《计算机网络测试与维护》课件第4章

第4章局域网组建与测试4.1局域网(LAN)4.2典型网络组建与测试4.3局域网设备安装

4.4以太网组网技术

4.5局域网测试与维护4.6无线局域网组网与测试

4.7交换与虚拟局域网

4.1局域网(LAN)

4.1.1局域网概述

从局域网设计与实现的角度看，局域网有四大关键技术：拓扑结构(总线形、星形、环形、树形等)，传输介质(基带、宽带，同轴电缆、双绞线、光纤等)，介质访问协议(CSMA/CD和TokenPassing)，综合布线技术(六个子系统：工作区子系统、水平子系统、管理子系统、垂直子系统、设备间子系统、建筑群子系统)，如图4-1所示。图4-1局域网综合布线局域网LAN的特点：覆盖范围小(房间、建筑物、园区范围，距离不大于25 km)，高传输速率(10～1000 Mb/s)，低误码率(10－8～10－10)，采用总线形、星形、环形拓扑结构，传输介质一般采用双绞线、同轴电缆、光纤，网络为一个单位所拥有，自行建设，不对外提供服务。4.1.2局域网的体系结构

IEEE802标准的成员如下：

802.1A概述和体系结构；

802.1B寻址、网络管理、网络互联及高层接口；

802.2逻辑链路控制(LLC)子层；

802.3以太网访问方法和物理层规范；

802.4令牌总线网访问方法和物理层规范；

802.5令牌环网访问方法和物理层规范；

802.6城域网访问方法和物理层规范(DQDB)；

802.9LAN-ISDN接口；

802.10互操作LAN安全标准(SILS)；

802.11无线局域网(WirelessLAN)；

802.12100VGANYLAN网；

802.14交互式电视网(包括CableModem)；

IEEE802.15无线个域网WPAN(蓝牙Bluetooth、UWB);

IEEE802.16无线城域网WMAN(ETSI和HIPERMAN)；

IEEE802.20无线广域网WWAN(WiMAX和移动宽带接入MBWA)。

IEEE802体系结构示意图如图4-2所示。图4-2IEEE802体系结构示意图由于局域网不需要路由选择，因此它并不需要网络层，而只需要最低的两层：物理层和数据链路层。按IEEE802标准，又将数据链路层分为两个子层：介质访问控制(MAC，MediaAccessControl)子层和逻辑链路(LLC，LogicalLinkControl)子层。因此，在IEEE802标准中，局域网体系结构由物理层、介质访问控制子层和逻辑链路子层组成，如图4-3所示。图4-3局域网的802参考模型与OSI/RM对比从局域网参考模型可看出，局域网链路层应当有两种不同的数据单元：LLCPDU和MAC帧。高层的协议数据单元传到LLC层，加上适当的首部就构成了LLC子层的协议数据单元LLCPDU。 LLCPDU再向下传到MAC层时，加上适当的首部和尾部，就构成了MAC子层的协议数据单元MAC帧。后面在提到“帧”时就是指MAC帧，而不是LLCPDU。图4-4为LLCPDU和MAC帧的关系示意图。图4-4LLCPDU和MAC帧关系示意图

1．逻辑链路控制(LLC)子层

1)逻辑链路控制子层的服务访问点LLCSAP

一个主机中可能有多个进程在运行，它们可能同时与其他的一些进程(在一个主机或多个主机中)进行通信。因此，在一个主机的LLC子层上面应设有多个服务访问点，以便向多个进程提供服务。图4-5所示的局域网上共有三个主机。主机A的一个进程x欲向主机C中的某个进程发送报文，于是x要通过主机A的LLC子层的一个服务访问点SAP1，并请求与主机C的服务访问点SAP1建立连接。主机A的LLC发出的连接请求帧如何找到主机C呢？这就要在主机A发出的MAC帧中放入主机A在网络中的源地址和主机C在网络中的目的地址。可见在网络中的进程通信时，需要有以下两种地址：MAC地址，即主机在网络中的站点地址或物理地址，这由MAC帧负责传送；SAP地址，即进程在某一个主机中的地址，也就是LLC子层上面的服务访问点SAP，这由LLC帧负责传送。这就是说，网络中的寻址要分两步走。第一步是用MAC帧的地址信息找到网络中的某一个主机，第二步是用LLC帧的地址信息找到该主机中的某一个服务访问点SAP。从主机A发出的连接请求帧的源地址和目的地址分别是A(1)和C(1)，其中A和C都是MAC地址，而圆括弧中的数字则是在相应主机LLC子层上面的SAP地址。若主机C空闲，就返回一个接受连接的帧。此后，所有从主机A的进程x发给主机C的帧，都包括源地址A(1)和目的地址C(1)。凡发给地址C(1)的帧，若其源地址不是A(1)，都将被拒收。凡不是从地址C(1)发给地址A(1)的帧，也同样要被拒收。图4-5MAC地址与SAP地址现在假定还有一个进程y和主机A的SAP2连接，并和主机B的SAP1交换数据。这时，从A(2)到B(1)也可建立一条连接。同理，进程z还可从地址B(2)与A(3)建立一条连接。这几条连接都在图4-5中用不同的线表示出来。这个例子表明多个SAP可复用一条数据链路。

2) LLC子层所提供的服务

LLC子层向上可提供以下四种操作类型(Operationtype)，实际上就是四种不同类型的服务。

操作类型1：即LLC1，不确认的无连接服务；

操作类型2：即LLC2，面向连接服务；

操作类型3：即LLC3，带确认的无连接服务；

操作类型4：即LLC4，高速传送服务。不确认的无连接服务就是数据报服务。数据报不需要确认，实现起来最简单，因而在局域网中得到了最广泛的应用。这时，端到端的差错控制和流量控制由高层(通常是运输层)协议来提供。这种服务可用于点对点通信、对所有用户发送信息的广播和只向部分用户发送信息的多播。不必担心这种不需确认的服务将会很不可靠，这是因为局域网的传输差错率比广域网的低很多，所以在链路层不需确认信息并不会引起多大麻烦。对于广播通信和多播通信，若要求收到数据的用户都必须发回确认信息，那么，或者在大家同时发送确认信息时将会产生多次的冲突，或者为了使这些确认信息在不同的时间发送而产生了许多的额外开销。因此这种不确认的无连接服务特别适合于广播和多播通信。例如，向网络中的用户定期广播实时时钟或有关网络管理的一些信息，这些都没有必要让用户们及时发回确认信息。面向连接服务相当于以前讲过的虚电路。它的开销较大，因为每次通信都要经过连接建立、数据传送和连接断开这三个阶段。但是当主机是个很简单的终端时，由于没有复杂的高层软件，因此必须依靠LLC子层来提供端到端的控制。这就需要面向连接服务。采用这种方式时，用户和LLC子层商定的某些特性在连接断开以前一直有效。因此这种方式特别适合于传送很长的数据文件。带确认的无连接服务用于传送某些非常重要且时间性也很强的信息，如在一个过程控制或自动化工厂的环境中的警告信息或控制信号。这时如不确认则不够可靠，但若先建立连接则又嫌太慢，因此就不必先建立连接而是直接发送数据。这种服务也就是“可靠的数据报”。带确认的无连接服务只用在令牌总线网中。

