第3章 計算機網(wǎng)絡(luò)設(shè)備

計算機組網(wǎng)技術(shù)

Q第3章計算機網(wǎng)絡(luò)設(shè)備

I

濰坊學(xué)院計算機與通信工程學(xué)院

本講內(nèi)容

■3.1網(wǎng)絡(luò)設(shè)備概述

■3.3網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的配置

3.1網(wǎng)絡(luò)設(shè)備概述

■主要講解局域網(wǎng)的設(shè)備組成、設(shè)備連接

及設(shè)備配置，其中包括組成局域網(wǎng)的基

本設(shè)備（包括服務(wù)器和工作站）和實現(xiàn)

網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的設(shè)備。這里涉及到的網(wǎng)絡(luò)設(shè)

備有服務(wù)器、工作站、網(wǎng)絡(luò)適配器（網(wǎng)

卡）、中繼器、集線器、網(wǎng)橋、交換機

以及路由器。

3.1網(wǎng)絡(luò)設(shè)備概述

■服務(wù)器或工作站是局域網(wǎng)資源的主要載體，是

網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的主要提供者和使用者。

■網(wǎng)絡(luò)適配器是將工作站或服務(wù)器連到網(wǎng)絡(luò)上，

實現(xiàn)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和電信號匹配，實現(xiàn)資源共享和

相互通信。

■中繼器顯星接網(wǎng)絡(luò)線路的一種裝置，常用于兩

個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點之間物理信號的雙向轉(zhuǎn)發(fā)工作。

■集線器可以說是一種特殊的中繼器，作為網(wǎng)絡(luò)

傳輸介質(zhì)間的中央節(jié)點，它克服了介質(zhì)單一通

道的缺陷。

■網(wǎng)橋是一個局域網(wǎng)與另一個局域網(wǎng)之間在網(wǎng)絡(luò)

體系結(jié)構(gòu)第二層上建立連接的橋梁。

■網(wǎng)絡(luò)交換技術(shù)是近幾年來發(fā)展起來的一種結(jié)構(gòu)

化的網(wǎng)絡(luò)解決方案。交換機是這種結(jié)構(gòu)化網(wǎng)絡(luò)

中的核心設(shè)備。

■路由器是在網(wǎng)絡(luò)層的互聯(lián)設(shè)備，用于連接多個

邏輯上分開的網(wǎng)絡(luò)，路由與分組轉(zhuǎn)發(fā)是其主要

功能。

3.1.1服務(wù)器

■服務(wù)器的英文名稱為Server,指的是在

網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中為客戶機(Client)提供各

種服務(wù)的特殊的專用計算機。在網(wǎng)絡(luò)中,

服務(wù)器承擔著數(shù)據(jù)的存儲、轉(zhuǎn)發(fā)、發(fā)布

等關(guān)鍵任務(wù)，是各類基于客戶機/服務(wù)器

(C/S)模式網(wǎng)絡(luò)中不可或缺的重要組成

部分。

1.網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的作用

(1)文件服務(wù)。

(2)打印服務(wù)。

(3)通信服務(wù)。

(4)電子郵件服務(wù)。

(5)WWW服務(wù)。

2.網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的分類

■按應(yīng)用層次劃分是服務(wù)器最為普遍的一種劃

分方法，它主要根據(jù)服務(wù)器在網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用的

層次(或服務(wù)器的檔次來)來劃分。按這種

劃分方法，服務(wù)器可分為入門級服務(wù)器、工

作組級服務(wù)器、部門級服務(wù)器、企業(yè)級服務(wù)

(1;0入門級服務(wù)器。

(2)工作組服務(wù)器。

(3)部門級服務(wù)器。

(4)企業(yè)級服務(wù)器。

3.1.2工作站

1.工作站的用途

■顧名思義，網(wǎng)絡(luò)工作站是指從事上網(wǎng)操

作的主機系統(tǒng)。網(wǎng)絡(luò)用戶通過操作網(wǎng)絡(luò)

工作站使用網(wǎng)絡(luò)，完成自己的網(wǎng)絡(luò)工作。

網(wǎng)絡(luò)工作站常常簡稱為工作站(Work

Station)o與服務(wù)器系統(tǒng)相比，網(wǎng)絡(luò)工

作站的最大特點就是配置低，面向一般

網(wǎng)絡(luò)用戶使用。

2.工作站的分類

按照配置的不同，工作站可以分成以下四類。

(1)商用臺式個人計算機(含筆記本)。

(2)無盤工作站(DisklessWorkstation)。

(3)網(wǎng)絡(luò)計算機(NetworkComputer,NC)。

(4)移動網(wǎng)絡(luò)終端(MobiIeNetworkTerminaI)。

另外，按照工作站的特殊用途，可以把工作站分成以下

幾種：

(1)用戶工作站。

(2)網(wǎng)管工作站。

(3)安全工作站。

3.1.3網(wǎng)絡(luò)適配器

.網(wǎng)絡(luò)適配器，又稱為網(wǎng)卡，是將工作站

或服務(wù)器連到網(wǎng)絡(luò)上，實現(xiàn)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和

電信號匹配，實現(xiàn)資源共享和相互通信。

1.網(wǎng)絡(luò)適配器的功能

■網(wǎng)絡(luò)適配器（即網(wǎng)卡）是局域網(wǎng)中最基本的部

件之一，可以說是必備的。網(wǎng)卡，通常又稱為

網(wǎng)絡(luò)卡或網(wǎng)絡(luò)接口卡，英文簡稱NIC,笆稱為

NetworkIinterfaceCard,如圖3-1所小。

------------------------

-主要技術(shù)參數(shù)為帶寬、總線方式、電氣接口方

式等。

■基本功能為：從并行到串行的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，包的

裝配和拆裝，網(wǎng)絡(luò)存取控制，數(shù)據(jù)緩存和網(wǎng)絡(luò)

信號。目前主要是8位和16位網(wǎng)卡。

■主要工作原理為：整理計算機上發(fā)往網(wǎng)線上的

數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)分解為適當大小的數(shù)據(jù)包之后向

網(wǎng)絡(luò)上發(fā)送出去。

■對網(wǎng)卡而言，每塊網(wǎng)卡都有一個唯一的網(wǎng)絡(luò)節(jié)

