第6章 局域網(wǎng)基礎(chǔ)知識(shí)及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備

第6章局域網(wǎng)基礎(chǔ)知識(shí)及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備6.1網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)6.2網(wǎng)絡(luò)接口卡6.3集線器6.6以太網(wǎng)交換機(jī)6.5網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備6.6調(diào)制解調(diào)器6.7校園網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備認(rèn)識(shí)6.1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(wú)線傳輸介質(zhì)。傳輸介質(zhì)的特性對(duì)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信質(zhì)量有很大的影響，這些特性是：(1)物理特性，指對(duì)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(hào)發(fā)送還是用數(shù)字信號(hào)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。(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(duì)傳輸數(shù)據(jù)影響的能力。6.1.1雙絞線電纜

1．物理特性雙絞線長(zhǎng)期以來(lái)一直用來(lái)支持語(yǔ)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(duì)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(guò)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(hào)的失真。雙絞線有多種尺寸和形狀，既有只有一對(duì)的用于語(yǔ)音級(jí)的連線，也有含有幾百對(duì)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(duì)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(lèi)型：屏蔽雙絞線(STP)和非屏蔽雙絞線(UTP)。圖6-1雙絞線示意圖

1．物理特性雙絞線長(zhǎng)期以來(lái)一直用來(lái)支持語(yǔ)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(duì)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(guò)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(hào)的失真。雙絞線有多種尺寸和形狀，既有只有一對(duì)的用于語(yǔ)音級(jí)的連線，也有含有幾百對(duì)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(duì)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(lèi)型：屏蔽雙絞線(STP)和非屏蔽雙絞線(UTP)。(1)屏蔽雙絞線(STP，ShieldedTwistedPair)。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(hào)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(huì)導(dǎo)致信號(hào)自阻礙。(2)非屏蔽雙絞線(UTP，UnshieldedTwistedPair)。非屏蔽雙絞線(UTP)由四對(duì)對(duì)絞的銅線所組成，其外部環(huán)繞一層塑料外皮，沒(méi)有屏蔽層，不具有抗外來(lái)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，我們常見(jiàn)的雙絞線大多是非屏蔽雙絞線。若無(wú)特殊用途，使用非屏蔽雙絞線即可滿(mǎn)足要求。

2．傳輸特性雙絞線的傳輸速率與其類(lèi)型有關(guān)，根據(jù)傳輸特性和目前公認(rèn)的ANSI的EIA/TIACategory標(biāo)準(zhǔn)，雙絞線又可分為五類(lèi)：Category1～5(通?！癈ategory”簡(jiǎn)寫(xiě)成“Cat”)，其中Category1、Category2只適用于低速通信及語(yǔ)音通信；Category3適用于10Mb/s的以太網(wǎng)，最高支持16Mb/s的容量；Category6用于比Category3距離更長(zhǎng)且速度更高的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，可以支持最高20Mb/s的容量；Category5用于高性能的數(shù)據(jù)通信，可以支持高達(dá)100Mb/s的容量，甚至可以支持155Mb/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Category5這種雙絞線(一般在線的外皮上可以看到廠商名稱(chēng)和Category5的字樣)。3．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．地理范圍對(duì)于模擬信號(hào)，大約每5～6km需要一個(gè)放大器。對(duì)于數(shù)字信號(hào)，每2～3km使用一臺(tái)中繼器。雙絞線的最大傳輸距離可達(dá)15km。而用于局域網(wǎng)時(shí)與集線器的最大距離不超過(guò)100m。

5．抗干擾性雙絞線的抗干擾性取決于是否有屏蔽以及線對(duì)的扭曲長(zhǎng)度。6.1.2同軸電纜同軸電纜，也稱(chēng)“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(duì)較長(zhǎng)而無(wú)中繼器的情況下支持高帶寬的通信。但由于存在相對(duì)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(tái)。目前，同軸電纜大都用來(lái)傳輸有線電視信號(hào)。因此，我們?cè)诖藘H作簡(jiǎn)要介紹。

1．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(wú)氧銅桿或銅包鋁線，使用PE塑料高物理發(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(hào)、不同類(lèi)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2．傳輸特性不同類(lèi)型的同軸電纜其帶寬不一樣，根據(jù)其傳輸?shù)男盘?hào)類(lèi)型和方式可以將同軸電纜分為兩大類(lèi)：基帶同軸電纜(也稱(chēng)50Ω同軸電纜)和寬帶同軸電纜(也稱(chēng)75Ω同軸電纜)。基帶同軸電纜一般用于數(shù)字通信中傳輸基帶數(shù)字信號(hào)，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(hào)，它是有線電視系統(tǒng)(CATV)中的標(biāo)準(zhǔn)，其傳輸模擬信號(hào)時(shí)頻率可高達(dá)300～600MHz。在局域網(wǎng)中常用的同軸電纜為RG58(50Ω同軸電纜)。

3．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．地理范圍傳輸基帶信號(hào)的基帶同軸電纜其傳輸距離一般不超過(guò)幾千米，以RG58(50Ω同軸電纜)為例，在10Base2物理層規(guī)范中，同軸電纜以10Mb/s的速度進(jìn)行信號(hào)傳輸時(shí)其距離最大為185m。寬帶同軸電纜最大傳輸距離可達(dá)幾十千米。

5．抗干擾性同軸電纜的抗干擾能力較強(qiáng)。6.1.3光纖電纜光纖電纜是目前網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)中性能最好的一種。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(hào)來(lái)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(duì)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)。圖6-3光纖連接示意圖

1．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。纖芯的折射率比包層高。光纖的纖芯一般為5～100μm不等，而在典型的局域網(wǎng)中通常使用62.5μm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(lèi)別，如圖6-6所示。圖6-6光纖結(jié)構(gòu)示意圖2．傳輸特性當(dāng)光線從高折射率的媒質(zhì)射向低折射率的媒質(zhì)時(shí)，其折射角將大于入射角。如果入射角足夠大，就會(huì)出現(xiàn)全反射，即當(dāng)光線碰到包層時(shí)就會(huì)折射回纖芯。這個(gè)過(guò)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(chēng)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(hào)脈沖脈寬的嚴(yán)重展寬，這種現(xiàn)象稱(chēng)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(zhǎng)，則光纖就像一根波導(dǎo)一樣，使光線一直向前傳播，而不會(huì)發(fā)生多次反射，這樣的光纖稱(chēng)為單模光纖。單模光纖的傳輸性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于多模光纖。圖6-5光纖傳輸示意3．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(lái)構(gòu)成一個(gè)環(huán)路，通過(guò)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．地理范圍光纖的傳輸損耗小，中繼距離長(zhǎng)，它在6～8km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。

5．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10-5～10-6之間；同軸電纜的誤碼率在10-7～10-9之間；光纖的誤碼率一般低于10-10。同時(shí)，由于光纖傳輸無(wú)串音，不易被竊聽(tīng)，因此安全性和保密性都優(yōu)于其它傳輸介質(zhì)。6.1.6無(wú)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(guò)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(wú)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(wú)線傳輸?shù)奈锢韺觼?lái)實(shí)現(xiàn)，這種網(wǎng)絡(luò)稱(chēng)為無(wú)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(wú)線連接產(chǎn)品。1．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(guó)科學(xué)家麥克斯韋于1865年預(yù)言，并且于1887年由德國(guó)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(chēng)為頻率。兩個(gè)相鄰的波峰(或波谷)間的距離稱(chēng)為波長(zhǎng)。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(wú)線通信都是基于這個(gè)原理來(lái)實(shí)現(xiàn)的。電磁波譜如圖6-6所示。圖6-6電磁波譜如圖無(wú)線電波、微波、紅外線和可見(jiàn)光部分都可通過(guò)調(diào)節(jié)振幅、頻率或波的相位來(lái)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(guò)建筑物傳播的性能不好，而且對(duì)生物有害，因此在實(shí)際中很少使用。圖6-6底部列出的頻率是正式的ITU名字，劃分依據(jù)是波長(zhǎng)。LF頻率從1～10km(約30～300kHz)，LF、MF和HF分別是指低、中、高頻。更高的頻段后來(lái)被命名為甚高頻、超高頻、特高頻等。