3) LLCPDU的结构

LLCPDU的结构和HDLC帧非常像。由于它还要封装在MAC帧中，所以LLCPDU没有标志字段和帧校验序列字段。这样，LLCPDU共有四个字段，即目的服务访问点DSAP字段、源服务访问点SSAP字段、控制字段和数据字段。图4-6是LLCPDU前三个字段的具体结构。从图4-6可看出，地址字段共两个字节，目的服务访问点DSAP和源服务访问点SSAP都各占一个字节。DSAP字段的最低位(第一个比特)为I/G比特。I(Individual)代表“单个”，而G(Group)代表“组”。当I/G比特为0时，它后面的7 bit就代表一个单个目的服务访问点。但当I/G比特为1时，则DSAP代表组地址。组地址规定数据要发往某一特定站的一组服务访问点，它只适合于不确认的无连接服务。全1的组地址为该站所有工作的DSAP。SSAP字段的最低位(第一个比特)为C/R比特。当C/R比特为0时，LLCPDU为命令帧，否则为响应帧。在C/R比特后面的7 bit用来表示源服务访问点。因此，DSAP值和SSAP值都各占7bit。图4-6LLCPDU前三个字段的具体结构

LLCPDU的控制字段为两个字节(当LLCPDU为信息PDU或监督PDU时)或一个字节(当LLCPDU为无编号PDU时)。

LLCPDU的数据字段长度并无限制，但都应是整数个字节。当MAC帧的长度受限时，由于MAC帧的首部和尾部的长度在不同的局域网中都有明确的规定，因此LLCPDU的长度实际上也并不是没有限制的。

2．介质访问控制(MAC)子层

在局域网中，MAC子层的地址较为复杂。在所有计算机系统的设计中，标识系统(Identificationsystem)都是一个核心问题。在标识系统中，地址就是为标识某个系统的一个非常重要的标识符。在讨论地址问题时，计算机网络中常引用经典定义：“名字指出我们所要寻找的那个资源，地址指出那个资源在何处，路由告诉我们如何到达该处。这就像我们每一个人的名字一样，不随我们所处的地点而改变。802标准为局域网上的每一个站规定了一种48bit的全局地址。当一个站接入到另一个局域网时，其全局地址并不改变。这就表明，802标准所说的“地址”严格地讲应当是每一个站的“名字”或标识符。但大家都已习惯了将这种48 bit的“名字”称为“地址”，即把MAC地址称为物理地址。在制定局域网的地址标准时，首先遇到的问题就是应当用多少个比特来表示一个网络的地址字段。为了减少不必要的开销，地址字段的长度应当尽可能地短些，当然它的长度应当够用。起初人们觉得用两个字节(共16 bit)表示地址就够了，因为这总共可表示六万多个地址。但是，由于局域网的迅速发展，而处在不同地点的局域网之间又经常需要交换信息，这就希望在各地的局域网中的站具有互不相同的物理地址。为了使用户在买到网卡并把机器连到局域网后马上就能工作，而不需要等待网络管理员给他先分配一个地址，802标准规定MAC地址字段可采用6字节(48bit)或2字节(16bit)这两种中的一种。6字节的地址字段对于一个小范围内使用的局域网的确是太长了一些，这会增加额外开销。但是由于6字节的地址字段可使全世界所有局域网上的站都具有不相同的地址，因此这种标准成为局域网的主流地址。现在IEEE是世界上局域网全局地址的法定管理机构，它负责分配地址字段的6个字节中的前三个字节(即高24位)。凡要生产局域网网卡的厂家都必须向IEEE购买由这三个字节构成的一个号，它又称为“地址块”或“厂商代码”(但厂商代码这一名词并不准确，因为一个厂商可以购买多个地址块，也可将买来的地址块赠送给其他厂商)。目前的价格是1000美元买一个地址块。地址字段中的后三个字节(即低24位)则是可变的，由厂家自行分配。可见用一个地址块可以生成224个不同的地址。在生产网卡时这种6字节的MAC地址已被固化在网卡中。IEEE规定地址字段的第一个字节的最低位I/G比特。当I/G比特为0时，地址字段表示一个单个站的地址；当I/G比特为1时表示组地址。因此，IEEE只分配地址字段的前三个字节中的23个比特。当I/G比特分别为0和1时，一个地址块可以分别生成224个单个站地址和224个组地址。顺便指出，有的书中将上述的最低位写为“第1比特”，这样有些含糊不清。这是因为在802.3和802.4标准中，传送地址信息时是先传送最低位，这时最低位是第1比特。但在802.5标准中，传送地址信息时却是先传送最高位，这时最低位并非“第1比特”。

IEEE还考虑到可能有人并不愿意前来购买地址块。为此，IEEE将地址字段第一字节的最低第二位规定为G/L比特。当G/L比特为1时是全局管理，厂商购买的地址块都属于全局管理。当G/L比特为0时是局部管理，这时用户可任意分配网络上的地址。采用2字节地址字段时都是局部管理。网卡从网上每收到一个MAC帧就首先检查其硬件地址。如果是发往本站的帧则收下，然后再进行其他的处理；否则就将此帧丢弃，不再进行其他的处理。这样就可不浪费主机的处理机和内存资源。这里“发往本站的帧”包括以下三种帧：单播(Unicast)帧，即收到的帧的MAC地址与本站的硬件地址相同；广播(Broadcast)帧，即发送给所有站点的帧(全1地址)；多播(Multicast)帧，即发送给一部分站点的帧。

3．局域网中的介质访问控制方法

局域网采用广播子网，广播通信子网的基本性质是公用介质传输，故存在媒体访问控制问题，即如何解决对介质的争用。

解决信道争用的协议称为介质(媒体)访问控制协议MAC

(MediumAccessControl)，是数据链路层协议的一部分。介质(媒体)访问控制的主要方法有：固定分配方式(分时，效率低)，按需分配方式(请求/批准)和 随机分配方式(自由访问，存在冲突)。

1) CSMA/CD

CSMA/CD，即载波侦听多路访问/冲突检测。其工作原理为：发送前先监听信道是否空闲，若空闲则立即发送数据。在发送时，边发边监听，若监听到冲突，则立即停止发送，等待一段随机时间(称为退避)以后，再重新尝试。CSMA/CD的工作可用图4-7所示的流程图描述。图4-7CSMA/CD的工作流程

CSMA/CD工作原理可归结为四句话：发前先侦听(先听后发)，空闲即发送(空闲即发)，边发边检测(边听边发)，冲突时退避(冲突停止)。

CSMA/CD的发展源于ALOHA协议，CSMA/CD的详细工作过程及其性能分析以及最小帧长的设定等问题将在第5章中详细分析，在此不再重复。要保证冲突发生时站点仍在传输数据，从而能检测到本站所发数据发生了冲突。否则，可能出现帧发送完毕但未检测到冲突，但冲突发生了。为确保可靠监听，帧时tf≥2τ，其中tf=L/B(帧长/数据速率)，即帧长L≥B×2τ。

