網(wǎng)絡(luò)設(shè)備管理課件

網(wǎng)絡(luò)設(shè)備管理第1章網(wǎng)絡(luò)的根本概念1.1通信網(wǎng)的一般模型1.1.1通信網(wǎng)相關(guān)概念1.協(xié)議 協(xié)議〔Protocol〕是一種通信約定，它主要由語法、語義和時序3局部組成〔即協(xié)議的三要素〕。2.實(shí)體 實(shí)體〔Entity〕是通信時能發(fā)送和接收信息的任何軟硬件設(shè)施。3.接口 接口〔Interface〕是節(jié)點(diǎn)或節(jié)點(diǎn)內(nèi)相鄰層之間用于交換信息的連接點(diǎn)。4.信號 信號是數(shù)據(jù)的電磁或電子編碼。在通信系統(tǒng)中，信號可分為模擬信號和數(shù)字信號。5.信道 信道是用于傳送信息的介質(zhì)。信道可分為模擬信道和數(shù)字信道兩大類。1.開放系統(tǒng)互聯(lián)參考模型 OSI參考模型是研究如何把開放式系統(tǒng)連接起來的標(biāo)準(zhǔn)，它將計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)分為7層，如圖1-1所示。其中，最右側(cè)一列是數(shù)據(jù)單元名稱，即各個層次的對等實(shí)體之間交換的數(shù)據(jù)單元的名稱。 協(xié)議數(shù)據(jù)單元〔ProtocolDataUnit,PDU〕就是對等實(shí)體之間通過協(xié)議傳送的數(shù)據(jù)。圖1-1中的APDU表示應(yīng)用層的協(xié)議數(shù)據(jù)單元，PPDU是表示層的協(xié)議數(shù)據(jù)單元，SPDU表示會話層的協(xié)議數(shù)據(jù)單元，TPDU表示傳輸層的協(xié)議數(shù)據(jù)單元。1.1.2通信網(wǎng)絡(luò)模型1〕物理層 物理層〔PhysicalLayer〕的主要功能是完成相鄰節(jié)點(diǎn)之間原始比特流的傳輸，主要涉及物理層接口的機(jī)械、電氣、功能和過程特性。2〕數(shù)據(jù)鏈路層 數(shù)據(jù)鏈路層的主要功能是在物理層提供比特流傳輸效勞的根底上，在通信的實(shí)體之間建立數(shù)據(jù)鏈路連接，以幀為單位傳送數(shù)據(jù)信息，采用過失控制、流量控制等方法，使有過失的物理線路變成無過失的數(shù)據(jù)鏈路。3〕網(wǎng)絡(luò)層 網(wǎng)絡(luò)層〔NetworkLayer〕的主要功能是完成網(wǎng)絡(luò)中主機(jī)間的報文傳輸，通過路由算法為分組選擇最正確路徑。4〕傳輸層 傳輸層的主要功能是向用戶提供可靠的端到端效勞，透明地傳送報文。5〕會話層 會話層主要負(fù)責(zé)在網(wǎng)絡(luò)中的兩個節(jié)點(diǎn)之間建立和維持通信。6〕表示層 表示層〔PresentationLayer〕向應(yīng)用層提供信息表示，將不同系統(tǒng)的表示方法轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)形式。7〕應(yīng)用層 應(yīng)用層〔ApplicationLayer〕的主要功能是直接為用戶效勞，為軟件提供接口以使程序能使用網(wǎng)絡(luò)效勞。1.1.2通信網(wǎng)絡(luò)模型2.TCP/IP參考模型 TCP/IP參考模型分成網(wǎng)絡(luò)接口層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層和應(yīng)用層4個層次，如圖1-2所示。1〕網(wǎng)絡(luò)接口層 網(wǎng)絡(luò)接口層與OSI參考模型的數(shù)據(jù)鏈路層和物理層相對應(yīng)，它不是TCP/IP協(xié)議的一局部，但它是TCP/IP參考模型賴以存在的與各種通信網(wǎng)進(jìn)行通信的接口。TCP/IP沒有對網(wǎng)絡(luò)接口層給出具體的規(guī)定。2〕網(wǎng)絡(luò)層 網(wǎng)絡(luò)層有4個主要的協(xié)議：IP協(xié)議、Internet控制報文協(xié)議、地址解析協(xié)議和逆地址解析協(xié)議。3〕傳輸層 TCP/IP參考模型的傳輸層提供了兩個主要的協(xié)議，即傳輸控制協(xié)議和用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議。4〕應(yīng)用層 在TCP/IP參考模型中，應(yīng)用層包含所有的高層協(xié)議。1.1.2通信網(wǎng)絡(luò)模型1.1.3通信網(wǎng)絡(luò)的主要功能〔1〕數(shù)據(jù)傳輸?！?〕資源共享?！?〕分布處理?！?〕提高平安性與可靠性。1.2通信網(wǎng)的構(gòu)成1.2.1網(wǎng)絡(luò)軟件系統(tǒng) 1.網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)是負(fù)責(zé)管理整個網(wǎng)絡(luò)資源和方便網(wǎng)絡(luò)用戶使用的軟件的集合。網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)是運(yùn)行在效勞器之上的，因此，有時也把它稱為效勞器操作系統(tǒng)。 2.網(wǎng)絡(luò)管理軟件網(wǎng)絡(luò)管理軟件能夠進(jìn)行配置網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，收集并管理網(wǎng)絡(luò)信息等操作，以保障網(wǎng)絡(luò)正常、可靠地運(yùn)行。 3.網(wǎng)絡(luò)效勞器軟件效勞器軟件運(yùn)行于特定的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)之下，提供用戶所需的網(wǎng)絡(luò)效勞。 4.網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用軟件網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用軟件是能夠與效勞器進(jìn)行通信，直接為用戶提供網(wǎng)絡(luò)效勞的軟件。 5.網(wǎng)絡(luò)協(xié)議網(wǎng)絡(luò)協(xié)議是網(wǎng)絡(luò)上所有設(shè)備〔網(wǎng)絡(luò)效勞器、計(jì)算機(jī)終端、交換機(jī)、路由器、防火墻等〕之間通信規(guī)那么的集合，它規(guī)定了通信時信息必須采用的格式和這些格式的含義。1.2.2網(wǎng)絡(luò)硬件系統(tǒng)1.計(jì)算機(jī)系統(tǒng) 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)主要完成數(shù)據(jù)信息的收集、存儲、處理等任務(wù)，并提供各種網(wǎng)絡(luò)資源。根據(jù)其在網(wǎng)絡(luò)中的用途可分為效勞器和工作站兩局部。 2.數(shù)據(jù)通信系統(tǒng) 1〕通信控制處理機(jī) 通信控制處理機(jī)負(fù)責(zé)主機(jī)與網(wǎng)絡(luò)的信息傳輸控制，具體實(shí)現(xiàn)線路傳輸控制、過失檢測與恢復(fù)、代碼轉(zhuǎn)換以及數(shù)據(jù)幀的封裝和拆封等功能。 2〕網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備 網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備主要用來實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中主機(jī)與主機(jī)、網(wǎng)絡(luò)與網(wǎng)絡(luò)之間的連接，數(shù)據(jù)信號的變換以及路由選擇等功能。 3〕傳輸介質(zhì)傳輸介質(zhì)是傳輸數(shù)據(jù)信號的物理通道，有線介質(zhì)包括雙絞線、同軸電纜、光纖，無線介質(zhì)包括微波、紅外線和衛(wèi)星。1.3通信網(wǎng)數(shù)據(jù)交換技術(shù)1.3.1電路交換 電路交換(CircuitSwitching)技術(shù)是在通信設(shè)備間通過交換設(shè)備中的線路連接實(shí)際建立了一條專用的物理線路，在連接被撤除前，其兩端的設(shè)備單獨(dú)占用此線路進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。1.電路交換的過程 〔1〕建立線路。 〔2〕數(shù)據(jù)傳輸。 〔3〕釋放線路。2.電路交換方式的優(yōu)點(diǎn) 〔1〕連接建立后，數(shù)據(jù)以固定速率傳輸，傳輸延時短。 〔2〕由于物理線路被單獨(dú)占用，所以不可能發(fā)生沖突。 〔3〕適用于實(shí)時大批量連續(xù)的數(shù)據(jù)傳輸。3.電路交換方式的缺點(diǎn) 〔1〕建立連接可能需要涉及多個設(shè)備或線纜，這需要花費(fèi)很長的時間。 〔2〕連接建立后，線路是專用的，即使空閑也不能被其他設(shè)備使用，這會造成一定的浪費(fèi)。 〔3〕對通信雙方而言，必須做到雙方的收發(fā)速度、編碼方法、信息格式和傳輸控制等一致才能完成通信。1.3.2報文交換

