第2章局域網(wǎng)硬件設(shè)備與操作系統(tǒng)

第2章局域網(wǎng)的硬件設(shè)備與操作系統(tǒng)學(xué)習(xí)目的與要求：組建局域網(wǎng)的主要設(shè)備有通信介質(zhì)、通信設(shè)備、服務(wù)器以及其他配件。網(wǎng)絡(luò)硬件是網(wǎng)絡(luò)中計(jì)算機(jī)間互聯(lián)必不可少的組成部分，組建局域網(wǎng)之前，選擇什么樣的網(wǎng)絡(luò)硬件設(shè)備產(chǎn)品，對(duì)于網(wǎng)絡(luò)的性能和可擴(kuò)展性有著重要的影響，操作系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的靈魂。本章重點(diǎn)是通過(guò)實(shí)踐掌握網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)，如雙絞線、同軸電纜和光纜的使用方法，學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)在不同網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中的制作及網(wǎng)卡的安裝調(diào)試，網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的選擇。本實(shí)訓(xùn)的主要目的是掌握RJ-45連接線的制作。第一頁(yè)，共47頁(yè)。第一頁(yè)，共47頁(yè)。2.1雙絞線網(wǎng)絡(luò)中常見(jiàn)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(shí)。第二頁(yè)，共47頁(yè)。第二頁(yè)，共47頁(yè)。2.1.1雙絞線的結(jié)構(gòu)雙絞線作為一種價(jià)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(yīng)用于水平布線，是當(dāng)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(duì)8芯線放在一個(gè)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(hào)，也可以傳輸模擬信號(hào)，其通信距離從幾公里到十幾公里。對(duì)于模擬信號(hào)傳輸，當(dāng)傳輸距離太長(zhǎng)時(shí)要安裝放大器，以便將衰減的信號(hào)放大到合適的數(shù)值；對(duì)于數(shù)字信號(hào)傳輸則要加中繼器，以將失真的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行整形。第三頁(yè)，共47頁(yè)。第三頁(yè)，共47頁(yè)。2.1.2雙絞線的分類雙絞線可分為屏蔽雙絞線(ShieldedTwistedPair，STP)和非屏蔽雙絞線(UnshieldedTwistedPair，UTP)，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(duì)雙絞線外面有金屬筒纏繞，有的還在幾對(duì)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(hù)性的聚乙烯塑料，如圖2-2所示。第四頁(yè)，共47頁(yè)。第四頁(yè)，共47頁(yè)。2.1.2雙絞線的分類電氣工業(yè)協(xié)會(huì)/電信工業(yè)協(xié)會(huì)(EIA/TIA)按雙絞線電氣特性將其定義為7種型號(hào)，級(jí)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，由4對(duì)雙絞線構(gòu)成一條電纜。(1)1類雙絞線：主要用于電話連接，通常不用于數(shù)據(jù)傳輸。(2)2類雙絞線：通常用在程控交換機(jī)，ISDN和T1/E1數(shù)據(jù)傳輸也可以采用2類電纜，2類線的最高帶寬為1MHz，在局域網(wǎng)中很少使用。(3)3類雙絞線：又稱為聲音級(jí)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(shí)也能運(yùn)行16Mb/s的令牌環(huán)網(wǎng)，目前已從市場(chǎng)上消失。(4)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(yùn)行16Mb/s令牌環(huán)網(wǎng)，目前在布線中已經(jīng)很少使用。(5)5類雙絞線：又稱為數(shù)據(jù)級(jí)電纜，最高傳輸速率100Mb/s，能夠運(yùn)行100Mb/s以太網(wǎng)和FDDI，傳輸距離為100m，目前大量應(yīng)用于很多局域網(wǎng)中。(6)超5類雙絞線：最高傳輸速率可達(dá)155Mb/s，傳輸距離可達(dá)130m，是目前最常見(jiàn)的雙絞線類型。(7)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(yuǎn)的距離，其中6類雙絞線的最高傳輸速率可以達(dá)到1000Mb/s，適用于低成本的高速以太網(wǎng)的骨干電路。第五頁(yè)，共47頁(yè)。第五頁(yè)，共47頁(yè)。