计算机网络设备课件

Internet第五章计算机网络设备计算机网络技术ADSLmodem电信接入交换机主机集线器集线器集线器集线器集线器辽宁省第十二届教育软件大赛作品YoursitehereLOGO5.1网卡5.1.1网卡的功能5.1.2网卡的工作原理5.1.3网卡的类型5.1.4网卡的选择5.1.5网卡的安装第五章第五章计算机网络设备计算机网络技术YoursitehereLOGO台式计算机使用的网卡一般是插在扩展槽上，笔记本电脑使用的网卡一般插在PCMCIA槽上，网卡提供了计算机和网络缆线之间的物理接口，具有以下功能：1.实现局域网中传输介质的物理连接和电气连接网卡都带有相应连接介质的连接插口，网络中的计算机就是通过网卡插口的连接介质连入网络的。2.代表着一个固定的地址以太网拥有一个全球惟一的网卡地址，它是一个长度为４８位的二进制数，它为计算机提供了一个有效的地址。3.执行网络控制命令网卡对传送的电信号进行匹配，传输的电信号由网卡接收后要转换成计算机所要求的逻辑电平，而网卡发送时，则要转换成传输规定在介质中传送的信号电平，用光缆连接的网卡，还要进行光电转换与电光转换，以接收光纤传输的信号和发送光信号。计算机联网后执行的各种控制命令，都是通过网卡接收和执行PgUp第五章计算机网络设备计算机网络技术5.1.1网卡的功能YoursitehereLOGO5.1.1网卡的功能的，网卡接收控制命令后，便执行相应的网络操作。4.实现OSI模型中的数据链路层的功能网卡实现OSI开放系统７层模型中数据链路层的功能，主要是对传输介质内信息传送方向的控制，即信息是进行发送还是接收，若发送，便将信息打成数据包发送，若接收，则取下传送的信息包。传送时，由计算机进入网卡的数据是并行的（通过相应计算机内插槽的数据总线进入网卡），因而由网卡再将并行数据变成串行数据后，送入传输介质，并以二进制流形式进行发送。当网卡从传输介质得到串行数据时，再将其串行二进制位流变成并行数据送入计算机，在网卡进行发送和接收过程中，还要进行传输错误检测。5.对传送和接收的数据进行缓存网卡上带有缓存，可在高速主机并行发送和接收与传输介质中低速串行传送间起缓冲作用，当接收慢速的串行数据到网卡缓冲区并装满时，再由计算机并行取走；发送时，由计算机将数据并行送入缓冲区，当装满后，再串行发送出去。6.按照OSI协议物理层传输的接口标准，实现规定的接口功能第五章计算机网络设备计算机网络技术YoursitehereLOGO第五章计算机网络设备计算机网络技术网卡随网络结构不同而不同，例如有以太网卡、令牌环网卡、ATM网卡、FDDI网卡等。组建什么类型的网络，就用什么类型的网卡，在单一结构的网络中不能混用。5.1.1网卡的功能YoursitehereLOGO第五章计算机网络设备计算机网络技术在网卡上有一定数目的缓存，当网上传来的数据到达本工作站时，首先被暂时存放在网卡的缓存中。而CPU并不知道网卡何时从网络上收到待处理的数据，因此网卡与CPU之间必须有一种有效的联系方法，使得CPU能够知道网卡上当前有无数据需处理。一种方法是CPU周期性地不断查询网卡，这种方法的缺点是：如果周期时间太长，大量数据被放在网卡缓存得不到处理，有可能造成丢失部分数据，同时对网卡缓存容量要求较高，如果周期时间短，又会大大浪费CPU处理能力，降低CPU的实际工作效率。一些老式网卡采用这样的工作方式，目前已经很少使用了。另一种沟通CPU与网卡的方法是由网卡来通知CPU在某个时候来处理新来的数据，这也是目前较为流行的一种方法，网卡的这种工作方式被称为中断请求。CPU接收到网卡的申请后，会通知主板上的直接存储器访问芯片（DMA），将数据送放入到内存中，而CPU一旦空闲便处理网卡上数据。5.1.2网卡的工作原理YoursitehereLOGO第五章计算机网络设备计算机网络技术1.按总线的类型分类网卡按总线类型可分为ISA总线型网卡、PCMCIA总线型网卡、USB网络适配器。