組網(wǎng)技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)管理03

1、本章要點(diǎn)：網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的功能和特點(diǎn) 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的分類(lèi) 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的選擇 傳輸介質(zhì) 第3章網(wǎng) 絡(luò) 設(shè) 備13.1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的傳輸介質(zhì) 雙絞線(xiàn)(Twisted Pair，TP)是綜合布線(xiàn)工程中最常用的傳輸介質(zhì)。雙絞線(xiàn)是由兩根具有絕緣保護(hù)層的銅導(dǎo)線(xiàn)組成。把兩根絕緣的銅導(dǎo)線(xiàn)按一定密度互相絞在一起，可降低信號(hào)干擾的程度，每一根導(dǎo)線(xiàn)在傳輸中輻射出來(lái)的電波會(huì)被另一根導(dǎo)線(xiàn)上發(fā)出的電波抵消。雙絞線(xiàn)一般由兩根為22號(hào)、24號(hào)或26號(hào)絕緣銅導(dǎo)線(xiàn)相互纏繞而成。如果把一對(duì)或多對(duì)雙絞線(xiàn)放在一個(gè)絕緣套管中便成了雙絞線(xiàn)電纜。與其他的傳輸介質(zhì)相比，雙絞線(xiàn)在傳輸距離、信道寬度和數(shù)據(jù)傳輸速度等方面均受到一定的限制，但其價(jià)格較為低廉。

2、目前，雙絞線(xiàn)可分為非屏蔽雙絞線(xiàn)(Unshielded Twisted Pair，UTP)和屏蔽雙絞線(xiàn)(Shielded Twisted Pair，STP)兩種，屏蔽雙絞線(xiàn)電纜的外層由鋁泊包裹著，它的價(jià)格相對(duì)要昂貴一些。3.1.1 雙絞線(xiàn) 21. 屏蔽雙絞線(xiàn) 屏蔽雙絞線(xiàn)(Shielded Twisted Pair，STP)由成對(duì)的絕緣實(shí)心電纜組成，在實(shí)心電纜上包圍著一層編織的或起皺的屏蔽。屏蔽減少了RFI和EMI對(duì)通信信號(hào)的干擾。要更有效地減少RFI和EMI干擾，每一對(duì)雙絞線(xiàn)上的交織距離必須是不同的。而且，為了獲得最佳效果，插頭和插座必須要屏蔽。STP中的另一個(gè)重要因素是要正確接地，以獲得可靠的

3、傳輸信號(hào)控制點(diǎn)。 編織的屏蔽用于室內(nèi)布線(xiàn)，起皺的屏蔽用于室外或地下布線(xiàn)。在周?chē)兄匦碗娏υO(shè)備和強(qiáng)干擾源的位置，建議使用屏蔽雙絞線(xiàn)。 3.1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的傳輸介質(zhì) 3.1.1 雙絞線(xiàn) 32. 非屏蔽雙絞線(xiàn) 非屏蔽雙絞線(xiàn)(UTP)由位于絕緣的外部遮蔽套內(nèi)的成對(duì)電纜線(xiàn)組成，在一對(duì)對(duì)纏繞在一起的絕緣電線(xiàn)和電纜外部的套之間并沒(méi)有屏蔽。與STP類(lèi)似，內(nèi)部的每一根導(dǎo)線(xiàn)都與另外一根導(dǎo)線(xiàn)相互纏繞，以幫助減少對(duì)載有數(shù)據(jù)的信號(hào)的干擾。 UTP的流行稱(chēng)謂是10Base-T電纜，意思是，其最大傳輸速率為10Mbps(對(duì)于某些數(shù)據(jù)傳輸而言，真正的速率可達(dá)16Mbps)，UTP使用的是基帶通信，為雙絞線(xiàn)類(lèi)型。3.1 計(jì)算

4、機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的傳輸介質(zhì) 3.1.1 雙絞線(xiàn) 43. 雙絞線(xiàn)的分類(lèi) TIA(電信工業(yè)協(xié)會(huì))和EIA(電子工業(yè)協(xié)會(huì))在TIA/EIA 568標(biāo)準(zhǔn)中完成了對(duì)雙絞線(xiàn)的規(guī)范說(shuō)明。TIA/EIA 568標(biāo)準(zhǔn)目前覆蓋的內(nèi)容包括電纜介質(zhì)、設(shè)計(jì)以及安裝規(guī)范。TIA/EIA 568標(biāo)準(zhǔn)將雙絞線(xiàn)電線(xiàn)分割成若干類(lèi)。雙絞線(xiàn)被稱(chēng)為1、2、3、4或5類(lèi)，后來(lái)又出現(xiàn)了6類(lèi)，所有這些電纜都必須符合TIA/EIA 568標(biāo)準(zhǔn)，局域網(wǎng)經(jīng)常使用的是5類(lèi)電纜。1類(lèi)線(xiàn)(CAT 1) 2類(lèi)線(xiàn)(CAT 2) 3類(lèi)線(xiàn)(CAT 3) 4類(lèi)線(xiàn)(CAT 4) 5類(lèi)線(xiàn)(CAT 5) 增強(qiáng)CAT 5 6類(lèi)線(xiàn)(CAT 6) 3.1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的傳輸介質(zhì) 3

