第二章 计算机网络的硬件设备

第二章计算机网络的硬件设备2.1计算机网络的互连设备2.2计算机网络的设备连接2.1计算机网络的互连设备一、网卡二、传输介质：1、有线传输介质：双绞线、同轴电缆、光纤2、无线传输介质：微波（红外、激光）、卫星三、传输介质的选择：1、集线器2、交换机3、路由器2.1计算机网络的互连设备网卡1．作用代表固定的网络地址；转换数据并将数据送到网线上；接收数据宾转换成数据格式2．分类(1)按工作方式：半双工、全双工(2)按工作对象：普通工作站网卡、服务器网卡(3)按总线类型：ISA、EISA、PCI(4)按接口类型：BNC接口、AUI接口、RJ-45接口及光纤接口(5)按传输速率：10Mbps、100Mbps、10/100Mbps、1000Mbps3．选择总线类型、速度、接口类型、兼容性、生产商网卡:数据信号(缆线),基本功能:并行数据和串行信号之间转换；数据帧的装配与拆装;网络访问控制和数据缓冲PCMCIA无线网卡无线网PCI网卡传输介质2.1计算机网络的互连设备有线传输介质：无线传输介质双绞线同轴电缆光纤微波（红外、激光）卫星有线传输介质（1）双绞线组建局域网络所用的双绞线是一种由4对线（即8根线）组成的，其中每根线的材质有铜线和铜包的钢线两类。一般来说，双绞线电缆中的8根线是成对使用的，而且每一对都相互绞合在一起，绞合的目的是为了减少对相邻线的电磁干扰。双绞线分为屏蔽双绞线（STP）和非屏蔽双绞线（UTP）。目前，在局域网中常用到的双绞线是非屏蔽双绞线（UTP），它又分：3类、4类、5类、超5类、6类和7类。线路线号12345678线路色标白橙橙白绿蓝白蓝绿白褐褐引脚定义Tx+Tx-Rx+Rx-有线传输介质（1）双绞线双绞线的这8根线的引脚定义如下：线路线号12345678线路色标白橙橙白绿蓝白蓝绿白褐褐引脚定义Tx+Tx-Rx+Rx-有线传输介质（1）双绞线在局域网，双绞线主要是用来连接计算机网卡到集线器或通过集线器之间级联口的级联，有时也可直接用于两个网卡之间的连接或不通过集线器级联口之间的级联，但它们的接线方式各有不同。有线传输介质（2）同轴电缆同轴电缆的结构，它的中央是铜质的芯线（单股的实心线或多股绞合线），铜质的芯线外包着一层绝缘层，绝缘层外是一层网状编织的金属丝作外导体屏蔽层（可以是单股的），屏蔽层把电线很好地包起来，再往外就是外包皮的保护塑料外层了目前经常用于局域网的同轴电缆有二种：一种是专门用在符合IEEE802.3标准以太网环境中阻抗为50Ω的电缆，只用于数字信号发送，称为基带同轴电缆；另一种是用于频分多路复用FDM的模拟信号发送，阻抗为75Ω的电缆，称为宽带同轴电缆。内导体铜芯线绝缘层外导体屏蔽线塑料保护外层有线传输介质（3）光纤光纤是一种细小、柔韧并能传输光信号的介质，一根光缆中包含有多条光纤光纤上是利用有光脉冲信号表示1，没有光脉冲来表示0。光中继器用来延伸光纤或光缆的长度，防止光信号衰减。光发送机将电信号调制成光信号，利用光发送机内的光源将调制好的光波导入光纤，经光纤传送到光接收机。光接收机将光信号变换为电信号，经放大、均衡判决等处理后送给接收方。光纤和同轴电缆相似，只是没有网状屏蔽层。中心是光传播的玻璃芯。光纤分为单模光纤和多模光纤两类（所谓“模”是指以一定的角度进入光纤的一束光）。光端机光纤（光缆）光纤中继器光发送机光接收机光纤通信系统有线传输介质（3）光纤光纤不仅具有通信容量非常大的特点，而且还具有其他的一些特点：1、抗电磁干扰性能好；2、保密性好，无串音干扰；3、信号衰减小，传输距离长；4、抗化学腐蚀能力强。正是由于光纤的数据传输率高（目前已达到1Gb/s），传输距离远（无中继传输距离达几十至上百公里）的特点，所以在计算机网络布线中得到了广泛地应用。