網(wǎng)絡(luò)硬件與組網(wǎng)技術(shù)

網(wǎng)絡(luò)硬件與組網(wǎng)技術(shù)1、局域網(wǎng)中的硬件分類與功能一、網(wǎng)卡網(wǎng)絡(luò)接口卡（NIC—NetworkInterfaceCard）又稱為網(wǎng)絡(luò)適配器功能：與驅(qū)動程序結(jié)合實現(xiàn)計算機上使用的數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議的各種功能。還提供數(shù)據(jù)鏈路層硬件（或MAC)的地址。分類：按照傳輸速率分：10M網(wǎng)卡，10M/100M自適應(yīng)網(wǎng)卡以及千兆網(wǎng)卡按照主板總線類型分：ISA，VESA，EISA，PCI按照連線類型分：RJ45，BNC，AUI按照是否需要網(wǎng)線分：有線網(wǎng)卡，無線網(wǎng)卡其他：服務(wù)器專用網(wǎng)卡，筆記本專用網(wǎng)卡，USB網(wǎng)卡…應(yīng)用領(lǐng)域：

千兆網(wǎng)卡應(yīng)用于服務(wù)器，10M，100,10/100M網(wǎng)卡應(yīng)用于一般用途

總線類型一般選用PCI類型

接口類型一般為RJ45 BootROM，WakeonLAN2、局域網(wǎng)的媒體同軸電纜雙絞線光纜3、網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備一、集線器（HUB）

指共享式集線器。是局域網(wǎng)中計算機和服務(wù)器的連接設(shè)備，是局域網(wǎng)的星型連接點。數(shù)據(jù)從網(wǎng)絡(luò)站發(fā)送到集線器上后，被集線器中繼到其他所有端口，共網(wǎng)絡(luò)上所有用戶使用。一般以端口數(shù)量分有：8口、12口、16口、24口等，速度有10M和100M集線器分類1、單中繼網(wǎng)段集線器

一種簡單中繼器2、多網(wǎng)段集線器

從第一類直接派生出來，帶有多個中繼網(wǎng)段，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3、端口交換式集線器