5、.1.1 雙絞線(xiàn) 54. 雙絞線(xiàn)的特性STP和UTP有共同的特性，同時(shí)也有不同之處。吞吐量： STP 和UTP能以10 Mbps的速度傳輸數(shù)據(jù)，CAT 5 UTP以及在某些環(huán)境下的CAT 3 UTP的數(shù)據(jù)傳輸速度可達(dá)100Mbps。高質(zhì)量的CAT 5 UTP也能以每秒1GB的速度傳輸數(shù)據(jù)。成本：STP和UTP的成本區(qū)別在于所使用的銅態(tài)級(jí)別、纏繞率以及增強(qiáng)技術(shù)。一般來(lái)說(shuō)，STP比UTP價(jià)格更昂貴，但高級(jí)UTP也是非常昂貴的。連接器：STP和UTP使用的連接器和數(shù)據(jù)插孔，看上去類(lèi)似于電話(huà)連接器和插孔。 抗噪性：STP具有屏蔽層，因而它比UTP具有更好的抗噪性。尺寸和可擴(kuò)展性：STP和UTP的最大網(wǎng)

6、段長(zhǎng)度都是100米，它們的跨距小于同軸電纜所提供的跨距，這是因?yàn)殡p絞線(xiàn)更易受環(huán)境噪聲的影響。雙絞線(xiàn)的每個(gè)邏輯段最多能容納1024個(gè)節(jié)點(diǎn)，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的最大長(zhǎng)度與所使用的網(wǎng)絡(luò)傳輸方法有關(guān)。3.1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的傳輸介質(zhì) 3.1.1 雙絞線(xiàn) 65. 雙絞線(xiàn)的做法 雙絞線(xiàn)的做法共分為三類(lèi):第一類(lèi)是直通線(xiàn)第二類(lèi)是交叉線(xiàn)第三類(lèi)是配置線(xiàn) 3.1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的傳輸介質(zhì) 3.1.1 雙絞線(xiàn) 7 光導(dǎo)纖維是一種傳輸光束的細(xì)而柔韌的介質(zhì)，光導(dǎo)纖維電纜由一捆纖維組成，簡(jiǎn)稱(chēng)為光纜。光纖通常是由石英玻璃制成，其橫截面積是很小的雙層同心圓柱體，稱(chēng)為纖芯，它質(zhì)地脆，易斷裂，由于這一缺點(diǎn)，需要外加一層保護(hù)層。當(dāng)光波脈沖由激光或

7、者普通發(fā)光二極管(LED)設(shè)備發(fā)出后，便可以在光纖芯線(xiàn)中向前傳輸。玻璃包層的作用是將光線(xiàn)反射回芯線(xiàn)中。光纖電纜具有進(jìn)行高速網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)哪芰ΓС值膫鬏斔俣瓤梢詮?00Mbps到1Gbps，甚至超過(guò)10Gbps。光纖電纜的優(yōu)點(diǎn)在于：它的帶寬大、損耗小，可以持續(xù)傳輸很長(zhǎng)的距離，一般用作電纜傳輸主干。 1. 光纖的分類(lèi) 光纖主要有兩大類(lèi)，即單模/多模和折射率分布類(lèi)。(1) 單模/多模 (2) 折射率分布類(lèi) 3.1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的傳輸介質(zhì) 3.1.2 光纖 8 2. 光纖通信系統(tǒng) 光纖通信系統(tǒng)是以光波為載體、光導(dǎo)纖維為傳輸介質(zhì)的通信方式，起主導(dǎo)作用的是光源、光纖、光發(fā)送機(jī)和光接收機(jī)，它們的功能分別如

8、下：光源是光波產(chǎn)生的根源。光纖是傳輸光波的導(dǎo)體。光發(fā)送機(jī)負(fù)責(zé)產(chǎn)生光束，將電信號(hào)轉(zhuǎn)變成光信號(hào)，再把光信號(hào)導(dǎo)入光纖。光接收機(jī)負(fù)責(zé)接收從光纖上傳輸過(guò)來(lái)的光信號(hào)，并將其轉(zhuǎn)變成電信號(hào)，經(jīng)解碼后再作相應(yīng)的處理。 3.1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的傳輸介質(zhì) 3.1.2 光纖 9 3. 光纖通信系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn) 光纖通信系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)包括：傳輸頻帶寬和通信容量大，在短距離傳輸數(shù)據(jù)時(shí)達(dá)幾千兆的傳輸速率。線(xiàn)路損耗低、傳輸距離遠(yuǎn)?？垢蓴_能力強(qiáng)，應(yīng)用范圍廣。線(xiàn)徑細(xì)、質(zhì)量小。抗化學(xué)腐蝕能力強(qiáng)。光纖制造材料豐富。在網(wǎng)絡(luò)工程中，一般使用62.5m/125m規(guī)格的多模光纖，有時(shí)也使用50m/125m和100m/140m規(guī)格的多模光纖。戶(hù)外

