计算机网络工程第3章

计算机网络工程

Chapter03网络设备与选型内容提要网络工程是复杂的系统工程，它不仅是一项技术工程，更是一项管理工程。本章主要对网络工程中所遇到的主要设备及系统进行说明。首先描述网络设备的基本特点和原理，然后对网络设备的使用和配置进行详细的介绍。3.1传输介质传输介质又称为通信介质或媒体，它决定了网络的数据传输速率、网络段的最大长度、传输的可靠性及网卡的复杂性。现在已有的成熟的常用通信传输介质，几乎都可被作为网络中的传输介质，例如电话线、同轴电缆、双绞线、光导纤维电缆、无线与卫星通信信道等。3.1.1双绞线１.概述双绞线一般由两根22～26号绝缘铜导线相互缠绕而成。如果把一对或多对双绞线放在一个绝缘套管中，便成了双绞线电缆。双绞线分为：非屏蔽双绞线（UnshildedTwistedPair，UTP）和屏蔽双绞线（ShieldedTwistedPair，STP）。图3.1屏蔽双绞线和无屏蔽双绞线2.双绞线的分类（1）屏蔽双绞线根据屏蔽方式的不同，屏蔽双绞线又分为两类，即STP（ShieldedTwicted-Pair）和FTP（FoilTwisted-Pair）。STP是指每条线都有各自屏蔽层的屏蔽双绞线；而FTP则是采用整体屏蔽的屏蔽双绞线。（2）非屏蔽双绞线非屏蔽双绞线电缆是由多对双绞线和一个塑料外皮构成。国际电气工业协会EIA/TIA为双绞线电缆定义了7种不同质量的型号。

网络工程综合布线常使用的是第三类、第五类、超五类以及目前的六类非屏蔽双绞线电缆。第三类双绞线适用于大部分计算机局域网络，而第五、六类双绞线利用增加缠绕密度、使用高质量绝缘材料，极大地改善了传输介质的性质。另外，非屏蔽双绞线电缆具有以下优点：·无屏蔽外套，直径小，节省所占用的空间。·重量轻、易弯曲、易安装。·将串扰减至最小或加以消除。·具有阻燃性。·具有独立性和灵活性，适用于结构化综合布线。

3.TIA/EIA配线标准常用的双绞线缆标准有T568A和T568B，它是指用于8针配线（最常见的就是RJ-45）模块插座/插头的两种颜色代码。在实际工程中，TIA/EIA的两种布线标准都是可用的。这两种颜色代码之间的唯一区别就是将橙色和绿色线对互换。T568B配线图被认为是首选的。T568A配线图被标注为可选，但现在仍被广泛使用。简单来说，这个技术规范为结构化布线的插座/插头定义了配线图，如图3.2所示。

图3.2TIA/EIA的T568A和T568B的标准配线图3.1.2同轴电缆同轴电缆是以硬铜线为芯，外包一层绝缘材料。这层绝缘材料用密织的网状导体环绕，网外又覆盖一层保护性材料。同轴电缆结构图如图3.3所示。同轴电缆分为：基带同轴电缆和宽带同轴电缆。基带同轴电缆又称50Ω同轴电缆，用于传输基带数字信号，专为局域网数据通信所用，数据速率可达10Mbps。但由于传输速率越高，所能传送的距离也就越短。宽带同轴电缆又称75欧姆同轴电缆，就是公用天线电视系统CATV中的标准传输电缆，一般用于模拟传输系统，总带宽可达400MHz。3.1.3光缆光导纤维是一种传输光束的细微而柔韧的媒质。光导纤维电缆由一捆纤维组成，简称为光缆。其结构如图3.4所示。光缆有以下几个优点:频带较宽。电磁绝缘性能好。衰减较小。中继器的间隔较大。1.光纤连接光纤有3种连接方式：（１）可以将光纤接入连接头并插入光纤插座。连接头要损耗10~20%的光，但是它使重新配置系统很容易。（２）可以用机械方法将其接合，方法是将两根小心切割好的光纤的一端放在一个套管中，然后钳起来。此时可以让光纤通过结合处来调整，以使信号达到最大。机械结合需要训练过的人员花大约5分钟的时间完成，光的损失大约为10%。（３）两根光纤可以被融合在一起形成坚实的连接。融合方法形成的光纤和单根光纤差不多是相同的，但也有一点衰减。2.光纤发送和接收有两种光源可被用作信号源：发光二极管LED（Light-EmittingDiode）和半导体激光ILD（InjectionLaserDiode）。它们有着不同的特性，如表3.1所示。光纤的接收端由光电二极管构成，在遇到光时，它会给出一个点脉冲。发光二极管的响应时间一般为1ns，这就是把数据传输速率限制在1Gbps内的原因。热噪声也是个问题，因此光脉冲必须具有足够的能量以便被检测到。如果脉冲能量足够强，则出错率可以降到非常低的水平。表3.1两种光源信号比较项目发光二级管半导体激光数据速率低高模式多模多模或单模距离短长生命期长短温度敏感性较小较敏感造价低造价昂贵3.光纤接口目前使用的接口有两种：无源接口和有源中继器。无源接口：由两个接头熔于主光纤形成。接头的一端有一个发光二极管或激光二极管（用于发送）。另一端有一个光电二极管（用于接收）。由于接头本身是完全无源的，因而是非常可靠的。有源中继器：输入光在中继器中被转变成电信号，如果信号已经减弱，则重新将信号放大，然后转变成光再发送出去。以前连接计算机的是一根进入信号再生器的普通铜线，现在已有了纯粹的光中继器，这种设备不需要光电转换，因而可以以非常高的带宽运行。4.光纤跳线单模光纤（Single-modeFiber）：一般光纤跳线用黄色表示，接头和保护套为蓝色；传输距离较长。多模光纤（Multi-modeFiber）：一般光纤跳线用橙色表示，也有的用灰色表示，接头和保护套用米色或者黑色；传输距离较短。光纤跳线两端的光模块的收发波长必须一致，也就是说光纤的两端必须是相同波长的光模块，简单的区分方法是光模块的颜色要一致。通常情况下，短波光模块使用多模光纤（橙色的光纤），长波光模块使用单模光纤（黄色光纤），以保证数据传输的准确性。光纤在使用中不要过度弯曲和绕环，因为这会增加光在传输过程的衰减。光纤跳线使用后一定要用保护套将光纤接头保护起来，灰尘和油污会损害光纤的耦合。3.1.4传输介质选型选择传输介质时主要考虑以下几个因素：传输特性：包括支持模拟信号还是数字信号传输、支持的通道数、每个通道的最大传输速率等。连通性：支持单点连接，还是多点连接。地理范围：能覆盖的最大网络范围有多大，能用在办公室内、建筑物内还是建筑物之间，甚至扩展到整个城市。安装特性：最大介质长度、最小弯角、最大允许直径，是否需要专用工具等。防护特性：抗干扰特性和抗噪声的能力，不易造成物理损伤的能力等。相对价格：在一个较大型的网络中可能会使用多种不同类型的传输介质，这时应注意是否存在能将这些不同传输介质方便地互连在一起的连接设备。3.2服务器服务器英文名称为Server，指的是在网络环境中为客户机（Client）提供各种服务的、特殊的专用计算机系统，在网络中承担着数据的存储、转发、发布等重要任务，是各类基于客户机/服务器（C/S）模式的网络中不可或缺的重要组成部分。其构成与普通PC机基本一致，有处理器、硬盘、内存等，不同的是服务器是针对具体的网络应用特别制定的，因此它与普通PC机在稳定性、可靠性、安全性、可扩展性、可管理性等方面存在较大差异。3.2.1服务器与普通计算机相比的主要特点