是對第二種集線器的連接過程自動化，注重端口交換4、網(wǎng)絡(luò)互連式集線器5、交換式集線器

二、交換機特指交換式集線器是為了提高原有網(wǎng)絡(luò)的性能同時保護原有投資，降低網(wǎng)絡(luò)響應(yīng)時間，提高網(wǎng)路負載能力的設(shè)備。與集線器的區(qū)別：1、集線器屬于OSI物理層設(shè)備，而交換機屬于數(shù)據(jù)鏈路層設(shè)備2、集線器是廣播式工作模式，交換機則屬于端口對端口的工作模式3、集線器所有端口共享一條帶寬，交換機每個端口都有一條獨占帶寬三、中繼器用于延伸局域網(wǎng)，在物理層連接兩個網(wǎng)，在局域網(wǎng)間傳遞信息，起到信號放大、整形和傳輸作用以太網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：一個以太網(wǎng)中只允許出現(xiàn)5個網(wǎng)段，最多使用4個中繼器，且其中只有3個網(wǎng)段可以掛接計算機終端四、網(wǎng)橋與中繼器一樣，也是連接兩個網(wǎng)段的設(shè)備，其用途為當(dāng)達到連接限制的最大值時，對LAN進行擴展工作模式：工作在數(shù)據(jù)鏈路層的MAC子層上，可以截取所有網(wǎng)絡(luò)信息流并讀取每一幀上的目標(biāo)地址，確定幀是否轉(zhuǎn)發(fā)給下一個網(wǎng)絡(luò)。功能：學(xué)習(xí)、過濾和轉(zhuǎn)發(fā)優(yōu)點：1、納入存儲轉(zhuǎn)發(fā)功能，使其適應(yīng)于連接使用不同MAC協(xié)議的兩個LAN，可構(gòu)成不同LAN混連的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境2、中繼功能僅依賴于MAC幀的地址，對高層協(xié)議完全透明3、將較大LAN分成段，有利于改善可靠性、可用性和安全性缺點：1、與中繼器相比會增加時延2、不提供流量控制功能，在流量較大時可能過載造成幀丟失五、網(wǎng)關(guān)用于連接網(wǎng)絡(luò)層之上執(zhí)行不同協(xié)議的子網(wǎng)組成異構(gòu)的互聯(lián)網(wǎng)，能實現(xiàn)異構(gòu)設(shè)備之間的通信，對不同的傳輸層、會話層、表示層、應(yīng)用層協(xié)議進行翻譯和變換。具有對不兼容的高層協(xié)議進行轉(zhuǎn)換的功能。概念上與網(wǎng)橋相似，不同點是：1、網(wǎng)關(guān)用于實現(xiàn)不同局域網(wǎng)的連接2、網(wǎng)關(guān)建立在應(yīng)用層，網(wǎng)橋建立在數(shù)據(jù)鏈路層六、路由器用于連接多個邏輯上分開的網(wǎng)絡(luò)（所謂邏輯上分開的網(wǎng)絡(luò)是代表一個單獨的網(wǎng)絡(luò)或一個子網(wǎng)），路由器具有選擇路徑的功能優(yōu)點：適用于大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)；網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，負載共享和最有路徑；能更好地處理多媒體，安全性高；格里不需要通信量，節(jié)省局域網(wǎng)頻寬；減少主機負擔(dān)；缺點：不支持非路由協(xié)議；安裝復(fù)雜；價格高4、局域網(wǎng)常見的結(jié)構(gòu)及組成概述LAN：由特定類型的傳輸媒體和網(wǎng)絡(luò)適配器互聯(lián)在一起的計算機，并受網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)監(jiān)控的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)覆蓋范圍小，比廣域網(wǎng)傳輸速率高，具有較低的時延和較小的誤碼率可靠性高，成本低，組網(wǎng)靈活，易于管理局域網(wǎng)類型對等網(wǎng)絡(luò)沒有專門的服務(wù)器，計算機之間也沒有級別之分，每臺計算機都作為自己的服務(wù)器，網(wǎng)絡(luò)中沒有專門的網(wǎng)絡(luò)管理員。安裝步驟：1、安裝網(wǎng)卡，制作電纜（使用交叉接法）2、設(shè)置網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和服務(wù)3、設(shè)置工作組和IP地址（應(yīng)使用Internet保留地址）專用服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)狹義的概念，只專門提供某種服務(wù)的計算機，而不再兼作其他用途，其它計算機稱為工作站所有工作站以服務(wù)器為中心進行工作，相互之間無法直接通信?？蛻魴C/服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器主要完成管理外設(shè)、控制對共享數(shù)據(jù)庫的操作，接受并應(yīng)大客戶機請求的后臺工作等，與客戶關(guān)系緊密地操作（如管理用戶接口、數(shù)據(jù)處理和報告請求等工作）交給不同的客戶機完成，構(gòu)成一個分布式系統(tǒng)其工作模式為——請求/響應(yīng)典型結(jié)構(gòu)：網(wǎng)站局域網(wǎng)的組成計算機：PC傳輸媒體:雙絞線、同軸電纜、光纖、網(wǎng)絡(luò)適配器：網(wǎng)卡網(wǎng)絡(luò)接頭接口：RJ45,BNC網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)軟件:網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，通信軟件，網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)和訪問控制學(xué)習(xí)要點點到點結(jié)構(gòu)總線結(jié)構(gòu)令牌環(huán)結(jié)構(gòu)FDDI結(jié)構(gòu)星型結(jié)構(gòu)1點到點方式連接數(shù)：n*(n-1)/2ABCDEABM1M2電話網(wǎng)2總線結(jié)構(gòu)

總線拓撲采用單一信道作為傳輸介質(zhì)，所有站點通過專門的連接器接到這根稱為總線的公共信道上。任何一個站發(fā)送的信息都可沿著總線向兩個方向擴散，并且總能被總線上的每一個站所接收。使用這種拓撲需解決的問題是，多個站點同時發(fā)送數(shù)據(jù)時會產(chǎn)生信息的碰撞而造成沖突，必須采用相應(yīng)的媒體訪問控制機制來解決這個問題。常用的方法是采用CSMA/CD協(xié)議和令牌傳遞總線協(xié)議。

總線拓撲結(jié)構(gòu)簡單，布線容易，站點擴展靈活方便，可靠性高。缺點是故障檢測和隔離較困難，總線負載能力有限。

總線形式(共享介質(zhì)帶寬)集線器形式(共享集線器帶寬)ALOHA訪問控制方式ALOHA協(xié)議：70年代由夏威夷大學(xué)開發(fā)，自由發(fā)送數(shù)據(jù)，等待2τ

的時間，無應(yīng)答則重發(fā)數(shù)據(jù)，發(fā)生沖突則等待一段時間后重發(fā)數(shù)據(jù)，多次失敗后停止發(fā)送。時隙ALOHA協(xié)議：在ALOHA協(xié)議的基礎(chǔ)上，將時間劃分成多個時隙，各個站點只能在時隙開始時才能夠發(fā)送數(shù)據(jù)，可以減少沖突的發(fā)生?？偩€局域網(wǎng)訪問控制方法

基于IEEE802.3的總線局域網(wǎng)使用CSMA/CD技術(shù)進行訪問控制，最初由Xerox公司于1975年研制成功。當(dāng)時的數(shù)據(jù)率為2.94Mbps，在一條1公里長的電纜上連接了100多個工作站，并以曾經(jīng)在歷史上表示傳播電磁波的以太“Ether”來命名。以太網(wǎng)的成功促使Xerox、DEC、和Intel聯(lián)合起來推出商業(yè)產(chǎn)品，并為以太網(wǎng)制訂了一個標(biāo)準(zhǔn)，這個標(biāo)準(zhǔn)后來成為IEEE802.3的基礎(chǔ)。

