網(wǎng)絡(luò)基本概念

一、網(wǎng)絡(luò)基本概念

隨著計(jì)算機(jī)應(yīng)用的深入，特別是家用計(jì)算機(jī)越來(lái)越普及，一方面希望眾多用戶能共享信

息資源，另一方面也希望各計(jì)算機(jī)之間能互相傳遞信息進(jìn)行通信。個(gè)人計(jì)算機(jī)的硬件和軟件

配置一般都比較低，其功能也有限，因此，要求大型與巨型計(jì)算機(jī)的硬件和軟件資源，以及

它們所管理的信息資源應(yīng)該為眾多的微型計(jì)算機(jī)所共享，以便充分利用這些資源。基于這些

原因，促使計(jì)算機(jī)向網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展，將分散的計(jì)算機(jī)連接成網(wǎng)，組成計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是現(xiàn)代通信技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。所謂計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，就是把分布

在不同地理區(qū)域的計(jì)算機(jī)與專門的外部設(shè)備用通信線路互聯(lián)成一個(gè)規(guī)模大、功能強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)系

統(tǒng)，從而使眾多的計(jì)算機(jī)可以方便地互相傳遞信息，共享硬件、軟件、數(shù)據(jù)信息等資源。通

俗來(lái)說(shuō)，網(wǎng)絡(luò)就是通過(guò)電纜、電話線、或無(wú)線通訊等互聯(lián)的計(jì)算機(jī)的集合。

網(wǎng)絡(luò)的功能通過(guò)網(wǎng)絡(luò)，您可以和其他連到網(wǎng)絡(luò)上的用戶一起共享網(wǎng)絡(luò)資源，如磁盤上的

文件及打印機(jī)、調(diào)制解調(diào)器等，也可以和他們互相交換數(shù)據(jù)信息。

1.網(wǎng)絡(luò)的分類

按計(jì)算機(jī)連網(wǎng)的區(qū)域大小，我們可以把網(wǎng)絡(luò)分為局域網(wǎng)(LAN,LocalAreaNetwork)

和廣域網(wǎng)(WAN,WideAreaNetwork局域網(wǎng)(LAN)是指在一個(gè)較小地理范圍內(nèi)的各種計(jì)

算機(jī)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備互聯(lián)在一起的通信網(wǎng)絡(luò)，可以包含一個(gè)或多個(gè)子網(wǎng)，通常局限在幾千米的范圍

之內(nèi)。如在一個(gè)房間、一座大樓，或是在一個(gè)校園內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)就稱為局域網(wǎng)，廣域網(wǎng)(WAN)

連接地理范圍較大,常常是一個(gè)國(guó)家或是一個(gè)洲。其目的是為了讓分布較遠(yuǎn)的各局域網(wǎng)互聯(lián)。

我們平常講的Internet就是最大最典型的廣域網(wǎng)。

2.什么是網(wǎng)絡(luò)協(xié)議

那么，網(wǎng)絡(luò)上的計(jì)算機(jī)之間又是如何交換信息的呢？就象我們說(shuō)話用某種語(yǔ)言一樣，在

網(wǎng)絡(luò)上的各臺(tái)計(jì)算機(jī)之間也有一種語(yǔ)言，這就是網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，不同的計(jì)算機(jī)之間必須使用相同

的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議才能進(jìn)行通信。當(dāng)然了，網(wǎng)絡(luò)協(xié)議也有很多種，具體選擇哪一種協(xié)議則要看情況

而定。Internet上的計(jì)算機(jī)使用的是TCP/IP協(xié)議。

TCP/IP協(xié)議

（互通的語(yǔ)言）

ISP

INTERNET服務(wù)

供應(yīng)商

周制解調(diào)器

亙、，口、您的電腦

3.什么是Internet

到Internet海洋去沖浪，如今已成為一種時(shí)尚。每當(dāng)我們拿起一張報(bào)紙、一本雜志或

者打開(kāi)收音機(jī)、電視機(jī)的時(shí)候，都可能聽(tīng)到一個(gè)詞：Interneto而每每談到Internet,

必然離不開(kāi)陽(yáng)州、環(huán)球網(wǎng)、信息高速公路之類的時(shí)髦詞兒，人們不禁要問(wèn)，Internet是什么？

從廣義上講，Internet是遍布全球的聯(lián)絡(luò)各個(gè)計(jì)算機(jī)平臺(tái)的總網(wǎng)絡(luò)，是成千上萬(wàn)信息資源

的總稱；從本質(zhì)上講，Internet是一個(gè)使世界上不同類型的計(jì)算機(jī)能交換各類數(shù)據(jù)的通信

媒介。從Internet提供的資源及對(duì)人類的作用這方面來(lái)理解，Internet是建立在高靈活性

的通信技術(shù)之上的一個(gè)已碩果累累，正迅猛發(fā)展的全球數(shù)字化數(shù)據(jù)庫(kù)。點(diǎn)擊下面我們可以形

象的看到什么是Internet.

4.Internet是怎樣工作的

地址和協(xié)議的概念

Internet的本質(zhì)是電腦與電腦之間互相通信并交換信息，只不過(guò)大多是小電腦從大電

腦獲取各類信息。這種通信跟人與人之間信息交流一樣必須具備一些條件，比如：您給一位

美國(guó)朋友寫信，首先必須使用一種對(duì)方也能看懂的語(yǔ)言，然后還得知道對(duì)方的通信地址，才

能把信發(fā)出去。同樣，電腦與電腦之間通信，首先也得使用一種雙方都能接受的"語(yǔ)言"一

通信協(xié)議，然后還得知道電腦彼此的地址，通過(guò)協(xié)議和地址，電腦與電腦之間就能交流信息，

這就形成了網(wǎng)絡(luò)。

5.TCP/IP協(xié)議

internet就是由許多小的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成的國(guó)際性大網(wǎng)絡(luò)，在各個(gè)小網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部使用不同的協(xié)

議，正如不同的國(guó)家使用不同的語(yǔ)言，那如何使它們之間能進(jìn)行信息交流呢？這就要靠網(wǎng)絡(luò)

上的世界語(yǔ)——TCP/IP協(xié)議。詳細(xì)介紹請(qǐng)參考TCP/IP>>>

6.IP地址

語(yǔ)言(協(xié)議)我們是有了，那地址怎么辦呢？沒(méi)關(guān)系，用網(wǎng)際協(xié)議地址(即IP地址)

就可解決這個(gè)問(wèn)題。它是為標(biāo)識(shí)Internet上主機(jī)位置而設(shè)置的。Internet上的每一臺(tái)計(jì)算

機(jī)都被賦予一個(gè)世界上唯一的32位Internet地址(InternetProtocolAddress,簡(jiǎn)稱IP

Address),這一地址可用于與該計(jì)算機(jī)機(jī)有關(guān)的全部通信。為了方便起見(jiàn)，在應(yīng)用上我們以

8bit為一單位，組成四組十進(jìn)制數(shù)字來(lái)表示每一臺(tái)主機(jī)的位置。

一般的IP地址由4組數(shù)字組成,每組數(shù)字介于0-255之間，如某一臺(tái)電腦的IP地址可為：

202.206.65.115,但不能為202.206.259.3。

域名地址

盡管IP地址能夠唯?地標(biāo)識(shí)網(wǎng)絡(luò)上的計(jì)算機(jī)，但I(xiàn)P地址是數(shù)字型的，用戶記憶這類數(shù)

字十分不方便，于是人們又發(fā)明了另一套字符型的地址方案即所謂的域名地址。IP地址和

域名是一一對(duì)應(yīng)的，我們來(lái)看一個(gè)IP地址對(duì)應(yīng)域名地址的例子，譬如：河北科技大學(xué)的IP

地址是202.206.64.33,對(duì)應(yīng)域名地址為。這份域名地址的信息存放在

-一個(gè)叫域名服務(wù)器(DNS,DomainNameServer)的主機(jī)內(nèi),使用者只需了解易記的域名地

址，其對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)換工作就留給了域名服務(wù)器DNSODNS就是提供IP地址和域名之間的轉(zhuǎn)換服務(wù)

的服務(wù)器。

域名地址的意義

域名地址是從右至左來(lái)表述其意義的，最右邊的部分為頂層域，最左邊的則是這臺(tái)主機(jī)

的機(jī)器名稱。一般域名地址可表示為：主機(jī)機(jī)器名.單位名.網(wǎng)絡(luò)名.頂層域名。如：

dns.hebust.edu.cn,這里的dns是河北科技大學(xué)的一個(gè)主機(jī)的機(jī)器名，hebust代表河北科

技大學(xué)大學(xué)，edu代表中國(guó)教育科研網(wǎng)，cn代表中國(guó)，頂層域一般是網(wǎng)絡(luò)機(jī)構(gòu)或所在國(guó)家地

區(qū)的名稱縮寫。

以國(guó)家或地區(qū)代碼命名的域，一般用兩個(gè)字符表示，是為世界上每個(gè)國(guó)家和一些特殊的

地區(qū)設(shè)置的,如中國(guó)為“cn”、香港為“hk”、日本為“jp”、美國(guó)為“us”等。但是，美國(guó)

