计算机网络基础及局域网构建与概论

1、计算机网络基础及局域网构建与概论网络基础知识（一） 认 识 网 络所谓计算机网络，是指将多个独立的计算机系统通过通信线路连接起来，并在网络软件的支持下能够实现数据通信和资源共享的集合。1.1.1 网络的功能概括地讲，计算机网络主要有如下几个方面的功能：· 资源共享：它主要包括硬件、软件和数据共享。例如，通过将某些文件放在网络中某台计算机的指定位置，可让网络中的全部或部分用户能够使用它们。此外，通过购买软件的多用户网络版本，可节约资金并使软件的维护和使用更加方便。· 通信：通过网络可以方便地进行实时通信。例如，用户可通过网络收发邮件、进行实时会话，而程序可通过网络实时传递信息

2、。· 分布式处理：对于某些高强度的数据处理或数学运算，可通过网络将任务分布到多台计算机中进行处理，最后将结果进行汇总。1.1.2 网络的分类网络的分类方法有多种，最常见的划分方式是依据网络的组建规模和延伸围，此时网络可以分为3类：局域网（Local Area Network, LAN）、城域网（Metropolitan Area Network, MAN）和广域网（Wide Area Network, WAN）。1. 局域网局域网是局部地区网络的简称，此时连网计算机的距离通常应小于10km。例如，由一栋或几栋建筑物内的计算机、一个小区内的计算机或一个单位内的计算机构成的网络，基本上都

3、属于局域网。局域网根据其规模的大小又可以细分为小型局域网和大型局域网。其中，小型局域网的特点是地域小计算机数量不多，因而网络安装、管理都比较简单。例如，家庭、办公室、游戏厅、网吧以及计算机机房网络都属于小型局域网。大型局域网主要是指企业Intranet网络、行政网络等，这类网络的特点是设备较多，管理和维护都比较复杂。局域网之所以能够被广泛地应用，是因为它主要具备如下几个优势：· 极高的数据传输速率。局域网内各计算机之间的数据传输速率一般不小于10Mbit/s,最快可以达到100Mbit/s或1000Mbit/s。· 低廉的连网成本。例如，廉价的同轴电缆、双绞线都可做为传输介

4、质，而做为连网设备的网卡、集线器、交换机价格也不高。· 网络安装、配置与管理比较简单，并且具有较高的稳定性和可扩充性。2. 城域网城域网（MAN）比局域网规模大得多，采用与局域网相同的联网技术。它一般覆盖一座城市，通常采用ATM作为主干网络交换机，采用光纤通信技术，具有实时的数据传输、语音和视频等业务，提供较高的网络传输速度，干线速度一般在100Mbit/s以上。3. 广域网广域网（WAN）用电话线和卫星提供跨国或全球间的联系。数据传输速率通常要比局域网慢，其主干线传输速率目前仅为1284096kbit/s,而最终用户的上线速率仅为56kbit/s。（二） 局域网特点 1.2.1 局

5、域网的组成一个典型的局域网主要应包含如下四个部分：· 服务器（Server）：用来管理网络并为用户提供共享服务的计算机。与网络中的工作站相比，服务器通常具有更快的速率、更大的存储容量和更高的可靠性。此外，为了便于对网络进行管理，服务器中通常应安装相应的网络操作系统，如Novell Netware, Windows NT/2000 Server, UNIX等。· 工作站（Workstation）：用户使用的计算机，又称用户机或客户机。从网络构成的角度看，任何一台计算机（如 286、386、486、P、P4等）都可作为工作站。当工作站登录到网络服务器后，可按规定权限存取服务器中

6、的文件。此外，工作站通常还可以与网络中的其他用户进行通信或访问Internet。· 网络通信系统（Network Communications System）：连接工作站和服务器的设备。这些设备通常应包括插在服务器或工作站中的网卡，它们应与通信介质相连；用于传输数据介质，如同轴电缆、双绞线、光纤等；专用的通信设备，如集线器（HUB）、局域网交换机、路由器等。· 网络操作系统（Network Operating System）：对于稍在一点的网络来说，为了充分发挥网络的功能，以及更好地管理网络，通常应在服务器中安装网络操作系统。例如，基于安全起见，企业的几乎所有重要数据（如财

