局域網(wǎng)的硬件設備課件

1、1第2章 局域網(wǎng)的硬件設備學習目的與要求：組建局域網(wǎng)的主要設備有通信介質(zhì)、通信設備、服務器以及其他配件。本章重點是通過實踐掌握網(wǎng)絡傳輸介質(zhì)，如雙絞線、同軸電纜和光纜的使用方法，學習網(wǎng)絡在不同網(wǎng)絡環(huán)境中的制作及網(wǎng)卡的安裝調(diào)試，網(wǎng)絡操作系統(tǒng)的選擇。2網(wǎng)絡綜合布線 綜合布線是網(wǎng)絡組成結構中的信道系統(tǒng)，是以網(wǎng)絡連通為目的敷設的數(shù)字信息通道。綜合布線45綜合布線設計范圍與步驟 該系統(tǒng)一般包括工作區(qū)子系統(tǒng)、水平區(qū)子系統(tǒng)、管理子系統(tǒng)、干線子系統(tǒng)、建筑子系統(tǒng)和設備間子系統(tǒng)等，設計步驟如下。（1）獲取建筑物平面圖。（2）分析用戶需求。生成問題清單。（3）系統(tǒng)結構設計。生成物理拓撲技術文檔。（4）布線路由設計。生

2、成邏輯拓撲，插座和電纜索引表，設備MAC地址和IP地址索引表等技術文檔。（5）繪制布線施工圖。生成插座標號，布設電纜標號等技術文檔。（6）編制布線用料清單。局域網(wǎng)的布線與施工布線設計的原則根據(jù)實際需要確定設計標準，確保傳輸介質(zhì)、連接部件、布線材料的選擇質(zhì)量合格拓撲結構設計要合理，方便實用，便于施工。任何一種傳輸介質(zhì)的設計長度，不要超過理論最大值的85%布線的走向和線槽安裝的位置，要隱蔽、美觀，方便施工。盡可能在建筑物設計、施工的同時，考慮建筑物的綜合布線系統(tǒng)設計。布線施工的原則（1）嚴格控制每段線路的長度，不能突破設計的長度。（2）注意和供電、供水、供暖、排水的管線分離，用以保護網(wǎng)線的安全。（

3、3）敷設的位置要安全、隱蔽、美觀，要方便使用和日后的維修。綜合布線系統(tǒng)結構圖工作區(qū)子系統(tǒng)工作區(qū)子系統(tǒng)又稱為服務區(qū)子系統(tǒng)，它是由RJ-45插座和其所連接的設備（終端或工作站）組成。安裝工作區(qū)子系統(tǒng)技術要點（1）從RJ-45插座到終端設備之間的連線用UTP雙絞線，一般不要超過6m。（2）RJ-45插座需安裝在墻壁上或不宜碰的地方，插座區(qū)距離地面30cm以上。（3）配線架上的信息模塊與信息插座和插頭的線纜的制作要采用同一標準，比如568A或568B，不可接錯。（4）確定I/O插座的類型。I/O插座分為嵌入式和表面安裝式兩種，可根據(jù)實際情況，采用不同的安裝式樣來滿足不同的需要。通常新建筑物采用嵌入式I

4、/O插座；而現(xiàn)有的建筑物采用表面安裝式的I/O插座。（5）估算I/O插座數(shù)量。一般給出兩種平面圖供用戶選擇：一種是每9平方米一個I/O插座的基本型平面圖；另一種是9平方米兩個I/O插座的增強型或綜合型平面圖。確定水平子系統(tǒng)范圍水平子系統(tǒng)也稱為水平布線子系統(tǒng)。水平布線子系統(tǒng)是從RJ-45插座開始到管理子系統(tǒng)的配線柜，結構一般是星型。與主干線子系統(tǒng)的區(qū)別在于：水平布線子系統(tǒng)總是在一個樓層上，并與信息插座連接。在綜合布線系統(tǒng)中，水平布線子系統(tǒng)由4對UTP組成，能支持大多數(shù)現(xiàn)代化通信設備。如果需要某些寬帶應用，可以采用光纜。從用戶工作區(qū)的信息插座開始，水平布線子系統(tǒng)在交叉連接處連接，或在小型通信系統(tǒng)中

5、在“遠程衛(wèi)星配線間、干線配線間或設備間”任何一處進行互連。在設備間，當設備終端位于同一層時，水平布線子系統(tǒng)將在干線配線間或遠程衛(wèi)星配線間的交叉連接處連接。對于水平布線子系統(tǒng)，綜合布線的設計必須具有全面通信介質(zhì)方面的知識，能夠向用戶提供完善而又經(jīng)濟的設計水平子系統(tǒng)設計與安裝技術要點考慮用戶的需求，設計與安裝要注意以下幾點：（1）水平布線子系統(tǒng)用線一般為UTP雙絞線。（2）長度一般不超過90m。（3）UTP雙絞線必須敷設線槽或在天花板吊頂內(nèi)布線。（4）不提倡敷設地面線槽。（5）用5類雙絞線可傳輸速率為100Mbps，用超5類雙絞線可傳輸速率為1000Mbps。（6）確定介質(zhì)布線方法和電纜的走向。（

6、7）確定距服務接線間距離最近的I/O距離。（8）確定距服務接線間距離最遠的I/O距離。（9）計算水平區(qū)所需線纜長度。確定垂直子系統(tǒng)范圍垂直子系統(tǒng)又稱為干線子系統(tǒng)。垂直子系統(tǒng)提供建筑物的垂直電纜，負責連接管理子系統(tǒng)到設備間子系統(tǒng)。一般都選用光纖或大對數(shù)的非屏蔽雙絞線。垂直子系統(tǒng)提供建筑物垂直電纜的路由，它通常是在兩個單元之間，特別是在惟一中心點的公共系統(tǒng)設備處提供多個線路設施。該子系統(tǒng)由所有的布線電纜組成，或由導線和光纜以及將此光纜連到其他地方的相關支撐硬件組合而成。傳輸介質(zhì)可包括一幢多層建筑物樓層之間垂直布線的內(nèi)部電纜或從主要單元（如計算機房或設備間）和其他垂直接線間來的電纜。垂直子系統(tǒng)還包括