目前光缆主要是用于交换机之间、集线器之间的连接，但随着千兆位局域网络应用的不断普及和光纤产品及其设备价格的不断下降，光纤连接到桌面也将成为网络发展的一个趋势。缺点：光纤的切断和将两根光纤精确地连接所需要的技术要求较高。返回传输介质的选择1、集线器集线器是对网络进行集中管理的最小单元，像树的主干一样，它是各分枝的汇集点。HUB是一个共享设备，其实质是一个中继器，而中继器的主要功能是对接收到的信号进行再生放大，以扩大网络的传输距离。正是因为HUB只是一个信号放大和中转的设备，所以它不具备自动寻址能力，即不具备交换作用。所有传到HUB的数据均被广播到之相连的各个端口，容易形成数据堵塞，因此有人称集线器为“傻HUB”。HUB在网络中所处的位置HUB的分类HUB在组网中的应用hub:对数据进行整形再生,对网络安装提供装拆和集中管理的方便.中继器与集线器有什么区别？传输介质的选择2、交换机交换技术是一个具有简化、低价、高性能和高端口密集特点的交换产品，体现了桥接技术的复杂交换技术在OSI参考模型的第二层操作。与网桥一样，交换机按每一个包中的MAC地址相对简单地决策信息转发。而这种转发决策一般不考虑包中隐藏的更深的其他信息。与网桥不同的是交换机转发延迟很小，操作接近单个局域网性能，远远超过了网桥之间的转发性能。交换技术允许共享型和专用型的局域网段进行带宽调整，以减轻局域网之间信息流通出现的瓶颈问题。现在已有以太网、快速以太网、FDDI和ATM技术的交换产品。类似传统的网桥，交换机提供了许多网络互连功能。传输介质的选择2、交换机交换机能经济地将网络分成小的冲突网域，为每个工作站提供更高的带宽。协议的透明性使得交换机在软件配置简单的情况下直接安装在多协议网络中；交换机使用现有的电缆、中继器、集线器和工作站的网卡，不必作高层的硬件升级；交换机对工作站是透明的，这样管理开销低廉，简化了网络节点的增加、移动和网络变化的操作。利用专门设计的集成电路可使交换机以线路速率在所有的端口并行转发信息，提供了比传统网桥高得多的操作性能。传输介质的选择交换机常用的三种交换技术。1.端口交换2．帧交换3．信元交换4．交换机的分类switch:根据网络信息构造转发表,做出数据包转发决策交换机与集线器有什么区别？传输介质的选择3、路由器路由器的功能如下：（1）网络地址的使用（2）多路径传输和路由控制（3）流量控制（4）帧的分段router:识别数据的目的节点地址所在的网络;能从多条路径中选择最佳的路径发送数据;转换数据包格式路由器与交换机有什么区别？bridge:再生数据,识别数据的目的节点地址是否属于本网段高速无线网桥－AP41X1网桥BR400网桥BR1200传输介质的选择3、路由器特性网桥路由器基于算法或协议选路通常不是使用网络地址否是统一操作模式是不转发路径判定基本的可以很复杂多路径传输能力有限强路由控制能力有限强流量控制没有有帧分段否是分组处理速率高适中2.2计算机网络的设备连接水晶头的制作标准练习√EIA/TIA-568B:白橙-橙白绿-蓝白蓝-绿白棕-棕√EIA/TIA-568A:白绿-绿白橙-蓝白蓝-橙白棕-棕集线器。它的作用可以简单的理解为将一些机器连接起来组成一个局域网。而交换机（又名交换式集线器）作用与集线器大体相同。但是两者在性能上有区别：集线器采用的式共享带宽的工作方式，而交换机是独享带宽。这样在机器很多或数据量很大时，两者将会有比较明显的。而路由器与以上两者有明显区别，它的作用在于连接不同的网段并且找到网络中数据传输最合适的路径，可以说一般情况下个人用户需求不大。路由器是产生于交换机之后，就像交换机产生于集线器之后，所以路由器与交换机也有一定联系，并不是完全独立的两种设备。路由器主要克服了交换机不能路由转发数据包的不足。