1.机箱大。2.硬盘、内存容量大。3.支持热插拔。4.支持冗余技术。5.采用特殊的硬盘、CPU、内存、PCI等技术部件6.具有灵活的扩展性能。7.不间断运行。3.2.2服务器的主要技术特性服务器在硬件、软件等各个方面与普通的计算机存在非常大的差异。整个服务器的特性可以用SUMA来概括。SUMA并不是一个英文单词，而是Scalability（可扩展性）、Usability（可用性）、Managbility（可管理性）、Availability（可利用性）这4个英文单词的缩写，SUMA是公认的衡量服务器性能的标准。按照“SUMA”的标准，服务器必须具备以下几个特性。1.可扩展性服务器应该是高度可扩展的。可扩展是指服务器的硬件配置（如内存、适配器、硬盘、处理器等）可以在原有的基础上方便地根据需要来增加。

2.可用性服务器的可用性其实就是要求服务器具有高的可靠性和高稳定性。目前，提高可靠性的一个普遍的做法是部件的冗余配置和内存查、纠错技术。3.可管理性在服务器的主要特点方面，还有一个重要方面，那就是服务器必须具备一定的自动报警，并配有相应的冗余、备份、在线诊断和恢复系统，以备出现故障时及时恢复服务器的运作，这就是“可管理性”。

4.高利用性服务器的高利用性（Availability）是从服务器的处理能力上讲的。目前最主要的技术是通过采用对称多处理器（SymmetricalMulti-ProcessingSMP）技术和群集技术来实现更高的处理能力。3.2.3服务器的选型1．可扩展性服务器选购策略在进行服务器选配时，应根据以下3个方面来考虑。（1）网络环境及应用软件。（2）可用性。（3）服务器选配。2．常见应用分析（1）文件服务（2）数据库服务（3）邮件服务（4）Web服务（5）多媒体服务（6）终端服务（7）主域控制器3.可用性的影响可用性通常用系统的理论正常运行时间和实际运行时间的百分比来衡量。服务器的可用性主要取决于两个方面：一个是服务器本身的质量，具体体现在服务器厂商专业的设计、严格的质量控制以及市场的长期验证上；另一个是对易损部件采取的保护措施，比如采用网卡冗余技术、磁盘阵列技术、电源冗余技术、双机或集群方案等来保证网络、磁盘、电源甚至整个主机的在线冗余。4.服务器选择的多样性目前中小企业在选购服务器时，通常在高档商用PC、伪服务器以及低档服务器3种产品之间选择。5.操作系统配置目前，考虑连接局域网与广域网方面的性能，连入Internet几乎是目前所有企业用户的选择。在选择服务器操作系统时，一定要注意系统在兼容局域网与广域网连接方面的能力，这样才能使企业真正地融入世界。

Windows系列是目前小企业用户首选的操作系统。另外，对于某些高级用户，尤其是政府等对安全比较关注的用户来说，他们本身具备较强的技术实力，可以考虑采用Linux操作系统。6.服务器选配方法国内市场上，服务器厂商多达十几个，低档服务器更有几十款之多。可以从磁盘子系统、内存、CPU以及网卡等方面考虑。总之，企业选购服务器，一定要根据自己的实际应用情况，合理选择型号和配置，做到既满足需求，又经济实惠。3.3网络工作站工作站是网络中具有独立运行功能并且能够接受网络服务器控制和管理，共享网络资源的计算机。工作站上运行的软件包括工作站启动程序和工作站应用程序。每个工作站上使用的启动程序都是根据工作站所使用的网卡所决定的。网络工作站是用户使用网络的接口，是用户工作的真正平台。工作站（Workstation），是一种以个人计算机和分布式网络计算为基础，主要面向专业应用领域，具备强大的数据运算与图形、图像处理能力，为满足工程设计、动画制作、科学研究、软件开发、金融管理、信息服务、模拟仿真等专业领域而设计开发的高性能计算机。3.3.1工作站应用领域（1）计算机辅助设计及制造（CAD/CAM）。（2）动画设计。（3）平面图像处理。（4）模拟仿真。（5）GIS地理信息系统3.3.2网络工作站的种类（1）根据体积和便携性，网络工作站可分为台式工作站和移动工作站。（2）根据软、硬件平台的不同，分为基于RISC（精简指令系统）架构的UNIX系统工作站和基于Windows、Intel的PC工作站。3.4网络适配器网络适配器又称网卡或网络接口卡（NetworkInterfaceCard，NIC）。网络适配器是计算机与网络电缆连接的物理接口，如图3.10所示，它负责计算机与网络介质之间的电气连接、对比特数据流的传输和网络地址确认、完成基本的数据转换（串行/并行转换）、对信息包进行装配或拆装等工作。它的主要技术参数为：带宽、总线方式、电气接口方式等。它的基本功能为：从并行到串行的数据转换、包的装配和拆装、网络存取控制、数据缓存和网络信号。每一块网卡都有一个全球唯一的硬件地址，这个地址称为MAC地址。3.4.1网络适配器的作用网络适配器是使计算机联网的设备。平常所说的网卡就是将PC机和LAN连接的网络适配器。网卡（NIC）插在计算机主板插槽中，负责将用户要传递的数据转换为网络上其他设备能够识别的格式，并通过网络介质传输。网卡主要完成如下功能：（1）将网上其他设备（路由器、交换机、集线器、服务器和计算机等）传输过来的数据，拆包后变成本机可以识别的数据。（2）将本机欲发送的数据，打包后传输至网络上的其他设备。（3）远程引导。要实现远程引导，网卡上要有能够实现远程引导的芯片，还要设置跳线开关。网卡插入计算机后，需要装入驱动程序、设置IRQ中断和I/O基地址后才能使用。3.4.2网络适配器的种类1.根据总线划分（1）EISA接口网卡。（2）ISA接口网卡。（3）PCI接口网卡。（4）USB接口网卡。2.根据传输速度划分（1）小于10Mbps的传输速度（2）10Mbps网卡（3）10/100Mbps自适应网卡（4）100Mbps网卡（5）1000Mbps网卡3.根据接口来划分（1）RJ-45（2）AUI（3）BNC（4）FDDI4.根据传输介质（1）有线网卡。（2）无线网卡。3.4.3网络适配器选型