2) TokenRing

TokenRing的操作过程可以分为以下几个步骤：

(1)谁可以发送帧，是由一个沿着环旋转的称为“令牌”

(Token)的特殊帧来控制的。只有拿到令牌的站可以发送帧，而没有拿到令牌的站只能等待。

(2)拿到令牌的站将令牌转变成访问控制头，后面加上自己的数据进行发送。

(3)数据帧通过任何一个站点(除源站点外)时，该站点都要把帧的目的地址和本站地址相比较。

①如果地址相符合，则将帧拷贝到接收缓冲器，供高层软件处理，同时将帧送回环中；

②如果地址不符合，则直接将帧送回环中。

(4)数据循环一周后由发送站回收，即发送的帧在环上循环一周后再回到发送站时，发送站将该帧从环上移去，同时再放一个空令牌到环上，使其余的站点能获得发送帧的许可权。

TokenRing的工作原理可以用图4-8所示的操作示例来

说明。在图4-8中，环上有四个结点A、B、C、D，空令牌T=0，有数据的令牌T=1。图(a)为结点A有数据发送，获得空令牌T；图(b)为结点A将空令牌修改为数据帧并加上发送数据(其目标地址是结点C，数据为Data部分)，将数据帧沿着环发送出去，结点B收到数据帧后，比较地址不是B的地址，直接将帧送回环中；结点C收到数据帧后，比较地址是C的地址，将数据帧拷贝到接收缓冲器，同时将帧送回环中；结点D收到数据帧后，比较地址不是D的地址，直接将帧送回环中；结点A收到数据帧，表明数据帧已完成正确传送。图4-8TokenRing的工作原理

TokenRing存在的问题是在传输过程中如果令牌丢失，则网络无法再传输数据。解决办法是由服务器检测令牌，若令牌丢失或数据帧不能返回，则由服务器控制或由发送结点再产生一个令牌。

令牌帧是一个特殊的帧，IEEE802.5TokenRing的帧结构如图4-9所示。图4-9IEEE802.5TokenRing的帧结构令牌帧由起始、接入控制和结束三个字节构成，其中接入控制字节(如令牌帧的右图所示)包括3位优先级控制位、令牌位、监督位和3位预约位。令牌位是帧类型标识，0为令牌帧；1为信息/控制帧(非令牌帧)。监督位的作用是防止无效帧在环路中无限循环。

非令牌帧由起始与结束字段、访问控制字段、地址字段、数据字段和帧状态字段构成。访问控制字段包括了接入控制信息，即有优先级预约及优先级限制位、令牌位和监督位；地址字段包括目的地址和源地址；数据字段是传输的数据；帧状态字段包含了数据校验FCS和帧状态。4.1.3IEEE802.3以太局域网

1．以太网(Ethernet)和IEEE802.3

以太网是在20世纪70年代中期由XeroxPaloAltoResearchCenter(BobMetcalfe)提出的，其数据率为2.94 Mb/s。后经DEC、Intel和Xerox公司改进为10 M标准(DIX标准)。1985年定名为IEEE802.3，即使用坚持型的CAMA/CD协议的LAN标准。以太网的数据率从1Mb/s到10Mb/s(现已发展到1000Mb/s),支持多种传输介质。

IEEE802.3规范：传统以太网—802.3(同轴电缆Ethernet)，802.3a(细缆Ethernet)，802.3i(双绞线Ethernet)，802.3j(光纤Ethernet)；快速以太网FE—802.3u(双绞线、光纤)；千兆以太网GE—IEEE802.3z(屏蔽短双绞线、光纤)，IEEE802.3ab(双绞线)。

IEEE802.3的布线介质标准格式如图4-10所示。图4-10IEEE802.3的布线介质标准格式

1) 10Base5(粗同轴电缆以太网)

10Base5的特点：采用粗同轴电缆，可靠性好，抗干扰能力强，总线形拓扑结构；站点链接需要收发器完成发送/接收，介质访问控制(MAC)协议为CSMA/CD，冲突检测；收发器与网卡连接用AUI电缆连接各单元接口，造价较高。

10Base5原理图和连接示意图如图4-11所示。图4-1110Base5原理图和连接示意图

2) 10Base2(细同轴电缆以太网)

10Base2的特点：采用细同轴电缆，可靠性稍差，抗干扰能力强，总线形拓扑结构；站点连接不需要收发器，用BNC的T型头连接，造价低廉；介质访问控制协议为CSMA/CD，冲突检测。

10Base2原理图和连接示意图如图4-12所示。图4-1210Base2原理图和连接示意图

3) 10BaseT(双绞线以太网)

10BaseT的特点：采用非屏蔽双绞线介质(UTP)，可靠性高，拓扑结构为星形，逻辑上仍然是总线形；以Hub(集线器)为中心节点。Hub是一种多端口转发器，其作用是将信号放大并整形后再转发，消除信号传输的失真和衰减。转发器/中继器/Hub都是工作在物理层的设备。10BaseT的介质访问控制协议仍为CSMA/CD，冲突检测。

10BaseT原理图如图4-13所示。图4-1310BaseT原理图

4) 10BaseF(光纤以太网)

10BaseF的特点：使用多模光纤(MMF)，可靠性高，拓扑结构为星形，使用光纤进行长距离连接，例如建筑物间连接。最常见的布线标准是10BaseFL(异步点到点链路，链路最长为2km)。

5) 10Broad36(宽带局域网)

10Broad36的特点：使用75 

同轴电缆连接，可靠性高，拓扑结构为树形，传输方式用宽带调制方式，一般用于宽带LAN。

2．IEEE802.3的体系结构与功能实现

局域网体系结构主要制定数据链路层(又分为逻辑链路层LLC和物理层MAC)和物理层规范，以太网IEEE802.3对各层功能的实现可用图4-14表示。图4-14IEEE802.3的体系结构与功能实现

IEEE802.3为广播通信子网，每个站点都可以接收到来自其他站点的数据；为决定哪个站点接收数据，需要寻址机制来标识目的站点；目的站点将该帧复制，其他站点则丢弃该帧，不需要确认；最后数据信号由总线两端的终端电阻吸收。

Ethernet/IEEE802.3的工作原理如图4-15所示。图4-15IEEE802.3的工作原理(a)C发现总线空间；(b)C发送帧，目的地址为A；(c)B忽略该帧；(d)A复制该帧，信号由终端电阻吸收

3．高速局域网

1)交换式以太网

以太网是共享介质网络，共享介质网络中站点数的增加将导致LAN的性能降低，相当于多个子信道分享通信线路。解决办法是将网络分段(减少站点数)，网段与网段间采用网络交换，即交换式以太网。交换式以太网中以网络交换机为主干，拓扑结构仍为星形结构(即总线/Hub→LAN/Switch)。交换式以太网提高传输速度的原理是基于网络分段交换的。在总线形网络或基于集线器(Hub)的网络中，网络总带宽为10 Mb/s，n个站点共享总线带宽，每个站点平均带宽为(10/n)Mb/s；基于网络交换机的网络中允许多个信道同时传输信息，不受CSMA/CD的限制，网络总带宽为(n/2～n)×10Mb/s,n为交换机的端口数。每个连接的带宽为10 Mb/s。另外使用交换机后，可建立多个并发的通信，其原理如图4-16所示。例如，8个端口可建立4个并发通信，总带宽为(8/2)×10Mb/s=40Mb/s。图4-16交换式网络的多个并发通信在实际应用的网络中，服务器是网络中提供服务的站点，在访问服务器的流量非常大的网络中，可在交换机上设置1～2个高速端口(100 Mb/s～1 Gb/s)，把服务器与该高速端口相连，便可大大提高服务器的访问速度。这种连接服务器的方法又称为Big-Pipe，如图4-17所示。图4-17网络中交换机的用法交换机有两种用法(以10 Mb/s交换机为例)：