2．無(wú)線電傳輸無(wú)線電波很容易產(chǎn)生，可以傳播很遠(yuǎn)，很容易穿過(guò)建筑物，因此被廣泛用于通信。不管是室內(nèi)還是室外，無(wú)線電波全方向傳播，也就是說(shuō)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(duì)準(zhǔn)。在VLF、LF、MF波段，無(wú)線電波沿著地面?zhèn)鞑ィ谳^低頻率上可在1000km以外檢測(cè)到，在較高頻率上則檢測(cè)距離要近一些。在這些波段里的無(wú)線電波能容易地穿過(guò)建筑物。用這些波段來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的主要問(wèn)題是它們的帶寬相對(duì)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l00～500km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(hào)可能被多次反射。因此可以利用這個(gè)波段來(lái)進(jìn)行長(zhǎng)距離通話(huà)。

3．微波傳輸把頻率在100MHz以上的電磁波稱(chēng)為微波，微波是沿直線傳播的，因此可以集中于一點(diǎn)，通過(guò)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(duì)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(zhǎng)途電話(huà)通信、蜂窩電話(huà)和其他應(yīng)用當(dāng)中。

6.紅外傳輸無(wú)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(huì)對(duì)其他房間里的系統(tǒng)產(chǎn)生串?dāng)_。正是由于這個(gè)原因，紅外線成為室內(nèi)無(wú)線網(wǎng)的候選對(duì)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(＞10Mb/s)，盡管如此，紅外無(wú)線LAN仍是目前“100Mb/s以上、性能價(jià)格比高的網(wǎng)絡(luò)”惟一可行的選擇。6.2網(wǎng)絡(luò)接口卡6.2.1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(lái)說(shuō)，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(NetworkInterfaceCard)，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(guò)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送出去。網(wǎng)卡的標(biāo)準(zhǔn)是由IEEE來(lái)定義的。網(wǎng)卡工作于開(kāi)放式系統(tǒng)互連OSI(OpenSystemInterface)的最低層，也就是物理層，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(duì)應(yīng)，不能盲目混用。因此，對(duì)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(duì)不會(huì)重復(fù)，這個(gè)地址稱(chēng)為介質(zhì)訪問(wèn)控制地址MAC(MediaAccessControl)。硬件地址以6字節(jié)表示，前三個(gè)字節(jié)表示廠商代號(hào)，后3個(gè)字節(jié)為流水號(hào)。每個(gè)廠商都必須向IEEE登記注冊(cè)，才能獲得合法的、惟一的廠商代號(hào)。6.2.2以太網(wǎng)卡的分類(lèi)我們?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(duì)網(wǎng)卡進(jìn)行分類(lèi)。(1)根據(jù)傳輸速度，網(wǎng)卡可以分為10Mb/s網(wǎng)卡，10/100Mb/s自適應(yīng)網(wǎng)卡，以及千兆(1000Mb/s)網(wǎng)卡等。我們目前常使用的是10Mb/s和10/100Mb/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(duì)于千兆的網(wǎng)卡，目前主要用于高速的服務(wù)器。(2)根據(jù)總線，網(wǎng)卡可分為ISA、VESA、EISA、PCI、USB等接口類(lèi)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11Mb/s，故目前ISA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(chǎng)上很少見(jiàn)且已被淘汰?，F(xiàn)在市場(chǎng)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133Mb/s。PCI網(wǎng)卡主要可分為10Mb/sPCI網(wǎng)卡、10/100Mb/sPCI自適應(yīng)網(wǎng)卡和千兆服務(wù)器網(wǎng)卡三種類(lèi)型。10Mb/sPCI網(wǎng)卡價(jià)格較便宜，被低端用戶(hù)廣泛采用；10/100Mb/sPCI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(hù)接受，10/100Mb/sPCI自適應(yīng)網(wǎng)卡可根據(jù)需要自動(dòng)識(shí)別連接網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的工作頻率，自動(dòng)工作于10Mb/s或100Mb/s的網(wǎng)絡(luò)帶寬下。USB接口網(wǎng)卡是最近幾年才出現(xiàn)的產(chǎn)品，主要是為了滿(mǎn)足沒(méi)有內(nèi)置網(wǎng)卡的筆記本用戶(hù)，它通過(guò)USB接口引出(如圖6-7所示)。圖6-7USB接口網(wǎng)卡(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(lèi)及綜合了這幾種插口類(lèi)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(lèi)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B(niǎo)NC接頭是采用10Base2同軸電纜的接口類(lèi)型，它同帶有螺旋凹槽的同軸電纜上的金屬接頭相連，如T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)浣Y(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(jiàn)，這種接口的網(wǎng)卡連接起來(lái)要求比較嚴(yán)格。圖6-810/100Mb/sRJ65接口網(wǎng)卡(6)根據(jù)需不需網(wǎng)線，網(wǎng)卡可分為有線網(wǎng)卡和無(wú)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(wú)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(hào)功能的IC?，F(xiàn)在無(wú)線網(wǎng)卡的技術(shù)已經(jīng)非常成熟，一些部門(mén)已經(jīng)大力推廣這種無(wú)線網(wǎng)絡(luò)。圖6-9為一種無(wú)線網(wǎng)卡的外形。圖6-9無(wú)線網(wǎng)卡6.2.3網(wǎng)卡的參數(shù)設(shè)置在PC機(jī)上通常會(huì)連接各種輸入、輸出設(shè)備，如鼠標(biāo)、鍵盤(pán)等，我們把這些設(shè)備統(tǒng)稱(chēng)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(qǐng)求信號(hào)，這個(gè)信號(hào)稱(chēng)為“中斷請(qǐng)求信號(hào)”即“IRQ”(InterruptRequest)信號(hào)。該信號(hào)會(huì)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(hào)，同時(shí)根據(jù)這個(gè)編號(hào)也可以設(shè)置不同IRQ的響應(yīng)優(yōu)先級(jí)。當(dāng)有兩個(gè)以上的IRQ同時(shí)請(qǐng)求時(shí)，CPU將首先響應(yīng)優(yōu)先級(jí)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(hào)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(méi)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。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(qǐng)求”(IRQ)設(shè)置、基本I/O端口地址和存儲(chǔ)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(wú)法連續(xù)工作。一般情況下，計(jì)算機(jī)有16個(gè)IRQ號(hào)，這些IRQ號(hào)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(qǐng)求時(shí)，就可向處理器發(fā)出中斷請(qǐng)求信號(hào)。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４鎯?chǔ)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(hào)，可通過(guò)“計(jì)算機(jī)屬性”窗口查看哪些IRQ被設(shè)備占用。對(duì)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(guò)程較為復(fù)雜，需要用跳線或DIP開(kāi)關(guān)設(shè)置，詳細(xì)過(guò)程可以參看網(wǎng)卡使用說(shuō)明書(shū)或用戶(hù)指南。IRQ號(hào)碼設(shè)備00系統(tǒng)計(jì)時(shí)器01鍵盤(pán)02可編程中斷控制器03通信端口2或606通信端口1或305打印機(jī)端口2(LPT2)”或“OPEN”按鈕06軟盤(pán)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(kāi)放OPEN11開(kāi)放OPEN12PS/2端口或OPEN13算術(shù)協(xié)處理器16IDE硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器控制器15IDE硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器控制器或開(kāi)放表6-1IRQ號(hào)與設(shè)備對(duì)應(yīng)表圖6-10網(wǎng)卡參數(shù)圖例