國(guó)內(nèi)很少用“us”作為頂級(jí)域名，而一般都使用以機(jī)構(gòu)性質(zhì)或類別命名的域名。

統(tǒng)一資源定位器，又叫URL(UniformResourceLocator),是專為標(biāo)識(shí)Internet網(wǎng)上

資源位置而設(shè)的一種編址方式，我們平時(shí)所說(shuō)的網(wǎng)頁(yè)地址指的即是URL,它?般由三部分組

成：傳輸協(xié)議：〃主機(jī)IP地址或域名地址/資源所在路徑和文件名，如今日上海聯(lián)線的URL

為:http://china-window,com/shanghai/news/wnw.html,這里http指超文本傳輸協(xié)議,

china-window,com是其Web服務(wù)器域名地址，shanghai/news是網(wǎng)頁(yè)所在路徑，wnw.html

才是相應(yīng)的網(wǎng)頁(yè)文件。

標(biāo)識(shí)Internet網(wǎng)上資源位置的三種方式：

IP地址：202.206.64.33

域名地址：dns.hebust.edu.cn

URL：http://china-window.com/shanghai/news/wnw.html

下面列表是常見(jiàn)的URL中定位和標(biāo)識(shí)的服務(wù)或文件：

http：文件在WEB服務(wù)器上

file：文件在您自己的局部系統(tǒng)或匿名服務(wù)器上

ftp：文件在FTP服務(wù)器上

gopher：文件在gopher服務(wù)器上

wais：文件在wais服務(wù)器上

news：文件在Usenet服務(wù)器上

telnet：連接到?個(gè)支持Telnet遠(yuǎn)程登錄的服務(wù)器上

7.Internet的工作原理

有了TCP/IP協(xié)議和1P地址的概念，我們就很好理解Internet的工作原理了：當(dāng)一個(gè)

用戶想給其他用戶發(fā)送?個(gè)文件時(shí)，TCP先把該文件分成?個(gè)個(gè)小數(shù)據(jù)包，并加上一些特定

的信息（可以看成是裝箱單），以便接收方的機(jī)器確認(rèn)傳輸是正確無(wú)誤的，然后IP再在數(shù)據(jù)

包上標(biāo)上地址信息，形成可在Internet上傳輸?shù)腡CP/IP數(shù)據(jù)包。

?TCP/IP數(shù)據(jù)包

美國(guó)國(guó)會(huì)圖書(shū)館主機(jī)

使用TCP/IP傳送數(shù)據(jù)

當(dāng)TCP/IP數(shù)據(jù)包到達(dá)目的地后，計(jì)算機(jī)首先去掉地址標(biāo)志，利用TCP的裝箱單檢查數(shù)

據(jù)在傳輸中是否有損失，如果接收方發(fā)現(xiàn)有損壞的數(shù)據(jù)包，就要求發(fā)送端重新發(fā)送被損壞的

數(shù)據(jù)包，確認(rèn)無(wú)誤后再將各個(gè)數(shù)據(jù)包重新組合成原文件。

就這樣，Internet通過(guò)TCP/IP協(xié)議這一網(wǎng)上的“世界語(yǔ)”和1P地址實(shí)現(xiàn)了它的全球通

信的功能。

二、構(gòu)成局域網(wǎng)的基本構(gòu)件

要構(gòu)成LAN,必須有其基本部件。LAN既然是一種計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，自然少不了計(jì)算機(jī)，特

別是個(gè)人計(jì)算機(jī)（PC）。幾乎沒(méi)有一種網(wǎng)絡(luò)只由大型機(jī)或小型機(jī)構(gòu)成。因此，對(duì)于LAN而言，

個(gè)人計(jì)算機(jī)是一種必不可少的構(gòu)件。計(jì)算機(jī)互聯(lián)在一起，當(dāng)然也不可能沒(méi)有傳輸媒體，這種

媒體可以是同軸電纜、雙絞線、光纜或輻射性媒體。第三個(gè)構(gòu)件是任何一臺(tái)獨(dú)立計(jì)算機(jī)通常

都不配備的網(wǎng)卡,也稱為網(wǎng)絡(luò)適配器，但在構(gòu)成LAN時(shí),則是不可少的部件。第四個(gè)構(gòu)件是將

計(jì)算機(jī)與傳輸媒體相連的各種連接設(shè)備,如RJ-45插頭座等。具備了上述四種網(wǎng)絡(luò)構(gòu)件,便可

將LAN工作的各種設(shè)備用媒體互聯(lián)在一起搭成一個(gè)基本的LAN硬件平臺(tái)，如圖所示。

lifts

有了LAN硬件環(huán)境,還需要控制和管理LAN正常運(yùn)行的軟件,即謂NOS是在每個(gè)PC機(jī)原

有操作系統(tǒng)上增加網(wǎng)絡(luò)所需的功能。例如，當(dāng)需要在LAN上使用字處理程序時(shí),用戶的感覺(jué)猶

如沒(méi)有組成LAN一樣,這正是LAN操作發(fā)揮了對(duì)字處理程序訪問(wèn)的管理。在LAN情況下,字處

理程序的一個(gè)拷貝通常保存在文件服務(wù)器中，并由LAN上的任何一個(gè)用戶共享。由上面介紹

的情況可知,組成LAN需要下述5種基本結(jié)構(gòu)：

①計(jì)算機(jī)（特別是PC機(jī)）；

②傳輸媒體；

③網(wǎng)絡(luò)適配器；

④網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備；

⑤網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)。

LAN常用的媒體有同軸電纜、雙絞線和光纜，以及在無(wú)線LAN情況下使用的輻

射媒體。LAN技術(shù)在發(fā)展過(guò)程中，首先使用的是粗同軸電纜，其直徑近似13mm（1/2英寸），

特性阻抗為50歐姆。由于這種電纜很重，缺乏撓性以及價(jià)格高等問(wèn)題，隨后出現(xiàn)了細(xì)纜，其

直徑為6.4mm（1/4英寸），特性阻抗也是50歐姆。使用粗纜構(gòu)成的Ethernet稱為粗纜

Ethernet,使用細(xì)纜的Ethernet稱為細(xì)纜Ethernet。在80年代后期廣泛采用了雙絞線作為

傳輸媒體的技術(shù)，既10Base-T以及其他LAN實(shí)現(xiàn)技術(shù)。為將LAN的范圍進(jìn)一步擴(kuò)大，

隨后又現(xiàn)了10Base-F這種技術(shù)是使用光纖構(gòu)成鏈路段，使用距離可延長(zhǎng)到2km但速率仍

為10Mbps。FDDI則是與IEEE802.3、802.4和802.5完全不同的新技術(shù)，構(gòu)成FDDI的媒體，不

僅是光纖，而且訪問(wèn)媒體的機(jī)制有了新的提高，傳輸速率可達(dá)100Mbps。下面就這些實(shí)現(xiàn)技術(shù)

所用的媒體逐一進(jìn)行討論。

1.同軸電纜

同軸電纜可分為兩類：粗纜和細(xì)纜，這種電纜在實(shí)際應(yīng)用中很廣，比如有線電視網(wǎng)，就

是使用同軸電纜。不論是粗纜還是細(xì)纜，其中央都是一根銅線，外面包有絕緣層。同軸電纜

由內(nèi)部導(dǎo)體環(huán)繞絕緣層以及絕緣層外的金屬屏蔽網(wǎng)和最外層的護(hù)套組成，如下圖所示。這

種結(jié)構(gòu)的金屬屏蔽網(wǎng)可防止中心導(dǎo)體向外輻射電磁場(chǎng)，也可用來(lái)防止外界電磁場(chǎng)干擾中心導(dǎo)

體的信號(hào)。

細(xì)纜連接設(shè)備及技術(shù)參數(shù)

采用細(xì)纜組網(wǎng)，除需要電纜外，還需要BNC頭、T型頭及終端匹配器等。如下圖。同軸

電纜組網(wǎng)的網(wǎng)卡必須帶有細(xì)纜連接接口(通常在網(wǎng)卡上標(biāo)有"BNC"字樣)。

BNC接頭儂頭終端匹配器

下面是細(xì)纜組網(wǎng)的技術(shù)參數(shù)：

.最大的干線段長(zhǎng)度；185米

.最大網(wǎng)絡(luò)干線電纜長(zhǎng)度：925米

.每條干線段支持的最大結(jié)點(diǎn)數(shù)：30

.BNC、T型連接器之間的最小距離：0.5米

粗纜連接設(shè)備

粗纜連接設(shè)備包括轉(zhuǎn)換器、DIX連接器及電纜、N一系列插頭、N一系列匹配器，如下圖。

使用粗纜組網(wǎng)，網(wǎng)卡必須有DIX接口(一般標(biāo)有DIX字樣)。

下面是采用粗纜組網(wǎng)的技術(shù)參數(shù)：

.最大的干線長(zhǎng)度：500米

.最大網(wǎng)絡(luò)干線電纜長(zhǎng)度：2500米

.每條干線段支持的最大結(jié)點(diǎn)數(shù)：100

.收發(fā)器之間的最小距離：2.5米

?收發(fā)器電纜的最大長(zhǎng)度：50米

2.雙絞線

雙絞線(TP：TwistedPairwire)是布線工程中最常用的一種傳輸介質(zhì)。雙絞線是由相互

按一定扭距絞合在?起的類似于電話線的傳輸媒體，每根線加絕緣層并有色標(biāo)來(lái)標(biāo)記，如下

圖所示，左圖為示意圖，右圖為實(shí)物圖。成對(duì)線的扭絞旨在使電磁輻射和外部電磁干擾減到

最小。目前，雙絞線可分為非屏蔽雙絞線(UTP:UnshildedTwistedPair)和屏蔽雙絞線

(STP:ShieldedTwistedPair)。我們平時(shí)一般接觸比較多的就是UTP線。

目前EIA/TIA（電氣工業(yè)協(xié)會(huì)/電信工業(yè)協(xié)會(huì)）為雙絞線電纜定義了五種不同質(zhì)量的型

號(hào)。這五種型號(hào)如下：

1、第一類：主要用于傳輸語(yǔ)音（一類標(biāo)準(zhǔn)主要用于八十年代初之前的電話線纜），該類用于

電話線，不用于數(shù)據(jù)傳輸。

2、第二類：該類包括用于低速網(wǎng)絡(luò)的電纜，這些電纜能夠支持最高4Mbps的實(shí)施方案，這

兩類雙絞線在LAN中很少使用。

3、第三類:這種在以前的以太網(wǎng)中（10M）比較流行，最高支持16Mmbps的容量，但大多數(shù)