(1)端口下接站点，站点独占10 Mb/s带宽，如图4-17中的Hub独享10 Mb/s；

(2)端口下接网段，网段中所有站点共享10 Mb/s带宽，如图4-17中的Hub共享10 Mb/s。

2) 100 Mb/s以太网

如图4-18所示实例中，采用100Base-TX布线标准优于100Base-FX布线标准，集线器也采用100Base-TX和100Base-FX集线器，结点机的网卡(外置或内置收发器与集线器(双绞线或光纤接口))的连接可以用5类非屏蔽双绞线(UTP5)和光缆。图4-18快速以太网组成实例

3)千兆以太网(GE，GigabitEthernet)

千兆以太网也称高速以太网，有两种标准，即IEEE802.3z和IEEE802.3ab，其中IEEE802.3z使用屏蔽短双绞线或光纤，其介质布线标准为1000BaseX(屏蔽短双绞线/MMF/

SMF)；IEEE802.3ab使用超5类和6类非屏蔽双绞线，其介质布线标准为1000BaseT(5类、6类无屏蔽双绞线)。高速以太网的高速是以牺牲传输距离为代价的，其连接距离较短。1000BaseX标准中，若用屏蔽双绞线则传输距离为25 m，用多模光纤MMF则传输距离为550 m，用单模光纤SMF则传输距离为3 km。在1000BaseT标准中，采用超5类和6类非屏蔽双绞线则传输距离为100 m，其拓扑结构和介质布线方法与10/100BaseT相同，传输速率比100BaseT快10倍。

高速以太网的典型应用如图4-19所示。图4-19千兆以太网的典型应用4.1.4令牌网

1．令牌环网(IEEE802.5)

令牌环网的工作原理在前面已讲过，其拓扑结构为点到点链路连接,构成闭合单环,如图4-20(a)所示。各个站点与环路连接需要干线耦合器(TCU)，干线耦合器的结构如图4-20(b)所示。图4-20令牌环网(IEEE802.5)干线耦合器的工作状态有：发送方式(站点发送数据时)和收听/转发方式(其他时间)，如图4-21所示。在收听方式下，TCU与终端连接器DTE断开，TCU对位流再生并转发，同时监视帧中是否出现本站地址和令牌。若出现本站地址，则将开关S闭合，TCU与DTE接通，位流复制到DTE，同时继续转发；若出现令牌且有数据要发送，则截获令牌，转为发送方式并发送数据帧。图4-21干线耦合器的工作状态令牌环网(IEEE802.5)的传输介质为单模光纤STP，速率为4/16 Mb/s，环路上连接的最多站点数为250个，信号采用曼彻斯特编码。令牌环网(IEEE802.5)的操作过程见本章第一节局域网中介质访问控制方法部分的TokenRing。令牌环网(IEEE802.5)一般主要用于大型局域网的主干网。

2．令牌总线网(IEEE802.4)

令牌总线网(IEEE802.4)的特点：物理上是总线网，逻辑上是令牌网。采用以太网和令牌环的结合方式，即物理传输方式采用广播方式(以太网方式)，介质访问控制采用令牌(Token)方式，与TokenRing方式相同。

3．分布式数据光纤接口(FDDI，FiberDistributedDataInterface)

分布式数据光纤接口(FDDI)的网络由双环构成，可靠性高，传输速率为100 Mb/s。介质布线标准为100BaseF(多模/单模光纤(MMF/SMF))，介质访问控制方法采用TokenPassing，类似于令牌环。传输介质主要为光纤，网络覆盖范围较大(几十千米)。其典型组网方式如图4-22所示。图4-22FDDI组网实例

4.2典型网络组建与测试

4.2.1对等网络的组建

对等网络中的每一个计算机，在要使用网络中的某种资源时，它就是客户机，当它为网络的其他用户提供某种资源时就成为了服务器，所以在对等网络中的计算机既可作为服务器也可作为客户机。

对等网络的规划一般都比较简单，通常采用图4-23所示的两种结构。图4-23两种对等网络的结构(a)星形对等网络；(b)总线对等网络如果对等网络采用图4-23(a)所示网络结构，则用户要选购的硬件如下：集线器；为每台上网的计算机购置一块带有RJ-45接口的网卡；为每台上网的计算机购置一条末端装有RJ-45接头的双绞线，双绞线的长度视计算机与集线器的距离而定，一般在100 m以内。如果对等网络采用图4-22(b)所示网络结构，则用户要选购的硬件如下：为每台上网的计算机购置一块带有BNC接口的网卡；每个网卡还需要一个T型头；为每台上网的计算机购置一条末端装有BNC接头的同轴电缆，同轴电缆的长度视计算机与计算机之间的距离而定，一般在20 m以内；两个50 Ω终端匹配器。若要两台计算机直接联网，则需要的组网硬件如下：给每台计算机配置一块带RJ-45接口的网卡；使用一根小于100 M的交叉双绞线。

两台计算机直接联网的连接示意图如图4-24所示。图4-24两台计算机直接相连的示意图在Windows98/Me系统中进行对等网络的配置，只需要对“控制面板”中的“网络”项进行配置就可以了。的配置步骤如下：

(1)在建立网络连接前要安装网卡及驱动程序。

(2)安装网络协议。一般仅需要选择NetBEUI协议，如果想共享Modem上互联网则要求安装TCP/IP网络协议。

(3)网络用户的安装。

(4)文件与打印共享。

(5)标识计算机。

(6)访问控制。

配置完成后，再对网络中的共享资源进行设置，开启“文件及打印共享”功能就可以共享资源了。可以共享的资源有：

(1)文件夹和CD-ROM的共享设置和使用。在“我的电脑”或“资源管理器”中选定被共享的文件夹或CD-ROM驱动器名，单击鼠标右键，选择“共享”项，出现对话框后选择其中的“共享为”选项，并在“共享名”后输入一个可以被网上其他用户使用的名称，也可以在“备注”栏里输入一些说明性文字。

(2)打印机的共享设置和使用。首先要为提供网络打印机的计算机安装本地打印机。在本地打印机安装完成并测试打印通过后，可将该打印机设置为共享(设置方法和上述设置文件夹或CD-ROM一样)。然后通过在其他计算机上添加“网络打印机”来实现共享打印机。步骤如下：在“控制面板”中选择“打印机”，出现“添加打印机”界面，单击“下一步”按钮后，选择“网络打印机”项，再单击“下一步”按钮。在“网络路径或队列名”栏输入所提供共享打印机的完整路径和名称，如 \Server\HPLaserJet6L(也可以单击“浏览”按钮，在出现的“浏览打印机”对话框中直接选取)，然后单击“下一步”按钮完成，最后可进行网络打印机测试，当测试正确后，按“完成”按钮结束设置。这样就可以像使用本地打印机一样方便地使用网络打印机了。4.2.2双机直连组网与测试