報文交換是一種存儲—轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)，它沒有在通信設(shè)備間建立一條物理線路。發(fā)送設(shè)備將發(fā)送的信息作為一個整體并附加目的地址交給交換設(shè)備，交換設(shè)備接收并暫時存儲此報文，等到有適宜的輸出線路時把此報文轉(zhuǎn)發(fā)給下一個交換設(shè)備。1.報文交換方式的優(yōu)點(diǎn) 〔1〕線路的利用率高。 〔2〕報文在傳輸時沒有大小的限制。 〔3〕通信量變得很大時，報文交換網(wǎng)絡(luò)仍然可以接收報文。 〔4〕能夠建立報文優(yōu)先級。 〔5〕支持多點(diǎn)傳輸。 〔6〕根據(jù)地址字段進(jìn)行復(fù)制和轉(zhuǎn)發(fā)，中間節(jié)點(diǎn)可進(jìn)行數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換。2.報文交換方式的缺點(diǎn) 〔1〕數(shù)據(jù)的傳輸延時比較長。 〔2〕中間節(jié)點(diǎn)必須具備很大的存儲空間。 〔3〕任何報文都必須排隊(duì)等待。1.3.3分組交換1.分組交換的方式 分組交換主要有虛電路交換和數(shù)據(jù)報兩種方式。 1〕虛電路交換方式 虛電路(VirtualCircuit，VC)交換方式在分組發(fā)送前需要在發(fā)送方與接收方之間建立一條邏輯通路，即虛電路。每個分組除了包含數(shù)據(jù)之外，還包含一個虛電路標(biāo)識符。預(yù)先建好的路徑上的每個節(jié)點(diǎn)都知道把這些分組引導(dǎo)到哪里去，而不再需要路由選擇判定。 虛電路交換方式包括虛電路的呼叫建立、數(shù)據(jù)傳輸和呼叫釋放3個過程。數(shù)據(jù)塊中僅含少量的地址信息，用戶的數(shù)據(jù)塊沿著相同的路徑按順序到達(dá)目的地，這使接收站點(diǎn)處理起來很方便。如果虛電路中的某個節(jié)點(diǎn)或線路出現(xiàn)故障，將導(dǎo)致虛電路傳輸失效。因此，虛電路交換方式較適合站點(diǎn)之間大批量的數(shù)據(jù)傳輸。 2〕數(shù)據(jù)報方式 在數(shù)據(jù)報方式中，每個數(shù)據(jù)報都包含源節(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)的地址信息，節(jié)點(diǎn)間不需要建立從源主機(jī)到目的主機(jī)的固定連接，源主機(jī)發(fā)送的每一個分組都獨(dú)立地選擇一條傳輸路徑，每個分組在通信子網(wǎng)中可以通過不同的傳輸路徑從源主機(jī)到達(dá)目的主機(jī)。其中，一個被單獨(dú)處理的分組稱為數(shù)據(jù)報。2.分組交換的優(yōu)缺點(diǎn) 分組交換的優(yōu)點(diǎn)是具有分段過失流量控制功能，傳輸質(zhì)量高，能對線路動態(tài)多路復(fù)用，信道利用率高，可在不同終端之間通信，效勞質(zhì)量可靠，經(jīng)濟(jì)性好。 分組交換的缺點(diǎn)是延時不固定，平均延時較長。1.4網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)1.總線型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 總線型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)采用一根中央主電纜作為總線，各節(jié)點(diǎn)直接與總線相連接，信息沿總線逐個節(jié)點(diǎn)地播送傳送，如圖1-3所示。2.星型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 星型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是以中央節(jié)點(diǎn)為中心，各從節(jié)點(diǎn)與中央節(jié)點(diǎn)通過點(diǎn)到點(diǎn)的方式連接，中央節(jié)點(diǎn)可直接與從節(jié)點(diǎn)通信，而從節(jié)點(diǎn)之間必須經(jīng)過中央節(jié)點(diǎn)才能通信，如圖1-4所示。3.環(huán)型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 環(huán)型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)指的是網(wǎng)絡(luò)中的各節(jié)點(diǎn)通過環(huán)路接口連接在一起，形成一個首尾相接的閉合環(huán)，如圖1-5所示。圖1-3總線型拓?fù)鋱D1-4星型拓?fù)鋱D1-5環(huán)型拓?fù)?.4網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)4.樹型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 樹型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是總線型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的擴(kuò)展，它是在總線型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)上加分支形成的，如圖1-6所示。5.網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是一種不規(guī)那么的混合結(jié)構(gòu)，它的每一個節(jié)點(diǎn)都與其他節(jié)點(diǎn)互聯(lián)。這種連接方法主要利用冗余的連接實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)與節(jié)點(diǎn)之間的高速傳輸和高容錯性能，以提高網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸速度和可靠性，如圖1-7所示。圖1-6樹型拓?fù)鋱D1-7網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?.5局域網(wǎng)、城域網(wǎng)和廣域網(wǎng)1.局域網(wǎng) 局域網(wǎng)〔LocalAreaNetwork，LAN〕是最常見的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，它是指在一個很小的范圍內(nèi)連接計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備以及外部設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)。局域網(wǎng)覆蓋的地區(qū)范圍通常在幾千米以內(nèi)，并以某個單位或部門為中心進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)。局域網(wǎng)在計(jì)算機(jī)數(shù)量配置上沒有太多的限制，少的可以只有兩臺，多的可達(dá)幾百臺。2.城域網(wǎng) 城域網(wǎng)〔MetropolitanAreaNetwork，MAN〕是介于廣域網(wǎng)與局域網(wǎng)之間的一種高速網(wǎng)絡(luò)，其覆蓋范圍可達(dá)數(shù)百千米，傳輸速率從64千比特每秒至幾吉比特每秒。通常是將一個地區(qū)或一座城市內(nèi)的局域網(wǎng)連接起來構(gòu)成城域網(wǎng)。3.廣域網(wǎng) 廣域網(wǎng)(WideAreaNetwork，WAN)是覆蓋范圍為一個國家，甚至全球的一類數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)，一般是指為用戶提供遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)的傳輸網(wǎng)絡(luò)，通常由電信部門負(fù)責(zé)建設(shè)、運(yùn)營和管理，包括電路交換和包交換網(wǎng)絡(luò)。目前，世界上最大的廣域網(wǎng)Internet已經(jīng)覆蓋了包括中國在內(nèi)的180多個國家和地區(qū)，連接了數(shù)萬個網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備管理第2章常見網(wǎng)絡(luò)設(shè)備2.1通信方式和接口2.1.1串行通信和并行通信1.串行通信 串行通信是指數(shù)據(jù)流以串行方式在一個信道上傳輸，即在一條線路上逐個傳送所有比特位的數(shù)據(jù)。這種傳輸方式給發(fā)送設(shè)備和接收設(shè)備增加了額外的工作，因?yàn)榘l(fā)送方必須明確數(shù)據(jù)發(fā)送的順序。串行通信的收、發(fā)雙方只需要使用一條傳輸信道，本錢低，又易于實(shí)現(xiàn)，在長距離傳輸中也比并行通信更加可靠，但因?yàn)榇型ㄐ欧绞矫看沃荒馨l(fā)送一個比特位的數(shù)據(jù)，所以傳輸速度比較慢。2.并行通信 如果將數(shù)字信號分割成兩路或兩路以上的信號序列同時在信道上傳輸，那么稱為并行通信。并行通信時，可以以字或字節(jié)為單位并行傳輸數(shù)據(jù)，各個位的數(shù)據(jù)同時傳送。并行通信速度快，但使用的通信線路多、本錢高，故不宜進(jìn)行遠(yuǎn)距離通信。2.1.2USB接口 USB〔UniversalSerialBus，通用串行總線〕接口是由Compaq、IBM、Microsoft等多家公司于1994年底推出的接口標(biāo)準(zhǔn)，其目的是用于取代逐漸不適應(yīng)外設(shè)需求的傳統(tǒng)串、并口。 