點地址，是網(wǎng)卡生產(chǎn)廠家在生產(chǎn)時燒入ROM中

的，且保證絕對不會重復(fù)。

■網(wǎng)卡必須具備兩大技術(shù)：網(wǎng)卡驅(qū)動程序

和I/O技術(shù)。驅(qū)動程序使網(wǎng)卡和網(wǎng)絡(luò)操作

系統(tǒng)兼容，實現(xiàn)PC機與網(wǎng)絡(luò)的通信。I/O

技術(shù)可以通過數(shù)據(jù)總線實現(xiàn)PC和網(wǎng)卡之

間的通信。網(wǎng)卡是計算機網(wǎng)絡(luò)中最基本

的元素。在計算機局域網(wǎng)絡(luò)中，如果有

一臺計算機沒有網(wǎng)卡，那么這臺計算機

將不能和其他計算機通信，也就是說，

這臺計算機和網(wǎng)絡(luò)是孤立的。

2.網(wǎng)絡(luò)適配器的分類

■網(wǎng)卡按其傳輸速度可分為10M網(wǎng)卡、10/100M自

適應(yīng)網(wǎng)卡以以千兆(1000M)網(wǎng)卡。

■網(wǎng)卡按其主板上的總線類型來分，又可分為

ISA、VESA、EISA、PCI等接口類型。

■網(wǎng)卡按其連線的插口類型來分，又可分為RJ-

45水晶口、BNC細纜口、AUI三類及綜合這幾種

插口類型于一身的2合1、3合1網(wǎng)卡。

■除了以上網(wǎng)卡類型以外，市面上還經(jīng)?？梢姷?/p>

服務(wù)器專用網(wǎng)卡、筆記本專用網(wǎng)卡、USB接口

網(wǎng)卡等。

3.1.4中繼器

■中繼器(RPRepeater)又稱為轉(zhuǎn)發(fā)器，是連接網(wǎng)絡(luò)線

路的一種裝置，常用于兩個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點之間物理信號的

雙向轉(zhuǎn)發(fā)工作，如圖3-2所示為中繼器的一種。中繼器

是最簡單的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備，主要完成物理層的功能，

負責(zé)在兩個節(jié)點的物理層上按位傳遞信息，完成信號

的復(fù)制、調(diào)整和放大功能，以此來延長網(wǎng)絡(luò)的長度。

-由于存在損耗，在線路上傳輸?shù)男盘柟β蕰饾u衰減,

衰減到一定程度時將造成信號失真，因此會導(dǎo)致接收

錯誤。中繼器就是為解決這一問題而設(shè)計的。它完成

物理線路的連接，對衰減的信號進行放大，保持與原

數(shù)據(jù)相同。

■一般情況下，中繼器的兩端連接的是相同的媒體，但

有的中繼器也可以完成不同媒體的轉(zhuǎn)接工作。

-從理論上講中繼器的使用是無限的，網(wǎng)絡(luò)也因此可以

無限延長。事實上這是不可能的，因為網(wǎng)絡(luò)標準中都

對信號的延遲范圍作了具體的規(guī)定，中繼器只能在此

規(guī)定范圍內(nèi)進行有效的工作，否則會引起網(wǎng)絡(luò)故障。

以太網(wǎng)絡(luò)標準中就約定了一個以太網(wǎng)上只允許出現(xiàn)5個

網(wǎng)段，最多使用4個中繼器，而且其中只有3個網(wǎng)段可

以掛接計算機終端。

3.1.5集線器

■集線器也稱為集散器或HUB,可以說是一種特

殊的多端口中繼器，作為網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)間的中

央節(jié)點，它克服了介質(zhì)單一通道的缺陷。

■以集線器為中心的優(yōu)點是：當網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中某條

線路或某節(jié)點出現(xiàn)故障時，不會影響網(wǎng)絡(luò)上其

他節(jié)點的正常工作。

-集線器可分為無源(Passive)集線器、有源

(Active)集線器和智能(IntelIigent)集線器。

■無源集線器只負責(zé)把多段介質(zhì)連接在一起，不對信號

作任何處理，每種介質(zhì)段只允許擴展到最大有效距離

的一辛。

■有源集線器類似于無源集線器，但它具有對傳輸信號

進行再生和放大從而擴展介質(zhì)長度的功能。

■智能集線器除具有有源集線器的功能外，還可將網(wǎng)絡(luò)

的部分功能集成到集線器中，如網(wǎng)絡(luò)管理、選擇網(wǎng)絡(luò)

傳輸線路等。

■集線器的端口類型有兩種：一類用于連接RJ-45端口，

這類端口可以是8、12、16、24個等。另一類用于連接

粗纜的AUI端口等向上連接的端口。

集線器的特點如下:

(1)表面上看，使用集線器的局域網(wǎng)在物理上

是一個星型網(wǎng)，但由于集線器使用電子器件模

擬實際電纜線的工作，因此整個系統(tǒng)仍然像一

個傳統(tǒng)的以太網(wǎng)那樣運行。也就是說，使用集

線器的以太網(wǎng)在邏輯上仍是一個總線網(wǎng)，各工

作站使用的還是CSMA/CD協(xié)議，并共享邏輯上

的總線。網(wǎng)絡(luò)中的各個計算機必須競爭對傳輸

媒體的控制，并且在一個特定時間至多只有一

臺計算機能夠發(fā)送數(shù)據(jù)。因此，這種10Base-T

以太網(wǎng)文禰為星型總線(star-shaperbus)。

用集線器可將多卷］段連接可形成一個大的局

域向,如畫3-4所小。

圖3-4集線器將多個網(wǎng)段連接

形成一個局域網(wǎng)

