《局域网组建实例教程》课件第1章

第1章局域网组建基础1.1局域网的定义和拓扑结构

1.2网络操作系统

1.3局域网的工作模式

1.4局域网常用协议

1.5常用的网络硬件

1.6局域网组建的一般步骤

1.1局域网的定义和拓扑结构

1.1.1局域网的定义局域网(LocalAreaNetwork，LAN)是局部地区网络的简称，这种网络的通信距离通常局限于较小的地理区域内，一般不超过10km，可以由一个单位或地区组建。

局域网是一个计算机网络，因而具有一般计算机网络的特点。这些特点可以从三方面来概括：第一，局域网是一个多机系统。多机，即两台以上的计算机，将两台以上的计算机互连在一起才能构成一个网络。这里的计算机可以是各种类型的计算机，且每台计算机都具有独立的功能，其中一台计算机发生故障，不会影响其它计算机或整个网络。第二，局域网是一个互连系统。各计算机之间是通过通信设备和通信线路实现互连的。常用的有形介质有双绞线、电话线、同轴电缆及光纤等，而微波或卫星信道则是无形介质。第三，局域网是一个资源共享系统。这里的资源既有软件资源，又有硬件资源，实现资源共享是计算机连成网络的重要目标之一，而另一个重要目标则是实现相互通信。

相对于其它网络来说，除了以上三点外，局域网还有以下几方面的特点：①

局域网的传输速率高，一般为10～100Mb/s，光纤通信可达1000Mb/s。②

局域网覆盖的地理范围较小，一般在几千米以内。③

局域网有较好的传输质量。④

局域网可使用多种传输介质，如同轴电缆、双绞线及光纤等。⑤

局域网常常由一个部门或一个单位组建，其组建、维护以及扩展都较容易。⑥

在局域网中，通信处理功能一般固化在一块网卡(网络适配器)的电路板上。

1.1.2流行的网络拓扑结构拓扑结构这个名词来源于拓扑学，拓扑学(Topology)是一门研究几何图形在连续改变形状时还能保持不变的一些特性的学科，它只考虑物体间的位置关系，而不考虑它们的距离和大小。在计算机网络中，通常采用拓扑学的方法，分析网络单元彼此互连的形状与其性能的关系，从而实现网络的最佳布局。在网络拓扑结构中需要清楚三个概念，即节点、链路和通路。

(1)节点。节点即为网络单元，包括网络系统中的各种数据处理设备、数据通信控制设备和数据终端设备。常见的节点有服务器、网络工作站、集线器及交换机等。节点可以分为两类：一类是转节点，另一类是访问节点。前者的作用是支持网络连接，通过通信线路转接和传递信息，如集线器、交换机等；后者是信息交换的源点和目标，如服务器、网络工作站等。

(2)链路。链路是两个节点间的连线，可分为两种：一种是物理链路，另一种是逻辑链路。前者指实际存在的通信连线，后者指在逻辑上起作用的网络通路。链路容量是指每个链路在单位时间内可接纳的最大信息量。

(3)通路。通路是指从发出信息的节点到接收信息的节点之间的一串节点和链路，即信息在通信网络中所经过的节点和链路。

1.总线型拓扑结构总线型拓扑结构是将各工作站和服务器挂接在一条公共的电缆线上的拓扑结构，如图1-1所示。当一个节点计算机将信息发送到公共总线上时，网络上的所有工作站都能收到此信息。它们收到信息后，会核对信息中的目的地址是不是本工作站的地址：如果是，就收下这个信息；否则，就丢弃此信息。节点在将信息发送到总线上时，是从发送信息的节点开始向两端扩散的，如同广播电台发射的信息一样。因此，总线结构的网络又称为广播式网络。

图1-1总线型拓扑结构

总线型拓扑结构的优点有：①

结构简单，可扩充性好。当需要增加节点时，只需要在总线上增加一个分支接口，便可与分支节点相连，当总线负载不允许时可以扩充总线。②

电缆的利用率高，能节约电缆成本。③

使用的设备相对简单，安装、使用方便。④

由于其广播性，这类结构更适合于一点发送多点接收的场合。

2．星型拓扑结构局域网中的星型拓扑结构是从电话网络演变来的。各工作站与网络的中心节点(小型网络一般是Hub或交换机)呈星型连接，所有节点(工作站、服务器)都与中心节点直接连接。这种结构是以中心节点为中心向外辐射的，因此又称为集中式网络。星型拓扑结构如图1-2所示。

图1-2星型拓扑结构星型拓扑结构的优点有：①

网络结构简单，组建、维护和管理容易。通过集线器接口的指示灯即可判断与该接口相连的计算机是否出现故障。②

网络扩展能力强。在网络运行的情况下，也能方便地增加或减少节点计算机，因为只需将双绞线的水晶头接入或拔出集线器即可。星型拓扑结构的缺点是：中心节点(集线器)的负担过重，当它出现故障时，将导致整个网络瘫痪；而且，由于各节点与中心节点直接连接，因此通信线路的利用率较低。星型拓扑结构的适用范围是：办公自动化系统、学校的实验室、网吧及小型企业的信息管理系统等。

3．环型拓扑结构环型拓扑结构是由网络中的若干节点通过点到点的链路首尾相连，形成一个闭合的环，这种拓扑结构使公共传输电缆呈环型连接，数据在环路中沿着一个方向在各个节点间传输，信息从一个节点传到另一个节点。环型拓扑结构如图1-3所示。

图1-3环型拓扑结构

环型拓扑结构的优点有：①

信息流在网络中是沿固定方向流动的，两个节点之间仅有一条通路，因而无路径选择控制。②

环路上各节点都是自举控制，故控制软件简单。③

网络传输延时固定，适用于对数据传输实时性要求较高的应用场合。

环型拓扑结构的缺点是：①

由于信息在环路中是串行地穿过各个节点的，因此，当环中节点过多时，会影响信息的传输速率，使网络的响应时间延长。②

环路是封闭的，不便于扩充。③

可靠性低，因为一个节点发生故障，将会造成整个网络瘫痪。环型拓扑结构的适用范围是：企业的自动化系统和小型信息管理系统等。

4．分布式拓扑结构分布式拓扑结构是将分布在不同地点的计算机通过线路互连起来的一种网络形式。在分布式计算机操作系统的支持下，分布式拓扑结构中互连的计算机可以互相协调工作，共同完成一项任务。

分布式拓扑结构的优点有：①

可靠性高。由于采用分散控制的形式，因此网络中某处出现故障时，不会影响到整个网络的操作。②

传输速率高，延迟时间少。因为网络中的路径选择采用的是最短路径算法。③

信息流程短。因为各个节点间均可以直接建立通信线路。④

便于在整个网络范围内资源共享。

分布式拓扑结构的缺点是：①

连接线路所用的电缆长，造价高。②

网络管理软件复杂。③

报文分组交换、路径选择、流向控制复杂。

5．树型拓扑结构树型拓扑结构实质是星型拓扑结构的拓展，是分级的集中控制式网络。与星型拓扑结构相比，它的通信线路总长度短，成本较低，节点易于扩充，寻找路径比较方便。树型拓扑结构如图1-4所示。

图1-4树型拓扑结构

1.2网络操作系统

1.2.1网络操作系统的功能和特点网络操作系统是网络的心脏和灵魂，是向网络内的计算机提供服务的特殊的操作系统。它使计算机操作系统增加了网络操作所需要的能力。网络操作系统与运行在工作站上的单用户操作系统或多用户操作系统由于提供的服务类型不同而有差别。一般情况下，网络操作系统是以使网络的相关特性达到最佳为目的的，如共享数据文件、应用软件，共享硬盘、打印机、调制解调器、扫描仪和传真机等；一般的计算机操作系统，如DOS和OS/2等，其目的是让用户与系统及在此操作系统上运行的各种应用软件之间的交互作用达到最佳。