9、布線(xiàn)大于2km時(shí)可選用單模光纖。3.1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的傳輸介質(zhì) 3.1.2 光纖 10 同軸電纜是Ethernet網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)，并且多年來(lái)一直是最流行的傳輸介質(zhì)。同軸電纜由有絕緣體包圍的一根中央銅線(xiàn)、一個(gè)網(wǎng)狀金屬屏蔽層和一個(gè)塑料封套組成。 在同軸電纜中，銅線(xiàn)傳輸電磁信號(hào)。網(wǎng)狀金屬屏蔽層一方面可以屏蔽噪聲，另一方面可以作為信號(hào)地。絕緣層通常由陶制品或塑料制品組成，例如聚乙烯(PVC)或特富龍，它將銅線(xiàn)與金屬屏蔽物分隔開(kāi)，若這兩者接觸，電線(xiàn)將會(huì)短路。塑料封殼可使得電纜免遭物理性的破壞，它通常由柔韌性好的防火塑料制品制成。 同軸電纜的絕緣體和防護(hù)屏蔽層，使得電纜對(duì)噪聲干擾有較高的抵抗力。在信號(hào)放大之前

10、，同軸電纜與雙絞線(xiàn)電纜相比，能將信號(hào)傳輸?shù)酶h(yuǎn)，當(dāng)然，它不如光纜傳輸信號(hào)的距離遠(yuǎn)。另一方面，同軸電纜要比雙絞線(xiàn)電纜昂貴得多，并且通常只支持較低的吞吐量。同軸電纜還要求網(wǎng)絡(luò)段的兩端通過(guò)一個(gè)電阻器進(jìn)行終結(jié)。這種類(lèi)型的電纜存在許多不同的規(guī)格。3.1.3 同軸電纜 3.1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的傳輸介質(zhì) 11 同軸電纜有粗、細(xì)兩種類(lèi)型，粗同軸電纜(Thicknet)又稱(chēng)為粗線(xiàn)或粗電纜網(wǎng)，其中心為銅導(dǎo)體或敷銅箔膜的鋁導(dǎo)體。粗同軸電纜用于傳輸速度為10Mbps的總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)上。根據(jù)IEEE標(biāo)準(zhǔn)，最大長(zhǎng)度或延伸為500m。這一標(biāo)準(zhǔn)可以寫(xiě)為10Base5。10表示電纜傳輸速率為10Mbps，Base指的是使用基帶而非寬帶

11、。細(xì)同軸電纜(Thinnet)與粗同軸電纜一樣，以太網(wǎng)規(guī)范要求細(xì)同軸電纜的阻抗為50。細(xì)同軸電纜貼有RG-58A/U標(biāo)簽，說(shuō)明這是50 的電纜。一般網(wǎng)絡(luò)管理員稱(chēng)之為10Base2，因?yàn)槔碚撋掀渥畲蟮木W(wǎng)絡(luò)速度為10Mbps，布線(xiàn)可達(dá)185m，使用基帶類(lèi)型的數(shù)據(jù)傳輸。 在細(xì)同軸電纜的中心，有一個(gè)銅的或敷銅箔膜的鋁導(dǎo)線(xiàn)，并在中軸上附著一層絕緣泡沫材料。有一種高質(zhì)量的電纜是編織的銅網(wǎng)，由鋁箔的套管附著，纏繞著絕緣泡沫材料，而且電纜由外部的PVC或特氟綸套覆蓋以絕緣。 細(xì)同軸電纜安裝起來(lái)要比粗同軸電纜容易而且便宜得多，但是雙絞線(xiàn)柔性較好，所以更加利于安裝和使用。而細(xì)同軸電纜優(yōu)于雙絞線(xiàn)之處在于可以抵抗EM

12、I和RFI。3.1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的傳輸介質(zhì) 3.1.3 同軸電纜 12 在傳輸網(wǎng)絡(luò)包時(shí)，有許多無(wú)線(xiàn)介質(zhì)可以替代電纜：無(wú)線(xiàn)電波、紅外線(xiàn)信號(hào)以及微波等。所有這些技術(shù)都是通過(guò)空氣或大氣來(lái)傳輸信號(hào)的。在使用電纜非常困難或者說(shuō)根本不可能時(shí)，無(wú)線(xiàn)通信可以出色地替代電纜。但是使用無(wú)線(xiàn)進(jìn)行通信有一個(gè)非常重要的限制：同一介質(zhì)的其他信號(hào)、太陽(yáng)黑子的運(yùn)動(dòng)、電離層變化和其他大氣干擾都會(huì)對(duì)通信信號(hào)形成干擾，從而會(huì)產(chǎn)生許多問(wèn)題。 無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)通常使用紅外或射頻(RF)信號(hào)傳輸信息，微波和衛(wèi)星連接也可通過(guò)空氣傳輸數(shù)據(jù)，這些可以跨越更遠(yuǎn)距離的方法主要應(yīng)用于廣域網(wǎng)通信。 (1)無(wú)線(xiàn)電技術(shù) (2)紅外線(xiàn)技術(shù) (3)微波技術(shù) 3.1