（2）一個集線器有許多端口，每個端口通過RJ-45插頭

用兩對雙絞線與一個工作站上的網(wǎng)卡相連。因此，一

個集線器很像一個多端口的轉(zhuǎn)發(fā)器。

（3）集線器和轉(zhuǎn)發(fā)器都工作在物理層，它的每個端口都

具有發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的功能。當集線器的某個端口接

收到工作站發(fā)來的比特時，簡單地將該比特向所有其

他端口轉(zhuǎn)發(fā)。若兩個端口同時有信號輸入（即發(fā)生碰

撞），那么所有的端口都收不到正確的幀。

（4）集線器采用了專門的芯片，進行自適應(yīng)串音回波抵

消。這樣就可使端口轉(zhuǎn)發(fā)出去的較強信號不致于對該

端口接收到的較弱信號產(chǎn)生干擾。每個比特在轉(zhuǎn)發(fā)之

前還要進行再生整形并重新定時。

03.1.6網(wǎng)橋

■網(wǎng)橋(Bridge)又稱橋接器，是一個局域網(wǎng)與另一個

局域網(wǎng)之間建立連接的橋梁。從協(xié)議層次看，網(wǎng)橋工

作在數(shù)據(jù)鏈路層，它根據(jù)MAC幀的目的地址對收到的數(shù)

據(jù)幀進行轉(zhuǎn)發(fā)。網(wǎng)橋具有過濾幀的功能。當網(wǎng)橋收到

一個幀時，并不是向所有的端口轉(zhuǎn)發(fā)此幀，而是先檢

查此幀的目的MAC地址，然后確定將該幀轉(zhuǎn)發(fā)到哪一個

端口。

1.網(wǎng)橋的結(jié)構(gòu)

2.網(wǎng)橋的特點

(1)過濾通信量。網(wǎng)橋工作在鏈路層的MAC子層，可以

使局域網(wǎng)各網(wǎng)段成為隔離的碰撞域，從而減輕了擴展

的局域網(wǎng)上的負荷，同時也減小了在擴展的局域網(wǎng)上

的幀的平均時延。工作在物理層的轉(zhuǎn)發(fā)器就沒有網(wǎng)橋

的這種過濾通信量的功能。

(2)擴大了物理范圍，因而增加了整個局域網(wǎng)上工作站

的最大數(shù)目。

(3)提高了可靠性。當網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障時，一般只影響個

別網(wǎng)段。

(4)可互聯(lián)不同物理層、不同MAC子層和不同速率(如

10Mbps和100Mbps以太網(wǎng))的局域網(wǎng)。

網(wǎng)橋也有一些缺點

（1）由于網(wǎng)橋?qū)邮盏膸却鎯筒檎肄D(zhuǎn)發(fā)

表，然后才轉(zhuǎn)發(fā)，這就增加了時延。

（2）在MAC子層并沒有流量控制功能。當網(wǎng)絡(luò)上

的負荷很重時，網(wǎng)橋中的緩存可能不夠而發(fā)生

溢出，以致產(chǎn)生幀丟失現(xiàn)象。

（3）使用網(wǎng)橋擴展的局域網(wǎng)稱為一個廣播域。

網(wǎng)橋只適合于用戶數(shù)不太多（不超過幾百個）

和通信量不太大的局域網(wǎng)，否則有時還會因傳

播過多的廣播信息而產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)擁塞。這就是所

謂的廣播風(fēng)暴。

3.1.7交換機

■網(wǎng)絡(luò)交換技術(shù)是近幾年發(fā)展起來的一種結(jié)構(gòu)化

的網(wǎng)絡(luò)解決方案。它是計算機網(wǎng)絡(luò)發(fā)展到高速

傳輸階段而出現(xiàn)的一種新的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用形式。它

不是一項新的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，而是現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)技術(shù)通

過交換設(shè)備提高性能。圖3-7為普通交換機的

圖不。

1.交換機的功能

■以太網(wǎng)交換技術(shù)(Switch)是在多端口網(wǎng)橋的基礎(chǔ)上

于20世紀90年代初發(fā)展起來的，實現(xiàn)0SI模型的下兩層

協(xié)議

■一種改進了的局域網(wǎng)橋，與傳統(tǒng)的網(wǎng)橋相比，它能提

供更多的端口(4?48)、更好的性能、更強的管理功

能以及更便宜的價格。

■而現(xiàn)在，局域網(wǎng)交換機也實現(xiàn)了0SI參考模型的第三層

協(xié)議，將二層轉(zhuǎn)發(fā)與三層路由選擇功能相結(jié)合，形成

了三層交換機，已成為現(xiàn)代局域網(wǎng)的核心設(shè)備。相對

于三層交換機，我們把二層交換機又稱為傳統(tǒng)交換機。

在本書中，若不特指三層交換機，交換機指的是傳統(tǒng)

