新世纪小型网组建与应用教程3

第3章

本章教学目标：

无论是组建局域网还是共享接入Internet，都少不了一些常用的网络硬件设备。本章主要介绍网卡、网线、集线器、交换机和路由器(Router)等局域网硬件设备，并为用户提供一些选购建议。教学重点与难点：

1.网卡2.网线3.集线器4.交换机

3.1网卡

随着电脑的普及以及宽带网的兴起，网卡已经是计算机的标准配置。它是组建局域网络时一种必不可少的硬件设备，因此网卡又称为“网络适配器”。3.1.1网卡的作用

网卡是计算机与局域网、宽带相互连接的桥梁，是组建局域网不可缺少的硬件。在网络中，网卡的作用是双重的，其主要有下面各种作用。(1)接收和解包网络上传来的数据包，再将其传输给本地计算机。(2)打包和发送本地计算机上的数据，再将数据包通过通信介质(如双绞线、同轴电缆、无线电波等)送入网络。3.1.2网卡的类型

网卡按不同的分类标准，有着不同的类型。其分类标准主要有按总线类型、接口种类及数据传输带宽三种标准。1.依据总线类型网卡通过总线接口与计算机沟通，按总线类型的不同可以分为ISA网卡、PCI网卡、USB网卡和PCMCIA网卡。2.依据接口网卡根据其接口的不同可分为BNC接口网卡和RJ-45接口网卡，另外还有无线网卡。3.依据传输带宽

3.1.3选购网卡

了解了网卡的作用及常用网卡的不同类型后，用户就可以根据自己的需要来选购适合自己使用的网卡。在选购时，用户还应该注意一些问题，如网卡的带宽、总线类型、接口、防伪、品牌和外包装与驱动程序等。3.2网线在局域网中，要使不同的计算机能够相互通信，必须有一条通路，即使用网线使它们能够相互连接。目前局域网中常用的网线主要有同轴电缆、双绞线和光纤等，使用最多的是双绞线。3.2.1同轴电缆在早先的局域网中，同轴电缆曾是局域网网线的主流。但现在逐渐被双绞线替代，本节简单介绍同轴电缆的相关知识。

1.认识同轴电缆3.2.1同轴电缆从图中可以看出，同轴电缆主要由以下一些结构组成：

(1)中心导体(2)绝缘体(3)导电网(4)外层包覆

3.2.1同轴电缆

2．分类同轴电缆可以按直径和用途进行分类。如果根据直径的不同，同轴电缆可以分为粗缆(RG-11)和细缆(RG-58)两种类型。3.2.2双绞线双绞线也就是常说的网线，它是由4组相互缠绕的铜线封装在一层绝缘外套中。4组铜线绞在一起的原因是当金属线中有电流通过(即进行数据传输)时会产生电磁场，将正信号与负信号的线对绕，两者产生的磁场就会相互抵消，从而减少信号的干扰。下面介绍有关双绞线的一些知识。1.分类双绞线分为非屏蔽双绞线(UTP，UnshieldedTwistedPair)和屏蔽双绞线(STP，ShieldedTwistedPair)两大类，普通用户多选择非屏蔽双绞线。3.2.2双绞线

2.UTP的分类与特点

根据传输速率和用途的不同，非屏蔽双绞线(UTP)又分为3类、4类、5类、超5类和6类，常用的是5类和超5类UTP。由于5类和超5类UTP缠绕紧密程度比3类、4类UTP高，所以能够产生更高的传输速率，而6类UTP主要用于千兆以太网。

3.2.2双绞线3.选购建议选购UTP时，要根据网络的整体性能决定双绞线的类别。但是，个别商家把3类、4类UTP包着5类或超5类的外皮来欺骗不懂行的用户。在此提供几点建议，希望对读者有所帮助。

(1)速度测试(2)检查外部标志

(3)柔韧程度(4)双绞线的绕距

(5)外皮的延展性(6)外皮的抗高温性(7)外皮的阻燃性

3.2.3光纤光纤是经常用于大型局域网中的通信介质之一，它在大型局域网中经常被使用到，其传送速度较快。本节介绍光纤的外观、分类及特点等。

1.认识光纤2.分类

在实际的应用中，光纤主要分为以下两种。

(1)单模光纤(2)多模光纤

3.2.3光纤3.特点光纤与其他通信介质相比，具有以下优点。(1)

由于光纤传输的是光信号，不受外界电磁信号的干扰，信号的衰减速度很慢，所以信号的传输距离比其他各种网线要远得多。单段最大长度可达2000m。特别适用于电磁环境恶劣的地方。(2)由于光纤的光学反射特性，一根光纤内部可以同时传送多路信号，所以光纤的通信容量大，而且传输速率非常高。目前1000Mb/s的光纤网络已经成为主流高速网络，光纤网络的理论速率最高可达到50000Gb/s。

3.2.4无线通信介质电波不仅能够传输模拟信号，还能够传输数字信号，通过电波传输信号的计算机网络称为无线网络。无线局域网通常使用红外(IR)或者射频(RF)波段传输信息，以后者使用居多。射频传输是指信号通过特定的频率点传输，采用射频作为传输媒体，覆盖范围大，发射功率较自然背景的噪声低，基本避免了信号的窃取，使通信相对安全。除红外和射频传输外，微波和卫星链接也可以通过电波传输数据，这些能够跨越更远距离的传输方式主要应用于广域网通信。