网络操作系统的功能有以下几个方面：①

具有内存管理、CPU管理、输入输出管理、文件管理等单机操作系统所需的功能。②

能提供可靠的网络通信能力。③

能管理网络中的共享资源。④

能对网络进行全面管理。⑤

能提供网络服务功能，如远程控制、文件传输、电子邮件及远程打印等。⑥

具有网络接口功能。

网络操作系统有以下几方面的特点：

(1)独立于计算机硬件。网络操作系统与具体的硬件无关，因而支持多种平台。也就是说，网络操作系统可以运行于各种计算机硬件平台之上。换句话说，网络操作系统独立于网络的拓扑结构。可以将具有相同或不同的网络接口卡、不同的协议和不同的拓扑结构的网络连接起来。

(2)良好的网络特性。网络操作系统运行于网络之上，具备网络通信及共享资源的能力，能有效地管理计算机资源并提供良好的用户界面。

(3)具有良好的可移植性及可集成性。

(4)多用户及多任务特性。为了在多进程系统中避免两个进程同时处理所带来的冲突，网络操作系统经常采用多线程的处理方式。采用线程处理比采用进程处理开销更少，管理更容易。在有多个任务时，操作系统不是等待某一线程完成后再将系统控制交给其它线程，而是主动将系统控制交给首先申请系统资源的线程，这样系统的操作性能就更好。

1.2.2局域网中常见的操作系统

1．Windows微软公司的Windows操作系统不仅在个人操作系统中占有绝对优势，而且在网络操作系统中也占有非常重要的地位。Windows网络操作系统在局域网配置中最为常见，特别是在各类学校网络组建中，经常使用Windows网络操作系统。由于它对服务器的硬件要求较高，且稳定性能不是很好，因此一般只用在中低档服务器中。高端服务器通常采用UNIX、LINUX等非Windows操作系统。

在局域网中，微软的网络操作系统主要有WindowsNT4.0Server、Windows2000Server/AdvanceServer以及最新的Windows2003Server/AdvanceServer等。工作站系统可以采用任意一种Windows或非Windows操作系统，包括个人操作系统，如Windows9X/Me/XP等。在Windows网络操作系统系列中，最为成功的是WindowsNT4.0这一套系统，现在很多用户都在使用的Windows2000就是它的升级版。它几乎成为中小型企业局域网的标准操作系统。由于它继承了Windows家族统一的界面，因而使用户学习、使用起来更加容易，而且它的功能也比较强大，基本上能满足所有中小型企业的各项网络要求。虽然相比Windows2000/2003Server系统来说，它在功能上要逊色许多，但它对服务器的硬件配置要求较低，可以更好地满足许多中小企业的PC服务器配置需求。对于计算机系统配置较低的用户来说，Windows2000比更新的版本更合适，网络运行更稳定。

2．UNIX目前常用的UNIX系统版本主要有UNIXSVR3.2、UNIXSVR4.0等。从UNIXSVR3.2开始，TCP/IP协议就以模块方式运行于UNIX操作系统之上。从UNIXSVR4.0开始，TCP/IP协议已成为UNIX操作系统的核心组成部分。

UNIX网络操作系统属于集中式处理的操作系统。因为它具有多任务、多用户、集中管理、安全保护性能好等许多优点，所以在Internet上较大的服务器大多使用UNIX操作系统。

3．NetWare

20世纪80年代，Novell公司吸收了UNIX操作系统多用户、多任务的特点，推出了网络操作系统NetWare，并先后推出了多个不同的版本，如NetWare386V3.1X、NetWareV4.X及NetWareV5.0等。然而，随着Windows操作系统的广泛应用，NetWare操作系统的用户正在逐渐减少。但是NetWare操作系统仍因其对网络硬件的要求较低(工作站只要是286机就可以了)而受到一些设备比较落后的中小型企业，特别是学校的青睐。它在无盘工作站组建方面的优势十分明显。由于它兼容DOS命令，因此其应用环境与DOS相似，而且经过长时间的发展，它已具有相当丰富的应用软件，技术完善、可靠。另外，因为NetWare服务器对无盘站和游戏的支持较好，所以常用在教学网和游戏厅中。

4．Linux

Linux是一种可以运行在PC机上的免费的网络操作系统。它是由芬兰赫尔辛基大学的学生LinusTorvalds在1991年开发出来的。目前，Linux已发展成为一个功能强大的操作系统，成为操作系统领域的新星。Linux操作系统最大的特点就是源代码开放，可以免费得到许多应用程序。目前也有中文版的Linux，如REDHAT(红帽子)、红旗Linux等，它们在国内已得到了用户的充分肯定，其优势主要体现在安全性和稳定性方面。它与UNIX有许多类似之处，但目前这类操作系统仍主要应用于中、高档服务器中。

1.2.3局域网操作系统的选择

(1)可行性：所选用的网络操作系统的主要功能应能够满足用户的需求，并能正常运行。

(2)优良性：所选用的网络操作系统应易于安装、配置和管理，在运行速度、可靠性、容错等方面性能优越。

(3)流行性：所选用的网络操作系统应顺应当前网络操作系统的发展趋势，用户众多。

(4)开放性：所选用的网络操作系统应能满足企业不断发展的需要，容易扩充，系统具有较长的生命周期，且与别的网络能方便地集成。

(5)经济性：所选用的网络操作系统应具有较高的性能价格比。没有十全十美的网络操作系统，但存在性能价格比较高的网络操作系统。比如，在要求有限或经费不足的情况下，可采用对等式网络操作系统，而在要求较高的情况下，可建立多种网络操作系统集中在一起的分布式网络。

目前，有的用户在建网时，容易忽略实际应用要求，盲目追求新产品、新技术。例如，ATM、快速以太交换技术等已成为计算机爱好者口中时髦的名词。我们建议用户在建网过程中，不要盲目追求新技术、新产品，一定要从自己的实际需要出发。信息技术发展迅速，10年以后计算机网络技术会发展成什么样，难以预测，并不是把世界上最先进的产品组合在一起，就是好网络。所以，建立一套既能满足当前实际需要，又能方便今后升级的网络，才是较好的选择。下面列举一些选择方法，以供参考。

(1)当网络用户数量较多或增长较快时，选择WindowsNT或UNIX较为合适。原因是这两种产品适用于多用户网络，且较为经济。

(2)当网络用户对服务器上的数据访问较为频繁时(如证券行情、电脑教室)，选择Netware较好，因为NovellNetware直接对微处理器编程，响应速度较快。

(3)当所建的网络有多种计算环境时，所选的网络操作系统必须考虑对多种平台的支持能力。Netware和WindowsNT都不仅支持DOS、UNIX和OS/2，还支持Apple公司的MAC，因此，对于DOS、Windows用户来说，应选WindowsNT；对于MAC用户来说，应选Netware。

(4)当所建的网络为企业级增强系统时，选择UNIX为好，因为UNIX可扩缩能力、集群能力强。UNIX能包含100个处理器，而NT只能包含8个处理器。

(5)当所建的网络要求不高时，应尽量避免使用UNIX，因为UNIX的系统维护需要较长的时间和较高的成本。一般来说，从事计算机工作的公司在运用UNIX系统时，经验比较丰富，而一般用户的计算机专业知识大多与DOS、Windows有关，当UNIX出现问题时，一时不知道如何处理。因此，选择用户自己熟悉的网络操作系统，对于网络维护大有益处。1.3局域网的工作模式