通常用于10Mbps的以太網(wǎng)，主要用于10base-T。

4、第四類：該類雙絞線在性能上比第三類有一定改進(jìn),用于語(yǔ)音傳輸和最高傳輸速率16Mbps

的數(shù)據(jù)傳輸。4類電纜用于比3類距離更長(zhǎng)且速度更高的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。它可以支持最高20Mbps

的容量。主要用于基于令牌的局域網(wǎng)和10base-T/100base-T。這類雙絞線可以是UTP,也可

以是STPo

5、第五類:該類電纜增加了繞線密度,外套一種高質(zhì)量的絕緣材料，傳輸頻率為100MHz,用于

語(yǔ)音傳輸和最高傳輸速率為100Mbps的數(shù)據(jù)傳輸，這種電纜用于高性能的數(shù)據(jù)通信。它可以

支持高達(dá)100Mbps的容量。主要用于100base-T和10base-T網(wǎng)絡(luò)，這是最常用的以太網(wǎng)電纜。

最近又出現(xiàn)了超5類線纜，它是一個(gè)非屏蔽雙絞線（UTP）布線系統(tǒng),通過(guò)對(duì)它的"鏈接"和"信道

”性能的測(cè)試表明,它超過(guò)5類線標(biāo)準(zhǔn)TIA/EIA568的要求。與普通的5類UTP比較，性能得到了

很大提高。

如今市場(chǎng)上5類布線和超5類布線應(yīng)用非常廣泛，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的5類雙絞線的頻率帶寬

是100MHz,在這樣的帶寬上可以實(shí)現(xiàn)100M的快速以太網(wǎng)和155M的ATM傳輸。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)綜

合布線使用第三、四、五類。

使用雙絞線組網(wǎng)，雙絞線和其他網(wǎng)絡(luò)設(shè)備（例如網(wǎng)卡）連接必須是RJ45接頭（也叫水

晶頭）。下圖是RJ45接頭，左圖為示意圖，右圖為實(shí)物圖。

雙絞線（10BASE-T）以太網(wǎng)技術(shù)規(guī)范可歸結(jié)為5-4-3-2T規(guī)則:

.允許5個(gè)網(wǎng)段，每網(wǎng)段最大長(zhǎng)度100米

.在同一信道上允許連接4個(gè)中繼器或集線器

.在其中的三個(gè)網(wǎng)段上可以增加節(jié)點(diǎn)

.在另外兩個(gè)網(wǎng)段上，除做中繼器鏈路外，不能接任何節(jié)點(diǎn)

.上述將組建一個(gè)大型的沖突域，最大站點(diǎn)數(shù)1024,網(wǎng)絡(luò)直徑達(dá)2500米

卜.述規(guī)則只是一個(gè)粗略的設(shè)計(jì)指南，實(shí)際的數(shù)據(jù)因廠家不同而異。利用雙絞線組網(wǎng)，可

以獲得良好的穩(wěn)定性，在實(shí)際應(yīng)用中越來(lái)越多。尤其是近年來(lái)，快速以太網(wǎng)的發(fā)展，利用雙

絞線組建不須再增加其它設(shè)備，因此被業(yè)界人士看好。

3.光纜

光纜不僅是目前可用的媒體，而且是今后若干年后將會(huì)繼續(xù)使用的媒體，其主要原因是

這種媒體具有很大的帶寬。光纜是由許多細(xì)如發(fā)絲的塑膠或玻璃纖維外加絕緣護(hù)套組成，光

束在玻璃纖維內(nèi)傳輸，防磁防電，傳輸穩(wěn)定，質(zhì)量高，適于高速網(wǎng)絡(luò)和骨干網(wǎng)。光纖與電導(dǎo)

體構(gòu)成的傳輸媒體最基本的差別是，它的傳輸信息是光束,而非電氣信號(hào)。因此，光纖傳輸

的信號(hào)不受電磁的干擾。

色展護(hù)套纖心

利用光纜連接網(wǎng)絡(luò)，每端必須連接光/電轉(zhuǎn)換器，另外還需要一些其它輔助設(shè)備。

基于光纜的網(wǎng)絡(luò)，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO制定了許多規(guī)范，具體如下：

.10BASE-FL

.10BASE-FB

.10BASE-FP

其中10BASE-FL是使用最廣泛的數(shù)據(jù)格式，下面是其組網(wǎng)規(guī)則：

最大段長(zhǎng)：2000M

每段最大節(jié)點(diǎn)(NODE)數(shù)：2

每網(wǎng)絡(luò)最大節(jié)點(diǎn)(NODE)數(shù)：1024

每鏈的最大HUB數(shù)：4

下表是三種傳輸媒介的比較。

同軸電纜、雙絞線、光纜的性能比較

傳輸媒介價(jià)格電磁干擾頻帶寬度單段最大長(zhǎng)度

UTP最便宜高低100米

STP?般低中等100米

同軸電纜一般低圖185米/500米

光纜最高沒(méi)有極高幾十公里

4.無(wú)線媒體

上述三種傳輸媒體的有一個(gè)共同的缺點(diǎn)，那便是都需要一根線纜連接電腦，這在很多場(chǎng)

合下是不方便的。無(wú)線媒體不使用電子或光學(xué)導(dǎo)體。大多數(shù)情況下地球的大氣便是數(shù)據(jù)的物

理性通路。從理論上講，無(wú)線媒體最好應(yīng)用于難以布線的場(chǎng)合或遠(yuǎn)程通信。無(wú)線媒體有三種

主要類型：無(wú)線電、微波及紅外線。下血我們主要介紹無(wú)線電傳輸介質(zhì)。

無(wú)線電的頻率范圍在10KHz-16KHz之間。在電磁頻譜里，屬于"對(duì)頻”。使用無(wú)線電的時(shí)

候，需要考慮的一個(gè)重要問(wèn)題是電磁波頻率的范圍（頻譜）是相當(dāng)有限的。其中大部分都己

被電視、廣播以及重要的政府和軍隊(duì)系統(tǒng)占用。因此，只有很少一部分留給網(wǎng)絡(luò)電腦使用，

而且這些頻率也大部分都由國(guó)內(nèi)''無(wú)線電管理委員會(huì)（無(wú)委會(huì)）”統(tǒng)一管制。要使用一個(gè)受管

制的頻率必須向無(wú)委會(huì)申請(qǐng)?jiān)S可證，這在一定程度上會(huì)相當(dāng)不便。如果設(shè)備使用的是未經(jīng)管

制的頻率，則功率必須在1W以下，這種管制目的是限制設(shè)備的作用范圍，從而限制對(duì)其它

信號(hào)的干擾。用網(wǎng)絡(luò)術(shù)語(yǔ)來(lái)說(shuō)，這相當(dāng)于限制了未管制無(wú)線電的通信帶寬。下面這些頻率是

未受管制的：

902?925MHz

2.4GHz（全球通用）

5.72?5.85GHz

無(wú)線電波可以穿透墻壁，也可以到達(dá)普通網(wǎng)絡(luò)線纜無(wú)法到達(dá)的地方。針對(duì)無(wú)線電鏈路連

接的網(wǎng)絡(luò)，現(xiàn)在已有相當(dāng)堅(jiān)實(shí)的工業(yè)基礎(chǔ)，在業(yè)界也得到迅速發(fā)展。

三、網(wǎng)絡(luò)適配器

網(wǎng)絡(luò)適配器又稱網(wǎng)卡或網(wǎng)絡(luò)接口卡（NIC）,英文名NetworklnterfaceCard。它是使計(jì)

算機(jī)聯(lián)網(wǎng)的設(shè)備。平常所說(shuō)的網(wǎng)卡就是將PC機(jī)和LAN連接的網(wǎng)絡(luò)適配器。網(wǎng)卡（NIC）插

在計(jì)算機(jī)主板插槽中，負(fù)責(zé)將用戶要傳遞的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為網(wǎng)絡(luò)上其它設(shè)備能夠識(shí)別的格式，通

過(guò)網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)傳輸。它的主要技術(shù)參數(shù)為帶寬、總線方式、電氣接口方式等。它的基本功能為：

從并行到串行的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，包的裝配和拆裝，網(wǎng)絡(luò)存取控制，數(shù)據(jù)緩存和網(wǎng)絡(luò)信號(hào)。目前主

要是8位和16位網(wǎng)卡。

網(wǎng)卡必須具備兩大技術(shù)：網(wǎng)卡驅(qū)動(dòng)程序和I/O技術(shù)。驅(qū)動(dòng)程序使網(wǎng)卡和網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)兼

容，實(shí)現(xiàn)PC機(jī)與網(wǎng)絡(luò)的通信。I/O技術(shù)可以通過(guò)數(shù)據(jù)總線實(shí)現(xiàn)PC和網(wǎng)卡之間的通信。網(wǎng)卡

是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中最基本的元素。在計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)絡(luò)中，如果有一臺(tái)計(jì)算機(jī)沒(méi)有網(wǎng)卡，那么臺(tái)

計(jì)算機(jī)將不能和其他計(jì)算機(jī)通信，也就是說(shuō)，這臺(tái)計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)是孤立的。

網(wǎng)卡的不同分類：根據(jù)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不同，網(wǎng)卡的分類也有所不同，如大家所熟知的ATM

網(wǎng)卡、令牌環(huán)網(wǎng)卡和以太網(wǎng)網(wǎng)卡等。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前約有80%的局域網(wǎng)采用以太網(wǎng)技術(shù)。根據(jù)

工作對(duì)象的不同務(wù)器的工作特點(diǎn)而專門設(shè)計(jì)的，價(jià)格較貴，但性能很好。就兼容網(wǎng)卡而言，

目前，網(wǎng)卡一般分為普通工作站網(wǎng)卡和服務(wù)器專用網(wǎng)卡。服務(wù)器專用網(wǎng)卡是為了適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)服