7、：垂直或遠程通信接線間和設備間之間的豎向或橫向電纜的通道，設備間和網(wǎng)絡接口之間的連接電纜或設備與建筑群子系統(tǒng)各設施間的電纜，垂直接線間與各遠程通信接線間之間的連接電纜，主垂直間和計算機主機房之間的垂直電纜。垂直子系統(tǒng)設計與安裝技術要點為了與其他建筑物進行通信，垂直子系統(tǒng)將中斷線交叉連接點和網(wǎng)絡接口連接起來。網(wǎng)絡接口通常放在設備相鄰的房間。設計與安裝時要注意以下事項：（1）垂直子系統(tǒng)一般選用超五類UTP電纜、或多模光纖，提高傳輸速率。（2）垂直電纜的拐彎處不要直角拐彎，應有相當?shù)幕?，以防線纜受損。（3）垂直電纜要安裝在PVC管內(nèi)或槽內(nèi)，架空電纜要防止雷擊。（4）確定每層樓的垂直要求和防雷擊的設

8、施。（5）綜合整幢大樓垂直要求和防雷擊的設施。確定設備間子系統(tǒng)范圍設備間子系統(tǒng)也稱設備子系統(tǒng)。EIA/TIA569標準規(guī)定了設備間的設備布線。它是布線系統(tǒng)最主要的管理區(qū)域，所有樓層的數(shù)據(jù)信息都由電纜或光纖電纜傳送至此。通常，此系統(tǒng)安裝在計算機系統(tǒng)、網(wǎng)絡系統(tǒng)和程控機系統(tǒng)的主機房內(nèi)。設備間是在每一幢大樓的適當?shù)攸c設置進線設備，進行網(wǎng)絡管理以及管理人員值班的場所。設備間子系統(tǒng)應由綜合布線系統(tǒng)的建筑物進線設備、電話、數(shù)據(jù)、計算機等各種主機設備及其保安配線設備等組成。設備間內(nèi)的所有進線終端設備應采用色標區(qū)別各類用途的配線區(qū)。設備間位置及大小應根據(jù)設備的數(shù)量、規(guī)模、最佳網(wǎng)絡中心位置等內(nèi)容綜合考慮確定。設備

9、間子系統(tǒng)設計與安裝技術要點設計與安裝時要注意以下幾點：（1）設備間要有足夠的空間，以保障設備間的設備存放。（2）設備間要有良好的工作環(huán)境。（3）設備間的建設標準應按機房建設標準設計，要有性能良好的接地保護系統(tǒng)。定義管理子系統(tǒng)的范圍管理子系統(tǒng)放置電信布線系統(tǒng)設備，包括水平、主干布線系統(tǒng)的機械和電氣終端。管理間子系統(tǒng)設置在樓層分配線設備的房間內(nèi)。管理間子系統(tǒng)應由交接間的配線設備，輸入/輸出設備等組成，也可應用于設備間子系統(tǒng)中。交連和互連允許將通信線路定位或重定位在建筑物的不同部分，以便能更容易地管理通信線路。I/O位于用戶工作區(qū)和其他房間或辦公室，使在移動終端設備時能夠方便地進行插拔。管理子系統(tǒng)技

10、術要點（1）配線架的配線對數(shù)由可管理的信息點數(shù)決定。（2）利用配線架的跳線功能，可使布線系統(tǒng)靈活、功能多樣化。（3）配線柜一般由配線模塊、配線架和理線面板組成。（4）管理子系統(tǒng)應有足夠的空間放置配線柜和網(wǎng)絡設備。（5）網(wǎng)絡設備需配有安全接地保護系統(tǒng)和功率匹配的凈化電源或UPS電源。（6）設備房間內(nèi)保持一定的溫度和濕度，保養(yǎng)好設備。建筑群子系統(tǒng)定義建筑群子系統(tǒng)提供外部建筑物與大樓內(nèi)布線的連接點。EIA/TIA569標準規(guī)定了網(wǎng)絡接口的物理規(guī)格，實現(xiàn)建筑群之間的連接。建筑群子系統(tǒng)由兩個以上建筑物的電話、數(shù)據(jù)和監(jiān)視系統(tǒng)組成一個建筑群綜合布線系統(tǒng)，其連接各建筑物之間的纜線和配線設備，組成建筑群子系統(tǒng)。

11、建筑物子系統(tǒng)是綜合布線系統(tǒng)的骨干部分，它支持樓宇之間通信所需的硬件，其中包括導線電纜、光纜及防止電纜上的脈沖電壓進入建筑物的電氣保護裝置。建筑群子系統(tǒng)安裝技術要點在建筑群子系統(tǒng)中，為了能進行遠距離通信（大于100m），以及防止雷擊對網(wǎng)絡設備造成的損壞，一般采用多?；騿文９饫|。室外敷設光纜，一般有三種情況：架空、直埋和地下管道；或者是這三種的任意組合，具體情況應根據(jù)現(xiàn)場的環(huán)境來決定。有條件的情況下，建筑群子系統(tǒng)應采用地下管道敷設方式，管道內(nèi)敷設的銅纜或光纜應遵循電話管道和入孔的各項設計規(guī)定。此外安裝時至少應預留24個備用管孔，以供擴充之用。建筑群子系統(tǒng)采用直埋溝敷設時，如果在同一個溝內(nèi)埋入了其他

12、的圖像和監(jiān)控電纜，應設立明顯的共用標志。機房布線在綜合布線系統(tǒng)中，機房布線是整個工程的主要組成部分。機房布線安裝質(zhì)量的好壞，直接影響網(wǎng)絡系統(tǒng)的安全、可靠運行。1布線方式機房的布線系統(tǒng)直接影響到機房的功能，一般布線系統(tǒng)要求布線距離盡量短而整齊，排列有序，具體的方式有“田”字形和“井”字形兩種。其中“田”字形較適用于環(huán)形機房布局，“井”字形較適用于縱橫式機房布局。按位置可分為地板布線和吊頂布線，這兩種布線方式各有其特點。（1）地板布線。（2）吊頂布線。這是一種最常見的布線方式，它充分利用了地板下的空間，但要注意地板下漏水、鼠害和散熱，還應保證在每個機柜下方開鑿相應的穿線孔（包括地板和線槽）。該布線

