《綜合布線技術(shù)與實(shí)訓(xùn)》-第1章

1、研究出版社研究出版社高等教育高等教育“十一五十一五”規(guī)劃教規(guī)劃教材材綜合布線技術(shù)與實(shí)訓(xùn)綜合布線技術(shù)與實(shí)訓(xùn)張文炳張文炳 主編主編速云中速云中 張永張永 副主編副主編毛錦庚毛錦庚 張江張江 編著編著研究出版社研究出版社高等教育高等教育“十一五十一五”規(guī)劃教規(guī)劃教材材第第1 1章章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)出于對信息共享和信息傳輸應(yīng)用的迫切要求，計(jì)算機(jī)及其網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用日益滲透到各個(gè)行業(yè)當(dāng)中。在各種軟件的支持下，人們可以通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行快速的信息交換，并獲得各種服務(wù)。隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的日益普及，在綜合布線系統(tǒng)中，對計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行布線的要求也越來越重要。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是多臺計(jì)算機(jī)組成的系統(tǒng)，它的結(jié)構(gòu)、功能、組成

2、以及實(shí)現(xiàn)技術(shù)遠(yuǎn)比單機(jī)系統(tǒng)要復(fù)雜。本章將介紹計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)，網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的基本內(nèi)容，使大家對計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)有初步了解，為進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)布線打下基礎(chǔ)。研究出版社研究出版社高等教育高等教育“十一五十一五”規(guī)劃教規(guī)劃教材材1.1 1.1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述1.1.1 1.1.1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的組成和分類計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的組成和分類 常用的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)分類是按照計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍來進(jìn)行劃分。根據(jù)覆蓋范圍，從小到大可以分為局域網(wǎng)（LAN），城域網(wǎng)（MAN），廣域網(wǎng)（WAN）和互聯(lián)網(wǎng)（Internet）。具體參數(shù)如表1-1所示。 表表1-1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)分類分布范圍分布距離局域網(wǎng)房間

3、10米建筑物 100米校園1公里城域網(wǎng)城市10公里廣域網(wǎng)國家100公里互聯(lián)網(wǎng)洲際1000公里研究出版社研究出版社高等教育高等教育“十一五十一五”規(guī)劃教規(guī)劃教材材2. 2. 城域網(wǎng)（城域網(wǎng)（MANMAN：Metropolitan Area NetworkMetropolitan Area Network）城域網(wǎng)的組成主要包括：（1）城域網(wǎng)間的骨干網(wǎng)：連接不同的城域網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)。（2）核心網(wǎng)：組成城域網(wǎng)所用的實(shí)現(xiàn)技術(shù)，目前主要有ATM技術(shù)和IP技術(shù)。（3）寬帶接入網(wǎng)：即用戶接入網(wǎng)絡(luò)的方式，通常也用最后一公里的連接來說明接入網(wǎng)的重要。（4）網(wǎng)絡(luò)匯聚層：它負(fù)責(zé)連接接入層交換機(jī)和核心層，以及匯聚分散的接入點(diǎn)

4、，進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，提供流量控制和用戶管理功能，起到控制中心的作用。（5）數(shù)據(jù)中心：對數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲和操作。3. 3. 廣域網(wǎng)（廣域網(wǎng)（WANWAN：Wide Area NetworkWide Area Network）研究出版社研究出版社高等教育高等教育“十一五十一五”規(guī)劃教規(guī)劃教材材1.1.2 1.1.2 網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)1. 1. 總線結(jié)構(gòu)總線結(jié)構(gòu)總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)（如圖1-1所示）它是一種共享數(shù)據(jù)傳輸通路的物理結(jié)構(gòu)?？偩€一般采用同軸電纜或雙絞線。2. 2. 星型結(jié)構(gòu)星型結(jié)構(gòu)星型結(jié)構(gòu)（如圖1-2所示）是以中央節(jié)點(diǎn)為中心，向外圍的節(jié)點(diǎn)以放射狀的形式進(jìn)行連接。 3. 3. 環(huán)型結(jié)構(gòu)環(huán)型結(jié)構(gòu)環(huán)

5、型結(jié)構(gòu)（如圖1-3所示）是將網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)連接成閉合結(jié)構(gòu)。4. 4. 樹型結(jié)構(gòu)樹型結(jié)構(gòu)樹型結(jié)構(gòu)（如圖1-4所示）是總線結(jié)構(gòu)的擴(kuò)充形式。5. 5. 分布式結(jié)構(gòu)分布式結(jié)構(gòu)分布式結(jié)構(gòu)又可以稱為網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)（如圖1-5所示），節(jié)點(diǎn)間可以有多條線路相連。 研究出版社研究出版社高等教育高等教育“十一五十一五”規(guī)劃教規(guī)劃教材材圖1-1 總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 圖1-2 星型結(jié)構(gòu) 圖1-3 環(huán)型結(jié)構(gòu) 圖1-4 樹型結(jié)構(gòu) 圖1-5 分布式結(jié)構(gòu)研究出版社研究出版社高等教育高等教育“十一五十一五”規(guī)劃教規(guī)劃教材材1.1.3 ISO/OSI1.1.3 ISO/OSI網(wǎng)絡(luò)參考模型網(wǎng)絡(luò)參考模型1. ISO/OSI1. ISO/OSI參考模型

6、參考模型ISO/OSI的參考模型又可以表示為OSI/RM共有7層，如圖1-6所示。它的劃分層次的原則如下：（1）網(wǎng)絡(luò)中不同的節(jié)點(diǎn)都有相同的層次。（2）不同節(jié)點(diǎn)的同等層具有相同的功能。（3）同一節(jié)點(diǎn)內(nèi)相鄰之間通過接口通信。（4）每一層通過接口使用下層提供的服務(wù)，并向其上層提供服務(wù)。（5）每層完成各自的功能，修改本層的功能不會影響其他層。（6）不同結(jié)點(diǎn)的同等層按照協(xié)議實(shí)現(xiàn)對等層之間的通信。圖1-6 ISO/OSI參考模型研究出版社研究出版社高等教育高等教育“十一五十一五”規(guī)劃教規(guī)劃教材材2. 2. 參考模型的數(shù)據(jù)傳輸方式參考模型的數(shù)據(jù)傳輸方式例如，計(jì)算機(jī)A上的應(yīng)用程序要將信息發(fā)送到計(jì)算機(jī)B的應(yīng)用程

7、序，如圖1-7所示說明了這一過程。圖1-7 參考模型的數(shù)據(jù)傳輸方式研究出版社研究出版社高等教育高等教育“十一五十一五”規(guī)劃教規(guī)劃教材材1.2 1.2 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議網(wǎng)絡(luò)協(xié)議在上面一節(jié)中，ISO/OSI的參考模型為網(wǎng)絡(luò)通信的結(jié)構(gòu)提供了一個(gè)大概的框架。而計(jì)算機(jī)要進(jìn)行通信還需要實(shí)際而且相同的通信語言規(guī)范，這些語言規(guī)范在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中稱為協(xié)議。協(xié)議的作用是保證數(shù)據(jù)的正常發(fā)送和接收。為此在協(xié)議中詳細(xì)規(guī)定了通信時(shí)的數(shù)據(jù)格式、傳送的時(shí)序以及控制信息和應(yīng)答信號的格式等內(nèi)容。下面會對其中常見個(gè)的協(xié)議進(jìn)行介紹。研究出版社研究出版社高等教育高等教育“十一五十一五”規(guī)劃教規(guī)劃教材材1.2.1 1.2.1 以太網(wǎng)（以太網(wǎng)（IE