USB接口的特點(diǎn)： 〔1〕熱插拔，使用方便。 〔2〕帶寬大，速度快。USB1.1協(xié)議支持1.5Mb/s和12Mb/s兩種數(shù)據(jù)傳送速率規(guī)格，USB2.0協(xié)議已經(jīng)可以提供高達(dá)480Mb/s的數(shù)據(jù)傳輸速率。 〔3〕可連接多個設(shè)備。2.1.3IEEE1394接口 IEEE1394接口最初由Apple公司提出，并在1995年由IEEE正式制定為標(biāo)準(zhǔn)。IEEE1394標(biāo)準(zhǔn)目前有兩個版本，即通常所使用的IEEE1394a和開展中的更高速的IEEE1394b。 IEEE1394接口的特點(diǎn)：〔1〕使用方便，支持熱插拔〔即插即用〕?！?〕數(shù)據(jù)傳輸速度快，IEEE1394a標(biāo)準(zhǔn)支持的速度高達(dá)400Mb/s，IEEE1394b標(biāo)準(zhǔn)可將速度提升到800Mb/s、1.6Gb/s，甚至3.2Gb/s?！?〕自帶供電線路，能提供8V～40V的可變電壓，允許通過的最大電流到達(dá)1.5A，因此，它能為耗電量小的設(shè)備供電?！?〕真正點(diǎn)對點(diǎn)連接，設(shè)備間不分主從。2.1.4網(wǎng)卡接口1.RJ-45接口 RJ-45已是一種最常見的網(wǎng)卡接口。RJ-45接口類似于常見的接口RJ-11，但RJ-45是8芯線，而RJ-11是4芯的，通常只接2芯線。2.BNC接口 這種接口用于以細(xì)同軸電纜為傳輸介質(zhì)的以太網(wǎng)或令牌網(wǎng)。3.AUI接口 這種接口用于以粗同軸電纜為傳輸介質(zhì)的以太網(wǎng)或令牌網(wǎng)。4.FDDI接口 這種接口適用于FDDI網(wǎng)絡(luò)，這種網(wǎng)絡(luò)具有100Mb/s的帶寬，使用的傳輸介質(zhì)是光纖。隨著快速以太網(wǎng)的出現(xiàn)，F(xiàn)DDI的速度優(yōu)越性已不復(fù)存在。5.ATM接口 這種接口適用于ATM光纖〔或雙絞線〕網(wǎng)絡(luò)，它能提供的物理傳輸速率達(dá)155Mb/s。2.1.5插卡相關(guān)接口1.PCI插卡接口 PCI插卡接口是基于PCI局部總線的擴(kuò)展接口，其位寬為32位或64位，工作頻率為33MHz或66MHz，數(shù)據(jù)傳輸速率為133Mb/s〔32位〕和266Mb/s〔64位〕。PCI插卡接口是主板的主要擴(kuò)展插卡接口。2.AGP插卡接口 為了消除PCI在處理3D圖形時的瓶頸，Intel公司于1997年推出了AGP，它建立在PCI標(biāo)準(zhǔn)之上，是一種顯卡專用接口。AGP主要應(yīng)用于三維計(jì)算機(jī)圖形〔3D圖形〕的加速。3.PCIExpress插卡接口 PCIExpress是由Intel提出的總線接口標(biāo)準(zhǔn)，它采用了點(diǎn)對點(diǎn)串行連接，每個設(shè)備都有自己的專用連接，不需要向整個總線請求帶寬，提供了高速的數(shù)據(jù)傳輸。PCIExpress接口根據(jù)總線帶寬不同而有所差異。較短的PCIExpress插卡可以插入較長的PCIExpress插槽中使用。PCIExpress接口能夠支持熱插拔。2.2網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)2.2.1導(dǎo)向性傳輸介質(zhì)1.雙絞線雙絞線一般由兩根絕緣銅導(dǎo)線相互纏繞封裝在一個電纜套管里，每根銅導(dǎo)線的絕緣層上涂有不同的顏色，以示區(qū)別。雙絞線的扭線越密，其抗干擾能力就越強(qiáng)，傳輸性能就越高。雙絞線可分為屏蔽雙絞線〔ShieledTwistedPair，STP〕和非屏蔽雙絞線〔UnshieledTwistedPair，UTP〕。非屏蔽雙絞線的類型：〔1〕1類線：主要用于語音傳輸，不用于數(shù)據(jù)傳輸。〔2〕2類線：傳輸頻率為1MHz，用于語音傳輸和最高傳輸速率為4Mb/s的數(shù)據(jù)傳輸?！?〕3類線：最高傳輸速率為10Mb/s。〔4〕4類線：用于基于令牌的局域網(wǎng)和10Base-T/100Base-T網(wǎng)絡(luò)?！?〕5類線：傳輸速率為100Mb/s的數(shù)據(jù)傳輸?！?〕超5類線：抗干擾能力更強(qiáng)，具有更高的衰減與串?dāng)_比和信噪比，以及更小的延時誤差?！?〕6類線：6類非屏蔽雙絞線采用了預(yù)先按一定比例扭絞的十字型塑料骨架，單位長度的扭絞密度比超5類線更為緊密，使抗干擾性能得到改善。2.2.1導(dǎo)向性傳輸介質(zhì)2.同軸電纜根據(jù)傳輸信號的不同，同軸電纜可分為基帶同軸電纜和寬帶同軸電纜兩種類型。1〕基帶同軸電纜基帶同軸電纜是特性阻抗為50Ω的同軸電纜，用于傳輸數(shù)字信號。基帶同軸電纜分為粗纜和細(xì)纜兩種。粗纜傳輸距離長，性能高，適用于較大局域網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)干線。粗纜局域網(wǎng)中每段電纜的長度可達(dá)500m，采用4個中繼器連接5個網(wǎng)段后，最大長度可達(dá)2500m。細(xì)纜傳輸距離短，相對廉價，用T型頭與BNC網(wǎng)卡相連，兩端需安裝50Ω終端電阻器。細(xì)纜網(wǎng)絡(luò)每段干線的最大長度為185m，每段干線最多可接入30個用戶。粗纜的傳輸性能優(yōu)于細(xì)纜，在傳輸速率為10Mb/s時，粗纜的傳輸距離可達(dá)500m～1000m，而細(xì)纜的傳輸距離為200m～300m。2〕寬帶同軸電纜寬帶同軸電纜是特性阻抗為75Ω的CATV電纜，用于傳輸模擬信號。3〕同軸電纜連接設(shè)備〔1〕BNC桶形接頭。〔2〕BNC連接器。〔3〕BNCT型接頭?！?〕終端匹配器。2.2.1導(dǎo)向性傳輸介質(zhì)3.光纖光纖是利用全反射原理來傳導(dǎo)光束的傳輸介質(zhì)，由光纖芯、包層和外部保護(hù)層〔也叫保護(hù)套〕組成。1〕光纖的分類〔1〕按照制造材料的不同，光纖分為石英系光纖、多組分玻璃光纖、塑料包層石英芯光纖、全塑料光纖和氟化物光纖?！?〕按照光的傳輸模式的不同，光纖分為單模光纖和多模光纖。單模光纖是指光纖只提供一條光路。多模光纖是指使用多條光路傳輸同一信號，通過光的折射來控制傳輸速度，主要用于短距離、低速率的通信?！?〕按照折射率分布情況的不同，光纖分為階躍型光纖和漸變型光纖。〔4〕按照工作波長的不同，光纖分為短波光纖、長波光纖和超長波光纖。短波光纖是指波長為0.8μm～0.9μm的光纖，長波光纖是指波長為1.0μm～1.7μm的光纖，而超長波光纖那么是指波長為2μm以上的光纖。2.2.1導(dǎo)向性傳輸介質(zhì)2〕光纖通信的優(yōu)點(diǎn)〔1〕通信容量大，傳輸距離遠(yuǎn)?！?〕信號串?dāng)_小，保密性能好?！?〕抗電磁干擾，傳輸質(zhì)量佳。〔4〕光纖尺寸小、重量輕，便于敷設(shè)和運(yùn)輸?！?〕材料來源豐富，環(huán)境保護(hù)好。〔6〕無輻射，難于竊聽?！?〕光纜適應(yīng)性強(qiáng)，壽命長。3〕光纖通信的缺點(diǎn)〔1〕光纖本身并不貴，但光電接口價格較高?！?〕將兩根光纖精確連接需要專用設(shè)備〔光纖熔接儀〕?！?〕質(zhì)地較脆，機(jī)械強(qiáng)度低。2.2.2非導(dǎo)向性傳輸介質(zhì)1.短波通信短波通信又稱高頻通信，其工作頻率范圍是3MHz～30MHz。短波通信可以通過地表以地波形式傳播，也可以通過電離層的反射以天波形式傳播。這兩種傳播形式有其各自的頻率范圍和傳輸距離。進(jìn)行地波傳播時，陸地和海洋均會引起信號的衰損，因此，短波一般采用天波形式進(jìn)行傳播。2.微波通信微波通信是指用頻率范圍為300MHz～10GHz的微波信號進(jìn)行通信。微波通信沿直線進(jìn)行信號傳播，并且不能穿透障礙物，因此，微波通信主要使用視距通信方式，超過視距以后需要中繼轉(zhuǎn)發(fā)。一般相隔50km就需要設(shè)置中繼站，中繼站將信號放大后進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。遠(yuǎn)距離微波通信通常要經(jīng)過數(shù)十次中繼。微波通信頻帶寬、容量大，通信方式為直線傳播。3.衛(wèi)星通信衛(wèi)星通信是指利用人造衛(wèi)星進(jìn)行中轉(zhuǎn)的通信方式。通信衛(wèi)星一般被發(fā)射到赤道上方3.6×104km的同步軌道上，與地球自轉(zhuǎn)同步運(yùn)行，軌道平面與赤道平面的夾角保持零度，使衛(wèi)星相對地面靜止不動，因此稱為同步衛(wèi)星。衛(wèi)星通信系統(tǒng)由衛(wèi)星和地球站〔衛(wèi)星系統(tǒng)形成的鏈路〕兩局部組成。衛(wèi)星在空中起中繼站的作用，把從地球站發(fā)上來的電磁波放大后回送至另一地球站。由于每一顆通信衛(wèi)星的信號可覆蓋地球1/3的面積，所以利用在定點(diǎn)同步軌道上等距離分布的3顆衛(wèi)星就能同全球進(jìn)行通信。2.2.2非導(dǎo)向性傳輸介質(zhì)4.紅外線通信紅外線傳輸系統(tǒng)利用墻壁或屋頂反射紅外線，從而形成整個房間內(nèi)的播送通信系統(tǒng)。這種通信方式的缺點(diǎn)是傳輸距離有限，信號的穿透性差。在紅外線通信系統(tǒng)中，紅外線的傳輸方式主要有兩種：一種是點(diǎn)對點(diǎn)方式，另一種是播送。使用點(diǎn)對點(diǎn)紅外介質(zhì)可以減少衰減，使竊聽更困難。5.空間激光通信空間激光通信是指用激光束作為信息載體進(jìn)行空間通信?？臻g激光通信的特點(diǎn)：〔1〕通信容量大。〔2〕功耗低。〔3〕體積小、重量輕?！?〕高度的保密性?！?〕激光空間通信的建造和維護(hù)費(fèi)用較低。2.3網(wǎng)卡2.3.1網(wǎng)卡的分類