1.3.1专用服务器结构模式专用服务器结构又称为“工作站/文件服务器”结构。专用服务器结构由若干个微机工作站与一台或多台文件服务器通过通信线路连接起来组成工作站，存取服务器文件，共享存储设备。文件服务器以共享磁盘文件为主要目的。对于一般的数据传递来说，文件服务器结构已经够用了，但是在有大量的数据存储且有大量的用户时，专用服务器就不能胜任了。这是因为随着用户的增多，为每个用户服务的程序也会相应增多，每个程序都是独立运行的大文件，运行速度慢，所以目前专用服务器结构模式的网络应用不是很多。

1.3.2客户机/服务器模式客户机/服务器模式(Client/Server)简称C/S模式，如图1-5所示，其中，一台或几台较大的计算机集中进行共享数据库的管理和数据的存取，称为服务器，而将别的应用处理工作分散到网络中其他的微机上，从而构成分布式的处理系统。服务器管理数据的方式已由文件管理方式上升为数据库管理方式，因此，C/S结构的服务器也称为数据库服务器，它注重数据的定义、存取、安全备份、还原以及并发控制和事务管理，执行诸如选择检索和索引排序等数据库管理功能。它把通过其处理后用户所需的那一部分数据而不是整个文件通过网络传送到客户的计算机上，减轻了网络的传输负荷。在C/S模式中，用户请求的任务由服务器端程序与客户端应用程序共同完成，不同的任务要安装不同的客户端软件。

图1-5客户机/服务器连接示意图

1.3.3对等网模式对等网模式(Peer-to-Peer)如图1-6所示。与C/S模式不同的是，在对等网模式结构中，每一个节点之间的地位对等，没有专用的服务器，必要时，每一个节点既可以作为客户机，也可以作为服务器。对等网通常又称为工作组。对等网一般采用星型拓扑结构，最简单的对等网就是使用双绞线直接相连的两台计算机，如图1-6所示。在对等网中，计算机的数量通常不超过10台，网络结构相对简单。

对等网除了共享文件之外，还可以共享打印机以及其他网络设备。也就是说，对等网上的打印机可被网络上的任一节点使用，如同使用本地打印机一样方便。因为对等网不需要专门的服务器来支持网络，也不需要其他组件来提高网络的性能，因而其价格相对其他模式的网络来说要便宜得多。对等网的这些特点，使得它被广泛应用在家庭或者其他小型网络中。

图1-6最简单的对等网络

1.4局域网常用协议

1.4.1TCP/IP协议

TCP/IP协议是常用的三大通信协议中最重要的一个，作为互联网的基础协议，没有它就根本不可能上网，任何与互联网有关的工作都离不开TCP/IP协议。但是TCP/IP协议也是这三大协议中配置最麻烦的一个，若需要通过局域网访问互联网，就要详细设置IP地址、网关、子网掩码、DNS服务器等参数。

1.4.2NetBEUI协议

NetBEUI(NetBiosEnhancedUserInterface)协议，是由IBM公司于1985年提出的，是NetBIOS协议的增强版本，曾被许多操作系统采用，例如WindowsforWorkgroup、Windows9X系列、WindowsNT等。

NetBEUI是一种短小精悍、通信效率高的广播型协议，安装后不需要进行设置，特别适合于通过“网络邻居”传送数据。局域网中的计算机，一般除了安装TCP/IP协议之外，最好同时安装上NetBEUI协议。另外还有一点需要注意，如果一台只装了TCP/IP协议的Windows98计算机要想加入到WINNT域，也必须安装NetBEUI协议。

NetBEUI协议主要是为拥有20～200个工作站的小型局域网设计的。虽然NetBEUI是一个紧凑、快速的协议，但由于NetBEUI协议没有路由能力，即不能从一个局域网经路由器到另一个局域网，因此它不能适应较大的网络需求。如果需要路由到其他局域网，则必须安装TCP/IP或IPX/SPX协议。

1.4.3IPX/SPX协议

IPX/SPX(InternetworkPacketExchange/SequentialPacketExchange，互联网包交换/顺序包交换)协议，是由Novell公司提出的用于客户/服务器相连的网络协议。使用IPX/SPX协议能运行通常需要NetBEUI支持的程序，通过IPX/SPX协议还可以跨过路由器访问其他网络。

在网络应用中，IPX/SPX协议主要用于NetWare操作系统，为了使其他操作系统能够与NetWare通信，必须在NetWare以外的操作系统上安装IPX/SPX协议。例如利用Microsoft系统与NetWare互连，就必须安装SPX/IPX协议(在基于NT的操作系统上是NWlink协议，因为NWlink协议已经包括了SPX/IPX协议)。

IPX协议是一个对等的网络协议，它在网络内部或网络之间提供了非连接数据包传输、控制地址以及数据路由包服务。在非连接传输中，每次数据包被传送时，一个会话不需要被配置就发出去了。因此，当数据被断断续续地传输时，非连接传输是最有效的。

因为IPX协议是一个非连接协议，所以它不提供数据流控制或者已经接收到的数据包的任何信息。单个数据包独立地到达它们的目的地，不管它们到达目的地时是否完整无缺，IPX协议都假想它们能够完整无缺地到达的。在LAN上传输的数据是不易出错的，所以IPX协议在LAN上传输非连续的数据是非常有效的。

SPX协议是一个基于IPX协议的提供导向连接服务的协议。虽然导向连接服务需要配置会话，但是一旦一个会话被建立，这个服务就不需要在数据传输上花费时间了。因此，对于一个连续的连接来说，SPX协议是非常有效的。SPX提供了可靠的数据传输服务，它还可以跟踪包括许多分散包的数据的传输。

1.5常用的网络硬件

1.5.1传输介质

1．双绞线在目前的局域网布线中，双绞线是应用最为广泛的传输介质。不管是家庭、办公室、学生宿舍等小型网络，还是校园网、企业网等较大型的网络，都离不开双绞线。

1)双绞线的组成双绞线是局域网布线中最常用的一种传输介质，尤其是在星型拓扑结构中，双绞线是必不可少的布线材料。双绞线由两根具有绝缘保护层的铜导线组成。把两根绝缘的铜导线按一定密度互相绞在一起，可降低信号干扰的程度，每一根导线在传输过程中辐射的电波会被另一根导线上发出的电波抵消。双绞线一般由两根22～26号绝缘铜导线相互缠绕而成，每根铜导线的绝缘层分别涂成不同的颜色，以示区别。把一对或多对双绞线放在一个绝缘套管中，便形成了双绞线电缆。在双绞线电缆(也称双扭线电缆)内，不同线对具有不同的扭绞长度，通常扭绞长度在14～38.1cm之间，按逆时针方向扭绞，相邻线对的扭绞长度在12.8cm以上。与其他传输介质相比，双绞线在传输距离、信道宽度和传输速度等方面均受到一定限制，但其价格较为低廉。

2)双绞线的传输特性虽然双绞线主要是用来传输模拟声音信息的，但它同样适用于数字信号的传输，特别适用于较短距离的信息传输。在传输过程中，信号的衰减较大，并且会产生波形畸变。采用双绞线的局域网的带宽取决于所用导线的质量、长度及传输技术。只要精心选择和安装双绞线，就可以在有限的距离内实现每秒几百万位的可靠传输率。当距离很短，并且采用特殊的电子传输技术时，传输率可达100～155Mb/s。