8、EE 802.3IEEE 802.3系列標(biāo)準(zhǔn)）系列標(biāo)準(zhǔn)）1. 1. 標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)（標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)（IEEE 802.3IEEE 802.3標(biāo)準(zhǔn)）標(biāo)準(zhǔn)）如表1-2所示列出的是IEEE 802.3的關(guān)于標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)。2. 2. 快速以太網(wǎng)（快速以太網(wǎng)（IEEE 802.3uIEEE 802.3u標(biāo)準(zhǔn)）標(biāo)準(zhǔn)）100Base-T快速以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)又可以分為：100Base-TX、100Base-FX、100Base-T4三個(gè)子類。表表1-2 IEEE 802.3的標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)特性IEEE802.0速率（Mb/s）信號傳輸方式最大網(wǎng)絡(luò)長度（m）傳輸介質(zhì)10Base51 0基帶500

9、同軸粗纜10Base21 0 基帶185同軸細(xì)纜10BaseT1 0基帶100雙絞線10Broad361 0 寬帶3600同軸電纜10BaseFL1 0基帶2000光纖1Base51基帶500雙絞線研究出版社研究出版社高等教育高等教育“十一五十一五”規(guī)劃教規(guī)劃教材材（1）100Base-TX：是一種使用5類非屏蔽雙絞線（UTP），或1類，2類屏蔽雙絞線（STP）的快速以太網(wǎng)技術(shù)。（2）100Base-FX：是一種使用光纜的快速以太網(wǎng)技術(shù)，可使用單模和多模光纖，多模光纖連接的最大距離為550米。（3）100Base-T4：使用四對3、4或5類線纜的100 Mb/s。3. 3. 千兆以太網(wǎng)（千兆以

10、太網(wǎng)（IEEE 802.3zIEEE 802.3z標(biāo)準(zhǔn)）標(biāo)準(zhǔn)）IEEE802.3z委員會的目的是建立千兆位以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，包括在1000Mb/s通信速率的情況下的全雙工和半雙工操作、802.3以太網(wǎng)幀格式、載波偵聽多路訪問和沖突檢測（CSMA/CD）技術(shù)、10Base-T和100Base-T向下兼容技術(shù)使1000Mb/s以太網(wǎng)具有以太網(wǎng)的易移植、易管理特性。千兆以太網(wǎng)在處理新應(yīng)用和新數(shù)據(jù)類型方面具有靈活性，它是在10Mb/s和100Mb/s IEEE802.3以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行了延伸，提供了1000Mb/s的數(shù)據(jù)帶寬。1000Mb/s千兆以太網(wǎng)目前主要有以下標(biāo)準(zhǔn)：1000Base-SX，100

11、0Base-LX和1000Base-T標(biāo)準(zhǔn)。研究出版社研究出版社高等教育高等教育“十一五十一五”規(guī)劃教規(guī)劃教材材1.2.2 ADSL1.2.2 ADSL技術(shù)技術(shù)xDSL技術(shù)按上行和下行的速率是否相同可分為速率對稱型和速率非對稱型兩種。速率對稱型的xDSL有HDSL（High bit rate DSL） 高速數(shù)字用戶環(huán)路、SDSL（Single pair DSL）單對線數(shù)字用戶環(huán)路等多種形式；非對稱型的xDSL有ADSL（Asymmetric DSL）不對稱數(shù)字用戶環(huán)路和VDSL（Very high bit rate DSL）超高速數(shù)字用戶環(huán)路等。ADSL作為xDSL的一種，它的主要特點(diǎn)是：它的

12、速率可以達(dá)到上行1M/下行8M，并且它把線路分成語音，上行和下行3個(gè)信道，語音和數(shù)據(jù)可以共用一對線。這樣為經(jīng)常使用Internet下載VOD以及多媒體音頻資料的用戶提供了高速的服務(wù)。而且它充分利用了現(xiàn)有的銅線資源，用戶只要在現(xiàn)有的電話線安裝ADSL，而運(yùn)營商不需要進(jìn)行線纜鋪設(shè)，節(jié)省了大量的支出。因此，ADSL目前已經(jīng)為電信運(yùn)營商所采用，成為寬帶用戶接入的主流技術(shù)。研究出版社研究出版社高等教育高等教育“十一五十一五”規(guī)劃教規(guī)劃教材材1.2.3 TCP/IP1.2.3 TCP/IP協(xié)議協(xié)議TCP/IP有很多重要的特點(diǎn)，主要包括以下4個(gè)方面：（1）使用邏輯編址。（2）提供DNS（Domain Nam

13、e Server）服務(wù)。（3）TCP/IP有確保信息傳輸可靠性的特點(diǎn)，這就包括了信息傳輸?shù)腻e(cuò)誤檢測和監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)中的信息流量的功能。（4）TCP/IP有專門的路由選擇協(xié)議，優(yōu)化了網(wǎng)絡(luò)路徑的選擇。如表1-3所示表示的是ISO/OSI參考模型與TCP/IP模型及其里面協(xié)議的對比。 由表1-3可知，TCP/IP協(xié)議共分4層，從高到低分別是應(yīng)用層，傳輸層，IP層以及鏈路層，各層的主要特點(diǎn)如下：（1）鏈路層。鏈路層，又稱網(wǎng)絡(luò)接口層，處理傳輸介質(zhì)的物理接口細(xì)節(jié)，接收數(shù)據(jù)。這層包含了設(shè)備的驅(qū)動程序以及網(wǎng)卡的信息。研究出版社研究出版社高等教育高等教育“十一五十一五”規(guī)劃教規(guī)劃教材材表表1-3 ISO/OSI參考模

14、型與參考模型與TCP/IP模型中協(xié)議的對比模型中協(xié)議的對比 OSI/RMTCP/IP模型TCP/IP協(xié)議應(yīng)用層應(yīng)用層文件傳輸協(xié)議FTP，遠(yuǎn)程登錄協(xié)議Telnet，簡單郵件傳輸協(xié)議SMTP，網(wǎng)絡(luò)文件服務(wù)協(xié)議NFS，簡單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議SNMP等表示層會話層傳輸層傳輸層傳輸控制協(xié)議TCP，用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議UDP 網(wǎng)絡(luò)層 網(wǎng)際層（IP層） 網(wǎng)際協(xié)議（IP），網(wǎng)絡(luò)控制報(bào)文協(xié)議ICMP地址/逆地址解析協(xié)議（ARP/RARP）數(shù)據(jù)鏈路層鏈路層各種網(wǎng)絡(luò)接口物理層 網(wǎng)際層主要處理分組在網(wǎng)絡(luò)中的活動，這其中主要包括： 將分組封裝到IP數(shù)據(jù)報(bào)中，而在TCP/IP協(xié)議中，封裝1.1.3ISO/OSI參考模型類似，對每一層