总的来说，路由器与交换机的主要区别体现在以下几个方面：集线器/交换机/路由器几者的区别集线器/交换机/路由器几者的区别（1）工作层次不同最初的的交换机是工作在OSI／RM开放体系结构的数据链路层，也就是第二层，而路由器一开始就设计工作在OSI模型的网络层。由于交换机工作在OSI的第二层（数据链路层），所以它的工作原理比较简单，而路由器工作在OSI的第三层（网络层），可以得到更多的协议信息，路由器可以做出更加智能的转发决策。集线器/交换机/路由器几者的区别（2）数据转发所依据的对象不同交换机是利用物理地址或者说MAC地址来确定转发数据的目的地址。而路由器则是利用不同网络的ID号（即IP地址）来确定数据转发的地址。IP地址是在软件中实现的，描述的是设备所在的网络，有时这些第三层的地址也称为协议地址或者网络地址。MAC地址通常是硬件自带的，由网卡生产商来分配的，而且已经固化到了网卡中去，一般来说是不可更改的。而IP地址则通常由网络管理员或系统自动分配。集线器/交换机/路由器几者的区别3）传统的交换机只能分割冲突域，不能分割广播域；而路由器可以分割广播域由交换机连接的网段仍属于同一个广播域，广播数据包会在交换机连接的所有网段上传播，在某些情况下会导致通信拥挤和安全漏洞。连接到路由器上的网段会被分配成不同的广播域，广播数据不会穿过路由器。虽然第三层以上交换机具有VLAN功能，也可以分割广播域，但是各子广播域之间是不能通信交流的，它们之间的交流仍然需要路由器。集线器/交换机/路由器几者的区别（4）路由器提供了防火墙的服务路由器仅仅转发特定地址的数据包，不传送不支持路由协议的数据包传送和未知目标网络数据包的传送，从而可以防止广播风暴。交换机一般用于LAN-WAN的连接，交换机归于网桥，是数据链路层的设备，有些交换机也可实现第三层的交换。路由器用于WAN-WAN之间的连接，可以解决异性网络之间转发分组，作用于网络层。他们只是从一条线路上接受输入分组，然后向另一条线路转发。这两条线路可能分属于不同的网络，并采用不同协议。相比较而言，路由器的功能较交换机要强大，但速度相对也慢，价格昂贵，第三层交换机既有交换机线速转发报文能力，又有路由器良好的控制功能，因此得以广泛应用。有关ADSL目前个人比较多宽带接入方式就是ADSL，这里就ADSL的接入来简单的说明一下。现在购买的ADSL猫大多具有路由功能（很多的时候厂家在出厂时将路由功能屏蔽了，因为电信安装时大多是不启用路由功能的，启用DHCP。打开ADSL的路由功能），如果个人上网或少数几台通过ADSL本身就可以了，如果电脑比较多你只需要再购买一个或多个集线器或者交换机。考虑到如今集线器与交换机的价格相差十分小，不是特殊的原因，请购买一个交换机。不必去追求高价，因为如今产品同质化十分严重，若接入8口的交换机,交换机电源插上，所有电脑再接到交换机上就行了。余下所要做的事情就只有把各个机器的网线插入交换机的接口，将猫的网线插入uplink接口。然后设置路由功能，DHCP等，就可以共享上网了。DHCPDHCP是DynamicHostConfigurationProtocol(动态主机分配协议)DHCP的分配形式首先，必须至少有一台DHCP工作在网络上面，它会监听网络的DHCP请求，并与客户端搓商TCP/IP的设定环境UPlinkUplink口是交换机上常见的一种端口，它是为了便于两台交换机之间进行级联的端口。它与其相邻的普通UTP口使用的是同一通道，因而，如果使用了Uplink口，另一个与之相邻的普通端口就不能再使用了。这两个端口称为共享端口，不能同时使用。级联的时候，您可使用一般的网线（网线的两端都遵循同一标准，即同是EIA/TIA568A或568B）将一个交换机的普通端口和另一个交换机的Uplink口连起来。