的二層交換機。

2.交換機的分類

■由于交換機市場發(fā)展迅速，產(chǎn)品繁多，而且功

能上越來越強，所以也可按企業(yè)級、部門級、

工作組級、交換到桌面進行分類。

■交換機的端口類型有以下幾種，一類是用于連

接RJ-45端口，這類交換機可以是8、12、16、

24個端口等，另一類是用于連接粗纜的AUI端

口，還有光纖接口等，后兩種都是向上連接的

端口。交換機有10Mbps、10/100Mbps自適應(yīng)、

100Mbps快速、千兆位交換機等多種，根據(jù)組

網(wǎng)的需要，不同檔次的交換機被應(yīng)用到網(wǎng)絡(luò)中

的不同位置。

圖3-8為千兆位交換機的圖示。

3.集線器與二層交換機的區(qū)別

(D從osI體系結(jié)構(gòu)來看，集線器屬于OSI

的第一層物理層設(shè)備，而交換機屬于OSI

的第二層數(shù)據(jù)鏈路層設(shè)備。也就意味著

集線器只是對數(shù)據(jù)的傳輸起到同步、放

大和整形的作用，對數(shù)據(jù)傳輸中的短

幀、碎片等無法進行有效的處理，不能

保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐暾院驼_性；而交

換機不但可以對數(shù)據(jù)的傳輸做到同步、

放大和整形，而且可以過濾短幀、碎片

等。

（2）從工作方式來看，集線器是一種廣播模式，

也就是說集線器的某個端口在工作時，其他所

有端口都能夠收聽到信息，容易產(chǎn)生廣播風(fēng)暴,

當網(wǎng)絡(luò)較大時網(wǎng)絡(luò)性能會受到很大影響，那么

用什么方法避免這種現(xiàn)象呢？交換機就能夠起

到這種作用！當交換機工作時，只有發(fā)出請求

的端口和目的端口之間相互響應(yīng)而不影響其他

端口，因此交換機能夠隔離沖突域，但要注意

的是，作為二層交換機，它不能抑制廣播風(fēng)暴

的產(chǎn)生。

（3）從帶寬來看，集線器不管有多少個端

口，所有端口都是共享一條帶寬，在同

一時刻只能有兩個端口傳送數(shù)據(jù)，其他

端口只能等待，同時集線器只能工作在

半雙工模式下；而對于交換機而言，每

個端口都有一條獨占的帶寬，當兩個端

口工作時并不影響其他端口的工作，同

時交換機不但可以工作在半雙工模式下

而且可以工作在全雙工模式下。

3.1.8路由器

1.路由器的功能

■路由器在互聯(lián)網(wǎng)中起著重要的作用，它連接兩

個或多人物理網(wǎng)絡(luò)，負責(zé)將從一個網(wǎng)絡(luò)收來的

IP數(shù)據(jù)報，經(jīng)過路由選擇轉(zhuǎn)發(fā)到一個合適的網(wǎng)

緡中。二般說來，異種網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)與多仔網(wǎng)互

聯(lián)都應(yīng)米超能由器象完成，如前3-9所小。

□./16

■路由器(Router)是網(wǎng)絡(luò)層互聯(lián)設(shè)備，可將多

個不同的邏輯網(wǎng)(即子網(wǎng))相互聯(lián)接從而形成

一個互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)橋或傳統(tǒng)交換機互聯(lián)起來的

網(wǎng)絡(luò)則是一個單個的邏輯網(wǎng)。

■路由器具有判斷網(wǎng)絡(luò)地址和選擇路徑的功能，

它能在多網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)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)，路由器只接收源端或其他路由器的信

息，屬于網(wǎng)絡(luò)層的一種互聯(lián)設(shè)備。它不關(guān)心各

子網(wǎng)使用的硬件設(shè)備，但要求運行與網(wǎng)絡(luò)層協(xié)

議一致的軟件。

■路由器可以連接不同的傳輸介質(zhì)，如同軸電纜、雙絞

「線、非窺：微波、衛(wèi)星等;

■可以連接不H司的介質(zhì)訪問控制方法,如CSMA/CD（以太

網(wǎng)）和TokenRing（令牌環(huán)網(wǎng)）；

■可以連接不同的拓撲結(jié)構(gòu)，如總線型、環(huán)型、星型、

樹型等；

■可以連接不同的編址方法，如以太網(wǎng)、令牌環(huán)網(wǎng)采用6

字節(jié)地址，而ATM地址用20字節(jié)表示；可以連接不同的

分組長度，如以太網(wǎng)幀的最大長度是1518字節(jié)，令牌

環(huán)網(wǎng)上的最大長度是8198字節(jié)，而ATM的一個信元只有

53字節(jié)；

■可以連接不同的協(xié)議規(guī)范；

■可以連接不同的協(xié)議功能定義和不同的協(xié)議格式等；

■可以連接不同的服務(wù)類型，如面向連接服務(wù)和無連接

服務(wù)，ATM是面向連接，以太網(wǎng)是無連接。

2.路由器的分類

（D從能力上分，路由器可分為高端路由器和

中低端路由器。

（2）從結(jié)構(gòu)上分，路由器可分為模塊化結(jié)構(gòu)與

非模塊化結(jié)構(gòu)。

（3）從網(wǎng)絡(luò)位置劃分，路由器可分為核心路由

器與接入路由器。

（4）從功能上分，路由器可分為通用路由器與

專用在各由器。

（5）從性露至分，路由器可分為線速路由器以

及非線速路由器。

3.1.9無線設(shè)備

■無線局域網(wǎng)設(shè)備主要包括無線網(wǎng)卡、無

線訪問點(AccessPoint,AP)、無線

橋接設(shè)備(Bridging)＞無線寬帶路由

器(WireIessBroadbandRouter)和天

線等設(shè)備。

1.無線網(wǎng)卡

■WLAN網(wǎng)卡的作用與有線網(wǎng)卡一樣，WLAN主機通過WLAN

網(wǎng)卡發(fā)送和接收無線信號。無線網(wǎng)卡主要包括NIC單

元、擴頻通信機和天線三個功能模塊。NIC單元完成數(shù)

據(jù)鏈路層功能，如建立主機與物理層之間的連接、載

波偵聽。擴頻通信機實現(xiàn)無線電信號的接收與發(fā)射，

同時負責(zé)無線信號的差錯判斷與處理。3C0M11Mbps

PCIWLAN網(wǎng)卡的產(chǎn)品外觀如圖370所示。

2.無線訪問點(AP)