1.根据组网类型2.根据总线类型3.根据使用环境4.根据功能和要求

除了上面的主要因素外，还应该学会鉴别网卡的真假。网卡生产厂商根据规定给每个网卡都分配不同的卡号，也称为ID号，一般是一组12位的16进制数，用它来保证网卡拥有唯一的物理地址，避免网卡之间的地址冲突。另外，需要注意的是网卡分全双工、半双工，选择网卡时应注意该卡的技术含量。3.5中继器中继器（RPrepeater）是连接网络线路的一种装置，常用于两个网络节点之间物理信号的双向转发工作。中继器是最简单的网络互联设备，主要完成物理层的功能，负责在两个节点的物理层上按位传递信息，完成信号的复制、调整和放大功能，以此来延长网络的长度。一般情况下，中继器的两端连接的是相同的媒体，但有的中继器也可以完成不同媒体的转接工作。从理论上讲，中继器的使用是无限的，网络也因此可以无限延长。但事实上这是不可能的，因为网络标准中都对信号的延迟范围做了具体的规定，中继器只能在此规定范围内进行有效的工作，否则会引起网络故障。3.6集线器集线器英文名称就是我们通常见到的“HUB”，英文“HUB”是“中心”意思。集线器的主要功能是对接收到的信号进行再生整形放大，以扩大网络的传输距离，同时把所有相连节点集中在以它为中心的网络上。集线器是中继器的一种，其区别仅在于集线器能够提供更多的端口服务，所以集线器又叫多口中继器。3.6.1集线器的作用集线器是以优化网络布线结构、简化网络管理为目标而设计的。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。常见到的集线器基本结构如图3.11所示，其外部结构比较简单。以集线器为节点中心的优点是：当网络系统中某条线路或某节点出现故障时，不会影响网络上其他节点的正常工作。这就是集线器刚推出时与传统的总线网络相比的最大区别和优点，因为它提供了多通道通信，大大提高了网络通信速度。3.6.2集线器的端口集线器通常提供3种类型的端口，即RJ-45端口、BNC端口和AUI端口，以适用于由不同类型电缆构建的网络。一些高档集线器还提供有光纤端口和其他类型的端口。1.RJ-45接口

RJ-45接口可用于连接RJ-45接头，适用于由双绞线构建的网络。2.BNC端口

BNC端口是用于与细同轴电缆连接的接口，它一般是通过BNCT型接头进行连接。图3.12的左图是一个集线器BNC端口通过BNC型接头连接的示意图。3.AUI端口AUI端口可用于连接粗同轴电缆的AUI接头，因此这种接口用于与粗同轴电缆网络的连接，它的示意图如图3.13所示，目前带有这种接口的集线器比较少，主要用在一些骨干级集线器中。借助于收发器，AUI端口也可实现与RJ-45接口、BNC接口甚至光纤接口的连接。图3.14所示的从左至右分别为：AUItoRJ-45收发器（用于实现AUI端口与RJ-45接口的连接）、AUItoBNC收发器（用于实现AUI端口与BNC接口的连接）、AUItoST收发器（用于实现AUI端口与光纤接口的连接）。4.集线器堆叠端口这种端口当然是只有可堆叠集线器才具备的，作用也就是如它的名字一样，是用来连接两个可堆叠集线器的。一般来说，一个可堆叠集线器中同时具有两个外观类似的端口：一个标注为UP，另一个就标注为DOWN，在连接时是用电缆从一个集线器的UP端口连接到另一个可堆叠集线器的DOWN端口上，都是“母”头，所以连接线端就必须都是“公头”了。不过这种连接线是购买可堆叠集线器时厂家为您提供的，如果损坏或丢失，也可直接在电脑城做一条，只要对商家讲明用途即可。端口示意图如图3.15所示。3.6.3集线器的分类1.按端口数量来分按照集线器能提供的端口数来分，目前主流集线器主要有8口、16口和24口等大类，但也有少数品牌提供非标准端口数，如4口和12口，还有5口、9口、18口的集线器产品。这里端口数量的意思其实就是所连节点的数量。2.按带宽划分按照集线器所支持的带宽不同，通常可分为10Mbps、100Mbps、10/100Mbps三种。3.按照配置的形式分按照整个集线器的配置来分，一般可分为独立型集线器、模块化集线器和堆叠式集线器三种。4.从是否可进行网络管理来分按照集线器是否可被网络管理，分为不可通过网络进行管理的“不可网管型集线器”和可通过网络进行管理的“可网管型集线器”两种。3.6.4集线器的选购1.带宽的选择目前主流的集线器带宽主要有3种：10Mbps、10/100Mbps自适应型和100Mbps，这三种不同带宽的集线器在价格上也有较大区别（便宜的集线器只有几十元，而贵的集线器在千元以上）,所以在选择上也应尽量做到物尽所用,并充分考虑网络今后一定时期的可持续发展性。2.端口的选择在端口的选择上也需要充分考虑网络的实际需要及发展需求。３.网管功能选择根据HUB管理方式的不同，可分为DampHUB（哑集线器）和IntelligentHUB（智能集线器）两种。IntelligentHUB改进了普通HUB的缺点，增加了网络的交换功能，具有网络管理和自动检测网络端口速度的能力（类似于交换机）。而DampHUB只起到简单的信号放大和再生的作用，无法对网络性能进行优化。综上而述，在哑集线器与智能型集线器的选择上，我们要理智些，最好分析一下单位近几年网络发展的水平再做决定。

3.6.5集线器的连接

为了使集线器满足大型网络对端口的数量要求，一般在较大型网络中都采用集线器的堆叠或级联方式来解决，但这两种方式的主要应用场合不一样。2.集线器的堆叠堆叠方式是指将若干集线器的电缆通过堆叠端口连接起来，以实现单台集线器端口数的扩充。要注意的是，只有可堆叠集线器才具备这种端口，一个可堆叠集线器中一般同时具有UP和DOWN堆叠端口，如图3.19所示。图3.20所示的是一款3Com的SuperStackIIPSHUB40/50堆叠集线器的堆叠连接示意图。3.级联

是指使用集线器的普通或特定的端口来进行集线器间的连接。所谓普通端口，就是通过集线器的某一个常用端口（如RJ-45端口）进行连接，而特殊端口就是集线器为级联专门设计的一种“级联端口”，一般都标有UPLink字样。因为存在这两种级联方式，所以事实上所有的集线器都能够进行级联，至少可以通过普通端口进行。下面来分别看看这两种级联方式。（1）使用Uplink端口级联大多数集线器都会带有Uplink级联端口，图3.21所示的就是一款带有Uplink端口的集线器。

级联的两台集线器间，级联双绞电缆所连接的下一台集线器的端口不再是我们想像的Uplink端口了，而是连接到普通端口上，连接示意图如图3.22所示。（2）使用普通端口级联集线器间除了可以使用上面介绍的专用级联Uplink端口进行级联外，还可以通过集线器的普通端口进行级联，不过要注意的是这时所用的连接双绞线要用反线了，也就是说双绞线的两端要跳线，反跳的方法就是一端的第1~3脚与第2~6脚对调。

堆叠方式实现起来比较困难，投资较大，而且集线器间的距离也受到很大限制。而级联方式相对来说实现起来比较容易，投资也较便宜,在距离上也是有很大余地的，可以达到单段双绞线网段的最大距离100m，实现起来比较灵活。但是，堆叠方式在性能方面远比级联方式更具有优势，而且堆叠方式可以实现多台集线器统一管理。由于集线器是工作在物理层，所以网络接点仍然存在在一个冲突域中，并共享同一个出口带宽，随着网络规模的扩大，网络的性能越来越低，因此现在的网络中，集线器已逐渐被交换机所取代。3.7网桥

网桥的功能在延长网络跨度上类似于中继器，然而它能提供智能化连接服务，即根据帧的终点地址处于哪一网段来进行转发和滤除。网桥对站点所处网段的了解是靠“自学习”实现的。3.7.1网桥的作用