6.2.6網(wǎng)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?，F(xiàn)在常用的操作系統(tǒng)，如Windows98、Windows2000等都帶有龐大的整套驅(qū)動(dòng)程序，以支持常見(jiàn)的硬件。但是這些驅(qū)動(dòng)程序就和操作系統(tǒng)一樣會(huì)過(guò)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(shí)別所有現(xiàn)存的硬件。通常在你購(gòu)買(mǎi)的設(shè)備里面，都會(huì)帶有驅(qū)動(dòng)程序的磁盤(pán)或光盤(pán)。這些驅(qū)動(dòng)程序一般都支持Windows95/98/ME和Windows2000。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)程序來(lái)完全實(shí)現(xiàn)它們的性能和技術(shù)指標(biāo)。網(wǎng)卡也一樣，如果計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)沒(méi)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(pán)或光盤(pán)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(kāi)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(lèi)型來(lái)排列的。如果您選擇一種類(lèi)型，那么對(duì)應(yīng)的設(shè)備就會(huì)顯示出來(lái)(還沒(méi)安裝的設(shè)備通常都會(huì)在最上方，并且有黃色的警告標(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(yè)面(如圖6-11(b)所示)，并且選擇“升級(jí)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。圖6-11網(wǎng)卡驅(qū)動(dòng)程序安裝

6.3集線器集線器(Hub)是網(wǎng)絡(luò)中最重要的互連設(shè)備之一，用來(lái)對(duì)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(lái)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(hào)向所有端口分發(fā)出去，如圖6-12所示。一些集線器在分發(fā)之前將弱信號(hào)重新生成，一些集線器整理信號(hào)的時(shí)序以提供所有端口間的同步數(shù)據(jù)通信。圖6-12集線器示例集線器根據(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10Mb/s、10/100Mb/s、100Mb/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)絡(luò)傳輸介質(zhì)，一般集線器應(yīng)具有BNC和RJ65兩個(gè)接口或BNC、RJ65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。6.3.1集線器工作原理

1．被動(dòng)集線器顧名思義，被動(dòng)集線器是相對(duì)靜止的。它們沒(méi)有專(zhuān)門(mén)的動(dòng)作來(lái)提高網(wǎng)絡(luò)性能，也不能幫你檢測(cè)硬件錯(cuò)誤或性能瓶頸，它們只是簡(jiǎn)單地從一個(gè)端口接收數(shù)據(jù)并通過(guò)所有端口分發(fā)，這是集線器可以做的最簡(jiǎn)單的事情。如果被動(dòng)集線器的總帶寬為10Mb/s，假如我們共連接了6臺(tái)工作站，當(dāng)這6臺(tái)工作站同時(shí)上網(wǎng)時(shí)，每臺(tái)工作站的平均帶寬將僅為10/6Mb/s即2.5Mb/s。被動(dòng)集線器是星型拓?fù)湟蕴W(wǎng)的入門(mén)級(jí)設(shè)備。被動(dòng)集線器通常有一個(gè)10Base2端口和一些RJ65接頭。這個(gè)10Base2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。

2．主動(dòng)集線器主動(dòng)集線器本身含有對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大的電子部件，即具有信號(hào)再生功能。信號(hào)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(chǔ)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。如果信號(hào)比較弱但仍然可讀，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(hào)不夠強(qiáng)，使得被動(dòng)集線器無(wú)法識(shí)別，那么主動(dòng)集線器的信號(hào)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。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(guò)在單個(gè)端口重發(fā)分組來(lái)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)椴恍枰貜?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(jiǎn)單的被動(dòng)集線器貴，可以配以多個(gè)、多種端口。

3．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(hù)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(wèn)題，可以很容易地進(jìn)行識(shí)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10Mb/s、16Mb/s和100Mb/s的速率。6.3.2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(tái)電腦間最多不能超過(guò)5段線(集線器到集線器、集線器到電腦間的連接線纜)、6臺(tái)集線器，并且只能有3臺(tái)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(jí)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(méi)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(huì)不斷地重復(fù)發(fā)送數(shù)據(jù)，而對(duì)方卻永遠(yuǎn)無(wú)法收到。數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)中的傳輸延遲，一方面受網(wǎng)線長(zhǎng)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(duì)電纜的傳輸距離有限制，而且對(duì)集線器的數(shù)量也有限制。圖6-1310BaseT網(wǎng)絡(luò)所允許的最大拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)以及所能級(jí)聯(lián)的集線器層數(shù)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(guò)多而造成的傳輸效率的低下。單純提高集線器傳輸速率的方式只適用于用戶(hù)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(lái)升級(jí)網(wǎng)絡(luò)，如圖6-16所示。圖6-16采用交換機(jī)的組網(wǎng)方案如果對(duì)網(wǎng)絡(luò)的傳輸速率要求并不太高，可以只增加一臺(tái)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(chēng)的帶寬。6.6以太網(wǎng)交換機(jī)6.6.1交換機(jī)工作原理當(dāng)交換機(jī)加電時(shí)，它會(huì)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(hào)對(duì)應(yīng)起來(lái)，如圖6-15所示。由于交換機(jī)中有端口與地址的對(duì)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(duì)端口工作的限制。對(duì)于一個(gè)N端口100Mb/s的交換機(jī)而言，如果每?jī)蓚€(gè)端口相互傳送數(shù)據(jù)，由于每對(duì)端口在傳送時(shí)都擁有100Mb/s的頻寬，因此理論上可以獲得的最大頻寬為100×N/2(Mb/s)，如圖6-16所示。但是，如果有多個(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(zhēng)用100Mb/s帶寬。圖6-15交換機(jī)工作示意圖地址表端口MAC地址1A1B2C2D3E3F6G圖6-16100Mb/s交換機(jī)

1．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(lèi)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(jí)交換等。

2．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(guò)對(duì)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(lái)講，每個(gè)公司的產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)技術(shù)均會(huì)有差異，但對(duì)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(cè)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(cè)任務(wù)由節(jié)點(diǎn)主機(jī)完成。(2)存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)。交換機(jī)首先完整地接收發(fā)送幀，并先進(jìn)行差錯(cuò)檢測(cè)。如果幀是正確的，則根據(jù)幀目的地址確定輸出端口號(hào)，再將其轉(zhuǎn)發(fā)出去。前一種方法的交換速度非?？?，但缺乏對(duì)網(wǎng)絡(luò)幀進(jìn)行更高級(jí)的控制，缺乏智能性和安全性，同時(shí)也無(wú)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)。