7、务、销售等）都被保存在服务器中，并非每个人都能访问这些数据。通常情况下，只有企业负责人拥有最高权限，而其他人只能查看部分数据。此时就是借助网络操作系统来对资源和用户进行管理的，它规定了用户的权限，以及用户所能访问的资源。1.2.2 局域网的拓扑结构所谓局域网的拓扑结构，是指局域网中各计算机之间的连接形式。如果抛开构建局域网时所采用的通信介质、通信设备等，局域网中各计算机之间的学用连接形式实际上只有两种，即总线型与星型。在总线型网络中，由于各计算机共享一条通信电缆，网络中某个节点出现故障，将导致整个网络瘫痪。因此，目前这类结构的网络已趋于淘汰。星型网络的优点是，当网络中某个节点出现故障时不会影响

8、整个网络的运行。其缺点是每个计算机都要占用一条专用的通信线路，并且需要额外的通信设备，将导致成本的增加。但是，由于目前各种硬件设备价格都已非常便宜，所以，现在绝大部分局域网都采用了这种结构。1.2.3 什么是局域网的规范事实上各种网络结构都是有章可循的，这就是局域网规范（或称为局域网标准）。从大的方面讲，根据网络的工作原理，目前的局域网大致可分为三类，即以太网、令牌环网和ARCnet 网。其中，以太网是目前局域网中采用最多的通信协议标准，它采用CSMA/CD (载波监听多路访问/冲突检测) 技术进行信息传递。该标准定义了在局域网中采用的电缆类型和信息处理方法，在互联设备之间可以10100Mbi

9、t/s的速率传送信息包，目前约80的局域网都是以太网。由于技术的发展和用户要求的多样性，以太网又被细分成了一系列规范。例如，10 Base2以太网规范定义了构建以细同轴电缆为通信介质，网络通信速率为10 Mbit/s，网络拓扑结构为总线型的局域网的技术指标；10 Base T 以太网规范定义了构建以双绞线为通信介质，网络通信速率为 10 Mbit/s ，网络拓扑结构为星型的局域网指标。一般来说，每种局域网规范都规定了如下几项指标：· 网络通信速率，例如，10 Mbit/s、100 Mbit/s及1000 Mbit/s 等。· 局域网的结构，例如，采用总线型或星型。·

10、; 所使用的通信介质，例如，同轴电缆、双绞线或光纤。其中，每种介质中又包含了多个子类，例如，双绞线就包括了3类、4类、5类及超5类双绞线等。· 所使用的网卡类型，其中包括数据传输速率与接口类型。例如，要构建10 Base T 星型以太网，网卡的数据传输速率必须为10 Mbit/s，且必须带有RJ-45接口。· 网络中所能支持的最大用户数量。例如，构建廉价的细同轴电缆总线型网络时，每个网段中的用户数不能超过30。· 距离要求。由于随着距离的增加，信号会逐渐衰减，因此，各种局域网规范都对各种距离（如通信设备与计算机之间，各种通信设备之间等）有明确的要求。例如，在构建以

11、集线器为核心的双绞线星型网络时，集线器与计算机之间的距离通常不超过 100m。1.2.4 什么是局域网中的半双工和全双工所谓半双工与全双工，是指通信双方信息交换的方式。其中半双工是指在同一时间通信双方只能有一方发送或接收信息，另一方只能处于等待状态。局域网中最早使用的就是这种方式。就目前来说，由于共享式局域网中的计算机都共享一条通信通道，在技术上无法实现同一时刻数据的双向通行，因此，常规的共享式网络只能工作在半双工模式。所谓全双工是指在同一时间内，通信双方都可以同时发送与接收信息。从理论上讲，全双工通信方式的数据传输速率要比半双工通信方式提高一倍。就目前来说，很多交换机和网卡都采用了全双工模式

