51cto下載-網(wǎng)絡設備+

1、5.2 網(wǎng)絡設備,5.2.1 服務器、工作站與網(wǎng)卡 5.2.2 集線器、交換機和光電轉(zhuǎn)換器 5.2.3 路由器、網(wǎng)關和調(diào)制解調(diào)器,5.2.1 服務器、工作站與網(wǎng)卡,服務器、工作站綜述 1、服務器、工作站的定義 服務器可以是網(wǎng)絡的主控計算機，可以控制其它節(jié)點對服務器的訪問，它主要是集中地為各節(jié)點用戶提供服務；工作站是用戶節(jié)點，主要通過服務器得到服務。2、服務器的作用 ·存儲大量的共享數(shù)據(jù)和文件；

2、·具有安全管理功能，保證數(shù)據(jù)和文件的一致性、完整性和實用性； ·保證通暢的數(shù)據(jù)文件通信，以便各用戶能夠協(xié)同工作； ·充分利用各種共享資源（如打印機等）。 3、工作站的作用 ·用戶可以通過工作站訪問服務器； ·與其它工作站用戶進行通信； ·在用戶權(quán)限內(nèi),共享所有網(wǎng)絡資源。,4、服務器、工作站的分類 ·按硬件分類，服務器可分為：基

3、于PC機的服務器 、使用小型機或大型機作服務器；工作站可分為：無盤工作站、普通PC工作站 。 ·按功能分類，服務器可分為：文件服務器 、打印服務器 、調(diào)制解調(diào)服務器等等 ；工作站可分為：普通用戶工作站 、超級用戶工作站 、網(wǎng)管工作站等等。,服務器的類型,1.按應用層次劃分為入門級服務器、工作組級服務器、部門級服務器和企業(yè)級服務器四類。 (1)入門級服務器    (2)工作組級

4、服務器    (3)部門級服務器    (4)企業(yè)級服務器,入門級服務器,入門級服務器通常只使用一塊CPU，并根據(jù)需要配置相應的內(nèi)存（如256MB）和大容量IDE硬盤，必要時也會采用IDE RAID（一種磁盤陣列技術(shù)，主要目的是保證數(shù)據(jù)的可靠性和可恢復性）進行數(shù)據(jù)保護。入門級服務器主要是針對基于Windows NT，NetWare等網(wǎng)絡操作系統(tǒng)的用戶，可以滿足辦公室型的中小

5、型網(wǎng)絡用戶的文件共享、打印服務、數(shù)據(jù)處理、Internet接入及簡單數(shù)據(jù)庫應用的需求，也可以在小范圍內(nèi)完成諸如E-mail、 Proxy 、DNS等服務。,IBMxSeries200入門級服務器,對于一個小部門的辦公需要而言，服務器的主要作用是完成文件和打印服務，文件和打印服務是服務器的最基本應用之一，對硬件的要求較低，一般采用單顆或雙顆CPU的入門級服務器即可。為了給打印機提供足夠的打印緩沖區(qū)需要較大的內(nèi)存，為了應付頻繁和大量的文件存

6、取要求有快速的硬盤子系統(tǒng)，而好的管理性能則可以提高服務器的使用效率。,工作組服務器,工作組級服務器一般支持1至2個PⅢ處理器或單顆P4（奔騰4）處理器，可支持大容量的ECC（一種內(nèi)存技術(shù)，多用于服務器內(nèi)存）內(nèi)存，功能全面?？晒芾硇詮?、且易于維護，具備了小型服務器所必備的各種特性，如采用SCSI（一種總線接口技術(shù)）總線的I/O（輸入/輸出）系統(tǒng)，SMP對稱多處理器結(jié)構(gòu)、可選裝RAID、熱插拔硬盤、熱插拔電源等，具有高可用性特性。適用于為中

7、小企業(yè)提供Web、Mail等服務，也能夠用于學校等教育部門的數(shù)字校園網(wǎng)、多媒體教室的建設等。,如聯(lián)想針對工作組以及其他小型應用環(huán)境推出的萬全T200,使用一塊Intel?Xeon 2.4GHz處理器，標準配置為256MB內(nèi)存，配備了4個120G 7200轉(zhuǎn)SATA（串行ATA接口，一種新的硬盤接口）硬盤，外插4口SATA RAID卡?？梢蕴峁┒喾NRAID方式。,聯(lián)想萬全T200工作組級服務器,通常情況下，如果應用不復雜，例如沒有大型的數(shù)

8、據(jù)庫需要管理，那么采用工作組級服務器就可以滿足要求。目前，國產(chǎn)服務器的質(zhì)量已與國外著名品牌相差無幾，特別是在中低端產(chǎn)品上，國產(chǎn)品牌的性價比具有更大的優(yōu)勢，中小企業(yè)可以考慮選擇一些國內(nèi)品牌的產(chǎn)品。此外，HP等大廠商甚至推出了專門為中小企業(yè)定制的服務器。但個別企業(yè)如果業(yè)務比較復雜，數(shù)據(jù)流量比較多，而且資金允許的情況下，也可以考慮選擇部門級和企業(yè)級的服務器來作為其關鍵任務服務器。目前HP、DELL、IBM、浪潮都是較不錯的品牌。,部門級服務器

9、,部門級服務器通?？梢灾С?至4個PⅢ Xeon（至強）處理器，具有較高的可靠性、可用性、可擴展性和可管理性。首先，集成了大量的監(jiān)測及管理電路，具有全面的服務器管理能力，可監(jiān)測如溫度、電壓、風扇、機箱等狀態(tài)參數(shù)。此外，結(jié)合服務器管理軟件，可以使管理人員及時了解服務器的工作狀況。同時，大多數(shù)部門級服務器具有優(yōu)良的系統(tǒng)擴展性，當用戶在業(yè)務量迅速增大時能夠及時在線升級系統(tǒng)，可保護用戶的投資。目前，部門級服務器是企業(yè)網(wǎng)絡中分散的各基層數(shù)據(jù)采集單