3．信元交換ATM采用固定長(zhǎng)度為53個(gè)字節(jié)的信元交換。由于長(zhǎng)度固定，因而便于用硬件實(shí)現(xiàn)。ATM采用專(zhuān)用的非差別連接，并行運(yùn)行，可以通過(guò)一個(gè)交換機(jī)同時(shí)建立多個(gè)節(jié)點(diǎn)，但并不會(huì)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)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25Mb/s、155Mb/s、622Mb/s甚至數(shù)Gb/s的傳輸能力。6.6.2交換機(jī)的使用圖6-17交換機(jī)使用示例圖6-17交換機(jī)使用示例圖6-18隔離客戶(hù)機(jī)與服務(wù)器間的通信交換機(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10Mb/s速率運(yùn)行的端口讀入數(shù)據(jù)幀，然后把幀存儲(chǔ)在它的緩存中，然后從一個(gè)以100Mb/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(huì)產(chǎn)生數(shù)據(jù)量可能超過(guò)交換機(jī)存儲(chǔ)幀能力的現(xiàn)象，這時(shí)交換機(jī)可能會(huì)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(duì)于這種情況的解決有很多方法，常見(jiàn)的方法是使用第三層路由器來(lái)代替第二層交換機(jī)。因?yàn)槁酚善髂芴峁└鼮閺?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。6.5網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備6.5.1中繼器信號(hào)在網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)中傳輸時(shí)會(huì)衰減和受到外界的噪音干擾，使有用的數(shù)據(jù)信號(hào)變得越來(lái)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(hào)分離，并再生放大以保持信號(hào)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(duì)網(wǎng)絡(luò)起延伸作用。使用中繼器同樣也要考慮5–6–3規(guī)則。6.5.2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(xiāo)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(kāi)來(lái)。網(wǎng)橋是根據(jù)以太網(wǎng)幀中的68位介質(zhì)訪問(wèn)控制地址進(jìn)行操作的，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(chēng)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(hào)，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(hào)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(wú)關(guān)緊要的通信。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(zhǎng)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(guò)網(wǎng)絡(luò)的常規(guī)范圍時(shí)使用的網(wǎng)橋，通過(guò)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)橋必須成對(duì)出現(xiàn)，此時(shí)網(wǎng)橋也稱(chēng)為半網(wǎng)橋。圖6-19網(wǎng)橋示例

6.5.3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(kāi)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(guò)路由器來(lái)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(wèn)方法連接各種子網(wǎng)。路由器工作在網(wǎng)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。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。本地路由器用來(lái)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(lái)與遠(yuǎn)程傳輸介質(zhì)連接，并要求有相應(yīng)的設(shè)備。圖6-20路由器工作示例6.5.6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(lèi)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(lèi)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(lái)說(shuō)，網(wǎng)關(guān)只進(jìn)行一對(duì)一轉(zhuǎn)換，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(zhuān)用網(wǎng)絡(luò)連接到公共網(wǎng)絡(luò)的路由器也稱(chēng)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(hù)都能訪問(wèn)大型主機(jī)的通用工具。圖6-21網(wǎng)關(guān)和遠(yuǎn)程訪問(wèn)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(jiǎn)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)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(duì)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(duì)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。(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。6.6調(diào)制解調(diào)器Modem其實(shí)是Modulator(調(diào)制器)與Demodulator(解調(diào)器)的簡(jiǎn)稱(chēng)，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(hào)轉(zhuǎn)換成能在電話(huà)線上傳輸?shù)哪M信號(hào)或?qū)㈦娫?huà)線上傳輸?shù)哪M信號(hào)轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)中的數(shù)字信號(hào)(如圖6-22所示)。現(xiàn)在的Modem基本上都帶有傳真和語(yǔ)音功能，所以通常又叫Fax/Voice/Modem。圖6-22調(diào)制解調(diào)器應(yīng)用示例6.6.1認(rèn)識(shí)調(diào)制解調(diào)器

1．Modem的類(lèi)別一般來(lái)說(shuō)，Modem大致可以分為以下四類(lèi)：(1)外置式Modem。外置式Modem放置在機(jī)箱外面，主機(jī)通過(guò)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。(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(wú)需額外的電源與電纜。內(nèi)置Modem制造工藝簡(jiǎn)單，成本低，所以售價(jià)便宜，但它需要占用主板上的一個(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(shuō)明書(shū)或用戶(hù)手冊(cè)。(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(huà)，可方便地實(shí)現(xiàn)移動(dòng)辦公。(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(huà)線Modem外，還有ISDN、CableModem、ADSL等形式。

2．Modem的傳輸模式Modem最初只是用于數(shù)據(jù)傳輸，然而隨著用戶(hù)需求的不斷增長(zhǎng)又出現(xiàn)了以下一些傳輸模式。(1)傳真模式(FaxModem)。通過(guò)Modem進(jìn)行傳真，省下了一臺(tái)專(zhuān)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(duì)方的計(jì)算機(jī)或傳真機(jī)，而不用把文件打印出來(lái)，并且可以把接收到的傳真方便地進(jìn)行保存或編輯。(2)語(yǔ)音模式(VoiceModem)。語(yǔ)音模式主要提供了電話(huà)錄音留言和全雙工免提通話(huà)功能，真正使電話(huà)與電腦融為一體。

3．Modem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)量大小，以b/s(比特/秒)為單位。平常說(shuō)的16.6k、28.8k、33.6k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(duì)300b/s的全雙工Modem，V.22針對(duì)600b/s、1200b/s、2600b/s的全雙工Modem，V.22bis針對(duì)1200b/s和2600b/s的全雙工Modem，V.32針對(duì)6800b/s和9600b/s的全雙工Modem，V.32bis將V32標(biāo)準(zhǔn)擴(kuò)充到7200b/s與16.6kb/s，V.36針對(duì)28.8kb/s全雙工標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，V.90針對(duì)56kb/s全雙工標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議。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(guò)程中，Modem的速率往往不能達(dá)到標(biāo)稱(chēng)值。實(shí)際的傳輸速率主要取決于以下幾個(gè)因素：電話(huà)線路的質(zhì)量、是否有足夠的帶寬、對(duì)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(duì)方的Modem是16.6kb/s的，即使你用的是56kb/s的Modem，也只能以16600b/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(hào)每秒鐘載波調(diào)制狀態(tài)改變的數(shù)值，單位是波特(Baud)。表6-2傳輸速率與調(diào)制速率和調(diào)制相數(shù)的關(guān)系調(diào)制速率/Baud多相調(diào)制的相數(shù)傳輸速率b·s-11200K=212001200K=626001200K=836001200K=166800圖6-23數(shù)據(jù)傳輸速率與調(diào)制解調(diào)速率的區(qū)別由國(guó)際電信聯(lián)盟(ITU)起草的V.92標(biāo)準(zhǔn)在2000年11月獲得批準(zhǔn)。V.92在V.90標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上體現(xiàn)了三個(gè)基本優(yōu)勢(shì)：第一，V.92可以將最大數(shù)據(jù)上傳速率提高60%，提供與寬帶相仿的性能；第二，由于大多數(shù)撥號(hào)用戶(hù)在各自場(chǎng)所連接相同的號(hào)碼，V.92可在這些已連接過(guò)號(hào)碼的連接中，提供10s的快速啟動(dòng)功能，起到了減少連接時(shí)間的作用；第三，當(dāng)電話(huà)網(wǎng)絡(luò)顯示外線電話(huà)進(jìn)入并處于等待狀態(tài)時(shí)，V.92調(diào)制解調(diào)器提供了在線接聽(tīng)功能，從而減少了用戶(hù)加裝另一條語(yǔ)音線的需要。6.6.3ISDNModem