2.1.3雙絞線的制作方法雙絞線的制作非常簡(jiǎn)單，就是把雙絞線的4對(duì)8芯網(wǎng)線按一定規(guī)則插入到水晶頭中，這類網(wǎng)絡(luò)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(biāo)準(zhǔn)(1)EIA/TIA接線標(biāo)準(zhǔn)(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(cè)試第六頁(yè)，共47頁(yè)。第六頁(yè)，共47頁(yè)。2.2同軸電纜內(nèi)導(dǎo)體是一根金屬線，外導(dǎo)體是一層圓柱形的金屬導(dǎo)體，一般由細(xì)金屬線編織為網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，內(nèi)、外導(dǎo)體之間有絕緣層，如圖2-11所示。另外，同軸電纜的兩端需要有終結(jié)器(用50或75的電阻連接內(nèi)、外導(dǎo)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1.02～2.54cm。第七頁(yè)，共47頁(yè)。第七頁(yè)，共47頁(yè)。2.2同軸電纜常用的同軸電纜型號(hào)有下列幾種：(1)RG-8或RG-11(50)——粗纜。(2)RG-58AJ或58CU(50)——細(xì)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(fù)用，如有線電視的數(shù)據(jù)傳送，較少用于計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)絡(luò)。第八頁(yè)，共47頁(yè)。第八頁(yè)，共47頁(yè)。2.2.1細(xì)纜細(xì)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(jī)等網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備。以安裝10Base2(細(xì)纜以太網(wǎng))為例，需要遵守下面的物理限制：(1)細(xì)纜兩端必須各加一個(gè)50的終結(jié)器。(2)網(wǎng)端之間的最小距離為0.5m。(3)網(wǎng)絡(luò)的最大長(zhǎng)度小于925m。(4)網(wǎng)段的最大長(zhǎng)度小于185m。(5)每個(gè)網(wǎng)段最大設(shè)備數(shù)為30個(gè)。(6)最大網(wǎng)段數(shù)為5個(gè)網(wǎng)段(可帶4個(gè)中繼器)。第九頁(yè)，共47頁(yè)。第九頁(yè)，共47頁(yè)。2.2.2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(zhǎng)度為500m，每一段的兩端必須各加一個(gè)50的終結(jié)器，每個(gè)工作站必須加一個(gè)AUI收發(fā)器。粗纜的傳輸率為10Mb/s。因?yàn)樾枰狝UI收發(fā)器，組網(wǎng)的成本較高，因此目前使用不多。第十頁(yè)，共47頁(yè)。第十頁(yè)，共47頁(yè)。2.3光纖光纖(光導(dǎo)纖維電纜)，是網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)中性能最好、應(yīng)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(dá)到幾千兆b/s，它的優(yōu)點(diǎn)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(diǎn)是分接和安裝困難、安裝和測(cè)試工具都非常昂貴。第十一頁(yè)，共47頁(yè)。第十一頁(yè)，共47頁(yè)。2.3.1光纖的結(jié)構(gòu)和通信原理光纖在結(jié)構(gòu)上和同軸電纜相似，只是沒(méi)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，外面有外殼保護(hù)，稱為光纜，如圖2-12所示。第十二頁(yè)，共47頁(yè)。第十二頁(yè)，共47頁(yè)。2.3.2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(jìn)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8.3～10m125m單模50m125m多模62.5m125m多模85m125m多模100m140m多模第十三頁(yè)，共47頁(yè)。第十三頁(yè)，共47頁(yè)。2.3.2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。第十四頁(yè)，共47頁(yè)。第十四頁(yè)，共47頁(yè)。2.3.2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(zhǎng)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，高效耗散較大第十五頁(yè)，共47頁(yè)。第十五頁(yè)，共47頁(yè)。