Windows98操作系统中提供了NetBEUI、IPX/SPX和TCP/IP三种协议，它们分别应用在不同场合。在这三种通信协议中，NetBEUI是Windows系统默认的协议，一般要安装。当单击或局域网要接入Internet时必须要TCP/IP协议，而TCP/IP协议是系统默认安装的，无需用户自行安装。在使用NetBEUI协议时，具体软件配置(可在Windows9x、Windows2000/XP等系统下设置，以下在Windows98中设置)如下：

(1)添加“直接电缆”连接组件：选择“Windows98组件/通讯/详细资料/直接电缆连接”。

(2)添加“NetBEUI协议”。

(3)设置“网络”属性：“允许其他用户访问我的文件夹”和“允许其他用户使用我的打印机”；登录方式设置为“Windows网络用户”。

(4)设置主机的“直接电缆连接”：选择“程序/附件/通讯/直接电缆连接”启动该程序向导；将该机类型设置为“主机”类型。

(5)设置客户机的“直接电缆连接”：仅将该机设置为“客户机”类型。

(6)在主机上设置“共享资源”。

若使用TCP/IP协议连接，则需要配置TCP/IP协议，将IP地址及子网掩码设置成功后，再按照上述的第(3)～(6)步操作。在组建完成之后，还要对网络连通性进行测试，只有测试成功之后才能算组建成功。通常测试网络连通性的方法就是ping命令，如果能够ping通双方的计算机，出现回复(Reply)信息，则说明网络是畅通的。ping命令的使用格式为：ping计算机IP地址或计算机名。图4-25表示网络是畅通的，图4-26则表示网络不通。图4-25网络畅通图4-26网络不通选择一个好的ISP，应考虑以下几个方面：

(1)入网方式、出口速率、服务项目、收费标准、服务

管理。

(2) ISP的NNTP服务器地址(新闻服务器的IP)。

(3) ISP的SMTP服务器地址(邮件服务器的IP)。

这些信息是接入Internet的必需信息，在以后安装配置使用Internet软件工具时将需要这些信息。

现在各地的电信部门和ISP所提供的入网方式大体分为以下几种：

(1)通过调制解调器拨号上网；

(2) ISDN；

(3) ADSL；

(4)千兆以太网；

(5) CableModem；

(6)通过分组网上网；

(7)通过帧中继上网；

(8)通过DDN专线上网；

(9)通过微波无线上网。

1．通过调制解调器拨号上网

通过调制解调器拨号上网是家庭接入Internet的最简单方法。外置式调制解调器使用一条串行电缆线和计算机连接起来。在计算机机箱后背通常有两个串行口，一个连接鼠标，另一个可以连接调制解调器。将外置式调制解调器的电源线插入电源插座，再将调制解调器后背的标有“LineIN”字样的接口接入电话线路，标有“Phone”字样的接口接入电话机。安装内置式调制解调器需要打开机箱，在计算机主板上适当的空扩展槽内，将调制解调器卡插入，其他接线方法与外置式相同。安装好调制解调器后，首先应检验一下电话机是否有拨号音。

调制解调器的安装与设置方法见下一节的局域网设备安装部分的相关内容。

2．通过ISDN专线连接

ISDN(综合业务数字网)，电信局称之为“一线通”。其实是在电话网基础上发展起来的新一代的电信业务，在一个网络平台上同时实现语音、视频、数据通信，是电话网朝着多功能、多业务、高通信质量方向发展的必然产物。经过20多年在全球的推广，它已经成为一种在技术上很成熟、产业标准得到统一的电信服务。

ISDN在接入网络里实现了数字连接。ISDN有两种接口，一种是BRI(又称做N-ISDN，即“窄带ISDN”)，另一种是PRI(又称做B-ISDN，即“宽带ISDN”)。

对于普通用户来说，ISDN有以下几方面应用：

同时接两部电话，彼此独立拨打市话、国内、国际长途电话，计费方式和普通电话一样，即一线带两机。

一个B信道上因特网，一个B信道打电话，互不干扰，即一“芯”可以两用。

城域网或广域网互联，费用远比DDN、FrameRelay、ATM便宜，或者作为这些链路的备份。

安装可视电话，让远在天涯的亲友展现在眼前，或者作为远程监控。

开展电视会议、远程教学、远程医疗等，免去人员奔波劳顿，节约车马食宿费用。根据接入终端的不同，ISDNBRI目前有三种接入方式：其中TE1为第一级终端，是ISDN标准终端。TE2为第二级终端，是ISDN的非标准终端。NT1是网络终端，是用户传输线路的终端装置。TA是终端适配器，它能够将非ISDN终端适配为ISDN终端。U点为从ISDN局端与用户端的分界点。

目前PRI有两种接入方式：一种是光缆接入方式，另一种是HDSL方式。

ISDN标准的用户-网络接口所具有的呼叫控制功能是以用户-网络间协议的形式规定的。ISDN(30B + D)的第一层(物理层)是以PCM基群的规定为基础制定的。

ISDN用户-网络接口链路层协议称为LAPD(LinkAccessProcedureontheDchannel)，即D信道链路接入协议。通常把ISDN链路层和网络层一起称为D通路协议。通道有两种主要类型，一种类型是信息通道，为用户传送各种信息流；另一种是信令通道，是为了进行呼叫控制而传送的信令信息，以下列举了几类常见的通道用途。

B通道：64 Kb/s，供用户传递数据用。

D通道：16 Kb/s(BRI)或64Kb/s(PRI)，供信令和分组数据传输使用。

H0通道：384 Kb/s，供用户传递信息用。

H11通道：1536 Kb/s，供用户传递信息用。

H12通道：1920 Kb/s，供用户传递信息用。

3．通过ADSL技术连接

光纤到户(FTTH)是用户网今后发展的必然方向，但由于光纤用户网的成本过高，在今后的十几年甚至几十年内大多数用户网仍将继续使用现有的铜线环路。于是近年来人们提出了多项过渡性的宽带接入网技术，包括N-ISDN、CableModem、ADSL等，其中ADSL(非对称数字用户环路)是最具前景及竞争力的一种，将在未来十几年甚至几十年内占主导地位。

DSL(数字用户线路，DigitalSubscriberLine)是以铜质电话线为传输介质的传输技术组合，它包括HDSL、SDSL、VDSL、ADSL和RADSL等，一般称之为xDSL。它们之间主要的区别体现在信号传输速度和距离的不同以及上行速率和下行速率对称性的不同这两个方面。

ADSL接入类型主要包括：专线入网方式，用户拥有固定的静态IP地址，24小时在线；虚拟拨号入网方式，并非真正的电话拨号，而是用户输入账号、密码，通过身份验证，获得一个动态的IP地址，可以掌握上网的主动性。ADSL的接入模型主要由中央交换局端模块和远端模块组成，如图4-27所示。图4-27ADSL的接入模型