12、，从而使网络速率得到大幅度提高。1.2.5 局域网的结构类型局域网的结构决定了局域网的管理方式，当我们创建一个局域网时，通常应遵循如下步骤来进行： 明确自己的需求，即希望局域网具备哪些功能。 在综合考虑局域网功能、现有软硬件的特点与价格、网络的可管理性与可扩充性等因素的基础上决定局域网的结构。 根据选定的局域网结构决定局域网的拓扑结构，以及应选择的相关设备和软件。 对局域网进行配置和维护。由此可以看出，决定局域网的结构是构建局域网时非常重要的一环。就目前来说，局域网的结构主要包括工作站/文件服务器结构、客户机/服务器结构、对等网结构及主机/终端系统等4种。1. 工作站/文件服务器网络在这类网络

13、中，某台运行特定网络操作系统的计算机被作为文件服务器，而网络中的其他计算机在登录该计算机之后，可以存取该计算机的文件。但是，文件服务器计算机并不进行任何网络应用处理，因此，服务器的功能非常单一。这类网络的主要优点包括如下两点：· 数据的保密性和安全性较好，网络管理员可以按需要授予不同访问者不同的文件访问权限。· 网络的可靠性较高，管理比较简单。但是，这类网络的缺点是非常明显的，它也主要包括如下两点：· 网络效率较低。当网络中的大量用户都需要访问文件服务器中的数据时，网络效率会急剧下降。· 网络中各工作站之间不能进行资源共享。· 不能充分发挥文件

14、服务器的运算能力。目前，这类网络已逐渐让位于客户机/服务器网络。2. 客户机/服务器网络随着网络技术的发展和人们不断提出新的要求，网络应用中的重点早已不再局限于简单的资源共享。人们迫切要求服务器端能够完成一部分数据处理工作，即将任务同时分配给服务器和客户端共同完成。为此，人们开发出了目前最为流行的客户机/服务器网络。客户机/服务器网络系统的主要特点如下：· 目前流行的操作系统基本都支持这种结构，如Windows NT 4.0 Server、Windows 2000/2003 Server、Netware3.1 以上版本等。· 支持多种客户机，例如，客户机可以是一台PC或一台

15、工作站，且客户机可以运行多种操作系统，如DOS、Windows 3.x/95/98等。· 不仅客户机与服务器能进行双向通信，各客户机之间也能直接进行通信，而无需服务器的参与。· 由于很多应用任务都由服务器和客户机共同承担，因此，系统响应速度快，且对客户机的要求可以很低。例如，客户机可以是无盘工作站。· 系统的可扩充性较好。当系统规模扩大时，不必重新设计系统，只需简单地将服务器和客户机连入网络即可。3. 对等网络在对等网络中，没有专用的服务器，每个工作站既是服务器也是工作站，相互之间可以进行通信和资源共享。目前支持对等网络的操作系统主要有Microsoft 公司的L

16、AN Manager、Windows 95/98及Novell公司的NetWare Lite等。对等网络的主要优点是网络安装和维护非常简单，无需专用的服务器；其缺点是网络的安全性较差，且功能较弱。4. 主机/终端网络在主机/终端网络系统中，用户通过与主机相连的终端在主机操作系统的管理下共享主机的内存、外存、中央处理器和各种输入/输出设备。经过几十年的发展，主机/终端系统已经非常成熟，在可靠性、系统容错、系统安全、开发手段、数据库管理等方面都形成了自己的一套十分完整的体系。因此，这类系统被广泛应用于民航、银行、军事等大型企业中。这类系统的主要缺点如下：· 由于这类系统主要面向大型企业、

17、事业单位，生产数量较少，因而系统价格通常很高。· 由于终端功能比较弱（完全依赖于主机），将导致主机负荷比较重。5. 局域网结构与局域网拓扑结构之间的关系应该说，局域网结构与局域网所采用的拓扑结构之间没有直接的关系。例如，对于一个小型的星型网络来说，如果网络中所有计算机都运行Windows 98 操作系统，那它就是一个对等望路。否则，如果某台计算机运行了Windows NT/2000 Server 网络操作系统，那它就是一个客户/服务器网络。但是，局域网的结构对局域网拓扑结构的选择还是有影响的。例如，如果希望构建一个客户/服务器网络，且服务器的使用的频率很高，那么，如果选用总线型拓扑结