56kb/s是Modem的物理速度上限，要想獲得更快的上網(wǎng)速度，只能選擇其它的上網(wǎng)方式。綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)ISDN(IntegratedServiceDigitalNetwork)就是一種選擇。電信部門(mén)又稱(chēng)其為一線通。它采用數(shù)字傳輸和數(shù)字交換技術(shù)，將電話(huà)、傳真、數(shù)據(jù)、圖像等多種業(yè)務(wù)綜合在一個(gè)統(tǒng)一的數(shù)字網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行傳輸和處理。它的突出優(yōu)點(diǎn)在于能在一條電話(huà)線上同時(shí)進(jìn)行兩種不同方式的通信，可以一邊打電話(huà)一邊發(fā)傳真，還可以一邊打電話(huà)一邊上網(wǎng)等。目前我國(guó)的ISDN線路為2B+D模式，即2個(gè)基本數(shù)字信道，1個(gè)控制數(shù)字信道，每個(gè)B信道的帶寬為66kb/s。有了ISDN線路，是否就可以高速上網(wǎng)了呢?當(dāng)然不行，用戶(hù)端還必須要有相應(yīng)設(shè)備。傳統(tǒng)的Modem不能在ISDN上使用，取而代之的是ISDN的專(zhuān)用Modem。這類(lèi)Modem也有內(nèi)置和外置兩種類(lèi)型，當(dāng)然也不排除PCMCIA這種筆記本專(zhuān)用接口類(lèi)型。內(nèi)置的ISDNModem是一片卡，插進(jìn)計(jì)算機(jī)主板的擴(kuò)展槽內(nèi)工作，卡上有ISDN線路的RJ11接口。因其形狀、功能均比較接近傳統(tǒng)的NIC(局域網(wǎng)卡)，所以也被大多數(shù)人稱(chēng)為ISDN網(wǎng)卡。外置的ISDNModem其實(shí)并不是專(zhuān)門(mén)為計(jì)算機(jī)所設(shè)計(jì)的，因?yàn)樗粌H可以作為一個(gè)Modem使用，而且可用來(lái)把ISDN的線路轉(zhuǎn)換成兩路普通的模擬線路，所以它就成為ISDN線路最終端的一個(gè)設(shè)備，學(xué)名為ISDN終端適配器(TerminalAdapter)，簡(jiǎn)稱(chēng)TA。在TA上，有一個(gè)ISDN的接口、2個(gè)普通模擬電話(huà)的接口、一個(gè)D型接口。使用時(shí)，將ISDN線路插入ISDN接口，在兩個(gè)模擬電話(huà)接口上可以連接兩部普通電話(huà)機(jī)，D型接口通過(guò)一根電纜和計(jì)算機(jī)的串口或者并口連接，這樣就可以實(shí)現(xiàn)一邊上網(wǎng)一邊打電話(huà)的功能。TA可以自動(dòng)選擇1個(gè)空閑的B信道來(lái)進(jìn)行通訊。比如，當(dāng)您僅使用一個(gè)B信道來(lái)上網(wǎng)的時(shí)候，如果有外線打電話(huà)進(jìn)來(lái)，那么電話(huà)機(jī)就會(huì)振鈴，可以正常接聽(tīng)電話(huà)，如果需要往外打電話(huà)，只要提起電話(huà)機(jī)，TA會(huì)自動(dòng)選擇空閑的B信道來(lái)進(jìn)行通話(huà)。當(dāng)然如果您同時(shí)使用了2個(gè)B信道，外面呼叫您的號(hào)碼時(shí)將聽(tīng)見(jiàn)忙音。6.6.6ADSLModem傳統(tǒng)的電話(huà)系統(tǒng)使用的是銅線的低頻部分(6kHz以下頻段)，而非對(duì)稱(chēng)數(shù)字用戶(hù)線路ADSL(AsymmetricDigitalSubscriberLine)采用DMT(離散多音頻)技術(shù)，將原先電話(huà)線路0Hz～1.1MHz頻段劃分成256個(gè)頻寬為6.3kHz的子頻帶。其中，6kHz以下頻段仍用于傳送POTS(傳統(tǒng)電話(huà)業(yè)務(wù))，20～138kHz的頻段用來(lái)傳送上行信號(hào)，138kHz～1.1MHz的頻段用來(lái)傳送下行信號(hào)。DMT技術(shù)可根據(jù)線路的情況調(diào)整在每個(gè)信道上所調(diào)制的比特?cái)?shù)，以便更充分地利用線路。一般來(lái)說(shuō)，子信道的信噪比越大，在該信道上調(diào)制的比特?cái)?shù)越多。如果某個(gè)子信道的信噪比很差，則棄之不用。由此可見(jiàn)，對(duì)于原先的電話(huà)信號(hào)而言，仍使用原先的頻帶，而基于ADSL的業(yè)務(wù)，使用的是話(huà)音以外的頻帶。因此它利用數(shù)字編碼技術(shù)從現(xiàn)有銅質(zhì)電話(huà)線上獲取最大數(shù)據(jù)傳輸容量，同時(shí)又不干擾在同一條線上進(jìn)行的常規(guī)話(huà)音服務(wù)。用戶(hù)可以在上網(wǎng)的同時(shí)打電話(huà)或發(fā)送傳真，而這將不會(huì)影響通話(huà)質(zhì)量或降低下載Internet內(nèi)容的速度。ADSL提供三個(gè)信息通道：一個(gè)速率為1.5～8Mb/s的高速下行通道，用于用戶(hù)下載信息；一個(gè)速率為16Kb/s～1Mb/s的中速雙工通道，用于用戶(hù)上傳輸出信息；一個(gè)普通的老式電話(huà)服務(wù)通道，用于普通電話(huà)服務(wù)。因此，ADSL能夠向終端用戶(hù)提供8Mb/s的下行傳輸速率和1Mb/s的上行傳輸速率,比傳統(tǒng)的28.8k模擬調(diào)制解調(diào)器快將近200倍。這也是傳輸速率達(dá)128Kb/s的ISDN(綜合業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)網(wǎng))所無(wú)法比擬的，同時(shí)ADSL的傳輸距離可達(dá)到3～5km。ADSL的核心是編碼技術(shù)，目前有離散多音復(fù)用DMT和抑制載波幅度和相位CAP兩種主要方法。兩種方法的共同點(diǎn)是DMT和CAP都使用正交幅度調(diào)制(QAM)。DMT技術(shù)復(fù)雜，成本也要稍高一些，但由于DMT對(duì)線路的依賴(lài)性低，并且有很強(qiáng)的抗干擾和自適應(yīng)能力，已被定為標(biāo)準(zhǔn)。DMT使用0～6kb/s頻帶傳輸電話(huà)音頻，用26kb/s～1.1Mb/s頻帶傳輸數(shù)據(jù)，并把它以6kb/s的寬度分為25個(gè)上行子通道和269個(gè)下行子通道。傳輸速度計(jì)算公式為：信道數(shù)×每信道采樣值位數(shù)×調(diào)制速度所以ADSL的理論上行速度為25×15×6kHz=1.5Mb/s，而理論下行速度為269×15×6kHz=16.9Mb/s與ISDN單純劃分獨(dú)占信道不同的是，ADSL中使用了調(diào)制技術(shù)，相當(dāng)于頻帶得到復(fù)用，因此可用帶寬大大增加。6.7校園網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備認(rèn)識(shí)隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的價(jià)格不斷下降，同時(shí)隨著政府對(duì)于教育的投入不斷增加，大量計(jì)算機(jī)進(jìn)入校園，組建校園網(wǎng)不僅是十分迫切的工作，而且可行性也非常高。那么，在組建校園網(wǎng)時(shí)我們將需要用到哪些設(shè)備呢？針對(duì)不同的組網(wǎng)方案其設(shè)備的選用將有所不同，我們以一個(gè)較為典型的校園網(wǎng)組網(wǎng)方案圖給大家作一簡(jiǎn)單介紹，如圖6-26所示。圖6-26典型的校園網(wǎng)組網(wǎng)方案圖