2.4網(wǎng)卡網(wǎng)卡(NetworkInterfaceCard，NIC)又稱網(wǎng)絡(luò)適配器或網(wǎng)絡(luò)接口卡，用以連接計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)，是組建局域網(wǎng)不可缺少的基本配件，網(wǎng)卡一方面負(fù)責(zé)接收網(wǎng)絡(luò)中傳過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)包，解包后，將數(shù)據(jù)通過(guò)主板的總線傳輸給計(jì)算機(jī)；另一方面負(fù)責(zé)將本地計(jì)算機(jī)上的數(shù)據(jù)包傳輸給網(wǎng)絡(luò)。第十六頁(yè)，共47頁(yè)。第十六頁(yè)，共47頁(yè)。2.4.1網(wǎng)卡的類型根據(jù)總線接口的不同，可以將網(wǎng)卡分為ISA網(wǎng)卡、PCI網(wǎng)卡、專門(mén)應(yīng)用于筆記本電腦的PCMCIA網(wǎng)卡及USB網(wǎng)卡。其中ISA網(wǎng)卡因其速度緩慢、安裝復(fù)雜等問(wèn)題已經(jīng)退出歷史舞臺(tái)，在此不再詳述。1.PCI網(wǎng)卡2.PCMCIA網(wǎng)卡3.USB網(wǎng)卡第十七頁(yè)，共47頁(yè)。第十七頁(yè)，共47頁(yè)。2.4.2網(wǎng)卡的選擇網(wǎng)卡作為局域網(wǎng)組建的基本配件，對(duì)于整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的性能起著決定性作用。在選擇網(wǎng)卡時(shí)應(yīng)該綜合考慮網(wǎng)絡(luò)類型、傳輸介質(zhì)類型、網(wǎng)絡(luò)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(duì)象的不同，網(wǎng)卡可以分為服務(wù)器網(wǎng)卡和普通工作站網(wǎng)卡。第十八頁(yè)，共47頁(yè)。第十八頁(yè)，共47頁(yè)。2.4.3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(dòng)程序安裝。下面以PCI網(wǎng)卡為例介紹網(wǎng)卡的安裝過(guò)程。(1)關(guān)閉計(jì)算機(jī)并切斷電源，打開(kāi)機(jī)箱蓋。(2)在主板上選擇一個(gè)未使用的PCI插槽，卸去該插槽后面對(duì)應(yīng)的擋板。(3)用手輕握網(wǎng)卡兩端，垂直對(duì)準(zhǔn)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(guò)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(shí)，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(jī)箱并緊固機(jī)箱螺釘。(5)打開(kāi)計(jì)算機(jī)，安裝網(wǎng)卡驅(qū)動(dòng)程序。第十九頁(yè)，共47頁(yè)。第十九頁(yè)，共47頁(yè)。2.5集線器早期的局域網(wǎng)都是總線型的，通過(guò)一條總線電纜將整個(gè)辦公室甚至整棟樓的計(jì)算機(jī)連接起來(lái)。這種網(wǎng)絡(luò)的主要缺點(diǎn)是線纜價(jià)格昂貴，布線困難，網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展和管理不方便，可靠性較差，為了解決這些問(wèn)題，人們借鑒中繼器的原理研制了集線器，它將所有計(jì)算機(jī)通過(guò)一些集中的端口連接在一起，這樣網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)展和管理就方便了很多。集線器實(shí)際上是對(duì)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(guò)端口向外提供多個(gè)連接，只需要利用標(biāo)準(zhǔn)的接頭直接將電纜插接在集線器的端口上即可。第二十頁(yè)，共47頁(yè)。第二十頁(yè)，共47頁(yè)。2.5.1集線器的工作原理集線器是星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的中心網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，圖2-19所示為8個(gè)端口的集線器，共連接了8臺(tái)計(jì)算機(jī)，集線器會(huì)對(duì)連接的計(jì)算機(jī)之間進(jìn)行信號(hào)的轉(zhuǎn)發(fā)傳遞。具體的通信過(guò)程是：當(dāng)計(jì)算機(jī)1要發(fā)送一條信息給計(jì)算機(jī)8，計(jì)算機(jī)1的網(wǎng)卡將信息通過(guò)雙絞線送到集線器上，但是集線器不會(huì)直接將信息送給計(jì)算機(jī)8，而是將信息進(jìn)行“廣播”，將信息同時(shí)發(fā)送給8個(gè)端口，8個(gè)端口上的計(jì)算機(jī)接收到這條廣播信息時(shí)，會(huì)對(duì)信息進(jìn)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。第二十一頁(yè)，共47頁(yè)。第二十一頁(yè)，共47頁(yè)。2.5.2集線器的特點(diǎn)1.