10、位與最高層數(shù)據(jù)中心保持順利連通的必要環(huán)節(jié)。適合中型企業(yè)（如金融、郵電等行業(yè)）作為數(shù)據(jù)中心、Web站點等應用。,例如，方正的部門級服務器——圓明MT100，其標準配置為256MB內(nèi)存（最大可以擴充至8GB的內(nèi)存），使用一顆1.8GHz的Xeon處理器（也可以根據(jù)用戶的需要擴充為雙Xeon2.2GHz）。同時，通過板載芯片實現(xiàn)了對Ultra 320硬盤的支持，而且提供了4個熱插拔硬盤艙。,方正圓明MT100部門級服務器,企業(yè)級服務器,企業(yè)級

11、服務器屬于高檔服務器，普遍可支持4至8個PIII Xeon（至強）或P4 Xeon（至強）處理器，擁有獨立的雙PCI通道和內(nèi)存擴展板設計，具有高內(nèi)存帶寬，大容量熱插拔硬盤和熱插拔電源，具有超強的數(shù)據(jù)處理能力。這類產(chǎn)品具有高度的容錯能力、優(yōu)異的擴展性能和系統(tǒng)性能、極長的系統(tǒng)連續(xù)運行時間，能在很大程度上保護用戶的投資?？勺鳛榇笮推髽I(yè)級網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)庫服務器。,目前，企業(yè)級服務器主要適用于需要處理大量數(shù)據(jù)、高處理速度和對可靠性要求極高的大型企業(yè)和

12、重要行業(yè)（如金融、證券、交通、郵電、通信等行業(yè)），可用于提供ERP（企業(yè)資源配置）、電子商務、OA（辦公自動化）等服務。如Dell的PowerEdge 4600服務器，標準配置為2.4GHz Intel Xeon處理器，最大支持12GB的內(nèi)存。此外，采用了Server Works GC-HE芯片組，支持2至4路Xeon處理器。集成了RAID控制器并配備了128MB緩存，可以為用戶提供0、1、5、10四個級別的RAID，最大可以支持10個

13、熱插拔硬盤并提供730GB的磁盤存儲空間。,由于是面向企業(yè)級應用，所在在可維護性以及冗余性能上有其獨到的地方，例如配備了7個PCI-X插槽（其中6個支持熱插拔），而且不需任何工具即可對冗余風扇、電源以及PCI-X進行安裝和更換。,Dell PowerEdge 4600企業(yè)級服務器,3.按服務器的機箱結(jié)構(gòu)來劃分，可以把服務器劃分為“臺式服務器”、“機架式服務器”、“機柜式服務器”和“刀片式服務器”四類。 (1)臺式服務器

14、    (2)機架式服務器    (3)機柜式服務器     (4)刀片式服務器,臺式服務器,臺式服務器也稱為“塔式服務器”。有的臺式服務器采用大小與普通立式計算機大致相當?shù)臋C箱，有的采用大容量的機箱，像個碩大的柜子。低檔服務器由于功能較弱，整個服務器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)比較簡單，所以機箱不大，都采用臺式機箱結(jié)構(gòu)。這里所介紹的臺式不是平時普通計算機中的臺

15、式，立式機箱也屬于臺式機范圍，目前這類服務器在整個服務器市場中占有相當大的份額。,DELL 塔式服務器,機架式服務器,機架式服務器的外形看來不像計算機，而像交換機，有1U（1U=1.75英寸）、2U、4U等規(guī)格。機架式服務器安裝在標準的19英寸機柜里面。這種結(jié)構(gòu)的多為功能型服務器。,DELL機架式服務器,對于信息服務企業(yè)（如ISP/ICP/ISV/IDC）而言，選擇服務器時首先要考慮服務器的體積、功耗、發(fā)熱量等物理參數(shù)，因為信息服務企業(yè)

16、通常使用大型專用機房統(tǒng)一部署和管理大量的服務器資源，機房通常設有嚴密的保安措施、良好的冷卻系統(tǒng)、多重備份的供電系統(tǒng)，其機房的造價相當昂貴。如何在有限的空間內(nèi)部署更多的服務器直接關系到企業(yè)的服務成本，通常選用機械尺寸符合19英寸工業(yè)標準的機架式服務器。機架式服務器也有多種規(guī)格，例如1U（4.45cm高）、2U、4U、6U、8U等。通常1U的機架式服務器最節(jié)省空間，但性能和可擴展性較差，適合一些業(yè)務相對固定的使用領域。4U以上的產(chǎn)品性能較高

17、，可擴展性好，一般支持4個以上的高性能處理器和大量的標準熱插拔部件。管理也十分方便，廠商通常提供人相應的管理和監(jiān)控工具，適合大訪問量的關鍵應用，但體積較大，空間利用率不高。,機柜式服務器,在一些高檔企業(yè)服務器中由于內(nèi)部結(jié)構(gòu)復雜，內(nèi)部設備較多，有的還具有許多不同的設備單元或幾個服務器都放在一個機柜中，這種服務器就是機柜式服務器。,聯(lián)想機柜式高性能服務器,對于證券、銀行、郵電等重要企業(yè)，則應采用具有完備的故障自修復能力的系統(tǒng)，關鍵部件應采用

18、冗余措施，對于關鍵業(yè)務使用的服務器也可以采用雙機熱備份高可用系統(tǒng)或者是高性能計算機，這樣的系統(tǒng)可用性就可以得到很好的保證。,刀片式服務器,刀片式服務器是一種HAHD（High Availability High Density，高可用高密度）的低成本服務器平臺，是專門為特殊應用行業(yè)和高密度計算機環(huán)境設計的，其中每一塊“刀片”實際上就是一塊系統(tǒng)母板，類似于一個個獨立的服務器。在這種模式下，每一個母板運行自己的系統(tǒng)，服務于指定的不同用戶群，

19、相互之間沒有關聯(lián)。不過可以使用系統(tǒng)軟件將這些母板集合成一個服務器集群。在集群模式下，所有的母板可以連接起來提供高速的網(wǎng)絡環(huán)境，可以共享資源，為相同的用戶群服務。當前市場上的刀片式服務器有兩大類：,一類主要為電信行業(yè)設計，接口標準和尺寸規(guī)格符合PICMG（PCI Industrial Computer Manufacturer's Group）1.x或2.x，未來還將推出符合PICMG 3.x 的產(chǎn)品，采用相同標準的不同廠商的刀片