18、构就不太合适了。其原因主要是由于此时服务器和工作站共享相同的通信通道，并拥有相同的带宽，因而无法实现对服务器的“特殊照顾”。因此，此时最好构建一个星型拓扑结构的交换网络，且使服务器与交换机之间的通信速率高于工作站与交换机之间的连接速率。1.2.6 局域网中计算机数量的限制如前所述，局域网中所能连接的计算机数量首先取决于所采用的网络规范。例如，如果所构建是10 Base T双绞线星型以太网，则按照10 Base T规范，网络中总的计算机数量不得超过1023台。但是，在实际工作中，基于网络效率的考虑，网络中实际所能连接的计算机数量，要远远小于网络规范所规定的计算机的最大数量。例如，如果构建的是10

19、 Base T双绞线星型以太网，网络中的计算机数量通常不能超过30台。那么，如果网络中的计算机数量较多，该如何解决这个问题呢？就目前来说，主要有以下几个方法：· 将网络划分为几个网段，进行分段管理，从而平衡网络负荷，已扩充网络所能承载的用户。· 选用速率更高的通信设备。例如，一个10 Base T网络（采用100Mbit/s集线器和5类双绞线，计算机中加装100Mbit/s网卡）当然要比一个10Base T网络（采用10Mbit/s集线器和3类双绞线，计算机中加装10Mbit/s网卡）快。因此，这也意味着网络中能够容纳更多的计算机。· 将共享式网络改造成交换式网络

20、。在局域网中，以集线器构成的网络称为共享网络，此时局域网中的所有计算机共享一个带宽，并且在同一时间只能有一对计算机进行通信。对于交换式网络来说，它以交换机为核心通信设备。此时各计算机都可享有单独的带宽，并且可以同时建立多个通信链路。因此，这也意味着网络中能够容纳更多的计算机。（三）局域网深入探讨1.3.1 什么是OSI参考模型OSI参考模型是国际标准化组织于1978年为网络通信定义的一个标准，它将网络通信按功能分为7个层次，并定义了各层的功能、层与层之间的关系、相同层次的两端如何通信等。如图1-14，软硬件厂商可根据此标准开发其产品，以便与其他厂商的产品进行通信。下面简要介绍一下OSI参考模型

21、中各层的特点与功能：· 应用层，该层为用户提供一个良好的应用环境，它主要指网络操作系统和具体的应用程序。例如，当用户输入或执行申请网络服务命令被打成包，然后通过低层协议发送到网络上。· 表示层，该层主要用于解决因各种系统使用不同数据格式而导致无法相互通信的问题，使其通过共同的格式来表示。它所提供的服务包含数据语法的转换、数据的传送等。表示层是用户在工作站上运行的操作系统和应用程序的一部分。· 会话层，该层主要的功能是建立起两端之间的会话关系，并负责数据的传送。例如，两节点在正式通信前，需要协商好双方所使用的通信协议、通信方式（全双工或半双工）、如何纠错及复原，以及

22、如何结束通信等内容。· 传输层。该层负责错误的检查和修复，以确保传送的质量。如果有必要的话，也会将较长的数据分割成较小的单位后传送，并由接收端将其恢复原状，而接收端也会一个“接收确认信号（Acknowledgment）”给发送端。传输层数据传输方式报文（Message），IPX/SPX协议中的SPX与TCP/IP协议中的TCP就属于这一层定义的范围。· 网络层。对由多个网络组成的网际网来说，网络中的计算机除了有一个物理地址外，还应有一个网络号。例如，地址00000001：10005AC48192表明该计算机位于00000001网络上，它在00000001网中的地址为1000

23、5AC48192。网络层主要用于解释网络层地址，并把数据引导至合适的网上，即根据网络地址在实体之间建立网络连接、路由切换（Routing and Switching）、交通堵塞的疏导与控制等。传输单位是分组（Packet），IPX/SPX协议中的IPX与TCP/IP协议中的IP就属于这一层定义的范围。· 数据链路层，该层主要提供的服务包含检查和改正在物理层上可能发生的错误，负责将由物理层传来的未经处理的位数据包装成数据帧（Frame）。当帧出现在网络电缆上时，为了确定帧目标，该层在帧的开头加上了自己的头，包括帧大小、源物理地址和目标物理地址等。物理地址的作用在于将网络结点相互区分，它