由于利用双绞线传输信息时要向周围辐射，信息很容易被窃听，因此要花费额外的费用对其加以屏蔽。屏蔽双绞线电缆的外层由铝箔包裹，可减小辐射，但并不能完全消除辐射。屏蔽双绞线价格相对较高，且安装要比非屏蔽双绞线电缆困难。与同轴电缆一样，屏蔽双绞线还必须配有支持屏蔽功能的特殊连接器和相应的安装技术。不过它的传输速率较高，100m以内可达到155Mb/s。

3)双绞线的分类双绞线可以分为屏蔽双绞线(ShieldedTwistedPair，STP)和非屏蔽双绞线(UnshieldedTwistedPair，UTP)两大类。屏蔽双绞线电缆的外面由一层金属材料包裹，可减小幅射，防止信息被窃听，同时它还具有较高的数据传输速率(五类STP的传输速率在100m以内可达到155Mb/s，而UTP只能达到100Mb/s)。但屏蔽双绞线电缆的价格相对较高，且安装要比非屏蔽双绞线困难，必须使用特殊的连接器，技术要求也比非屏蔽双绞线电缆高。与屏蔽双绞线相比，非屏蔽双绞线电缆外面只有一层绝缘胶皮，因而重量轻、易弯曲、易安装、组网灵活，非常适用于结构化布线，所以在无特殊要求的计算机网络布线中，常使用非屏蔽双绞线电缆。

因为在双绞线中，非屏蔽双绞线(UTP)的使用率高，所以如果没有特殊说明，本书中所说的双绞线一般指非屏蔽双绞线，它主要分为以下几种：

(1)三类双绞线。该类双绞线的传输频率为10～16MHz，通常用于语音传输及最高传输速率为10Mb/s的数据传输，主要用于10Base-T网络。目前三类双绞线已逐渐从市场上消失了，取而代之的是五类双绞线和超五类双绞线。

(2)四类双绞线。该类双绞线电缆的传输频率为20MHz，通常用于语音传输和最高传输速率为16Mb/s的数据传输，主要用于基于令牌的局域网和10Base-T/100Base-T网络。四类双绞线在以太网布线中应用很少，以往多用于令牌网的布线，目前市面上已很少看到这类双绞线。

(3)五类双绞线。该类双绞线电缆增加了绕线密度，外套一种高质量的绝缘材料，传输频率为100MHz，通常用于语音传输和最高传输速率为100Mb/s的数据传输，主要用于100Base-T和10Base-T网络，这是最常用的以太网电缆。五类双绞线是目前网络布线所用的主流双绞线。

(4)超五类双绞线。与五类双绞线相比，超五类双绞线的衰减和串扰更小，使网络基础更为坚实，以满足网络布线中更高的需求(尤其支持千兆位以太网1000Base-T的布线)，它给网络的安装和测试带来了便利，是目前网络应用中较好的选择。超五类双绞线主要用在千兆位以太网环境中。

4)双绞线连网时的特点双绞线一般用于星型网络的布线，每条双绞线通过两端安装的RJ-45连接器(俗称水晶头)与网卡和集线器(或交换机)相连，最大网线长度为100m(不包括应用在千兆位以太网中的双绞线)。在10Base-T以太网中，如果要加大网络的范围，可在两段双绞线电缆间安装中继器(一般用Hub或交换机级联实现)，但最多可安装4个中继器，使网络的最大范围达到500m。这种连接方法，也称为级联。如果是在100Base-T网络中，则有两种情况：第一种情况是当所连接的设备是100Mb/s的集线器时，最多可同时连接两个集线器，而且集线器之间的最长距离只有5m，这样网络的最大连接距离为205m；第二种情况是当连接的设备是100Mb/s的交换机时，连接情况与10Base-T网络相同，即连接距离为500m。

2．同轴电缆同轴电缆是网络中最常用的保护套传输介质，共有四层，由里向外依次为中心导体、透明绝缘层、金属网屏蔽层和黑色保护套。按带宽和用途来分，同轴电缆可以分为基带同轴电缆和宽带同轴电缆两种。基带同轴电缆传输的是数字信号，在传输过程中，信号占用整个信道，数字信号的频率范围从0到该基带同轴电缆所能传输的最高频率。在同一时间内，基带同轴电缆仅能传送一种信号。

宽带同轴电缆能传输不同频率的模拟信号，这些信号需要通过调制技术调制到不同的正弦载波频率上。传送时使用频分多路复用技术将宽带同轴电缆分成多个传送频道，使数据、声音和图像等信号同时在不同的频道中被传送。宽带同轴电缆的性能比基带同轴电缆好，但需要附加信号处理设备，安装比较困难，适用于长途电话网、电缆电视系统及宽带计算机网络。

常用的同轴电缆型号及参数如下：

(1)RG-11，又称粗同轴电缆。该型号的同轴电缆阻抗为50Ω，直径为0.4英寸(1英寸=2.54cm)，用于10Base-5网络中，需配合收发器使用。

(2)RG-58A/U，又称细同轴电缆。该型号的同轴电缆阻抗为50Ω，直径为0.18英寸，用于10Base-2网络中。它是计算机网络中最常用的同轴电缆线，在以太网中，常与BNC接头配合连接。

(3) RG-59U，又称宽带同轴电缆。该型号的同轴电缆阻抗为75Ω，直径为0.25英寸，常用做电视电缆线，也可用做宽带的数据传输线。

3．光纤光纤即光导纤维，是一种细小、柔韧并能传输光信号的介质，一根光缆中包含多条光纤。20世纪80年代初期，光缆开始用于网络布线。光纤与铜质介质相比，具有一些明显的优势。因为光纤不会向外界辐射电子信号，所以使用光纤介质的网络无论是在安全性、可靠性，还是在网络的其他性能方面都比铜质介质好。因此，在现代通信系统和计算机网络中，光纤已得到广泛的应用。

1)光纤的通信原理光纤通信的主要组成部件有光发送机、光接收机和光纤，在进行长距离信息传输时还需要中继机。通信中，由光发送机在光纤的一端产生光束，将表示数字代码的电信号转变成光信号，并将光信号导入光纤。光信号在光纤中传播，在光纤的另一端由光接收机负责接收，并进一步将其还原成发送前的电信号。为了防止长距离传输导致的光能衰减，在大容量、远距离的光纤通信中，每隔一定的距离通常需设置一个中继机。在实际应用中，光缆的两端都应安装光纤收发器，光纤收发器集成了光发送机和光接收机的功能，既负责光的发送也负责光的接收。

2)光纤的结构光纤和同轴电缆相似，只是没有网状屏蔽层。光纤由三部分组成，即光纤芯、包层和保护层。光纤芯是传送光的玻璃芯。多模光纤中，芯的直径是15～50μm，与人的头发粗细相当；而单模光纤中，芯的直径为8～10μm，芯外面包围着一层折射率比芯低的玻璃封套，以使光纤保持在芯内，最外面是一层薄的塑料外套，用来保护封套。光纤通常被扎成束，外面有外壳保护。光纤芯一般是用石英玻璃制成的横截面积很小的双层同心圆柱体，它质地脆，易断裂，因此需要外加一层保护层。布线时，陆地上的光纤通常埋在地下1m处；在靠近海岸的地方，越洋光纤通常被埋在深沟里；在深海中，光纤被置于海底。