共享帶寬集線器的帶寬是指它通信時(shí)能夠達(dá)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(yīng)和100Mb/s3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(shí)只能工作在半雙工狀態(tài)下，比如計(jì)算機(jī)1與計(jì)算機(jī)8需要相互傳送一些數(shù)據(jù)，當(dāng)計(jì)算機(jī)1在發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，計(jì)算機(jī)8只能接收計(jì)算機(jī)1發(fā)過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)，等計(jì)算機(jī)1停止發(fā)送并做好了接收準(zhǔn)備，它才能將自己的信息發(fā)送給計(jì)算機(jī)1或其他計(jì)算機(jī)。第二十二頁(yè)，共47頁(yè)。第二十二頁(yè)，共47頁(yè)。2.5.3集線器的選擇1.帶寬2.擴(kuò)展需求3.支持網(wǎng)管功能4.接口類型5.品牌和價(jià)格第二十三頁(yè)，共47頁(yè)。第二十三頁(yè)，共47頁(yè)。2.5.4集線器的連接集線器的連接比較簡(jiǎn)單，基本上不用配置，但為了使集線器滿足大型網(wǎng)絡(luò)對(duì)端口數(shù)量的要求，一般在較大型網(wǎng)絡(luò)中采用堆疊和級(jí)聯(lián)方式來(lái)解決。1.堆疊2.級(jí)聯(lián)第二十四頁(yè)，共47頁(yè)。第二十四頁(yè)，共47頁(yè)。2.6交換機(jī)2.6.1交換機(jī)的主要功能交換機(jī)是一種基于MAC地址識(shí)別，能完成封裝轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包功能的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。它可以識(shí)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(jī)通過(guò)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(biāo)端口，而不是向所有端口轉(zhuǎn)發(fā)。另外，一些交換機(jī)也可以把網(wǎng)絡(luò)“分段”，通過(guò)對(duì)照地址表，交換機(jī)只允許必要的網(wǎng)絡(luò)流量通過(guò)交換機(jī)。通過(guò)交換機(jī)的過(guò)濾和轉(zhuǎn)發(fā)，可以有效地隔離廣播風(fēng)暴，減少誤包和錯(cuò)包的出現(xiàn)，避免共享沖突。交換機(jī)的主要功能包括物理編址、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、錯(cuò)誤校驗(yàn)、幀序列及流量控制。目前一些高檔交換機(jī)還具備一些芯的功能，如對(duì)VLAN(虛擬局域網(wǎng))的支持、對(duì)鏈路匯聚的支持，有的甚至還具有防火墻和路由的功能。第二十五頁(yè)，共47頁(yè)。第二十五頁(yè)，共47頁(yè)。2.6.2交換機(jī)與集線器的區(qū)別從兩者的工作原理來(lái)看，交換機(jī)和集線器是有很大差別的。首先，從OSI體系結(jié)構(gòu)來(lái)看，集線器屬于OSI的第一層物理層設(shè)備，而交換機(jī)屬于OSI的第二層數(shù)據(jù)鏈路層或者更高層設(shè)備。其次，從工作方式來(lái)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(gè)數(shù)據(jù)幀，多個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)幀就會(huì)出現(xiàn)沖突，很容易產(chǎn)生“廣播風(fēng)暴”，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模較大時(shí)性能會(huì)受到很大的影響。另外，從帶寬來(lái)看，集線器不管有多少個(gè)端口，所有端口都是共享一條帶寬，在同一時(shí)刻只能有兩個(gè)端口傳送數(shù)據(jù)，其他端口只能等待，同時(shí)集線器只能工作在半雙工模式下；而對(duì)于交換機(jī)而言，每個(gè)端口都有一條獨(dú)占的帶寬，當(dāng)兩個(gè)端口工作時(shí)并不影響其他端口的工作，同時(shí)交換機(jī)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。第二十六頁(yè)，共47頁(yè)。第二十六頁(yè)，共47頁(yè)。2.6.3交換機(jī)的特點(diǎn)1.獨(dú)享帶寬由于交換機(jī)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(huì)像集線器那樣在傳輸數(shù)據(jù)時(shí)“打擾”那些非收信人，這樣交換機(jī)在同一時(shí)刻可進(jìn)行多個(gè)端口組之間的數(shù)據(jù)傳輸。每個(gè)端口都可視為獨(dú)立的網(wǎng)段，相互通信的雙方獨(dú)自享有全部的帶寬，無(wú)須同其他設(shè)備競(jìng)爭(zhēng)使用。