15、收到的數(shù)據(jù)都要加上相應(yīng)的頭部信息，甚至尾部信息。但TCP傳給IP的數(shù)據(jù)稱為TCP段（TCP Segment），IP傳給網(wǎng)絡(luò)接口層的則稱為IP數(shù)據(jù)報(bào)（IP Datagram），而在網(wǎng)絡(luò)上傳播的比特流稱為幀（Frame）， 具體如圖1-8所示，然后經(jīng)過一定的路由選擇，最后發(fā)送到相應(yīng)的目的系統(tǒng)。研究出版社研究出版社高等教育高等教育“十一五十一五”規(guī)劃教規(guī)劃教材材 根據(jù)數(shù)據(jù)中的IP首部信息，進(jìn)行地址解析并確定是否轉(zhuǎn)發(fā)IP數(shù)據(jù)報(bào)。 發(fā)送ICMP的差錯(cuò)和控制報(bào)文，處理收到的ICMP報(bào)文。（3）傳輸層。傳輸層的基本任務(wù)是提供應(yīng)用程序之間的通信服務(wù)，即端對端的通信。（4）應(yīng)用層。應(yīng)用層提供特定的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用服務(wù)或

16、程序，比如電子郵件、文件傳輸訪問、遠(yuǎn)程登錄等。在TCP/IP中有幾個(gè)協(xié)議是非常重要的，其中包括IP協(xié)議，ARP和RARP協(xié)議，ICMP協(xié)議，TCP協(xié)議以及UDP協(xié)議。（1）IP協(xié)議。IP提供的無連接服務(wù)的主要特點(diǎn)是： 每個(gè)分組都攜帶完整的目的結(jié)點(diǎn)地址。 數(shù)據(jù)傳輸過程不需要經(jīng)過連接建立、連接維護(hù)與釋放連接的三個(gè)過程。 數(shù)據(jù)分組傳輸過程中，每個(gè)數(shù)據(jù)分組都是獨(dú)立處理的。 圖1-8 網(wǎng)際層主要處理分組在網(wǎng)絡(luò)中的活動研究出版社研究出版社高等教育高等教育“十一五十一五”規(guī)劃教規(guī)劃教材材IP協(xié)議是如何實(shí)現(xiàn)將數(shù)據(jù)發(fā)送到目的地的呢？這其中起到關(guān)鍵作用的是它本身提供的IP路由選擇機(jī)制。搜索機(jī)制如下： 搜索路由表，

17、尋找與目的地址完全匹配（IP地址中的網(wǎng)絡(luò)號和主機(jī)號一致）的表項(xiàng)，如果找到，則將數(shù)據(jù)報(bào)轉(zhuǎn)發(fā)過去，反之，則執(zhí)行。 搜索路由表，尋找與目的網(wǎng)絡(luò)號匹配的表項(xiàng)。如果找到，則將報(bào)文發(fā)送到該表項(xiàng)所指定的路由器，否則執(zhí)行。 搜索路由表，尋找“默認(rèn)（default）”表項(xiàng)。如果找到，則將報(bào)文發(fā)送到該表項(xiàng)所指定的路由器，否則執(zhí)行。 以上步驟說明，該數(shù)據(jù)報(bào)不能被傳送。如果不能傳送的報(bào)文來自本機(jī)，則返回一個(gè)ICMP差錯(cuò)報(bào)文。（2）ARP和RARP協(xié)議。地址解析協(xié)議（ARP）和逆地址解析協(xié)議（RARP）是IP層協(xié)議的重要組成部分之一，從圖1-9可以看出，ARP協(xié)議和RARP協(xié)議位于IP和網(wǎng)絡(luò)接口層之間，它們是為了使用I

18、P協(xié)議做準(zhǔn)備工作的。 研究出版社研究出版社高等教育高等教育“十一五十一五”規(guī)劃教規(guī)劃教材材ARP進(jìn)行IP地址到物理地址轉(zhuǎn)換的過程主要分為以下3步： 查詢ARP 高速緩存，在Windows系統(tǒng)的命令行模型下，可以使用arp a來進(jìn)行查詢，如圖1-10所示。 查詢ARP高速緩存，目的IP地址不存在，那么ARP就會在主機(jī)所在的網(wǎng)絡(luò)上以廣播的方式發(fā)送一個(gè)ARP請求，即向每個(gè)網(wǎng)絡(luò)上的主機(jī)都發(fā)送請求，它的意思是“如果你擁有一個(gè)IP地址，請回答你的物理地址?！?在ARP高速緩存中，不存在該映射，而且ARP請求在經(jīng)過一定次數(shù)的重發(fā)后，仍然沒收到ARP應(yīng)答，那么數(shù)據(jù)將不會被發(fā)送。 RARP協(xié)議負(fù)責(zé)從物理地址到I

19、P地址的轉(zhuǎn)換。（3）ICMP協(xié)議。ICMP提供了兩種類型的報(bào)文，差錯(cuò)報(bào)文和查詢報(bào)文。圖1-9 ARP和RARP協(xié)議圖1-10 查詢ARP高速緩存研究出版社研究出版社高等教育高等教育“十一五十一五”規(guī)劃教規(guī)劃教材材 ICMP協(xié)議通常被IP層或者更高層的調(diào)用，而應(yīng)用程序也能夠調(diào)用它，比如常用的ping和Trace route這兩個(gè)程序，它們都使用了ICMP。如圖1-11和圖1-12所示。（4）TCP協(xié)議。 TCP面向連接的服務(wù)提供必須首先使發(fā)送端的主機(jī)與接收信息的目的計(jì)算機(jī)建立連接。而這種連接是通過三次握手（Three Hand Shaking）的方式建立起來的。 三次握手連接的建立方式如圖1-1

20、3所示。 圖1-11 用ping程序測試網(wǎng)絡(luò)連接量圖1-12 用Trace route程序測試網(wǎng)絡(luò)連接量圖1-13 三次握手連接的建立方式研究出版社研究出版社高等教育高等教育“十一五十一五”規(guī)劃教規(guī)劃教材材 發(fā)送端主機(jī)向接收端主機(jī)發(fā)送連接請求，并發(fā)送一個(gè)同步序列號（SYN SEQ=300）進(jìn)行同步； 接收端主機(jī)同意連接，響應(yīng)一個(gè)確認(rèn)，確認(rèn)號ACK=之前的同步序列號+1（ACK=300+1=301），并以返回一個(gè)同步序列號（SYN SEQ=500）； 發(fā)送端主機(jī)響應(yīng)接收端主機(jī)的同步序列號，返回一個(gè)確認(rèn)（ACK=500+1=501），此時(shí)連接建立，開始數(shù)據(jù)傳輸。而關(guān)閉過程同樣也進(jìn)行3次握手的操作。

