第二章局域网硬件设备.

第2章局域网硬件设备2.1局域网传输介质2.1.1光纤光导纤维简称光缆或光纤，是由一组光导纤维组成的用来传播光束的、细小而柔韧的传输介质。2.1局域网传输介质2.1.1光纤根据光纤的传输模式，可以将光纤分为“单模光纤”和“多模光纤”两类。与其他传输介质比较，光纤的电磁绝缘性能好、信号衰小、频带宽、传输速度快、传输距离大。2.1局域网传输介质2.1.2同轴电缆同轴电缆（Coaxialcable）与双绞线不同，同轴电缆除内部有一根做为传输信号用途的导体外，还有一个屏蔽层。2.1局域网传输介质同轴电缆根据其直径大小可以分为粗同轴电缆与细同轴电缆。细缆近年来发展较快，所以计算机局域网中一般如无特殊要求都使用细缆组网。细缆一般用于总线型网布线连接。利用T型BNC接口连接器连接BNC接口网卡，两端头需安装终端电阻器。由于粗缆的强度较强，最大传输距离也比细缆长，因此粗缆的主要作为网络主干的传输介质，用来连接数个由细缆所结成的网络。2.1局域网传输介质同轴电缆大部分都安装在设备与设备之间，在每个用户位置上都安装一个连接器为用户提供接口。接口安装方法为：细缆是先将其切断，两头装上BNC头，然后接在T型连接器两端；粗缆是采用一种类似夹板的装置Tap进行安装，它利用Tap上的引导针，穿透电缆的绝缘层，直接与导体相连。2.1局域网传输介质2.1.2双绞线双绞线是综合布线工程中最常用的一种传输介质。一般由两根22～26号绝缘铜导线相互缠绕而成。如果把一对或多对双绞线放在一个绝缘套管中便成了双绞线电缆。现行双绞线电缆中一般包含4个双绞线对。2.1局域网传输介质双绞线的分类按屏蔽性分类目前，双绞线大体上可分为非屏蔽双绞线（UnshildedTwistedPair，UTP）和屏蔽双绞线（ShieldedTwistedPair，STP）两种。按电器性能分类国际电气工业协会为双绞线电缆定义了几类不同的质量级别。“类”的含义是指某一类布线产品所能支持的布线等级。按标准规定，3类布线产品支持C级及C级以下布线系统的应用，5类布线产品和超5类布线产品支持D级及D级以下布线系统的应用。2.1局域网传输介质双绞线的连接RJ-45水晶头在制作网线时，要用到RJ-45接头，俗称“水晶头”。RJ-45水晶头由金属片和塑料构成，制作网线所需要的RJ-45水晶接头前端有8个凹槽，简称8P（Position）。凹槽内的金属触点共有8个，简称8C（Contact），因此业界对此有8P8C的别称。2.1局域网传输介质连接方式双绞线有两种接法：EIA/TIA568B标准和EIA/TIA568A标准，如下图所示。2.1局域网传输介质标准568B：橙白--1，橙--2，绿白--3，蓝--4，蓝白--5，绿--6，棕白--7，棕--8。标准568A：绿白--1，绿--2，橙白--3，蓝--4，蓝白--5，橙--6，棕白--7，棕--8。由此我们可看出，将A类8根线的第1与3、第2与6位置调换即成B类线的线序，同理，如果将B类8根线的第1与3、第2与6位置调换即成A类线的线序。2.1局域网传输介质根据网线两端连接网络设备的不同,网线又分为直通线（平行线）和交叉线（也称作反绞线）两种。直通线就是按前面介绍的568A标准或568B标准制作的网线。而交叉线的线序在直通线的基础上做了一点改变：就是在线缆的一端把1、3和2、6对调，另一端保持原样（直通线序）不变。2.1局域网传输介质2.1.4无线传输介质无线传输介质是指在两个通信设备之间不使用任何物理连接，不需要架设或铺埋电缆或光纤，而是通过空间传输的一种技术。2.1局域网传输介质无线电波无线电波是目前应用最多的无线局域网的传输介质，这主要是因为无线电波的覆盖范围较广，应用较广泛。