來彌補(bǔ)數(shù)據(jù)的丟失。 主動(dòng)集線器還可以調(diào)整時(shí)序以適應(yīng)較慢的、錯(cuò)誤率較高的連接。 此外時(shí)序調(diào)整實(shí)際上可以減少局域網(wǎng)中的沖突次數(shù)，因?yàn)椴?/p>

38、需要 重復(fù)廣播數(shù)據(jù)，局域網(wǎng)就可以傳輸新的數(shù)據(jù)。 主動(dòng)集線器提供一定的優(yōu)化性能和一些診斷能力，它們比簡 單的被動(dòng)集線器貴，可以配以多個(gè)、多種端口。 第6章 局域網(wǎng)基礎(chǔ)知識及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 3智能集線器智能集線器 智能集線器比前兩種集線器具有更多的優(yōu)點(diǎn)，它可以使用戶 更有效地共享資源。除了具有主動(dòng)集線器的特性外，智能集線 器還提供了集中管理功能。如果連接到智能集線器上的設(shè)備出 了問題，可以很容易地進(jìn)行識別、診斷和修補(bǔ)。 智能集線器的另一個(gè)特性是可以為不同設(shè)備提供靈活的傳 輸速率。除了上連到高速主干的端口外，智能集線器還支持到 桌面的10 Mb/s、16 Mb/s和100 Mb/s的速率。 第6章 局域網(wǎng)

39、基礎(chǔ)知識及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 6.3.2 集線器應(yīng)用集線器應(yīng)用 在集線器的應(yīng)用中一定要注意一個(gè)規(guī)則，即5-6-3規(guī)則。它是 指任意兩臺電腦間最多不能超過5段線(集線器到集線器、集線器 到電腦間的連接線纜)、6臺集線器，并且只能有3臺集線器直接與 電腦等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備連接。如圖6-13所示即為10BaseT網(wǎng)絡(luò)所允許的最 大拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，以及所能級聯(lián)的集線器層數(shù)。其中，位居中間的集 線器是網(wǎng)絡(luò)中惟一不能與電腦直接連接的集線器。5-6-3規(guī)則的采 用與網(wǎng)絡(luò)所允許的最大延遲有關(guān)。電腦發(fā)送完數(shù)據(jù)后，如果在一 定的時(shí)間內(nèi)沒有得到回應(yīng)，那么，它將認(rèn)為是數(shù)據(jù)發(fā)送失敗，于 是它會不斷地重復(fù)發(fā)送數(shù)據(jù)，而對方卻永遠(yuǎn)無法收到。數(shù)據(jù)在網(wǎng)

40、 絡(luò)中的傳輸延遲，一方面受網(wǎng)線長度的影響，另一方面也受集線 設(shè)備的影響，因此，雙絞線網(wǎng)絡(luò)不僅對電纜的傳輸距離有限制， 而且對集線器的數(shù)量也有限制。 第6章 局域網(wǎng)基礎(chǔ)知識及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 圖圖6-13 10BaseT網(wǎng)絡(luò)所允許的最大拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)以及所能級聯(lián)的集線器層數(shù)網(wǎng)絡(luò)所允許的最大拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)以及所能級聯(lián)的集線器層數(shù) 只能連接Hub 第6章 局域網(wǎng)基礎(chǔ)知識及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 在共享網(wǎng)絡(luò)中，由于網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的所有電腦共享網(wǎng)絡(luò)帶寬， 隨著所連計(jì)算機(jī)數(shù)目的增多，每個(gè)端口所獲得的傳輸速率將下 降，為了使每個(gè)端口所獲得的傳輸速率提高，我們可以選擇速 率較高的集線器，但集線器傳輸速率的提高并不能明顯改善因 網(wǎng)絡(luò)數(shù)量過多而造成的傳