13、方式特別適合于經(jīng)常需要布線的機房，目前也非常流行。此方式中吊頂內(nèi)包含了各種布線電源、弱電布線。在每個機柜上方開鑿相應的穿線孔（包括地板和線槽），當然也要注意漏水、鼠害和散熱。機房布線在綜合布線系統(tǒng)中，機房布線是整個工程的主要組成部分。機房布線安裝質(zhì)量的好壞，直接影響網(wǎng)絡系統(tǒng)的安全、2布線內(nèi)容布線內(nèi)容包括電源布線、弱電布線和接地布線。其中電源布線和弱電布線均放在金屬布線槽內(nèi)，具體的金屬布線槽尺寸可根據(jù)線量的多少確定，并考慮一定的發(fā)展余地（一般為10050mm或5050mm）。電源線槽和弱電線槽之間的距離應保持至少5cm以上，互相之間不能穿越，以防止相互之間的電磁干擾。（1）電源布線。（2）弱電布

14、線。（3）接地布線。在新機房裝修進行電源布線時，應根據(jù)整個機房的布局和UPS的容量來安排。在規(guī)劃中的每個機柜和設備附近，安排相應的電源插座。插座的容量應根據(jù)接入設備的功率來定，并留有一定的冗余。一般為10A或15A。電源的線徑應根據(jù)電源插座的容量確定，并留有一定的容量。弱電布線中主要包括同軸細纜、五類網(wǎng)線和電話線等，布線時應注意在每個機柜、設備后面都有相應的線纜。并應考慮以后的發(fā)展需要，各種線纜應分門別類用尼龍編織帶捆扎好。由于新機房內(nèi)都是高性能的計算機和網(wǎng)絡通訊設備，故對接地有著嚴格的要求。接地也是消除公共阻抗，防止電容耦合干擾，保護設備和人員的安全，保證計算機系統(tǒng)穩(wěn)定可靠運行的重要措施。在

15、機房地板下應布置信號接地用的銅排，以供機房內(nèi)各種接地需要，銅排再以專線方式接入該處的弱電信號接地系統(tǒng)。232.1 雙 絞 線網(wǎng)絡中常見的傳輸介質(zhì)有同軸電纜、雙絞線、光纖等，其中同軸電纜已經(jīng)很少使用。雙絞線是目前局域網(wǎng)布線工程中使用最為廣泛的一種傳輸介質(zhì)，下面介紹雙絞線的一些知識。242.1.1 雙絞線的結構雙絞線作為一種價格低廉、性能優(yōu)良的傳輸介質(zhì)，在綜合布線系統(tǒng)中被廣泛應用于水平布線，是當前水平布線的首選電纜。 局域網(wǎng)中的雙絞線電纜由不同顏色的4對8芯線放在一個絕緣套管中組成，如圖2-1所示。雙絞線可以傳送數(shù)字信號，也可以傳輸模擬信號，其通信距離從幾公里到十幾公里。對于模擬信號傳輸，當傳輸距

16、離太長時要安裝放大器，以便將衰減的信號放大到合適的數(shù)值；對于數(shù)字信號傳輸則要加中繼器，以將失真的數(shù)字信號進行整形。 252.1.2 雙絞線的分類雙絞線可分為屏蔽雙絞線和非屏蔽雙絞線，普通用戶使用的大多是非屏蔽雙絞線。 屏蔽雙絞線是在一對雙絞線外面有金屬筒纏繞，有的還在幾對雙絞線的外層用銅編織網(wǎng)包上，用作屏蔽，最外層再包上一層具有保護性的聚乙烯塑料。 26非屏蔽雙絞線電纜具有以下優(yōu)點： （1）無屏蔽外套，直徑小，節(jié)省所占用的空間（2）重量輕，易彎曲，易安裝； （3）具有阻燃性； （5）適用于結構化綜合布線。雙絞線272.1.2 雙絞線的分類電氣工業(yè)協(xié)會/電信工業(yè)協(xié)會(EIA/TIA)按雙絞線電氣

17、特性將其定義為7 種型號，級別越高性能越好。局域網(wǎng)中常用第5 類和第6類雙絞線，它們都為非屏蔽雙絞線。 1類雙絞線：用于電話連接，通常不用于數(shù)據(jù)傳輸。 2類雙絞線：通常用在程控交換機，2 類線的最高帶寬為1MHz，在局域網(wǎng)中很少使用。 3類雙絞線：又稱為聲音級電纜，適合于10Mb/s 雙絞線以太網(wǎng)和4Mb/s 令牌環(huán)網(wǎng)的安裝，同時也能運行16Mb/s的令牌環(huán)網(wǎng)，目前已從市場上消失。282.1.2 雙絞線的分類 4類雙絞線：最高傳輸速率為20Mb/s，其他特性與3 類雙絞線一樣，能更穩(wěn)定地運行16Mb/s令牌環(huán)網(wǎng)，目前在布線中已經(jīng)很少使用。 5類雙絞線：又稱為數(shù)據(jù)級電纜，最高傳輸速率100Mb/

18、s，能夠運行100Mb/s以太網(wǎng)和FDDI，傳輸距離為100m，目前大量應用于很多局域網(wǎng)中。 超5類雙絞線：最高傳輸速率可達155Mb/s，傳輸距離可達130m，是目前最常見的雙絞線類型。 6類、7 類雙絞線是新型的電纜，能提供更高的傳輸速率和更遠的距離，其中6類雙絞線的最高傳輸速率可以達到1000Mb/s，適用于低成本的高速以太網(wǎng)的骨干電路。29雙絞線上的標識信息我們常使用的雙絞線，不同生產(chǎn)商的產(chǎn)品標志可能不同，但一般包括以下一些信息： 雙絞線類型 防火測試和級別 長度標志 生產(chǎn)日期 雙絞線的生產(chǎn)商和產(chǎn)品號碼選購建議 速度測試檢查外部標志柔韌程度雙絞線的繞距外皮的延展性外皮的抗高溫外皮的阻燃