21、同時(shí)，TCP協(xié)議還采用了重發(fā)的機(jī)制，來確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?。?）UDP協(xié)議。用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議UDP主要的作用是產(chǎn)生UDP數(shù)據(jù)報(bào)并組裝成待發(fā)送的IP數(shù)據(jù)報(bào)，但是它不像TCP那樣需要負(fù)責(zé)建立，維持或者終止連接，不會對收到的IP數(shù)據(jù)報(bào)進(jìn)行正確性檢查，不會對收到的IP數(shù)據(jù)報(bào)進(jìn)行排序以及消除重復(fù)的IP數(shù)據(jù)報(bào)，而且沒用重發(fā)的機(jī)制。以上的這些問題全部需要調(diào)用它的應(yīng)用程序自己提供。研究出版社研究出版社高等教育高等教育“十一五十一五”規(guī)劃教規(guī)劃教材材1.3 1.3 網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)1.3.1 1.3.1 有線介質(zhì)有線介質(zhì)有線介質(zhì)中常見的有雙絞線、同軸電纜以及光纖。（1）雙絞線。雙絞線是將兩根相互絕緣的銅

22、導(dǎo)線絞合而成，它主要分為以下兩大類： 非屏蔽雙絞線（UTP）：將一對或多對雙絞線放入一個(gè)絕緣套管。按電器特性分類，雙絞線分為A級到F級的不同類別。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中常用的是C、D、E、F級。C級：3類雙絞線（Cat.3），指目前在ANSI和EIA/TIA 568標(biāo)準(zhǔn)中指定的電纜D級：5類雙絞線（Cat.5），該類電纜增加了繞線密度，外套為高質(zhì)量的絕緣材料。D級還包括超5類雙絞線（Cat.5e），即增強(qiáng)型的5類雙絞線，與5類相比，抗干擾能力更強(qiáng)，信號衰減更小，目前廣泛應(yīng)用。E級：6類雙絞線（Cat.6），性能超過超5類雙絞線，線纜傳輸頻率帶寬在250MHz以上，主要應(yīng)用于1000Mb/s的快速以太網(wǎng)，

23、應(yīng)用越來越廣泛，逐步成為市場主流產(chǎn)品。研究出版社研究出版社高等教育高等教育“十一五十一五”規(guī)劃教規(guī)劃教材材F級：7類雙絞線（Cat.7），線纜傳輸頻率帶寬在600 MHz以上，主要應(yīng)用于10Gbit/s的快速以太網(wǎng)。3類、5/5e類、6類、7類雙絞線支持向下兼容的應(yīng)用。 屏蔽雙絞線（STP）：在一對或多對雙絞線線對的外面加上一個(gè)用金屬絲編織成的屏蔽層，然后再放入一個(gè)絕緣層。（2）同軸電纜。同軸電纜是由一根空心的外圓柱導(dǎo)體及其所包圍的單根內(nèi)導(dǎo)線所組成，內(nèi)導(dǎo)線和圓柱導(dǎo)體及外界之間用絕緣材料隔開，按直徑不同可分為同軸粗纜和同軸細(xì)纜。（3）光纖。光纖是光導(dǎo)纖維的簡稱，它是一種傳輸光束的細(xì)而柔韌的媒質(zhì)。

24、光纖一般可分為單模光纖和多模光纖兩種。光纖有以下優(yōu)點(diǎn)： 通頻帶很寬，理論可達(dá)30億兆赫茲。 傳輸距離長。由于光纖具有極低的衰耗系數(shù)（目前商用化石英光纖已達(dá)0.19dB/km 以下），若配以適當(dāng)?shù)墓獍l(fā)送與光接收設(shè)備，可使其中繼距離達(dá)數(shù)百公里以上。研究出版社研究出版社高等教育高等教育“十一五十一五”規(guī)劃教規(guī)劃教材材 電磁絕緣性能好，不受電磁場和電磁輻射的影響。 重量輕，體積小，施工方便。光纜的敷設(shè)方式方便靈活，既可以直埋、管道敷設(shè)，又可以水底和架空。 光纖通訊不帶電，使用安全可用于易燃，易爆場所。 保密性能好。光波在光纖中傳輸時(shí)只在其芯區(qū)進(jìn)行，基本上沒有光“泄露”出去，因此其保密性能極好。 抗化學(xué)

25、腐蝕，使用壽命長。 原材料來源豐富，潛在價(jià)格低廉。制造石英光纖的最基本原材料是二氧化硅即砂子，而砂子在大自然界中幾乎是取之不盡、用之不竭的。因此其潛在價(jià)格是十分低廉的。因此“光進(jìn)銅退”將會是未來大發(fā)展趨勢。研究出版社研究出版社高等教育高等教育“十一五十一五”規(guī)劃教規(guī)劃教材材1.3.2 1.3.2 無線介質(zhì)無線介質(zhì)目前無線傳輸介質(zhì)主要有紅外線和微波兩種。（1）紅外線。紅外線傳輸信號的方式是全數(shù)字式的，它具有很強(qiáng)的方向性，總是沿直線傳播，因此在紅外線發(fā)送器和接收器之前不可以有障礙物，這樣紅外線只能在很小的區(qū)域內(nèi)使用，而且容易受到天氣的影響，比如雨霧天氣，造成數(shù)據(jù)傳輸?shù)淖璧K。（2）微波。微波通信采用

26、頻率在300Mhz-300Ghz之間的電波作為載波信號，它具有方向集中，信道容量大的特點(diǎn)。而微波通信也是沿直線傳播的，由于地球表面是曲面，所以傳播一定距離后，需要采用地面中繼站或者人造衛(wèi)星的方式來轉(zhuǎn)發(fā)。研究出版社研究出版社高等教育高等教育“十一五十一五”規(guī)劃教規(guī)劃教材材1.4 1.4 網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的目的是使處于不同網(wǎng)絡(luò)的用戶能夠相互通信和訪問對方的資源，實(shí)現(xiàn)資源共享。而要實(shí)現(xiàn)互聯(lián)，則必須解決如下問題：如何在物理上把兩種網(wǎng)絡(luò)連接起來；一種網(wǎng)絡(luò)如何與另一種網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)互訪與通信；如何解決它們之間協(xié)議方面的差別，比如不同的尋址方式，不同的錯(cuò)誤恢復(fù)方法，不同的路由選擇以及不同的用戶訪問

27、控制等等；如何處理速率與帶寬的差別。解決這些問題，一般上來講的是通過使用中間設(shè)備來實(shí)現(xiàn)。按照ISO/OSI的分層原則，這個(gè)設(shè)備負(fù)責(zé)處理不同網(wǎng)絡(luò)之間的協(xié)議轉(zhuǎn)換。按照它們處理的協(xié)議層次進(jìn)行分類，網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備可分為物理層的互聯(lián)設(shè)備，數(shù)據(jù)鏈路層的互聯(lián)設(shè)備，網(wǎng)絡(luò)層的互聯(lián)設(shè)備以及應(yīng)用層的互聯(lián)設(shè)備這五種。研究出版社研究出版社高等教育高等教育“十一五十一五”規(guī)劃教規(guī)劃教材材1.4.1 1.4.1 物理層的互聯(lián)設(shè)備物理層的互聯(lián)設(shè)備物理層的互聯(lián)設(shè)備有中繼器（Repeater）和集線器（Hub）。（1）中繼器。中繼器（RePeater）是工作于OSI/RM物理層的網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備，可以互連數(shù)據(jù)鏈路層及其以上層協(xié)議相同的