其中ISA总线型的网卡现在计算机主板不再支持。(1)PCI总线型网卡在服务器和台式机中的网卡一般都采用PCI总线结构。常用的32位33MHz下的PCI总线数据传输率可达到132Mbps，而在一些服务器中采用64MHz的PCI总线最大数据传输率可达257Mbps，更好地适应了计算机高速CPU对数据处理的需示和多媒体应用的需求。PCI总线型网卡如右图所示。5.1.3网卡的类型YoursitehereLOGO第五章计算机网络设备计算机网络技术5.1.3网卡的类型(２)PCMCIA总线型网卡PCMCIA总线是笔记本电脑（便携式计算机）使用的总线，PCMCIA总线型网卡是专用于笔记本电脑的一种网卡，如扑克牌般大小，如右图所示。(３)USB网络适配器USB是一种新型的总线技术，由于其传输速率远远大于传统的并行口和串行口，设备安装简单又支持热插拔，已被广泛应用于多种设备，网络适配器也已使用USB技术。USB网络适器其实是一种外置式网卡，连接在计算机的USB接口上，如上图。PCMCIA总线型网卡USB网络适配器（网卡）YoursitehereLOGO第五章计算机网络设备计算机网络技术5.1.3网卡的类型２.按网络类型分类按网络类型网卡可以分为以太网卡、令牌环网卡和ATM网卡等。３.按网卡的连接头分类网卡的连接头是为了连接线缆而设计的，它分为以下几类。(1)BNC连接头：提供的网络接口适用于连接非屏蔽双绞线(UTP)连接头。(2)RJ-45连接头，提供的网络接口适用于连接非屏蔽双绞线(UTP)连接头。BNC接口BNC接口网卡RJ-45接口RJ-45接头网卡YoursitehereLOGO第五章计算机网络设备计算机网络技术5.1.3网卡的类型(3)AUI连接头：提供的网络接口适用于连接AUI电缆的连接头，它一般用于一些专有设备。(4)无线网卡：通过无线电传输网络信号，需要专用的无线集线器设备支持。(5)光纤网卡：提供的网络接口适用于连接光纤的连接头，一般仅用于服务器和网络的中心交换机之间的连接。早期产品中还有同时具有BNC连接头和RJ-45连接头的，目前已经很少见到了。AUI连接头AUI接口网卡无线网卡光纤网卡BNC与RJ-45双接头网卡YoursitehereLOGO第五章计算机网络设备计算机网络技术5.1.3网卡的类别4.按传输速率分类网卡按传输速率（即其支持的带宽）分为10Mbps网卡、100Mbps网卡、1000Mbps网卡以及10\100Mbps自适应网卡和10/100/1000Mbs自适应网卡。目前常用的是10\100Mbps自适应网卡，1000Mbps网卡虽然价格逐渐降低，但与其配套的交换机等其他设备仍然很昂贵，所以目前使用较少。YoursitehereLOGO第五章计算机网络设备计算机网络技术5.1.4网卡的选择在组建局域网时常常把注意力集中在一些价格昂贵的网络连接设备中，而对网卡、网线等低价产中可能重视不够。而网卡作为网络的重要设备之一，其性能好坏直接影响到计算机之间数据传输能力的高低，甚至影响到计算机的稳定性与网络的稳定性，所以应特别关注网卡的选择。(1)选择性价比高的网卡对网卡来说，由于它属于技术含量较低的产品，名牌网卡和普通网卡在性能上一般不会相差太多，一般可以选择性价比较高的产品，例如一些国产品牌的产品，不一定要用Intel、3COM等名牌产品。(2)根据组网类型选择网卡在选择网卡之前应明确需要组建的局域网是通过什么介质来连接的、数据传输的容量和要求等因素。根据传输介质的不同，网卡可分为双绞线网卡（RJ-45接口）、细缆网卡（BNC接口）、粗缆网卡（AUI接口）。有的网卡虽然有上述３种接口，但并意味着可同时进行上述３种连接，而是只能选择其中一种。现在大多数局域YoursitehereLOGO第五章计算机网络设备计算机网络技术5.1.4网卡的选择网都是使用双绞线和RJ-45接口的网卡组网。此外还要考虑局域网对数据传输的速度要求，无特别要求时可选择10/100Mbps自适应网卡。