ADSL安装包括局端线路调整和用户端设备安装。在局端方面，由服务商将用户原有的电话线串接入ADSL局端设备，只需2～3分钟；用户端的ADSL安装也非常简单方便，只要将电话线连上滤波器，滤波器与ADSLModem之间用一条两芯电话线连上，ADSLModem与计算机的网卡之间用一条交叉网线连通即可完成硬件安装，再将TCP/IP协议中的IP、DNS和网关参数项设置好，便完成了安装工作。4.2.4校园网组建方案

电话、传真、电子邮件、基本公众信息服务需要64kb/s；高质量可视电话、视频会议、数字音频需要384 Kb/s；文件传输、WWW应用、图像传输、网络游戏、电子购物需要1 Mb/s；MPEG-1/VCD视频点播、交互式电视、广播电视需要1.2～1.5 Mb/s；MPEG-2/DVD视频点播、高清晰度电视需要3～8 Mb/s；3D应用、VRML虚拟现实、计算机网络、实时多媒体需要6 Mb/s以上。校园网楼房间连接主干网，各系、实验室、宿舍楼等用户密集，因此，一般采用100 Mb/s到楼方案，可以满足MPEG-1、MPEG-2视频点播等高带宽的网络需求，网络带宽完全能够满足现在及将来很长时间的应用需求。100 M带宽可容纳50个用户同时进行MPEG-1(VCD级)的VOD视频点播。IP电话、可视电话及电视会议所需带宽比VOD小得多。

1．校园网络交换信息中心

校园网信息交换中心包括：

(1)中心交换机。校园网络中心设置一台核心交换机，支持第三层交换功能。

(2)大学校园网。选用1000 Mb/s第三层交换机。光纤千兆连接下一级光纤节点。一般采用1000Base-SX、1000Base-LX或1000Base-SX到单模光纤转换。

(3)中学校园网。选用100 Mb/s第三层交换机。提供24个以上100 Mb/s交换端口，前沿技术连接校内楼宇。

(4)不间断电源(UPS)。可根据需要选型，一般使用2 kW，2小时以上。

(5)校园出口。配备相应的路由器，通过电信的DDN等线路连接CERNET、169公众多媒体网或ChinaNet等网络。

(6)拨号服务器。配备拨号服务器，提供少量端口，作为校园外接入的补充。

(7)校园管理及计费。配备网络用户管理系统及计费系统。

(8)校园服务。需要配备相关的服务设备，包括服务器硬件设备及相关软件。配套情况视开展的服务内容而定。

校园网网络中心示意图如图4-28所示。图4-28校园网网络中心示意图网络设备信息如表4-1所示，表4-2列出了一些网络中心服务器的相关信息。

2．校园主干网

大学院校覆盖范围一般都超过500m×500m，必须设立多个网络小中心，每个小中心设置一个光纤点，以1000Mb/s光纤连接网络中心。每个小中心以100Mb/s星形连接附近楼宇，传输介质为同轴屏蔽电缆，收发器采用AheadFast400，连接距离为400 m。每幢楼宇连接带宽为100 Mb/s全双工。楼宇内全部采用5类双绞线作为连接介质，连接到所有用户的房中，一般大学校园网主干拓扑如图4-29所示。图4-29大学校园网主干拓扑图中学校园网一般都不超过500m×500m。可以不建设光纤千兆主干网，只需建设一个网络中心，网络中心直接使用星形100 Mb/s连接校园内楼房，其主干拓扑如图4-30所示。图4-30中学网络主干拓扑图

3．校园接入网

楼宇内部的星形局域网络是高速网络的接入层。计算机信息点到楼房间通过3类或5类双绞线星形连接，可采用综合布线系统建设双绞线接入网。楼内计算机用户通过双绞线接入楼房集线器/交换机，共享100 Mb/s带宽，可以采用全双工和半双工两种方式接入，表4-3给出了机房的接入设备的一些信息。全双工接入：楼宇内根据联网的计算机数量，灵活放置1～3台12～24口10/100 Mb/s交换机，每台提供16/24个10 Mb/s交换端口供楼内用户接入。

半双工接入：楼宇内根据联网的计算机数量，灵活放置1～3台16～24口100 Mb/s快速以太网可堆叠集线器，每台提供16/24个10/100 Mb/s共享端口供楼内用户接入。

4.3局域网设备安装

4.3.1网络适配器的安装

图4-31(a)所示为PentiumⅡ系统的主机板。它是连接计算机中各部件的核心，CPU通过Socket插座、内存条通过SIMM插槽连接到主板上；其他设备如CD-ROM、硬盘驱动器、软盘驱动器等是通过数据线连接到主板上的；板卡类的设备如显示卡、网络适配器等是通过扩展槽连接到主板上的，图4-31(b)所示为主机板上的扩展槽，它们是PCI总线方式的扩展槽。图4-31主机板示意图(a) PentiumⅡ系统主机板；(b)主机板上的扩展槽网络适配器又称为网络接口卡，简称为网卡。它是组建网络的基本部件。每一块网卡在出厂时都有一个唯一的编号，称为MAC地址，也叫物理地址。它由多个十六进制代码组成，如00-50-56-C0-00-01。网卡与网络介质相连，通过网络介质连接到网络中的其他设备上，如集线器、中继器或交换机等，或直接连接到其他计算机上，达到计算机之间通信的目的。网卡按其所支持的网络介质可以分为双绞线网卡、粗缆网卡、细缆网卡和光纤网卡四大类。针对不同的网络介质，网卡提供了相应的接口。适用于粗缆的网卡提供AUI接口；适用于细缆的网卡提供BNC接口；适用于非屏蔽双绞线的网卡提供RJ-45接口；适用于光纤的网卡提供光纤的F/O接口。也有部分Ethernet网卡集成几种不同类型的接口。市场主流网卡都支持即插即用的功能，无需在操作系统中对网卡进行手工配置。目前在市场上较常见的是基于PCI总线集成RJ-45接口的10/100Mb/s自适应以太网卡，如图4-32(a)所示。早期通

常使用基于ISA总线集成BNC接口的10Mb/s以太网卡，如图

4-32(b)所示。图4-32以太网卡示意图(a) PCI总线RJ-45接口10/100 Mb/s网卡；(b) ISA总线BNC接口10 Mb/s网卡4.3.2网络电缆的制作

1．双绞线类型

在传输期间，信号的衰减比较大，并且产生波形畸变。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，就可以在有限距离内达到每秒几百万位的可靠传输速率。当距离很短，并且采用适当的电子传输技术时，传输率可达100～1000 Mb/s，甚至更高。屏蔽双绞线价格相对较高，安装时要比非屏蔽双绞线电缆困难。类似于同轴电缆，它必须配有支持屏蔽功能的特殊连接器和相应的安装技术。由于辐射泄漏很少，因此具有较高的安全性。EIA/TIA为双绞线电缆定义了5种不同规格。计算机网络综合布线使用第3、4、5类。

(1)第3类：指目前在ANSI和EIA/TIA568标准中指定的电缆。该电缆的传输频率为16MHz，用于语音传输及最高传输速率为10 Mb/s的数据传输，主要用于10Base-T网络。