41、輸效率的低下。單純提高集線器傳輸 速率的方式只適用于用戶數(shù)量較小的網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中的電腦數(shù) 量較多，通訊效率明顯下降時(shí)，可以考慮采用交換機(jī)來升級網(wǎng) 絡(luò)，如圖6-16所示。 第6章 局域網(wǎng)基礎(chǔ)知識及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 圖6-16 采用交換機(jī)的組網(wǎng)方案 第6章 局域網(wǎng)基礎(chǔ)知識及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 如果對網(wǎng)絡(luò)的傳輸速率要求并不太高，可以只增加一臺交 換機(jī)，然后將集線器和服務(wù)器連接至該交換機(jī)，連接至不同端 口的集線器間可以同時(shí)通訊，從而提高了網(wǎng)絡(luò)傳輸效率。也可 以將所有的集線器全部更換為交換機(jī)，網(wǎng)絡(luò)通訊效率將得到極 大的提高。交換機(jī)的傳輸機(jī)制與集線器完全不同，交換式網(wǎng)絡(luò) 中每個(gè)端口所能提供的傳輸速率就是網(wǎng)絡(luò)標(biāo)稱的帶寬。 第

42、6章 局域網(wǎng)基礎(chǔ)知識及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 6.6 以太網(wǎng)交換機(jī)以太網(wǎng)交換機(jī) 6.6.1 交換機(jī)工作原理交換機(jī)工作原理 當(dāng)交換機(jī)加電時(shí)，它會廣播一個(gè)特殊的幀，然后根據(jù)接收到 的信息將MAC地址與交換機(jī)的端口號對應(yīng)起來，如圖6-15所示。 由于交換機(jī)中有端口與地址的對應(yīng)表，因此它能夠?qū)?shù)據(jù)送 往指定的端口，而其它端口可以繼續(xù)向另外的端口傳送數(shù)據(jù)，從 而避免了共享集線器同時(shí)只能有一對端口工作的限制。對于一個(gè)N 端口100 Mb/s的交換機(jī)而言，如果每兩個(gè)端口相互傳送數(shù)據(jù)，由于 每對端口在傳送時(shí)都擁有100 Mb/s的頻寬，因此理論上可以獲得的 最大頻寬為100N/2(Mb/s)，如圖6-16所示。但是，如果有

43、多個(gè)端 口同時(shí)要傳送數(shù)據(jù)到同一端口，此時(shí)將和共享集線器一樣由多個(gè) 端口爭用100 Mb/s帶寬。 第6章 局域網(wǎng)基礎(chǔ)知識及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 圖6-15 交換機(jī)工作示意圖 AB G CD EF 地 址 表 端口MAC地址 1A 1B 2C 2D 3E 3F 6G 第6章 局域網(wǎng)基礎(chǔ)知識及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 圖6-16 100 Mb/s 交換機(jī) ABCD 第6章 局域網(wǎng)基礎(chǔ)知識及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 1端口交換端口交換 端口交換技術(shù)最早出現(xiàn)在插槽式的集線器中，這類集線器 的背板通常劃分有多條以太網(wǎng)段(每條網(wǎng)段為一個(gè)廣播域)，不用 網(wǎng)橋或路由連接，網(wǎng)絡(luò)之間是互不相通的。以太模塊插入后通 常被分配到某個(gè)背板的網(wǎng)段上，端口交換用于將

44、以太模塊的端 口在背板的多個(gè)網(wǎng)段之間進(jìn)行分配、平衡。根據(jù)支持的程度， 端口交換還可細(xì)分為模塊交換、端口組交換、端口級交換等。 第6章 局域網(wǎng)基礎(chǔ)知識及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 2幀交換幀交換 幀交換是目前應(yīng)用最廣的局域網(wǎng)交換技術(shù)，它通過對傳統(tǒng)傳 輸媒介進(jìn)行微分段，提供并行傳送的機(jī)制，以減小沖突域，獲得 高的帶寬。一般來講，每個(gè)公司的產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)技術(shù)均會有差異，但 對網(wǎng)絡(luò)幀的處理方式一般有以下幾種： (1) 直接交換。交換機(jī)只要接收并檢測到目的地址字段后就 立即將該幀轉(zhuǎn)發(fā)出去，而不管該幀數(shù)據(jù)是否正確。幀出錯(cuò)檢測任 務(wù)由節(jié)點(diǎn)主機(jī)完成。 第6章 局域網(wǎng)基礎(chǔ)知識及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 (2) 存儲轉(zhuǎn)發(fā)。交換機(jī)首先完整地接收發(fā)送幀，并