24、是一个惟一的十六进制或十进制数。数据链路层分为两个子层，MAC（介质访问控制）子层用于管理包到目的地的传送过程，LLC（逻辑链路层控制）子层从上层接收包并发送到MAC层。· 物理层，该层为通信提供物理链路，它定义了硬件接口的电气特征、机械特征以及其他功能等。物理层包括了所有可用的组网方法，以太网、ARCnet网和令牌环网都属于这一层的定义范围。1.3.2 TCP/IP协议简介TCP/IP协议（Transmission Control Protocol/Internet Pretocol,传输控制协议/网际协议）是目前最常用但也最复杂的网络协议，它是为跨越局域网和广域网环境的大规模网络

25、互连而设计的。其中的TCP（传输控制协议）描述了如何在网络上建立可靠的、主机对主机的数据传输服务，IP（网际协议）描述了如何在互连的网络之间实现寻址，以及如何进行数据包的路由。TCP/IP基于4层参考模型。属于TCP/IP协议组的所有协议都位于该模型的上面3层，如图1-2所示。TCP/IP模型的每有层都对应OSI参考模型的一层或多层。1. IP地址的类型每个TCP/IP主机都有惟一的逻辑地址IP标识。IP地址的长度为32位，即4个字节。每个IP地址内部分成两部分，即网络ID和主机ID。·网络ID，也叫做网络地址，用于标识大规模TCP/IP网际网络（由网络组成的网络）内的单个网段。&#

26、183;主机ID，也叫做主机地址，用于识别每个网络内部的TCP/IP节点（工作站、服务器、路由器或其他TCP/IP设备）。IP地址的长度为32位，即4个字节。将每个字节转换为十进制数表示并用点分隔，即为IP地址，如131.107.16.200。为了便于对网络进行管理，IP地址被分成了A、B、C、D、E五类。其中，A类、B类和C类地址用于指派TCP/IP节点，D类和E类用于特殊用途。各类地址的特点如下：· A类，用于特大型网络。在该类网络中，IP地址的第一个字节表示网络号，且数值必须介于126之间，其余3个字节用于表示主机号。· B类，用于大、中型网络，IP地址的前两个字节表

27、示网络号，且第一个字节的范围应介于128191之间。· C类，用于小型网络，IP地址的前3个字节表示网络号，且第一个字节的范围应介于192223之间。· D类，用于多路广播组用户，其第一个字节应介于224239之间。· E类，专用于实验，其第一个字节应介于240255之间。2. 子网掩码子网掩码也是一个32位数值，它有如下两个功能：· 区分IP地址中的网络号和主机号。当TCP/IP网络上的主机相互通信时，就可利用子网掩码得知这些主机是否在相同的网络区段内。· 将网络分割为多个子网。默认情况下，A、B、C三类网络的子网掩码如表1-3所示。在表中，

28、子网掩码为1的位用来定位网络号，为0的用来定位主机号。子网掩码的另一个用途就是可将网络分割为多个以IP路由器连接的子网。如果某公司有多个分布于各地的网络，当然可以申请多个网络号，也可以只申请一个网络号，但必须借助子网掩码的帮助。3. IP路由器两个TCP/IP网络之间的连接可以靠IP路由器来完成，也就是说，如果甲网络上的主机要和乙网络上的主机通信时，可以借助于IP路由器的帮助。用户可以将Windows NT/2000服务器设置成路由器或者使用专用的路由器设备。局域网中的硬件与软件（一） 细同轴电缆 2.1.1 细同轴电缆的作用细同轴电缆简称细缆，重要用于构建总线型10Base 2网络。2.1.