20、和機柜在理論上可以互相兼容；另一類為通用計算設計，接口上可能采用了上述標準或廠商標準，但 尺寸規(guī)格是廠商自定，注重性能價格比，目前屬于這一類的產(chǎn)品居多。刀片式服務器目前最適合群集計算和IxP提供互聯(lián)網(wǎng)服務。,網(wǎng)絡適配卡(網(wǎng)卡) 網(wǎng)絡中每臺計算機都必須安裝網(wǎng)絡適配卡，常稱網(wǎng)卡，有時也稱做網(wǎng)絡適配器或叫網(wǎng)絡接口卡（NIC）。1、網(wǎng)卡的功能 簡言之，網(wǎng)卡的主要功能就是向網(wǎng)上發(fā)送信息和從網(wǎng)上獲得信息（或說訪問網(wǎng)絡和被訪問）。 2

21、、網(wǎng)卡主要性能指標 ·傳輸速率：網(wǎng)絡每秒傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量，以Mbps為單位（即: 每秒兆位）。 ·網(wǎng)卡上數(shù)據(jù)和幀的緩存數(shù)量 多數(shù)網(wǎng)卡都帶有緩沖存儲器，當發(fā)送或接收數(shù)據(jù)時，數(shù)據(jù)先被保存在緩沖區(qū)中，然后再與結(jié)點的其它硬件速率相匹配。,,·總線 目前大都使用PCI卡 ，總線還可以按數(shù)據(jù)寬度劃分，有：16位網(wǎng)卡、32位網(wǎng)卡等。 ·有無DMA或智能芯片 有些網(wǎng)卡帶DMA（直接存儲器訪問

22、）控制器，有了它可以直接訪問本結(jié)點內(nèi)存，與內(nèi)存直接交接數(shù)據(jù)。DMA可以使網(wǎng)卡的速度有明顯提高。 ·連接器設計 網(wǎng)卡與網(wǎng)纜相連的接口通常叫連接器。兩個接口甚至三個接口的網(wǎng)卡與電纜連接就更靈活。,3、常用網(wǎng)卡 Ethernet網(wǎng)卡 、Token Ring網(wǎng)卡 、光纖分布數(shù)據(jù)接口（FDDI）網(wǎng)卡 、異步傳輸模式網(wǎng)卡。,網(wǎng)絡適配器(NIC),5.2.2 集線器、交換機和光電轉(zhuǎn)換器,1.集線器 網(wǎng)絡集線器

23、(HUB)有許多特色。最簡單的集線器通過把邏輯Ethernet連接成物理上的星形拓撲而增加了網(wǎng)絡的連通性，它實質(zhì)是一個多端口中繼器。,集線器的英文稱為“Hub”?！癏ub”是“中心”的意思，集線器的主要功能是對接收到的信號進行再生整形放大，以擴大網(wǎng)絡的傳輸距離，同時把所有節(jié)點集中在以它為中心的節(jié)點上。它工作于OSI(開放系統(tǒng)互聯(lián)參考模型)參考模型第一層，即“物理層”。集線器與網(wǎng)卡、網(wǎng)線等傳輸介質(zhì)一樣，屬于局域網(wǎng)中的基礎設備，采用CSMA

24、/CD（一種檢測協(xié)議）訪問方式。,集線器屬于純硬件網(wǎng)絡底層設備，基本上不具有類似于交換機的“智能記憶”能力和“學習”能力。它也不具備交換機所具有的MAC地址表，所以它發(fā)送數(shù)據(jù)時都是沒有針對性的，而是采用廣播方式發(fā)送。也就是說當它要向某節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)時，不是直接把數(shù)據(jù)發(fā)送到目的節(jié)點，而是把數(shù)據(jù)包發(fā)送到與集線器相連的所有節(jié)點。,這種廣播發(fā)送數(shù)據(jù)方式有兩方面不足：（1）用戶數(shù)據(jù)包向所有節(jié)點發(fā)送，很可能帶來數(shù)據(jù)通信的不安全因素，一些別有用心的人很

25、容易就能非法截獲他人的數(shù)據(jù)包；（2）由于所有數(shù)據(jù)包都是向所有節(jié)點同時發(fā)送，加上以上所介紹的共享帶寬方式，就更加可能造成網(wǎng)絡塞車現(xiàn)象，更加降低了網(wǎng)絡執(zhí)行效率。（3）非雙工傳輸，網(wǎng)絡通信效率低。集線器的同一時刻每一個端口只能進行一個方向的數(shù)據(jù)通信，而不能像交換機那樣進行雙向雙工傳輸，網(wǎng)絡執(zhí)行效率低，不能滿足較大型網(wǎng)絡通信需求。,正因如此，盡管集線器技術(shù)也在不斷改進，但實質(zhì)上就是加入了一些交換機（SWITCH）技術(shù)，發(fā)展到了今天的具有堆疊技術(shù)

26、的堆疊式集線器，有的集線器還具有智能交換機功能?？梢哉f集線器產(chǎn)品已在技術(shù)上向交換機技術(shù)進行了過渡，具備了一定的智能性和數(shù)據(jù)交換能力。但隨著交換機價格的不斷下降，僅有的價格優(yōu)勢已不再明顯，集線器的市場越來越小，處于淘汰的邊緣。盡管如此，集線器對于家庭或者小型企業(yè)來說，在經(jīng)濟上還是有一點誘惑力的，特別適合家庭幾臺機器的網(wǎng)絡中或者中小型公司作為分支網(wǎng)絡使用。,HUB是一個多端口的轉(zhuǎn)發(fā)器，當以HUB為中心設備時，網(wǎng)絡中某條線路產(chǎn)生了故障，并不影

27、響其它線路的工作。所以HUB在局域網(wǎng)中得到了廣泛的應用。大多數(shù)的時候它用在星型與樹型網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)中，以RJ45接口與各主機相連（也有BNC接口），HUB按照不同的說法有很多種類。,集線器的分類（1）有源、無源集線器 和智能集線器 無源集線器：只負責把多段介質(zhì)連在一起，不對信號做任何處理，對介質(zhì)的傳輸距離沒有擴展，并且對信號有一定的影響，這樣它對每一介質(zhì)段只允許擴展到最大有效距離的一半。連接在這種HUB上的每臺計算機，都能收到