19、性 312.1.3 雙絞線的制作方法雙絞線的制作非常簡單，就是把雙絞線的4對8芯網(wǎng)線按一定規(guī)則插入到水晶頭中，這類網(wǎng)絡的制作所需材料是雙絞線和水晶頭，所需工具是一把網(wǎng)線壓線鉗，雙絞線的制作就是網(wǎng)線水晶頭的制作。1. 雙絞線的連接標準(1) EIA/TIA接線標準(2) 直通線線序(3) 交叉線線序2. 雙絞線的制作3. 雙絞線的測試 33 34 35RJ-45水晶頭的做法568A物理線路接線方式362. 568B物理線路接線方式37實訓一. RJ-45頭的制作 第一步:利用壓線鉗的剝線口或?qū)Ｓ脛兙€鉗，將雙絞線的外皮剝?nèi)?-5厘米。露出里面的4個線對。38第二步:分線:調(diào)整線序為以下順序：左一橙

20、色線對；左二綠色線對；左三藍色線對；左四：棕色線對.39第三步:按568B標準,從左到右將線序排列為白橙、橙、白綠、藍、白藍、綠、白棕、棕.將裸露出的雙絞線用壓線鉗剪齊. 剩下約14mm的長度，將水晶頭端口面向自己,水晶頭小尾巴(卡簧)朝下,將線插入水晶頭的底端,八根線全部到位后,用壓線鉗將水晶頭用力壓實. 404142直通線：就是線纜兩端都是568B標準交叉線：一端是568B，另一端是568A。有的電腦網(wǎng)卡.交換機和HUB已經(jīng)帶有智能分辨功能，所以直通線交叉線都可以正常使用。432.2 同 軸 電 纜內(nèi)導體是一根金屬線，外導體是一層圓柱形的金屬導體，一般由細金屬線編織為網(wǎng)狀結構，內(nèi)、外導體之

21、間有絕緣層，如圖2-11所示。另外，同軸電纜的兩端需要有終結器(用50或75的電阻連接內(nèi)、外導體)，中間連接需要收發(fā)器、T形頭、筒形連接器等器件。單根同軸電纜的直徑為1.022.54cm。442.2 同 軸 電 纜常用的同軸電纜型號有下列幾種：(1) RG-8或RG-11(50)粗纜。(2) RG-58AJ或58CU(50)細纜。(3) RG59(75) CATV電纜。(4) RG-62(93) IBM3270系統(tǒng)使用。根據(jù)帶寬和用途不同，同軸電纜可分為基帶同軸電纜和寬帶同軸電纜。寬帶同軸電纜主要用于高帶寬數(shù)據(jù)通信，支持多路復用，如有線電視的數(shù)據(jù)傳送，較少用于計算機局域網(wǎng)絡。452.2.1 細

22、纜細纜一般采用RG58A，適用于傳輸速率不高(10Mb/s)、距離近的局域網(wǎng)。用它組網(wǎng)成本低，可以連接集線器(HUB)、交換機等網(wǎng)絡交換設備。 以安裝10Base2(細纜以太網(wǎng))為例，需要遵守下面的物理限制：(1) 細纜兩端必須各加一個50的終結器。(2) 網(wǎng)端之間的最小距離為0.5m。(3) 網(wǎng)絡的最大長度小于925m。(4) 網(wǎng)段的最大長度小于185m。(5) 每個網(wǎng)段最大設備數(shù)為30個。(6) 最大網(wǎng)段數(shù)為5個網(wǎng)段(可帶4個中繼器)。462.2.2 粗纜粗纜一般采用RG-11，特征阻抗50，直徑0.4英寸，一段粗纜的最大長度為500m，每一段的兩端必須各加一個50的終結器，每個工作站必須

23、加一個AUI收發(fā)器。粗纜的傳輸率為10Mb/s。因為需要AUI收發(fā)器，組網(wǎng)的成本較高，因此目前使用不多。472.3 光 纖光纖(光導纖維電纜)，是網(wǎng)絡傳輸介質(zhì)中性能最好、應用前景看好的一種電纜，目前大多數(shù)大規(guī)模的局域網(wǎng)的主干網(wǎng)都采用光纖作為傳輸介質(zhì)。它的傳輸速率可以達到幾千兆b/s，它的優(yōu)點是體積小、重量輕、傳輸頻帶寬、傳輸損耗小、保密性能好、誤碼率低、不受雷電和電磁干擾。缺點是分接和安裝困難、安裝和測試工具都非常昂貴。482.3.1 光纖的結構和通信原理光纖在結構上和同軸電纜相似，只是沒有網(wǎng)狀屏蔽層。其通信的中心是光傳播的玻璃芯，玻璃芯外面包圍著一層折射率比芯低的玻璃封套。 光纖通常被扎成束

24、，外面有外殼保護，稱為光纜，如圖2-12所示。492.3.2 多模光纖和單模光纖光纖的類型由模材料(玻璃式塑料纖維)芯和外層尺寸決定，芯的尺寸大小決定光的傳輸質(zhì)量。根據(jù)光在光纖中的傳播方式，可將光纖分為兩種類型：多模光纖和單模光纖。其中的模是指以一定角度進入光線的一束光。常用的光纜類型如表2-2所示。芯 徑外層尺寸模8.310m125m單模50m125m多模62.5m125m多模85m125m多模100m140m多模502.3.2 多模光纖和單模光纖單模光纖：芯徑小于10m。光直線傳播，頻率單一，如圖2-14所示。多模光纖：芯徑在50m以上。光波浪形傳播，頻率多樣，如圖2-14所示。512.3