当使用网桥连接如图3.23所示的两段LAN时，网桥对来自LAN1的MAC帧，首先要检查其终点地址。如果该帧是发往LAN1上某一站的，网桥则不将帧转发到LAN2，而将其滤除；如果该帧是发往LAN2上某一站的，网桥则将它转发到LAN2。这表明，如果LAN1和LAN2上各有一对用户在本网段上同时进行通信，显然是可以实现的，因为网桥起到了隔离作用。可以看出，网桥在一定条件下具有增加网络带宽的作用。网桥的作用如下：1.源地址跟踪2.帧的转发和过滤3.生成树演绎4.协议转换5.分帧与重组6.网桥的管理功能3.7.2网桥的结构图3.24是网桥的原理示意图。每个网桥端口都是由与特定LAN类型相应的MAC集成电路芯片以及相关端口管理软件组成。端口管理软件在加电时负责对该芯片进行初始化，并对缓冲器进行管理。一般情况下，可供使用的存储器在逻辑上分成若干个固定尺寸单元，称为缓冲器。缓冲管理涉及将空闲缓冲器指针传递到集成电路芯片，以便准备好接收帧。同样也将帧缓冲器指针批量传递给芯片，以便转发帧。

3.7.3网桥的工作原理当网桥收到一个数据帧后，首先将它传送到数据链路层进行差错校验，然后再送至物理层，通过物理层传输机制再传送到另一个网上。在转发帧之前，网桥对帧的格式和内容不做或只做很少的修改。网桥一般都设有足够的缓冲区，有些网桥还具有一定的路由选择功能，通过筛选网络中一些不必要的传输来减少网上的信息流量。例如，当FDDI站点有一个报文要传到以太网IEEE802.3CSMA/CD网上时，需要完成下面一系列工作：（1）站点首先将报文传到LLC（LogicLinkControl，逻辑链路控制）层，并加上LLC报头。（2）将报文传送到MAC层，再加上FDDI报头。FDDI报文最大长度为4500B，大于此值的报文可分组传送。（3）再将报文送交给PHY（物理层）和PMD（依赖于物理介质的子层），经传输媒介送到FDDI-IEEE802.3以太网桥。（4）网桥上的MAC层去掉FDDI报头，然后送交LLC层处理。（5）经过重新组帧并计算校验值后，由于报文与IEEE802.3以太网传输速率（10Mbps）不匹配，因此在网桥上就存在拥挤和超时问题，可能需要重发。如果多次重发均告失败，那么将放弃发送，并通知目的地站点网络可能有故障。3.7.4网桥的种类1.透明网桥所谓“透明网桥”是指，它对任何数据站都完全透明，用户感觉不到它的存在，也无法对网桥寻址，所有的路由判决全部由网桥自己确定。当网桥连入网络时，它能自动初始化并对自身进行配置。图3.25是网桥连接LAN时转发数据的示意。LAN网段与网桥相连的口称为网桥端口。基本网桥只有两个口，而多口网桥可有多个连接LAN的端口。2.转换网桥转换网桥是透明网桥的一种特殊形式。它在物理层和数据链路层使用不同协议的LAN提供网络连接服务。图3.26所示为连接令牌环网和Ethernet网的转换网桥。转换网桥通过处理与每种LAN类型相关的信封来提供连接服务。转换网桥的处理由于令牌环和Ethernet信封类似而比较简单。3.封装网桥封装网桥通常用于连接FDDI骨干网。图3.27所示为这种连接结构，封装网桥用来将4个Ethernet连到FDDI骨干网上。与转换网桥不同，封装网桥是将接收的帧置于FDDI骨干网使用的信封内，并将封装的帧转发到FDDI骨干网，进而传递到其他封装网桥并拆除信封且送到预定的工作站。4.源路由选择网桥源路由选择网桥主要用于互连令牌环网，但在理论上可用于连接任何类型的LAN。图3.28是使用路由选择网桥互连5个令牌环网的结构。源路由选择网桥与上述3种桥的一个基本区别是，源路由选择网桥要求信息源（不是网桥本身）提供传递帧到终点所需的路由信息。使用源路由选择网桥时，网桥不需要保存转发数据基，它对帧实施转发和滤除的依据是帧信封内包括的数据。信源若要想在发送数据时写入到达终点的路由，必须先通过“路由探询过程”来获得。3.8交换机

交换机的英文名称之为Switch。交换机是按照通信两端传输信息的需要，用人工或设备自动完成的方法把要传输的信息送到符合要求的相应路由上的技术统称。通常所指的交换机就是一种在通信系统中完成信息交换功能的设备。3.8.1交换机的作用在计算机网络系统中，交换是相对于共享工作模式的改进。交换机的主要功能包括物理编址、网络拓扑结构、错误校验、帧序列以及流量控制。目前一些高档交换机还具备了一些新的功能，如对VLAN（虚拟局域网）的支持、对链路汇聚的支持，甚至有的还具有路由和防火墙的功能。3.8.2交换机的工作原理交换机和集线器在工作原理上的根本区别：由交换机构建的网络称之为交换式网络，每个端口都能独享带宽，所有端口都能够同时进行通信，并且能够在全双工模式下提供双倍的传输速率。而集线器构建的网络称之为共享式网络，在同一时刻只能有两个端口（接收数据的端口和发送数据的端口）进行通信，所有的端口分享固有的带宽。

1.“共享”与“交换”数据传输技术在交换机技术上，把这种“独享”道宽（网络上称之为“带宽”）情况称之为“交换”，这种网络环境称为“交换式网络”，交换式网络必须采用交换机（Switch）来实现。交换式网络可以以“全双工”（FullDuplex）状态工作，即可以同时接收和发送数据，数据流是双向的。集线器的“共享”方式的网络就称之为“共享式网络”。显然，共享网络的效率非常低，在任一时刻只能有一个方向的数据流，即处于“半双工”（HalfDuplex）模式，也称为“单工”模式。

2.数据传递的方式集线器的数据包传输方式是广播方式。由于集线器中只能同时存在一个广播，所以同一时刻只能有1个数据包在传输，信道的利用率较低。交换机“认识”连接到自己身上的每一台电脑的方法，就是凭每块网卡物理地址，俗称“MAC地址”。交换机还具有MAC地址学习功能，它会把连接到自己身上的MAC地址记住，形成一个节点与MAC地址对应表。交换机可以同时在多对节点之间建立临时专用通道，形成了立体交叉的数据传输通道结构。3.交换机的数据传递工作原理当交换机从某一节点收到一个以太网帧后，会立即在其内存中的地址表（端口号-MAC地址）中进行查找，以确认该目的MAC网卡连接在哪一个节点上，然后将该帧转发至该节点。如果在地址表中没有找到该MAC地址，也就是说该目的MAC地址是首次出现，交换机就将数据包广播到所有节点。拥有该MAC地址的网卡在接收到该广播帧后，将立即做出应答，以致交换机将其节点的“MAC地址”添加到MAC地址表中。对于新的交换机，其MAC地址表是空白的，可以通过“学习”建立起来。交换机不会永久性地记住所有的“端口号-MAC地址”关系。3.8.3三种交换技术1.端口交换端口交换技术最早出现在插槽集线器中，这类集线器的背板通常划分有多条以太网段（每条网段为一个广播域），若不用网桥或路由器连接，网络之间是互不相通的。端口交换用于模块端口在背板的多个网段之间进行分配、平衡。根据支持的程度，端口交换还可细分如下：（1）模块交换：将整个模块进行网段迁移。（2）端口组交换：通常模块上的端口被划分为若干组，每组端口允许进行网段迁移。（3）端口级交换：支持每个端口在不同网段之间进行迁移。这种交换技术是基于OSI第一层完成的，具有灵活性和负载平衡能力等优点。如果配置得当，还可以在一定程度上实现容错，但由于没有改变共享传输介质的特点，因而不能称之为真正的交换。2.帧交换帧交换是目前应用最广的局域网交换技术，它通过对传统传输介质进行分段，提供并行传送机制以减小冲突域，获得高的带宽。一般来讲，每个公司产品的实现技术均会有差异，但对网络帧的处理方式一般有以下两种：（1）直接交换：提供线速处理能力，交换机只读出网络帧的前14个字节，便将网络帧传送到相应的端口上。（2）存储转发：通过对网络帧的读取进行检错和控制。前一种方法的交换速度非常快，但缺乏对网络帧进行更高级控制的能力，缺少智能性和安全性，同时也无法支持具有不同速率的交换。因此，各厂商把后一种技术作为开发重点。有的厂商甚至对网络帧进行分解，将帧分解成固定大小的信元。对这些信元处理极易用硬件实现，处理速度快，同时能够完成高级控制功能，如优先级控制。3.信元交换