45、先進(jìn)行差 錯(cuò)檢測。如果幀是正確的，則根據(jù)幀目的地址確定輸出端口號， 再將其轉(zhuǎn)發(fā)出去。 前一種方法的交換速度非常快，但缺乏對網(wǎng)絡(luò)幀進(jìn)行更高 級的控制，缺乏智能性和安全性，同時(shí)也無法支持具有不同速 率的端口的交換。因此，各廠商把后一種技術(shù)作為重點(diǎn)。 第6章 局域網(wǎng)基礎(chǔ)知識及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 3信元交換信元交換 ATM采用固定長度為53個(gè)字節(jié)的信元交換。由于長度固定， 因而便于用硬件實(shí)現(xiàn)。ATM采用專用的非差別連接，并行運(yùn)行， 可以通過一個(gè)交換機(jī)同時(shí)建立多個(gè)節(jié)點(diǎn)，但并不會影響每個(gè)節(jié) 點(diǎn)之間的通信能力。ATM還容許在源節(jié)點(diǎn)和目標(biāo)節(jié)點(diǎn)間建立多 個(gè)虛擬鏈接，以保障足夠的帶寬和容錯(cuò)能力。ATM采用了統(tǒng)計(jì) 時(shí)分電路進(jìn)

46、行復(fù)用，因而能大大提高通道的利用率。ATM的帶 寬可以達(dá)到25 Mb/s、155 Mb/s、622 Mb/s甚至數(shù)Gb/s的傳輸能力。 第6章 局域網(wǎng)基礎(chǔ)知識及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 6.6.2 交換機(jī)的使用交換機(jī)的使用 網(wǎng)絡(luò)主干 網(wǎng)橋/路由器 標(biāo)準(zhǔn)配置 圖6-17 交換機(jī)使用示例 第6章 局域網(wǎng)基礎(chǔ)知識及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 網(wǎng)絡(luò)主干 交換式配置 交換機(jī) 圖6-17 交換機(jī)使用示例 第6章 局域網(wǎng)基礎(chǔ)知識及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 圖6-18 隔離客戶機(jī)與服務(wù)器間的通信 網(wǎng)絡(luò)主干 中繼器 中繼器 中繼器 交換機(jī) 第6章 局域網(wǎng)基礎(chǔ)知識及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 交換機(jī)的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是它能夠連接不同運(yùn)行速度的網(wǎng)段，它可 以將一個(gè)以10 Mb/s速率運(yùn)行

47、的端口讀入數(shù)據(jù)幀，然后把幀存儲在 它的緩存中，然后從一個(gè)以100 Mb/s速率運(yùn)行的端口發(fā)送數(shù)據(jù)幀。 和上面提到的一樣，如果很大的通信量從多個(gè)端口進(jìn)入交換 機(jī)，并且同時(shí)發(fā)往同一個(gè)服務(wù)器端口，則會產(chǎn)生數(shù)據(jù)量可能超過 交換機(jī)存儲幀能力的現(xiàn)象，這時(shí)交換機(jī)可能會丟失數(shù)據(jù)，此時(shí)網(wǎng) 絡(luò)表現(xiàn)為響應(yīng)速度降低。對于這種情況的解決有很多方法，常見 的方法是使用第三層路由器來代替第二層交換機(jī)。因?yàn)槁酚善髂?提供更為復(fù)雜的數(shù)據(jù)傳輸機(jī)制，允許多個(gè)信道作為主干鏈路使用。 第6章 局域網(wǎng)基礎(chǔ)知識及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 6.5 網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備 6.5.1 中繼器中繼器 信號在網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)中傳輸時(shí)會衰減和受到外界的噪音干 擾，使