(2)第4类：该类电缆的传输频率为20 MHz，用于语音传输和最高传输速率为16 Mb/s的数据传输，主要用于基于令牌环的局域网和10Base-T/100Base-T网络。

(3)第5类：该类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100 MHz，用于语音传输和最高传输速率为100 Mb/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。

在网络中最常用的是5类4对非屏蔽双绞线。它是美国线缆规格为24的实芯裸铜导体，以氟化乙烯做绝缘材料，传输频率达100 MHz。双绞线的标准接法有2种：EIA/TIA568A和EIA/TIA568B。

EIA/TIA568A标准：

白绿/绿/白橙/蓝/白蓝/橙/白棕/棕(从左起)

EIA/TIA568B标准：

白橙/橙/白绿/蓝/白蓝/绿/白棕/棕(从左起)在连接过程中有直通线与交叉线两种连接方式。直通线是两端用相同的标准线序连接RJ-45接头的线。交叉线是指一端按EIA/TIA568A标准线序连接RJ-45接头，另一端按EIA/TIA568B标准线序连接RJ-45接头的双绞线。EIA/TIA568A和EIA/TIA568B标准线序如图4-33所示，两者的区别实际在于1与3、2与6顺序的对调，所以才有“交叉网线”的说法。图4-33EIA/TIA568A和EIA/TIA568B标准线序具体设备间的连接方法如下：

(1)网卡与网卡。10 Mb/s、100 Mb/s网卡之间直接连接时，可以不用集线器而采用交叉线接法。

(2)网卡与交换机。双绞线为直通线接法。

(3)集线器与集线器(交换机与交换机)。两台集线器(或交换机)通过双绞线级联，双绞线接头中线对的分布与连接网卡和集线器时有所不同，必须要用交叉线。这种情况适用于那些没有标明专用级联端口的集线器之间的连接，而许多集线器为了方便用户，提供了一个专门用来串接到另一台集线器的端口，在对此类集线器进行级联时，双绞线均应为直通线接法。①查看说明书。如果该集线器在级联时需要交叉线连接，一般会在设备说明书中进行说明。

②查看连接端口。如果该集线器在级联时不需要交叉线，大多数情况下都会提供一至两个专用的互连端口，并有相应标注，如“Uplink”、“MDI”、“OuttoHub”，表示使用直通线连接。③实测。这是最有效的一种方法。可以先制作两条用于测试的双绞线，其中一条是直通线，另一条是交叉线。

交换机与集线器之间也可通过级联的方式进行连接。级联通常是解决不同品牌的交换机之间以及交换机与集线器之间连接的有效手段。扩充端口数量的另一种方式是堆叠。堆叠是扩展端口最快捷、最便利的方式，但不是所有的集线器或交换机都支持堆叠。堆叠通常需要使用专用的堆叠电缆，还需要专用的堆叠模块。另外，同一组堆叠集线器或交换机必须是同一品牌、同一型号，并且在物理连接完毕之后，还要对集线器或交换机进行设置，才能正常运行。

2．双绞线制作

下面详细介绍EIA/TIA568B规格双绞线的制作过程。准备好5类双绞线、RJ-45插头和一把专用的压线钳，如图4-34所示。图4-34制作双绞线工具

(1)截取所需长度的双绞线(至少0.6m，最多不超过100m),然后再利用双绞线剥线器(可以用剪刀代替)将双绞线的外皮除去2～3 cm。有一些双绞线电缆上含有一条柔软的尼龙绳，称为撕裂绳，如果在剥除双绞线的外皮时，觉得裸露出的部分太短而不利于连接RJ-45接头时，可以紧握双绞线的外皮，再捏住撕裂绳往外皮的下方拉开，就可以得到较长的裸露线。

(2)接下来就要排列线对。将裸露的双绞线中的橙色线对拨向自己的前方，棕色线对拨向自己的方向，绿色线对拨向左方，蓝色线对拨向右方，即上面是橙色，左面是绿色，下面是棕色，右面是蓝色。

(3)将绿色线对与蓝色线对放在中间位置，而橙色线对与棕色线对保持不动，即放在靠外的位置，从左到右依次是橙色线对、绿色线对、蓝色线对和棕色线对。

(4)小心地分开每一对线，因为我们是遵循EIA/TIA568B的标准来制作接头，所以线对颜色是有一定顺序要求的，左边起依次为白橙、橙、白绿、蓝、白蓝、绿、白棕、棕。需要特别注意的是，绿色线对应该跨越蓝色线对。

(5)在上一步中常见的错误接法是将绿色线放到第4的位置，从左起依次为白橙、橙、白绿、绿、白蓝、蓝、白棕、棕。应该将绿色线放在第6的位置才是正确的，详见标准EIA/TIA568B。

(6)将裸露出的双绞线用剪刀或斜口钳剪下，只剩约14 mm的长度。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。

(7)确定双绞线的每根线已经正确放置之后，就可以用RJ-45压线钳压接RJ-45接头。

(8)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套在双绞线电缆上。

(9)重复步骤(1)～(8)，再制作另一端的RJ-45接头。因为工作站与集线器之间是直接对接的，所以另一端RJ-45接头的引脚接法完全一样。完成后的连接线两端的RJ-45接头颜色顺序都完全一样，这种连接方法是直通双绞线，适用于计算机与网络设备之间的连接。

(10)用双绞线测试仪测试一下通断情况。制作好的双绞线与测试仪如图4-35所示。图4-35双绞线与测试仪4.3.3集线器和交换机的安装

1．集线器

集线器主要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，它是各分支的汇集点，集线器的实际外形如图4-36所示。图4-36集线器外形集线器的主要不足体现在如下几个方面。

(1)用户带宽共享，带宽受限。集线器的每个端口并非独立的带宽，而是所有端口共享总的背板带宽，用户端口带宽较窄，且随着集线器所接用户的增多，用户的平均带宽不断减少，不能满足当今许多对网络带宽有严格要求的网络应用，如多媒体、流媒体应用等环境。

(2)广播方式易造成网络风暴。集线器是一个共享设备，它的主要功能只是一个信号放大和中转的设备，不具备自动寻址能力，即不具备交换作用，所有传到集线器的数据均被广播到与之相连的各个端口，容易形成网络风暴，造成网络堵塞。

(3)非双工传输，网络通信效率低。集线器的同一时刻每一个端口只能进行一个方向的数据通信，而不能像交换机那样进行双向传输，网络执行效率低，不能满足较大型网络通信

需求。集线器的分类有很多种，分类标准也所不同。

(1)按端口数量来分。按端口数量来分是最基本的分类标准之一。常说的16口或24口集线器，指的就是集线器的端口数。按照集线器能提供的端口数来分的话，目前主流集线器主要有8口、16口、24口等，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，这主要是想满足部分对端口数要求过严、资金投入比较谨慎的用户需求。端口数其实就是所连节点的数量。