13、.4 無(wú)線(xiàn)傳輸介質(zhì) 3.1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的傳輸介質(zhì) 13 在布線(xiàn)基礎(chǔ)設(shè)施時(shí)，有兩個(gè)最重要的原則，一是為支持網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)型計(jì)劃提供所需要的性能標(biāo)準(zhǔn)，二則是提供最經(jīng)濟(jì)高效的解決方案。 除無(wú)線(xiàn)技術(shù)外，所有介質(zhì)類(lèi)型都支持轉(zhuǎn)向千兆以太網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)型計(jì)劃。千兆以太網(wǎng)是工作站上部署要求最高的以太網(wǎng)系統(tǒng)，它仍可在所有銅纜和光纖介質(zhì)上運(yùn)行。盡管目前幾乎沒(méi)有企業(yè)在工作站上使用千兆以太網(wǎng)，但隨著用戶(hù)對(duì)數(shù)據(jù)吞吐量需求不斷提高，以及有源設(shè)備的成本下降，千兆以太網(wǎng)將會(huì)越來(lái)越流行。3.1.5 傳輸介質(zhì)的選擇 3.1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的傳輸介質(zhì) 14 那些考慮將來(lái)轉(zhuǎn)向千兆以太網(wǎng)的用戶(hù)則可以考慮安裝其他介質(zhì)，以獲得資金優(yōu)勢(shì)。這就涉及到第二

14、個(gè)因素：經(jīng)濟(jì)高效性。在大多數(shù)網(wǎng)絡(luò)中，最昂貴的部分是有源硬件：交換機(jī)和網(wǎng)絡(luò)界面卡（NIC）。這在千兆以太網(wǎng)中最為明顯，隨著選擇的介質(zhì)不同，有源設(shè)備的每端口成本最高可以是布線(xiàn)成本的十倍。研究表明，以超五類(lèi)布線(xiàn)為傳輸介質(zhì)的千兆以太網(wǎng)（1000base-t）是所有介質(zhì)類(lèi)型中成本最高的。這是因?yàn)橛性丛O(shè)備極其復(fù)雜，其成本相對(duì)高于其他型號(hào)。研究表明，以多模光纖為傳輸介質(zhì)的千兆以太網(wǎng)(1000base-sx)成本相對(duì)比較低; 而成本最低的是1000base-tx，這是一種較新的千兆以太網(wǎng)版本，它最低要在六類(lèi)雙絞線(xiàn)布線(xiàn)上運(yùn)行。美國(guó)的TIA標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)正在開(kāi)發(fā)這種新型千兆以太網(wǎng)1000base-tx，它的技術(shù)不如1

15、000base-t先進(jìn)，但仍可支持1000mbps的帶寬。 因此，選擇傳輸介質(zhì)最關(guān)鍵是要根據(jù)實(shí)際用戶(hù)所需要達(dá)到的要求，所需要投入的資金，以及以后擴(kuò)展升級(jí)的方便三方面的因素來(lái)決定的。 3.1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的傳輸介質(zhì) 3.1.5 傳輸介質(zhì)的選擇 153.2 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的連接設(shè)備 網(wǎng)絡(luò)適配器(或被稱(chēng)之為網(wǎng)絡(luò)接口卡)是一種連接設(shè)備。它能夠使工作站、服務(wù)器、打印機(jī)或其他節(jié)點(diǎn)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)接收并發(fā)送數(shù)據(jù)。它們只傳輸信號(hào)而不分析高層數(shù)據(jù)，屬于OSI模型的物理層。在有些情況下，網(wǎng)絡(luò)接口卡也可以對(duì)承載的數(shù)據(jù)做一些基本的解釋?zhuān)恢皇呛?jiǎn)單地把信號(hào)傳送給CPU以便讓CPU進(jìn)行解釋。 網(wǎng)絡(luò)適配器技術(shù)中的先進(jìn)之處在于它

16、使得這種網(wǎng)絡(luò)適配器更加智能化。所有的網(wǎng)絡(luò)適配器不僅能夠正確讀出數(shù)據(jù)傳送的目標(biāo)地址信息(而且在以太網(wǎng)中還能檢測(cè)出沖突)，而且許多網(wǎng)絡(luò)適配器還具有優(yōu)化、網(wǎng)絡(luò)管理和過(guò)濾等功能。 網(wǎng)絡(luò)適配器的類(lèi)型根據(jù)它所依賴(lài)的網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)不同(如以太網(wǎng)與令牌環(huán)網(wǎng))而不同。網(wǎng)絡(luò)適配器與網(wǎng)絡(luò)傳輸速率(如10Mbps與100Mbps)、連接器接口(如BNC與RJ-45)以及兼容的主板或設(shè)備的類(lèi)型有關(guān)。3.2.1 網(wǎng)絡(luò)適配器 16 在一個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中安裝一塊網(wǎng)絡(luò)適配器之前，用戶(hù)需要搞清楚該設(shè)備需要什么類(lèi)型的網(wǎng)絡(luò)適配器。對(duì)于一臺(tái)桌面計(jì)算機(jī)而言，網(wǎng)絡(luò)適配器必須與它的總線(xiàn)相匹配?？偩€(xiàn)是主板用來(lái)向其他部件傳送數(shù)據(jù)的電路?？偩€(xiàn)的能力是由