48、有用的數(shù)據(jù)信號變得越來越弱。為了保證有用數(shù)據(jù)的完 整性，并在一定范圍內(nèi)傳送，我們使用中繼器把所接收到的弱 信號分離，并再生放大以保持信號的正常。因此，可以看出中 繼器工作在OSI參考模型中的第一層(物理層)，它主要對網(wǎng)絡(luò)起 延伸作用。使用中繼器同樣也要考慮563規(guī)則。 第6章 局域網(wǎng)基礎(chǔ)知識及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 6.5.2 網(wǎng)橋網(wǎng)橋 網(wǎng)橋(Bridge)是一個(gè)局域網(wǎng)與另一個(gè)局域網(wǎng)之間建立連接的橋 梁。網(wǎng)橋與交換機(jī)的基本操作是相同的，主要區(qū)別是銷售商希望 把只提供基本網(wǎng)橋功能的低端網(wǎng)橋與不僅提供網(wǎng)橋功能而且還提 供更靈活的性能但價(jià)格更貴的交換機(jī)區(qū)別開來。 網(wǎng)橋是根據(jù)以太網(wǎng)幀中的68位介質(zhì)訪問控制地址進(jìn)行操

49、作的， 幀和它的68位地址被定義在OSI參考模型中的第二層(數(shù)據(jù)鏈路層)， 因此網(wǎng)橋被稱為第二層設(shè)備、鏈路層設(shè)備或MAC層設(shè)備。它的作 用是擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)和通信手段，在各種傳輸介質(zhì)中轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)信號，擴(kuò) 展網(wǎng)絡(luò)的距離，同時(shí)又有選擇地將有地址的信號從一個(gè)傳輸介質(zhì) 發(fā)送到另一個(gè)傳輸介質(zhì)，并能有效地限制兩個(gè)介質(zhì)系統(tǒng)中無關(guān)緊 要的通信。 第6章 局域網(wǎng)基礎(chǔ)知識及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 如圖6-19所示，網(wǎng)橋可分為本地網(wǎng)橋和遠(yuǎn)程網(wǎng)橋。本地網(wǎng) 橋是指在傳輸介質(zhì)允許的長度范圍內(nèi)互連網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)橋；遠(yuǎn)程網(wǎng) 橋是指連接的距離超過網(wǎng)絡(luò)的常規(guī)范圍時(shí)使用的網(wǎng)橋，通過遠(yuǎn) 程網(wǎng)橋互連的局域網(wǎng)將成為城域網(wǎng)或廣域網(wǎng)。如果使用遠(yuǎn)程網(wǎng) 橋，則遠(yuǎn)程網(wǎng)橋必須成

50、對出現(xiàn)，此時(shí)網(wǎng)橋也稱為半網(wǎng)橋。 第6章 局域網(wǎng)基礎(chǔ)知識及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 圖6-19 網(wǎng)橋示例 (a) 本地網(wǎng)橋 網(wǎng)橋 (b) 廣域網(wǎng)橋 網(wǎng)橋 x.25網(wǎng)絡(luò) 網(wǎng)橋 第6章 局域網(wǎng)基礎(chǔ)知識及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 6.5.3 路由器路由器 路由器(Router)工作在OSI參考模型中的第三層(網(wǎng)絡(luò)層)，是 用于連接多個(gè)邏輯上分開的網(wǎng)絡(luò)，經(jīng)常使用在大型校園網(wǎng)和企 業(yè)網(wǎng)中。邏輯網(wǎng)絡(luò)是指一個(gè)單獨(dú)的網(wǎng)絡(luò)或一個(gè)子網(wǎng)。當(dāng)數(shù)據(jù)從 一個(gè)子網(wǎng)傳輸?shù)搅硪粋€(gè)子網(wǎng)時(shí)，可通過路由器來完成。路由器 具有判斷網(wǎng)絡(luò)地址和選擇數(shù)據(jù)傳輸路由的功能，它能在多網(wǎng)絡(luò) 互連環(huán)境中建立靈活的連接，可用完全不同的數(shù)據(jù)分組和介質(zhì) 訪問方法連接各種子網(wǎng)。路由器工作在網(wǎng)