3)光纤通信的特点与铜质电缆相比，光纤通信具有以下优点：①

通信容量大，传输速率高。其传输速率可达每秒几十至几千兆位。②

信号衰减小，误码率低，传输距离长。③

抗电磁干扰能力强，无辐射，信息保密度高。④

抗化学腐蚀能力强，适用于一些特殊环境下的布线。⑤

可用于制作光纤的原材料资源丰富。

但是，光纤也存在着一些不足，主要表现在以下几个方面：①

目前光纤的市场价格较贵。②

光纤的质地脆，机械强度低，因此，在布线时需要由专业人员施工。③

光纤的切断和连接技术要求较高，因而其安装、连接及分接都较困难。光纤的这些缺点，使其应用受到了限制。目前，光纤主要用于要求传输速率高、抗干扰能力强的主干网上。

4)光纤的分类光纤可从以下两方面进行分类：

(1)按照传输点的模数分类。根据传输点模数的不同，光纤可分为单模光纤和多模光纤两种(“模”是指以一定的角速度进入光纤的一束光)。单模光纤采用激光二极管LD作为光源，而多模光纤采用发光二极管LED作为光源。多模光纤的纤芯粗，传输速率低，传输距离短，整体传输性能差，但成本低，一般在建筑物内或地理位置相邻的环境中使用。单模光纤的纤芯较细，容量大，传输频带宽，传输距离长，但成本较高，通常在建筑物之间或地理位置分散的环境中使用。单模光纤是当前计算机网络中研究和应用的重点。

(2)按照折射率的分布分类。根据折射率分布的不同，光纤可分为跳变式光纤和渐变式光纤两种。跳变式光纤纤芯的折射率和保护层的折射率都为常数，在纤芯和保护层的交界面，折射率呈阶梯型变化；渐变式光纤纤芯的折射率随着半径的增大按一定规律减小，在纤芯与保护层交界处减小为保护层的折射率，纤芯折射率的变化曲线近似为抛物线。

5)光纤在计算机网络中的应用因为光纤的数据传输速率高(可达几千兆位每秒)、传输距离远(无中继传输距离可达几十至上百千米)，所以它在远距离的网络布线中得到了广泛应用。随着多媒体网络的日益成熟，光纤应用到桌面也将成为网络发展的一个趋势。局域网布线中一般使用62.5μm/125μm、50μm/125μm、100μm/140μm规格的多模光纤和8.3μm/125μm规格的单模光纤。

在实际应用中，常使用光缆而不是光纤。因为光纤只能单向传送信号，所以在局域网中连接两个设备时至少需要两根光纤，一根用于发送数据，另一根用于接收数据。布线中直接使用的是光缆，一根光缆由多根光纤组成，外面再加上保护层。局域网中的光纤产品主要包括光纤跳线、布线光缆(包括室内光缆和室外光缆两类)和光纤连接器等。

(1)光纤跳线。光纤跳线是指与桌面计算机或设备直接相连接的光纤，以方便设备的连接和管理。光纤跳线也分为单模和多模两种，分别与单模和多模光纤连接。

(2)室内光缆和室外光缆。室内光缆的抗拉强度较低，保护层较差，但重量较轻，且较便宜。与室内光缆相比，室外光缆的抗拉强度较高，保护层较厚，主要用于建筑物之间的布线。根据布线方式的不同，室外光缆又分为直埋式光缆、架空式光缆和管道式光缆三种。

(3)光纤连接器。对于普通用户来说，虽然光纤端接和跳线的制作都非常困难，但光纤网络的连接却较为容易。只要连接设备(集线器、交换机或网卡)具有光纤连接接口，就可使用一段已制作好的光纤跳线进行连接，连接方法和双绞线与网卡及集线器的连接方法相同。然而，与双绞线不同的是，光纤的连接器具有多种不同的类型，而不同类型的连接器之间又无法直接进行连接。因此，在光纤连接时，一定要清楚要连接的光纤的类型，选择对应型号的光纤连接器。

1.5.2网卡网卡(NetworkInterfaceCard，NIC)，即网络适配器，又称为网络接口卡。它是使计算机连入网络的设备。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它设备能够识别的格式，然后通过网络介质传输。网卡的基本功能包括：并行数据到串行数据的转换、包的装配和拆装、网络存取控制及数据缓存等。目前的网卡主要有8位和16位两种。

网卡必须具备两大技术：网卡驱动程序和I/O技术。驱动程序使网卡和网络操作系统兼容，实现PC机与网络的通信。I/O技术可以通过数据总线实现PC机和网卡之间的通信。网卡是计算机网络中最基本的元素。在计算机局域网中，如果有一台计算机没有装网卡，那么这台计算机将不能和其他计算机通信，也就是说，这台计算机和网络没有关系。图1-7是一块较为常用的RJ-45接口网卡。

图1-7RJ-45接口网卡

1．网卡的基本功能网卡的基本功能有：

(1)实现工作站与局域网传输介质之间的物理连接和电信号匹配，接收和执行工作站与服务器送来的各种控制命令，完成物理层的功能。

(2)实现局域网数据链路层的一部分功能，包括网络存取控制、信息帧的发送与接收、差错校验、串并代码转换等。

(3)实现无盘工作站的引导与复位。

(4)提供数据缓存能力。

(5)实现某些接口功能。

2．网卡的分类根据网络技术的不同，网卡的种类也有所不同。如大家所熟知的ATM网卡、令牌环网卡和以太网网卡等。据统计，目前约有80%的局域网采用以太网技术。网卡可按以下的方式进行分类：

(1)根据所支持的带宽的不同，网卡可分为10M网卡、100M网卡、10/100M自适应网卡、1000M网卡等。

(2)根据总线类型的不同，网卡主要分为ISA网卡、EISA网卡和PCI网卡三大类。其中，ISA网卡和PCI网卡使用较多。ISA网卡的带宽一般为10M，PCI网卡的带宽为10M～1000M。同样是10M网卡，因为ISA的总线为16位，而PCI的总线为32位，所以PCI网卡要比ISA网卡快。目前，多数用户使用PCI网卡，ISA网卡在市面上已很少看到。

(3)根据接口类型的不同，网卡可分为AUI接口(粗缆接口)网卡、BNC接口(细缆接口)网卡、RJ-45接口(双绞线接口)网卡、FDDI接口网卡及ATM接口网卡等。在选用网卡时，应注意网卡所支持的接口类型。市面上常见的10M网卡主要有单口网卡(RJ-45接口或BNC接口)和双口网卡(RJ-45接口和BNC接口两种接口)，带有AUI接口的网卡较少，而100M和1000M网卡一般为单口网卡(RJ-45接口)。除网卡的接口外，我们在选用网卡时还要注意网卡是否支持无盘启动，必要时还要考虑网卡是否支持光纤连接。

(4)根据有无线缆，网卡又可分为有线网卡和无线网卡两大类。

3．网卡的接口类型网卡最终是要与网络进行连接的，所以必须有一个接口使网线通过它与其它计算机网络设备连接起来。不同的网络接口适用于不同的网络类型，目前常见的接口主要有双绞线的RJ-45接口、细同轴电缆的BNC接口和粗同轴电缆的AUI接口、FDDI接口、ATM接口等。为了适用于更广泛的应用环境，有的网卡可提供两种或多种类型的接口，如有的网卡会同时提供RJ-45接口、BNC接口或AUI接口。下面介绍几种网卡接口类型

1)RJ-45接口

RJ-45接口网卡是最为常见的，也是应用最广的一种网卡。这主要是因为双绞线以太网的应用十分普遍，而这种RJ-45接口类型的网卡就应用于以双绞线为传输介质的以太网中，它的接口类似于常见的电话接口RJ-11，但RJ-45是8芯线，而电话线的接口是4芯线。在网卡上还自带两个状态指示灯，通过这两个指示灯的颜色可初步判断网卡的工作状态。