28、網(wǎng)絡(luò)，一般用于拓展局域網(wǎng)的覆蓋范圍，常用于兩個(gè)透明網(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，完成信號的復(fù)制、調(diào)整和放大功能，以此來延長網(wǎng)絡(luò)的長度，但是這種距離的延伸也是有限制的。中繼器不僅起到擴(kuò)展計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的作用，還可以將不同傳輸介質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)連在一起，中繼器有雙端口和多端口之分，通信介質(zhì)有電中繼器和光纖中繼器。目前100Mb/s快速以太網(wǎng)定義了兩種類型的中繼器：I類和II類。研究出版社研究出版社高等教育高等教育“十一五十一五”規(guī)劃教規(guī)劃教材材中繼器在OSI模型中的位置如圖1-14所示。（2）集線器。集線器，可以說

29、是一種特殊的中繼器，作為網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)間的中央節(jié)點(diǎn)，它克服了介質(zhì)單一通道的缺陷，可使用多路傳輸。集線器的優(yōu)點(diǎn)是：當(dāng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中某條線路或某節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障時(shí)，不會影響網(wǎng)上其他節(jié)點(diǎn)的正常工作。集線器可分為無源（Passive）集線器、有源（Active）集線器和智能（Intelligent）集線器。無源集線器只負(fù)責(zé)把多段介質(zhì)連接在一起，不對信號作任何處理，每一種介質(zhì)段只允許擴(kuò)展到最大有效距離的一半。有源集線器類似于無源集線器，但它具有對傳輸信號進(jìn)行再生和放大從而擴(kuò)展介質(zhì)長度的功能。 智能集線器除具有有源集線器的功能外，還可將網(wǎng)絡(luò)的部分功能集成到集線器中，如網(wǎng)絡(luò)管理、選擇網(wǎng)絡(luò)傳輸線路等。圖1-14 中繼器

30、在OSI模型中的位置研究出版社研究出版社高等教育高等教育“十一五十一五”規(guī)劃教規(guī)劃教材材1.4.2 1.4.2 數(shù)據(jù)鏈路層的互聯(lián)設(shè)備數(shù)據(jù)鏈路層的互聯(lián)設(shè)備數(shù)據(jù)鏈路層的互聯(lián)設(shè)備有網(wǎng)橋（Bridge）和交換機(jī)（Switch）。1. 網(wǎng)橋（1）網(wǎng)橋的概念。網(wǎng)橋（Bridge）也稱橋接器，是連接兩個(gè)局域網(wǎng)的一種設(shè)備。網(wǎng)橋還可以用于擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)的距離、在不同介質(zhì)之間轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)信號以及隔離不同網(wǎng)段之間的通信。（2）使用網(wǎng)橋的原因。網(wǎng)橋在相互連接的兩個(gè)局域網(wǎng)之間起到幀轉(zhuǎn)發(fā)的作用，它允許每個(gè)LAN上的站點(diǎn)與其他站點(diǎn)進(jìn)行通信，看起來就像在一個(gè)擴(kuò)展的局域網(wǎng)上一樣。網(wǎng)橋除了具有存儲轉(zhuǎn)發(fā)功能外，還具有幀過濾的功能。幀過濾功能

31、是阻止某些幀通過網(wǎng)橋。幀過濾有3種類型：目的地址過濾、源地址過濾和協(xié)議過濾。（3）兼容性問題。研究出版社研究出版社高等教育高等教育“十一五十一五”規(guī)劃教規(guī)劃教材材網(wǎng)橋可分為封裝式網(wǎng)橋（encapsulation bridge）和轉(zhuǎn)換式網(wǎng)橋（translation bridge）、本地網(wǎng)橋（local bridge）和遠(yuǎn)程網(wǎng)橋（remote bridge）等。封裝式網(wǎng)橋是將某局域網(wǎng)的數(shù)據(jù)幀封裝在另一種局域網(wǎng)的幀格式中，是一種“管道”技術(shù)。如圖1-15所示為封裝式網(wǎng)橋示意圖。（4）透明網(wǎng)橋和源路由選擇網(wǎng)橋。 透明網(wǎng)橋。透明網(wǎng)橋是由DEC公司針對以太網(wǎng)提出的橋接技術(shù)。透明網(wǎng)橋的基本思想是：網(wǎng)橋自動了

32、解每個(gè)端口所接網(wǎng)段的機(jī)器地址（MAC地址），形成一個(gè)地址映像表，網(wǎng)橋每次轉(zhuǎn)發(fā)幀時(shí)，先查地址映像表，如查到，則向相應(yīng)端口轉(zhuǎn)發(fā)，如查不到，則向除接收端口之外的所有端口轉(zhuǎn)發(fā)或擴(kuò)散（flood）。圖1-15 封裝式網(wǎng)橋研究出版社研究出版社高等教育高等教育“十一五十一五”規(guī)劃教規(guī)劃教材材為了說明透明橋的工作原理，先看看如圖1-16所示的例子。透明網(wǎng)橋是通過逆向?qū)W習(xí)算法（backward learning）來填寫地址映像表的。為了提高擴(kuò)展局域網(wǎng)的可靠性，可以在LAN之間設(shè)置并行的兩個(gè)或多個(gè)網(wǎng)橋。但是，這樣配置引起了另外一些問題，因?yàn)樵谕負(fù)浣Y(jié)構(gòu)中產(chǎn)生了回路。通過觀察圖1-17如何處理目的地址不明確的幀F(xiàn)，就

33、可以簡單地了解這些問題。圖1-17所示是一種并行式透明網(wǎng)橋。 下面通過如圖1-18所示的例子來說明如何構(gòu)造擴(kuò)展局域網(wǎng)的生成樹。此算法的結(jié)果是建立起從每一個(gè)LAN到根的惟一路徑，從而它也是到每個(gè)其他LAN的惟一路徑。 圖1-16 透明網(wǎng)橋研究出版社研究出版社高等教育高等教育“十一五十一五”規(guī)劃教規(guī)劃教材材圖1-18經(jīng)過生成樹算法后的結(jié)果如圖1-19所示。在執(zhí)行生成樹算法過程中各網(wǎng)橋之間需要不斷交換各自的信息，交換的信息有一定的格式。 源路由選擇網(wǎng)橋。源路由選擇網(wǎng)橋（Source Route Bridge，SRB）是由IBM公司針對其IEEE802.5令牌環(huán)網(wǎng)提出的一種網(wǎng)橋技術(shù)，屬于IEEE802