29、2 细同轴电缆的组成细同轴电缆由一根位于中心的内导线和一圈金属网状屏蔽层组成，并且内导线与屏蔽层之间由绝缘材料隔开。在同轴电缆中，各组成部分的作用如下：·导体：位于同轴电缆的中心，是信号传输的媒介。·绝缘体：用来隔绝导体与圆柱网状导体形成的屏蔽层。·屏蔽层：用来隔绝外界的电磁干扰，以保证内层导体传输信号的稳定性。·外部绝缘护套：具有绝缘和保护材料的功能。2.2 双绞线双绞线是构建星型网络时最常用的一种传输介质，就目前来说，双绞线通常被做为建筑物内局域网的主要通信介质，而各建筑物之间的局域网主干通常采用光纤作为通信介质。双绞线可分为非屏蔽双绞线（UTP）和

30、屏蔽双绞线（STP）两大类，其中，屏蔽双绞线又可细分为3类、5类两种，非屏蔽双绞线又可细分为3类、4类、5类、超5类4种。2.2.1 屏蔽双绞线与非屏蔽双绞线的区别屏蔽双绞线的最大特点在于封装其中的双绞线与外层绝缘胶皮之间有一层金属材料，这种结构能够减小辐射，防止信息被窃，同时还具有较高的数据传输率。屏蔽双绞线的缺点主要是价格相对较高，安装时要比非屏蔽双绞线困难，必须使用特殊的连接器。与屏蔽双绞线相比，非屏蔽双绞线的主要优点是重量轻、易弯曲、易安装、组网灵活等，非常适合结构化布线。因此，在无特殊要求的情况下，使用非屏蔽双绞线即可。2.2.2 各类双绞线的特点不同类型双绞线具有不同的传输频率和数

31、据传输频率，下面简要介绍一下各类双绞线的特点。·3类双绞线：其最高传输频率为16MHZ，最高数据传输频率为10Mbit/s，目前已基本淘汰。·4类双绞线：其最高传输频率为 20MHZ，最高数据传输频率为16Mbit/s，但该类双绞线很少用于网络布线。·5类双绞线：该类双绞线使用了特殊的绝缘材料，其最高传输频率为100MHZ，最高数据传输频率为100Mbit/s，这是目前使用最多的一类双绞线双绞线，它是构建10M/100M局域网的主要通信介质。·超5类双绞线：属非屏蔽双绞线。与普通5类双绞线相比，超5类双绞线在传送信号时衰减更小，抗干扰能力更强。使用超5类

32、双绞线时，设备的受干扰程度只有使用普通5类线受干扰程度的1/4，并且只有该类双绞线的全部4对线都能实现全双工通信。就目前来说，超5类双绞线主要用于千兆位以太网。2.2.3 双绞线的连接头双绞线是通过RJ-45接头与网卡或HUB相连的。在RJ-45接头前端有8个凹槽，简称8P（Position,位置），凹槽内的金属接点共有8个，简称8C(Contact，触点)。根据RJ-45接头金属片形状的不同，RJ-45接头可以分为“二叉式”和“三叉式”两类。2.2.4 双绞线的标准连接法这种连接方式又称直通方式，它适用于网卡到HUB之间的连接。RJ-45接头中脚位1、2用于发送数据，脚位3、6用于接收数据，

33、在进行双绞线排序时，必须将1、2根芯线组成一对，3、6根芯线组成一对，这也是制作双绞线压线的关键。2.2.5双绞线的交错连接法如果将两个未带有级联端口的HUB通过双绞线进行级联，或者直接用双绞线连接两台计算机，则双绞线的连接方式与上面介绍的标准连接方式有所不同，因此必须采用交错连接法。双绞线的交错连接是指将双绞线一端的数据输出线接到另一端的数据接收线上。也就是说，将RJ-45接头A的脚位1接到RJ-45接头B的脚位3，将RJ-45接头A的脚位2接到RJ-45接头B的脚位6。（二） 光纤光纤具有很带的带宽，就目前来说，大多数的局域网主干都采用光纤作为通信介质。2.3.1 光纤的特点与铜质电缆相比

34、，光纤具有如下特点：由于光纤传输的是光束，而非电信号。因此，光纤传输的信号不受电磁的干扰。数据传输时不易被窃取，安全性高。信号传输频带宽，传输容量大，可高达几千比特/秒。信号衰减小，传输距离长。缺点是光纤的应用成本高，且连接技术复杂。2.3.2 光纤的分类根据光在光纤中的传播方式，光纤有两种类型：多膜光纤和单膜光纤。其中，所谓“膜”是指以一定角度进入光纤的一束光。（三） 集线器的选择集线器又称HUB，它是建构星型网络时使用最多的设备之一。HUB在星型网络中处于各分支的汇集点，网络中的所有计算机都要与它相连。2.4.1 HUB的特点HUB主要有如下两个特点：·HUB是一个共享设备，网络