2)BNC接口

BNC接口网卡用于以细同轴电缆为传输介质的以太网或令牌网中，目前这种接口类型的网卡较少见，这是因为用细同轴电缆作为传输介质的网络比较少。

3)AUI接口

AUI接口网卡用于以粗同轴电缆为传输介质的以太网或令牌网中，这种接口类型的网卡目前更为少见。

4)FDDI接口

FDDI接口(光纤分布数据接口)网卡主要用于FDDI网络中。FDDI网络具有100Mb/s的带宽，但它所使用的传输介质是光纤，所以FDDI接口网卡的接口也是光纤接口。随着快速以太网的出现，FDDI网络的速度优越性已不复存在，而且由于它需采用价格较昂贵的光纤作为传输介质，因此在目前的网络中已很少应用。

5)ATM接口

ATM接口网卡主要用于ATM(异步传输模式)光纤(或双绞线)网络中。它提供的物理传输速度可达155Mb/s。

4．网卡的MAC地址

MAC(MediaAccessControl)是介质访问控制的简称。对一个网卡而言，其MAC地址是唯一的。MAC地址由6个字节组成，共有248个地址，由IEEE组织负责分配。网卡生产厂商要向IEEE组织购买MAC地址，该组织负责分配前三个字节，这三个字节组成的每一个数字称为一个地址块，共有224个地址块。剩下的三个字节由网卡生产厂商自行分配。

因此，全世界任何两块网卡的MAC地址都是不一样的，即使是同一厂家、同一型号、同一批次的两块网卡，MAC地址也不一样。计算机上安装的网卡，其MAC地址可以通过在命令提示符下输入IPCONFIG/ALL得到，“PhysicalAddress…”后显示的即是该网卡的MAC地址。如某块网卡的MAC地址为00-13-D4-39-4D-96，其中的数字用十六进制表示。

5．无线网卡无线网卡是终端无线网络的设备，在无线局域网覆盖范围内通过无线连接到网络上。或者说，无线网卡就是使电脑可以在没有可见线的情况下接入网络的一个装置。但是仅有无线网卡还不够，还需要一个可以连接的无线网络，如果所在地在无线路由器的覆盖范围内，那么就可以通过无线网卡以无线的方式连接到网络上。无线网卡可接照标准及接口类型来分类。

(1)根据网卡标准，无线网卡可分为IEEE802.11b、IEEE802.11a、IEEE802.11g等类型的标准网卡。从频段上来区分，802.11a标准为5.8GHz频段，802.11b、802.11g标准为2.4GHz频段。从传输速率上来区分，802.11b的传输速率为11Mb/s，而802.11g和802.11a的传输速率大约是802.11b的五倍，为54Mb/s。从兼容性上来区分，802.11a不兼容802.11b，但是可以兼容802.11g，而802.11g和802.11b两种标准可以相互兼容使用，但在使用时仍需注意，802.11g的设备在802.11b的网络环境下只能使用802.11b标准，其数据传输速率只能达到11Mb/s。

(2)根据接口类型的不同，无线网卡可分为PCI接口无线网卡、笔记本电脑专用的PCMCIA接口网卡、USB接口无线网卡等。不管是台式机用户还是笔记本用户，只要安装了驱动程序，都可以使用USB无线网卡。在选择时要注意的是，只有采用USB2.0接口的无线网卡才能满足802.11g或802.11g+的需求。图1-8～图1-11是几种常见的无线网卡。

图1-8PCI接口无线网卡

图1-9USB接口无线网卡

图1-10无线笔记本网卡

图1-11无线上网卡CDMA/PCMCIA1.5.3集线器集线器(Hub)是一种特殊的中继器，可作为多个网段的转接设备，这是因为几个集线器可以级联起来使用。智能集线器还可将网络管理、路径选择等网络功能集成在一起。集线器是管理网络的最小单元，是局域网的星型连接点。它对工作站进行集中管理，不让出问题的区段影响整个网络的正常运行。集线器是局域网中应用最广的连接设备，按配置形式可分为独立型集线器、模块化集线器和堆叠式集线器三种。

智能型集线器(IntelligentHub)克服了一般集线器的缺点，增加了桥接的功能，可滤掉不属于自己网段的帧(类似于网桥)，增大网段的带宽，且具有网管能力和自动检测端口所连接的PC网卡速度的能力。目前智能型集线器大量用于交换式局域网中。市场上常见的是10M、100M或10/100M等速率的集线器(用于千兆以太网的1000M集线器也已面市)。集线器的连接应考虑所使用的网络传输介质，一般的集线器应具有BNC和RJ-45两个接口或BNC、RJ-45和AUI三个接口。集线器接口数通常有8口、12口、16口及24口等几种。

集线器一词来自英文Hub，本意是中枢或多路交汇点。早期的Hub通常都是以简化网络布线结构，优化网络管理为目标而设计的。现在的Hub则以高性能、多功能和智能化为设计目标。这种Hub不仅具有传统Hub将多个节点汇接到一起的能力，而且采取了模块化结构，可根据需要选择各种模块。这些模块支持多种传输媒体、多种与媒体连接的方式、多种通信协议等，这种将多种网络技术集中到一个机箱内的设备，有的人称之为超级Hub，

更多的人则将其称为集中器。然而，这并不意味着集中器可以代替传统的Hub，因为集中器需要机箱、电源以及连接各种模块的互连背板，如果网络环境属于工作组类型，涉及的网络节点不多，那么使用集中器显然是一种浪费。

Hub不仅适用于IEEE802.3或以太网(Ethernet)的10Base-T技术，也适用于802.5令牌环技术。在令牌环技术中，起Hub作用的设备称为MAU(多站访问单元)。Hub还可以分为两种类型，一种为有源Hub，另一种为无源Hub。不管哪一种Hub，其作用都是连接多台设备。目前主要以EthernetHub为主。几种常用的集线器如图1-12所示。

图1-12几种常用的集线器

1.5.4交换机

1．交换机与集线器的区别交换机与集线器的本质区别在于，用集线器组成的网络称为共享式网络，而用交换机组成的网络称为交换式网络。共享式以太网存在的主要问题是所有用户共享带宽，每个用户实际可用的带宽随网络用户数的增加而递减。这是因为当信息繁忙时，多个用户可能同时“争用”一个信道，而一个信道在某一时刻只允许一个用户占用，所以大量的用户经常处于监测等待状态，致使信号传输时产生抖动、停滞或失真，严重影响了网络的性能。

在交换式以太网中，交换机给每个用户提供了专用的信息通道，除非两个源端口企图同时将信息发往同一个目的端口，否则多个源端口与目的端口之间可同时进行通信而不会发生冲突。曾有人通过实验测得，在多个服务器组成的LAN中，工作在半双工模式下的交换式以太网，其实际最大传输速度是共享式网络的1.7倍，而工作在全双工模式下的交换式以太网，其实际最大传输速度可达到共享式网络的3.8倍。交换机只是在工作方式上与集线器不同，其他方面，如连接方式、速度选择等与集线器基本相同。目前的交换机从速度上可分为10M、100M和1000M等种类，所提供的端口数多为8口、16口或24口。交换机在局域网中主要用于连接工作站、Hub、服务器或分散式主干网。