51、絡(luò)層，它只接收源站 或其他路由器的信息，不關(guān)心各子網(wǎng)使用的硬件設(shè)備，但要求 運(yùn)行與網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議相一致的軟件。 第6章 局域網(wǎng)基礎(chǔ)知識及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 如圖6-20所示，局域網(wǎng)A中的源節(jié)點(diǎn)201的網(wǎng)絡(luò)層生成一個(gè) 或幾個(gè)分組，這些分組具有源IP地址與目的IP地址。如果局域網(wǎng) A中的源節(jié)點(diǎn)201要向局域網(wǎng)C中的目的節(jié)點(diǎn)106發(fā)送數(shù)據(jù)，只要 將帶有源IP地址與目的IP地址分組裝配成幀發(fā)送出去。連接在局 域網(wǎng)A中的路由器接收到幀后，由路由器中的網(wǎng)絡(luò)層檢查分組頭， 根據(jù)分組的目的IP地址去查路由表，確定該分組輸出路徑，然后 將該分組輸出到在局域網(wǎng)C中的目的節(jié)點(diǎn)106。 路由器分為本地路由器和遠(yuǎn)程路由器。本地路由器

52、用來連 接網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)，如光纖、同軸電纜和雙絞線；遠(yuǎn)程路由器用 來與遠(yuǎn)程傳輸介質(zhì)連接，并要求有相應(yīng)的設(shè)備。 第6章 局域網(wǎng)基礎(chǔ)知識及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 圖6-20 路由器工作示例 106 LAN C LAN B LAN A 路由器 201 C.106 DATA 第6章 局域網(wǎng)基礎(chǔ)知識及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 6.5.6 網(wǎng)關(guān)網(wǎng)關(guān) 網(wǎng)關(guān)(Gateway)工作在網(wǎng)絡(luò)層。在一個(gè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，當(dāng)連 接不同類型而協(xié)議差別又較大的網(wǎng)絡(luò)時(shí)，要選用網(wǎng)關(guān)設(shè)備。網(wǎng) 關(guān)的功能體現(xiàn)在OSI模型的高層，它將協(xié)議進(jìn)行轉(zhuǎn)換，將數(shù)據(jù)重 新分組，以便在兩個(gè)不同類型的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)之間進(jìn)行通信。由于 協(xié)議轉(zhuǎn)換是一件復(fù)雜的事，一般來說，網(wǎng)關(guān)只進(jìn)行一對一轉(zhuǎn)換，

53、或是少數(shù)幾種特定應(yīng)用協(xié)議的轉(zhuǎn)換，因而網(wǎng)關(guān)很難實(shí)現(xiàn)通用的 協(xié)議轉(zhuǎn)換。用于網(wǎng)關(guān)轉(zhuǎn)換的應(yīng)用協(xié)議有電子郵件、文件傳輸和 遠(yuǎn)程工作站登錄等。另外，將專用網(wǎng)絡(luò)連接到公共網(wǎng)絡(luò)的路由 器也稱為網(wǎng)關(guān)(如圖6-21所示)。目前，網(wǎng)關(guān)已成為網(wǎng)絡(luò)上每個(gè)用 戶都能訪問大型主機(jī)的通用工具。 第6章 局域網(wǎng)基礎(chǔ)知識及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 圖6-21 網(wǎng)關(guān)和遠(yuǎn)程訪問 網(wǎng)關(guān)(路由器) Internet 第6章 局域網(wǎng)基礎(chǔ)知識及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)協(xié)議轉(zhuǎn)換的方法主要有兩種： (1) 將輸入網(wǎng)絡(luò)信息包的格式直接轉(zhuǎn)換為輸出網(wǎng)絡(luò)信息包的 格式。當(dāng)網(wǎng)關(guān)連接兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)時(shí)，最簡單的方法是直接將輸入網(wǎng) 絡(luò)的信息包格式轉(zhuǎn)換成輸出網(wǎng)絡(luò)信息包的格式。連接兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)