比如說(shuō)，當(dāng)A主機(jī)向D主機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，B主機(jī)可同時(shí)向C主機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)，而且這兩個(gè)傳輸都享有網(wǎng)絡(luò)的全部帶寬——假設(shè)此時(shí)它們使用的是100Mb/s的交換機(jī)，那么該交換機(jī)此時(shí)的總流通量就等于2×100Mb/s=200Mb/s。2.全雙工當(dāng)交換機(jī)上的兩個(gè)端口在通信時(shí)，由于它們之間的通道是相對(duì)獨(dú)立的，可以實(shí)現(xiàn)全雙工通信。第二十七頁(yè)，共47頁(yè)。第二十七頁(yè)，共47頁(yè)。2.6.4交換機(jī)的選擇選擇交換機(jī)時(shí)，主要根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際需要來(lái)選擇；同時(shí)注意交換機(jī)的各項(xiàng)性能指標(biāo)，如端口類型、交換方式、背板帶寬、網(wǎng)管功能等；對(duì)于規(guī)模較大的一些網(wǎng)絡(luò)，由于需要更多的交換機(jī)，產(chǎn)品的價(jià)格和售后服務(wù)也是要考慮的因素。1.端口數(shù)量2.交換速度3.交換方式第二十八頁(yè)，共47頁(yè)。第二十八頁(yè)，共47頁(yè)。2.7路由器使用集線器和交換機(jī)，用戶已經(jīng)可以組建局域網(wǎng)了。但是當(dāng)機(jī)器的數(shù)量達(dá)到一定數(shù)目時(shí)，問(wèn)題也就來(lái)了：對(duì)于用集線器構(gòu)成的局域網(wǎng)而言，由于采用“廣播”工作模式，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模較大時(shí)，信息在傳輸過(guò)程中出現(xiàn)碰撞、堵塞的情況越來(lái)越嚴(yán)重，即使是交換機(jī)，這種情況也同樣存在。路由器是一種連接多個(gè)網(wǎng)絡(luò)或網(wǎng)段的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，它能將不同網(wǎng)絡(luò)或網(wǎng)段之間的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行“翻譯”，以使它們能夠相互“讀”懂對(duì)方的數(shù)據(jù)，從而構(gòu)成一個(gè)更大的網(wǎng)絡(luò)。第二十九頁(yè)，共47頁(yè)。第二十九頁(yè)，共47頁(yè)。2.7.1路由器的基本功能路由器的基本功能如下。(1)協(xié)議轉(zhuǎn)換：路由器可支持不同網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議的轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)不同網(wǎng)絡(luò)間的互聯(lián)。(2)路由選擇：當(dāng)數(shù)據(jù)分組從互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)到達(dá)路由器時(shí)，路由器能根據(jù)分組的目的地址，按某種路由策略，選擇最佳路由，將分組轉(zhuǎn)發(fā)出去。(3)流量控制：通過(guò)流量控制，避免傳輸數(shù)據(jù)的擁擠和阻塞。(4)過(guò)濾和隔離：路由器可對(duì)網(wǎng)間傳輸?shù)臄?shù)據(jù)分組進(jìn)行過(guò)濾，并隔離廣播風(fēng)暴。(5)分段和組裝：當(dāng)多個(gè)網(wǎng)絡(luò)通過(guò)路由器互聯(lián)時(shí)，各網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)分組的大小可能不同，這就需要路由器對(duì)數(shù)據(jù)分組進(jìn)行分段或重新組裝。(6)網(wǎng)絡(luò)管理：路由器連接多種網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)間信息都要通過(guò)路由器，在這里對(duì)網(wǎng)絡(luò)中的信息流、設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控和管理是比較方便的。第三十頁(yè)，共47頁(yè)。第三十頁(yè)，共47頁(yè)。2.7.2路由器與交換機(jī)的區(qū)別路由器產(chǎn)生于交換機(jī)之后，因此路由器和交換機(jī)有一定的聯(lián)系，它們不是完全獨(dú)立的兩種設(shè)備，路由器主要克服了交換機(jī)不能路由轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包的不足。總地來(lái)說(shuō)，路由器與交換機(jī)的主要區(qū)別體現(xiàn)在以下幾個(gè)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(duì)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(wù)第三十一頁(yè)，共47頁(yè)。第三十一頁(yè)，共47頁(yè)。