34、.5的一部分。其核心思想是發(fā)送方知道目的機(jī)的位置，并將路徑中間所經(jīng)過的網(wǎng)橋地址包含在幀頭中一并發(fā)出，路徑中的網(wǎng)橋依照幀頭中的下一站網(wǎng)橋地址將幀一一轉(zhuǎn)發(fā)，直到將幀傳送到目的地。為了說明源路徑網(wǎng)橋的工作原理，先來看看如圖1-20所示的例子。圖1-19 經(jīng)過生成樹算法后的結(jié)果圖1-20 4個(gè)源路徑網(wǎng)橋和4個(gè)局域網(wǎng)的配置研究出版社研究出版社高等教育高等教育“十一五十一五”規(guī)劃教規(guī)劃教材材兩種網(wǎng)橋的對照表如表1-4所示。特點(diǎn)透明網(wǎng)橋源路由選擇網(wǎng)橋注解連接方式無連接面向連接透明性完全透明不透明透明網(wǎng)橋?qū)χ鳈C(jī)來說是完全不可見的，而且它與所有現(xiàn)在的802產(chǎn)品完全兼容。源路由選擇網(wǎng)橋既不透明又不兼容。如果要用源

35、路由選擇網(wǎng)橋，主機(jī)必須知道橋接模式，必須主動地參與工作配置方式自動手工路由次優(yōu)化優(yōu)化源路由選擇網(wǎng)橋的幾個(gè)不多的優(yōu)點(diǎn)之一是：從理論上講，它可使用最佳路由，而透明網(wǎng)橋則只限于生成樹，另外，源路由選擇網(wǎng)橋還可以很好地利用網(wǎng)間的并行網(wǎng)橋來分散載荷。不過在實(shí)際中網(wǎng)橋能否利用這些理論上的優(yōu)點(diǎn)是令人懷疑的定位逆向?qū)W習(xí)發(fā)現(xiàn)幀逆向?qū)W習(xí)的缺點(diǎn)是：網(wǎng)橋必須一直等到碰巧有一特別的幀到來，才能知道目的地在何處查找?guī)娜秉c(diǎn)是：在有并行網(wǎng)橋的大型互聯(lián)網(wǎng)中，會發(fā)生指數(shù)級的幀爆炸失效處理由網(wǎng)橋處理由主機(jī)處理復(fù)雜性在網(wǎng)橋中在主機(jī)中由于主機(jī)數(shù)量通常比網(wǎng)橋大一兩個(gè)數(shù)量級，因此，最好把額外的開銷和復(fù)雜性放到少量的網(wǎng)橋中而不是全部的主機(jī)

36、中兩種網(wǎng)橋的對照表如表1-4所示。表表1-4 兩種網(wǎng)橋的比較兩種網(wǎng)橋的比較研究出版社研究出版社高等教育高等教育“十一五十一五”規(guī)劃教規(guī)劃教材材（5）遠(yuǎn)程網(wǎng)橋。遠(yuǎn)程網(wǎng)橋（Remote Bridge）通常使用遠(yuǎn)程通信路連接不同區(qū)域內(nèi)的多個(gè)LAN網(wǎng)段。遠(yuǎn)程網(wǎng)橋無法提高WAN傳輸速度，但可以通過足夠的緩沖來彌補(bǔ)差異。2. 2. 交換機(jī)交換機(jī)交換機(jī)也稱為交換器。局域網(wǎng)交換機(jī)執(zhí)行兩個(gè)基本操作：一是交換數(shù)據(jù)幀以把進(jìn)入媒體的數(shù)據(jù)塊送到輸出媒體上；二是構(gòu)造交換并完成維護(hù)交換的操作。交換技術(shù)允許共享型和專用型的局域網(wǎng)段進(jìn)行帶寬調(diào)整。（1）交換機(jī)技術(shù)。 端口交換。根據(jù)支持的程度，端口交換還可細(xì)分為：模塊交換：將整個(gè)

37、模塊進(jìn)行網(wǎng)段遷移。端口組交換：通常模塊上的端口被劃分為若干組，每組端口允許進(jìn)行網(wǎng)段遷移。研究出版社研究出版社高等教育高等教育“十一五十一五”規(guī)劃教規(guī)劃教材材端口級交換：支持每個(gè)端口在不同網(wǎng)段之間進(jìn)行遷移。這種交換技術(shù)是基于OSI第一層上完成的，具有靈活性和負(fù)載平衡能力等優(yōu)點(diǎn)。如果配置得當(dāng)，那么還可以在一定程度上進(jìn)行容錯(cuò)，但沒有改變共享傳輸介質(zhì)的特點(diǎn)，因而不能稱之為真正的交換。 幀交換。幀交換是目前應(yīng)用最廣的局域網(wǎng)交換技術(shù)對網(wǎng)絡(luò)幀的處理方式一般有以下幾種直通交換：提供線速處理能力，交換機(jī)只讀出網(wǎng)絡(luò)幀的前14個(gè)字節(jié)，便將網(wǎng)絡(luò)幀傳送到相應(yīng)的端口上。存儲轉(zhuǎn)發(fā)：通過對網(wǎng)絡(luò)幀的讀取進(jìn)行驗(yàn)錯(cuò)和控制。 信元交

38、換。ATM技術(shù)代表了網(wǎng)絡(luò)和通信技術(shù)發(fā)展的未來方向，也是解決目前網(wǎng)絡(luò)通信中眾多難題的一劑“良藥”。ATM采用固定長度53個(gè)字節(jié)的信元交換。ATM的帶寬可以達(dá)到25M、155M、622M甚至數(shù)GB的傳輸能力。研究出版社研究出版社高等教育高等教育“十一五十一五”規(guī)劃教規(guī)劃教材材（2）局域網(wǎng)交換機(jī)類型。局域網(wǎng)交換機(jī)根據(jù)使用的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以分為：以太網(wǎng)交換機(jī)、令牌環(huán)交換機(jī)、FDDI交換機(jī)、ATM交換機(jī)、快速以太網(wǎng)交換機(jī)等。如果按交換機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域來劃分，可分為：臺式交換機(jī)、工作組交換機(jī)、主干交換機(jī)、企業(yè)交換機(jī)、分段交換機(jī)、端口交換機(jī)、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)等。局域網(wǎng)交換機(jī)是組成網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的核心設(shè)備。因此，在選交換機(jī)時(shí)要注意

39、以下事項(xiàng)： 交換端口的數(shù)量。 交換端口的類型。 系統(tǒng)的擴(kuò)充能力。 主干線連接手段。 交換機(jī)總交換能力。 是否需要路由選擇能力。 是否需要熱切換能力。研究出版社研究出版社高等教育高等教育“十一五十一五”規(guī)劃教規(guī)劃教材材 是否需要容錯(cuò)能力。 能否與現(xiàn)有設(shè)備兼容，順利銜接。 網(wǎng)絡(luò)管理能力。（3）支持VLAN的以太網(wǎng)交換機(jī)。VLAN（Virtual LAN，虛擬局域網(wǎng)）是指在消除了各個(gè)終端(主機(jī)或者交換機(jī)、路由器等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備)的物理位置和物理距離的限制之后，而組成的一個(gè)單獨(dú)的邏輯廣播域，它可以由一個(gè)大的廣播域分隔出來。VLAN的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是可以把原來處在同一個(gè)邏輯廣播域里的主機(jī)群，分隔成幾個(gè)處于不同邏輯子

