局域网组建与维护,主编：何曙辉 中国水利水电出版社,第4章 局域网组建相关设备,组建局域网时会使用到一些网络设备。从物理结构上来看，网络就是由这些网络设备、网络中的节点和传输介质组成的，网络设备在网络中发挥着极其重要的作用。在局域网中常见的网络设备有网卡、集线器、交换机和路由器等。这些网络设备可以使用在不同技术的局域网中。本章主要介绍使用在以太网的相关网络设备。,第4章 局域网组建相关设备,4.1 网卡 随着网络技术的高速发展和网络应用需求的不断提高，局域网内的网络传输速率也越来越快，1000Mpbs的局域网已经出现，100Mbps 的以太网已经成为小型局域网的主流配置，但如此之高的传输速率，如果只依靠计算机的中央处理器（CPU）是无法以这样的速率处理数据的。因此必须把网络数据传输方面的工作从CPU分离出来，用一个专门设备来处理。就像声卡专门处理音频数据一样，这个设备就是网卡。网卡是网络接口卡NIC（Network Interface Card）的简称，也叫网络适配器。和声卡、显卡相同网卡也是一块布满了芯片和电路的电路板，被安装在计算机的扩展槽中。 在局域网中网卡可以将计算机、打印机或其他节点通过网络传输介质接入网络并接收和发送数据，减轻CPU的工作压力。目前，对于组建局域网来说网卡作为一种最基础的网络设备是必不可少的，所以选择一款性能优越的网卡是成功组建局域网的关键一步。,第4章 局域网组建相关设备,4.1.1 网卡的基本功能 网卡在网络数据传输过程中发挥着重要的作用，具体来说主要有： 接收数据 接收由其他网络设备（如其他网卡、集线器、交换机或路由器等）传输过来的数据包，经过拆包，将其变成计算机可直接识别的数据，通过主板上的总线将数据传输到所需设备中（如CPU、RAM 等）。 发送数据 将计算机中要发送的数据，打包后输送至其他网络设备中。 地址识别 每一块网卡都有一个编号，用来标识这块网卡，这个编号称为MAC地址，即网卡的物理地址。有48bit组成，一般由6 位00FF 之间的十六进制数组成，中间用“-”隔开表示，如“00-0D-61-81-F8-C8”。每一块网卡的MA地址在全世界范围内是惟一的。网卡在接收数据时，读出数据包中的目标MAC地址并和自身的MAC地址核对，如果目标MAC地址和自身的MAC地址相一致时才确定接收该数据包。,第4章 局域网组建相关设备,在Windows操作系统中，打开“开始”“运行”，输入“command”，打开命令行提示符，输入“ipconfig/all”就可查看到的网卡的MAC地址。如图4-1所示。,第4章 局域网组建相关设备,4.1.2 网卡的分类 1. 按总线接口类型分。ISA总线网卡 PCI总线网卡 PCI-X总线网卡 PCMCIA总线网卡 USB接口网卡,第4章 局域网组建相关设备,2. 按网络接口划分 RJ-45接口网卡BNC接口网卡 AUI接口网卡 FDDI接口网卡 ATM接口网卡,第4章 局域网组建相关设备,3. 按传输速率划分。 （1）10Mbps网卡 10Mbps网卡主要是比较低档的网卡。 （2）100Mbps网卡 100Mbps网卡 （3）10Mbps/100Mbps网卡 （4）千兆网卡 以上按照三种不同的角度对网卡进行了分类，当然还可以有其他的角度，这里就不一一列举了。例如还可以按连接的传输介质是有线的还有无线的，把网卡分为有线网卡和无线网卡等等。,第4章 局域网组建相关设备,413 网卡的选购 要保障网络的有效通信，每一块网卡的运行状况都是非常关键的。因此网卡的质量就显的非常重要，在购卖网卡时应本着够用、适用、可靠的原则，在挑选的时候通常要特别注意以下几点： (1) 对网卡速率的要求 要了解网卡是用于服务器还是一般的工作站，根据网卡的应用对象来选择传输速率合适的网卡：服务器一般应该选用100Mbps 以上的速率连接网络，以提高整个网络的数据输入输出的速率，这时必须使用PCI 等快速的总线类型的网卡。对于工作站的网卡，则取决于运行于其上的应用程序和对网络的使用需求。 (2) 适应不同的局域网技术 组网时采用不同的技术要求使用不同的网卡，例如令牌环电缆类型使用的是令牌环网卡，而以太网、快速以太网、千兆以太网或者各种以太网的组合网络使用的则是以太网网卡。 (3) 计算机或网络设备的总线类型 选购的网卡要注意与计算机或网络设备的扩展槽相匹配。如果没有特殊的需求一般应选用PCI 插槽的网卡。,第4章 局域网组建相关设备,(4) 对操作系统的支持 所有的网卡都需要有与计算机上运行的操作系统（如Windows xp、Windows 2000、Unix等等）相兼容的驱动程序。 (5) 对半双工、全双工通信的支持 网卡处理数据的方法可以分为半双工和全双工两种。半双工是指网卡和网络设备不能同时进行发送和接收,全双工则具备同时发送和接收的能力。一般选购网卡应同时具备半双工和全双工通信的能力，以便可以适应网络的变化或者网络的升级。 (6) 对系统资源占用应尽可能少 网卡对系统资源的占用普通情况下不太明显，但在网络数据量大的情况下就很明显了，例如在线点播、语音传输、IP 电话时。一般来讲PCI 网卡要比ISA网卡对系统占用率小的多。,第4章 局域网组建相关设备,(7) 考虑网卡的生产商 对于商务用户和其他一些对网络稳定性要求比较高的用户，一定要购买有品牌的高质量的网卡，知名品牌的网卡虽然价格稍贵，但是有良好的售后服务的质量保障。国外的知名厂商包括3Com、Intel 生产的网卡都有着很高的可靠性和稳定性，但是价格相对来讲也比较昂贵；性价比比较高的有D-Link、Accton 等等，是组建办公局域网很好的选择。现在比较廉价的网卡有NE2000、Realtek、Topstar、TP-link 等的产品，适合一些小型局域网。如家庭局域网。 （8）注意识别假货 正规厂家生产的网卡焊接质量都很好，一般不会出现堆焊或虚焊等现象，所有的焊接点看上去基本上是一样的，而非正规厂家生产的网卡，其焊接质量则较差；还要注意网卡电路板的做工是否考究，正规厂家生产的网卡印刷电路板应比较厚实，边角平滑、没有毛刺，金手指和元件的焊接点光亮，整块卡给人整洁的感觉；还可以从金手指上是否有划痕，以此来判断是否为返修品；最后还要注意观察网卡主控芯片上是否有厂家名以及生产日期是否较新。,第4章 局域网组建相关设备,4.1.4 网卡的安装 (详参照课本),第4章 局域网组建相关设备,4.2 集线器 （HUB） 1、基本功能。传统意义上的集线器的基本功能就是将其接收到的数据（事实上就是比特流）进行再生放大，将数据再传递给其他网络设备，从而可以延伸网络的距离。比如，用双绞线作为传输介质，每一段的距离不能超过100米，如果网络的距离要突破100米的限制，就可以使用集线器级联扩展网络覆盖的范围。另处，集线器是一个多端口的集线设备，一台集线器可以连接多个节点，如果网络中的节点数目超出一台集线器的端口总数，也可以采用集线器级联以连接更多的节点。集线器的级联，如图4-24所示。如果采用光纤来级联集线器，网络的范围将会更大。随着网络硬件技术的发展，出现了一些新型的集线器，它的工作原理和后面要介绍的交换机相近，不再是简单的再生放大数据，有了数据分析的功能，表现出一定的智能性。,第4章 局域网组建相关设备,2、基本结构。集线器的结构比较简单，是一个带有很多端口的长方体盒子。如图4-25 中可以看到一个普通的以太网集线器的结构，下面简单介绍一下集线器的各个部分的功能：,第4章 局域网组建相关设备,数据端口：供线缆接头插入其中以使工作站或其设备与集线器互连。采用的接口类型（例如有RJ-45 与BNC）是由所采用的网络技术来决定的。集线器上的数据端口通常是424 个。这个数目不包括下面讲述的上行链接（Uplink）端口。 上行链接端口：通常用英文Uplink 标示，上行链接端口可以被看作另外一种端口，但它只能用于集线器之间或与交换机之间的连接。 管理控制台端口：它被用来连接控制台（例如一台计算机）。通过它可以查看集线器的管理信息，如负载或冲突次数。由于不是所有的集线器都提供管理信息，因而并不是每一种集线器都具有管理控制台端口。 主干网端口：它被用来与网络的主干网连接。对10Base-T 网络，这种连接通常是采用较短的细同轴电缆。 