ATM（异步传输模式）技术代表了网络和通信技术发展的未来方向，也是解决目前网络通信中众多难题的一剂“良药”。ATM采用固定长度53字节的信元交换，由于长度固定，因而便于用硬件实现。ATM采用专用的无差别连接，并行运行，可以通过一个交换机同时建立多个节点，但不会影响节点之间的通信能力。ATM还允许在源节点和目标节点之间建立多个虚拟连接，以保障足够的带宽和容错能力。ATM采用了异步时分复用，因而能大大提高通道的利用率。ATM的带宽可以达到25Mbps、155Mbps、622Mbps，甚至数Gbps的数量级。3.8.4交换机的种类1.根据使用的网络技术划分

根据使用网络技术的不同，可以分为以太网交换机、ATM交换机、FDDI交换机和令牌环交换机。2.根据应用的规模划分

根据应用的规模，可以将网络交换机划分为工作组交换机（桌面交换机）、部门交换机（也称骨干交换机）和企业交换机（也称中心交换机）等。一般支持500个信息点以上的大型企业应用的交换机为中心交换机，支持300个信息点以上的中型企业的交换机为骨干交换机，而支持100个信息点以内的交换机为桌面交换机。3.根据交换机的结构划分

交换机大致可分为两种不同的结构，即固定端口交换机和模块化交换机。

4.根据交换机工作的协议层划分

根据工作的协议层，交换机可分为第二层交换机、第三层交换机和第四层交换机。5.根据交换机采用的交换方式划分

按交换机在传送源和目的端口的数据包时通常采用的交换方式来分，主要有直通式交换机、存储转发式交换机和碎片隔离式交换机三种。3.8.5交换机选型

局域网交换机是组成网络系统的核心设备。对用户而言，局域网交换机最主要的指标是端口的配置、数据交换能力、包交换速度等数据。选择交换机时应考虑以下参数：

1.转发方式。2.延时。3.转发速率。

4.管理功能。5.MAC地址数。6.扩展树。

7.背板带宽。8.端口。3.8.6交换机配置

通常网管型交换机可以通过两种方法进行配置：本地配置和远程网络配置。注意，后一种配置方法只有在前一种配置成功后才可进行，下面分别讲述。1.本地配置方式交换机的本地配置方式是通过计算机与交换机的Console端口直接连接的方式进行通信的，它的连接图如图3.34所示。

不同类型的交换机，Console端口所处的位置并不相同，如图3.35所示，有的位于前面板（如Catalyst3200和Catalyst4006），而有的则位于后面板（如Catalyst1900和Catalyst2900XL）。通常是模块化交换机大多位于前面板，而固定配置交换机则大多位于后面板。一般情况下在该端口的上方或侧方都会有类似Console字样的标识。无论交换机采用DB-9或DB-25串行接口，还是采用RJ-45接口，都需要通过专门的Console线连接至配置用计算机（通常称作终端）的串行口。由于扁平线两端均为RJ-45接口，无法直接与计算机串口进行连接，因此还必须同时使用一个如图3.36所示的RJ-45-to-DB-9（或R-45-to-DB-25）的串行线。2.远程配置方式

交换机除了可以通过Console端口与计算机直接连接外，还可以通过交换机的普通端口进行连接。如果是堆叠型的，也可以把几台交换机堆在一起进行配置，因为这时它们是一个整体，一般只有一台具有网管能力。通过普通端口对交换机进行管理时，就不再使用超级终端了，而是以Telnet或Web浏览器的方式实现与被管理交换机的通信。因为在本地配置方式中已为交换机配置好了IP地址，我们可通过IP地址与交换机进行通信，不过要注意，同样只有是网管型的交换机才具有这种管理功能。这种远程配置方式中又可以通过两种不同的方式来进行，我们下面分别介绍。（1）Telnet方式

Telnet协议是一种远程访问协议，可以用它登录到远程计算机、网络设备或专用TCP/IP网络。Windows95/98及其以后的Windows、UNIX/Linux等操作系统中都内置有Telnet客户端程序，我们就可以用它来实现与远程交换机的通信。在使用Telnet连接至交换机前，应当确认已经做好以下准备工作：在用于管理的计算机中安装有TCP/IP协议，并配置好了IP地址信息。在被管理的交换机上已经配置好IP地址信息。如果尚未配置IP地址信息，则必须通过Console端口进行设置。

在被管理的交换机上建立了具有管理权限的用户账户。如果没有建立新的账户，则Cisco交换机默认的管理员账户为Admin。进入配置界面步骤很简单，只需简单的两步：①单击“开始”→“运行”命令，然后在对话框中输入“telnet”（当然也可先不输入IP地址，在进入Telnet主界面后再进行连接，但是这样会多了一步，直接在后面输入要连接的IP地址更好些）。②输入完后，单击“确定”按钮，或按回车键，建立与远程交换机的连接。如图3.37所示为与计算机通过Tetnet与CiscoCatalyst3500交换机建立连接时显示的界面。

（2）Web浏览器的方式当利用Console口为交换机设置好IP地址信息并启用HTTP服务后，即可通过支持Java的Web浏览器访问交换机，并可通过Web浏览器修改交换机的各种参数及对交换机进行管理。事实上，通过Web界面，可以对交换机的许多重要参数进行修改和设置，并可实时查看交换机的运行状态。不过在利用Web浏览器访问交换机之前，应当确认已经做好以下准备工作：在用于管理的计算机中安装TCP/IP协议，且在计算机和被管理的交换机上都已经配置好IP地址信息。用于管理的计算机中安装有支持Java的Web浏览器，如InternetExplorer4.0及以上版本、Netscape4.0及以上版本，以及OpreawithJava。在被管理的交换机上建立了拥有管理权限的用户账户和密码。被管理交换机的CiscoIOS支持HTTP服务，并且已经启用了该服务。否则，应通过Console端口升级CiscoIOS或启用HTTP服务。通过Web浏览器的方式进行配置的方法如下：

①把计算机连接在交换机的一个普通端口上，在计算机上运行Web浏览器。在浏览器的“地址”栏中键入被管理交换机的IP地址（如）或为其指定的名称。按回车键，弹出如图3.38所示对话框。

图3.38连接对话框②分别在“用户名”和“密码”框中，键入拥有管理权限的用户名和密码。“用户名/密码”对应当事先通过Console端口进行设置。③ 单击“确定”按钮，即可建立与被管理交换机的连接，在Web浏览器中显示交换机的管理界面。图3.39所示页面为与CiscoCatalyst3500建立连接后，显示在Web浏览器中的配置界面。