2.7.3路由器的通信協(xié)議所謂通信協(xié)議是指通信雙方的一種約定，包括對(duì)數(shù)據(jù)格式、同步方式、傳送速度、傳送步驟、檢錯(cuò)糾錯(cuò)方式和控制字符定義等做出統(tǒng)一規(guī)定，通信雙方必須共同遵守，因此也叫通信控制規(guī)程或傳輸控制規(guī)程。路由協(xié)議分為兩個(gè)部分：靜態(tài)路由和動(dòng)態(tài)路由。自治域內(nèi)部采用的路由選擇協(xié)議稱為內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議，常用的有RIP(RoutingInformationProtocol，路由信息協(xié)議)、OSPF(OpenShortestPathFirst，開(kāi)放式最短路優(yōu)先)；外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議主要用于多個(gè)自治域之間的路由選擇，常用的是BGP(BorderGatewayProtocol，邊界網(wǎng)關(guān)協(xié)議)和BGP-4。第三十二頁(yè)，共47頁(yè)。第三十二頁(yè)，共47頁(yè)。2.7.4路由器的主要優(yōu)、缺點(diǎn)路由器雖然屬于高檔的網(wǎng)絡(luò)接入設(shè)備，但與其他設(shè)備一樣，也存在一些優(yōu)、缺點(diǎn)，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。1.優(yōu)點(diǎn)(1)適用于大規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)。(2)復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，負(fù)載共享和最優(yōu)路徑。(3)更好的處理多媒體。(4)安全性高。(5)隔離不需要的通信量。(6)節(jié)省局域網(wǎng)的頻寬。(7)減少主機(jī)負(fù)擔(dān)。2.缺點(diǎn)(1)不支持非路由協(xié)議。(2)安裝復(fù)雜。(3)價(jià)格高。第三十三頁(yè)，共47頁(yè)。第三十三頁(yè)，共47頁(yè)。2.7.5路由器的選擇選購(gòu)路由器應(yīng)主要從以下幾個(gè)方面加以考慮。(1)實(shí)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(duì)數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā)能力，較高檔的路由器能對(duì)較大的數(shù)據(jù)包進(jìn)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(duì)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(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。(3)可擴(kuò)展性：要考慮到未來(lái)網(wǎng)絡(luò)升級(jí)的需要。(4)服務(wù)支持：生產(chǎn)廠家售前售后的服務(wù)和支持是保證設(shè)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(wú)故障工作時(shí)間和故障恢復(fù)時(shí)間等指標(biāo)。(6)價(jià)格：在產(chǎn)品質(zhì)量、服務(wù)都能保證的前提下，希望價(jià)格較低。(7)品牌因素：通常情況下，名牌大廠的產(chǎn)品會(huì)有更好的質(zhì)量和服務(wù)。第三十四頁(yè)，共47頁(yè)。第三十四頁(yè)，共47頁(yè)。2.8其他網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備2.8.1中繼器中繼器(Repeater，RP)是連接網(wǎng)絡(luò)線路的一種裝置，常用于兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間物理信號(hào)的雙向轉(zhuǎn)發(fā)工作。中繼器是最簡(jiǎn)單的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備，工作在OSI的最底層，主要完成物理層的功能，負(fù)責(zé)在兩個(gè)節(jié)點(diǎn)的物理層上按位傳遞信息，完成信號(hào)的復(fù)制、調(diào)整和放大功能，以此來(lái)延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)的長(zhǎng)度。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。集線器就是一種特殊的中繼器，它與中繼器的區(qū)別在于集線器能夠提供多個(gè)端口服務(wù)，所以集線器也被稱為多口中繼器。第三十五頁(yè)，共47頁(yè)。第三十五頁(yè)，共47頁(yè)。2.8.2網(wǎng)關(guān)網(wǎng)關(guān)(Gateway)是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中負(fù)責(zé)不同協(xié)議間轉(zhuǎn)換使用軟件或硬件設(shè)備，它可以將具有不同體系結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)連接在一起。