28、來自同一HUB上所有其它電腦發(fā)出的信號。 有源集線器：有源HUB與無源HUB的區(qū)別就在于它能對信號放大或再生，這樣它就延長了兩臺主機間的有效傳輸距離。 智能集線器：智能HUB除具備有源HUB所有的功能外，還有網(wǎng)絡管理及路由功能。在智能HUB網(wǎng)絡中，不是每臺機器都能收到信號，只有與信號目的地址相同地址端口計算機才能收到。有些智能HUB可自行選擇最佳路徑，這就對網(wǎng)絡有很好的管理。,集線器的定義,集線器（HUB）屬于數(shù)據(jù)通信系

29、統(tǒng)中的基礎設備，它和雙絞線等傳輸介質(zhì)一樣，是一種不需任何軟件支持或只需很少管理軟件管理的硬件設備。它被廣泛應用到各種場合。集線器工作在局域網(wǎng)(LAN)環(huán)境，像網(wǎng)卡一樣，應用于OSI參考模型第一層，因此又被稱為物理層設備。集線器內(nèi)部采用了電器互聯(lián)，當維護LAN的環(huán)境是邏輯總線或環(huán)型結(jié)構(gòu)時，完全可以用集線器建立一個物理上的星型或樹型網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)。在這方面，集線器所起的作用相當于多端口的中繼器。其實，集線器實際上就是中繼器的一種，其區(qū)別僅在于集線

30、器能夠提供更多的端口服務，所以集線器又叫多口中繼器。,集線器的工作特點,依據(jù)IEEE 802．3協(xié)議，集線器功能是隨機選出某一端口的設備，并讓它獨占全部帶寬，與集線器的上聯(lián)設備(交換機、路由器或服務器等)進行通信。由此可以看出，集線器在工作時具有以下兩個特點： 第一：是Hub只是一個多端口的信號放大設備，工作中當一個端口接收到數(shù)據(jù)信號時，由于信號在從源端口到Hub的傳輸過程中已有了衰減，所以Hub便將該信號進行整形放大，使被衰減

31、的信號再生(恢復)到發(fā)送時的狀態(tài)，緊接著轉(zhuǎn)發(fā)到其他所有處于工作狀態(tài)的端口上。從Hub的工作方式可以看出，它在網(wǎng)絡中只起到信號放大和重發(fā)作用，其目的是擴大網(wǎng)絡的傳輸范圍，而不具備信號的定向傳送能力，是—個標準的共享式設備。因此有人稱集線器為“傻Hub”或“啞Hub”。,第二是Hub只與它的上聯(lián)設備(如上層Hub、交換機或服務器)進行通信，同層的各端口之間不會直接進行通信，而是通過上聯(lián)設備再將信息廣播到所有端口上。由此可見，即使是在同一Hu

32、b的不同兩個端口之間進行通信，都必須要經(jīng)過兩步操作：第一步是將信息上傳到上聯(lián)設備；第二步是上聯(lián)設備再將該信息廣播到所有端口上。 不過，隨著技術(shù)的發(fā)展和需求的變化，目前的許多Hub在功能上進行了拓寬，不再受這種工作機制的影響。由Hub組成的網(wǎng)絡是共享式網(wǎng)絡，同時Hub也只能夠在半雙工下工作。,Hub主要用于共享網(wǎng)絡的組建，是解決從服務器直接到桌面最經(jīng)濟的方案。在交換式網(wǎng)絡中，Hub直接與交換機相連，將交換機端口的數(shù)據(jù)送到桌面。使用Hub

33、組網(wǎng)靈活，它處于網(wǎng)絡的一個星型結(jié)點，對結(jié)點相連的工作站進行集中管理，不讓出問題的工作站影響整個網(wǎng)絡的正常運行，并且用戶的加入和退出也很自由。,集線器分類,1．按結(jié)構(gòu)和功能分類 按結(jié)構(gòu)和功能分類，集線器可分為未管理的集線器、堆疊式集線器和底盤集線器三類。 (1)未管理的集線器 最簡單的集線器通過以太網(wǎng)總線提供中央網(wǎng)絡連接，以星形的形式連接起來。這稱之為未管理的集線器，只用于很小型的至多12個節(jié)點的網(wǎng)絡中(在少數(shù)情況下，可以

34、更多一些)。未管理的集線器沒有管理軟件或協(xié)議來提供網(wǎng)絡管理功能，這種集線器可以是無源的，也可以是有源的，有源集線器使用得更多。,(2)堆疊式集線器 堆疊式集線器是稍微復雜一些的集線器。堆疊式集線器最顯著的特征是8個轉(zhuǎn)發(fā)器可以直接彼此相連。這樣只需簡單地添加集線器并將其連接到已經(jīng)安裝的集線器上就可以擴展網(wǎng)絡，這種方法不僅成本低，而且簡單易行。 (3)底盤集線器 底盤集線器是一種模塊化的設備，在其底板電路板上可以插入多種類型

35、的模塊。有些集線器帶有冗余的底板和電源。同時，有些模塊允許用戶不必關閉整個集線器便可替換那些失效的模塊。集線器的底板給插入模塊準備了多條總線，這些插入模塊可以適應不同的段，,2．按局域網(wǎng)的類型分類 從局域網(wǎng)角度來區(qū)分，集線器可分為五種不同類型。 (1)單中繼網(wǎng)段集線器 最簡單的集線器，是一類用于最簡單的中繼式LAN網(wǎng)段的集線器，與堆疊式以太網(wǎng)集線器或令牌環(huán)網(wǎng)多站訪問部件(MAU)等類似,(2)多網(wǎng)段集線器 從單中繼網(wǎng)段集線器