■無線訪問點AP負責(zé)為其所有關(guān)聯(lián)的無線客戶端之間進

行數(shù)據(jù)通信，也負責(zé)將無線客戶端橋接到有線以太網(wǎng),

是架構(gòu)無線局域網(wǎng)模式的中心設(shè)備。無線訪問點還兼

有網(wǎng)絡(luò)管理的功能，可對無線節(jié)點實施控制。無線訪

問點都帶有天線，天線有內(nèi)置和外置的，如圖371所

示是一款外置天線的無線訪問點。

3.無線橋接設(shè)備

■無線橋接設(shè)備（如圖372所示）用于將分布在不同地

方的局域網(wǎng)通過無線橋接設(shè)備進行連接，可分為點對

點的橋接（將兩個局域網(wǎng)互聯(lián)）和點對多點的橋接

（將多個局域網(wǎng)進行互聯(lián)）兩種方式。

-無線網(wǎng)橋的應(yīng)用使WLAN不需要租用專線或者自己布

線，就可以把網(wǎng)絡(luò)擴展到以前難以到達的用戶那里，

應(yīng)用時只需要把一個網(wǎng)橋連接到局域網(wǎng)A上，把另一個

網(wǎng)橋連接到另一座樓里面的局域網(wǎng)B上就可以了，另外

WLAN網(wǎng)絡(luò)也非常適合連接多個建筑物、臨時教室和臨

時網(wǎng)絡(luò)。如果網(wǎng)絡(luò)需求或地點發(fā)生改變，無線樓到樓

網(wǎng)橋可以很方便地重新布署。

圖3-11無線訪問點AP圖3-12無線網(wǎng)橋

4.無線寬帶路由器

■無線寬帶路由器具有多種功能，它是一

個寬帶路由器，具有多種寬帶接入能力

以讓一個局域網(wǎng)的所有用戶共用一個寬

帶賬號訪問Iinternet,它同時也是一個

無線訪問點，方便用戶在小型辦公區(qū)域、

家庭和公眾運營網(wǎng)絡(luò)等場合快速構(gòu)建高

速共享的無線與有線融合網(wǎng)絡(luò)。

5.高增益天線

■無線局域網(wǎng)使用頻率較高的2.4GHz或5GHz的微波頻段,

它所使用的天線與一般收音機、電視機或移動電話所

用的天線不同，設(shè)計和構(gòu)造都有自身的特點。天線的

功能是將載有源數(shù)據(jù)的高頻電流，藉由天線本身的特

性轉(zhuǎn)換成電磁波而發(fā)送出去，發(fā)送的距離與發(fā)射的功

率和天線的增益成正向變化。天線的增益用分貝表示,

分貝愈高，所能發(fā)送的距離也就愈遠。天線有指向性

天性與全向性天線兩種。前者在某一指向上的發(fā)送信

號強度遠遠大于其他方向，適合于長距離使用；而后

者的發(fā)送強度在各個方向上相同，適合于區(qū)域性的應(yīng)

用。如圖373所示為高增益天線的示意圖。

圖373天線

3.3網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的配置

■3.3.1交換機配置方式

■交換機（路由器也一樣）的配置方法一

般有兩大類：本地配置和遠程配置。

1.本地配置方式

■本地配置方式是通過交換機控制端口Cons。Ie

（也稱管理端口，有9針DB-9或25針DB-25串口

和RJ-45以太網(wǎng)端口等多種類型）連接到計算

機的串口，利用超級終端進行的一種配置方式。

它可以對其他設(shè)備進行全面配置，其中最基本

的就是交換機IP地址、網(wǎng)關(guān)等信息。只有通過

本地配置才能為交換機配置IP地址，也只有配

置了靜態(tài)IP地址才能，用其他遠程方式進行交換

機配置。無論是Web方式還是Telnet方式都需

要用到IP地址，這一點同時適用于所有品牌的

交換機配置。

具體配置步驟如下:

■(1)如圖3-38所示，用隨機提供的配置電纜

連接交換機ConsoIe端口和計算機的COM端口。

onxoleCn

■(2)開啟交換機和計算機電源，進入Windows

系統(tǒng)，執(zhí)行“開始”一“所有程序”一“附

十件，』“通信”一“超級終端”命令進行操

作，首先打開的是如圖3-39所示的“連接說

明”對話框。在其中為該終端連接指定一個連

接名稱，也可以選擇一個連接圖標。

連接描述

新建連接

輸入名稱并為該連接選擇圖標：

名稱國)：

圖標a)：

確定取消

■(3)單擊“確定”按鈕，進入如圖3-40所示

的對話框。在其中選擇該連接中交換機設(shè)備所

使用的計算機通信端口,在“連接時使用”下

拉列表中選擇即可。

(4)單擊“確定”按鈕，進入如圖3-41所示

的對話框。在其中可以配置該連接的具體參數(shù),

只需在“波特率”下拉列表中選擇9600(串口

遷接速率)，其他按默認設(shè)置即可。

2.遠程配置方式

■本地配置需要使用專'1的Console端口進行，

遠程配置則可通過交換機的普通端口進行。如

果是堆疊型的，也可以把幾臺交換機堆在一起

進行配置，這時它們實際上是一個整體，一般

只有一臺交換機具有網(wǎng)管能力。同時，遠程配

置方式中不再需要超級終端軟件，而是以

TeInet程序或Web瀏覽器方式實現(xiàn)與被管理交

換機的通信。

■因為本地配置方式中已為交換機配置好了IP地

址（具體的配置方法將在后面介紹），所以可

以通過IP地址與交換機進行通信。

3.3.3路由器配置方式

■控制臺端口（Console）與終端或運行終端仿

真軟件的微機相連。

■AUX端口連接Modem,通過電話線與遠方的終端

或運行終端仿真軟件的微機相連。

■通過網(wǎng)絡(luò)上的TFTP服務(wù)器。

■通過網(wǎng)絡(luò)上的Telnet程序。

■通過網(wǎng)絡(luò)上的SNMP網(wǎng)管工作站。

與交換機一樣，路由器的第一次設(shè)置必須

通過第一種方式進行，此時終端的硬件設(shè)置也

與前面所講的交換機設(shè)置相同。

實驗室環(huán)境及使用說明

-見附件

本講主要內(nèi)容

■關(guān)于實驗

■3.2網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的連接

■網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的總體連接方法

■網(wǎng)絡(luò)連接規(guī)則

■網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的主要接口

■交換機互聯(lián)方式

■路由器互聯(lián)方式

關(guān)于實驗

■配置環(huán)境和測試環(huán)境的搭建

■不同操作需在不同模式下進行

■實驗前準備

3.2網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的連接

■對于中型以上，特別是網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)比較復(fù)

雜的網(wǎng)絡(luò)，必須遵循一定的原則，否則

可能造成網(wǎng)絡(luò)通信不暢，甚至無法通

信。正確的連接是保證網(wǎng)絡(luò)設(shè)備運轉(zhuǎn)高

效的前提。

3.2.1網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的總體連接方

法

■交換機二層交換機與三層交換機

■路由器

■防火墻

-連接位置連接順序

圖374路由器與核心交換機

的連接

內(nèi)部

網(wǎng)絡(luò)