17、總線(xiàn)的數(shù)據(jù)通道的寬度(用位表示)和數(shù)據(jù)傳輸速率(用MHz表示)來(lái)決定的。總線(xiàn)的數(shù)據(jù)通道寬度等于總線(xiàn)在任何時(shí)候都能并行傳輸?shù)臄?shù)據(jù)位數(shù)。3.2 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的連接設(shè)備 3.2.1 網(wǎng)絡(luò)適配器 ISA(工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)) MCA(微通道結(jié)構(gòu)) EISA(擴(kuò)展的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)) PCI(外圍部件互聯(lián)) 17 交換機(jī)是按照通信兩端傳輸信息的需要，用人工或設(shè)備自動(dòng)完成的方法將需要傳輸?shù)男畔魉偷椒弦蟮南鄳?yīng)路由上的技術(shù)統(tǒng)稱(chēng)。在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，交換機(jī)是一種基于MAC地址識(shí)別，能完成封裝轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包功能的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。交換機(jī)對(duì)于因第一次發(fā)送到目的地址不成功的數(shù)據(jù)包，會(huì)再次對(duì)所有節(jié)點(diǎn)同時(shí)發(fā)送該數(shù)據(jù)包，交換機(jī)企圖找到這個(gè)目的

18、MAC地址，找到后將該地址重新添加到自己的MAC地址列表中，這樣，下次再發(fā)送到這個(gè)節(jié)點(diǎn)時(shí)就不會(huì)發(fā)錯(cuò)。3.2.2 交換機(jī) 3.2 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的連接設(shè)備 181. 交換機(jī)的工作原理 要明白交換機(jī)的基本工作原理，最重要的是要理解“共享”(Share)和“交換”(Switch)這兩個(gè)概念。在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，交換概念的提出是對(duì)共享工作模式的改進(jìn)。在共享式網(wǎng)絡(luò)中，當(dāng)同一個(gè)局域網(wǎng)中的A主機(jī)向B主機(jī)傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，數(shù)據(jù)包在網(wǎng)絡(luò)上是以廣播方式進(jìn)行傳輸?shù)模瑢?duì)網(wǎng)絡(luò)上的所有節(jié)點(diǎn)同時(shí)發(fā)送同一信息，然后由每一臺(tái)終端通過(guò)驗(yàn)證數(shù)據(jù)包頭部的地址信息來(lái)確定是否接收該數(shù)據(jù)包。在這種方式下很容易造成網(wǎng)絡(luò)堵塞，因?yàn)榻邮諗?shù)據(jù)的終端節(jié)點(diǎn)一

19、般來(lái)說(shuō)只有一個(gè)，而現(xiàn)在對(duì)所有節(jié)點(diǎn)發(fā)送該數(shù)據(jù)包，那么絕大部分?jǐn)?shù)據(jù)流量是無(wú)效的，這樣就造成整個(gè)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸效率低下。另一方面，由于所發(fā)送的數(shù)據(jù)包每個(gè)節(jié)點(diǎn)都能偵聽(tīng)到，那顯然就不安全了，容易出現(xiàn)一些不安全的因素。3.2 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的連接設(shè)備 3.2.2 交換機(jī) 19 交換機(jī)擁有一條很高帶寬的背部總線(xiàn)和內(nèi)部交換矩陣。交換機(jī)的所有的端口都掛接在這條背部總線(xiàn)上。當(dāng)交換機(jī)從某一節(jié)點(diǎn)收到一個(gè)以太網(wǎng)幀后，將立即在其內(nèi)存中的地址表(端口號(hào) MAC地址)進(jìn)行查找，以確認(rèn)該目的MAC的網(wǎng)卡連接在哪一個(gè)接口上，然后將該幀轉(zhuǎn)發(fā)至相應(yīng)的接口。如果在地址表中沒(méi)有找到該MAC地址，也就是說(shuō)，該目的MAC地址是首次出現(xiàn)的，交換機(jī)

20、就將該數(shù)據(jù)包廣播到所有節(jié)點(diǎn)上。擁有該MAC地址的網(wǎng)卡在接收到該廣播幀后，將立即做出應(yīng)答，從而使交換機(jī)將其節(jié)點(diǎn)的“MAC地址”添加到MAC地址表中。 使用這種方式傳輸數(shù)據(jù)，一方面效率高，不會(huì)浪費(fèi)網(wǎng)絡(luò)資源，由于只對(duì)目的地址發(fā)送數(shù)據(jù)，一般來(lái)說(shuō)不易產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)堵塞；另一個(gè)方面數(shù)據(jù)傳輸安全，因?yàn)樗皇菍?duì)所有的節(jié)點(diǎn)都同時(shí)發(fā)送數(shù)據(jù)，在發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)其他節(jié)點(diǎn)很難偵聽(tīng)到所發(fā)送的信息。3.2 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的連接設(shè)備 3.2.2 交換機(jī) 20 交換機(jī)還有一個(gè)重要的特點(diǎn)就是，它的每一端口都是獨(dú)享交換機(jī)的一部分總帶寬，這樣在速率上對(duì)于每個(gè)端口來(lái)說(shuō)有了根本的保障。另外，使用交換機(jī)也可以把網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行“分段”，通過(guò)對(duì)照地址表，交換機(jī)只