1.按總線接口類型分類 〔1〕ISA總線接口網(wǎng)卡 〔2〕PCI總線接口網(wǎng)卡 〔3〕PCI-X總線接口網(wǎng)卡 〔4〕PCMCIA總線接口網(wǎng)卡 〔5〕USB總線接口網(wǎng)卡 〔6〕ExpressCard總線接口網(wǎng)卡2.按網(wǎng)絡(luò)接口分類 〔1〕RJ-45接口網(wǎng)卡 〔2〕BNC接口網(wǎng)卡 〔3〕AUI接口網(wǎng)卡 〔4〕FDDI接口網(wǎng)卡 〔5〕ATM接口網(wǎng)卡2.3網(wǎng)卡3.按帶寬分類〔1〕10Mb/s網(wǎng)卡〔2〕100Mb/s網(wǎng)卡〔3〕10/100Mb/s自適應(yīng)網(wǎng)卡〔4〕1000Mb/s以太網(wǎng)卡〔5〕10000Mb/s網(wǎng)卡4.按網(wǎng)卡應(yīng)用領(lǐng)域分類根據(jù)網(wǎng)卡所應(yīng)用的計(jì)算機(jī)類型來分類，可以將網(wǎng)卡分為工作站網(wǎng)卡和效勞器網(wǎng)卡。2.3.2選擇網(wǎng)卡1.工作站網(wǎng)卡的選擇〔1〕接口類型?！?〕傳輸速度?！?〕總線類型?！?〕對操作系統(tǒng)的支持?！?〕對全雙工通信方式的支持?！?〕對遠(yuǎn)程喚醒功能的支持。2.效勞器網(wǎng)卡的選擇〔1〕較高的數(shù)據(jù)傳輸速率?！?〕較低的處理器占用率。〔3〕可網(wǎng)管?！?〕總線接口類型。2.4調(diào)制解調(diào)器2.4.1調(diào)制解調(diào)器的功能1.過失控制為了解決信息傳輸中出現(xiàn)數(shù)據(jù)過失的問題，調(diào)制解調(diào)器采用過失控制協(xié)議實(shí)現(xiàn)本地至遠(yuǎn)端調(diào)制解調(diào)器的無過失數(shù)據(jù)傳送。2.數(shù)據(jù)壓縮為了提高信息傳輸中的數(shù)據(jù)吞吐量，使數(shù)據(jù)更快地傳送至對方，調(diào)制解調(diào)器采用數(shù)據(jù)壓縮協(xié)議實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)壓縮傳輸。3.流量控制流量控制分為軟流控和硬流控。軟流控使用控制字符XON和XOFF進(jìn)行流量控制。硬流控是通過DTE/DCE接口控制線〔CTS或RTS〕來指示暫?；蚶^續(xù)發(fā)送數(shù)據(jù)。2.4.2調(diào)制解調(diào)器的類型1.按硬件安裝方式分類〔1〕內(nèi)置式Modem〔2〕外置式Modem〔3〕PCMCIAModem2.按芯片功能分類〔1〕硬Modem〔2〕軟Modem〔3〕半軟Modem3.按調(diào)制信號類型分類〔1〕基帶Modem基帶Modem又稱為短程調(diào)制解調(diào)器，是一種在相對短的距離內(nèi)連接計(jì)算機(jī)、網(wǎng)橋、路由器和其他網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備的裝置?！?〕頻帶Modem頻帶Modem利用給定線路中的頻帶進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，它的應(yīng)用范圍要比基帶廣泛得多，傳輸距離也較基帶要長。2.5中繼器