DMZ（非軍事化區(qū)域）

L在如圖374所示的方案中,內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)核心交換

機與網(wǎng)絡(luò)防火墻的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)專用端口連接，防

火墻的外部網(wǎng)絡(luò)專用端口與邊界路由器的局域

網(wǎng)（LAN）端口連接，最終通過路由器的廣域

網(wǎng)端口與其他網(wǎng)絡(luò)（包括外部專用網(wǎng)和廣域

網(wǎng)，如互聯(lián)網(wǎng)等）連接。

■在這樣一種網(wǎng)絡(luò)中，防火墻通常還有一個專門

用于連接內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)中公共部分的以太網(wǎng)端口，

用于為像Web服務(wù)器、E-maiI服務(wù)器和FTP服務(wù)

器等這種為公共用戶提供服務(wù)的服務(wù)器提供特

殊安全防護策略，形成一個DMZ（非軍事化區(qū)

城）。

連接網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的傳輸介質(zhì)也有

明確的規(guī)定

見課本。

3.2.2網(wǎng)絡(luò)連接規(guī)則

1.不對稱交換網(wǎng)絡(luò)的連接規(guī)則

■不對稱交換機網(wǎng)絡(luò)是指網(wǎng)絡(luò)中各交換機的端口

速率不完全一樣。

■在這種環(huán)境中，交換機的連接通常是用高速率

端口連接下級其他網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備（如交換機、

路由器），或連接高性能的服務(wù)器和工作站；

■低速率端口則用于直接連接普通的工作站

圖3T5不對稱交換網(wǎng)絡(luò)的連

接

不同性能交換機的連接規(guī)則

■這里所說的“交換機性能”是指交換機的總體連接性

能，而不是指各個具體端口的連接性能，主要體現(xiàn)在

交換機帶寬及所應(yīng)用的交換技術(shù)上。

-不同檔次的交換機，背板帶寬和轉(zhuǎn)發(fā)速率存在很大區(qū)

別。

■性能最好的企業(yè)級或部門級交換機作為核心交換機位

于網(wǎng)絡(luò)的中心位置，用于實現(xiàn)整個網(wǎng)絡(luò)中不同子網(wǎng)之

間的數(shù)據(jù)交換；性能稍遜的部門級交換機作為骨干層

交換機，用于實現(xiàn)某一網(wǎng)絡(luò)子網(wǎng)內(nèi)數(shù)據(jù)之間的交換；

性能最差的交換機作為工作組交換機，用于直接連接

桌面計算機，為用戶直接提供網(wǎng)絡(luò)接入。

圖377不同性能交換機的連

4.交換機級聯(lián)時的電纜使用規(guī)

則

■級聯(lián)是上一級交換機采用普通端口，下

一級交換機可以采用普通端口，也可以

采用專用的級聯(lián)端口（即Uplink端口，

也即MDI-II端口）的交換機連接方式。

當相互級聯(lián)的兩個端口分別為普通端口

（即MDI-X端口）和MDI-II端口時，使用

直通線；當相互級聯(lián)的兩個端口均為普

通端口（即MDI-X端口）時，使用交叉

線,如圖3-18所示。

圖378交叉線與直通線的使

Uplink端口

■雙絞線內(nèi)8條細線的排列順序遵循一定的規(guī)則。

有兩種國際標準，T568B（橙白橙綠白藍

藍白綠棕白棕）與T568A（綠白綠橙白

藍藍白橙棕白棕）。

■雙絞線內(nèi)的8根細線在兩端RJ-45插頭內(nèi)的排列

順序（色譜）一致，都按T568A或都按T568B排

歹IJ,叫做直通線。反之，排列順序不一致，一

端為T568A,另一端為T568B,符合如圖379所

示的規(guī)則，叫做交叉線。

圖379第1、2、3、6插槽線

自適應(yīng)端口

■一些交換機的每個端口都為自適應(yīng)端口，可以

自行判斷相對端口的屬性，因此，任意兩個端

口之間的連接都可以使用直通線。另外一些交

換機使用一個普通端口兼做Uplink端口，并利

用一個開關(guān)（MDI/MDI-X轉(zhuǎn)換開關(guān)）在兩種類

型之間進行切換。

5.10Base-T集線器的5-4-3規(guī)則

■現(xiàn)在新購買網(wǎng)絡(luò)設(shè)備時一般不會再選用

10Base-T的集線器，但早期創(chuàng)辦的小型企業(yè)可

能將這種設(shè)備用于網(wǎng)絡(luò)邊緣。10Base-T集線器

的使用遵循5-4-3規(guī)則。所謂5-4-3規(guī)則，是指

在10Mbps以太網(wǎng)中，一個網(wǎng)段中最遠端不得超

過5條連接電纜、4臺集線器，且5條電纜中只

有3條可連接其他網(wǎng)絡(luò)設(shè)備（如工作站用戶和

服務(wù)器等）。圖3-20就是一個單一集線器串聯(lián)

級聯(lián)示意圖。

圖3-20單一集線器串聯(lián)的5-

4-3規(guī)則

如果一個集線器同時級聯(lián)多個

網(wǎng)段，同樣需遵循5-4-3原則。

33

Hub5Hub4Hub6

4II42

Hub7Hub8

與p胃

L

D5

3.2.3網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的主要接口

-1.交換機主要接口

■交換機用來進行局域網(wǎng)連接，所以它只有局域

網(wǎng)（LAN）接口，沒有像路由器那樣的廣域網(wǎng)