CSMA/CD為英文CarrierSenseMultipleAccessWithCollisionDetection的縮寫，稱為帶有沖突檢測的載波偵聽多路訪問。載波偵聽多路訪問CSMA常用的CSMA技術(shù)有三種：非堅持CSMA、1-堅持CSMA和P-堅持CSMA。①非堅持CSMA非堅持CSMA的基本思想是，當(dāng)一個站要發(fā)送數(shù)據(jù)時，首先偵聽信道；若信道空閑就立即發(fā)送數(shù)據(jù)；若信道忙則放棄偵聽，隨機等待一段時間后再重新開始偵聽。②1-堅持CSMA1-堅持CSMA的基本思想是，當(dāng)一個站要發(fā)送數(shù)據(jù)時，首先偵聽信道；若信道空閑就立即發(fā)送數(shù)據(jù)；若信道忙則繼續(xù)偵聽，直到信道空閑就立即發(fā)送；若有沖突，等待一段隨機時間后重新偵聽信道。載波偵聽多路訪問（CSMA）

③P-堅持CSMAP-堅持CSMA的基本思想是，當(dāng)一個站要發(fā)送數(shù)據(jù)時，首先偵聽信道；若信道空閑，以P的概率發(fā)送數(shù)據(jù)，以（1—P）的概率延遲一個時間單位再偵聽；若信道忙，則繼續(xù)偵聽。沖突檢測和退避

在CSMA方式下，由于信道的傳播延遲，當(dāng)兩個站偵聽到總線上沒有信號而發(fā)送數(shù)據(jù)時仍會發(fā)生沖突。但CSMA算法沒有沖突檢測功能，即使沖突已發(fā)生，仍然要將已損壞的幀發(fā)送完，從而降低了總線的利用率。一種CSMA的改進方案是使站點在數(shù)據(jù)發(fā)出后繼續(xù)偵聽信道，一旦檢測到?jīng)_突，就立即停止發(fā)送，并向信道上發(fā)一串阻塞信號用以強化沖突，使各站都知道已發(fā)生了沖突。這樣信道的容量不致因白白傳送已損壞的幀而浪費。這種方法稱為帶有沖突檢測的載波偵聽多路訪問，即CSMA/CD。

檢測方法：信號電平法、過零點檢測、數(shù)據(jù)對比3令牌環(huán)結(jié)構(gòu)令牌環(huán)（TokenRing）于1969年由美國貝爾實驗室的Newhall等人研制成功，1985年IBM公司推出了IBM令牌環(huán)網(wǎng)，該網(wǎng)絡(luò)后來成為IEEE802.5標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)。

在令牌環(huán)網(wǎng)中，設(shè)置了一個稱為令牌（token）的特殊標(biāo)記，規(guī)定只有獲得令牌的站才有權(quán)利發(fā)送數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)發(fā)送后立即釋放令牌供其他站使用。就單令牌體制而言，因為環(huán)中只有一個令牌，所以任何時刻最多只有一個站發(fā)送數(shù)據(jù)，而且令牌和數(shù)據(jù)的發(fā)送方向是固定的。

令牌環(huán)的工作原理

令牌實際上是一個特殊的幀，其中有一位稱為令牌比特（即幀格式中的T比特）。當(dāng)一個站想發(fā)送數(shù)據(jù)時，必須首先截獲空閑令牌，這時發(fā)送站將令牌比特置為1，然后發(fā)送數(shù)據(jù)；如果經(jīng)過的令牌其令牌比特為1，則只能耐心等待。

令牌環(huán)的工作原理

每個站檢測所經(jīng)過的數(shù)據(jù)幀中的目的地址，如果與本站地址相符，則復(fù)制該幀，然后將該幀轉(zhuǎn)發(fā)給下一個站；否則僅轉(zhuǎn)發(fā)該數(shù)據(jù)幀。

令牌環(huán)的工作原理

數(shù)據(jù)幀回到發(fā)送站時，發(fā)送站在檢查該幀是否已被目的站接收的同時，清除該幀，產(chǎn)生一個新的令牌，并將它發(fā)送給下一站，使環(huán)路中有令牌繼續(xù)流動。釋放令牌又可以分為正常釋放和早期釋放兩種。

環(huán)接口在令牌環(huán)網(wǎng)中，每個站通過干線耦合器TCU（TrunkCouplingUnit）與電纜相連。干線耦合器是一個關(guān)鍵的部件，具有收聽和發(fā)送兩種工作方式。當(dāng)一個站不處于發(fā)送數(shù)據(jù)的狀態(tài)時，其干線耦合器就工作在收聽方式。4FDDI結(jié)構(gòu)光纖分布式數(shù)據(jù)接口FDDI（FiberDistributedDataInterface）是一種高性能的光纖令牌環(huán)局域網(wǎng)，它由ANSIX3T9.5委員會制定，后被ISO通過為國際標(biāo)