種類較多，性能也有差異，可按以下的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分類：按網(wǎng)卡所支持帶寬的不同可分為10M

網(wǎng)卡、100M網(wǎng)卡、10/100M自適應(yīng)網(wǎng)卡、1000M網(wǎng)卡幾種：根據(jù)網(wǎng)卡總線類型的不同，主要

分為ISA網(wǎng)卡、EISA網(wǎng)卡和PCI網(wǎng)卡三大類，其中ISA網(wǎng)卡和PCI網(wǎng)卡較常使用。ISA總線

網(wǎng)卡的帶寬一般為10M,PCI總線網(wǎng)卡的帶寬從10M到1000M都有。同樣是10M網(wǎng)卡,因?yàn)镮SA

總線為16位，而PCI總線為32位，所以PCI網(wǎng)卡要比ISA網(wǎng)卡快。

網(wǎng)卡的接口類型：根據(jù)傳輸介質(zhì)的不同，網(wǎng)卡出現(xiàn)了AUI接口（粗纜接口）、BNC接口

（細(xì)纜接口）和RJ-45接口（雙絞線接口）三種接口類型。所以在選用網(wǎng)卡時(shí)，應(yīng)注意網(wǎng)卡

所支持的接口類型，否則可能不適用于你的網(wǎng)絡(luò)。市面上常見(jiàn)的10M網(wǎng)卡主要有單口網(wǎng)卡

（RJ-45接口或BNC接口）和雙口網(wǎng)卡（RJ-45和BNC兩種接口）,帶有AUI粗纜接口的網(wǎng)卡

較少。而100M和1000M網(wǎng)卡一般為單口卡（RJ-45接口）。除網(wǎng)卡的接口外，我們?cè)谶x用網(wǎng)卡

時(shí)還常常要注意網(wǎng)卡是否支持無(wú)盤啟動(dòng)。必要時(shí)還要考慮網(wǎng)卡是否支持光纖連接。

網(wǎng)卡的選購(gòu)：據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前絕大多數(shù)的局域網(wǎng)采用以太網(wǎng)技術(shù)，因而重點(diǎn)以以太網(wǎng)網(wǎng)卡

為例，講一些選購(gòu)網(wǎng)卡時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題。購(gòu)買時(shí)應(yīng)注意以下幾個(gè)重點(diǎn)：

網(wǎng)卡的應(yīng)用領(lǐng)域——目前，以太網(wǎng)網(wǎng)卡有10M、100M、10M/100M及千兆網(wǎng)卡。對(duì)于大數(shù)

據(jù)量網(wǎng)絡(luò)來(lái)說(shuō)，服務(wù)器應(yīng)該采用千兆以太網(wǎng)網(wǎng)卡，這種網(wǎng)卡多用于服務(wù)器與交換機(jī)之間的連

接，以提高整體系統(tǒng)的響應(yīng)速率。而10M、100M和10M/100M網(wǎng)卡則屬人們經(jīng)常購(gòu)買且常用的

網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，這三種產(chǎn)品的價(jià)格相差不大。所謂10M/100M自適應(yīng)是指網(wǎng)卡可以與遠(yuǎn)端網(wǎng)絡(luò)設(shè)

備（集線器或交換機(jī)）自動(dòng)協(xié)商，確定當(dāng)前的可用速率是10M還是100M。對(duì)于通常的文件共

享等應(yīng)用來(lái)說(shuō)，10M網(wǎng)卡就已經(jīng)足夠了，但對(duì)于將來(lái)可能的語(yǔ)音和視頻等應(yīng)用來(lái)說(shuō)，100M

網(wǎng)卡將更利于實(shí)時(shí)應(yīng)用的傳輸。鑒于10M技術(shù)已經(jīng)擁有的基礎(chǔ)（如以前的集線器和交換機(jī)

等），通常的變通方法是購(gòu)買10M/100M網(wǎng)卡，這樣既有利于保護(hù)已有的投資，又有利于網(wǎng)絡(luò)

的進(jìn)一步擴(kuò)展。就整體價(jià)格和技術(shù)發(fā)展而言，千兆以太網(wǎng)到桌面機(jī)尚需時(shí)日，但10M的時(shí)代

已經(jīng)逐漸遠(yuǎn)去。因而對(duì)中小企業(yè)來(lái)說(shuō)，10M/100M網(wǎng)卡應(yīng)該是采購(gòu)時(shí)的首選。

注意總線接口方式一一當(dāng)前臺(tái)式機(jī)和筆記木電腦中常見(jiàn)的總線接口方式都可以從主流

網(wǎng)卡廠商那里找到適用的產(chǎn)品。但值得注意的是，市場(chǎng)上很難找到ISA接口的100M網(wǎng)卡。

1994年以來(lái)，PCI總線架構(gòu)日益成為網(wǎng)卡的首選總線，目前已牢固地確立了在服務(wù)器和高端

桌面機(jī)中的地位。即將到來(lái)的轉(zhuǎn)變是這種網(wǎng)卡將推廣到所有的桌面機(jī)中。PCI以太網(wǎng)網(wǎng)卡的

高性能、易用性和增強(qiáng)了的可靠性使其被標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)所廣泛采用，并得到了PC業(yè)界的

支持。

網(wǎng)卡兼容性和運(yùn)用的技術(shù)---快速以太網(wǎng)在桌面一級(jí)普遍采用lOOBaseTX技術(shù)，以UTP

為傳輸介質(zhì)，因此，快速以太網(wǎng)的網(wǎng)卡設(shè)一個(gè)RJ45接口。由于小辦公室網(wǎng)絡(luò)普遍采用雙絞

線作為網(wǎng)絡(luò)的傳輸介質(zhì)，并進(jìn)行結(jié)構(gòu)化布線，因此，選擇單一RJ45接口的網(wǎng)卡就可以了。

適用性好的網(wǎng)卡應(yīng)通過(guò)各主流操作系統(tǒng)的認(rèn)證，至少具備如下操作系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)程序：

Windows、Netware、Unix和OS/2。智能網(wǎng)卡上自帶處理器或帶有專門設(shè)計(jì)的AISC芯片，可

承擔(dān)使用非智能網(wǎng)卡忖由計(jì)算機(jī)處理器承擔(dān).的?部分任務(wù)，因而即使在網(wǎng)絡(luò)信息流量很大

時(shí)，也極少占用計(jì)算機(jī)的內(nèi)存和CPU時(shí)間。智能網(wǎng)卡性能好，價(jià)格也較高，主要用在服務(wù)器

匕另外，有的網(wǎng)卡在BootROM上做文章，加入防病毒功能；有的網(wǎng)卡則與主機(jī)板配合，借

助一定的軟件，實(shí)現(xiàn)WakeonLAN（遠(yuǎn)程喚醒）功能，可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程啟動(dòng)計(jì)算機(jī)；

還有的計(jì)算機(jī)則干脆將網(wǎng)卡集成到了主機(jī)板匕

網(wǎng)卡生產(chǎn)商一一由于網(wǎng)卡技術(shù)的成熟性，目前生產(chǎn)以太網(wǎng)網(wǎng)卡的廠商除了國(guó)外的3com、

英特爾和IBM等公司之外，臺(tái)灣的廠商以生產(chǎn)能力強(qiáng)且多在內(nèi)地設(shè)廠等優(yōu)勢(shì)，其價(jià)格相對(duì)比

較便宜。

網(wǎng)卡實(shí)物圖

四、局域網(wǎng)連接設(shè)備

集線器

集線器（HUB）是對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行集中管理的最小單元，像樹(shù)的主干一樣，它是各分枝的匯

集點(diǎn)。HUB是一個(gè)共享設(shè)備，其實(shí)質(zhì)是一個(gè)中繼器，而中繼器的主要功能是對(duì)接收到的信號(hào)

進(jìn)行再生放大，以擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)的傳輸距離。正是因?yàn)镠UB只是一個(gè)信號(hào)放大和中轉(zhuǎn)的設(shè)備，所

以它不具備自動(dòng)尋址能力，即不具備交換作用。所有傳到HUB的數(shù)據(jù)均被廣播到之相連的各

個(gè)端口，容易形成數(shù)據(jù)堵塞，因此有人稱集線器為“傻HUB”。

HUB在網(wǎng)絡(luò)中所處的位置。HUB主要用于共享網(wǎng)絡(luò)的組建，是解決從服務(wù)器直接到桌面

的最佳，最經(jīng)濟(jì)的方案。在交換式網(wǎng)絡(luò)中，HUB直接與交換機(jī)相連，將交換機(jī)端口的數(shù)據(jù)送

到桌面。使用HUB組網(wǎng)靈活，它處于網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)星型結(jié)點(diǎn)，對(duì)結(jié)點(diǎn)相連的工作站進(jìn)行集中管

理，不讓出問(wèn)題的工作站影響整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)行，并且用戶的加入和退出也很自由。

HUB的分類。依據(jù)總線帶寬的不同，HUB分為10M,100M和10/100M自適應(yīng)三種；若按配

置形式的不同可分為獨(dú)立型HUB,模塊化HUB和堆疊式HUB三種；根據(jù)管理方式可分為智能

型HUB和非智能型HUB兩種。目前所使用的HUB基本是以上三種分類的組合，例如我們經(jīng)常

所講的10/100M自適應(yīng)智能型可堆疊式HUB等。HUB根據(jù)端口數(shù)目的不同主要有8口，16口和

24口等。

HUB在組網(wǎng)中的應(yīng)用。由于10M非智能型HUB的價(jià)格已經(jīng)接近于款網(wǎng)卡的價(jià)格，并且10M

的網(wǎng)絡(luò)對(duì)傳輸介質(zhì)及布線的要求也不高，所以許多喜歡“DIY”的網(wǎng)友完全可以自己動(dòng)手，

組建自己的家庭局域網(wǎng)或辦公局域網(wǎng)。在前些年組建的網(wǎng)絡(luò)中，10M網(wǎng)絡(luò)幾乎成為網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)