3.3集线器集线器是组建星型局域网的基本硬件设备，通过集线器可以对网络进行集中管理。就像树的主干一样，集线器是各分枝的汇集点。3.3.1认识集线器集线器(HUB)作为一种集中管理网络的共享设备，从字面上理解，集线器就是将网线集中起来的网络设备。利用集线器不仅可以将网络设备连接在一起，而且还可起到扩大网络范围的作用。3.3.2分类集线器可以按传输速率、配置形式、管理方式和端口数不同进行分类。组网时应根据入网的计算机和其他设备的数量选择合适的集线器，并留下一些余量为以后扩充网络做准备。1.按带宽分类2.按扩展方式分类3.按管理方式分类4.按端口数目分类

3.3.3选购建议在构建网络时，用户应根据实际需要，科学地进行产品选购。不符合需求的集线器，价格再低也不能买。在选购集线器时应有一定的选择标准，其主要考虑的因素有网络规模、数据传输速率、品牌和价格等。3.4交换机

交换机在外观上和集线器相似。但其原理和集线器不一样，功能更为强大，通常用于较大型的网络中。3.4.1认识交换机

交换机也叫交换式集线器，它通过对信息进行重新生成，并经过内部处理后转发至指定端口，具备自动寻址能力和交换作用。

3.4.2分类相对于集线器而言，交换机的种类更多

1.按网络类型分类2.按结构分类

3.按交换方式分类

4.按应用规模分类5.按管理方式分类

3.4.3选购建议

交换机是局域网中的重要设备，目前国内市场上最常见的交换机品牌主要有TP-Link、D-Link、3COM、Accton、Intel、Cisco、联想、实达及全向等。本节讲述交换机的选购建议，仅供读者参考。

1.注意网络规模2.注意端口带宽3.注意背板带宽4.售后服务

3.5交换机和集线器的区别集线器是连接多台计算机的设备，只能起到信号放大和传输的作用，不能对信号中的碎片进行处理，所以在传输过程中容易出错；而交换机则可以看作是一种智能型的集线器，除了具有集线器的所有特性外，还具有自动寻址、交换、处理的功能，可以防止数据丢失和提高数据吞吐量。

具体地说，交换机和集线器的区别主要有以下几点。(1)交换机的前面板上通常有3排或6排灯，而集线器的前面板只有一排或两排灯。当进行数据交换时，交换机的LNK/ACT灯闪烁，10/100Mb/s灯亮时代表工作在100Mb/s速率上，否则代表工作在10Mb/s速率上；DOP/COL灯亮时代表交换机以双工模式工作，否则代表以半双工模式工作。由于集线器只能以半双工模式工作，所以它没有DOP/COL灯。3.5交换机和集线器的区别

(2)从OSI体系结构来看，集线器属于OSI的第一层物理层设备，而交换机属于OSI的第二层数据链路层设备。这就意味着集线器只是对数据的传输起到同步、放大和整形的作用，对数据传输中的短帧、碎片等无法进行有效的处理，不能保证数据传输的完整性和正确性；而交换机还可以过滤短帧和碎片等。(3)从工作方式来看，集线器是一种广播模式。即集线器的某个端口工作时，其他所有端口都能够收听到信息，容易产生广播风暴，当网络较大时网络性能会受到很大的影响；而交换机工作时，只有发出请求的端口和目的端口之间相互响应，不影响其他端口，因此，交换机能够隔离冲突域和有效地抑制广播风暴的产生。3.5交换机和集线器的区别(4)从带宽来看，集线器的所有端口共享一条带宽，在同一时刻只能有两个端口传送数据，其他端口只能等待，并且只能工作在半双工模式下；而交换机的每个端口都有一条独占的带宽，两个端口工作时不会影响其他端口工作，同时交换机可以工作在全双工模式下，大大提高网络性能。3.6路由器路由器是一种多端口的网络设备，如图所示，它能够连接多个不同的网络或网段，以实现更大范围内的信息传输，从而构成一个更大的网络。目前，路由器已经成为实现各种骨干网内部连接、骨干网间互联和骨干网与Internet互联互通业务的主力军。3.6.1认识路由器所谓路由就是指通过相互连接的网络把信息从源地点移动到目标地点的活动。一般来说，在路由过程中，信息至少会经过一个或多个中间节点。路由器是网络互联的主要节点设备，主要作用是连通不同的网络，如图3-14所示。作为不同网络之间互相连接的枢纽，路由器系统构成了基于TCP/IP的Internet的主体脉络。它的处理速度是网络通信的主要瓶颈之一，其可靠性直接影响着网络互联的质量3.6.2分类根据路由器的使用范围，我们可以将路由器分为低端路由器、中端路由器和高端路由器三种类型。对于不同的用户，可以根据自己的需要选择合适的类型。3.6.3选购建议要选择合适的路由器产品，网络规划技术人员既要了解路由器的容量、每秒钟能处理多少数据包、能否被集群等问题，还要了解路由器能否提供增值服务和其他各项服务等。对于用户来讲，则要根据自己的实际使用情况，首先确定是选择入门级、企业级还是骨干级路由器，这是用户选择的大方向。然后再根据路由器选择方面的基本原则，来确定产品的基本性能要求。如