54、的網(wǎng)關(guān)要進(jìn)行相互的通信就必須進(jìn)行相互的協(xié)議轉(zhuǎn)換，即網(wǎng)絡(luò)1 到網(wǎng)絡(luò)2和網(wǎng)絡(luò)2到網(wǎng)絡(luò)1。同樣，對于連接三個(gè)不同網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)關(guān) 必須能進(jìn)行6種協(xié)議的轉(zhuǎn)換。對于連接N個(gè)網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)關(guān)，則需要 N(N?1)種協(xié)議轉(zhuǎn)換。隨著網(wǎng)絡(luò)數(shù)目的增多，網(wǎng)關(guān)的工作量也 急劇增加，因此提出了第二種網(wǎng)關(guān)工作方式。 第6章 局域網(wǎng)基礎(chǔ)知識及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 (2) 將輸入網(wǎng)絡(luò)信息包的格式先轉(zhuǎn)換成一種統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)格式。 為避免網(wǎng)關(guān)的工作量也急劇地增加，我們可以制定一種統(tǒng)一的 標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)間信息格式，網(wǎng)關(guān)在輸入端將輸入包先轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)信息 包的格式，然后在輸出端再將標(biāo)準(zhǔn)格式轉(zhuǎn)換成輸出網(wǎng)絡(luò)信息包 格式，即網(wǎng)絡(luò)1到網(wǎng)間、網(wǎng)間到網(wǎng)絡(luò)1、網(wǎng)間到網(wǎng)絡(luò)2、網(wǎng)絡(luò)2到

55、網(wǎng)間。如果網(wǎng)關(guān)連接N種網(wǎng)絡(luò)，則需要2N種轉(zhuǎn)換協(xié)議，這樣將 比第一種大大減少設(shè)計(jì)工作量。 第6章 局域網(wǎng)基礎(chǔ)知識及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 6.6 調(diào)調(diào) 制制 解解 調(diào)調(diào) 器器 Modem其實(shí)是Modulator(調(diào)制器)與Demodulator(解調(diào)器)的簡 稱，譯成中文就是“調(diào)制解調(diào)器”。Modem的主要功能就是將計(jì) 算機(jī)中的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成能在電話線上傳輸?shù)哪M信號或?qū)㈦娫?線上傳輸?shù)哪M信號轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)中的數(shù)字信號(如圖6-22所示)。 現(xiàn)在的Modem基本上都帶有傳真和語音功能，所以通常又叫 Fax/Voice/Modem。 第6章 局域網(wǎng)基礎(chǔ)知識及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 圖6-22 調(diào)制解調(diào)器應(yīng)用示例 調(diào)制解調(diào)器

56、電話交換網(wǎng) 調(diào)制解調(diào)器 第6章 局域網(wǎng)基礎(chǔ)知識及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 6.6.1 認(rèn)識調(diào)制解調(diào)器認(rèn)識調(diào)制解調(diào)器 1Modem的類別的類別 一般來說，Modem大致可以分為以下四類： (1) 外置式Modem。外置式Modem放置在機(jī)箱外面，主機(jī)通 過串行通訊口連接。這種Modem方便靈巧、易于安裝。外置式 Modem上有指示燈，可以了解Modem的工作狀態(tài)。外置式 Modem需要使用額外的電源與電纜。 第6章 局域網(wǎng)基礎(chǔ)知識及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 (2) 內(nèi)置式Modem。內(nèi)置式Modem直接插在主板插槽上使用， 由主板電源供電，無需額外的電源與電纜。內(nèi)置Modem制造工藝 簡單，成本低，所以售價(jià)便宜，但它需要占用主