21、允許必要的網(wǎng)絡(luò)流量通過(guò)交換機(jī)，這就是后面將要介紹的VLAN(虛擬局域網(wǎng))。通過(guò)交換機(jī)的過(guò)濾和轉(zhuǎn)發(fā)，可以有效的隔離廣播風(fēng)暴，減少誤包和錯(cuò)包的出現(xiàn)，避免共享沖突。這樣交換機(jī)就可以在同一時(shí)刻可進(jìn)行多個(gè)節(jié)點(diǎn)對(duì)之間的數(shù)據(jù)傳輸，每一節(jié)點(diǎn)都可視為獨(dú)立的網(wǎng)段，連接在它上面的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備獨(dú)自享有固定的一部分帶寬，無(wú)須同其他設(shè)備競(jìng)爭(zhēng)使用帶寬。 交換機(jī)的主要功能包括物理編址、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、錯(cuò)誤校驗(yàn)、幀序列以及流量控制。目前一些高檔交換機(jī)還具備有一些新的功能，如對(duì)VLAN(虛擬局域網(wǎng))的支持、對(duì)鏈路匯聚的支持，甚至有的還具有路由和防火墻功能。3.2 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的連接設(shè)備 3.2.2 交換機(jī) 21 交換機(jī)除了能夠連接同一

22、種類(lèi)型的網(wǎng)絡(luò)之外，還可以在不同類(lèi)型的網(wǎng)絡(luò)(如以太網(wǎng)和快速以太網(wǎng))之間起到互聯(lián)作用。目前許多交換機(jī)都能夠提供支持快速以太網(wǎng)或FDDI等的高速連接端口，用于連接網(wǎng)絡(luò)中的其他交換機(jī)或者為帶寬占用量大的關(guān)鍵服務(wù)器提供附加帶寬。 3.2 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的連接設(shè)備 3.2.2 交換機(jī) 222. 生成樹(shù)協(xié)議 通常為了能夠保證網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)行，在網(wǎng)絡(luò)中會(huì)再接入一臺(tái)交換機(jī)作為冗余。上面的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，主要目的是為了防止單點(diǎn)故障，但是同時(shí)也帶來(lái)了幾個(gè)問(wèn)題。 (1) 廣播風(fēng)暴 (2) 多個(gè)幀的復(fù)制問(wèn)題 (3) MAC地址庫(kù)不穩(wěn)定 3.2 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的連接設(shè)備 3.2.2 交換機(jī) 233.2 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的連接設(shè)備 3.2

23、.2 交換機(jī) 其一般的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如下圖所示：243.2 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的連接設(shè)備 3.2.2 交換機(jī) 為了解決這種容錯(cuò)的拓?fù)洌捎蒙蓸?shù)協(xié)議，其拓?fù)錇槿缦聢D所示：253.2 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的連接設(shè)備 3.2.2 交換機(jī) 3. 交換機(jī)的分類(lèi) 由于交換機(jī)所具有許多優(yōu)越性，隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了各種類(lèi)型的交換機(jī)，滿(mǎn)足了各種不同應(yīng)用環(huán)境的需求。下面將簡(jiǎn)單介紹交換機(jī)的主流分類(lèi)。 (1). 根據(jù)網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍劃分 根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍進(jìn)行劃分，可以將交換機(jī)分為廣域網(wǎng)交換機(jī)和局域網(wǎng)交換機(jī)兩大類(lèi)。 (2). 根據(jù)傳輸介質(zhì)和傳輸速度劃分 根據(jù)交換機(jī)使用的網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)及傳輸速度的不同，一般可以將局域網(wǎng)交換機(jī)分為以太網(wǎng)交

24、換機(jī)、快速以太網(wǎng)交換機(jī)、千兆(G位)以太網(wǎng)交換機(jī)、10千兆(10G位)以太網(wǎng)交換機(jī)、FDDI交換機(jī)、ATM交換機(jī)和令牌環(huán)交換機(jī)等類(lèi)型。263.2 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的連接設(shè)備 3.2.2 交換機(jī) (3). 根據(jù)交換機(jī)的結(jié)構(gòu)劃分 如果根據(jù)交換機(jī)的端口結(jié)構(gòu)進(jìn)行劃分，交換機(jī)大致可分為固定端口交換機(jī)和模塊化交換機(jī)兩種不同的類(lèi)型。其實(shí)還有一種是兩者兼顧的交換機(jī)，那就是在提供基本固定端口的基礎(chǔ)上再配備一定的擴(kuò)展插槽或模塊的交換機(jī)。 (4). 根據(jù)交換機(jī)工作的協(xié)議層劃分 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備都在OSI這一開(kāi)放模型的一定層次上進(jìn)行工作，工作所在的層次越高，說(shuō)明其設(shè)備的技術(shù)性越高，性能也越好，檔次也就越高。交換機(jī)也一樣，隨著交換