接口。由于現(xiàn)在的局域網(wǎng)主要是雙絞線或光纖

以太網(wǎng)類型，原來的同軸電纜以太網(wǎng)已非常少

見，所以原來的粗同軸電纜AUI接口和細同軸

電纜BMC接口在交換機中已基本不見了，取而

代之的是RJ-45雙絞線接口或SC光纖接口兩

種。另外，對于網(wǎng)管型交換機還有一個用于本

地配置的Console（控制臺）接口。

■(1)雙絞線RJ-45接口。雙絞線RJ-45接口是最常見

的網(wǎng)絡(luò)接口類型，如圖3-22所示，它專門用于連接雙

絞線這種銅纜傳輸介質(zhì)，該接口最早在10Base-T以太

網(wǎng)時代就開始使用，直到今天的100Base-TX快速以太

網(wǎng)和1000Base-TX千兆以太網(wǎng)仍在繼續(xù)廣泛使用。但

是支持不同以太網(wǎng)標準的RJ-45接口所使用的雙絞線

類型有些不同，如最初10Base-T使用三類線，而目前

主流的百兆快速以太網(wǎng)則需要采用五類或超五類雙絞

線；1000Base-TX千兆以太網(wǎng)需要采用超五類或六類

雙絞線。

4(2)SC光纖接口。

■光纖傳輸介質(zhì)在lOOBase時代開始采用，但在當時的百

兆速率下，與采用傳統(tǒng)雙絞線介質(zhì)相比的優(yōu)勢并不明

顯，而價格比雙絞線貴許多，所以那時光纖沒有得到

廣泛使用。光纖真正得到應(yīng)用是從10OOBase千兆技術(shù)

開始的，因為在這種速率下，雖然也有雙絞線介質(zhì)方

案，但性能遠不如光纖，且光纖在連接距離等方面具

有非常明顯的優(yōu)勢，非常適合城域網(wǎng)和廣域網(wǎng)使用。

-目前光纖傳輸介質(zhì)的發(fā)展相當迅速，各種光纖接口也

是層出不窮，但在局域網(wǎng)交換機中，光纖接口主要是

SC類型，無論是在1OOBase-FX還是1OOOBase-FX網(wǎng)絡(luò)中。

■SC接口的外觀與RJ-45接口非常相似，但SC接口是長方

形，缺口也更淺些，如圖3-23所示。SC光纖接口中的

接觸彈片是一根銅柱，RJ-45接口中是8條銅彈片。

(3)Console接口。

■Console接口用來進行本地配置，在交換機中，只有網(wǎng)

管型交換機才有。Console接口有多種類型，包括DB-9

型、DB-9型串口，也有采用RJ-45接口作為Console接

口的，如圖3-24所示。

?無論何種接口，在進行交換機配置時，一般都需要通

過專門的ConsoIe連線接至計算機（通常提前作終端）

的串行口。Console線分為兩種，一種是串行線，即兩

端均為串行接口（兩端均為母頭或一端為公頭，另一

端為母頭），兩端可以分別插入計算機的串口和交換

機的Cons。Ie端口；另一種是兩端均為RJ-45接頭的扁

平線。由于扁平線兩端均為RJ-45接口，無法直接與計

算機串口進行連接，因此，必須同時使用一個甚-45-

--加-9的適配需。

>

(a)DB-9型(b)RJ-45型

2.路由器主要接口

■相對于交換機來說，路由器的接口類型

豐富得多，既有內(nèi)部局域網(wǎng)交換機接

口，一般是RJ-45雙絞線以太網(wǎng)端口，也

有用于連接各種廣域網(wǎng)的對應(yīng)類型接

口，還有用于本地配置的Console接口。

(1)局域網(wǎng)接口。

■1)RJ-45接口。

■RJ-45接口與交換機中的RJ-45接口相同，但在

路由器中各種標準下的RJ-45接口會有不同的

標注。10Base-T10Mbps以太網(wǎng)RJ-45接口在路

由器中通常標識為ETHx(x為端口序列號，如

ETH1、ETH2等)，如圖3-25所示；100Base-TX

以太網(wǎng)的RJ-45接口通常標識為10/1OObTx。

CZOUnU。CZZ)c)COCDG、匚。夕)

2)AUI端口。

■AUI端口是用來與粗同軸電纜連接的接口，它是一種D

型15針接口，這在令牌環(huán)網(wǎng)或總線型網(wǎng)絡(luò)中是比較常

見的端口之一。路由器可以通過粗同軸電纜收發(fā)器實

現(xiàn)與10Base-5網(wǎng)絡(luò)的連接，但更多的是借助于外接的

收發(fā)轉(zhuǎn)發(fā)器(AUI-to-RJ-45)實現(xiàn)與10Base-T以太網(wǎng)

絡(luò)的連接，當然，也可借助于其他類型的收發(fā)轉(zhuǎn)發(fā)器

實現(xiàn)與細同軸電纜(10Base-2)或光纜(10Base-F)