25、.2 多模光纖和單模光纖單模光纖和多模光纖的特性比較如表2-3所示。單 模多 模用于高速率，長距離用于低速率，短距離成本高成本低窄芯線，需要激光源寬芯線，聚光好耗散極小，高效耗散較大無線通信衛(wèi)星微波紅外激光532.4 網(wǎng) 卡網(wǎng)卡(Network Interface Card，NIC)又稱網(wǎng)絡適配器或網(wǎng)絡接口卡，用以連接計算機和網(wǎng)絡，是組建局域網(wǎng)不可缺少的基本配件，網(wǎng)卡一方面負責接收網(wǎng)絡中傳過來的數(shù)據(jù)包，解包后，將數(shù)據(jù)通過主板的總線傳輸給計算機；另一方面負責將本地計算機上的數(shù)據(jù)包傳輸給網(wǎng)絡。網(wǎng)絡接口卡（網(wǎng)卡）是連接主機與網(wǎng)絡的基本設備每臺主機都應配置一個或多個網(wǎng)卡每個網(wǎng)卡都有一個或多個網(wǎng)絡接口不

26、能獨立工作，必須依賴于宿主主機連接不同的局域網(wǎng)需要使用不同的網(wǎng)卡以太網(wǎng)卡令牌環(huán)網(wǎng)卡FDDI網(wǎng)卡ATM網(wǎng)卡網(wǎng)絡適配器網(wǎng)卡的功能數(shù)據(jù)緩存匹配主機數(shù)據(jù)處理速率與網(wǎng)絡的傳輸速率封裝/解封裝加上控制字段以幀為單位進行傳輸卸下控制字段介質(zhì)訪問控制CSMA/CD、Token Passing串/并轉(zhuǎn)換將主機的并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成串行位流數(shù)據(jù)編碼/解碼轉(zhuǎn)換為適合網(wǎng)絡介質(zhì)傳輸?shù)男盘栃问綌?shù)據(jù)發(fā)送/接收典型的網(wǎng)絡接口卡的組成部分接口控制電路數(shù)據(jù)緩沖器數(shù)據(jù)鏈路控制器編碼解碼電路內(nèi)收發(fā)器介質(zhì)接口裝置網(wǎng)卡作為一種I/O接口卡接口方式集成到主板上插在主板數(shù)據(jù)總線的擴展槽上通過USB方式連接制成PCMIC接口。 發(fā)送數(shù)據(jù)時,計算機把

27、要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)并行寫到網(wǎng)卡的緩存,網(wǎng)卡對要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進編碼(10M以太網(wǎng)使用曼切斯特碼,100M以太網(wǎng)使用差分曼切斯特碼),串行發(fā)到傳輸介質(zhì)上.接收數(shù)據(jù)時,則相反。 對于網(wǎng)卡而言，每塊網(wǎng)卡都有一個唯一的網(wǎng)絡節(jié)點地址，它是網(wǎng)卡生產(chǎn)廠家在生產(chǎn)時燒入ROM（只讀存儲芯片）中的，我們把它叫做MAC地址（物理地址），且保證絕對不會重復。 網(wǎng)卡的主要工作原理:58網(wǎng)卡的選擇網(wǎng)卡作為局域網(wǎng)組建的基本配件，對于整個網(wǎng)絡的性能起著決定性作用。在選擇網(wǎng)卡時應該綜合考慮網(wǎng)絡類型、傳輸介質(zhì)類型、網(wǎng)絡帶寬及網(wǎng)卡的品牌、質(zhì)量等。1. 網(wǎng)卡的傳輸速率與接口類型2. 網(wǎng)卡的用途根據(jù)工作對象的不同，網(wǎng)卡可以分為服務器網(wǎng)卡和普通工

28、作站網(wǎng)卡。 592.4.3 網(wǎng)卡的安裝網(wǎng)卡的安裝步驟主要分為兩步：硬件安裝和網(wǎng)卡驅(qū)動程序安裝。下面以PCI網(wǎng)卡為例介紹網(wǎng)卡的安裝過程。(1) 關閉計算機并切斷電源，打開機箱蓋。(2) 在主板上選擇一個未使用的PCI插槽，卸去該插槽后面對應的擋板。(3) 用手輕握網(wǎng)卡兩端，垂直對準主板上的PCI插槽，向下輕壓到位后，再用螺釘固定即完成了網(wǎng)卡的安裝。壓的過程中要稍用些力，直到網(wǎng)卡的引腳全部壓入插槽中為止，同時，兩手的用力要均勻，不能出現(xiàn)一端壓入，而另一端翹起的現(xiàn)象。(4) 安裝完成后，蓋上機箱并緊固機箱螺釘。(5) 打開計算機，安裝網(wǎng)卡驅(qū)動程序。網(wǎng)卡的分類(cont.)按傳輸帶寬分類 10Mbps

29、100Mbps10M100Mbps（自適應）1000Mbps按的應用范圍分類服務器專用：PC機筆記本網(wǎng)絡打印機繪圖儀網(wǎng)卡網(wǎng)卡接口類型連接接口RJ45（雙絞線）T型頭（BNC）（細纜）T型頭（AUI）（粗纜）TP-2合一網(wǎng)卡（BNC+AUI）IPC-2合一網(wǎng)卡（RJ45+BNC）Combo-3合一網(wǎng)卡（ RJ45+BNC +AUI）支持的接口類型網(wǎng)卡的最大傳輸速度網(wǎng)卡支持的總線類型網(wǎng)卡的兼容性和相關技術網(wǎng)卡的生產(chǎn)商網(wǎng)卡的選購網(wǎng)絡連接硬件設備物理層設備中繼器集線器數(shù)據(jù)鏈路層設備網(wǎng)橋交換機網(wǎng)絡層設備路由器網(wǎng)關642.5 集 線 器早期的局域網(wǎng)都是總線型的，通過一條總線電纜將整個辦公室甚至整棟樓的計算

30、機連接起來。這種網(wǎng)絡的主要缺點是線纜價格昂貴，布線困難，網(wǎng)絡擴展和管理不方便，可靠性較差，為了解決這些問題，人們借鑒中繼器的原理研制了集線器，它將所有計算機通過一些集中的端口連接在一起，這樣網(wǎng)絡的擴展和管理就方便了很多。集線器實際上是對總線電纜的一種濃縮，將總線電纜縮成集線器的內(nèi)部總線并模塊化，通過端口向外提供多個連接，只需要利用標準的接頭直接將電纜插接在集線器的端口上即可。652.5.1 集線器的工作原理集線器是星型拓撲結構網(wǎng)絡的中心網(wǎng)絡設備，圖2-19所示為8個端口的集線器，共連接了8臺計算機，集線器會對連接的計算機之間進行信號的轉(zhuǎn)發(fā)傳遞。 具體的通信過程是：當計算機1要發(fā)送一條信息給計算