36、直接派生而來，采用集線器背板，這種集線器帶有多個中繼網(wǎng)段。其主要優(yōu)點是可以將用戶分布于多個中繼網(wǎng)段上，以減少每個網(wǎng)段的信息流量負載，網(wǎng)段之間的信息流量一般要求獨立的網(wǎng)橋或路由器。 (3)端口交換式集線器 該集成器是在多網(wǎng)段集線器基礎上，將用戶端口和多個背板網(wǎng)段之間的連接過程自動化，并通過增加端口交換矩陣(PSM)來實現(xiàn)的集線器。PSM可提供一種自動工具，用于將任何外來用戶端口連接到集線器背板上的任何中繼網(wǎng)段上。端口交換式集線器的主要

37、優(yōu)點是，可實現(xiàn)移動、增加和修改的自動化特點。,(4)網(wǎng)絡互聯(lián)集線器 端口交換式集線器注重端口交換，而網(wǎng)絡互聯(lián)集線器在背板的多個網(wǎng)段之間可提供一些類型的集成連接，該功能通過一臺綜合網(wǎng)橋、路由器或LAN交換機來完成。目前，這類集線器通常都采用機箱形式。 (5)交換式集線器 目前，集線器和交換機之間的界限已變得模糊。交換式集線器有一個核心交換式背板，采用一個純粹的交換系統(tǒng)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的共享介質(zhì)中繼網(wǎng)段。此類產(chǎn)品已經(jīng)上市，

38、并且混合的(中繼／交換)集線器很可能在以后幾年控制這一市場。應該指出，這類集線器和交換機之間的特性幾乎沒有區(qū)別。,局域網(wǎng)集線器選擇,隨著技術(shù)的發(fā)展，在局域網(wǎng)尤其是—些大中型局域網(wǎng)中，集線器已逐漸退出應用，而被交換機代替。目前，集線器主要應用于一些中小型網(wǎng)絡或大中型網(wǎng)絡的邊緣部分。下面以中小型局域網(wǎng)的應用為特點，介紹其選擇方法。 1．以速度為標準 集線器速度的選擇，主要決定于以下3個因素。 (1)上聯(lián)設備帶寬 如果上聯(lián)設備

39、允許跑100Mbit／s，自然可購買lOOMbit／s集線器；否則lOMbit／s集線器應是理想選擇，由于是對于網(wǎng)絡連接設備數(shù)較少，而且通信流量不是很大的網(wǎng)絡來說，lOMbit／s集線器就可以滿足應用需要。,(2)提供的連接端口數(shù)由于連接在集線器上的所有站點均爭用同一個上行總線，所以連接的端口數(shù)目越多，就越容易造成沖突。同時，發(fā)往集線器任一端口的數(shù)據(jù)將被發(fā)送至與集線器相連的所有端口上，端口數(shù)過多將降低設備有效利用率。依據(jù)實踐經(jīng)驗，一個

40、lOMbit／s集線器所管理的計算機數(shù)不宜超過15個，lOOMbit／s的不宜超過25個。如果超過，應使用交換機來代替集線器。 (3)應用需求 傳輸?shù)膬?nèi)容不涉及語音、圖像，傳輸量相對較小時，選擇10Mbit／s即可。如果傳輸量較大，且有可能涉及多媒體應用(注意集線器不適于用來傳輸時間敏感性信號，如語音信號)時， 應當選擇100Mbit／s或10／100Mbit／s自適應集線器。10／100Mbit／s自適應集線器的價格一般要

41、比100Mbit／s的高。,2．以能否滿足拓展為標準當一個集線器提供的端口不夠時，一般有以下兩種拓展用戶數(shù)目的方法。(1)堆疊 堆疊是解決單個集線器端口不足時的一種方法，但是因為堆疊在一起的多個集線器還是工作在同一個環(huán)境下，所以堆疊的層數(shù)也不能太多。然而，市面上許多集線器以其堆疊層數(shù)比其他品牌的多而作為賣點，如果遇到這種情況，要區(qū)別對待：一方面可堆疊層數(shù)越多，一般說明集線器的穩(wěn)定性越高；另一方面可堆疊層數(shù)越多，每個用戶實際可享有的

42、帶寬則越小。 (2)級連 級連是在網(wǎng)絡中增加用戶數(shù)的另一種方法，但是此項功能的使用—般是有條件的，即Hub必須提供可級連的端口，此端口上常標為“Uplink”或“MDI”的字樣，用此端口與其他的Hub進行級連。如果沒有提供專門的端口而必須要進行級連時，連接兩個集線器的雙絞線在制作時必須要進行錯線。,3．以是否提供網(wǎng)管功能為標準 早期的Hub屬于一種低端的產(chǎn)品，且不可管理。近年來，隨著技術(shù)的發(fā)展，部分集線器在技術(shù)上引進了交

43、換機的功能，可通過增加網(wǎng)管模塊實現(xiàn)對集線器的簡單管理(SNMP)，以方便使用。但需要指出的是，盡管同是對SNMP提供支持，不同廠商的模塊是不能混用的，同時同一廠商的不同產(chǎn)品的模塊也不同。目前提供SNMP功能的Hub其售價較高，如D-Link公司的DEl824非智能型24口10Base-T的售價比加裝網(wǎng)管模塊后的DEl8241要便宜1000元左右。,4．以外形尺寸為參考 如果網(wǎng)絡系統(tǒng)比較簡單，沒有樓宇之間的綜合布線，而且網(wǎng)絡內(nèi)的用戶比較

44、少，如一個家庭、一個或幾個相鄰的辦公室，則沒有必要再考慮Hub的外形尺寸。但是有的時候情況并非如此，例如為了便于對多個Hub進行集中管理，在購買Hub之前已經(jīng)購置了機柜，這時在選購Hub時必須要考慮它的外形尺寸，否則Hub無法安裝在機架上?，F(xiàn)在市面上的機柜在設計時一般都遵循19英寸的工業(yè)規(guī)范，它可安裝大部分的5口、8口、16口和24口的Hub。不過，為了防止意外，在選購時一定注意它是否符合19英寸工作規(guī)范，以便在機柜中安全、集中地進行管