準(zhǔn)配置，有相當(dāng)數(shù)量的10MHUB作為分散式布線中為用戶提供長(zhǎng)距離信息傳輸?shù)闹欣^，或作

為小型辦公室的網(wǎng)絡(luò)核心。但這種應(yīng)用在今天已不再是主流，尤其是隨著100M網(wǎng)絡(luò)的日益

普及，10M網(wǎng)絡(luò)及其設(shè)備將會(huì)越來(lái)越少。

雖然純100M的HUB給桌面提供了100M的傳輸速度，但當(dāng)網(wǎng)絡(luò)升級(jí)到100M后，原來(lái)眾多

的10M設(shè)備將無(wú)法再使用，所以只有在近期才開(kāi)始組建的網(wǎng)絡(luò)，才會(huì)無(wú)任何顧慮地考慮100M

的HUB。很多網(wǎng)絡(luò)設(shè)備生產(chǎn)商正是瞄準(zhǔn)了10M與100M之間的轉(zhuǎn)換的這個(gè)時(shí)機(jī)，紛紛推出了既

兼容10M的10/100M自適應(yīng)HUB010/100M自適應(yīng)HUB在工作中的端口速度可根據(jù)工作站網(wǎng)卡

的實(shí)際速度進(jìn)行調(diào)整：當(dāng)工作站網(wǎng)卡的速度為10M時(shí)，與之相連的端口的速度也將自動(dòng)調(diào)整

為10M；當(dāng)工作站網(wǎng)卡的速度為100M時(shí)，對(duì)應(yīng)端口的速度也將自動(dòng)調(diào)整到100M。10/100M自

適應(yīng)HUB也叫做“雙速HUB”。從技術(shù)角度來(lái)看，雙速HUB有內(nèi)置交換模塊與無(wú)交換模塊兩

類，前者一般作為小型局域網(wǎng)的主干設(shè)備，后者一般處于呂中型網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的邊緣。在實(shí)際應(yīng)

用中，有些用戶為減少交換機(jī)的負(fù)載，提高網(wǎng)絡(luò)的速度，在選用與交換機(jī)相連的HUB時(shí)，也

選擇具有交換模塊的雙速HUB,因此內(nèi)置交換模塊的雙速IIUB將是從10M升級(jí)到100M時(shí)的最

佳選擇。

在選用HUB時(shí)，還要注意信號(hào)輸入口的接口類型，與雙絞線連接時(shí)需要具有RJ-45接口；

如果與細(xì)纜相連，需要具有BNC接口；與粗纜相連需要有AUI接口；當(dāng)局域網(wǎng)長(zhǎng)距離連接時(shí)，

還需要具有與光纖連接的光纖接口。早期的10MHUB一般具有RJ-45,BNC和AUI三種接口。

100MHUB和10/100MHUB一般只有RJ-45接口，有些還具有光纖接口。

4,常用的HUB品牌。像網(wǎng)卡一樣，目前市面上的HUB基本由美國(guó)品牌和臺(tái)灣品牌占據(jù)。

其中高檔HUB主要由美國(guó)品牌占領(lǐng)，如3coM,INTEL等；臺(tái)灣的D-LINK和ACCT0N占有了中

低端HUB的主要份額。下面是集線器的實(shí)例圖：

五、交換機(jī)

1、概述

1993年，局域網(wǎng)交換設(shè)備出現(xiàn)，1994年，國(guó)內(nèi)掀起了交換網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的熱潮。其實(shí)，交換

技術(shù)是一個(gè)具有簡(jiǎn)化、低價(jià)、高性能和高端口密集特點(diǎn)的交換產(chǎn)品，體現(xiàn)了橋接技術(shù)的復(fù)雜

交換技術(shù)在OSI參考模型的第二層操作。與橋接器一樣，交換機(jī)按每一個(gè)包中的MAC地址相

對(duì)簡(jiǎn)單地決策信息轉(zhuǎn)發(fā)。而這種轉(zhuǎn)發(fā)決策般不考慮包中隱藏的更深的其他信息。與橋接器

不同的是交換機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)延遲很小，操作接近單個(gè)局域網(wǎng)性能，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了普通橋接互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)之

間的轉(zhuǎn)發(fā)性能。

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，以減輕局域網(wǎng)之間信息流通出

現(xiàn)的瓶頸問(wèn)題。現(xiàn)在已有以太網(wǎng)、快速以太網(wǎng)、FDDI和ATM技術(shù)的交換產(chǎn)品。

類似傳統(tǒng)的橋接器，交換機(jī)提供了許多網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)功能。交換機(jī)能經(jīng)濟(jì)地將網(wǎng)絡(luò)分成小的

沖突網(wǎng)域，為每個(gè)工作站提供更高的帶寬。協(xié)議的透明性使得交換機(jī)在軟件配置簡(jiǎn)單的情況

下直接安裝在多協(xié)議網(wǎng)絡(luò)中；交換機(jī)使用現(xiàn)有的電纜、中繼器、集線器和工作站的網(wǎng)卡，不

必作高層的硬件升級(jí)；交換機(jī)對(duì)工作站是透明的，這樣管理開(kāi)銷低廉，簡(jiǎn)化了網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的增

加、移動(dòng)和網(wǎng)絡(luò)變化的操作。

利用專門設(shè)計(jì)的集成電路可使交換機(jī)以線路速率在所有的端口并行轉(zhuǎn)發(fā)信息，提供了比

傳統(tǒng)橋接器高得多的操作性能。如理論上單個(gè)以太網(wǎng)端口對(duì)含有64個(gè)八進(jìn)制數(shù)的數(shù)據(jù)包，可

提供14880bps的傳輸速率。這意味著一臺(tái)具有12個(gè)端口、支持6道并行數(shù)據(jù)流的“線路速率”

以太網(wǎng)交換器必須提供89280bps的總體吞吐率（6道信息流X14880bps/道信息流）。專用

集成電路技術(shù)使得交換器在更多端口的情況下以上述性能運(yùn)行，其端口造價(jià)低于傳統(tǒng)型橋接

器。

2、三種交換技術(shù)

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。以大主模塊

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：將整個(gè)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。

端口級(jí)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051第層

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進(jìn)行

客錯(cuò)，但沒(méi)有改變共享傳輸介質(zhì)的特點(diǎn)，自而未能稱之為真正的交換。

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)品的實(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：

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(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)：通過(guò)對(duì)網(wǎng)絡(luò)幀的讀取進(jìn)行驗(yàn)錯(cuò)和控制。

前一種方法的交換速度非?？欤狈?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)。

有的廠商甚至對(duì)網(wǎng)絡(luò)幀進(jìn)行分解，將幀分解成固定大小的信元，該信元處理極易用硬件

實(shí)現(xiàn)，處理速度快，同時(shí)能夠完成高級(jí)控制功能（如美國(guó)MADGE公司的LET集線器）如優(yōu)先

級(jí)控制。

3.信元交換

ATM技術(shù)代表了網(wǎng)絡(luò)和通訊技術(shù)發(fā)展的未來(lái)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(zhǎng)度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)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25M、155M、622M甚至數(shù)Gb的傳輸能力。

3、局域網(wǎng)交換機(jī)的種類和選擇

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：

?以大網(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(lái)劃分，可分為：

?臺(tái)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。對(duì)用戶而言，局域網(wǎng)交換機(jī)最主要的指標(biāo)是

端口的配置、數(shù)據(jù)交換能力、包交換速度等因素。因此，在選擇交換機(jī)時(shí)要注意以下事項(xiàng)：

（1）交換端口的數(shù)量；

（2）交換端口的類型；

（3）系統(tǒng)的擴(kuò)充能力；

（4）主干線連接手段；

（5）交換機(jī)總交換能力；

（6）是否需要路由選擇能力；

（7）是否需要熱切換能力；

（8）是否需要容錯(cuò)能力；

（9）能否與現(xiàn)有設(shè)備兼容，順利銜接；

（10）網(wǎng)絡(luò)管理能力。

4、交換機(jī)應(yīng)用中幾個(gè)值得注意的問(wèn)題

（1）.交換機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的瓶頸問(wèn)題

交換機(jī)本身的處理速度可以達(dá)到很高，用戶往往迷信廠商宣傳的Gbps級(jí)的高速背板。

其實(shí)這是種誤解，連接入網(wǎng)的工作站或服務(wù)器使用的網(wǎng)絡(luò)是以大網(wǎng)，它遵循CSMA/CD介

質(zhì)訪問(wèn)規(guī)則。在當(dāng)前的客戶/服務(wù)器模式的網(wǎng)絡(luò)中多臺(tái)工作站會(huì)同時(shí)訪問(wèn)服務(wù)器，因此非常

容易形成服務(wù)器瓶頸。有的廠商已經(jīng)考慮到這一點(diǎn)，在交換機(jī)中設(shè)計(jì)了?個(gè)或多個(gè)高速端口

（如3coM的LinkswitchlOOO可以配置一個(gè)或兩個(gè)100Mbps端口），方便用戶連接服務(wù)器或高

速主干網(wǎng)。用戶也可以通過(guò)設(shè)計(jì)多臺(tái)服務(wù)器(進(jìn)行業(yè)務(wù)劃分)或追加多個(gè)網(wǎng)卡來(lái)消除瓶頸。

交換機(jī)還可支持生成樹(shù)算法，方便用戶架構(gòu)容錯(cuò)的冗余連接。

(2).網(wǎng)絡(luò)中的廣播幀

目前廣泛使用的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)有Netware^WindowsNT等，而LanServer的服務(wù)器是

通過(guò)發(fā)送網(wǎng)絡(luò)廣播幀來(lái)向客戶機(jī)提供服務(wù)的。這類局域網(wǎng)中廣播包的存在會(huì)大大降低交換機(jī)