40、網(wǎng)的工作組。這樣能更有利的分配網(wǎng)絡(luò)資源。支持VLAN的以太網(wǎng)交換機(jī)可以把它的端口分組到一個(gè)個(gè)VLAN的邏輯交換工作組上。每個(gè)邏輯工作組將處于同一個(gè)小的廣播域而不是原先大的廣播域里，邏輯工作組的成員依然在同一個(gè)局域網(wǎng)。但工作組之間將屬于不同的網(wǎng)段，它們的通信要靠路由器來完成。研究出版社研究出版社高等教育高等教育“十一五十一五”規(guī)劃教規(guī)劃教材材1.4.3 1.4.3 網(wǎng)絡(luò)層的互聯(lián)設(shè)備網(wǎng)絡(luò)層的互聯(lián)設(shè)備1. 1. 路由器工作原理路由器工作原理路由器（Router）是用于連接多個(gè)邏輯上分開的網(wǎng)絡(luò)，所謂邏輯網(wǎng)絡(luò)是代表一個(gè)單獨(dú)的網(wǎng)絡(luò)或者一個(gè)子網(wǎng)。路由器分本地路由器和遠(yuǎn)程路由器，本地路由器是用來連接網(wǎng)絡(luò)傳輸介

41、質(zhì)的，如光纖、同軸電纜、雙絞線；遠(yuǎn)程路由器是用來連接遠(yuǎn)程傳輸介質(zhì)，并要求相應(yīng)的設(shè)備，如電話線要配調(diào)制解調(diào)器，無線要通過無線接收機(jī)、發(fā)射機(jī)。為了完成這項(xiàng)工作，在路由器中保存著各種傳輸路徑的相關(guān)數(shù)據(jù)路由表（Routing Table），供路由選擇時(shí)使用。路由表可以是由系統(tǒng)管理員固定設(shè)置好的，也可以由系統(tǒng)動態(tài)修改，可以由路由器自動調(diào)整，也可以由主機(jī)控制。（1）靜態(tài)路由表。（2）動態(tài)路由表。研究出版社研究出版社高等教育高等教育“十一五十一五”規(guī)劃教規(guī)劃教材材2. 2. 路由器的特點(diǎn)路由器的特點(diǎn)路由器的特點(diǎn)如下：（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）能更好地處理多

42、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)載。（8）它不支持非路由協(xié)議。（9）安裝復(fù)雜。（10）價(jià)格高。3. 3. 路由器的作用路由器的作用路由器的作用如下：研究出版社研究出版社高等教育高等教育“十一五十一五”規(guī)劃教規(guī)劃教材材（1）在網(wǎng)絡(luò)間截獲發(fā)送到遠(yuǎn)地網(wǎng)段的報(bào)文，起轉(zhuǎn)發(fā)的作用。（2）選擇最合理的路由，引導(dǎo)通信。（3）路由器在轉(zhuǎn)發(fā)報(bào)文的過程中，便于在網(wǎng)絡(luò)間傳送報(bào)文，按照預(yù)定的規(guī)則把大的數(shù)據(jù)包分解成適當(dāng)大小的數(shù)據(jù)包，到達(dá)目的地后再把分解的數(shù)據(jù)包包裝成原有格式。（4）路由器的主要任務(wù)是把通信引導(dǎo)到目的地網(wǎng)絡(luò)，然后到達(dá)特定的節(jié)點(diǎn)站地址。路由器在OSI模型

43、中的位置如圖1-21所示。4. 4. 路由協(xié)議路由協(xié)議所有的路由協(xié)議都可以被分成內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議（IGP）和外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議（EGP）兩種。（1）內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議（IGP）。內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議（IGP，Interior Gateway Protocol）被設(shè)計(jì)用于由一個(gè)組織控制或者管理的網(wǎng)絡(luò)中，這樣的網(wǎng)絡(luò)也叫自治域系統(tǒng)。 圖1-21 路由器在OSI模型中的位置研究出版社研究出版社高等教育高等教育“十一五十一五”規(guī)劃教規(guī)劃教材材IGP用來發(fā)現(xiàn)穿越自治域系統(tǒng)的最佳路徑。度量標(biāo)準(zhǔn)和如何使用度量標(biāo)準(zhǔn)在IGP中是非常重要的。IGP包括有RIP、IGRP、EIGRP、OSPF、IS-IS等協(xié)議。RIP、IGRP都是典型的距

44、離矢量（Distance Vector）路由協(xié)議。OSPF是個(gè)鏈路狀態(tài)（Link State）路由協(xié)議。EIGRP是一個(gè)混合（Balanced Hybrid）路由協(xié)議，它結(jié)合了鏈路狀態(tài)和距離矢量兩種協(xié)議的優(yōu)點(diǎn)。（2）外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議（EGP）。外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議（EGP，Exterior Gateway Protocol）被設(shè)計(jì)用于兩個(gè)不同組織所控制的網(wǎng)絡(luò)之間，也即是不同的自治域系統(tǒng)之間。研究出版社研究出版社高等教育高等教育“十一五十一五”規(guī)劃教規(guī)劃教材材1.4.4 1.4.4 應(yīng)用層的互聯(lián)設(shè)備應(yīng)用層的互聯(lián)設(shè)備網(wǎng)關(guān)（GateWay）是用來互聯(lián)完全不同的網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)關(guān)主要功能就是將一種協(xié)議變成另一種協(xié)議，將一

45、種數(shù)據(jù)格式變成另一種數(shù)據(jù)格式，將一種速率變成另一種速率，以求兩者的統(tǒng)一。網(wǎng)關(guān)的分類有多樣。在OSI中網(wǎng)關(guān)有兩種：一種是面向連接的網(wǎng)關(guān)；一種是無連接的網(wǎng)關(guān)。當(dāng)兩個(gè)子網(wǎng)之間有一定距離時(shí)，往往將網(wǎng)關(guān)分成兩半，中間用一條鏈路連接起來，我們稱之為半網(wǎng)關(guān)。但關(guān)于網(wǎng)關(guān)，因特網(wǎng)界主要劃分為內(nèi)部網(wǎng)關(guān)和外部網(wǎng)關(guān)。因?yàn)榫W(wǎng)關(guān)的協(xié)議主要有兩種：一種是EGP（外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議），另一種是（IGP內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議）。IGP和EGP這兩種協(xié)議跟路由器的主要路由協(xié)議是一樣的。所以說路由器完全可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)關(guān)的功能。 研究出版社研究出版社高等教育高等教育“十一五十一五”規(guī)劃教規(guī)劃教材材1.4.5 1.4.5 網(wǎng)卡網(wǎng)卡1. 1. 網(wǎng)卡概述網(wǎng)卡