1．路由器路由器可以實(shí)現(xiàn)通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)穆窂竭x擇及網(wǎng)絡(luò)地址分析；隔離網(wǎng)絡(luò)的廣播報(bào)文，使校園網(wǎng)的廣播報(bào)文限制在自己的網(wǎng)段內(nèi)，避免發(fā)生廣播風(fēng)暴；提高網(wǎng)絡(luò)的安全性，并且可以動(dòng)態(tài)監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的流量。路由器可選擇的品牌很多，可根據(jù)具體的要求和經(jīng)濟(jì)情況選擇如Cisco、華為、實(shí)達(dá)等不同品牌和型號(hào)的路由器。2．中心交換機(jī)網(wǎng)絡(luò)中心形成了主干網(wǎng)，是整個(gè)校園網(wǎng)的總節(jié)點(diǎn)。因此，中心交換機(jī)的性能將影響到整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的工作效率。在中心交換機(jī)的選擇上，我們盡量選擇性能優(yōu)越、工作穩(wěn)定且從長(zhǎng)遠(yuǎn)看可擴(kuò)充性較好的交換機(jī)。

3．辦公子網(wǎng)設(shè)備學(xué)校管理機(jī)構(gòu)作為學(xué)校的中樞管理系統(tǒng)，協(xié)調(diào)、組織整個(gè)學(xué)校工作的正常運(yùn)行，為了能適應(yīng)管理機(jī)構(gòu)的功能，辦公子網(wǎng)需要針對(duì)用戶(hù)的權(quán)限，完成數(shù)據(jù)生成、修改、查詢(xún)，進(jìn)行辦公自動(dòng)化、人員資料管理、課程管理等方面的工作。辦公子網(wǎng)與網(wǎng)絡(luò)中心的信息通信比較多，每天要訪問(wèn)大量的數(shù)據(jù)，還有音頻、視頻等方面的需求，因此可考慮使用較好的交換機(jī)作為其二級(jí)交換中心，下面的連接設(shè)備可考慮使用堆疊式集線器，以適應(yīng)用戶(hù)數(shù)目的增加。每個(gè)堆疊后的集線器構(gòu)成子系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)，連接各PC、終端設(shè)備等，子系統(tǒng)內(nèi)的設(shè)備可以直接進(jìn)行通信。6．多媒體教學(xué)子網(wǎng)設(shè)備在多媒體教學(xué)活動(dòng)中，有大量的視頻、音頻數(shù)據(jù)需要進(jìn)行傳輸，因此推薦采用交換機(jī)作為主要設(shè)備，只有在個(gè)別用戶(hù)數(shù)目比較少、對(duì)信號(hào)質(zhì)量要求不高時(shí)，采用集線器。各個(gè)教室采用端口數(shù)比較多的交換機(jī)或集線器有利于今后的擴(kuò)展。

5．圖書(shū)館子網(wǎng)設(shè)備圖書(shū)館子網(wǎng)需要存儲(chǔ)大量數(shù)據(jù)，因此要設(shè)置專(zhuān)用的數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器作為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、管理系統(tǒng)，數(shù)據(jù)存放在硬盤(pán)陣列、光盤(pán)塔等系統(tǒng)中，支持圖書(shū)館子網(wǎng)和校園網(wǎng)用戶(hù)的訪問(wèn)和查詢(xún)。圖書(shū)館子網(wǎng)與網(wǎng)絡(luò)中心的數(shù)據(jù)通信量不大，采用100Mb/s帶寬已經(jīng)足夠，各功能子系統(tǒng)中的終端通過(guò)集線器等連接。6．宿舍子網(wǎng)設(shè)備校園內(nèi)的宿舍一般分布在校園的不同部分，但同一位置的幾棟宿舍樓距離都比較近，構(gòu)成一個(gè)宿舍群。由于每個(gè)宿舍群的房間數(shù)目比較多，也就是端口數(shù)多，如果采用交換機(jī)成本比較高；同時(shí)宿舍子網(wǎng)主要用于各宿舍之間的連網(wǎng)，在宿舍樓或宿舍群之間組成內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)，與外界的數(shù)據(jù)量不大，所以宿舍子網(wǎng)多采用集線器構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)體系。

7．子網(wǎng)連接介質(zhì)在中心交換機(jī)到各子網(wǎng)的傳輸介質(zhì)選擇方面，應(yīng)以應(yīng)用要求為主，適當(dāng)考慮成本。由于校園分布一般較廣，在中心交換機(jī)到二級(jí)交換機(jī)之間，線纜以多模光纖為主；如果距離超過(guò)多模光纖的極限，需要采用單模光纖作為傳輸介質(zhì)。二級(jí)交換機(jī)到各個(gè)集線器以及集線器到各個(gè)PC終端之間采用五類(lèi)雙絞線即可。總之在校園網(wǎng)的組建過(guò)程中，滿(mǎn)足需求、性能可靠、管理方便、易于升級(jí)是首先需要考慮的因素。而網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品的品質(zhì)保證、廠商對(duì)于用戶(hù)的支持、廠商的持續(xù)經(jīng)營(yíng)，也是在組建網(wǎng)絡(luò)過(guò)程中不可忽略的。本章小結(jié)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、光線電纜和無(wú)線傳輸介質(zhì)。不管對(duì)于模擬信號(hào)還是數(shù)字信號(hào)，也不管對(duì)于局域網(wǎng)還是Internet，雙絞線都是使用率很高的一種傳輸介質(zhì)。對(duì)雙絞線的充分認(rèn)識(shí)和掌握有助于提高我們組網(wǎng)的實(shí)際動(dòng)手能力。網(wǎng)絡(luò)互連就是在一個(gè)或多個(gè)網(wǎng)絡(luò)中發(fā)送和傳遞數(shù)據(jù)，而互連設(shè)備就是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸和接收的關(guān)鍵部件和重要組成部分。要做到合理與正確使用這些設(shè)備，只有充分認(rèn)識(shí)和了解它們的工作原理或過(guò)程，了解其相關(guān)屬性和使用要求，才能在實(shí)際工作中運(yùn)用自如。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，它是最基本、應(yīng)用最廣泛的一種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。網(wǎng)卡工作于開(kāi)放式系統(tǒng)互連OSI(OpenSystemInterface)的最低層，也就是物理層。集線器(又稱(chēng)為Hub)也是網(wǎng)絡(luò)中最重要的互連設(shè)備之一，它用來(lái)對(duì)通信設(shè)備進(jìn)行物理連接。其最初是一種線路集中器，后來(lái)發(fā)展為較為復(fù)雜的帶交換功能的集中器。它的基本功能是信息分發(fā)，把一個(gè)端口接收的所有信號(hào)向所有端口分發(fā)出去。交換機(jī)(Switch)也是網(wǎng)絡(luò)中常見(jiàn)的設(shè)備之一，它通常工作在數(shù)據(jù)鏈路或網(wǎng)絡(luò)層。利用交換機(jī)，可以將端到端的局域網(wǎng)各段及獨(dú)立的站點(diǎn)連接起來(lái)，同時(shí)可以提高網(wǎng)絡(luò)的總帶寬。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。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(kāi)的網(wǎng)絡(luò)。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(guò)路由器來(lái)完成。網(wǎng)關(guān)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(lèi)型而協(xié)議差別又較大的網(wǎng)絡(luò)時(shí)要選用網(wǎng)關(guān)(Gateway)設(shè)備。Modem的主要功能就是將計(jì)算機(jī)中的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成能在電話(huà)線上傳輸?shù)哪M信號(hào)，或?qū)㈦娫?huà)線上傳輸?shù)哪M信號(hào)轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)中的數(shù)字信號(hào)。除傳統(tǒng)的電話(huà)線Modem外，Modem還有ISDN、CableModem、ADSL等形式。MagneticResonanceImaging磁共振成像發(fā)生事件作者或公司磁共振發(fā)展史1946發(fā)現(xiàn)磁共振現(xiàn)象BlochPurcell1971發(fā)現(xiàn)腫瘤的T1、T2時(shí)間長(zhǎng)Damadian1973做出兩個(gè)充水試管MR圖像Lauterbur1974活鼠的MR圖像Lauterbur等1976人體胸部的MR圖像Damadian1977初期的全身MR圖像