57、板上的一個(gè)擴(kuò)展 槽和一個(gè)中斷，還要拆機(jī)箱。在安裝時(shí)需要參考廠家的使用說明 書或用戶手冊。 (3) PCMCIA插卡式Modem。插卡式Modem主要用于筆記本 電腦，體積纖巧。配合移動(dòng)電話，可方便地實(shí)現(xiàn)移動(dòng)辦公。 第6章 局域網(wǎng)基礎(chǔ)知識及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 (6) 機(jī)架式Modem。機(jī)架式Modem相當(dāng)于把一組Modem集中 于一個(gè)箱體或外殼里，并由統(tǒng)一的電源進(jìn)行供電。機(jī)架式 Modem主要用于Internet/Intranet、電信局、校園網(wǎng)、金融機(jī)構(gòu)等 網(wǎng)絡(luò)的中心機(jī)房。 除傳統(tǒng)的電話線Modem外，還有ISDN、Cable Modem、 ADSL等形式。 第6章 局域網(wǎng)基礎(chǔ)知識及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 2Mode

58、m的傳輸模式的傳輸模式 Modem最初只是用于數(shù)據(jù)傳輸，然而隨著用戶需求的不斷增 長又出現(xiàn)了以下一些傳輸模式。 (1) 傳真模式(Fax Modem)。通過Modem進(jìn)行傳真，省下了一 臺專用傳真機(jī)的費(fèi)用，另外可以直接把計(jì)算機(jī)內(nèi)的文件傳真到對 方的計(jì)算機(jī)或傳真機(jī)，而不用把文件打印出來，并且可以把接收 到的傳真方便地進(jìn)行保存或編輯。 (2) 語音模式(Voice Modem)。語音模式主要提供了電話錄音 留言和全雙工免提通話功能，真正使電話與電腦融為一體。 第6章 局域網(wǎng)基礎(chǔ)知識及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 3Modem的傳輸速率與調(diào)制速率的傳輸速率與調(diào)制速率 Modem的傳輸速率指的是Modem每秒鐘傳送的數(shù)據(jù)

59、量大小， 以b/s(比特/秒)為單位。平常說的16.6 k、28.8 k、33.6 k指的就是 Modem的傳輸速率。Modem的傳輸速率是由Modem所支持的調(diào) 制協(xié)議所決定的：V.21針對300 b/s的全雙工Modem，V.22針對 600 b/s、1200 b/s、2600 b/s的全雙工Modem，V.22bis針對1200 b/s和2600 b/s的全雙工Modem，V.32針對6800 b/s和9600 b/s的全 雙工Modem，V.32bis將V32標(biāo)準(zhǔn)擴(kuò)充到7200 b/s與16.6 kb/s，V.36 針對28.8 kb/s全雙工標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，V.90針對56 kb/s全雙工

60、標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議。 第6章 局域網(wǎng)基礎(chǔ)知識及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 以上我們所講的傳輸速率均是在理想狀況下得出的，而在實(shí) 際使用過程中，Modem的速率往往不能達(dá)到標(biāo)稱值。實(shí)際的傳輸 速率主要取決于以下幾個(gè)因素：電話線路的質(zhì)量、是否有足夠的 帶寬、對方的Modem速率。Modem所支持的調(diào)制協(xié)議是向下兼容 的，實(shí)際的連接速率取決于速率較低的一方。因此，如果對方的 Modem是16.6 kb/s的，即使你用的是56 kb/s的Modem，也只能以 16600 b/s的速率進(jìn)行連接。 Modem的調(diào)制速率指的是從調(diào)制解調(diào)器輸出的調(diào)制信號每秒 鐘載波調(diào)制狀態(tài)改變的數(shù)值，單位是波特(Baud)。 第6章 局域網(wǎng)基礎(chǔ)知識及網(wǎng)