的效率，這時(shí)可以利用交換機(jī)的虛擬網(wǎng)功能(并非每種交換機(jī)都支持虛擬網(wǎng))將廣播包限制

在一定范圍內(nèi)。

每臺(tái)文交換機(jī)的端口都支持一定數(shù)目的MAC地址，這樣交換機(jī)能夠“記憶”住該端口

一組連接站點(diǎn)的情況，廠商提供的定位不同的交換機(jī)端口支持MAC數(shù)也不一樣，用戶使用時(shí)

一定要注意交換機(jī)端口的連接端點(diǎn)數(shù)。如果超過(guò)廠商給定的MAC數(shù)，交換機(jī)接收到-一個(gè)網(wǎng)絡(luò)

幀時(shí)，只有其目的站的MAC地址不存在于該交換機(jī)端口的MAC地址表中，那么該幀會(huì)以廣播

方式發(fā)向交換機(jī)的每個(gè)端口。

(3).虛擬網(wǎng)的劃分

虛擬網(wǎng)是交換機(jī)的重要功能，通常虛擬網(wǎng)的實(shí)現(xiàn)形式有三種：

A靜態(tài)端口分配

靜態(tài)虛擬網(wǎng)的劃分通常是網(wǎng)管人員使用網(wǎng)管軟件或直接設(shè)置交換機(jī)的端口，使其直接

從屬某個(gè)虛擬網(wǎng)。這些端口一直保持這些從屬性，除非網(wǎng)管人員重新設(shè)置。這種方法雖然比

較麻煩，但比較安全，容易配置和維護(hù)。

B動(dòng)態(tài)虛擬網(wǎng)

支持動(dòng)態(tài)虛擬網(wǎng)的端口，可以借助智能管理軟件自動(dòng)確定它們的從屬。端口是通過(guò)借

助網(wǎng)絡(luò)包的MAC地址、邏輯地址或協(xié)議類型來(lái)確定虛擬網(wǎng)的從屬。當(dāng)一網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)剛連接入網(wǎng)

時(shí)，交換機(jī)端口還未分配，于是交換機(jī)通過(guò)讀取網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的MAC地址動(dòng)態(tài)地將該端口劃入某

個(gè)虛擬網(wǎng)。這樣一旦網(wǎng)管人員配置好后，用戶的計(jì)算機(jī)可以靈活地改變交換機(jī)端口，而不會(huì)

改變?cè)撚脩舻奶摂M網(wǎng)的從屬性，而且如果網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)未定義的MAC地址，則可以向網(wǎng)管人員

報(bào)警。

C多虛擬網(wǎng)端口配置

該配置支持一用戶或一端口可以同時(shí)訪問(wèn)多個(gè)虛擬網(wǎng)。這樣可以將一臺(tái)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器配

置成多個(gè)業(yè)務(wù)部門(每種業(yè)務(wù)設(shè)置成一個(gè)虛擬網(wǎng))都可同時(shí)訪問(wèn)，也可以同時(shí)訪問(wèn)多個(gè)虛擬

網(wǎng)的資源，還可讓多個(gè)虛擬網(wǎng)間的連接只需一個(gè)路山端口即可完成。但這樣會(huì)帶來(lái)安全上的

隱患。虛擬網(wǎng)的業(yè)界規(guī)范正在制定當(dāng)中，因而各個(gè)公司的產(chǎn)品還談不上互操作性。Cisco公

司開(kāi)發(fā)了Inter-SwitchLink(ISL)虛擬網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，該協(xié)議支持跨骨干網(wǎng)(ATM、FDDI、

FastEthernet)的虛擬網(wǎng)。但該協(xié)議被指責(zé)為缺乏安全性上的考慮。傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中

使用了大量的共享式Hub,通過(guò)靈活接入計(jì)算機(jī)端口也可以獲得好的效果。

4.高速局域網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用

快速以太網(wǎng)技術(shù)雖然在某些方面與傳統(tǒng)以大網(wǎng)保持了很好的兼容性，但100BASE-TX、

100BASAE-T4及100BASE-FX對(duì)傳輸距離和級(jí)連都有了比較大的限制。通過(guò)100Mbps的交換機(jī)

可以打破這些局限。同時(shí)也只有交換機(jī)端口才可以支持雙工高速傳輸。

目前也出現(xiàn)了CDDT/FDDT的交換技術(shù)，另外該CDDI/FDDT的端口價(jià)格也呈下降趨勢(shì),

同時(shí)在傳輸距離和安全性方面也有比較大的優(yōu)勢(shì)，因此它是大型網(wǎng)絡(luò)骨干的一種比較好的選

擇。除了設(shè)計(jì)中要考慮網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的具體需要(強(qiáng)調(diào)端口的搭配合理)外，還需從整體上考慮,

例如網(wǎng)管、網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用等。隨著ATM技術(shù)的發(fā)展和成熟以及市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的加劇，幀交換機(jī)的價(jià)格

將會(huì)進(jìn)一步下跌，它將成為工作組網(wǎng)的重要解決方案。

下圖，上邊是千兆以太網(wǎng)的主干交換機(jī)，下邊是一款普通交換機(jī)。

六、路由器

路由器是一種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，(下圖是一款3coM路由器)它能夠利用一種或幾種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議將

本地或遠(yuǎn)程的一些獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)連接起來(lái)，每個(gè)網(wǎng)絡(luò)都有自己的邏輯標(biāo)識(shí)。路由器通過(guò)邏輯標(biāo)

識(shí)將指定類型的封包(比如IP)從一個(gè)邏輯網(wǎng)絡(luò)中的某個(gè)節(jié)點(diǎn)，進(jìn)行路由選擇，傳輸?shù)搅?/p>

一個(gè)網(wǎng)絡(luò)上某個(gè)節(jié)點(diǎn)，詳細(xì)介紹請(qǐng)看：

0SI參考模型

在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生之初，每個(gè)計(jì)算機(jī)廠商都有一套自己的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的概念，它們之

間互不相容。為此，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)在1979年建立了一個(gè)分委員會(huì)來(lái)專門研究

一種用于開(kāi)放系統(tǒng)互聯(lián)的體系結(jié)構(gòu)(OpenSystemsInterconnection)簡(jiǎn)稱OSI,"開(kāi)放"這個(gè)

詞表示：只要遵循0SI標(biāo)準(zhǔn)，一個(gè)系統(tǒng)可以和位于世界上任何地方的、也遵循0SI標(biāo)準(zhǔn)的其

他任何系統(tǒng)進(jìn)行連接。這個(gè)分委員提出了開(kāi)放系統(tǒng)互聯(lián)，即0S1參考模型，它定義了連接異

種計(jì)算機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)框架。

0S1參考模型分為7層，分別是物理層，數(shù)據(jù)鏈路層，網(wǎng)絡(luò)層，傳輸層，會(huì)話層，表示層和

應(yīng)用層。

各層的主要功能及其相應(yīng)的數(shù)據(jù)單位如下：

?物理層(PhysicalLayer)

我們知道，要傳遞信息就要利用一些物理媒體，如雙紐線、同軸電纜等，但具體的物理

媒體并不在0SI的7層之內(nèi)，有人把物理媒體當(dāng)作第0層，物理層的任務(wù)就是為它的上一層

提供一個(gè)物理連接，以及它們的機(jī)械、電氣、功能和過(guò)程特性。如規(guī)定使用電纜和接頭的

類型，傳送信號(hào)的電壓等。在這一層，數(shù)據(jù)還沒(méi)有被組織，僅作為原始的位流或電氣電壓處

理，單位是比特。

?數(shù)據(jù)鏈路層(DataLinkLayer)

數(shù)據(jù)鏈路層負(fù)責(zé)在兩個(gè)相鄰結(jié)點(diǎn)間的線路匕無(wú)差錯(cuò)的傳送以幀為單位的數(shù)據(jù)。每一幀

包括一定數(shù)量的數(shù)據(jù)和一些必要的控制信息。和物理層相似，數(shù)據(jù)鏈路層要負(fù)責(zé)建立、維持

和釋放數(shù)據(jù)鏈路的連接。在傳送數(shù)據(jù)時(shí)，如果接收點(diǎn)檢測(cè)到所傳數(shù)據(jù)中有差錯(cuò)，就要通知發(fā)

方重發(fā)這一幀。

,網(wǎng)絡(luò)層(NetworkLayer)

在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行通信的兩個(gè)計(jì)算機(jī)之間可能會(huì)經(jīng)過(guò)很多個(gè)數(shù)據(jù)鏈路，也可能還要經(jīng)過(guò)

很多通信子網(wǎng)。網(wǎng)絡(luò)層的任務(wù)就是選擇合適的網(wǎng)間路由和交換結(jié)點(diǎn)，確保數(shù)據(jù)及時(shí)傳送。

網(wǎng)絡(luò)層將數(shù)據(jù)鏈路層提供的幀組成數(shù)據(jù)包，包中封裝有網(wǎng)絡(luò)層包頭，其中含有邏輯地址信息

--源站點(diǎn)和目的站點(diǎn)地址的網(wǎng)絡(luò)地址。

?傳輸層(TransportLayer)

該層的任務(wù)時(shí)根據(jù)通信子網(wǎng)的特性最佳的利用網(wǎng)絡(luò)資源，并以可靠和經(jīng)濟(jì)的方式，為兩

個(gè)端系統(tǒng)(也就是源站和目的站)的會(huì)話層之間，提供建立、維護(hù)和取消傳輸連接的功能，

負(fù)責(zé)可靠地傳輸數(shù)據(jù)。在這一層，信息的傳送單位是報(bào)文。

,會(huì)話M(SessionLayer)

這一層也可以稱為會(huì)晤層或?qū)υ拰?，在?huì)話層及以上的高層次中，數(shù)據(jù)傳送的單位不再

另外命名，統(tǒng)稱為報(bào)文。會(huì)話層不參與具體的傳輸，它提供包括訪問(wèn)驗(yàn)證和會(huì)話管理在內(nèi)的

建立和維護(hù)應(yīng)用之間通信的機(jī)制。如服務(wù)器驗(yàn)證用戶登錄便是由會(huì)話層完成的。

?表示Is(PresentationLayer)