31、機8，計算機1的網(wǎng)卡將信息通過雙絞線送到集線器上，但是集線器不會直接將信息送給計算機8，而是將信息進行“廣播”，將信息同時發(fā)送給8個端口，8個端口上的計算機接收到這條廣播信息時，會對信息進行檢查，如果發(fā)現(xiàn)該信息是發(fā)給自己的則接收，否則不予理睬。 662.5.2 集線器的特點1. 共享帶寬集線器的帶寬是指它通信時能夠達到的最大速度。目前市面上用于中、小型局域網(wǎng)的集線器主要有10Mb/s、10/100Mb/s自適應和100Mb/s 3種。2. 半雙工由于集線器采取“廣播”的方式傳輸信息，因此集線器傳送數(shù)據(jù)時只能工作在半雙工狀態(tài)下，比如計算機1與計算機8需要相互傳送一些數(shù)據(jù)，當計算機1在發(fā)送數(shù)據(jù)時，

32、計算機8只能接收計算機1發(fā)過來的數(shù)據(jù)，等計算機1停止發(fā)送并做好了接收準備，它才能將自己的信息發(fā)送給計算機1或其他計算機。672.5.3 集線器的選擇1. 帶寬2. 擴展需求3. 支持網(wǎng)管功能4. 接口類型5. 品牌和價格682.5.4 集線器的連接集線器的連接比較簡單，基本上不用配置，但為了使集線器滿足大型網(wǎng)絡對端口數(shù)量的要求，一般在較大型網(wǎng)絡中采用堆疊和級聯(lián)方式來解決。1. 堆疊2. 級聯(lián)端口數(shù)：8，12，16，24集線器的類型：按結構形式劃分獨立式（Stand alone） 固定端口配置，擴充時用級連的方法。堆疊式（Stackable） 固定配置，用堆疊方法進行擴充堆疊連接在一起的HUB在

33、邏輯相當于一臺單獨的HUB，可統(tǒng)一管理。模塊化（Module） 又稱機箱式，由一臺帶有底板、電源的機箱和若干塊多端口的接口卡（線卡）組成?？伸`活按需配置，通過插入不同的插卡滿足需求（如插入交換卡、路由卡、加密卡等）。以集線器為核心的網(wǎng)絡的特點所有主機共享帶寬無法限制沖突和廣播適用于小型網(wǎng)絡集線器的類型：按是否可管理劃分智能HUB允許用網(wǎng)管軟件對其進行管理的集線器，它內(nèi)部包含有CPU等智能控制部件。在需要進行網(wǎng)絡管理的中大型網(wǎng)絡系統(tǒng)中，一般都要求使用智能集線器。非智能（普通） HUB不能用網(wǎng)管軟件進行管理的集線器。小型網(wǎng)絡為降低成本，一般使用普通集線器。集線器的類型：按速度劃分傳統(tǒng)集線器傳輸速度

34、為10Mb/s（10Base-T網(wǎng)絡）快速以太網(wǎng)集線器傳輸速度為100Mb/s （100Base-T網(wǎng)絡）10/100M自適應集線器傳輸速度自適應內(nèi)部有兩個網(wǎng)段：10M和100M，集線器根據(jù)連接速度將主機連接到不同網(wǎng)段上。網(wǎng)段之間用交換方式連接。保護投資，便于升級 732.6 交 換 機2.6.1 交換機的主要功能交換機是一種基于MAC地址識別，能完成封裝轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包功能的網(wǎng)絡設備。它可以識別數(shù)據(jù)包中的MAC地址信息，并將其存放在內(nèi)部的MAC地址表中。交換機通過查看數(shù)據(jù)包頭部的MAC地址信息，可以直接將數(shù)據(jù)包發(fā)往其目標端口，而不是向所有端口轉(zhuǎn)發(fā)。另外，一些交換機也可以把網(wǎng)絡“分段”，通過對照地址

35、表，交換機只允許必要的網(wǎng)絡流量通過交換機。通過交換機的過濾和轉(zhuǎn)發(fā)，可以有效地隔離廣播風暴，減少誤包和錯包的出現(xiàn)，避免共享沖突。交換機的主要功能包括物理編址、網(wǎng)絡拓撲結構、錯誤校驗、幀序列及流量控制。目前一些高檔交換機還具備一些芯的功能，如對VLAN(虛擬局域網(wǎng))的支持、對鏈路匯聚的支持，有的甚至還具有防火墻和路由的功能。使用網(wǎng)絡交換機的好處分割沖突（碰撞）域減少了沖突；允許建立多個連接提高了網(wǎng)絡總體帶寬；減少每個網(wǎng)段中的站點數(shù)提高了站點平均擁有帶寬；允許全雙工連接提高帶寬；能夠連接不同速度的網(wǎng)段。存儲轉(zhuǎn)發(fā)（Store and forward）整個幀完整接收后，對幀進行差錯檢驗，然后再進行轉(zhuǎn)發(fā)操

36、作。優(yōu)點：進行差錯校驗，錯誤不會擴散到目的網(wǎng)段。缺點：延遲比較大。直通轉(zhuǎn)發(fā)（Cut-through）只要收到幀的前6個字節(jié)（目的MAC地址），就開始進行轉(zhuǎn)發(fā)操作。優(yōu)點：交換延遲小。缺點：無法進行差錯校驗，幀錯誤會擴散到目的網(wǎng)段。無碎片直通轉(zhuǎn)發(fā)（Fragment free cut-through）接收到一幀的前64字節(jié)后，再進行轉(zhuǎn)發(fā)操作。小于64字節(jié)的幀不轉(zhuǎn)發(fā)。幀出錯的主要原因是沖突，而以太網(wǎng)的幀至少為64B，64字節(jié)的幀必然是沖突造成的幀碎片（錯誤幀）。優(yōu)點：交換速度較快，并且降低了錯誤幀轉(zhuǎn)發(fā)的概率缺點：長度大于64字節(jié)的錯誤幀仍會轉(zhuǎn)發(fā)，轉(zhuǎn)發(fā)延時大于直通轉(zhuǎn)發(fā)。交換機的三種轉(zhuǎn)發(fā)方式762.6.2