连接用发光二极管：端口上指示该端口是否被使用的指示灯。如果连接已经建立起来了，它就一直发绿光。如果二极管不发光，说明网络连接存在故障，这时就需要检查连接情况、传输速率设置以及网络接口卡与集线器是否都接通了电源。,第4章 局域网组建相关设备,通信（发送和接收数据）用发光二极管：端口上指示该端口是否有数据传输的指示灯。端口正常传输数据时，绿灯应当是闪烁的。一些集线器的通信指示灯和连接指示灯采用同一发光二极管，灯亮并闪烁则说明该网络节点正在传输数据。 冲突检测用发光二极管：只有以太网的集线器才具有冲突检测用发光二极管。该指示灯显示发生了多少次冲突。整个集线器可能只有一个这种指示灯，也可能每一个端口都有一个这种指示灯。如果该指示灯一直亮着，表明有一个节点的连接出现问题或传输出现问题，需要断开连接。 电源：它为集线器供电，每一个集线器都有自己的电源，每一台集线器也都有自己的电源指示灯，如果该指示灯未亮，表明集线器未通电。 风扇：它被用来冷却设备的内部电路。像其他电子产品一样，集线器也产生热。为了能正常工作，集线器需要用风扇来散热以保持恒温。当安装或移动集线器时，应当注意不要塞住或挡住通风孔。一些小型的10M 以太网集线器因为发热量较小，所以没有配备风扇,第4章 局域网组建相关设备,4.2.2 集线器的分类 1、按数据端口数量分类。 按照集线器能提供的端口数来分，主流的集线器主要有8口、16口和24口，也有提供如4口、12口、5口、9口、18口的集线器产品，端口数的多少就决定了集线器能连节点的数量。,第4章 局域网组建相关设备,2、 按带宽分类。 按集线器支持的带宽不同，可分为10Mbps、100Mbps、10100Mbps三种。但在规模较大的网络中还有1000M 和100/1000M 自适应的集线器。10Mbps带宽型集线器在同轴电缆接口总线型网络中应用较多。随着双绞线以太网应用的普及，10Mbps的集线器也都普遍采用双绞线的RJ45端口，但考虑到与使用同轴电缆接口的集线器连接，有的10Mbps集线器还提供了BNC（细同轴电缆接口）或AUI（粗同轴电缆接口）；10Mbps100Mbps自适应型的集线器克服以单纯10Mbps或者100Mbps带宽集线器兼容性不良的缺点。根据连接的网络设备的速率不同能够自动调整；100Mbps带宽集线器是现在常用的一种集线器，一般用于中型网络低层汇聚。,第4章 局域网组建相关设备,3. 按照配置的形式分类 。 （1）独立型集线器 (2) 堆叠式集线器 (3) 模块式集线器,第4章 局域网组建相关设备,4. 按照集线器对数据的传送方式的不同分。 （1）共享集线器（2）切换式集线器,第4章 局域网组建相关设备,4.2.3 集线器的选购 在选择集线器时主要从以下三个方面考虑： 1) 接口类型 根据网络所采用的传输介质的不同，要注意集线器提供的传输介质的接口类型，如果要与双绞线连接时需要具有RJ-45 接口；如果与细缆相连则需要具有BNC 接口；与粗缆相连需要具有AUI 接口；当局域网长距离高速连接时，还需要具有与光纤连接的光纤接口。 2） 网络所要求的传输速率 目前市面上用于小型局域网的集线器主要有10M、100M、10/100M自适应三种。在规模较大的网络中还有1000M 和100/1000M 自适应的集线器。选择集线器的传输速率，要考虑到上联设备的传输速率、网络中的节点数目以及网络应用的需求。一般来说，如果仅用于拷贝文档和小量的文件传输，10M 的集线器已经可以满足网络速率的要求。但如果需要经常传递声音、图像等大体积的文件，或者网络中同时传输数据的节点数较多，则应考虑选用100M 的集线器。100M 的集线器只能用在所有节点都支持100M 传输速率的网络中，为了兼容网络中的一些10M 的节点，可以在100M 网络中使用10/100M 自适应的集线器。 3）网络可扩展性 如果网络需要扩展，为了得到更好的扩展性能，应该尽可能选择可堆叠式集线器，这是新建网络时的一个理想的选择。当然，独立式的集线器也可以通过级联（Uplink）端口接在一起实现对网络的扩充。,