45、理。,5．適當考慮品牌和價格 像網(wǎng)卡一樣，目前市面上的Hub基本由美國品牌和中國臺灣品牌占據(jù)，近來大陸幾家公司也相繼推出了集線器產(chǎn)品。其中高檔Hub主要還是由美國品牌占領，如3COM、Intel、Bay等，它們在設計上比較獨特，一般幾個甚至是每個端口配置一個處理器，當然，價格也較高。我國臺灣地區(qū)的D-Link和Accton占有了中低端Hub的主要份額，大陸的聯(lián)想、實達、TPLink等公司分別以雄厚的實力向市場上推出了自己的產(chǎn)品。這些中

46、低檔產(chǎn)品均采用單處理器技術(shù)，其外圍電路的設計思想大同小異，實現(xiàn)這些思想的焊接工藝手段也基本相同，價格相差不多，大陸產(chǎn)品相對略便宜些，正日益占據(jù)更大的市場份額。近來，隨交換機產(chǎn)品價格的日益下降，集線器市場日益痿縮，不過，在特定的場合，集線器以其低延遲的特點可以用更低的投入帶來更高的效率。交換機不可能完全代替集線器,2. 交換機 交換技術(shù)的發(fā)展由來已久，早在計算機發(fā)明之前的電話通信時期，交換機是電話通信領域的產(chǎn)品。后

47、來由于計算機技術(shù)的發(fā)展，使得電話通信技術(shù)與計算機技術(shù)結(jié)合，出現(xiàn)了程控交換技術(shù)產(chǎn)品——程控交換機。 交換（switching）是按照通信兩端傳輸信息的需要，用人工或設備自動完成的方法，把要傳輸?shù)男畔⑺偷椒弦蟮南鄳酚缮系募夹g(shù)統(tǒng)稱。廣義的交換機（switch）就是一種在通信系統(tǒng)中完成信息交換功能的設備。,交換機擁有一條很高帶寬的背部總線和內(nèi)部交換矩陣。交換機的所有的端口都掛接在這條背部總線上，控制電路收到數(shù)據(jù)包以后，處理端口會

48、查找內(nèi)存中的地址對照表以確定目的MAC（網(wǎng)卡的硬件地址）的NIC（網(wǎng)卡）掛接在哪個端口上，通過內(nèi)部交換矩陣迅速將數(shù)據(jù)包傳送到目的端口，目的MAC若不存在才廣播到所有的端口，接收端口回應后交換機會“學習”新的地址，并把它添加入內(nèi)部MAC地址表中。   使用交換機也可以把網(wǎng)絡“分段”，通過對照MAC地址表，交換機只允許必要的網(wǎng)絡流量通過交換機。通過交換機的過濾和轉(zhuǎn)發(fā)，可以有效的隔離廣播風暴，減少誤包和錯包的

49、出現(xiàn)，避免共享沖突。,,交換機在同一時刻可進行多個端口對之間的數(shù)據(jù)傳輸。每一端口都可視為獨立的網(wǎng)段，連接在其上的網(wǎng)絡設備獨自享有全部的帶寬，無須同其他設備競爭使用。當節(jié)點A向節(jié)點D發(fā)送數(shù)據(jù)時，節(jié)點B可同時向節(jié)點C發(fā)送數(shù)據(jù)，而且這兩個傳輸都享有網(wǎng)絡的全部帶寬，都有著自己的虛擬連接。假使這里使用的是10Mbps的以太網(wǎng)交換機，那么該交換機這時的總流通量就等于2×10Mbps＝20Mbps，而使用10Mbps的共享式HUB時，一個H

50、UB的總流通量也不會超出10Mbps。       總之，交換機是一種基于MAC地址識別，能完成封裝轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包功能的網(wǎng)絡設備。交換機可以“學習”MAC地址，并把其存放在內(nèi)部地址表中，通過在數(shù)據(jù)幀的始發(fā)者和目標接收者之間建立臨時的交換路徑，使數(shù)據(jù)幀直接由源地址到達目的地址。,交換機功能,轉(zhuǎn)發(fā)/過濾：當一個數(shù)據(jù)幀的目的地址在MAC地址表中有映射時，它被轉(zhuǎn)發(fā)到連接目的節(jié)點的端口而不是所有端口（如該數(shù)據(jù)

51、幀為廣播/組播幀則轉(zhuǎn)發(fā)至所有端口）。消除回路：當交換機包括一個冗余回路時，以太網(wǎng)交換機通過生成樹協(xié)議避免回路的產(chǎn)生，同時允許存在后備路徑。,交換機方式,1.直通式：　　直通方式的以太網(wǎng)交換機可以理解為在各端口間是縱橫交叉的線路矩陣電話交換機。它在輸入端口檢測到一個數(shù)據(jù)包時，檢查該包的包頭，獲取包的目的地址，啟動內(nèi)部的動態(tài)查找表轉(zhuǎn)換成相應的輸出端口，在輸入與輸出交叉處接通，把數(shù)據(jù)包直通到相應的端口，實現(xiàn)交換功能。由于不需要存儲，延遲非

52、常小、交換非?？欤@是它的優(yōu)點。它的缺點是，因為數(shù)據(jù)包內(nèi)容并沒有被以太網(wǎng)交換機保存下來，所以無法檢查所傳送的數(shù)據(jù)包是否有誤，不能提供錯誤檢測能力。由于沒有緩存，不能將具有不同速率的輸入/輸出端口直接接通，而且容易丟包。,2.存儲轉(zhuǎn)發(fā)：　　存儲轉(zhuǎn)發(fā)方式是計算機網(wǎng)絡領域應用最為廣泛的方式。它把輸入端口的數(shù)據(jù)包先存儲起來，然后進行CRC（循環(huán)冗余碼校驗）檢查，在對錯誤包處理后才取出數(shù)據(jù)包的目的地址，通過查找表轉(zhuǎn)換成輸出端口送出包。正因如此，