(2)按带宽划分。集线器也有带宽之分，按照集线器所支持的带宽不同，通常可分为10 Mb/s、100 Mb/s、10/100 Mb/s三种。这里的带宽是指整个集线器所能提供的总带宽，而非每个端口所能提供的带宽。在集线器中所有端口都是共享集线器的背板带宽的，也就是说如果集线器带宽为10 Mb/s，总共有16个端口，16个端口同时使用时，则每个端口的带宽只有10/16=0.625Mb/s。

2．交换机

交换机是集线器的升级换代产品，从外观上来看，它与集线器基本上没有多大区别。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。在计算机网络系统中，交换概念的提出是相对于共享工作模式的改进。集线器是一种共享介质的网络设备，而且集线器本身不能识别目的地址，是采用广播方式向所有节点发送。即当同一局域网内的A主机给B主机传输数据时，数据包在以集线器为架构的网络上是以广播方式传输的，对网络上所有节点同时发送同一信息，再由每一台终端通过验证数据包头的地址信息来确定是否接收。交换机的常见扩展模块主要有以下几种。

(1)单端口1000Base-T模块。使用5类双绞线连接该模块，最远连接距离为100m。该模块可工作在10/100/1000 Mb/s速率模式下，当为1000 Mb/s速率时，工作模式采用全双工，速率和流控为自适应；在10/100 Mb/s速率下时，速率、流控和双工模式均为自适应，如图4-37(a)所示。

(2)单端口1000Base-SX吉比特模块。使用多模光纤连接该模块，最远距离可到550 m。该模块工作速率为1 Gb/s，全双工模式并支持流控。接头为SC接口，也可通过SC-ST转接头连接ST接头，如图4-37(b)所示。

(3)单端口1000Base-LX吉比特模块。使用多模光纤连接该模块，最远距离可到550 m。该模块工作速率为1 Gb/s，全双工模式并支持流控，接头为SC接口，也可通过SC-ST转接头连接ST接头，如图4-37(c)所示。

(4)单端口100Base-FX多模模块。使用多模光纤连接该模块，最远距离可到2 km。该模块工作模式固定为100 Mb/s全双工，并支持自适应流控。接头为SC接口，如图4-37(d)所示。图4-37常见扩展模块(a)单端口1000Base-T模块；(b)单端口1000Base-SX吉比特模块(c)单端口1000Base-LX吉比特模块；(d)单端口100Base-TX多模模块交换机和集线器之间在OSI参考模型中的工作层次上、数据传输方式上以及带宽占用方式上有所不同，下面作简单介绍。

(1)在OSI参考模型中的工作层次不同。交换机和集线器在OSI参考模型中对应的层次不同，集线器工作在第1层(物理层)，而交换机至少是工作在第2层，更先进的交换机可以工作在第3层(网络层)和第4层(传输层)。

(2)交换机的数据传输方式不同。集线器的数据传输方式是广播(Broadcast)方式，而交换机的数据传输是只对目的节点发送，即在自己的MAC地址表中找不到的情况下才使用广播方式发送，然后因为交换机具有MAC地址学习功能，以后就无需广播发送，又是有目的地发送。

(3)带宽占用方式不同。在带宽占用方面，集线器所有端口共享集线器的总带宽，而交换机的每个端口都具有自己的带宽，实际上交换机每个端口的带宽比集线器每个端口的可用带宽要高许多，也就决定了交换机的传输速度比集线器要快许多。4.3.4调制解调器的安装

PCI接口允许使用的缓冲区较大，可以将接收到的多个数据包缓冲存储，再使用突发(BIRST)模式传输，降低CPU的占用率。内置式Modem无需外接电源，不占用额外空间，如图

4-38所示。图4-38内置式Modem外置式Modem放置于机箱外部，通过串行通信端口与计算机连接。它的优点是安装方便、不容易受到计算机箱内的电磁干扰。为了让用户监视Modem的工作状态，外置式Modem上有一系列的状态指示灯，如图4-39所示。图4-39外置式Modem及其状态指示灯

1．外置调制解调器的硬件安装过程

(1)串口电缆一端连接Modem，另一端连接计算机串口，如果接口不匹配的话，需要一个25芯-9芯转接器。现在的调制解调器都自带双头电缆。

(2)稳压器插入电源插座，电源输出端接入外置Modem电源端口，打开Modem的开关。

(3)将电话线入户线插入Modem背后的LINE插孔，将一根两头为RJ-11水晶头的电话线一端插入Modem背后的PHONE插孔，另一端插入电话机的LINE端口。

2．在WindowsXP中自动识别新硬件

以一款IBM内置Modem为例，给出自动识别的过程。

(1)右键单击“我的电脑”，在弹出的快捷菜单中单击“属性”菜单项，弹出“系统属性”对话框。

(2)在“系统属性”对话框中选择“硬件”选项卡，单击“设备管理器”按钮，如图4-40所示，弹出“设备管理器”窗口。图4-40“硬件”选项卡

(3)在“设备管理器”窗口中，右键单击计算机名称，单击快捷菜单中的“扫描检测硬件改动”选项，如图4-41所示。图4-41“设备管理器”窗口

3．在WindowsXP中手动添加调制解调器

(1)打开“设备管理器”窗口，若有不能识别的设备，可以看到“其它设备”选项，如图4-42所示。带有问号图标的硬件设备表明该设备没有被系统正确识别，在系统中不能正常工作。图4-42未被系统识别的设备

(2)在问号图标处单击右键，在下拉菜单中单击“更新驱动程序”菜单项，如图4-43所示。图4-43更新驱动程序

(3)弹出“硬件更新向导”对话框，如图4-44所示。在此对话框中显示了当前硬件名称，此名称不一定是准确的，只有在安装了正确的驱动程序后，才能显示准确名称。选择“从列表或指定位置安装(高级)”单选钮。单击“下一步”按钮。图4-44“硬件更新向导”对话框

(4)“硬件更新向导”对话框中提示“请选择您的搜索和安装选项。”，如图4-45所示。假定硬件的驱动程序光盘已经放在光驱中。单击“在这些位置上搜索最佳驱动程序。”单选钮，然后选择“搜索可移动媒体(软盘、CD-ROM…)”复选项，单击“下一步”按钮。图4-45“请选择您的搜索和安装选项”提示

(5)系统会按照指定的路径搜索与该硬件匹配的驱动程序。如果找到了硬件驱动程序，但该程序未经微软公司的兼容性测试，则会弹出“硬件安装”对话框，如图4-46所示。虽然微软公司建议尽量用经过徽标测试的驱动程序，但是在图4-46“硬件安装”对话框市场上购买到的许多调制解调器的驱动程序都没有经过该测试，所以在此只能单击“仍然继续”按钮。当驱动程序安装完成后，重新弹出“找到新的硬件向导”对话框，如图4-47所示，单击“完成”按钮。至此调制解调器的驱动程序就安装完成了。图4-47“找到新的硬件向导”对话框4.3.5ADSLModem的安装

分离器将语音信号和调制好的数字信号放在同一条线路上传送，如图4-48所示。信号传送到交换区(图4-48中的左半部为交换区)，再通过一个分路器将语音信号和ADSL数字调制信号分离出来，把语音信号交给PSTN程控交换机，把ADSL数字调制信号交给ADSL中心设备，由中心设备处理，还原成数据包后再交给计算机网络。图4-48ADSL工作