37、 交換機與集線器的區(qū)別從兩者的工作原理來看，交換機和集線器是有很大差別的。首先，從OSI體系結構來看，集線器屬于OSI的第一層物理層設備，而交換機屬于OSI的第二層數(shù)據(jù)鏈路層或者更高層設備。其次，從工作方式來看，集線器采用的是廣播方式，在共享網(wǎng)段內(nèi)每次只能傳送一個數(shù)據(jù)幀，多個節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)幀就會出現(xiàn)沖突，很容易產(chǎn)生“廣播風暴”，當網(wǎng)絡規(guī)模較大時性能會受到很大的影響。 另外，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

38、的工作，同時交換機不但可以工作在半雙工模式下且可以工作在全雙工模式下。772.6.3 交換機的特點1. 獨享帶寬由于交換機能夠智能化地根據(jù)地址信息將數(shù)據(jù)快速送到目的地，因此它不會像集線器那樣在傳輸數(shù)據(jù)時“打擾”那些非收信人，這樣交換機在同一時刻可進行多個端口組之間的數(shù)據(jù)傳輸。每個端口都可視為獨立的網(wǎng)段，相互通信的雙方獨自享有全部的帶寬，無須同其他設備競爭使用。比如說，當A主機向D主機發(fā)送數(shù)據(jù)時，B主機可同時向C主機發(fā)送數(shù)據(jù)，而且這兩個傳輸都享有網(wǎng)絡的全部帶寬假設此時它們使用的是100Mb/s的交換機，那么該交換機此時的總流通量就等于2100Mb/s=200Mb/s。2. 全雙工當交換機上的兩個

39、端口在通信時，由于它們之間的通道是相對獨立的，可以實現(xiàn)全雙工通信。782.6.4 交換機的選擇選擇交換機時，主要根據(jù)網(wǎng)絡的實際需要來選擇；同時注意交換機的各項性能指標，如端口類型、交換方式、背板帶寬、網(wǎng)管功能等；對于規(guī)模較大的一些網(wǎng)絡，由于需要更多的交換機，產(chǎn)品的價格和售后服務也是要考慮的因素。1. 端口數(shù)量2. 交換速度3. 交換方式以網(wǎng)絡類型分類 以太網(wǎng)交換機令牌環(huán)交換機FDDI交換機快速以太網(wǎng)交換機依據(jù)應用規(guī)模 工作組交換機支持100個以內(nèi)的節(jié)點部門級交換機支持100200個節(jié)點企業(yè)級交換機支持300500個節(jié)點 依據(jù)管理方式可網(wǎng)管的交換機支持SNMP協(xié)議可分配IP地址可通相關的軟件進行

40、遠程管理非網(wǎng)管的交換機 不可分配IP地址可通過串口或打印口進行簡單的網(wǎng)管822.7 路 由 器使用集線器和交換機，用戶已經(jīng)可以組建局域網(wǎng)了。但是當機器的數(shù)量達到一定數(shù)目時，問題也就來了：對于用集線器構成的局域網(wǎng)而言，由于采用“廣播”工作模式，當網(wǎng)絡規(guī)模較大時，信息在傳輸過程中出現(xiàn)碰撞、堵塞的情況越來越嚴重，即使是交換機，這種情況也同樣存在。路由器是一種連接多個網(wǎng)絡或網(wǎng)段的網(wǎng)絡設備，它能將不同網(wǎng)絡或網(wǎng)段之間的數(shù)據(jù)信息進行“翻譯”，以使它們能夠相互“讀”懂對方的數(shù)據(jù)，從而構成一個更大的網(wǎng)絡。路由器的工作原理 路由器將數(shù)據(jù)幀“封裝”到含有路由和傳送信息的數(shù)據(jù)包中，在公共數(shù)據(jù)網(wǎng)中傳送。當路由器收到一個

41、數(shù)據(jù)包后，讀出其中的源和目標網(wǎng)絡地址，然后根據(jù)路由表中的信息，利用復雜的路由算法，為數(shù)據(jù)包選擇合適的路由并轉(zhuǎn)發(fā)該數(shù)據(jù)包。數(shù)據(jù)包到達目標節(jié)點前的路由器后，分解為數(shù)據(jù)鏈路層所認識的數(shù)據(jù)幀，并把它傳送到目標節(jié)點。路由器的主要功能IP數(shù)據(jù)報的轉(zhuǎn)發(fā)（分組轉(zhuǎn)發(fā)）提供最佳路徑，將不同硬件技術的網(wǎng)絡互聯(lián)起來。必要時進行分組格式和分組長度的轉(zhuǎn)換。子網(wǎng)隔離，抑制廣播風暴路由器的每一端口都是一個單獨的子網(wǎng)。維護路由表并與其它路由器交換路由表信息IP數(shù)據(jù)報的差錯處理及簡單的擁塞控制實現(xiàn)對IP數(shù)據(jù)報的過濾和記賬提供經(jīng)濟合理的WAN接入使用Route后，形形色色的通信子網(wǎng)融為一體，形成了一個更大范圍的網(wǎng)絡，從宏觀的角度出

42、發(fā),可以認為通信子網(wǎng)實際上是由路由器組成的網(wǎng)絡，路由器之間的通信則通過各種通信子網(wǎng)的通信能力予以實現(xiàn)。路由器的路由選擇過程采用存儲轉(zhuǎn)發(fā)的方法：接收并緩存IP數(shù)據(jù)分組；提取分組中的目的主機的IP地址；計算目的主機所在的網(wǎng)絡地址；用目的網(wǎng)絡地址查找路由表決定轉(zhuǎn)發(fā)路徑：如果目的網(wǎng)絡地址就是與輸入接口連接的網(wǎng)絡，則丟棄；如果目的網(wǎng)絡地址就是與輸出接口連接的網(wǎng)絡，則直接遞交；如果找到匹配項，則通過對應接口轉(zhuǎn)發(fā)出去；如果有默認路徑，則通過與默認路徑對應的接口轉(zhuǎn)發(fā)出去；未查到，丟棄該分組。路由器的優(yōu)缺點優(yōu)點限制了沖突域；可以用于LAN 或WAN的環(huán)境；可以連接不同介質(zhì)的網(wǎng)絡和不同體系結構的網(wǎng)絡；可以為分組確