2．局域网中使用交换机的原因

(1)在局域网中，交换机将逐渐取代集线器。目前，10/100M自适应局域网交换机是国际市场上流行的网络设备，它不仅能提高网络的整体速度，同时还能够与原有网络上的10M设备兼容，使旧的10M以太网设备无缝集成到100M快速以太网内。10/100M自适应网卡的迅速普及，使快速以太网的技术能应用到普通工作组网络(如家庭网络、小型办公网、网吧等)中。自适应的10/100M交换机能够同时支持10M或100M的连接，这使得10/100M的交换机成为中小型用户在需要支持新旧技术混合的网络中的一个理想的选择。同时随着交换机价格的不断下降，相同端口数和速度的交换机的价格与集线器之间的差距已逐渐减小，因此，现在市面上大量出现的是交换机，而集线器已很少见了。

(2)千兆位以太网的应用，推动了交换机的应用。千兆位以太网技术的迅速成熟和市场化，使其成为企业骨干网的理想技术选择。千兆位以太网不仅能提供适于网络不断扩展的带宽需要，同时它也能平滑地和用户原有的以太网、快速以太网设备相结合。

3．交换机的相关技术和特点

1)交换机常用的三种交换技术

交换机是构成整个交换式网络的关键设备，交换机所采用的交换方式的不同将会影响交换机的工作性能，因此我们有必要了解交换机的一些工作原理及特点。目前，交换机主要使用存储转发(StoreandForward)、直通(CutThrough)和无碎片直通(FragmentFreeCutThrough)三种方式。

(1)存储转发方式。存储转发式交换机是指交换机在接收到数据帧时，先将其存储在一个共享缓冲区中，然后进行过滤(滤掉不健全的帧和有冲突的帧)和差错校验处理，最后再将数据按目的地址发送到指定的端口。

(2)直通方式。直通式交换机只对接收到的数据帧的目的地址信息进行检查，然后立刻按指定的地址转发出去，而不做差错校验和过滤处理。

(3)无碎片直通方式。“碎片”是指当信息发送中突然发生冲突时，因为双方立即停止发送数据帧而在网络中产生的残缺不全的帧。碎片是无用的信息，必须将其滤除。无碎片直通方式首先存储接收到的数据帧的部分字节(前64个字节)，然后进行差错校验，如果有错，则立即滤除，并要求对方重发此帧；否则认为该帧健全，并马上转发出去。

2)第三层交换机现在的计算机系统功能十分强大，这为网络技术向更快、更便捷的方向发展提供了保障。但是网络系统又在不断升级，功能越来越强大，这又产生了大量的信息流，因而常常造成网络堵塞。普通交换机工作在OSI七层模型的第二层(数据链路层)，交换以MAC地址(介质访问控制层，是数据链路层中的一部分)为基础。目前第二层交换机已无法胜任大规模局域网的建设，所以在一些较大规模的网络中，一般将交换机和路由器结合在一起使用。路由器处于OSI七层模型的第三层(网络层)，通常以IP协议通过软件实现网际互联。

第三层交换机就是在第二层交换机的基础上把路由功能集成在交换机中，吸收了路由器在网络中的可扩展性和灵活性等特点，因此，第三层交换机又称为路由交换机。与第二层交换机相比，第三层交换机在性能上有了很大的提高，在网络分段、安全性、可管理性等方面都具有很大的优势。第三层交换机在提高网络的运行速度和扩展网络的规模等方面所起的作用已得到了网络用户的一致认可，将成为下一代骨干网的核心。图1-13所示为一款D-Link交换机。

图1-13D-Link交换机

4)多层交换机和第四层交换机随着网络技术的不断发展，又出现了多层交换和第四层交换。多层交换机可以看做是在传统交换机(第二层交换机)的基础上附加(而非集成)了路由交换功能的设备。目前的多层交换机可很好地兼容现有的路由器网络。第四层交换机是在第三层交换机的基础上引进了新的网络功能，它工作在OSI模型的第四层(传输层)，可实现对数据包进行查询、获取数据包的相关信息等操作。目前第四层交换机还只是一个概念，尚未有正式的产品推出。

1.5.5路由器路由器(Router)是一种用于连接多个网络或网段的网络设备。这些网络可以是几个使用不同协议和体系结构的网络(比如互联网与局域网)，也可以是几个不同网段的网络(比如大型互联网中不同部门的网络)。数据信息从一个部门的网络传输到另一个部门的网络，可以用路由器完成。目前，家庭局域网已经越来越多地采用路由器宽带共享的方式上网。

路由器在连接不同的网络或网段时，可以将这些网络之间的数据信息“翻译”成双方都能“读”懂的数据，这样就可以实现不同网络或网段间的互联互通。同时，它还具有判断网络地址、选择网络路径以及过滤和分隔网络信息流的功能。目前，路由器已成为各种骨干网络内部之间、骨干网之间以及骨干网和互联网之间常用的连接设备。

路由器工作在OSI模型中的第三层，即网络层。路由器利用网络层定义的逻辑上的网络地址(即IP地址)来区别不同的网络，实现网络的互联和隔离，保持各个网络的独立性。路由器不转发广播消息，而是把广播消息限制在各自的网络内部。发送到其他网络的数据首先被送到路由器，再由路由器转发出去。

网络中的设备用它们的网络地址(在采用TCP／IP协议的网络中为IP地址)互相通信。IP地址是与硬件地址无关的逻辑地址。路由器只根据IP地址来转发数据。IP地址的结构有两部分，一部分定义网络号，另一部分定义网络内的主机号。目前，在Internet网络中采用子网掩码来确定IP地址中的网络地址和主机地址。子网掩码与IP地址一样也是32bit，并且两者是一一对应的。子网掩码中数字“1”对应IP地址中的网络号，数字“0”对应IP地址中的主机号。网络号和主机号合起来，才构成一个完整的IP地址。同一个网络中的主机IP地址，其网络号必须是相同的，这个网络称为IP子网。

路由器的工作原理是，当IP子网中的一台主机将IP分组发送给同一IP子网的另一台主机时，它直接将IP分组送到网络上，对方就能收到；而要送给不同IP子网上的主机时，它要选择一个能到达目的子网的路由器，把IP分组送给该路由器，由路由器负责把IP分组送到该目的子网。如果没有找到这样的路由器，主机就把IP分组送到一个称为“缺省网关(defaultgateway)”的路由器上。“缺省网关”是每台主机上的一个配置参数，它是接在同一个网络上的某个路由器端口的IP地址。随着无线网络技术的发展，无线路由器也相继产生。图1-14所示为一款阿尔法路由器，图1-15所示为一款D-Link无线路由器。

图1-14阿尔法路由器

图1-15D-Link无线路由器

1.5.6Internet接入设备

1．Modem

Modem一词是调制(Modulation)和解调(Demodulation)两个词的合成，中文译作“调制解调器”，其作用是实现电话线路中的高调制音频信号与计算机代码之间的互译，从而实现个人计算机与Internet接入服务商(InternetServiceProvider，ISP)之间的相互通信。

按调制解调器与计算机连接方式的不同，Modem可分为外置和内置两种。外置Modem通过串行通讯口与主机相连，方便灵活，易于安装；内置Modem要占用PCI插槽，要对中断和COM口进行设置，安装繁琐，但无需额外的电源和电缆。由于内置Modem安装在计算机内部，因此计算机内存在大量的电磁干扰，这对Modem的工作性能影响较大。内置Modem还可能引起中断、地址冲突，而且超频过高时，内置Modem有可能无法正常工作或者工作不稳定。

Modem内部有两个独立的功能模块：一个是处理模拟/数字信号的处理模块，另一个是用于数据流控制的控制模块。这两个功能模块可提供通讯协议、控制差错、维持连接以及进行数据压缩等。