25、技術(shù)的發(fā)展，交換機(jī)由原來(lái)在OSI的第2層工作，發(fā)展到了可以在第4層工作的交換機(jī)，所以，根據(jù)工作的協(xié)議層，交換機(jī)可分第2層交換機(jī)、第3層交換機(jī)和第4層交換機(jī)。 273.2 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的連接設(shè)備 3.2.2 交換機(jī) 4. 交換機(jī)的選購(gòu) 以上對(duì)交換機(jī)的幾種主流分類(lèi)方法逐個(gè)進(jìn)行了簡(jiǎn)單介紹，讀者對(duì)交換機(jī)的主要類(lèi)型有了一個(gè)基本的了解，以下將介紹交換機(jī)的主要交換技術(shù)及選購(gòu)注意事項(xiàng)。 (1). 轉(zhuǎn)發(fā)方式 (2). 延時(shí) (3). 管理功能 (4). MAC地址數(shù) (5). 背板帶寬 (6). 交換機(jī)的協(xié)議功能 (7). 端口 (8). 光纖解決方案 283.2.3 路由器 3.2 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的連接設(shè)備 1

26、. 路由器的工作原理 路由器通過(guò)識(shí)別不同網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)ID號(hào)識(shí)別不同的網(wǎng)絡(luò)，所以為了確保路由成功，每個(gè)網(wǎng)絡(luò)都必須有一個(gè)惟一的網(wǎng)絡(luò)編號(hào)。路由器要識(shí)別另一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，首先就要識(shí)別對(duì)方網(wǎng)絡(luò)的路由器IP地址的網(wǎng)絡(luò)ID，看是否與目的節(jié)點(diǎn)地址中的網(wǎng)絡(luò)ID號(hào)相一致，如果相同則立即向這個(gè)網(wǎng)絡(luò)的路由器發(fā)送數(shù)據(jù)，接收網(wǎng)絡(luò)的路由器在接收到源網(wǎng)絡(luò)發(fā)來(lái)的報(bào)文后，根據(jù)報(bào)文中所包含的目的節(jié)點(diǎn)的IP地址中的主機(jī)ID號(hào)來(lái)識(shí)別需要將數(shù)據(jù)發(fā)送給哪一個(gè)節(jié)點(diǎn)，然后直接發(fā)送。293.2 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的連接設(shè)備 3.2.3 路由器 (1). 路由選擇表 每個(gè)路由器中都保存有一個(gè)路由表，路由表為路由器存儲(chǔ)到達(dá)網(wǎng)絡(luò)上任何一個(gè)目的地所需要的一切必要的信

27、息。它的每一項(xiàng)都包含以下這些信息：目的IP地址(Destination) 下一跳(Next-Hop) 標(biāo)志(Flags) 接口(Interface) 303.2 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的連接設(shè)備 3.2.3 路由器 (2). 路由選擇的步驟 IP路由選擇是逐跳地(Hop-By-Hop)進(jìn)行的。IP并不知道到達(dá)任何目的的完整路徑(除了那些與主機(jī)直接相連的目的)。所有的IP路由選擇只為數(shù)據(jù)報(bào)的傳輸提供下一站路由器的IP地址，它假定下一站路由器比發(fā)送數(shù)據(jù)報(bào)的主機(jī)更接近目的主機(jī)，而且下一站路由器與該主機(jī)是直接相連的。313.2 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的連接設(shè)備 3.2.3 路由器 IP路由選擇按如下操作步驟進(jìn)行 ：搜索路

28、由表，尋找能與目的IP地址完全匹配的表目(網(wǎng)絡(luò)號(hào)和主機(jī)號(hào)都要匹配)，如果找到完全匹配的表目則把報(bào)文發(fā)送給該表目指定的下一站路由器或直接連接的網(wǎng)絡(luò)接口(取決于標(biāo)志字段的值)。搜索路由表，尋找與目的網(wǎng)絡(luò)號(hào)相匹配的表目，如果找到該表目，則把報(bào)文發(fā)送給該表目指定的下一站路由器或直接連接的網(wǎng)絡(luò)接口(取決于標(biāo)志字段的值)。目的網(wǎng)絡(luò)上的所有主機(jī)都可以過(guò)這個(gè)表目進(jìn)行處理。這種搜索網(wǎng)絡(luò)的匹配方法必須考慮可能的子網(wǎng)掩碼。搜索路由表，尋找被標(biāo)為“默認(rèn)”(default)的表目，如果找到該表目，則把報(bào)文發(fā)送給該表目指定的下一站路由器。323.2 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的連接設(shè)備 3.2.3 路由器 (3). 路由選擇協(xié)議 路由