53、存儲轉(zhuǎn)發(fā)方式在數(shù)據(jù)處理時延時大，這是它的不足，但是它可以對進入交換機的數(shù)據(jù)包進行錯誤檢測，有效地改善網(wǎng)絡性能。尤其重要的是它可以支持不同速度的端口間的轉(zhuǎn)換，保持高速端口與低速端口間的協(xié)同工作。 3.碎片隔離：　　這是介于前兩者之間的一種解決方案。它檢查數(shù)據(jù)包的長度是否夠64個字節(jié)，如果小于64字節(jié)，說明是假包，則丟棄該包；如果大于64字節(jié)，則發(fā)送該包。這種方式也不提供數(shù)據(jù)校驗。它的數(shù)據(jù)處理速度比存儲轉(zhuǎn)發(fā)方式快，但比直通式慢。,從網(wǎng)絡

54、協(xié)議體系OSI模型的角度劃分，主要有三類：普通交換機、IP交換機和標記交換機。 （1）普通交換機 交換機的數(shù)據(jù)傳輸是有目的的，數(shù)據(jù)只對目的節(jié)點發(fā)送，只是在自己的MAC地址表中找不到的情況下第一次使用廣播方式發(fā)送，然后因為交換機具有MAC地址學習功能，第二次以后就不再是廣播發(fā)送了，又是有目的的發(fā)送，這就是一個在計算機網(wǎng)絡中廣泛使用的普通交換機的概念。 優(yōu)點：在小型局域網(wǎng)擴展規(guī)模、加大頻寬、提高效率方面，起著

55、重要的作用 ； 缺點：對陌生信息包的處理問題，對信號衰減的處理問題等。,（2）IP交換機 由交換機處理網(wǎng)絡內(nèi)部的信息包，由路由器處理路由信息。這樣就產(chǎn)生了IP交換機，它常被稱為是第三層交換技術(shù)產(chǎn)品。IP交換的核心是IP交換機，IP交換機由ATM交換機和IP交換機控制器組成。 優(yōu)點：IP交換的顯著優(yōu)點是提高了效率 ，節(jié)省了建立ATM虛電路的開銷。 缺點：只支持IP協(xié)議，同時它的效率依賴于具體用戶業(yè)務環(huán)境。,,（3

56、）標記交換機 標記交換（TAG SWITCH）是CISCO公司提出的一種多層交換技術(shù)。標記交換也是把第二層交換與第三層路由結(jié)合，一方面利用了第二層交換的高性能與業(yè)務量管理功能，另一方面也利用第三層路由的靈活性和可擴展性。通過升級ATM交換機、路由器或多層LAN交換機，都可實現(xiàn)標記交換。 優(yōu)點：A.增強了網(wǎng)絡的擴展性。 B.實現(xiàn)網(wǎng)絡管理的簡易性。 C.實現(xiàn)帶寬利用的高效性。 缺點：設備有限制。由于標記交換是CISCO公司

57、的專有技術(shù)，因此網(wǎng)絡中端到端都需用CISCO的設備，才能完成通信。,3.光電轉(zhuǎn)換器 光電轉(zhuǎn)換器是在光信號與電信號之間進行轉(zhuǎn)換的設備。光電轉(zhuǎn)換器的種類可以按接口類型不同劃分：有ST口、SC口光電轉(zhuǎn)換器等；按光信號波長不同有：850nm、1310nm光電轉(zhuǎn)換器等；按光源不同有發(fā)光二極管和激光光電轉(zhuǎn)換器等。,5.2.3 路由器、網(wǎng)關和調(diào)制解調(diào)器,什么是路由：所謂“路由”，是指把數(shù)據(jù)從一個地方傳送到另一個地方的行為和動作。路由器

58、（Router)：執(zhí)行把數(shù)據(jù)從一個地方傳送到另一個地方行為動作的機器。路由器是使用一種或者更多度量因素的網(wǎng)絡層設備，它決定網(wǎng)絡通信能夠通過的最佳路徑。路由器依據(jù)網(wǎng)絡層信息將數(shù)據(jù)包從一個網(wǎng)絡前向轉(zhuǎn)發(fā)到另一個網(wǎng)絡。偶爾也稱為網(wǎng)關（盡管網(wǎng)關的這個定義現(xiàn)在己經(jīng)過時）。,路由器兩大功能,路由器有兩大典型功能：即數(shù)據(jù)通道功能和控制功能。數(shù)據(jù)通道功能包括轉(zhuǎn)發(fā)決定、背板轉(zhuǎn)發(fā)以及輸出鏈路調(diào)度等，一般由特定的硬件來完成；控制功能一般用軟件來實現(xiàn)，包括與相

59、鄰路由器之間的信息交換、系統(tǒng)配置、系統(tǒng)管理等。,,1. 路由器 路由器的主要功能：a)連接多個獨立的網(wǎng)絡或子網(wǎng)；b)實現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)間的最佳尋徑及數(shù)據(jù)報傳送；c)進行流量管理、實現(xiàn)過濾、負載分流、負載勻衡及冗余容錯等；d)路由器還可以有數(shù)據(jù)壓縮、優(yōu)先、加密等功能。 路由器的主要特點：a)路由器工作在網(wǎng)絡層以下的低三層協(xié)議中,具有很強的異種網(wǎng)互聯(lián)能力 。b)路由器可把一個大的網(wǎng)絡分割為多個小網(wǎng)段，每個網(wǎng)段都有獨立的網(wǎng)絡號或子網(wǎng)號

60、,起到了提高網(wǎng)絡帶寬的作用。 c)路由器也是一種最基礎的防火墻 。,路由器的使用方式,路由表,路由器的主要工作就是為經(jīng)過路由器的每個數(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。由此可見，選擇最佳路徑的策略即路由算法是路由器的關鍵所在。為了完成這項工作，在路由器中保存著各種傳輸路徑的相關數(shù)據(jù)——路由表（Routing Table），供路由選擇時使用。打個比方，路由表就像我們平時使用的地圖一樣，標識著各種路線，路由表中保存

61、著子網(wǎng)的標志信息、網(wǎng)上路由器的個數(shù)和下一個路由器的名字等內(nèi)容。路由表可以是由系統(tǒng)管理員固定設置好的，也可以由系統(tǒng)動態(tài)修改，可以由路由器自動調(diào)整，也可以由主機控制。,,1．靜態(tài)路由表     由系統(tǒng)管理員事先設置好固定的路由表稱之為靜態(tài)（static）路由表，一般是在系統(tǒng)安裝時就根據(jù)網(wǎng)絡的配置情況預先設定的，它不會隨未來網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)的改變而改變。 2．動態(tài)路由表     動態(tài)（Dynamic）路由