红外线红外线通信是采用红外线来传输信号，在发送端设有红外线发送器，接收器有红外线接收器。2.2网卡网卡也称网络适配器（Adapter），或网络接口卡（NetworkInterfaceCard，NIC），在局域网中用于将用户计算机与网络相连。2.2网卡2.2.1网卡的分类按局域网的类型由于目前的局域网有ATM网、令牌环网和以太网之分，所以网卡也有ATM网卡、令牌环网网卡和以太网网卡之分。按传输速率网卡还可按其传输速率（即其支持的带宽）分为10Mbps网卡、100Mbps网卡、10/100Mbps自适应网卡以及千兆网卡。2.1局域网传输介质按主板总线类型按主板上的总线类型，网卡又可分为ELSA、ISA、PCI和USB共4种。按工作对象根据工作对象的不同，网卡又可以分为服务器专用网卡、PC网卡、笔记本电脑专用网卡和无线局域网网卡4种。2.1局域网传输介质2.2.2网卡的安装网卡的安装包括硬件和网卡驱动的安装。对于大部分用户来说，一般不需要手工安装网卡，只需安装相应的网卡驱动程序。2.1局域网传输介质网卡硬件安装步骤如下：关闭计算机的电源。打开计算机的机箱，选择一个未使用的PCI总线插槽，用螺丝刀卸下该槽后面对应的挡板。取出网卡，对准插槽轻轻插入，将网卡压入插槽中，直到网卡下方带金属层的部分完全压入槽中为止。压的过程用力要均匀，不能出现一端压入，另一端翘起的情况，以保证网卡的引脚与插槽正常接触。拧紧插槽两边的固定螺丝，合上机箱。2.3集线器集线器（HUB）是目前使用较广泛的网络设备之一，其外观如下图所示。2.3集线器2.3.1集线器的分类按速度分类根据速度的不同，目前市面上用于小型局域网的HUB可分为10Mbps、100Mbps和10/100Mbps自适应3类。根据配置形式分类根据配置形式的不同，HUB可分为独立型HUB、模块化HUB以及可堆叠式HUB三大类。2.3集线器根据管理方式分类根据对HUB管理方式的不同可分为智能型HUB和非智能型HUB两类。根据端口数目分类根据HUB端口数目的多少一般可分为8口、16口和24口几种。2.3集线器2.3.2集线器的接口类型RJ-45接口：这是大部分集线器的接口，主要用于连接网络中的计算机，从而组建计算机网络。级联口：级联口主要用于连接其他集线器和网络设备。级联口一般有UPLINK或MDI等标志。可以通过直通线将集线器的连接口与另一台集线器的RJ-45接口连接起来，从而组建更大的网络。2.4交换机交换机是一种基于MAC（网卡的硬件地址）识别，能完成封装转发数据包功能的网络设备。2.4交换机2.4.1交换机的分类从广义上来看，交换机分为广域网交换机和局域网交换机两种。广域网交换机主要应用于电信领域，提供通信的基础平台，而局域网交换机则应用于局域网络，用于连接终端设备，如PC机及网络打印机等。从传输介质和传输速度上交换机可分为以太网交换机、快速以太网交换机、千兆以太网交换机、FDDI交换机、ATM交换机和令牌环交换机等。从应用的规模来看，交换机又可分为企业级交换机、部门级交换机和工作组交换机等。2.4交换机2.4.2交换机的接口类型双绞线RJ-45接口：这是目前最常见、应用最广的一种接口类型。它属于双绞线以太网接口类型。光纤接口：目前光纤传输介质发展相当迅速，各种光纤接口也是层出不穷，不过在局域网交换机中，光纤接口主要是SC类型。AUI接口：AUI接口专门用于连接粗同轴电缆，虽然目前这种网络在局域网中并不多见，但在一些大型企业网络中，仍可能有一些遗留下来的粗同轴电缆令牌网络设备。2.5其他网络设备2.5.1路由器路由器（Router）是互联网的主要节点设备，可互联局域网和广域网，其外观如下图所示。路由器的一个作用是连通不同的网络，另一个作用是选择信息传送的线路。