图3.39Web界面下的配置界面接下来，就可以通过Web界面中的提示，一步步查看交换机的各种参数和运行状态，并可根据需要对交换机的某些参数做必要的修改。3.9路由器路由器位于ISO/OSI模型的网络层，其原理与技术比交换机和网桥复杂得多。路由器是连接多个网络或网段，将一个网络上的信息转发到另一个网络的设备。当路由器发送信息时，它会找一条最佳路径，以最快速度传送信息。路由器能将不同网络或网段之间的数据信息进行“翻译”，以使它们能够相互理解对方的数据，从而构成一个更大的网络。如果连接的是协议相同的网络或网段，它会将数据直接发送到目的端口，即路由器只处理需要路由的分组。路由器使行行色色的通信子网融为一体，形成一个更大范围的网络。从宏观的角度看，通信子网实际上可以看作是由路由器组成的网络，路由器之间的通信则通过各种通信子网的通信能力予以实现。3.9.1路由器的作用目前的TCP/IP网络，全部是通过路由器互连起来的，Internet就是成千上万个IP子网通过路由器互连起来的国际性网络。这种网络称为以路由器为基础的网络，形成了以路由器为节点的“网间网”。在“网间网”中，路由器不仅负责对IP分组的转发，还要负责与别的路由器进行联络，共同确定“网间网”的路由选择和维护路由表。路由动作包括两项基本内容：寻径和转发。寻径即判定到达目的地的最佳路径，由路由选择算法来实现。转发即沿寻径好的最佳路径传送信息分组。接与路由器相连，路由器就把分组直接送到相应的端口上。这就是路由转发协议。路由转发协议和路由选择协议是既相互配合又相互独立的概念，前者使用后者维护的路由表，同时后者要利用前者提供的功能来发布路由协议数据分组。下文中提到的路由协议，除非特别说明，都是指路由选择协议，这也是普遍的习惯。3.9.2路由器的结构从体系结构上看，路由器可以分为第一代单总线单CPU结构路由器、第二代单总线主从CPU结构路由器、第三代单总线对称式多CPU结构路由器、第四代多总线多CPU结构路由器、第五代共享内存式结构路由器、第六代交叉开关体系结构路由器和基于机群系统的路由器等。路由器具有四个要素：输入端口、交换开关、输出端口和路由处理器。（1）输入端口是物理链路和输入包的进口处。（2）交换开关可以使用多种不同的技术来实现。迄今为止使用最多的交换开关技术是总线、交叉开关和共享存储器。（3）输出端口在包被发送到输出链路之前对包存储，可以实现复杂的调度算法以支持优先级等要求。（4）路由处理器计算路由转发表来实现路由协议，并运行对路由器进行配置和管理的软件。同时，它还处理那些目的地址不在线卡转发表中的包。3.9.3路由器的功能路由器主要功能有以下几点：转发。最佳路由。分组。网络互通。隔离、划分子网。WAN接入。3.9.4路由器的组成部件1.路由器的接口常见的路由器能支持的接口种类有以下几种：通用串行接口：通过电缆转换成RS232DTE/DCE接口、V.35DTE/DCE接口、X.21DTE/DCE接口、RS449DTE/DCE接口和EIA530DTE接口等。以太网接口：10Mbps以太网接口、快速以太网接口、10/100Mbps自适应以太网接口和吉比特以太网接口等。其他接口：ATM接口、POS接口（155Mbps、622Mbps等）、令牌环接口、FDDI接口、E1/T1接口、E3/T3接口和ISDN接口等。2.CPU

CPU是路由器的心脏，负责交换路由信息、查找路由表以及转发数据包。CPU的能力直接影响路由器的吞吐量（路由表查找时间）和路由计算能力（计算路由收敛时间的能力）。由于技术的发展，路由器中许多工作都可以由硬件实现（专用芯片）。3.内存路由器中可能有很多种内存，如FLASH、RAM等，用于存储配置、路由器操作系统、路由协议软件和路由表等内容。4.软件技术路由器技术中最核心的技术是软件技术，路由软件是最复杂的软件之一。路由器软件一般实现路由协议、查找转发表和管理维护及其他功能。3.9.5路由器的性能指标路由器一般位于局域网或园区网的出口，用于连通其他网络，并智能地选择最佳传输路径，将信息发送到其他网络上。因此，判断路由器的品质，主要是考察其吞吐量、传输速度、可靠性、安全性等性能指标。具体如下：

1.全双工线速转发能力。2.设备吞吐量。

3.端口吞吐量。4.背靠背帧数。5.路由表能力。

6.背板能力。7.丢包率。8.时延。9.时延抖动。10.无故障工作时间。11.内部时钟精度。3.9.6路由协议典型的路由协议有两种：静态路由协议和动态路由协议。静态路由是在路由器中设置的固定的路由表，静态路由表不会发生变化。由于静态路由不能对网络的改变作出反映，一般用于网络规模不大、拓扑结构固定的网络中。静态路由的优点是简单、高效、可靠。在所有的路由中，静态路由优先级最高。当动态路由与静态路由发生冲突时，以静态路由为准。动态路由是网络中的路由器之间相互通信、传递路由信息、利用收到的路由信息更新路由器表的过程。它能实时地适应网络结构的变化。动态路由适用于网络规模大、网络拓扑复杂的网络。当然，各种动态路由协议会不同程度地占用网络带宽和路由器的CPU资源。静态路由和动态路由有各自的特点和适用范围，因此在网络中动态路由通常作为静态路由的补充。当一个分组在路由器中进行寻径时，路由器首先查找静态路由，如果查到则根据相应的静态路由转发分组；否则再查找动态路由。根据是否在一个自治系统使用，动态路由协议分为内部网关协议（IGP）和外部网关协议（EGP）。自制系统（AutonomousSystem，AS，也叫自治域）是一个具有统一管理机构、统一路由策略的网络。自治系统内部采用的路由选择协议称为内部网关协议，常用的有RIP、OSPF；外部网关协议主要用于多个自治系统之间的路由选择，常用的是EGP和BGP。内部路由协议在自制系统（AS）内部路由，而外部路由协议则在自制系统间路由。1.外部路由协议

最常见的外部协议是外部网关协议（ExternalGatewayProtocol，EGP）和边界网关协议（BorderGatewayProtocol，BGP），BGP是较新的协议，已逐渐取代EGP。2.内部路由协议

内部路由协议主要有路由信息协议（RouteInformationProtocol，RIP）和开放式最短路径优先协议（OpenShortestPathFirst，OSPF）。3.9.7路由器的种类1.按处理能力划分路由器可分高端路由器和中低端路由器。如图3.40所示是Cisco的高、中、低不同的路由器产品。2.按结构划分路由器可分为模块化结构与非模块化结构。图3.41所示分别为非模块化结构和模块化结构路由器产品。3.按所处网络位置划分从网络位置划分，路由器可分为核心路由器与接入路由器。4.按功能划分从功能分，路由器可分为通用路由器与专用路由器。5.按性能划分从性能上分，路由器可分为线速路由器以及非线速路由器。