62、表是路由器根據(jù)網(wǎng)絡系統(tǒng)的運行情況而自動調(diào)整的路由表。路由器根據(jù)路由選擇協(xié)議（Routing Protocol）提供的功能，自動學習和記憶網(wǎng)絡運行情況，在需要時自動計算數(shù)據(jù)傳輸?shù)淖罴崖窂健?,路由器通常依靠所建立及維護的路由表來決定如何轉(zhuǎn)發(fā)。路由表能力是指路由表內(nèi)所容納路由表項數(shù)量的極限。由于Internet上執(zhí)行BGP協(xié)議的路由器通常擁有數(shù)十萬條路由表項，所以該項目也是路由器能力的重要體現(xiàn)。,集線器、交換機、路由器區(qū)別,集線器：工作在物

63、理層（最底層），沒有相匹配的軟件系統(tǒng)，是純硬件設備。集線器主要用來連接計算機等網(wǎng)絡終端。 集線器為共享式帶寬，連接在集線器上的任何一個設備發(fā)送數(shù)據(jù)時，其他所有設備必須等待，此設備享有全部帶寬，通訊完畢，再由其他設備使用帶寬。正因此，集線器連接了一個沖突域的網(wǎng)絡。所有設備相互交替使用，就好象大家一起過一根獨木橋一樣。 集線器不能判斷數(shù)據(jù)包的目的地和類型，所以如果是廣播數(shù)據(jù)包也依然轉(zhuǎn)發(fā)，而且所有設備發(fā)出數(shù)據(jù)以廣播方式發(fā)送

64、到每個接口，這樣集線器也連接了一個廣播域的網(wǎng)絡。,,交換機：工作在數(shù)據(jù)鏈路層（第二層），稍微高端一點的交換機都有一個操作系統(tǒng)來支持。和集線器一樣主要用于連接計算機等網(wǎng)絡終端設備。 交換機比集線器更加先進，允許連接在交換機上的設備并行通訊，好比高速公路上的汽車并行行使一般，設備間通訊不會再發(fā)生沖突，因此交換機打破了沖突域，交換機每個接口是一個沖突域，不會與其他接口發(fā)生通訊沖突。,,路由器：工作在網(wǎng)絡層（第三層），所有的路由器都有自己的操

65、作系統(tǒng)來維持，并且需要人員調(diào)試，否則不能工作。路由器沒有那么多接口，主要用來進行網(wǎng)絡與網(wǎng)絡的連接。簡單的說路由器把數(shù)據(jù)從一個網(wǎng)絡發(fā)送到另一個網(wǎng)絡，這個過程就叫路由。路由器不僅能像交換機一樣隔離沖突域，而且還能檢測廣播數(shù)據(jù)包，并丟棄廣播包來隔離廣播域，有效的擴大了網(wǎng)絡的規(guī)模。,集線器、交換機、路由器區(qū)別表,2.網(wǎng)關 網(wǎng)關實現(xiàn)的網(wǎng)絡互聯(lián)發(fā)生在網(wǎng)絡層之上，它是網(wǎng)絡層以上的互聯(lián)設備的總稱。,網(wǎng)關連接,比如有網(wǎng)絡A和網(wǎng)絡B，網(wǎng)絡A的IP

66、地址范圍為“192.168.1.1~192. 168.1.254”，子網(wǎng)掩碼為255.255.255.0；網(wǎng)絡B的IP地址范圍為“192.168.2.1~192.168.2.254”，子網(wǎng)掩碼為255.255.255.0。在沒有路由器的情況下，兩個網(wǎng)絡之間是不能進行TCP/IP通信的，即使是兩個網(wǎng)絡連接在同一臺交換機（或集線器）上， TCP/IP協(xié)議也會根據(jù)子網(wǎng)掩碼（255.255.255.0）判定兩個網(wǎng)絡中的主機處在不同的網(wǎng)絡里。而要

67、實現(xiàn)這兩個網(wǎng)絡之間的通信，則必須通過網(wǎng)關。如果網(wǎng)絡A中的主機發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)包的目的主機不在本地網(wǎng)絡中，就把數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)給它自己的網(wǎng)關，再由網(wǎng)關轉(zhuǎn)發(fā)給網(wǎng)絡B的網(wǎng)關，網(wǎng)絡B的網(wǎng)關再轉(zhuǎn)發(fā)給網(wǎng)絡B的某個主機（如附圖所示）。網(wǎng)絡B向網(wǎng)絡A轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包的過程也是如此。 所以說，只有設置好網(wǎng)關的IP地址，TCP/IP協(xié)議才能實現(xiàn)不同網(wǎng)絡之間的相互通信。那么這個IP地址是哪臺機器的IP地址呢？網(wǎng)關的IP地址是具有路由功能的設備的IP地址，具有路由功能的設備有路

68、由器、啟用了路由協(xié)議的服務器（實質(zhì)上相當于一臺路由器）、代理服務器（也相當于一臺路由器）。,3.調(diào)制解調(diào)器 （1）調(diào)制解調(diào)器的功能 將計算機的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成模似信號或反之，以便在電話線路或微波線路上傳輸。 調(diào)制是把數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成模擬信號；調(diào)解是把模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。（2）Modem的作用及分類 作用：為了解決數(shù)字信號在模擬信道中傳輸產(chǎn)生失真的問題，因此在模擬信道兩端各加上一個Modem 。 分類：低速調(diào)制解調(diào)

69、器——信息傳輸速率為9600B/S，較高速率的33.6KB/S和56KB/S以及128KB/S的Modem。 (3）Modem的多種使用,Modem的類別,1、外置式Modem 外置式Modem放置于機箱外，通過串行通訊口與主機連接。這種Modem方便靈巧、易于安裝，閃爍的指示燈便于監(jiān)視Modem的工作狀況。但外置式Modem需要使用額外的電源與電纜。 我們再來看一下外置式的Modem，這是一個Hayes外置調(diào)制解調(diào)器。