中繼器〔Repeater〕是一種連接網(wǎng)絡(luò)線路的裝置，常用于兩個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間物理信號的雙向轉(zhuǎn)發(fā)工作。中繼器是最簡單的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備，主要實(shí)現(xiàn)物理層的功能，負(fù)責(zé)在兩個節(jié)點(diǎn)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，以此來延伸網(wǎng)絡(luò)的長度。中繼器位于OSI參考模型的最底層——物理層。2.6集線器2.6.1集線器的作用

〔1〕在所有網(wǎng)段上強(qiáng)制沖突。〔2〕恢復(fù)信號幅度?！?〕信號重計(jì)時〔本身有計(jì)時電路〕?！?〕恢復(fù)信號對稱性。〔5〕重構(gòu)幀前同步信號?！?〕分段擴(kuò)展?！?〕故障隔離。2.6.2集線器的類型1.按照接口數(shù)量分類這是最根本的分類標(biāo)準(zhǔn)。目前,主流集線器主要有8口、16口和24口等,但也有少數(shù)品牌提供非標(biāo)準(zhǔn)接口數(shù),如4口和12口。還有一些5口、9口、18口的集線器產(chǎn)品。2.按照帶寬分類目前,主流的集線器帶寬主要有10Mb/s、10/100Mb/s自適應(yīng)型和100Mb/s3種。3.按照配置方式分類〔1〕獨(dú)立型集線器〔2〕模塊化集線器〔3〕堆疊式集線器4.按照網(wǎng)絡(luò)管理類型分類〔1〕非網(wǎng)管型集線器〔2〕可網(wǎng)管型集線器2.6.3集線器的接口1.RJ-45接口RJ-45接口用于連接RJ-45接頭,適用于由雙絞線構(gòu)建的網(wǎng)絡(luò),這種接口最為常見,一般來說以太網(wǎng)集線器都會提供這種接口。2.BNC接口BNC接口是用于與細(xì)同軸電纜連接的接口,它一般通過BNCT型接頭來進(jìn)行連接。3.AUI接口AUI接口可以連接粗同軸電纜的AUI接頭,因此,這種接口用于粗同軸電纜網(wǎng)絡(luò)的連接。4.堆疊接口這種接口只有可堆疊集線器才具備，用來連接兩個可堆疊集線器。一般一個可堆疊集線器中同時具有兩個外觀類似的接口，一個標(biāo)注為“UP〞，另一個標(biāo)注為“DOWN〞，在連接時，使用電纜從一個可堆疊集線器的“UP〞接口連接到另一個可堆疊集線器的“DOWN〞接口上。2.7網(wǎng)橋當(dāng)局域網(wǎng)上的用戶日益增多，工作站數(shù)量日益增加時，局域網(wǎng)上的信息量也將隨著增加，這可能會引起局域網(wǎng)性能下降。在這種情況下，必須將網(wǎng)絡(luò)分段，以減少每段網(wǎng)絡(luò)上的用戶量和信息量。將網(wǎng)絡(luò)分段的設(shè)備就是網(wǎng)橋。網(wǎng)橋也稱橋接器，是一種應(yīng)用于數(shù)據(jù)鏈路層的設(shè)備，是在一個網(wǎng)段與另一個網(wǎng)段之間建立連接的橋梁。網(wǎng)橋類似于中繼器，它可以有效地連接兩個局域網(wǎng)，不同的網(wǎng)絡(luò)之間通過網(wǎng)橋進(jìn)行通信，而網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的通信被網(wǎng)橋隔離。網(wǎng)橋檢查幀的源地址和目的地址：如果目的地址和源地址不在同一個網(wǎng)絡(luò)段上，就把幀轉(zhuǎn)發(fā)到另一個網(wǎng)絡(luò)段上；假設(shè)兩個地址在同一個網(wǎng)絡(luò)段上，那么不轉(zhuǎn)發(fā)。因此，網(wǎng)橋能起到過濾幀的作用，將本地通信限制在本網(wǎng)段內(nèi)，并轉(zhuǎn)發(fā)相應(yīng)的信號至另一網(wǎng)段，這在一定程度上提高了網(wǎng)絡(luò)的有效帶寬。網(wǎng)橋并不了解其轉(zhuǎn)發(fā)幀中高層協(xié)議的信息，這使它可以同時以同種方式處理IP、IPX等協(xié)議，并提供了將無路由協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)〔如NetBEUI〕分段的功能。網(wǎng)橋只利用MAC地址和物理拓?fù)溥M(jìn)行工作，因此，它一般適于小型、較簡單的網(wǎng)絡(luò)。2.7.1網(wǎng)橋的分類1.透明網(wǎng)橋1〕透明網(wǎng)橋工作原理透明網(wǎng)橋工作在OSI參考模型數(shù)據(jù)鏈路層的MAC子層，其傳輸?shù)臄?shù)據(jù)單元稱為幀。透明網(wǎng)橋通過幀中的源地址來逆向?qū)W習(xí)、生成、完善和維護(hù)橋接地址表；通過幀中的目的地址來查找橋接地址表的各表項(xiàng)，如有匹配項(xiàng)那么按此表項(xiàng)指定的端口路徑轉(zhuǎn)發(fā)幀，如無相應(yīng)表項(xiàng)那么向除源端口以外的所有端口轉(zhuǎn)發(fā)幀。幀中的源和目的地址都是物理地址，即MAC地址。2〕地址表的維護(hù)和幀過濾在地址表項(xiàng)中有一個“生命期〞參數(shù)，當(dāng)表項(xiàng)建立后，沒被刷新的時間超過了“生命期〞的指定值時，此表項(xiàng)將被從表中刪除。網(wǎng)橋不僅能對同一網(wǎng)段上的幀進(jìn)行過濾，還能檢測不同網(wǎng)段上的幀，對出錯的幀和特定的幀進(jìn)行過濾。2.源路由選擇網(wǎng)橋源路由選擇的核心思想是假定每個幀的發(fā)送者都知道接收者是否在同一局域網(wǎng)上。當(dāng)發(fā)送一幀到另外的網(wǎng)段時，源機(jī)器將目的地址的高位標(biāo)記為1。源路由選擇網(wǎng)橋工作在數(shù)據(jù)鏈路層的MAC子層，常用于連接令牌環(huán)網(wǎng)或FDDI網(wǎng)的網(wǎng)段。所謂源路由，是指信源站在向信宿站發(fā)送信息時，信源站發(fā)送的幀中包含了所有要經(jīng)過的中間網(wǎng)橋的路徑信息序列。每個中間網(wǎng)橋信息由此網(wǎng)橋的令牌環(huán)號和網(wǎng)橋號組成，幀中間的一串相連的令牌環(huán)號和網(wǎng)橋號對序列構(gòu)成了信源站到信宿站的路徑。2.7.2網(wǎng)橋的接口1.以太網(wǎng)接口〔1〕接口標(biāo)準(zhǔn)：10Base-T、IEEE802.3。〔2〕終端速率：10/100Mb/s自適應(yīng)。〔3〕工作模式：全雙工、半雙工。〔4〕終端接頭：RJ-45接口。2.E1接口〔1〕網(wǎng)絡(luò)接口標(biāo)準(zhǔn)：G.703、G.704、G.823。〔2〕網(wǎng)絡(luò)速率：2.048Mb/s?！?〕網(wǎng)絡(luò)接頭：BNC〔7Ω〕等?！?〕線路編碼：HDB3碼。3.配置接口〔1〕接口速率：19200b/s?！?〕接口標(biāo)準(zhǔn)：RS-232。2.8網(wǎng)關(guān)網(wǎng)關(guān)〔Gateway〕是一種協(xié)議轉(zhuǎn)換器，它支持不同協(xié)議之間的轉(zhuǎn)換，主要用于不同體系結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)連接，實(shí)現(xiàn)不同協(xié)議網(wǎng)絡(luò)之間的互聯(lián)。網(wǎng)關(guān)具有對不兼容的高層協(xié)議進(jìn)行轉(zhuǎn)換的能力，為了實(shí)現(xiàn)異構(gòu)設(shè)備之間的通信，網(wǎng)關(guān)需要對不同的鏈路層、會話層、表示層和應(yīng)用層協(xié)議進(jìn)行翻譯和轉(zhuǎn)換。通過使用網(wǎng)關(guān)，可以將兩個類型完全不同的網(wǎng)絡(luò)連接在一起。在OSI參考模型中，網(wǎng)關(guān)分成兩種：一種是無連接的網(wǎng)關(guān)，一種是面向連接的網(wǎng)關(guān)。無連接的網(wǎng)關(guān)用于數(shù)據(jù)報網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)，面向連接的網(wǎng)關(guān)用于虛電路網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)。網(wǎng)關(guān)設(shè)備一般用于網(wǎng)絡(luò)中心的大型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)之間的連接，為普通用戶訪問更多類型的大型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)提供幫助。有些網(wǎng)關(guān)可以通過軟件來實(shí)現(xiàn)協(xié)議轉(zhuǎn)換操作，能起到與硬件類似的作用，但這是以損耗機(jī)器的系統(tǒng)資源來實(shí)現(xiàn)的。2.9交換機(jī)2.9.1交換機(jī)概述廣義的交換機(jī)〔Switch〕就是一種在通信系統(tǒng)中完成信息交換功能的設(shè)備。交換機(jī)是集線器的更新?lián)Q代產(chǎn)品。交換機(jī)擁有一條帶寬很高的背部總線和內(nèi)部交換矩陣，交換機(jī)的所有端口都掛接在這條背部總線上。控制電路收到數(shù)據(jù)包以后，處理端口會查找內(nèi)存中的MAC地址〔網(wǎng)卡的硬件地址〕對照表，以確定目的MAC地址對應(yīng)的網(wǎng)卡掛接在哪個端口上，通過內(nèi)部交換矩陣直接將數(shù)據(jù)包迅速傳送到目的節(jié)點(diǎn)，而不是所有節(jié)點(diǎn)，假設(shè)目的MAC地址不存在，那么播送到所有端口?？梢悦黠@看出，交換機(jī)的這種工作方式效率高，不會浪費(fèi)網(wǎng)絡(luò)資源；只對目的地址發(fā)送數(shù)據(jù)，一般來說不易產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)堵塞；數(shù)據(jù)傳輸平安，它不是對所有節(jié)點(diǎn)同時發(fā)送數(shù)據(jù)，其他節(jié)點(diǎn)很難偵聽到所發(fā)送的信息，這也是交換機(jī)取代集線器的重要原因之一。交換機(jī)一般根據(jù)MAC地址轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包。帶網(wǎng)管功能的交換機(jī)可以對每個端口的流量進(jìn)行監(jiān)測，一般的可管理型交換機(jī)都支持虛擬局域網(wǎng)〔VLAN〕、鏈路會聚，有的還具有防火墻功能。2.9.2常見的交換機(jī)產(chǎn)品1.快速以太網(wǎng)交換機(jī)快速以太網(wǎng)交換機(jī)主要用于100Mb/s的快速以太網(wǎng)。2.千兆以太網(wǎng)交換機(jī)千兆以太網(wǎng)交換機(jī)的帶寬可以到達(dá)1000Mb/s。3.10Gb/s以太網(wǎng)交換機(jī)10Gb/s以太網(wǎng)交換機(jī)主要用于10Gb/s以太網(wǎng)絡(luò)的接入。4.ATM交換機(jī)ATM交換機(jī)是用于ATM網(wǎng)絡(luò)的交換機(jī)產(chǎn)品。5.FDDI交換機(jī)FDDI交換機(jī)是用于FDDI網(wǎng)絡(luò)的交換機(jī)。FDDI交換機(jī)目前已經(jīng)被淘汰。2.9.3交換機(jī)的性能指標(biāo)1.接口對于家庭或小型辦公網(wǎng)絡(luò),一般使用價格低廉的5口或8口桌面型交換機(jī)即可。通常接口數(shù)量越多,交換機(jī)價格越高。當(dāng)然,如果條件允許,可以選擇16口、24口或更高接口數(shù)的交換機(jī),以滿足網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展的需要。交換機(jī)的接口類型一般是RJ-45接口,同時交換機(jī)還會通過一個UP-Link(級聯(lián))接口實(shí)現(xiàn)交換設(shè)備的級聯(lián)。另外,有的接口還支持MDI/MDIX自動跳線功能,通過此功能可以在級聯(lián)交換設(shè)備時自動按照適當(dāng)?shù)木€序連接,而無須手工配置。2.傳輸速率在家庭或小型辦公網(wǎng)絡(luò)中,一般使用傳輸速率為100Mb/s的交換機(jī)即可。在市場上,百兆交換機(jī)主要以10/100Mb/s自適應(yīng)交換機(jī)為主。雖然千兆網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已經(jīng)快速開展,但對于普通家庭或小型辦公用戶來說并不實(shí)用。不過,有條件的用戶可以選擇10/100/1000Mb/s自適應(yīng)交換機(jī)和100/1000Mb/s自適應(yīng)交換機(jī),以適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)升級的需要。2.9.3交換機(jī)的性能指標(biāo)3.傳輸介質(zhì)低端交換機(jī)〔如10/100Mb/s自適應(yīng)交換機(jī)〕一般采用100Base-Tx5類UTP〔非屏蔽雙絞線〕作為傳輸介質(zhì)，支持100Mb/s的最大傳輸速率以及最大100m的傳輸距離。低端交換機(jī)還支持10Base-T/10Base-Tx的3類或3類以上UTP。千兆交換機(jī)一般采用的傳輸介質(zhì)為1000Base-Tx超5類UTP或光纖。4.傳輸模式目前，交換機(jī)一般都支持全/半雙工自適應(yīng)模式，全雙工〔FullDuplex〕模式可以同時接收和發(fā)送數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)流是雙向的；半雙工〔HalfDuplex〕模式不能同時接收和發(fā)送數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)流是單向的。與半雙工模式相比，全雙工模式具有更高的網(wǎng)絡(luò)傳輸效率。5.網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)交換機(jī)遵循的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)一般應(yīng)包括IEEE802.310Base-T以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)、IEEE802.3u100Base-Tx快速以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)、IEEE802.3x流量控制標(biāo)準(zhǔn)、IEEE802.1q虛擬局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)、IEEE802.1p優(yōu)先級控制標(biāo)準(zhǔn)、IEEE802.1d生成樹協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。千兆交換機(jī)還應(yīng)支持IEEE802.3z1000Base-X或IEEE802.3ab1000Base-T標(biāo)準(zhǔn)。2.9.3交換機(jī)的性能指標(biāo)6.交換方式目前，交換機(jī)采用的交換方式主要有存儲—轉(zhuǎn)發(fā)和直通兩種。存儲—轉(zhuǎn)發(fā)是在交換機(jī)接收到全部數(shù)據(jù)包后再決定如何轉(zhuǎn)發(fā)，可以檢測數(shù)據(jù)包的錯誤，支持不同速率的輸入/輸出端口的數(shù)據(jù)交換，但數(shù)據(jù)處理的延時較長。存儲—轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域使用最為廣泛的技術(shù)之一，如今大局部的交換機(jī)產(chǎn)品都支持此技術(shù)。直通方式是在交換機(jī)收到整個幀之前就已經(jīng)開始轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，這樣可以減少延時。低端交換機(jī)一般只支持存儲—轉(zhuǎn)發(fā)或直通交換方式中的一種。7.背板帶寬背板帶寬是指交換機(jī)接口處理器和數(shù)據(jù)總線之間的最大數(shù)據(jù)吞吐量。8.管理功能通過交換機(jī)的管理功能可以實(shí)現(xiàn)管理、配置交換機(jī)，從而讓交換機(jī)更好地工作。9.MAC地址容量交換機(jī)是一種基于MAC〔網(wǎng)卡的唯一硬件地址〕識別，能夠完成數(shù)據(jù)包交換功能的設(shè)備。它可以通過MAC地址學(xué)習(xí)功能將連接到自身的設(shè)備的MAC地址保存在MAC地址列表中，這樣在下次進(jìn)行數(shù)據(jù)交換時可以直接從MAC地址列表中找到目的地址。MAC地址容量是指交換機(jī)的MAC地址表中最多可以存儲的MAC地址數(shù)量，低端交換機(jī)一般為2000個左右。交換機(jī)支持的MAC地址數(shù)越多，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的速率也就越高。2.10路由器2.10.1路由器的種類1.接入路由器接入路由器是用于家庭或小型企業(yè)網(wǎng)絡(luò)的通信設(shè)備。接入路由器支持許多異構(gòu)〔如串口、Ethernet口等〕和高速接口，并能夠在各個接口上運(yùn)行多種協(xié)議。2.企業(yè)〔或校園〕級路由器企業(yè)〔或校園〕級路由器連接許多終端系統(tǒng)，其主要目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)盡可能多的端點(diǎn)互聯(lián)，并提供較高的效勞質(zhì)量。3.骨干級路由器 骨干級路由器實(shí)現(xiàn)企業(yè)級網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)。骨干級路由器的傳輸速率高、可靠性好，但價格昂貴。其硬件可靠性可以采用交換網(wǎng)中使用的熱備份、雙電源、雙數(shù)據(jù)通路等技術(shù)來獲得。4.太比特路由器 太比特路由器是下一代互聯(lián)網(wǎng)將要廣泛使用的路由器，與現(xiàn)有的千兆比特路由器相比，太比特路由器具有以下4個新功能： 〔1〕冗余功能。 〔2〕路由計(jì)算功能。 〔3〕自動切換功能。 〔4〕路由集群功能。2.10.2路由器的技術(shù)參數(shù)1.吞吐量 吞吐量是指路由器的數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)能力。 1〕整機(jī)吞吐量 整機(jī)吞吐量指設(shè)備整機(jī)的數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)能力，是設(shè)備性能的重要指標(biāo)。 2〕接口吞吐量 接口吞吐量是指接口的數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)能力。2.路由表能力 路由器通常通過路由表來決定數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā)。路由表能力是指路由表內(nèi)所能容納的路由表項(xiàng)數(shù)量的極限。由于在Internet上執(zhí)行BGP〔邊界網(wǎng)關(guān)協(xié)議〕的路由器通常擁有數(shù)十萬條路由表項(xiàng)，因此，路由表能力是路由器能力的重要表達(dá)。一般而言，高速路由器應(yīng)能夠支持至少25萬條路由，平均每個目的地址至少提供2條路由，系統(tǒng)必須支持至少25個BGP對等以及至少50個IGP〔內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議〕鄰居。3.背板能力 背板是輸入與輸出端口間的物理通路。背板能力是路由器性能的重要指標(biāo)，傳統(tǒng)路由器采用共享背板，高速路由器一般采用可交換式背板設(shè)計(jì)。背板能力能夠表達(dá)在路由器吞吐量上，背板能力通常大于依據(jù)吞吐量和數(shù)據(jù)包長所計(jì)算的值。背板能力只能在設(shè)計(jì)中表達(dá)，一般無法測試。