Modem可分为软Modem、硬Modem和半软半硬Modem。软Modem和硬Modem的区别在于是否有用于数据流控制的控制模块。硬Modem的控制模块被固化到Modem的控制芯片上，而软Modem则是利用CPU强大的运算能力，用软件代替控制模块的功能。至于半软半硬Modem，则是将控制模块固化在Modem的控制芯片上，复杂的数据算法在Modem上实现，而简单的控制命令则交给计算机处理。

同PCMCIA网卡一样，笔记本也有PCMCIA接口的Modem，不过对于笔记本来说，Modem是标准件，几乎所有的笔记本都有内置的Modem。调制解调器按传输速率的不同又有低速与高速之分。常见的调制解调器速率有14.4kb/s、28.8kb/s、33.6kb/s、56kb/s等。现在市场上基本都是56kb/s的调制解调器。如果需要用到调制解调器的特殊功能，如传真功能，则应购买支持传真功能的Modem。若要在上网的同时可接听电话，则需要购买V.92的Modem，同时要确认ISP支持V.92协议。

图1-16外置Modem样式

图1-17内置Modem样式

2．ISDN综合业务数字网(IntergredServiceDigitalNetwork，ISDN)可将各种资讯及通信管道纳入一个共同的网路里面，提供端到端的数字连接，支持一系列的业务，用户利用一对电话线即可同时享有语音、数据、影像等多种通信服务。通过ISDN接入Internet，既可用于局域网，也可用于独立的计算机。

ISDN有以下特点：

(1)同时处理多种业务。ISDN在一对用户线上可以同时提供多种业务，如电话、传真、数据通信等，即用户可在同一时间内既打电话，又发传真，还可传送文件数据。

(2)信道中采用数字传输信息。ISDN的通信已实现全数字化，所有信息一律用数字方式传输，因而信息传输速度快，传输性能优良。

(3)接口标准化。ISDN能提供多种业务的关键在于使用了标准化的用户接口。标准化的接口能保证各终端间的互通，一个ISDN的基本速率用户接口最多可连接8个终端。

3．DDN

DDN(DigitalDataNetwork)，即数字数据传输网，是利用数字信道传输数据信号的数据传输网。它基于同步时分复用、电路交换的基本原理，为用户提供语音、数据、图像信号的半永久性连接。DDN半永久性连接是指DDN提供的信道是非交换型的，用户可提出申请，在网络允许的情况下，由网络管理人员对用户提出的传输速率、传输数据的目的地和传输路由进行修改。DDN的传输介质有光缆、数据微波、卫星信道以及用户端可用的普通电缆和双绞线等。图1-18DDN网络结构示意图

1.5.7网线的制作与连接常用的网线有双绞线、同轴电缆、光纤等，而局域网中使用最多的是双绞线，因此，这里只介绍双绞线的制作。双绞线由8根不同颜色的线分成4对绞合在一起，成对扭绞的作用是尽可能减少电磁辐射及外部电磁干扰的影响。

EIA/TIA的布线标准中规定了两种双绞线的线序：568A与568B。标准568A的线序为：绿白—1，绿—2，橙白—3，蓝—4，蓝白—5，橙—6，棕白—7，棕—8；标准568B的线序为：橙白—1，橙—2，绿白—3，蓝—4，蓝白—5，绿—6，棕白—7，棕—8。在整个网络布线中应该使用一种布线方式，但两端都有RJ-45插头的网络连线，无论是端接方式A，还是端接方式B，在网络中都是通用的。双绞线的顺序与RJ-45插头的引脚序号一一对应。

1．双绞线的制作步骤下面以568B标准为例，介绍双绞线的制作步骤。

(1)利用斜口钳(实际用什么剪都可以)按所需要的长度剪下双绞线，至少0.6m，最长不超过100m。然后再利用双绞线剥线器将双绞线的外皮除去2～3cm。有一些双绞线电缆上含有一条柔软的尼龙绳，如果在剥除双绞线的外皮时，觉得露出的部分太短而不利于制作RJ-45接头，可以紧握双绞线外皮，再捏住尼龙线往外皮的下方剥开，就可以得到较长的裸露线。

(2)将裸露的双绞线水平放置，横截面向着自己，将其中的橙色对线向上拨，棕色对线向下拨，绿色对线向左拨，蓝色对线向右拨。

(3)调整线序，使其从左到右依次为：橙色、蓝色、绿色、棕色。调整方法是：将绿色对线与蓝色对线放在中间位置，而橙色对线与棕色对线保持不动，即放在外侧。

(4)小心地剥开每一对线，白色混线朝前。因为我们是遵循EIA/TIA568B标准来制作接头的，所以线对颜色是有一定顺序的。特别需要注意的是，绿色对线应该跨越蓝色对线。这里最容易犯的错误就是将白绿线与绿线相邻放在一起，这样会造成串扰，使传输效率降低。正确的顺序是从左向右依次为：白橙、橙、白绿、蓝、白蓝、绿、白棕、棕。常见的错误接法是将绿线放到了第4只脚的位置。因为在100Base-T网络中，第3只脚与第6只脚是同一对的，所以需要使用同一对线(见标准EIA/TIA568B)。

(5)将裸露出的不整齐的双绞线用剪刀或斜口钳剪下只剩约14mm的长度，之所以留下这个长度，是为了符合EIA/TIA的标准，这一点可参阅有关RJ-45接头和双绞线制作标准的介绍。最后再将双绞线的每一根线依序放入RJ-45接头的引脚内，第一只引脚内应该放白橙色的线，其余类推。

(6)确定双绞线的每根线都放置正确后，就可以用RJ-45压线钳压接RJ-45接头，市面上还有一种RJ-45接头的保护套，可以防止接头在拉扯时造成接触不良。使用这种保护套时，需要在压接RJ-45接头之前就将这种胶套插在双绞线电缆上。

图1-19按照两种标准制作出的RJ-45接头

2．双绞线的连接根据双绞线两端采用的标准的不同，双绞线可分为三种类型，即568B—568B、568A—568A和568B—568A。而568B—568B与568A—568A实质是一样的。由于工程上通常将插座接成568B标准，因此，习惯上将双绞线制成568B—568B。所以，双绞线的类型实质上只有两种，一种称为平行线(568B—568B/568A—568A)，另一种称为交叉线(568B—568A)。以下是对于各种情况的设备连接，平行线和交叉线的正确选择。其中，Hub代表集线器，Switch代表交换机，Router代表路由器。

PC-PC：交叉线；PC-Hub：平行线；Hub-Hub普通口：交叉线；Hub-Hub级联口-级联口：交叉线；Hub-Hub普通口-级联口：平行线；Hub-Switch：交叉线；Hub(级联口)-Switch：平行线；Switch-Switch：交叉线；Switch-Router：平行线；Router-Router：交叉线。

1.6局域网组建的一般步骤

1.6.1组网需求分析在设计网络之前，应先从以下几方面进行网络需求分析：

(1)功能需求：包括信息传输、资源共享、电子函件、网络服务器、网络管理、网络控制、网络安全、网络升级等。

(2)性能需求：包括服务效率、服务质量、网络结构、网络响应时间、数据传输速度、资源利用率、可靠性、性能价格比等。

(3)环境需求：主要包括地理分布、用户数及其位置、用户间的距离、用户群的组织特点以及一些特殊的限制(如电缆等介质布线是否有禁区等)。

(4)其他子系统的需求：如办公自动化系统、设备控制系统等对网络提出的要求。

(5)设计约束：包括需遵守的其他标准、各行各业的不同特点以及投资对网络设计的影响等。

1.6.