3.9.8路由器的选型1.性能及冗余、稳定性2.路由器的几种接口3.端口数的确定4.路由器支持的标准协议及特性5.确定管理方法的难易程度3.9.9路由器的配置1.路由器的结构路由器具有非常强大的网络连接和路由功能，因此它的接口技术非常复杂。路由器的端口主要分局域网端口、广域网端口和配置端口三类，下面分别介绍。（1）局域网接口常见的以太网接口主要有AUI、BNC和RJ-45接口，FDDI、ATM、千兆以太网等都有相应的网络接口。①AUI端口

AUI端口是用来与粗同轴电缆连接的接口，它是一种D型15针接口，这在令牌环网或总线型网络中是一种比较常见的端口之一。路由器可通过粗同轴电缆收发器实现与10Base-5网络的连接，但更多的则是借助于外接的收发转发器（AUI-to-RJ-45），实现与10Base-T以太网络的连接。当然，也可借助于其他类型的收发转发器实现与细同轴电缆（10Base-2）或光缆（10Base-F）的连接。AUI接口示意图如图3.42所示。

②RJ-45端口RJ-45端口是我们最常见的端口了，它是双绞线以太网端口。因为在快速以太网中也主要采用双绞线作为传输介质，所以根据端口的通信速率不同，RJ-45端口又可分为10Base-T网RJ-45端口和100Base-TX网RJ-45端口两类。10Base-T网的RJ-45端口在路由器中通常是标识为ETH，而100Base-TX网的RJ-45端口则通常标识为10/100BTX，如图3.43和图3.44所示。这两种RJ-45端口仅就端口本身而言是完全一样的，但端口中对应的网络电路结构是不同的，所以也不能随便接。③SC端口SC端口也就是我们常说的光纤端口，它用于与光纤的连接。光纤端口通常是不直接用光纤连接至工作站，而是通过光纤连接到快速以太网或千兆以太网等具有光纤端口的交换机。这种端口一般在高档路由器才具有，都以100BFX标注，如图3.45所示。（2）广域网接口下面介绍几种常见的广域网接口：①RJ-45端口利用RJ-45端口也可以建立广域网与局域网VLAN（虚拟局域网）之间，以及与远程网络或Internet的连接。如果使用路由器为不同VLAN提供路由，可以直接利用双绞线连接至不同的VLAN端口。但要注意，这里的RJ-45端口所连接的网络一般都不是10Base-T，而是100Mbps快速以太网以上。如果必须通过光纤连接至远程网络，或连接的是其他类型的端口，则需要借助于收发转发器才能实现彼此之间的连接。图3.46所示为快速以太网端口。②AUI端口

AUI端口我们在局域网中也讲过，它是用于与粗同轴电缆连接的网络接口。其实AUI端口也被常用于与广域网的连接，但是这种接口类型在广域网应用得比较少。在Cisco2600系列路由器上，提供了AUI与RJ-45两个广域网连接端口，如图3.47所示，用户可以根据自己的需要选择适当的类型。③高速同步串口在路由器的广域网连接中，应用最多的端口还要算“高速同步串口”（serial）了，如图3.48所示。

这种端口主要是用于连接目前应用非常广泛的DDN、帧中继（FrameRelay）、X.25、PSTN（模拟电话线路）等网络连接模式。在企业网之间有时也通过DDN或X.25等广域网连接技术进行专线连接。这种同步端口一般要求速率非常高，因为一般来说通过这种端口所连接的网络的两端都要求实时同步。④异步串口异步串口（ASYNC）主要是应用于Modem或Modem池的连接，如图3.49所示。它主要用于实现远程计算机通过公用电话网拨入网络。这种异步串口相对于同步串口来说，在速率上要求就松许多，因为它并不要求网络的两端保持实时同步，只要求能连续即可，这主要是因为这种接口所连接的通信方式速率较低。⑤ISDNBRI端口因ISDN这种互联网接入方式连接速度上有它独特的一面，所以ISDN刚兴起时在互联网的连接方式上得到了充分的应用。ISDNBRI端口用于ISDN线路通过路由器实现与Internet或其他远程网络的连接，可实现128KBps的通信速率。ISDN有两种速率连接端口，一种是ISDNBRI（基本速率接口）；另一种是ISDNPRI（基群速率接口）。ISDNBRI端口是采用RJ-45标准，与ISDNNT1的连接使用RJ-45-to-RJ-45直通线。图3.50所示的BRI为ISDNBRI端口。（3）路由器配置端口路由器的配置端口有两个：Console和AUX。Console通常是在进行路由器的基本配置时通过专用连线与计算机连用的，而AUX是用于路由器的远程配置连接的。①Console端口：Console端口使用专用连线直接连接至计算机的串口，利用终端仿真程序（如Windows下的“超级终端”）进行路由器本地配置。路由器的Console端口多为RJ-45端口。图3.51所示就包含了一个Console配置端口。②AUX端口：AUX端口为异步端口，主要用于远程配置，也可用于拔号连接，还可通过收发器与Modem进行连接。AUX端口与Console端口通常同时提供，因为它们各自的用途不一样。接口图示仍参见图3.51。2.路由器的硬件连接路由器的硬件连接根据端口类型，主要分与局域网设备之间的连接、与广域网设备之间的连接以及与配置设备之间的连接三类。（1）路由器与局域网接入设备之间的连接局域网设备主要是指集线器与交换机，交换机通常使用的端口只有RJ-45和SC，而集线器使用的端口则通常为AUI、BNC和RJ-45。①RJ-45-to-RJ-45这种连接方式就是路由器所连接两端都是RJ-45接口，如果路由器和集线设备均提供RJ-45端口，那么，可以使用双绞线将集线设备和路由器的两个端口连接在一起。②AUI-to-RJ-45这种情况主要出现在路由器与集线器相连。如果路由器仅拥有AUI端口，而集线设备提供的是RJ-45端口，那么，必须借助于AUI-to-RJ-45收发器才可实现两者之间的连接。当然，收发器与集线设备之间的双绞线跳线也必须使用直通线，连接示意图如图3.52所示。③SC-to-RJ-45或SC-to-AUI这种情况一般是路由器与交换机之间的连接。如交换机只拥有光纤端口，而路由设备提供的是RJ-45端口或AUI端口，那么必须借助于SC-to-RJ-45或SC-to-AUI收发器才可实现两者之间的连接。收发器与交换机设备之间的双绞线跳线同样必须使用直通线，但实际出现交换机为纯光纤接口的情况非常少见。（2）路由器与Internet接入设备的连接主要有以下几种：①异步串行口异步串行口主要是用来与Modem设备连接，用于实现远程计算机通过公用电话网拨入局域网络。除此之外，也可用于连接其他终端。当路由器通过电缆与Modem连接时，必须使用AYSNC-to-DB25或AYSNC-to-DB9适配器来连接。路由器与Modem或终端的连接如图3.53所示。②同步串行口在路由器中所能支持的同步串行端口类型比较多，如Cisco系统就可以支持5种不同类型的同步串行端口，分别是：EIA/TIA-232接口、EIA/TIA-449接口、V.35接口、X.21串行电缆和EIA-530接口，所对应的适配器图示分别如图3.54所示。③ISDNBRI端口