在OSI模型中，網(wǎng)關(guān)屬于最高層(應(yīng)用層)的設(shè)備。網(wǎng)關(guān)將不同的協(xié)議進(jìn)行轉(zhuǎn)換，將數(shù)據(jù)按照目標(biāo)協(xié)議的要求重新分組，以便在兩個(gè)不同類型的網(wǎng)絡(luò)之間進(jìn)行通信。TCP/IP協(xié)議中的網(wǎng)關(guān)是最常用的，在這里所講的“網(wǎng)關(guān)”均指TCP/IP協(xié)議下的網(wǎng)關(guān)。如果網(wǎng)絡(luò)A中的主機(jī)發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)包的目的主機(jī)不在本地網(wǎng)絡(luò)中，就把數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)給它自己的網(wǎng)關(guān)，再由網(wǎng)關(guān)轉(zhuǎn)發(fā)給網(wǎng)絡(luò)B的網(wǎng)關(guān)，網(wǎng)絡(luò)B的網(wǎng)關(guān)再轉(zhuǎn)發(fā)給網(wǎng)絡(luò)B的某個(gè)主機(jī)，如圖2-23所示。網(wǎng)絡(luò)B向網(wǎng)絡(luò)A轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包的過(guò)程也是如此。第三十六頁(yè)，共47頁(yè)。第三十六頁(yè)，共47頁(yè)。2.8.3網(wǎng)橋網(wǎng)橋(Bridge)也稱橋接器，是將一個(gè)網(wǎng)段與另一個(gè)網(wǎng)段連接起來(lái)的中間設(shè)備，用它可以完成具有相同或相似體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的連接，并將網(wǎng)絡(luò)范圍擴(kuò)大到原來(lái)的幾倍。一般情況下，被連接的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)都具有相同的邏輯鏈路控制規(guī)程(LLC)，但介質(zhì)訪問(wèn)控制協(xié)議(MAC)可以不同。網(wǎng)橋是數(shù)據(jù)鏈路層的連接設(shè)備，準(zhǔn)確地說(shuō)它工作在MAC子層上。網(wǎng)橋在兩個(gè)局域網(wǎng)的數(shù)據(jù)鏈路層(DDL)間按幀傳送信息。網(wǎng)橋是為各種局域網(wǎng)存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)而設(shè)計(jì)的，它對(duì)末端節(jié)點(diǎn)用戶是透明的，末端節(jié)點(diǎn)在其報(bào)文通過(guò)網(wǎng)橋時(shí)，并不知道網(wǎng)橋的存在。網(wǎng)橋可以將相同或不相同的局域網(wǎng)連在一起，組成一個(gè)擴(kuò)展的局域網(wǎng)絡(luò)。第三十七頁(yè)，共47頁(yè)。第三十七頁(yè)，共47頁(yè)。2.9局域網(wǎng)操作系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的核心是網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)，用來(lái)管理網(wǎng)絡(luò)資源和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，控制網(wǎng)絡(luò)并提供人機(jī)交互的作用。網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)操作系統(tǒng)的所有功能，并且能夠?qū)W(wǎng)絡(luò)中資源進(jìn)行管理和共享。目前較為常見(jiàn)的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)主要包括UNIX操作系統(tǒng)、Linux操作系統(tǒng)、Novell公司NetWare操作系統(tǒng)以及微軟公司的WindowsNT/2000/2003/2008等操作系統(tǒng)。作為幾大網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)，它們有共同點(diǎn)同時(shí)也各具特色，被廣泛地應(yīng)用于各類網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，并都占有一定的市場(chǎng)份額。網(wǎng)絡(luò)建設(shè)者和網(wǎng)絡(luò)管理員應(yīng)該熟悉這幾種網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的特性及其優(yōu)缺點(diǎn)，應(yīng)根據(jù)應(yīng)用目的、具體的應(yīng)用情況來(lái)選擇合適的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)。下面對(duì)這幾種網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)分別做一介紹。