46、概述網(wǎng)卡是單機(jī)與網(wǎng)絡(luò)間架設(shè)的橋梁，是LAN的接入設(shè)備。它主要完成如下功能：（1）讀入由其他網(wǎng)絡(luò)設(shè)備（Router、Switch、Hub或其他NIC）傳輸過來的數(shù)據(jù)包，經(jīng)過拆包，將其變成客戶機(jī)或服務(wù)器可以識別的數(shù)據(jù)，通過主板上的總線將數(shù)據(jù)傳輸?shù)剿柙O(shè)備中（CPU、RAM或HardDriver）。（2）將PC設(shè)備（CPU、RAM或HardDriver）發(fā)送的數(shù)據(jù)，打包后輸送至其他網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中。2. 2. 網(wǎng)卡的類型網(wǎng)卡的類型如果從工作方式上來看，網(wǎng)卡大致有5類：（1）主CPU用IN和OUT指令對網(wǎng)卡的I/O端口尋址并交換數(shù)據(jù)（2）網(wǎng)卡采用共享內(nèi)存方式，即CPU使用MOV指令直接對內(nèi)存和網(wǎng)卡緩沖區(qū)尋址

47、。研究出版社研究出版社高等教育高等教育“十一五十一五”規(guī)劃教規(guī)劃教材材（3）網(wǎng)卡采用DMA方式，ISR通過CPU對DMA控制器編程，DMA控制器一般在系統(tǒng)板上，有的網(wǎng)卡也內(nèi)置DMA控制器。（4）主總線網(wǎng)卡能夠裁決系統(tǒng)總線控制權(quán)，并對網(wǎng)卡和系統(tǒng)內(nèi)存尋址，LAN控制權(quán)裁決總線控制權(quán)后以成組方式將數(shù)據(jù)傳向系統(tǒng)內(nèi)存，IRQ調(diào)用LAN驅(qū)動程序ISR，由ISR完成數(shù)據(jù)幀處理，并同高層協(xié)議一起協(xié)調(diào)接收和發(fā)送操作，這種網(wǎng)卡由于有較高的數(shù)據(jù)傳輸能力，常常省去了自身的緩沖區(qū)。（5）智能網(wǎng)卡中有CPU、RAM、ROM以及較大的緩沖區(qū)。3. 3. 網(wǎng)卡的總線類型網(wǎng)卡的總線類型1）ISA適配卡工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系結(jié)構(gòu)ISA卡總

48、線作為傳送10Mb/s（在10Mb/s交換制時(shí)）或100Mb/s的媒介時(shí)，應(yīng)注意如下幾點(diǎn)：（1）ISA總線只有16位寬。（2）ISA總線的工作時(shí)鐘頻率只有8MHz。（3）ISA總線不允許猝發(fā)式數(shù)據(jù)傳輸。（4）大多數(shù)ISA總線為I/O映射型，從而降低數(shù)據(jù)傳輸速度。研究出版社研究出版社高等教育高等教育“十一五十一五”規(guī)劃教規(guī)劃教材材ISA適配卡具有以下性能特點(diǎn)：（1）支持8或者6位ISA插槽。（2）可利用軟件進(jìn)行配置。（3）與NE2000兼容。（4）可編程I/O口或者共享內(nèi)存操作方式。（5）支持RPL標(biāo)準(zhǔn)。（6）支持POST。（7）加電檢測。（8）全雙工（FDX）操作。（9）安裝支持“即插即用”。

49、（10）利用IBM的LANAID應(yīng)用程序，安裝過程輕松自如。（11）支持對稱多處理器（SMPs）以及所有在EISA、微通道或PCI插槽之外，同時(shí)帶有ISA插槽的個(gè)人計(jì)算機(jī)。（12）帶有RPL可選件。研究出版社研究出版社高等教育高等教育“十一五十一五”規(guī)劃教規(guī)劃教材材2）PCI適配卡PCI總線外部設(shè)備互聯(lián)適配卡，它不僅具有32位總線主控器，性能卓越，而且可以在UTP或AUI介質(zhì)上，以高達(dá)10Mb/s的速度進(jìn)行操作。該種適配卡具有以下性能特點(diǎn)：（1）性能優(yōu)良，具有32位總線主控器。（2）全雙工（FDX）操作。（3）安裝支持“即插即用”。（4）配有外部狀態(tài)LED，用來顯示鏈路（Link）及活動（Ac

50、tivity）狀態(tài)。（5）帶有RPL可選件。（6）支持POST。100/10MPCI以太網(wǎng)適配卡具有以下性能特點(diǎn)：（1）目前支持10Mb/s速率，將來可以支持100Mb/s，以適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)不斷發(fā)展的需求。研究出版社研究出版社高等教育高等教育“十一五十一五”規(guī)劃教規(guī)劃教材材（2）對現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)無須作大幅度改動，即可通過數(shù)種途徑來改善網(wǎng)絡(luò)性能。（3）利用單個(gè)RJ-45接頭即可連接到速率為10Mb/s或100Mb/s的網(wǎng)絡(luò)。（4）支持SMP（對稱多處理系統(tǒng)）。3）專為便攜機(jī)設(shè)計(jì)的PCMCIA適配卡4）專為微通道（MCA）系統(tǒng)設(shè)計(jì)的以太網(wǎng)適配卡它還具有另外一些性能特點(diǎn)：（1）共享內(nèi)存操作方式。（2）支持RPL

51、標(biāo)準(zhǔn)。（3）支持POST。5）為EISA系統(tǒng)設(shè)計(jì)的以太網(wǎng)適配卡EISA以太網(wǎng)適配卡是為服務(wù)器和高性能工作站提供的一種32位總線主控器適配卡。它能夠減少發(fā)送和接收數(shù)據(jù)所需的主機(jī)CPU時(shí)鐘數(shù)，以及增加以太網(wǎng)的數(shù)據(jù)吞吐量，從而極大地提高網(wǎng)絡(luò)性能?？梢允褂?0BASE-T、10BASE2或AUI 3種介質(zhì)來接入網(wǎng)絡(luò)。研究出版社研究出版社高等教育高等教育“十一五十一五”規(guī)劃教規(guī)劃教材材1.5 1.5 防火墻防火墻1.5.1 1.5.1 防火墻設(shè)計(jì)思想防火墻設(shè)計(jì)思想圖1-22顯示了防火墻的基本功能。大多數(shù)防火墻就是一些路由器組成，如圖1-23所示。它們根據(jù)數(shù)據(jù)包的源地址、目的地址、更高級的協(xié)議，或根據(jù)由專用網(wǎng)絡(luò)安全管理員制定的標(biāo)準(zhǔn)，或安全策略，過濾進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)包。許多復(fù)雜的防火墻使用了代理服務(wù)器，也稱作堡壘主機(jī)，如圖1-24所示 。圖1-22 防火墻的基本功能圖1-23 路由器級包過濾研究出版社研究出版社高等教育高等教育“十一五十一五”規(guī)劃教規(guī)劃教材材防火墻的目的就是使它像一扇安全門，保證門內(nèi)各組件的安全，此外，還控制著誰（或什么）可以進(jìn)入和誰（或什么）可以走出這個(gè)受保護(hù)的環(huán)境。防火墻的建立提供了對網(wǎng)絡(luò)流量的可