的連接。AUI接口如圖3-26所示。

3)SC光纖接口。

■路由器的sc光纖接口與交換機的相同。在百兆

以太網(wǎng)中以100bFX標識，在千兆以太網(wǎng)中標

識為為00bFX,如圖3-27所示。

lOOhFX

a口21J電N學(xué)且9匚H

OOCDO

C3CDCDCZDCDCDCDCDCDC

(2)廣域網(wǎng)接口。

■路由器是用來連接內(nèi)、外部網(wǎng)絡(luò)的，其中的局

域網(wǎng)接口用來與內(nèi)部局域網(wǎng)相連，因為目前的

局域網(wǎng)主要采用雙絞線和光纖兩種介質(zhì)，所以

接口類型也相對簡單。但外部網(wǎng)絡(luò)，如廣域

網(wǎng)，其接口類型就非常復(fù)雜了。路由器為了滿

足用戶的不同類型外部網(wǎng)絡(luò)的連接，必須提供

多種類型的外部網(wǎng)絡(luò)接口。除了局域網(wǎng)中的

RJ-45或AUI類型外，還可能需要有各種同步、

異步串口和ISDN基群速率接口。

1)同步串口。

■在路由器的廣域網(wǎng)連接中，應(yīng)用最多的端口是同步串

口(SERIAL),標識是SERIALx,其中的x表示接口序

號，如圖3-28所示。這種端口主要用于連接目前應(yīng)用

非常廣泛的DDN、幀中繼(FrameDelay)、X.25等廣

域網(wǎng)連接技術(shù)進行專線連接。這種同步端口一般要求

非常高，一般來說，通過這種端口所連接的網(wǎng)絡(luò)的兩

端要求實時同步。

SERIAL

____QD。。03薊遍

2）異步串口。

■異步串口（ASYNC）主要應(yīng)用于Modem或Modem池的連接,

標識是ASYNC,如圖3-29所示。它主要用于實現(xiàn)遠程

計算機通過公用電話網(wǎng)接入網(wǎng)絡(luò)。異步端口相對于同

步端口來說，在速率上的要求低，它并不要求網(wǎng)絡(luò)的

兩端保持實時同步，只要求能連續(xù)即可，主要是因為

這種接口所連接的通信方式速率較低。

__JI____H__J_/I__^ii__II__a____T"<__ii_?u

ASYMC24^31

saBiiiiiiafeiiitBflBaiaiataiiBiiiili

OOCD0cz>CDCDC

Si

CDCDCDCDCDCDGDCDCDCDCDCDCDCDC

3）ISDNBRI（基本速率）端口。

?ISDNBRI端口用于ISDN線路通過路由器實現(xiàn)與

Internet或其他遠程網(wǎng)絡(luò)的連接，可實現(xiàn)128kbps的通

信速率。ISDN有兩種速率連接端口，一種是ISDNBRI

（基本速率接口），另一種是ISDNPRI（基群速率接

口）oISDNBRI端口采用RJ-45標準，標識為BRIx,x

表示接口序號，如圖3-30所示。

BRI

STF

◎ooooooCDCDQOCDCDCDCDCZ

BRI]喇6BRI5BRI4Bfll

imnirrilIEiTrrfVrriTTrnilIrrmiriTlI-TF

oQHHHoE

CDOOCDOCDODCDOCDCDCDC

\日住

.JIBl2I31B2BlE

(3)路由器的配置接口。

■路由器的配置端口有兩個,分別是Console和AUX,

Cons。Ie通常用來進行路由器的基本配置時通過專用線

與計算機連接，AUX用于路由器的遠程配置連接。

1)Console端口。ConsoIe端口使用配置專用連接直接連

接至計算機的串口，利用終端仿真程序進行路由器的

本地配置。路由器的ConsoIe端口多為RJ-45端口。

ConsoIe口的標識為CONSOLE,如圖3-31所示。

2)AUX端口。AUX端口為異步端口,為RJT1電話線接口

類型。它主要用于遠程配置，也可用于撥號連接，還

可通過收發(fā)器與Modem進行連接。AUX接口的標識就是

AUX,如圖3-31所示。

圖3-31GonsoIe端口與AUX端

□

CONSOLEAUX

3.2.4交換機互聯(lián)方式

■在交換機的連接中，與其他網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的

連接都較簡單，只需把連接相應(yīng)設(shè)備和

網(wǎng)線的水晶頭插入相應(yīng)的端口即可。除

了與其他網(wǎng)絡(luò)設(shè)備連接外，交換機有時

還需與其他交換機互聯(lián)，以滿足網(wǎng)絡(luò)性

能要求的不斷提高和連接距離的不斷擴

大的需求。這主要涉及到三種技術(shù)，即

級聯(lián)、堆疊和集群。

1.級聯(lián)

-級聯(lián)擴展模式是最常見的一種端口和距離擴展方式。

目前常見的交換機的級聯(lián)，根據(jù)交換機的端口配置情

況又有兩種不同的連接方式。如果交換機配備有

Uplink端口，如圖3-32所示，則可直接采用這個端口

進行級聯(lián)。需要注意的是，在這種級聯(lián)方式中上一層

交攜機采用的仍是普通以太網(wǎng)端口，僅下層交換機需

要米用專門的UpIink端口o

Uplink接口

■m狂毋班f丑母心

■因為級聯(lián)端口的帶寬通常較寬，所以這種級聯(lián)方式的

性能較好。采用此種級聯(lián)擴展方式，交換機間的級聯(lián)

網(wǎng)線必須是直通線，不能采用交叉線，而且每段網(wǎng)線

不能超過雙絞線單段網(wǎng)線的最大長度100m。

-另外一種級聯(lián)方式是互聯(lián)的兩臺交換機都通過普通端

口進行連接。如果交換機沒有專門提供UpIink級聯(lián)端

口，可采用交換機的普通以太網(wǎng)端口進行交換機的級

聯(lián)，但這種方式的性能稍差，因為下級交換機的有效

總帶寬實際上就相當于上級交換機的一個端口帶寬。

在這種級聯(lián)方式中要求采用交叉線，同樣單段長度不

能超過100m。

級聯(lián)優(yōu)缺點

■級聯(lián)擴展模式是以太網(wǎng)擴展端口應(yīng)用中的主流

技術(shù)。它通過使用統(tǒng)一的網(wǎng)管平臺實現(xiàn)對全網(wǎng)

設(shè)備的統(tǒng)一管理，如拓撲管理和故障管理等。

級聯(lián)模式也面臨著挑戰(zhàn)。當級聯(lián)層數(shù)較多，同

時層與層之間存在較大的收斂比時，邊緣節(jié)點

之間由于經(jīng)歷了較多的交換和緩存，將出現(xiàn)一

定的時延。解決方法是匯聚上行端口來減少收

斂比，提高上級設(shè)備性能或減少級聯(lián)的層次。

在級聯(lián)模式下，為保證網(wǎng)絡(luò)的效率，一般建議

層數(shù)不要超過4層。

2.堆疊

■堆疊擴展模式是目前在以太網(wǎng)交換機上擴展端

口時使用較多的另一類技術(shù)，是一種非標準化

技術(shù)，各個廠商之間不支持混合堆疊，堆疊模

式由各廠商制定。級聯(lián)模式主要解決連接距離

過長和擴展端口之間的矛盾，而堆疊擴展模式

主要解決擴展端口和擴展帶寬兩方面的問題，

因為堆疊通常是幾臺交換機堆疊在一起，采用

專用堆疊電纜進行連接，如圖3-33所示。

圖3-33堆疊擴展模式

OCS-37SSS：：：：：：：：：：：：

o^[IIIH][IHHd-

OCS.372SB■QEKBHIBKMBBnBIEaeRDI

.二」HHH旺Ha丑一

oc?>>ya?a■3EHBH9EHBHEBBEKKHBI

衣2212。二.Hnn]Hnnr

DC37N”