2.10.2路由器的技術(shù)參數(shù)4.丟包率 丟包率是指路由器在持續(xù)穩(wěn)定的負(fù)荷下，由于資源缺少而不能轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)包在應(yīng)轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)包中所占的比例。5.時延 時延是指從數(shù)據(jù)包第一個比特的數(shù)據(jù)進(jìn)入路由器到最后一個比特的數(shù)據(jù)從路由器輸出的時間間隔，此時間間隔是以存儲—轉(zhuǎn)發(fā)方式工作的路由器的處理時間。6.背靠背幀數(shù) 背靠背幀數(shù)是指以最小幀間隔發(fā)送最多數(shù)據(jù)包不引起丟包時的數(shù)據(jù)包數(shù)量。7.時延抖動 時延抖動是指時延變化。數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)對時延抖動不敏感，因此，此指標(biāo)通常不作為衡量高速路由器的重要指標(biāo)。

2.10.2路由器的技術(shù)參數(shù)8.用戶可用插槽數(shù)用戶可用插槽數(shù)指標(biāo)是針對模塊化路由器而言的,指模塊化路由器中除CPU板、時鐘板等必要系統(tǒng)板及(或)系統(tǒng)板專用槽位外用戶可以使用的插槽數(shù)。根據(jù)用戶可用插槽數(shù)以及用戶板端口密度,可以計(jì)算此路由器所支持的最大接口數(shù)。9.效勞質(zhì)量能力 1〕隊(duì)列管理控制機(jī)制 隊(duì)列管理控制機(jī)制通常指路由器的擁塞管理機(jī)制及其隊(duì)列調(diào)度算法。 2〕接口硬件隊(duì)列數(shù) 通常路由器所支持的優(yōu)先級由接口硬件隊(duì)列來保證，每個隊(duì)列中的優(yōu)先級由隊(duì)列調(diào)度算法控制。2.10.2路由器的技術(shù)參數(shù)10.網(wǎng)絡(luò)管理 網(wǎng)絡(luò)管理是指管理員通過網(wǎng)絡(luò)管理程序?qū)W(wǎng)絡(luò)上的資源進(jìn)行集中化管理，包括配置管理、計(jì)賬管理、性能管理、故障管理和平安管理。11.可靠性和可用性 1〕設(shè)備的冗余冗余可以包括接口冗余、插卡冗余、電源冗余、系統(tǒng)板冗余、時鐘板冗余等設(shè)備冗余。 2〕熱插拔組件 在更換熱插拔組件時不會影響路由器正常工作。 3〕無故障工作時間 這一指標(biāo)按照統(tǒng)計(jì)方式指出設(shè)備無故障工作的時間，一般無法測試，但可以通過主要組件的無故障工作時間或大量相同設(shè)備的工作情況計(jì)算。 4〕內(nèi)部時鐘精度 具有ATM或POS接口的路由器對信號同步的要求較高，因此對路由器內(nèi)部時鐘精度要求非?？量獭矔r鐘的精度會影響誤碼率〕。2.10.3路由器的接口類型

1.AUI接口 AUI接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，這是一種在令牌環(huán)網(wǎng)或總線型網(wǎng)絡(luò)中比較常見的接口。2.RJ-45接口 RJ-45接口是一種常見的雙絞線以太網(wǎng)接口〔快速以太網(wǎng)中主要采用雙絞線作為傳輸介質(zhì)〕。3.SC接口 SC接口即光纖接口，主要用于與光纖的連接。4.高速同步串口 高速同步串口主要用于連接目前應(yīng)用非常廣泛的DDN、幀中繼、X.25等網(wǎng)絡(luò)。5.異步串口 異步串口主要應(yīng)用于Modem或Modem池的連接，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)通過公用網(wǎng)接入網(wǎng)絡(luò)。6.ISDNBRI接口 ISDN有兩種速率的接口，一種是ISDNBRI〔根本速率接口〕，另一種是ISDNPRI〔基群速率接口〕。2.11效勞器2.11.1效勞器的硬件要求 1.處理器多數(shù)效勞器支持兩個或兩個以上CPU。通常多個處理器集中在一臺機(jī)器里,可提供較強(qiáng)的處理能力。 2.內(nèi)存較大的內(nèi)存可以幫助提高效勞器的處理能力與運(yùn)算能力,這是因?yàn)閮?nèi)存是CPU在處理與運(yùn)算數(shù)據(jù)時與輸入/輸出最近的驛站。同時,系統(tǒng)處理能力的提高還依賴于系統(tǒng)的二級高速緩存的大小,二級高速緩存可為CPU提供一個超速工作空間。2.11效勞器 3.硬盤空間效勞器的重要功能是為網(wǎng)絡(luò)用戶提供一個共享文件和應(yīng)用軟件的存儲中心。PC服務(wù)器除了采用大容量本機(jī)硬盤外,有些還采用容量更大、穩(wěn)定性更高、備份機(jī)制更強(qiáng)的磁盤陣列。磁盤直接與內(nèi)存交換信息,是隨機(jī)存儲數(shù)據(jù)的高速存儲設(shè)備,這就要求效勞器磁盤陣列必須是具有高可靠性的硬盤組,因?yàn)樗鼈儧Q定了效勞器系統(tǒng)存儲空間的大小,還決定了系統(tǒng)的平安、穩(wěn)定性能。 4.UPS電源每個效勞器一般都有一個UPS電源,但通常關(guān)鍵任務(wù)效勞器系統(tǒng)還需要配置額外的UPS電源,在電源突然中斷時,這類系統(tǒng)通常能夠自動切換到其他UPS上。一些效勞器還支持熱插拔功能,允許在系統(tǒng)運(yùn)行時更換發(fā)生故障的電源。2.11.2效勞器的性能要求

1.效勞器的可管理性可管理性是效勞器的標(biāo)準(zhǔn)性能。效勞器在硬件方面的可管理性主要是指在效勞器主板上集成了各種傳感器,用于檢測效勞器上的各種硬件設(shè)備,同時配合相應(yīng)的管理軟件，可以遠(yuǎn)程監(jiān)測效勞器,從而使管理員對效勞器系統(tǒng)進(jìn)行及時有效的管理。效勞器在軟件方面的可管理性除了網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)自身所具有的各種可管理性外,效勞器廠商還可針對特定需求或者硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)開發(fā)特定的管理軟件。2.效勞器的可用性效勞器的可用性是指在一段時間內(nèi)效勞器可供用戶正常使用的時間百分比。效勞器的故障處理技術(shù)越成熟,效勞器的可用性就越高。提高效勞器的可用性有兩種方式:減少硬件的平均故障間隔時間和利用專用功能機(jī)制。專用功能機(jī)制可在出現(xiàn)故障時自動執(zhí)行系統(tǒng)或部件切換,以防止或減少意外停機(jī)。然而,不管采用哪種方式,都會有系統(tǒng)或部件冗余,這也提高了系統(tǒng)本錢。

2.11.2效勞器的性能要求

3.效勞器的可擴(kuò)展性效勞器的可擴(kuò)展性是PC效勞器的重要性能之一。為了保持效勞器工作的穩(wěn)定性和安全性,就必須充分考慮效勞器的可擴(kuò)展性能。在機(jī)架上要為以后增加硬盤和電源留有充分余地,一般PC效勞器的機(jī)箱內(nèi)都留有3個以上的硬驅(qū)動器間隔,每個可容納4～6個硬盤可熱插拔驅(qū)動器。假設(shè)3個驅(qū)動器間隔全部占用,那么可容納18個內(nèi)置的驅(qū)動器,另外還支持3個以上可熱插拔的UPS。在主板上還應(yīng)有一定數(shù)量的種類齊全的插槽,一般的PC效勞器都有2～6條64位PCI和32位PCI插槽,1～2條PCI和ISA共享插槽,以及2條ISA插槽。4.效勞器的平安性平安性是網(wǎng)絡(luò)的生命,而PC效勞器的平安就是網(wǎng)絡(luò)的平安。因?yàn)樾谄魅哂嘈允窍到y(tǒng)錯誤、保證系統(tǒng)平安和維護(hù)系統(tǒng)穩(wěn)定的有效方法,所以冗余是衡量效勞器平安性的重要標(biāo)準(zhǔn)。某些效勞器在電源、網(wǎng)卡、SCSI卡、硬盤、PCI通道上都實(shí)現(xiàn)設(shè)備完全冗余,同時還支持PCI網(wǎng)卡的自動切換功能,大大優(yōu)化了效勞器的平安性能。當(dāng)然,設(shè)備部件冗余需要兩套完全相同的部件,這也大大提高了系統(tǒng)的造價。2.11.2效勞器的性能要求5.效勞器的高性能效勞器的高性能是指效勞器的綜合性能指標(biāo)高。PC效勞器根本性能主要表現(xiàn)在運(yùn)行速度、磁盤空間、容錯能力、擴(kuò)展能力、穩(wěn)定性、持續(xù)性、監(jiān)測功能以及電源等方面。6.效勞器的模塊化設(shè)計(jì)效勞器的模塊化設(shè)計(jì)是指電源、網(wǎng)卡、SCSI卡、硬盤、風(fēng)扇等部件為模塊化結(jié)構(gòu)，且都具有熱插拔功能，可以在線維護(hù)，大大減少了系統(tǒng)停機(jī)的可能性。2.11.3效勞器的流行技術(shù)1.集群技術(shù) 集群是將一組相互獨(dú)立的計(jì)算機(jī)通過高速通信網(wǎng)絡(luò)組成的一個計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，并以單一系統(tǒng)的模式加以管理。2.分布式內(nèi)存存取 分布式內(nèi)存存取〔NUMA〕是由假設(shè)干通過高速專用網(wǎng)絡(luò)連接起來的獨(dú)立節(jié)點(diǎn)所構(gòu)成的系統(tǒng)，各個節(jié)點(diǎn)可以是單個的CPU或是一個SMP系統(tǒng)。3.Intel效勞器控制 Intel效勞器控制〔ISC〕是一種網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控技術(shù)，只適用于使用Intel架構(gòu)的帶有集成管理功能的效勞器。4.對稱多處理技術(shù) 對稱多處理〔SMP〕技術(shù)是指在一個計(jì)算機(jī)上有一組處理器〔多CPU〕，各CPU之間共享內(nèi)存子系統(tǒng)以及總線結(jié)構(gòu)。2.11.3效勞器的流行技術(shù)5.應(yīng)急管理端口 應(yīng)急管理端口〔EMP〕是效勞器主板上所帶的一個用于遠(yuǎn)程管理效勞器的接口。遠(yuǎn)程控制機(jī)可以通過Modem與效勞器相連，并通過安裝于控制機(jī)上的控制軟件實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。6.智能輸入/輸出技術(shù) 目前，CPU主頻速度提升很快，I/O速度已成為系統(tǒng)的瓶頸。為了解決此問題，廠商在I/O子系統(tǒng)中參加CPU，負(fù)責(zé)中斷處理、緩沖和數(shù)據(jù)傳輸?shù)热蝿?wù)，提高了系統(tǒng)的吞吐能力，這就是智能輸入/輸出技術(shù)。使用了智能輸入/輸出技術(shù)的效勞器，在硬件規(guī)模不變的情況下能處理更多的任務(wù)。7.RAID技術(shù) RAID技術(shù)將假設(shè)干硬磁盤驅(qū)動器按照一定要求組成一個整體，整個磁盤陣列由陣列控制器管理，磁盤陣列提高了存儲容量，多臺磁盤驅(qū)動器可并行工作，提高了數(shù)據(jù)傳輸速率。目前，常用的RAID類型有RAID0、RAID1、RAID3、RAID5等。8.I2C總線 I2C總線是一種由飛利浦公司開發(fā)的串行總線。利用I2C總線技術(shù)可以對效勞器的所有部件進(jìn)行集中管理，可隨時監(jiān)控內(nèi)存、硬盤、網(wǎng)絡(luò)、系統(tǒng)溫度等多個參數(shù)，既提高了系統(tǒng)的平安性，又方便了管理。2.12網(wǎng)絡(luò)存儲系統(tǒng)2.12.1SCSI總線