Cisco路由器的ISDNBRI模块一般可分为两类，一是ISDNBRIS/T模块，二是ISDNBRIU模块，前者必须与ISDN的NT1终端设备一起才能实现与Internet的连接，因为S/T端口只能接数字电话设备，不适用当前现状，但通过ISDNNT1后就可连接现有的模拟电话设备了，连接图如图3.55所示。而后者由于内置有NT1模块（我们称之为“NT1+”）的终端设备，它的U端口可以直接连接模拟电话外线，因此无需再外接ISDNNT1，可以直接连接至电话线墙板插座，如图3.56所示。（3）配置端口连接方式与前面讲的一样，路由器的配置端口依据配置方式的不同，所采用的端口也不一样，主要的仍是两种，一种是本地配置所采用的Console端口，另一种是远程配置时采用的“AUX”端口，下面分别讲一下各自的连接方式。①Console端口的连接方式当使用计算机配置路由器时，必须使用翻转线将路由器的Console口与计算机的串口/并口连接在一起，这种连接线一般来说需要特制，根据计算机端所使用的是串口还是并口，选择制作RJ-45-to-DB-9或RJ-45-to-DB-25转换用适配器，如图3.57所示。②AUX端口的连接方式当需要通过远程访问的方式实现对路由器的配置时，就需要采用AUX端口了。AUX的接口结构其实与RJ-45一样，只是里面所对应的电路不同，实现的功能也不同而已。根据Modem所使用的端口情况不同，确定AUX端口与Modem的连接。路由器的AUX端口与Modem的连接如图3.58所示。3.10宽带路由器

路由器是连接本单位网络和其他单位网络或因特网之间的一种设备，而宽带路由器就是支持多种宽带接入方式，可允许多用户或局域网共用同一账号，以实现宽带接入的设备。3.10.1宽带路由器的作用

宽带路由器的出现，为以较低的投入解决宽带用户日益增强的宽带应用需求提供了便利，其一般具备1个乃至2~4个WAN接口，能自动检测或手工设定宽带运营商的接入类型，可连接ADSL、VDSL、CM、FTTX+LAN等各种宽带接入，具备PPPoE虚拟拨号或DHCP的客户端功能，可以分配固定的公网IP地址。宽带路由器主要功能的实现方法有以下三种：

1.内置PPPoE虚拟拨号。

2.内置DHCP服务器。

3.NAT功能。3.10.2宽带路由器的选型宽带路由器的选型应当注意考虑以下几个方面：

1.LAN端口数量。2.高级路由功能。3.接口速率。4.CPU主频。5.缓存容量。6.智能端口。7.数据吞吐量。3.11网络存储设备3.11.1网络存储基础1.SCSI

SCSI的英文全称为SmallComputerSystemInterface即小型计算机系统接口，是同IDE（ATA）完全不同的接口（IDE接口是普通PC的标准接口，而SCSI并不是专门为硬盘设计的接口，它是一种广泛应用于小型机上的高速数据传输技术）。SCSI接口具有应用范围广、多任务、带宽大、CPU占用率低以及热插拔等优点，但较高的价格使得它很难如IDE硬盘般普及，因此SCSI硬盘主要应用于中、高端服务器和高档工作站中。2.TCP/IP

TCP协议和IP协议共同构成了通信协议族，这组协议是因特网获得成功的主要因素。一方面它们的扩展性很强，可以实现巨大的网络，另一方面TCP/IP也在因特网不同的使用者之间实现了安全和可靠的信息共享。由于这些特性，因特网成为了一个真正的开放性网络，它可以支持数以百万计的家庭、学校、政府、公司直至世界的遥远角落。由于TCP/IP能够支持大量的网络技术，所以它完全有能力成为全球存储网络的基础。3.Ethernet

Ethernet是今天局域网领域得到最广泛使用的技术。它是IEEE802.3标准，最早由Xerox公司所开发。因为它是桌面电脑互联的最佳技术，所以得到Intel公司和Digital公司的进一步开发。它的发展经历了10Mbps到100Mbps再到1000Mbps的过程。现在，10Gbps的Ethernet也即将问世。

10Gbps的Ethernet和TCP/IP的组合为存储网络应用的实现提供了引人注目的解决方案。4.FibreChannel大多数的存储域网络（Storage-AreaNetworks）都是基于一个叫光纤通道（FibreChannel，FC）的体系结构。FC的发展是为了解决服务器和存储设备之间通信的诸多要求，这些要求包括速度、容量、可靠性等等。目前它能够实现1Gbps及2Gbps的速率，可以实现100MB/s半工和200MB/s全工的持续吞吐量。3.11.2数据存储产品分类目前市场上的存储产品主要有磁盘阵列、磁带机与磁带库、光盘库等。这三种设备分别是在光盘和硬盘产品的发展过程中，在不同历史阶段出现的典型产品。磁盘阵列又叫RAID（RedundantArrayofInexpensiveDisks，廉价磁盘冗余阵列），是指将多个类型、容量、接口相同，甚至品牌一致的专用硬磁盘或普通硬磁盘连成一个阵列，使其能以某种快速、准确和安全的方式来读写磁盘数据，从而达到提高数据读取速度和安全性的一种手段。广义的磁带库产品包括自动加载磁带机和磁带库。自动加载磁带机和磁带库实际上是将磁带和磁带机有机结合组成的。光盘塔由几台或十几台CD-ROM驱动器构成，通过软件来控制某台光驱的读写操作。光盘库实际上是一种可存放几十张或几百张光盘并带有机械臂和一个光盘驱动器的光盘柜。光盘库也叫自动换盘机，它利用机械手从机柜中选出一张光盘送到驱动器进行读写。光盘网络镜像服务器是继第一代的光盘库和第二代的光盘塔之后，最新开发出的一种可在网络上实现光盘信息共享的网络存储设备。在网络海量存储备份系统中，磁盘阵列、磁带库、光盘库等存储设备因其信息存储特点的不同，应用环境也有较大区别。磁盘阵列主要用于网络系统中的海量数据的即时存取；磁带库更多的是用于网络系统中的海量数据的定期备份；光盘库则主要用于网络系统中海量数据的访问。

3.11.3网络存储设备的体系结构1.直连式存储设备（DirectAttachedStorage，DAS）2.附接网络存储设备（NetworkAttachedStorage，NAS）3.存储区网络（StorageAreaNetworks，SAN）图3.59所示是网络存储技术的示意图。

3.11.4网络存储设备选型

用户在确定了存储系统基本架构之后，还需要进行产品选型。如何选择合适的存储产品，可以从数据保护能力、性能、容量、连接性、管理性和附加功能这几个方面来考虑。1.数据保护能力。2.性能。3.容量。4.连接性。5.管理性。

6.附加功能。3.12无线网络设备

无线局域网是计算机网络与无线通信技术相结合的产物。由于会受到无线连接设备与电脑之间距离的远近限制而影响传输范围，所以必须要在区域范围之内才可以连上网路。因此称其是局域网。

无线局域网是有线局域网的扩展和替换。它是在有线局域网的基础上通过无线集线器、无线访问节点、无线网桥、无线网卡等设备使无线通信得以实现。无线局域网传送介质：红外线或者无线电波。3.12.1概述从专业角度讲，无线局域网利用了无线多址信道的一种有效方法来支持计算机之间的通信，并为通信提供移动化、个性化和多媒体应用。无线局域网就是在不采用传统缆线的同时，提供有线以太网或者令牌网的功能。无线局域是通过远程网桥、集线器、无线网卡和无线网关（也称“无线路由器”）等无线设备，以超高频的无线电波传输网络数据包。相对低频来说的高波带宽称为扩展频谱。3.12.2无线网卡

无线网卡是终端无线网络的设备，是无线局域网的无线覆盖下通过无线连接网络进行上网的无线终端设备。1.无线网卡按标准区分类