2.5其他网络设备1．路由器的分类按性能档次分划分档次的一个重要指标是吞吐量，也就是路由器每秒能处理的数据量。路由器按性能档次分为高、中、低档。通常将路由器吞吐量大于40Gb/s的路由器称为高档路由器；吞吐量在25Gb/s～40Gb/s之间的路由器称为中档路由器；低于25Gb/s的看作低档路由器。按结构划分从结构上分为模块化路由器和非模块化路由器。模块化结构可以灵活地配置路由器，以适应企业不断增加的业务需求，非模块化的只能提供固定的端口。通常中高端路由器为模块化结构，低端路由器为非模块化结构。2.5其他网络设备按功能划分从功能上，可将路由器分为骨干级路由器、企业级路由器和接入级路由器。骨干级路由器是实现企业级网络互联的关键设备，它的数据吞吐量较大，非常重要。对骨干级路由器的基本性能要求是高速度和高可靠性。为了获得高可靠性，网络系统普遍采用热备份、双电源、双数据通路等传统冗余技术，从而使得骨干路由器的可靠性一般不成问题。2.5其他网络设备2．路由器与局域网接入设备之间的连接局域网设备主要是指集线器与交换机，交换机通常使用的端口有RJ-45、SC和AUI；集线器使用的端口通常为RJ-45；路由器的许多接口与交换机接口一样。RJ-45toRJ-45这种连接方式是指路由器所连接的两端都是RJ-45接口，如果路由器和集线设备均提供RJ-45端口，那么，可以使用双绞线将集线设备和路由器的两个端口连接在一起。2.5其他网络设备AUItoRJ-45这种情况主要出现在路由器与集线器间的连接，如果路由器仅有AUI端口，而集线设备提供的是RJ-45端口，那么，必须借助于AUItoRJ-45收发器才可实现两者之间的连接。SCtoRJ-45或SC和AUI这种情况一般是路由器与交换机之间的连接，如交换机只有光纤端口，而路由器提供的是RJ-45端口或AUI端口，那么必须借助于SCtoRJ-45或SCtoAUI收发器才可实现两者之间的连接。2.5其他网络设备2.5.2中继器中继器（Repeater）又称重发器，是一种最为简单但也是用得最多的互联设备，它的作用是放大信号，补偿信号衰减，支持远距离的通信。由于信号在传输的过程中存在能量消耗，会导致信号的功能逐渐衰减，从而造成信号的失真，传输错误，可以通过中继器将衰减信号经过再生后，重现出原来完整的信号，再继续传送。因此，可以说中继器将局域网的范围延伸了。2.5其他网络设备2.5.3网桥网桥（GateBridge）将两个相似的网络连接起来，并对网络数据的流通进行管理。网桥是工作在OSI第二层——数据链路层上的，不但能扩展网络的距离或范围，而且可提高网络的性能、可靠性和安全性。2.5其他网络设备网桥通常有透明网桥和源路由选择网桥两大类。透明网桥透明网桥以混杂方式工作，它接收与之连接的所有LAN传送的每一帧。当一帧到达时，网桥必须决定是将其丢弃还是转发。如果要转发，则必须决定发往哪个LAN。这需要通过查询网桥中一张大型散列表里的目的地址而作出决定。该表可列出每个可能的目的地，以及它属于哪一条输出线路（LAN）。2.5其他网络设备源路由选择网桥源路由选择的核心思想是假定每个帧的发送者都知道接收者是否在同一局域网上。当发送一帧到另外的LAN时，源机器将目的地址的高位设置成1作为标记。另外，它还在帧头加进此帧应走的实际路径。2.5其他网络设备2.5.4网关网关（Gateway）又称网间连接器、协议转换器。顾名思义，网关就是一个网络连接到另一个网络的“关口”，经常在家庭或者小型企业网络中使用，用于连接局域网和Internet。网关是一种充当转换重任的软件或硬件设备，也就是说，网关不一定是一台实际的设备，也有可能是在网络中的一台主机上实现的网关功能。