這一層主要解決擁護(hù)信息的語(yǔ)法表示問(wèn)題。它將欲交換的數(shù)據(jù)從適合于某一用戶的抽象

語(yǔ)法，轉(zhuǎn)換為適合于0SI系統(tǒng)內(nèi)部使用的傳送語(yǔ)法。即提供格式化的表示和轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)服務(wù)。

數(shù)據(jù)的壓縮和解壓縮，加密和解密等工作都由表示層負(fù)責(zé)。

?應(yīng)用層(ApplicationLayer)

應(yīng)用層確定進(jìn)程之間通信的性質(zhì)以滿足用戶需要以及提供網(wǎng)絡(luò)與用戶應(yīng)用軟件之間的

接口服務(wù)。

網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備

網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)通常是指將不同的網(wǎng)絡(luò)或相同的網(wǎng)絡(luò)用互聯(lián)設(shè)備連接在一起而形成一個(gè)范圍

更大的網(wǎng)絡(luò)，也可以是為增加網(wǎng)絡(luò)性能和易于管理而將一個(gè)原來(lái)很大的網(wǎng)絡(luò)劃分為幾個(gè)子網(wǎng)

或網(wǎng)段。

對(duì)局域網(wǎng)而言，所涉及的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)問(wèn)題有網(wǎng)絡(luò)距離延長(zhǎng)；網(wǎng)段數(shù)量的增加；不同LAN

之間的互聯(lián)及廣域互聯(lián)等。網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)中常用的設(shè)備有路由器(Router)和調(diào)制解調(diào)器(Modem)

等，下面分別進(jìn)行介紹。

路由器(Router)

什么是路由器

在互聯(lián)網(wǎng)日益發(fā)展的今天，是什么把網(wǎng)絡(luò)相互聯(lián)接起來(lái)？是路由器。路由器在互聯(lián)網(wǎng)中

扮演著十分重要的角色，那么什么是路由器呢？通俗的來(lái)講，路由器是互聯(lián)網(wǎng)的樞紐、〃交

通警察"。路由器的定義是：用來(lái)實(shí)現(xiàn)路由選擇功能的?種媒介系統(tǒng)設(shè)備。所謂路由就是指

通過(guò)相互聯(lián)接的網(wǎng)絡(luò)把信息從源地點(diǎn)移動(dòng)到目標(biāo)地點(diǎn)的活動(dòng)。?般來(lái)說(shuō)，在路由過(guò)程中，信

息至少會(huì)經(jīng)過(guò)?個(gè)或多個(gè)中間節(jié)點(diǎn)。通常，人們會(huì)把路由和交換進(jìn)行對(duì)比，這主要是因?yàn)樵?/p>

普通用戶看來(lái)兩者所實(shí)現(xiàn)的功能是完全一樣的。其實(shí)，路由和交換之間的主要區(qū)別就是交換

發(fā)生在0SI參考模型的第二層(數(shù)據(jù)鏈路層)，而路由發(fā)生在第三層，即網(wǎng)絡(luò)層。這一區(qū)別

決定了路由和交換在移動(dòng)信息的過(guò)程中需要使用不同的控制信息，所以兩者實(shí)現(xiàn)各自功能的

方式是不同的。

路由器是互聯(lián)網(wǎng)的主要節(jié)點(diǎn)設(shè)備。路由器通過(guò)路由決定數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)。轉(zhuǎn)發(fā)策略稱為路由

選擇(routing),這也是路由器名稱的由來(lái)(router,轉(zhuǎn)發(fā)者)。作為不同網(wǎng)絡(luò)之間互相連

接的樞紐，路由器系統(tǒng)構(gòu)成了基于TCP/IP的國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)Internet的主體脈絡(luò)，也可以說(shuō)，

路由器構(gòu)成了Internet的骨架。它的處理速度是網(wǎng)絡(luò)通信的主要瓶頸之一，它的可靠性則

直接影響著網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的質(zhì)量。因此，在園區(qū)網(wǎng)、地區(qū)網(wǎng)、乃至整個(gè)Internet研究領(lǐng)域中，

路由器技術(shù)始終處于核心地位，其發(fā)展歷程和方向，成為整個(gè)Internet研究的一個(gè)縮影。

路由器的作用

路由器的一個(gè)作用是連通不同的網(wǎng)絡(luò)，另一個(gè)作用是選擇信息傳送的線路。選擇通暢快

捷的近路，能大大提高通信速度，減輕網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)通信負(fù)荷，節(jié)約網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)資源，提高網(wǎng)絡(luò)系

統(tǒng)暢通率，從而讓網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)發(fā)揮出更大的效益來(lái)。

從過(guò)濾網(wǎng)絡(luò)流量的角度來(lái)看，路由器的作用與交換機(jī)和網(wǎng)橋非常相似。但是與工作在網(wǎng)

絡(luò)物理層，從物理上劃分網(wǎng)段的交換機(jī)不同，路由器使用專門的軟件協(xié)議從邏輯上對(duì)整個(gè)網(wǎng)

絡(luò)進(jìn)行劃分。例如，一臺(tái)支持IP協(xié)議的路由器可以把網(wǎng)絡(luò)劃分成多個(gè)子網(wǎng)段，只有指向特

殊IP地址的網(wǎng)絡(luò)流量才可以通過(guò)路由器。對(duì)于每一個(gè)接收到的數(shù)據(jù)包，路由器都會(huì)重新計(jì)

算其校驗(yàn)值，并寫入新的物理地址。因此，使用路由器轉(zhuǎn)發(fā)和過(guò)濾數(shù)據(jù)的速度往往要比只查

看數(shù)據(jù)包物理地址的交換機(jī)慢。但是，對(duì)于那些結(jié)構(gòu)復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)，使用路由器可以提高網(wǎng)絡(luò)

的整體效率。路由器的另外一個(gè)明顯優(yōu)勢(shì)就是可以自動(dòng)過(guò)濾網(wǎng)絡(luò)廣播。從總體上說(shuō)，在網(wǎng)絡(luò)

中添加路由器的整個(gè)安裝過(guò)程要比即插即用的交換機(jī)復(fù)雜很多。

一般說(shuō)來(lái)，異種網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)與多個(gè)子網(wǎng)互聯(lián)都應(yīng)采用路由器來(lái)完成。路由器的主要工作就

是為經(jīng)過(guò)路由器的每個(gè)數(shù)據(jù)幀尋找一條最佳傳輸路徑，并將該數(shù)據(jù)有效地傳送到目的站點(diǎn)。

由此可見(jiàn)，選擇最佳路徑的策略即路由算法是路由器的關(guān)鍵所在。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)一路徑表（RoutingTable）,供路由選擇；時(shí)使用。

路徑表中保存著子網(wǎng)的標(biāo)志信息、網(wǎng)上路由器的個(gè)數(shù)和下一個(gè)路由器的名字等內(nèi)容。路徑表

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(dòng)態(tài)修改，可以由路由器自動(dòng)調(diào)整，也可

以由主機(jī)控制。

1.靜態(tài)路徑表

由系統(tǒng)管理員事先設(shè)置好固定的路徑表稱之為靜態(tài)（static）路徑表，一般是在系統(tǒng)安裝時(shí)

就根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的配置情況預(yù)先設(shè)定的，它不會(huì)隨未來(lái)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的改變而改變。

2.動(dòng)態(tài)路徑表

動(dòng)態(tài)（Dynamic）路徑表是路由器根據(jù)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的運(yùn)行情況而自動(dòng)調(diào)整的路徑表。路由器根

據(jù)路由選擇協(xié)議（RoutingProtocol）提供的功能，自動(dòng)學(xué)習(xí)和記憶網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行情況，在需要

時(shí)自動(dòng)計(jì)算數(shù)據(jù)傳輸?shù)淖罴崖窂健?/p>

路由器的結(jié)構(gòu)

路山器的體系結(jié)構(gòu)

從體系結(jié)構(gòu)上看，路由器可以分為第一代單總線單CPU結(jié)構(gòu)路由器、第二代單總線主從

CPU結(jié)構(gòu)路由器、第三代單總線對(duì)稱式多CPU結(jié)構(gòu)路由器；第四代多總線多CPU結(jié)構(gòu)路由器、

第五代共享內(nèi)存式結(jié)構(gòu)路由器、第六代交叉開(kāi)關(guān)體系結(jié)構(gòu)路由器和基于機(jī)群系統(tǒng)的路由器等

多類。

路由器的構(gòu)成

路由器具有四個(gè)要素：輸入端口、輸出端口、交換開(kāi)關(guān)和路由處理器。

輸入端口是物理鏈路和輸入包的進(jìn)口處。端口通常由線卡提供，??塊線卡一般支持4、8

或16個(gè)端口，一個(gè)輸入端口具有許多功能。第一個(gè)功能是進(jìn)行數(shù)據(jù)鏈路層的封裝和解封裝。

第二個(gè)功能是在轉(zhuǎn)發(fā)表中查找輸入包目的地址從而決定目的端口（稱為路由查找），路由查

找可以使用一般的硬件來(lái)實(shí)現(xiàn)，或者通過(guò)在每塊線卡上嵌入一個(gè)微處理器來(lái)完成。第三，為

了提供QoS（服務(wù)質(zhì)量），端口要對(duì)收到的包分成幾個(gè)預(yù)定義的服務(wù)級(jí)別。第四，端口可能

需要運(yùn)行諸如SLIP（串行線網(wǎng)際協(xié)議）和PPP（點(diǎn)對(duì)點(diǎn)協(xié)議）這樣的數(shù)據(jù)鏈路級(jí)協(xié)議或者諸