Mallard1980磁共振裝置商品化1989

0.15T永磁商用磁共振設(shè)備中國(guó)安科

2003諾貝爾獎(jiǎng)金LauterburMansfierd時(shí)間MR成像基本原理實(shí)現(xiàn)人體磁共振成像的條件:人體內(nèi)氫原子核是人體內(nèi)最多的物質(zhì)。最易受外加磁場(chǎng)的影響而發(fā)生磁共振現(xiàn)象(沒(méi)有核輻射)有一個(gè)穩(wěn)定的靜磁場(chǎng)（磁體）梯度場(chǎng)和射頻場(chǎng)：前者用于空間編碼和選層，后者施加特定頻率的射頻脈沖，使之形成磁共振現(xiàn)象信號(hào)接收裝置：各種線圈計(jì)算機(jī)系統(tǒng)：完成信號(hào)采集、傳輸、圖像重建、后處理等

人體內(nèi)的H核子可看作是自旋狀態(tài)下的小星球。自然狀態(tài)下，H核進(jìn)動(dòng)雜亂無(wú)章，磁性相互抵消zMyx進(jìn)入靜磁場(chǎng)后，H核磁矩發(fā)生規(guī)律性排列（正負(fù)方向），正負(fù)方向的磁矢量相互抵消后，少數(shù)正向排列（低能態(tài)）的H核合成總磁化矢量M，即為MR信號(hào)基礎(chǔ)ZZYYXB0XMZMXYA:施加90度RF脈沖前的磁化矢量MzB:施加90度RF脈沖后的磁化矢量Mxy.并以Larmor頻率橫向施進(jìn)C:90度脈沖對(duì)磁化矢量的作用。即M以螺旋運(yùn)動(dòng)的形式傾倒到橫向平面ABC在這一過(guò)程中，產(chǎn)生能量

三、弛豫（Relaxation）回復(fù)“自由”的過(guò)程

1.

縱向弛豫（T1弛豫）：

M0（MZ）的恢復(fù)，“量變”高能態(tài)1H→低能態(tài)1H自旋—晶格弛豫、熱弛豫

吸收RF光子能量（共振）低能態(tài)1H高能態(tài)1H

放出能量（光子，MRS）T1弛豫時(shí)間：

MZ恢復(fù)到M0的2/3所需的時(shí)間

T1愈小、M0恢復(fù)愈快T2弛豫時(shí)間：MXY喪失2/3所需的時(shí)間；T2愈大、同相位時(shí)間長(zhǎng)MXY持續(xù)時(shí)間愈長(zhǎng)MXY與ST1加權(quán)成像、T2加權(quán)成像

所謂的加權(quán)就是“突出”的意思

T1加權(quán)成像（T1WI）----突出組織T1弛豫（縱向弛豫）差別

T2加權(quán)成像（T2WI）----突出組織T2弛豫（橫向弛豫）差別。

磁共振診斷基于此兩種標(biāo)準(zhǔn)圖像磁共振常規(guī)h檢查必掃這兩種標(biāo)準(zhǔn)圖像.T1的長(zhǎng)度在數(shù)百至數(shù)千毫秒（ms）范圍T2值的長(zhǎng)度在數(shù)十至數(shù)千毫秒（ms）范圍

在同一個(gè)馳豫過(guò)程中,T2比T1短得多

如何觀看MR圖像：首先我們要分清圖像上的各種標(biāo)示。分清掃描序列、掃描部位、掃描層面。正?；虍惓５乃诓课?--即在同一層面觀察、分析T1、T2加權(quán)像上信號(hào)改變。絕大部分病變T1WI是低信號(hào)、T2WI是高信號(hào)改變。只要熟悉掃描部位正常組織結(jié)構(gòu)的信號(hào)表現(xiàn)，通常病變與正常組織不會(huì)混淆。一般的規(guī)律是T1WI看解剖,T2WI看病變。磁共振成像技術(shù)－－圖像空間分辨力，對(duì)比分辨力一、如何確定MRI的來(lái)源（一）層面的選擇1.MXY產(chǎn)生（1H共振）條件

RF=ω=γB02.梯度磁場(chǎng)Z（GZ）

GZ→B0→ω

不同頻率的RF

特定層面1H激勵(lì)、共振

3.層厚的影響因素

RF的帶寬↓

GZ的強(qiáng)度↑層厚↓〈二〉體素信號(hào)的確定1、頻率編碼2、相位編碼

M0↑--GZ、RF→相應(yīng)層面MXY----------GY→沿Y方向1H有不同ω

各1H同相位MXY旋進(jìn)速度不同同頻率一定時(shí)間后→→GX→沿X方向1H有不同ω沿Y方向不同1H的MXYMXY旋進(jìn)頻率不同位置不同（相位不同）〈三〉空間定位及傅立葉轉(zhuǎn)換

GZ----某一層面產(chǎn)生MXYGX----MXY旋進(jìn)頻率不同

GY----MXY旋進(jìn)相位不同（不影響MXY大?。?/p>

↓某一層面不同的體素，有不同頻率、相位

MRS（FID）第三節(jié)、磁共振檢查技術(shù)檢查技術(shù)產(chǎn)生圖像的序列名產(chǎn)生圖像的脈沖序列技術(shù)名TRA、COR、SAGT1WT2WSETR、TE…….梯度回波FFE快速自旋回波FSE壓脂壓水MRA短TR短TE－－T1W長(zhǎng)TR長(zhǎng)TE－－T2W增強(qiáng)MR最常用的技術(shù)是：多層、多回波的SE（spinecho，自旋回波）技術(shù)磁共振掃描時(shí)間參數(shù)：TR、TE磁共振掃描還有許多其他參數(shù)：層厚、層距、層數(shù)、矩陣等序列常規(guī)序列自旋回波（SE）,快速自旋回波（FSE）梯度回波（FE）反轉(zhuǎn)恢復(fù)（IR），脂肪抑制（STIR）、水抑制（FLAIR）高級(jí)序列水成像（MRCP,MRU,MRM）血管造影（MRA,TOF2D/3D）三維成像（SPGR）彌散成像（DWI）關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)分析是一種成像技術(shù)而非掃描序列自旋回波（SE）必掃序列圖像清晰顯示解剖結(jié)構(gòu)目前只用于T1加權(quán)像快速自旋回波（FSE）必掃序列成像速度快多用于T2加權(quán)像梯度回波（GE）成像速度快對(duì)出血敏感T2加權(quán)像水抑制反轉(zhuǎn)恢復(fù)（IR）水抑制（FLAIR）抑制自由水梗塞灶顯示清晰判斷病灶成份脂肪抑制反轉(zhuǎn)恢復(fù)（IR）脂肪抑制（STIR）抑制脂肪信號(hào)判斷病灶成分其它組織顯示更清晰血管造影（MRA）無(wú)需造影劑TOF法PC法MIP投影動(dòng)靜脈分開(kāi)顯示水成像（MRCP，MRU，MRM）含水管道系統(tǒng)成像膽道MRCP泌尿路MRU椎管MRM主要用于診斷梗阻擴(kuò)張超高空間分辨率掃描任意方位重建窄間距重建技術(shù)大大提高對(duì)小器官、小病灶的診斷能力三維梯度回波（SPGR） 早期診斷腦梗塞