35、中所有用户共享一个带宽。因此，利用HUB构建的网络又称共享式网络。·HUB是一个多端口的信号放大设备。因此，利用HUB可扩展网络的传输范围。2.4.2 HUB的分类HUB的种类很多，其分类方法也有很多种，下面简要介绍一下。依据带宽划分依据带宽的不同，可将HUB分为10Mbit/s、100Mbit/s、10/100Mbit/s自适应、1000Mbit/s或100/1000Mbit/s自适应等。其中自适应HUB又称“双速HUB”，它内置了两条总线，分别工作在两种速率下。按照管理方式划分按照管理方式的不同，集线器可分为哑集线器（Damp Hub）和智能集线器（Intelligent Hub

36、）两种。其中，哑集线器只起信号放大和再生作用，无法对网络进行性能优化。并且哑集线器不能用于对等网中，即网络中必须有一台服务器。智能型集线器改进了哑集线器的缺点，增加了网络交换功能，具有网络管理和自动检测端口速率的能力（类似交换机）。就目前来说，大部分的集线器基本上都属于此类。按照配置形式划分按照配置形式划分可分为独立型HUB、模块化HUB、可堆叠式HUB等，各类HUB的特点如下：·独立型HUB：这类HUB具有价格低、网络管理方便、容易查找故障等优点，主要用于构建小型局域网。·模块化HUB：模块化HUB带有一个机架和若干插槽，每个插槽可安装一块相当于独立型HUB的卡。各卡之间

37、通过安装机架上的通信板进行互连并通信。这类HUB的优点是便于对用户实施集中管理，因此主要用于大型网络。·可堆叠式HUB：利用高速总线，可将若干可堆叠式HUB进行“堆叠”，其功能类似一个模块化HUB。在这些可堆叠式HUB中，存在一个可管理HUB，利用它可对其他HUB进行管理。可堆叠式HUB非常易于网络扩充，是目前新建网络时较为理想的选择。按照端口数量划分按照端口数量，可将HUB分为8口、16口、24口等多种。在实际工作中，我们遇到的HUB很可能集中了几种不同的类型。例如，“16口10/100M自适应HUB”、“16口100M可堆叠式HUB”等。2.4.3 HUB的选择一般来讲，选择HU

38、B时应该从以下几个方面考虑。·速率：此时主要应考虑上传设备的数据传输速率。·端口数：根据网络中的计算机数量，可分别选择8口、16口或24口HUB。·可扩展性：如果需要连接的计算机数量较多，或者希望将来能够进行网络扩展。则在选购HUB时应考虑它是否支持堆叠和级联。·是否内置交换模块：如果HUB中内置了交换模块，则这类HUB一般用作小型局域网的主干设备，而没有内置交换型模型的HUB一般处于中型局域网的边缘。·是否提供网管功能：HUB最初是较低端的产品，且不可管理。随着技术的发展，部分HUB可通过增加网管模块实现对自身的简单管理（提供对SNMP的支持

39、）。需要指出的是，尽管同是对SNMP提供支持，不同厂家的模块是不能混用的。甚至同一厂商的不同产品的模块也不同。·外形尺寸：如果系统比较简单，没有楼宇级别的综合布线，局域网内的用户比较少，那么可不必考虑HUB的外形尺寸。但是，如果已经完成了综合布线，并购置了机柜，则需要选购几何尺寸符合机架标准的HUB。（四） 交换机的选择2.5.1 交换的概念和原理在计算机网络系统中，交换概念的提出主要是为了改进共享工作模式。交换机拥有一条很高带宽的背部总线和内部交换矩阵，交换机的所有端口都挂连在这条背部总线上。控制电路收到数据包以后，处理端口会查找内存中的地址对照表以确定目的MAC（网卡的硬件地址）