29、選擇協(xié)議指的是那些執(zhí)行路由選擇算法的協(xié)議，即通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)操縱網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議，其中包括內(nèi)部網(wǎng)關(guān)路由選擇協(xié)議(IGRP)、增強(qiáng)型內(nèi)部網(wǎng)關(guān)路由選擇協(xié)議(Enhanced IGRP)、開(kāi)放最短路徑優(yōu)先(OSPF)、外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議(EGP)、邊緣網(wǎng)關(guān)協(xié)議(BGP)、中介系統(tǒng)到中介系統(tǒng)(IS-IS)和路由選擇信息協(xié)議(RIP)等協(xié)議。 路由選擇協(xié)議可以分為兩種：內(nèi)部的協(xié)議和外部的協(xié)議。內(nèi)部協(xié)議在自治系統(tǒng)(AS)內(nèi)部路由，例如：OSPF和RIP；而外部協(xié)議則是在自治系統(tǒng)之間路由，最常見(jiàn)的外部協(xié)議是外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議EGP(External Gateway Protocol)和邊緣網(wǎng)關(guān)協(xié)議BGP(Border Gatew

30、ay Protocol)。BGP是較新的協(xié)議，將逐漸取代EGP。333.2 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的連接設(shè)備 3.2.3 路由器 2. 路由器的分類(lèi) 路由器發(fā)展到今天，為了滿(mǎn)足各種應(yīng)用需求，出現(xiàn)過(guò)各式各樣的路由器。以下將按照不同的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)各式各樣的路由器進(jìn)行分類(lèi)。 (1). 按性能檔次劃分 (2). 按結(jié)構(gòu)劃分 (3). 從功能上劃分 (4). 從應(yīng)用上劃分 (5). 從所處的網(wǎng)絡(luò)位置劃分 343.2 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的連接設(shè)備 3.2.3 路由器 3. 路由器的選購(gòu) 路由器因其價(jià)格昂貴且配置復(fù)雜，所以絕大多數(shù)用戶(hù)對(duì)路由器的選購(gòu)顯得非常茫然。路由器的選購(gòu)主要從以下幾個(gè)方面加以考慮： (1). 吞吐量 (2).

31、 背板能力 (3). 丟包率 (4). 轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)延 (5). 路由表容量 (6). 路由器所支持的路由協(xié)議 (7). 可靠性 353.2.4 集線(xiàn)器 3.2 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的連接設(shè)備 集線(xiàn)器(Hub)是一種特殊的中繼器，它與中繼器區(qū)別于集線(xiàn)器能夠提供多端口服務(wù)，所以集線(xiàn)器也稱(chēng)為多口中繼器。 集線(xiàn)器的基本功能是信息分發(fā)，它把一個(gè)端口接收到的所有信號(hào)向其他所有端口分發(fā)出去。一些集線(xiàn)器在分發(fā)信號(hào)之前將弱信號(hào)重新生成，一些集線(xiàn)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。 作為網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)間的中央節(jié)點(diǎn)，集線(xiàn)器克服了介質(zhì)單一通道的缺陷。以集線(xiàn)器為中心的優(yōu)點(diǎn)是：當(dāng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的某條線(xiàn)路或某節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障時(shí)，不會(huì)

32、影響到網(wǎng)絡(luò)上其他節(jié)點(diǎn)的正常工作。363.2 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的連接設(shè)備 3.2.4 集線(xiàn)器 集線(xiàn)器有多種類(lèi)型，各種類(lèi)型的集線(xiàn)器具有特定的功能、并提供不同等級(jí)的服務(wù)。集線(xiàn)器可分為被動(dòng)(Passive)集線(xiàn)器、主動(dòng)(Active)集線(xiàn)器和智能(Intelligent)集線(xiàn)器3種。 1. 被動(dòng)集線(xiàn)器 2. 主動(dòng)集線(xiàn)器 3. 智能集線(xiàn)器 4. 高級(jí)特性 373.3 服 務(wù) 器 3.3.1 服務(wù)器的特性 服務(wù)器是網(wǎng)絡(luò)的中樞和信息化的核心，具有高性能、高可靠性、高可用性、I/O吞吐能力強(qiáng)、存儲(chǔ)容量大、聯(lián)網(wǎng)和網(wǎng)絡(luò)管理能力強(qiáng)等特點(diǎn)。 1. 可用性 2. 可擴(kuò)展性 3. 可管理性 4. 可利用性 383.3.2 服務(wù)器的分類(lèi) 3.3 服 務(wù) 器 服務(wù)器發(fā)展到今天，可以適應(yīng)各種不同功能、不同環(huán)境的服務(wù)器不斷地涌現(xiàn)，分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)也變得多樣化，主要有如下幾種分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)： (1)按應(yīng)用層次進(jìn)行劃分，服務(wù)器可以分為入門(mén)級(jí)服務(wù)器、工作組級(jí)服務(wù)器、部門(mén)級(jí)服務(wù)器和企業(yè)級(jí)服務(wù)器4類(lèi)。 (2)按處理器架構(gòu)進(jìn)行劃分，可以分為X86、IA-64、RISC等幾種架構(gòu)。 (3)如果按服務(wù)器的處理器所采用的指令系統(tǒng)劃分，可以把服務(wù)器分為C