43、定傳輸?shù)淖罴崖窂?；可以過濾廣播信息。缺點昂貴；必須用于可路由協(xié)議網(wǎng)絡；配置復雜；處理速度比橋接器慢。路由器的分類 根據(jù)路由器的性能和所適應的環(huán)境路由器的分類為 低端路由器 中端路由器 高端路由器 按功能將路由器分為 核心層(骨干級)路由器 分發(fā)層(企 業(yè)級)路由器 訪問層(接入級)路由器路由器的作用： 延伸網(wǎng)絡距離、局域網(wǎng)接入Internet、多個局域網(wǎng)之間的遠程連接。路由器的基本組成運行的特殊操作系統(tǒng)的計算機IOS：互聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)路由器的內(nèi)存類型ROM：存放硬件檢測程序、引導程序和IOS的最小子集RAM：存放運行的IOS、配置文件等Flash：存放IOS及微代碼NVRAM：存放路由器配置文件

44、支持的接口類型LANWAN幀中繼892.7.2 路由器與交換機的區(qū)別路由器產(chǎn)生于交換機之后，因此路由器和交換機有一定的聯(lián)系，它們不是完全獨立的兩種設備，路由器主要克服了交換機不能路由轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包的不足?？偟貋碚f，路由器與交換機的主要區(qū)別體現(xiàn)在以下幾個方面。1. 工作層次不一樣2. 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)所依據(jù)的對象不同3. 路由器可以分割廣播域4. 路由器提供防火墻服務路由器與網(wǎng)橋有區(qū)別（1）網(wǎng)橋工作在數(shù)據(jù)鏈路層，而路由器工作在網(wǎng)絡層。（2）網(wǎng)橋分析的是網(wǎng)絡的物理地址，路由器分析的是網(wǎng)絡地址。（3）路由器可以最大限度地阻止網(wǎng)絡風暴，網(wǎng)橋不能。（4）路由器可以進行流量控制，并能對數(shù)據(jù)幀進行重分組。（5）網(wǎng)橋只能

45、經(jīng)過單一的一條路徑傳輸信息，路由器則可以有多條路徑傳遞消息，并能選擇一條最佳路徑912.7.5 路由器的選擇選購路由器應主要從以下幾個方面加以考慮。(1) 實際需求：性能、功能，所支持的協(xié)議等必須滿足要求，不盲目追求品牌。(2) 吞吐量：指路由器對數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā)能力，較高檔的路由器能對較大的數(shù)據(jù)包進行正確快速轉(zhuǎn)發(fā)；而低檔路由器則只能轉(zhuǎn)發(fā)小的數(shù)據(jù)包，對于較大的數(shù)據(jù)包則需要拆分成許多小的數(shù)據(jù)包再進行轉(zhuǎn)發(fā)。(3) 可擴展性：要考慮到未來網(wǎng)絡升級的需要。(4) 服務支持：生產(chǎn)廠家售前售后的服務和支持是保證設備正常使用的重要因素。(5) 可靠性：主要考慮產(chǎn)品的可用性、無故障工作時間和故障恢復時間等指標。(

46、6) 價格：在產(chǎn)品質(zhì)量、服務都能保證的前提下，希望價格較低。(7) 品牌因素：通常情況下，名牌大廠的產(chǎn)品會有更好的質(zhì)量和服務。922.8 其他網(wǎng)絡互聯(lián)設備中繼器 中繼器也稱轉(zhuǎn)發(fā)器或收發(fā)器，Hub也是一種中繼器。物理層互聯(lián)設備可以將傳送過來的二進制位信號進行復制、整形、再生和轉(zhuǎn)發(fā)。 主要用于局域網(wǎng)傳輸距離的延伸，增加節(jié)點數(shù)，以及連接采用不同傳輸介質(zhì)和接口的同構網(wǎng)（如以太網(wǎng)）。 中繼器工作在物理層。中繼器功能：信號整形和放大，在網(wǎng)段之間復制比特流, 以克服信號經(jīng)過較長距離傳輸后引起的衰減.特點：不進行存儲信號延遲小不檢查錯誤會擴散錯誤不對信息進行任何過濾中繼器特性(1) 中繼器僅作用于物理層。(2

47、) 只具有簡單的放大、再生物理信號的功能。(3) 由于中繼器工作在物理層，在網(wǎng)絡之間實現(xiàn)的是物理層連接，因此中繼器只能連接相同的局域網(wǎng)。(4) 中繼器可以連接相同或不同傳輸介質(zhì)的同類局域網(wǎng)。(5) 中繼器將多個獨立的物理網(wǎng)連接起來，組成一個大的物理網(wǎng)絡。(6) 由于中繼器在物理層實現(xiàn)互聯(lián)，所以它對物理層以上各層協(xié)議完全透明，也就是說，中繼器支持數(shù)據(jù)鏈路及其以上各層的所有協(xié)議。中繼器的優(yōu)點（）過濾通信量。中繼器接收一個子網(wǎng)的報文，只有當報文是發(fā)送給中繼器所連的另一個子網(wǎng)時，中繼器才轉(zhuǎn)發(fā)，否則不轉(zhuǎn)發(fā)。（）擴大了通信距離，但代價是增加了一些存儲轉(zhuǎn)發(fā)延時。（）增加了節(jié)點的最大數(shù)目。（）各個網(wǎng)段可使用不同的通信速率。（）提高了可靠性。當網(wǎng)絡出現(xiàn)故障時，一般只影響個別網(wǎng)段。（）性能得到改善。中繼器的缺點由于中繼器對接收的幀要先存儲后轉(zhuǎn)發(fā)，增加了延時。 當網(wǎng)絡上的負荷很