40、的NIC（网卡）挂连在哪个端口上，通过内部交换矩阵迅速将数据包传送到目的端口。目的MAC若不存在刚才广播到的端口，接收端口回应后交换机会“学习”新的地址，并把它添加到内部地址表中。2.5.2 局域网交换机的特点作为局域网的主连设备，以太网交换机成为应用普及最快的网络设备之一。交换机在同一时刻可以进行多个端口对之间的数据传输，每一个端口都可视为独立的网段，连接在其上的网络设备独自享有全部的带宽，无需同其他设备竞争使用。如果交换机的全部端口都具有相同的数据传输速率，这种交换机又称为对称交换机。但是，在客户机服务器网络中，服务器的数据传输量通常要远高于工作站。此外，如果网络比较复杂，则由于下层网络共

41、享一个上传端口，也要求上传端口具有较高的数据传输速率。很多厂商为了适应这种需求，开发了包含两类传输速率端口的交换机，这种交换机被称为非对称交换机。2.5.3局域网交换机的交换方式在目前多使用的局域网交换机中，交换机通常采用以下3种方式进行数据交换：直通式、存储转发、碎片隔离。2.5.4局域网交换机的分类从传输介质和传输速率上来看，局域网交换机可以分为以太网交换机、快速以太网交换机、千兆位以太网交换机、FDDI交换机、ATM交换机和令牌环交换机等多种，这些交换机分别适用于以太网、快速以太网、FDDI、ATM、令牌环等环境。按照最广泛的普通分类法，局域网交换机可以分为工作组交换机（信息点少于100

42、）、部门级交换机（信息点少于300）和企业级交换机（信息点在500以上）3类。根据架构特点，人们还将局域网交换机分为机架式、带扩展槽固定配置式、不带扩展槽固定配置式3种产品。2.5.5局域网交换机的主要技术指标局域网交换机基本技术指标较多，这些技术指标全面反映了交换机的技术性能和功能，是用户选购产品时参考的主要数据来源。在这些技术指标中，比较主要的技术指标如下：机架插槽数：指机架式交换机所能安插的最大模块数。扩展槽数：指固定配置式带扩展槽交换机所能安插的最大模块数。最大可堆叠数：说明了一个堆叠单元中所能提供的最大端口密度与信息点连接能力。支持的网络类型：一台交换机所支持的网络类型越多，其可用性

43、和可扩展性将越强。最大SONET端口数：SONET（同步光传输网络）是一种高速同步传输网络规范。一台交换机的最大SONET端口数是指这台交换机的最大下传的SONET接口数。背板吞吐量：也称背板带宽，单位是每秒通过的数据包个数（pps），表示交换机接口处理器或接口卡和数据总线间所能吞吐的最大数据量。MAC地址表大小：连接到局域网上的每个端口或设备都需要一个MAC地址，其他设备要用到此地址来定位特定的端口及更新路由表和数据结构。一个设备MAC地址表的大小反映了该设备所能支持的最大节点数。支持的协议和标准：局域网交换机所支持的协议和标准内容，直接决定了交换机的网络适应能力。2.5.6局域网交换机选购

44、要素用户在选购局域网交换机时，应考虑以下因素。外型尺寸可管理性端口带宽及类型第三层交换功能第三层交换功能最明显的特点就是交换机提供VLAN，而划分VLAN是为了屏蔽广播数据包，及网络安全与网络控制管理方面的需要。（五） 路由器的选择2.6.1路由器的特点路由器是最重要的网络互联设备之一，它工作在网络层，用于互联不同类型的网络，路由器通过路由决定数据的转发，转发策略称为路由选择，这也是路由器名称的由来。就目前来说，路由器的主要作用基本上包括如下几个：连通并隔离不同的网络。通过路由器连接各子网时，各互联子网仍保持各自独立，并且每个子网可以采用不同的拓扑结构、传输介质和网络协议。为数据交换选择最佳传送路径。为了完成这项工作，在路由器中保存着与传输路径相关的数据路径表。路径表可以是由系统管理员固定设置好的，也可以由系统动态修改。路由器还通常提供了流量检测、访问控制、防火墙与优先级设定、数据加密、地址转换、VLAN管理等功能。2.6.2路由器的选购用户在选购路由器时，通常需要注意以下几个方面的问题：管理方式，即用户可以通过哪些方式对路由器进行管理设置。多协议支持，即路由器支持哪些广域网协议。安全性，就