第三十八頁(yè)，共47頁(yè)。第三十八頁(yè)，共47頁(yè)。2.9.1UNIX操作系統(tǒng)UNIX操作系統(tǒng)是美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室開(kāi)發(fā)的一種多用戶、多任務(wù)的通用操作系統(tǒng)，支持大型的文件系統(tǒng)服務(wù)、數(shù)據(jù)服務(wù)等應(yīng)用。UNIX操作系統(tǒng)是目前功能最強(qiáng)、安全性和穩(wěn)定性最高的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)，能滿足各行各業(yè)實(shí)際應(yīng)用的需求，受到廣大用戶的歡迎，成為重要的企業(yè)級(jí)操作平臺(tái)。UNIX操作系統(tǒng)最初是由AT&T和SCO兩家公司共同推出，由于其系統(tǒng)的高穩(wěn)定性和安全性，且對(duì)大型文件系統(tǒng)、大型數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的支持，使得在服務(wù)器領(lǐng)域有卓越硬件開(kāi)發(fā)功力的SUN和IBM兩家公司也忍不住誘惑，加入其中，借助其服務(wù)器硬件市場(chǎng)推動(dòng)了操作系統(tǒng)的發(fā)展。第三十九頁(yè)，共47頁(yè)。第三十九頁(yè)，共47頁(yè)。2.9.1UNIX操作系統(tǒng)UNIX操作系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)：可移植性強(qiáng)，可以在不同類型的計(jì)算機(jī)上運(yùn)行。系統(tǒng)安全性與穩(wěn)定性好，能夠支持大型文件系統(tǒng)與數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。對(duì)系統(tǒng)應(yīng)用軟件的支持比較完善。UNIX操作系統(tǒng)的缺點(diǎn)：由于其多數(shù)是以命令方式來(lái)進(jìn)行操作的，不容易掌握，特別是初級(jí)用戶，正因如此，小型局域網(wǎng)基本不使用UNIX作為網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)，UNIX一般用于大型的網(wǎng)站或大型的局域網(wǎng)中。第四十頁(yè)，共47頁(yè)。第四十頁(yè)，共47頁(yè)。2.9.2Netware操作系統(tǒng)NovellNetware操作系統(tǒng)是基于服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)，要求網(wǎng)絡(luò)中必須有一臺(tái)專門(mén)的服務(wù)器，由于其對(duì)當(dāng)時(shí)主流操作系統(tǒng)DOS命令的兼容，且對(duì)基礎(chǔ)設(shè)備要求低，可以方便地實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)連接與支持，具有對(duì)無(wú)盤(pán)工作站的優(yōu)化組建、支持更多應(yīng)用軟件的優(yōu)勢(shì)，在早期的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中Netware操作系統(tǒng)應(yīng)用比較普遍。但是不友好的交互方式還是阻礙其發(fā)展，目前只有在金融等需要無(wú)盤(pán)工作站的特定行業(yè)以及設(shè)備成本預(yù)算比較小的教育部門(mén)、小型企業(yè)等還有一定的使用。第四十一頁(yè)，共47頁(yè)。第四十一頁(yè)，共47頁(yè)。2.9.2Netware操作系統(tǒng)Netware操作系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)：支持多處理器和大容量的物理內(nèi)存管理。操作相對(duì)方便，對(duì)設(shè)備的要求很低，對(duì)于網(wǎng)絡(luò)的組建具有先天的優(yōu)勢(shì)，相對(duì)DOS能夠支持更多的應(yīng)用，能夠支持金融等行業(yè)所需的無(wú)盤(pán)工作站，同時(shí)節(jié)省成本。Netware操作系統(tǒng)的缺點(diǎn)：操作大部分依靠手工輸入命令來(lái)實(shí)現(xiàn)，人性化顯得比較薄弱；對(duì)于硬盤(pán)的識(shí)別最大只能達(dá)到1GB，無(wú)法滿足大容量服務(wù)器的需求；各版本的升級(jí)沒(méi)有深層次的技術(shù)革新。第四十二頁(yè)，共47頁(yè)。第四十二頁(yè)，共47頁(yè)。2.9.3Windows操作系統(tǒng)Windows系列操作系統(tǒng)是微軟公司開(kāi)發(fā)的一種界面友好、操作簡(jiǎn)便的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)。Windows操作系統(tǒng)其客戶端操作系統(tǒng)有Windows95/98/me、WindowsWorkstation、Windows2000Professional、WindowsXP和WindowsVista等。Windows操作系統(tǒng)其服務(wù)器端產(chǎn)品包括WindowsNTServer、Windows2000Serv