(3)根据工作站选择合适总线类型的网卡由于网卡是要插在计算机的扩展槽中，这就要求所购买的网卡总线类型必须与所使用的计算机的总线相符。总线的性能直接决定从服务器内在和硬盘向网卡传递信息的效率。(4)根据使用环境选择网卡为了能使选择的网卡与计算机协同高效的工作，必须根据使用环境来选择合适的网卡。例如不应为一台普通的工作站选择昂贵、功能强大、速度快捷的网卡，也不应为一台服务器安装性能普通、传输速率低的网卡。还应该考虑在服务器中增插几块网卡提高系统的可靠性，实现高级容错、带宽汇集等功能。此外，如果要在笔记本电脑中安装网卡，最好选与计算机品牌一致的专用网卡。(5)根据特殊要求选择网卡不同服务器实现的功能和要求也不是一样的，应该根据实现的YoursitehereLOGO第五章计算机网络设备计算机网络技术5.1.4网卡的选择功能和要求来选择网卡。例如，要组建的局域网如果要实现远程控制功能，就应该选择带有远程唤醒功能的网卡，这样只要在安装了一定软件（例如MagicPacketUtility）计算机上运行启动命令就可启动指定的远程计算机。如果网卡用笔记本电脑，还应注意选择带有低功耗功能的网卡，以节省笔记本电脑电池的电量。目前在台式计算机中，网卡一般都集成在主板上，其性能足以满足一般的网络要求。YoursitehereLOGO第五章计算机网络设备计算机网络技术5.1.5网卡的安装在计算机上安装网卡的步骤及安装视频：(1)首先关闭计算机，将计算机后方的各种插头和连线拆除，如果不熟悉这些线路的安装，应记下每条线路的安装位置与方式。(2)将主机外壳的螺丝卸下，再将外壳拆下。(3)确认网卡的总线接口。目前大部分网卡为PCI总线。(4)在主板上找到相应的空闲插槽。(5)在机壳后方对应插槽位置上将阻隔的挡板拆除。(6)将网卡插入相应的空闲插槽中，并稍微摇晃，确保网卡与插槽接触良好。在主板上安装网卡时，一般采用先插后半部，再压下前半部的方法；如要将网卡从主板上取下来，则操作与插网卡正好相反。(7)旋紧螺丝，固定机壳与网卡的连接。(8)将机壳安装好，并接好拆下的插头和连线。安装网卡后，一般还必须安装驱动程序网卡才能工作。点击左侧“习题”按扭或点击此处进入练习题5.2集线器第五章计算机网络设备计算机网络技术5.2.1集线器的功能5.2.2集线器的分类5.2.3集线器的选择5.2.4集线器的连接5.2.1集线器的功能集线器(HUB)是一种连接多个用户节点的设备，每个经集线器连接的节点都需要一条专用电缆，典型的集线器如图5-5所示。集线器内部采用电气互连的结构，从某种意义上可以将集线器看做是多端口中继器。集线器工作于OSI模型中的物理层。在共享式以太网连接中，最简单的连接方式就是采用同轴电缆（最常用的是细缆）的连接方式。在这种连接方式中，每台计算机安装一块带有BNC接口的网卡，在BNC口上通过T型头分别连接在两根细缆的一端，就像在通过一段段电线把一个个电灯泡连接起来一样，通过细缆把计算机连接在网络上。细缆网络最大的弊病就是T型连接头容易接触不良，并且引起全网瘫痪，就好比一段电线接触不良则所有的灯泡都不亮。而集线器相当于把整个细缆和T型头装到一个机箱里（当然，要通过许多电路实现稳定性和信号处理），然后把T型头中连接计算机的部分通过双绞线延长，最长可达100m。集线器作为网络网络传输介质间的中心节点，它克服了第五章计算机网络设备计算机网络技术集线器5.2.1集线器的功能介质线路单一的缺陷，当网络系统中的某条线路或节点出现故障时，不会影响网上其他节点的正常工作。细缆网和集线器一样，都是单一网段的共享介质以太网，其数据传输控制方式都是采用CSMA/CD方式，也就是说，集线器上所有的商品共享同一个带宽，在任何时候集线器所有端口出现的电信号都是相同的，就好象接在一段电线上的多个电话机，某一时刻说话的只能有一个人。连接到集线器的节点发送信号时，首先通过与集线器相连接的电缆将信号送到集线器，集线器将这个信号进行放大，重新定时，然后发送到所