SCSI是一種廣泛應(yīng)用于小型機(jī)上的高速數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，具有應(yīng)用范圍廣、多任務(wù)、帶寬大、CPU占用率低，以及熱插拔等優(yōu)點(diǎn)。SCSI總線是一種連接主機(jī)和外圍設(shè)備的小型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)接口總線，能與磁盤驅(qū)動器、磁帶機(jī)、光驅(qū)、掃描儀等多種設(shè)備進(jìn)行通信。 SCSI總線上的設(shè)備可以分為啟動設(shè)備和目標(biāo)設(shè)備兩大類。啟動設(shè)備是發(fā)送命令的設(shè)備，目標(biāo)設(shè)備是接收主機(jī)命令的設(shè)備。2.12.2獨(dú)立磁盤冗余陣列

獨(dú)立磁盤冗余陣列〔RAID〕簡稱磁盤陣列，是一種把多塊獨(dú)立的硬盤〔物理硬盤〕按不同方式組合起來形成一個硬盤組〔邏輯硬盤〕，從而提供比單個硬盤更高的存儲性能和數(shù)據(jù)冗余的技術(shù)。磁盤組就像是一個硬盤，用戶可以對它進(jìn)行分區(qū)、格式化等操作，即對磁盤陣列的操作與在單個硬盤上操作一模一樣，只是磁盤陣列的存儲性能要比單個硬盤高很多，而且可以提供數(shù)據(jù)冗余。 采用RAID的優(yōu)點(diǎn)是： 〔1〕提高了速度。 〔2〕提高了存儲能力。 〔3〕可高效恢復(fù)磁盤。 有兩種實(shí)現(xiàn)RAID的方法：硬RAID和軟RAID。

2.13相關(guān)網(wǎng)絡(luò)輔助設(shè)備2.13.1共享打印機(jī)與網(wǎng)絡(luò)打印機(jī) 共享打印機(jī)是指用戶通過共享設(shè)置來實(shí)現(xiàn)一臺本地打印機(jī)在局域網(wǎng)上的共享，此打印機(jī)并不是獨(dú)立的，它必須借助一臺與其連接的計(jì)算機(jī)來實(shí)現(xiàn)打印共享過程。當(dāng)局域網(wǎng)規(guī)模很大，打印任務(wù)眾多時，如果仍然采用共享打印機(jī)，將大大降低打印速度。 網(wǎng)絡(luò)打印機(jī)是在共享打印機(jī)的根底上開展而來的。網(wǎng)絡(luò)打印機(jī)可以設(shè)置單獨(dú)的IP地址，自動實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)上的打印管理，可以將它看作是一臺專門的打印效勞器，從而極大地提高了打印的效率和穩(wěn)定性，降低了總體使用和管理本錢。2.13.2UPS

UPS又稱不間斷電源，它是一種集電力技術(shù)、控制技術(shù)和信號檢測及通信技術(shù)于一身的高科技電源設(shè)備，目前，此設(shè)備已被廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、移動通信等多個應(yīng)用領(lǐng)域。1.UPS的特點(diǎn) 〔1〕高可靠性。 〔2〕高抗干擾性。2.UPS的功能 〔1〕為局域網(wǎng)中的各類用電設(shè)備提供后備電源，防止突然斷電給網(wǎng)絡(luò)設(shè)備造成損害。 〔2〕消除供電系統(tǒng)中產(chǎn)生的諸如浪涌、諧波干擾、頻率漂移、波形斷續(xù)、電壓過高或過低等現(xiàn)象，改善電源供電質(zhì)量，使局域網(wǎng)中各類網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的電子元部件免受破壞性損害。 〔3〕抑制電網(wǎng)中其他用電設(shè)備產(chǎn)生的諸如高頻信號等雜波，以免造成傳輸數(shù)據(jù)喪失等故障，從而提高網(wǎng)絡(luò)的可靠性。2.13.3電線與插座

電源布線應(yīng)遵照相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，并考慮實(shí)驗(yàn)室的綜合布線條件。在進(jìn)行電源布線時，應(yīng)用分組點(diǎn)接的方式將整個實(shí)驗(yàn)室按實(shí)際情況分為假設(shè)干組〔大約15～20臺為一組〕，由一個空氣開關(guān)控制，使用標(biāo)準(zhǔn)電源護(hù)套線，每隔1.5m左右接入一只三孔國標(biāo)插座作為一個點(diǎn)，然后采用假設(shè)干多孔國標(biāo)插座接入，并保證可靠接地。 顯示器電源也采取分組控制，可防止因計(jì)算機(jī)同時開機(jī)而產(chǎn)生的巨大電流沖擊燒毀電氣設(shè)施。 在規(guī)劃過程中，應(yīng)考慮在每個機(jī)柜和設(shè)備附近都安排相應(yīng)的電源插座，插座的容量應(yīng)根據(jù)接入設(shè)備的功率來決定，并一定要留有冗余。在選購電源線時也應(yīng)根據(jù)電源插座的容量，在負(fù)荷上留有一定的冗余。 電線必須采用符合國家標(biāo)準(zhǔn)的阻燃雙塑料銅芯電纜電線，計(jì)算機(jī)負(fù)載配電線路應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)并留有余量。插座選用15A三孔電源插座，根據(jù)機(jī)房的使用情況配置插座數(shù)量和型號。插座一定要使用正規(guī)廠家生產(chǎn)的合格產(chǎn)品，有各種證件，如生產(chǎn)許可證、合格證等，并應(yīng)標(biāo)明生產(chǎn)日期，常用品牌有公牛、子彈頭等。2.13.4測試儀

1.按照測試儀使用的頻率范圍分類 1〕通用型測試儀通用型測試儀主要用于5類以下〔含5類〕鏈路測試，在0～100MHz測量頻率范圍內(nèi)能提供各測試參數(shù)的標(biāo)稱值和閾值曲線。 2〕寬帶鏈路測試儀寬帶鏈路測試儀不僅用于5e類以上鏈路的測試，還可用于6類線纜或安裝更高類器件〔接插部件、跳線、連接插頭和插座〕的寬帶鏈路測試。鏈路測試系統(tǒng)的最高測量工作頻率可擴(kuò)展至250MHz，在0～250MHz測試頻率范圍內(nèi)提供各測試參數(shù)的標(biāo)稱值和閾值曲線。2.按照測試儀適用的測試對象分類 1〕電纜測試儀電纜測試儀具有對電纜的驗(yàn)證測試和認(rèn)證測試功能，主要用于檢測電纜質(zhì)量及電纜安裝質(zhì)量。 2〕網(wǎng)絡(luò)測試儀 網(wǎng)絡(luò)測試儀主要用于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的安裝調(diào)試，網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測、維護(hù)和故障診斷。 3〕光纖測試儀 最常用的光纖測試儀是光時域反射計(jì)，也可以使用可視故障定位儀來檢測光纖極性、斷點(diǎn)及衰減，如測試配線架上的光纜是否捆扎過緊等。2.13.5萬用表