彌散成像MRI的設(shè)備一、信號(hào)的產(chǎn)生、探測(cè)接受1.磁體（Magnet）:靜磁場(chǎng)B0（Tesla,T）→組織凈磁矩M0

永磁型（permanentmagnet）常導(dǎo)型（resistivemagnet）超導(dǎo)型（superconductingmagnet）磁體屏蔽（magnetshielding）2.梯度線圈（gradientcoil）:

形成X、Y、Z軸的磁場(chǎng)梯度功率、切換率3.射頻系統(tǒng)（radio-frequencesystem，RF）

MR信號(hào)接收二、信號(hào)的處理和圖象顯示數(shù)模轉(zhuǎn)換、計(jì)算機(jī)，等等；MRI技術(shù)的優(yōu)勢(shì)1、軟組織分辨力強(qiáng)（判斷組織特性）2、多方位成像3、流空效應(yīng)（顯示血管）4、無(wú)骨骼偽影5、無(wú)電離輻射，無(wú)碘過(guò)敏6、不斷有新的成像技術(shù)MRI技術(shù)的禁忌證和限度1.禁忌證

體內(nèi)彈片、金屬異物各種金屬置入：固定假牙、起搏器、血管夾、人造關(guān)節(jié)、支架等危重病人的生命監(jiān)護(hù)系統(tǒng)、維持系統(tǒng)不能合作病人，早期妊娠，高熱及散熱障礙2.其他鈣化顯示相對(duì)較差空間分辨較差（體部，較同等CT）費(fèi)用昂貴多數(shù)MR機(jī)檢查時(shí)間較長(zhǎng)1.病人必須去除一切金屬物品，最好更衣，以免金屬物被吸入磁體而影響磁場(chǎng)均勻度，甚或傷及病人。2.掃描過(guò)程中病人身體（皮膚）不要直接觸碰磁體內(nèi)壁及各種導(dǎo)線，防止病人灼傷。3.紋身（紋眉）、化妝品、染發(fā)等應(yīng)事先去掉，因其可能會(huì)引起灼傷。4.病人應(yīng)帶耳塞，以防聽(tīng)力損傷。掃描注意事項(xiàng)顱腦MRI適應(yīng)癥顱內(nèi)良惡性占位病變腦血管性疾病梗死、出血、動(dòng)脈瘤、動(dòng)靜脈畸形（AVM）等顱腦外傷性疾病腦挫裂傷、外傷性顱內(nèi)血腫等感染性疾病腦膿腫、化膿性腦膜炎、病毒性腦炎、結(jié)核等脫髓鞘性或變性類(lèi)疾病多發(fā)性硬化（MS）等先天性畸形胼胝體發(fā)育不良、小腦扁桃體下疝畸形等脊柱和脊髓MRI適應(yīng)證1.腫瘤性病變椎管類(lèi)腫瘤（髓內(nèi)、髓外硬膜內(nèi)、硬膜外），椎骨腫瘤（轉(zhuǎn)移性、原發(fā)性）2.炎癥性疾病脊椎結(jié)核、骨髓炎、椎間盤(pán)感染、硬膜外膿腫、蛛網(wǎng)膜炎、脊髓炎等3.外傷骨折、脫位、椎間盤(pán)突出、椎管內(nèi)血腫、脊髓損傷等4.脊柱退行性變和椎管狹窄癥椎間盤(pán)變性、膨隆、突出、游離，各種原因椎管狹窄，術(shù)后改變，5.脊髓血管畸形和血管瘤6.脊髓脫髓鞘疾?。ㄈ鏜S），脊髓萎縮7.先天性畸形胸部MRI適應(yīng)證呼吸系統(tǒng)對(duì)縱隔及肺門(mén)區(qū)病變顯示良好，對(duì)肺部結(jié)構(gòu)顯示不如CT。胸廓入口病變及其上下比鄰關(guān)系縱隔腫瘤和囊腫及其與大血管的關(guān)系其他較CT無(wú)明顯優(yōu)越性心臟及大血管大血管病變各類(lèi)動(dòng)脈瘤、腔靜脈血栓等心臟及心包腫瘤，心包其他病變其他（如先心、各種心肌病等）較超聲心動(dòng)圖無(wú)優(yōu)勢(shì)，應(yīng)用不廣腹部MRI適應(yīng)證主要用于部分實(shí)質(zhì)性器官的腫瘤性病變肝腫瘤性病變，提供鑒別信息胰腺腫瘤，有利小胰癌、胰島細(xì)胞癌顯示宮頸、宮體良惡性腫瘤及分期等，先天畸形腫瘤的定位（臟器上下緣附近）、分期膽道、尿路梗阻和腫瘤，MRCP，MRU直腸腫瘤骨與關(guān)節(jié)MRI適應(yīng)證X線及CT的后續(xù)檢查手段－－鈣質(zhì)顯示差和空間分辨力部分情況可作首選：1.累及骨髓改變的骨病（早期骨缺血性壞死，早期骨髓炎、骨髓腫瘤或侵犯骨髓的腫瘤）2.結(jié)構(gòu)復(fù)雜關(guān)節(jié)的損傷（膝、髖關(guān)節(jié)）3.形狀復(fù)雜部位的檢查（脊柱、骨盆等）軟件登錄界面軟件掃描界面圖像瀏覽界面膠片打印界面報(bào)告界面報(bào)告界面2合理應(yīng)用抗菌藥物預(yù)防手術(shù)部位感染概述外科手術(shù)部位感染的2/3發(fā)生在切口醫(yī)療費(fèi)用的增加病人滿(mǎn)意度下降導(dǎo)致感染、止血和疼痛一直是外科的三大挑戰(zhàn)，止血和疼痛目前已較好解決感染仍是外科醫(yī)生面臨的重大問(wèn)題，處理不當(dāng)，將產(chǎn)生嚴(yán)重后果外科手術(shù)部位感染占院內(nèi)感染的14%～16%，僅次于呼吸道感染和泌尿道感染，居院內(nèi)感染第3位嚴(yán)重手術(shù)部位的感染——病人的災(zāi)難，醫(yī)生的夢(mèng)魘

預(yù)防手術(shù)部位感染（surgicalsiteinfection,SSI)

手術(shù)部位感染的40%–60%可以預(yù)防圍手術(shù)期使用抗菌藥物的目的外科醫(yī)生的困惑★圍手術(shù)期應(yīng)用抗生素是預(yù)防什么感染？★哪些情況需要抗生素預(yù)防？★怎樣選擇抗生素？★什么時(shí)候開(kāi)始用藥？★