如PPTP（點(diǎn)對(duì)點(diǎn)隧道協(xié)議）這樣的網(wǎng)絡(luò)級(jí)協(xié)議。一旦路由查找完成，必須用交換開(kāi)關(guān)將包

送到其輸出端口。如果路由器是輸入端加隊(duì)列的，則有幾個(gè)輸入端共享同一個(gè)交換開(kāi)關(guān)。這

樣輸入端口的最后一項(xiàng)功能是參加對(duì)公共資源（如交換開(kāi)關(guān)）的仲裁協(xié)議。

交換開(kāi)關(guān)可以使用多種不同的技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。迄今為止使用最多的交換開(kāi)關(guān)技術(shù)是總線、

交叉開(kāi)關(guān)和共享存貯器。最簡(jiǎn)單的開(kāi)關(guān)使用一條總線來(lái)連接所有輸入和輸出端口，總線開(kāi)關(guān)

的缺點(diǎn)是其交換容量受限于總線的容量以及為共享總線仲裁所帶來(lái)的額外開(kāi)銷。交叉開(kāi)關(guān)通

過(guò)開(kāi)關(guān)提供多條數(shù)據(jù)通路，具有NXN個(gè)交叉點(diǎn)的交叉開(kāi)關(guān)可以被認(rèn)為具有2N條總線。如果

一個(gè)交叉是閉合，輸入總線上的數(shù)據(jù)在輸出總線上可用，否則不可用。交叉點(diǎn)的閉合與打開(kāi)

由調(diào)度器來(lái)控制，因此，調(diào)度器限制了交換開(kāi)關(guān)的速度。在共享存貯器路由器中，進(jìn)來(lái)的包

被存貯在共享存貯器中，所交換的僅是包的指針，這提高了交換容量，但是，開(kāi)關(guān)的速度受

限于存貯器的存取速度。盡管存貯器容量每18個(gè)月能夠翻一番，但存貯器的存取時(shí)間每年僅

降低5%,這是共享存貯器交換開(kāi)關(guān)的一個(gè)固有限制。

輸出端口在包被發(fā)送到輸出鏈路之前對(duì)包存貯，可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的調(diào)度算法以支持優(yōu)先級(jí)

等要求。與輸入端口一樣，輸出端口同樣要能支持?jǐn)?shù)據(jù)鏈路層的封裝和解封裝，以及許多較

高級(jí)協(xié)議。

路由處理器計(jì)算轉(zhuǎn)發(fā)表實(shí)現(xiàn)路由協(xié)議，并運(yùn)行對(duì)路由器進(jìn)行配置和管理的軟件。同時(shí)，它還

處理那些目的地址不在線卡轉(zhuǎn)發(fā)表中的包。

路由器的類型

互聯(lián)網(wǎng)各種級(jí)別的網(wǎng)絡(luò)中隨處都可見(jiàn)到路山器。接入網(wǎng)絡(luò)使得家庭和小型企業(yè)可以連接

到某個(gè)互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)提供商；企業(yè)網(wǎng)中的路由器連接一個(gè)校園或企業(yè)內(nèi)成千上萬(wàn)的計(jì)算機(jī)；骨

干網(wǎng)上的路由器終端系統(tǒng)通常是不能直接訪問(wèn)的，它們連接長(zhǎng)距離骨干網(wǎng)上的ISP和企業(yè)網(wǎng)

絡(luò)。互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展無(wú)論是對(duì)骨干網(wǎng)、企業(yè)網(wǎng)還是接入網(wǎng)都帶來(lái)了不同的挑戰(zhàn)。骨干網(wǎng)要

求路由器能對(duì)少數(shù)鏈路進(jìn)行高速路山轉(zhuǎn)發(fā)。企業(yè)級(jí)路由器不但要求端口數(shù)目多、價(jià)格低廉，

而且要求配置起來(lái)簡(jiǎn)單方便，并提供QoS。

1.接入路山器

接入路由器連接家庭或ISP內(nèi)的小型企業(yè)客戶。接入路由器已經(jīng)開(kāi)始不只是提供SLIP

或PPP連接，還支持諸如PPTP和IPSec等虛擬私有網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。這些協(xié)議要能在每個(gè)端口上

運(yùn)行。諸如ADSL等技術(shù)將很快提高各家庭的可用帶寬，這將進(jìn)一步增加接入路由器的負(fù)擔(dān)。

由于這些趨勢(shì)，接入路山器將來(lái)會(huì)支持許多異構(gòu)和高速端口，并在各個(gè)端口能夠運(yùn)行多種協(xié)

議，同時(shí)還要避開(kāi)電話交換網(wǎng)。

2.企業(yè)級(jí)路山器

企業(yè)或校園級(jí)路由器連接許多終端系統(tǒng)，其主要目標(biāo)是以盡量便宜的方法實(shí)現(xiàn)盡可能多

的端點(diǎn)互聯(lián)，并且進(jìn)一步要求支持不同的服務(wù)質(zhì)量。許多現(xiàn)有的企業(yè)網(wǎng)絡(luò)都是由Hub或網(wǎng)橋

連接起來(lái)的以太網(wǎng)段。盡管這些設(shè)備價(jià)格便宜、易于安裝、無(wú)需配置，但是它們不支持服務(wù)

等級(jí)。相反，有路由器參與的網(wǎng)絡(luò)能夠?qū)C(jī)器分成多個(gè)碰撞域，并因此能夠控制一個(gè)網(wǎng)絡(luò)的

大小。此外，路由器還支持一定的服務(wù)等級(jí)，至少允許分成多個(gè)優(yōu)先級(jí)別。但是路由器的每

端口造價(jià)要貴些，并且在能夠使用之前要進(jìn)行大量的配置工作。因此，企業(yè)路由器的成敗就

在于是否提供大量端口且每端口的造價(jià)很低，是否容易配置，是否支持QoS。另外還要求企

業(yè)級(jí)路由器有效地支持廣播和組播。企業(yè)網(wǎng)絡(luò)還要處理歷史遺留的各種LAN技術(shù)，支持多種

協(xié)議，包括IP、IPX和Vine。它們還要支持防火墻、包過(guò)濾以及大量的管理和安全策略以

及VLAN,

3.骨干級(jí)路由器

骨干級(jí)路由器實(shí)現(xiàn)企業(yè)級(jí)網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)。對(duì)它的要求是速度和可靠性，而代價(jià)則處于次要

地位。硬件可靠性可以采用電話交換網(wǎng)中使用的技術(shù)，如熱備份、雙電源、雙數(shù)據(jù)通路等來(lái)

獲得。這些技術(shù)對(duì)所有骨干路由器而言差不多是標(biāo)準(zhǔn)的。骨干IP路由器的主要性能瓶頸是

在轉(zhuǎn)發(fā)表中查找某個(gè)路由所耗的時(shí)間。當(dāng)收到一個(gè)包時(shí)，輸入端口在轉(zhuǎn)發(fā)表中查找該包的目

的地址以確定其目的端口，當(dāng)包越短或者當(dāng)包要發(fā)往許多目的端口時(shí)，勢(shì)必增加路由查找的

代價(jià)。因此，將一些常訪問(wèn)的目的端口放到緩存中能夠提高路由查找的效率。不管是輸入緩

沖還是輸出緩沖路由器，都存在路由查找的瓶頸問(wèn)題。除了性能瓶頸問(wèn)題，路由器的穩(wěn)定性

也是一個(gè)常被忽視的問(wèn)題。

4.太比特路由器

在未來(lái)核心互聯(lián)網(wǎng)使用的三種主要技術(shù)中，光纖和DWDM都已經(jīng)是很成熟的并且是現(xiàn)成

的。如果沒(méi)有與現(xiàn)有的光纖技術(shù)和DWDM技術(shù)提供的原始帶寬對(duì)應(yīng)的路由器，新的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)

設(shè)施將無(wú)法從根本上得到性能的改善，因此開(kāi)發(fā)高性能的骨干交換/路由器（太比特路由器）

L1經(jīng)成為一項(xiàng)迫切的要求。太比特路由器技術(shù)現(xiàn)在還主要處于開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)階段。

七、調(diào)制解調(diào)器（Modem）

調(diào)制解調(diào)器（Modem）作為末端系統(tǒng)和通信系統(tǒng)之間信號(hào)轉(zhuǎn)換的設(shè)備，是廣域網(wǎng)中必不

可少的設(shè)備之一。分為同步和異步兩種，分別用來(lái)與路由器的同步和異步串口相連接，同步

可用于專線、幀中繼、X.25等，異步用于PSTN的連接。

八、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是指用傳輸媒體互聯(lián)各種設(shè)備的物理布局。將參與LAN工作的各種設(shè)備用

媒體互聯(lián)在一起有多種方法,實(shí)際上只有幾種方式能適合LAN的工作。

如果一個(gè)網(wǎng)絡(luò)只連接幾臺(tái)設(shè)備,最簡(jiǎn)單的方法是將它們都直接相連在一起，這種連接稱

為點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接。用這種方式形成的網(wǎng)絡(luò)稱為全互聯(lián)網(wǎng)絡(luò),如下圖所示。

圖中有6個(gè)設(shè)備，在全互聯(lián)情況下，需要15條傳輸線路。如果要連的設(shè)備有n個(gè)，所需線路

將達(dá)到n（n-l）/2條!顯而易見(jiàn)，這種方式只有在涉及地理范圍不大，設(shè)備數(shù)很少的條件下才

有使用的可能。即使屬于這種環(huán)境，在LAN技術(shù)中也不使用。我們所說(shuō)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，是因?yàn)?/p>

當(dāng)需要通過(guò)互聯(lián)設(shè)備（如路由器）互聯(lián)多個(gè)LAN時(shí)，將有可能遇到這種廣域網(wǎng)（WAN）的互聯(lián)技

術(shù)。目前大多數(shù)網(wǎng)絡(luò)使用的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有3種