萬用表又叫多用表、三用表、復(fù)用表，是一種多功能、多量程的測量儀表，一般萬用表可測量直流電流、直流電壓、交流電壓、電阻和音頻電平等，有的還可以測量交流電流、電容量、電感量及半導(dǎo)體的一些參數(shù)。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備管理第3章交換機(jī)的根本配置與管理3.1交換機(jī)概述3.1.1交換機(jī)的組成 交換機(jī)相當(dāng)于一臺特殊的計(jì)算機(jī)，同樣由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩局部組成。硬件系統(tǒng)主要包含CPU、端口和存儲介質(zhì)，軟件系統(tǒng)主要是IOS操作系統(tǒng)。1.ROM ROM相當(dāng)于PC機(jī)的BIOS。交換機(jī)加電啟動時，將首先運(yùn)行ROM中的程序，以實(shí)現(xiàn)對交換機(jī)硬件的自檢并引導(dǎo)啟動IOS。此存儲器在系統(tǒng)斷電時不會喪失程序數(shù)據(jù)。2.Flash Flash是一種可擦寫、可編程的ROM，其中包含IOS及微代碼。Flash相當(dāng)于PC機(jī)的硬盤，但速度要快得多，可通過寫入新版本的IOS來實(shí)現(xiàn)對交換機(jī)的升級。Flash在斷電時不會喪失程序數(shù)據(jù)。3.NVRAM NVRAM用于存儲交換機(jī)的配置文件，在系統(tǒng)斷電時也不會喪失程序數(shù)據(jù)。4.DRAM DRAM是一種可讀寫存儲器，相當(dāng)于PC機(jī)的內(nèi)存，在系統(tǒng)斷電時會喪失程序數(shù)據(jù)。3.1.2交換機(jī)的啟動與首次啟動配置交換機(jī)通電后，即開始了啟動過程，首先運(yùn)行ROM中的自檢程序，對系統(tǒng)進(jìn)行自檢；接著引導(dǎo)運(yùn)行Flash中的IOS，并在NVRAM中尋找交換機(jī)的配置，然后將其裝入DRAM中運(yùn)行。首次進(jìn)入交換機(jī)可以在setup模式下設(shè)置管理IP地址、網(wǎng)關(guān)地址、相關(guān)的登錄密碼等，詳細(xì)設(shè)置見教材。執(zhí)行setup命令進(jìn)入對話配置模式的根本操作如圖3-1所示。學(xué)習(xí)如下命令：EnableSetup3.1.3CiscoIOS簡介 IOS(InternetworkOperatingSystem)是一種特殊的軟件，可用它配置Cisco相關(guān)交換和路由設(shè)備。IOS是一個與硬件別離的軟件體系結(jié)構(gòu)，隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷開展，可動態(tài)地升級以適應(yīng)不斷變化的硬件和軟件技術(shù)。 CiscoIOS操作系統(tǒng)具有以下特點(diǎn)： 〔1〕支持通過命令行或Web界面對交換機(jī)進(jìn)行配置和管理。 〔2〕支持通過交換機(jī)的控制端口或Telnet來登錄、連接并訪問交換機(jī)。 〔3〕提供用戶模式和特權(quán)模式兩種命令執(zhí)行級別，并提供全局配置、接口配置、子接口配置和VLAN數(shù)據(jù)庫配置等多種級別的配置模式，以允許用戶對交換機(jī)的資源進(jìn)行配置。在用戶模式中，僅能運(yùn)行少數(shù)的命令，允許查看當(dāng)前配置信息，但不能對交換機(jī)進(jìn)行配置。特權(quán)模式允許運(yùn)行交換機(jī)提供的所有命令。 〔4〕IOS命令不區(qū)分大小寫。 〔5〕在不引起混淆的情況下，支持命令簡寫，如“enable〞通?？煽s寫為“en〞。 〔6〕可隨時使用“？〞來獲得命令行幫助，支持命令行編輯功能，并可將執(zhí)行過的命令保存，以進(jìn)行歷史命令查詢。3.1.4交換機(jī)的層次分類方式1.二層交換機(jī) 二層交換機(jī)運(yùn)行在OSI參考模型數(shù)據(jù)鏈路層的MAC子層上，依靠MAC地址和IEEE802.1q協(xié)議的VLAN標(biāo)簽信息來完成鏈路層交換過程，其最大的優(yōu)點(diǎn)是數(shù)據(jù)傳輸速度快。二層交換機(jī)能劃分子網(wǎng)、限制播送、建立VLAN，但它的控制能力較小，靈活性不夠，也無法控制各信息點(diǎn)的流量，缺乏方便實(shí)用的路由功能，能分割網(wǎng)絡(luò)的沖突域，但不能過濾網(wǎng)絡(luò)的播送域。2.三層交換機(jī) 三層交換機(jī)工作在OSI參考模型的網(wǎng)絡(luò)層，能直接根據(jù)網(wǎng)絡(luò)層IP地址來完成端到端的數(shù)據(jù)交換，它不但能分割網(wǎng)絡(luò)的沖突域，而且可以過濾網(wǎng)絡(luò)的播送域。三層交換機(jī)可以根據(jù)其處理數(shù)據(jù)的方式而分為純硬件和基于軟件兩大類。3.四層交換機(jī) 四層交換機(jī)用OSI參考模型傳輸層數(shù)據(jù)包的包頭信息來交換和傳輸信息。它通過任務(wù)分配和負(fù)載均衡優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)，提高效勞器的可靠性和可擴(kuò)充性，并提供詳細(xì)的流量統(tǒng)計(jì)和記賬信息，從而在網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用層上解決網(wǎng)絡(luò)阻塞、網(wǎng)絡(luò)平安和網(wǎng)絡(luò)管理等問題，使網(wǎng)絡(luò)更具智能性和可管理性。交換機(jī)的層次越高，性能越好，價格就越昂貴。3.1.5交換機(jī)的衡量參數(shù)

1.吞吐量 吞吐量的上下決定了交換機(jī)在沒有丟幀的情況下發(fā)送和接收幀的最大速率。2.背板帶寬 背板帶寬也叫交換帶寬〔單位為Gb/s〕，是交換機(jī)接口處理器或接口卡和數(shù)據(jù)總線間所能吞吐的最大數(shù)據(jù)量。3.幀喪失率 幀喪失率可以反映交換機(jī)在過載時的性能狀況，這對于指示交換機(jī)在播送風(fēng)暴等不正常狀態(tài)下的運(yùn)行情況非常有用。4.Back-to-Back 此參數(shù)能夠反映數(shù)據(jù)緩沖區(qū)的大小。5.延時 此項(xiàng)指標(biāo)能夠決定數(shù)據(jù)包通過交換機(jī)的時間。6.錯誤幀過濾 錯誤幀過濾決定交換機(jī)能否正確過濾某些錯誤的幀。7.背壓 背壓決定交換機(jī)能否支持阻止將外來數(shù)據(jù)幀發(fā)送到阻塞端口時防止丟數(shù)據(jù)包。8.線端阻塞 線端阻塞〔HOL〕決定阻塞的端口如何影響非阻塞端口的轉(zhuǎn)發(fā)速率。3.1.6交換機(jī)的3種交換方式

1.直通式 直通式〔CutThrough〕交換機(jī)在輸入端口檢測到一個數(shù)據(jù)包時，先檢查此包的包頭，獲取包的目的地址，然后啟動內(nèi)部的動態(tài)查找表將目的地址轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的輸出端口，在輸入與輸出交叉處接通，把數(shù)據(jù)包直通到相應(yīng)的端口，實(shí)現(xiàn)交換功能。2.存儲—轉(zhuǎn)發(fā)式 存儲—轉(zhuǎn)發(fā)式〔StoreandForward〕交換機(jī)把輸入端口的數(shù)據(jù)包先存儲起來，然后進(jìn)行CRC〔循環(huán)冗余碼校驗(yàn))檢查，在對錯誤包處理后才取出數(shù)據(jù)包的目的地址，通過查找表轉(zhuǎn)換成輸出端口送出數(shù)據(jù)包。3.碎片隔離式 碎片隔離式〔FragmentFree〕是介于前兩者之間的一種解決方案。它檢查數(shù)據(jù)包的長度是否到達(dá)64個字節(jié)，如果小于64字節(jié)，說明是假包，那么丟棄該包；如果大于64字節(jié)，那么發(fā)送該包。這種方式不提供數(shù)據(jù)校驗(yàn)。碎片隔離式的數(shù)據(jù)處理速度比存儲—轉(zhuǎn)發(fā)式快，但比直通式慢。3.2交換機(jī)的根本配置3.2.1交換機(jī)組網(wǎng)結(jié)構(gòu)

1.級聯(lián)方式 級聯(lián)方式是最常用的一種組網(wǎng)方式，它通過交換機(jī)上的級聯(lián)口進(jìn)行連接。級聯(lián)方式的結(jié)構(gòu)如圖3-2所示。2.端口聚合方式 端口聚合方式相當(dāng)于用多個端口同時進(jìn)行級聯(lián)，它提供了更高的互聯(lián)帶寬和線路冗余，提高了網(wǎng)絡(luò)的可靠性。端口聚合方式的結(jié)構(gòu)如圖3-3所示。圖3-2級聯(lián)方式圖3-3端口聚合方式3.2.1交換機(jī)組網(wǎng)結(jié)構(gòu)3.堆疊方式 交換機(jī)的堆疊是最快捷、最便利的擴(kuò)展端口的方式，同時堆疊后的帶寬是單一交換機(jī)端口帶寬的幾十倍。但是，并不是所有的交換機(jī)都支持堆疊，這取決于交換機(jī)的品牌、型號，并且還需要使用專門的堆疊電纜和堆疊模塊，最后還要注意同一疊堆中的交換機(jī)必須是同一品牌。堆疊方式的結(jié)構(gòu)如圖3-4所示。4.分層方式 分層方式一般應(yīng)用于比較復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，按照功能可劃分為接入層、會聚層和核心層。分層方式的結(jié)構(gòu)如圖3-5所示。圖3-4堆疊方式圖3-5分層方式3.2.2交換機(jī)的配置方式1.通過Console端口對交換機(jī)進(jìn)行配置新購置的交換機(jī)一般沒有內(nèi)置IP地址等參數(shù),不能直接利用Telnet或Web瀏覽器對其進(jìn)行配置和管理,而必須通過Console端口對其進(jìn)行初始化。2.通過Telnet對交換機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程配置 遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)配置方式必須在通過Console端口進(jìn)行根本配置之后才能進(jìn)行。3.通過Web瀏覽器對交換機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程配置 當(dāng)利用Console端口為交換機(jī)設(shè)置好IP地址并啟用HTTP效勞后，即可通過支持Java的Web瀏覽器訪問交換機(jī)，修改交換機(jī)