計算機網絡工程

Chapter03網絡設備與選型內容提要網絡工程是復雜的系統工程，它不僅是一項技術工程，更是一項管理工程。本章主要對網絡工程中所遇到的主要設備及系統進行說明。首先描述網絡設備的基本特點和原理，然后對網絡設備的使用和配置進行詳細的介紹。3.1傳輸介質傳輸介質又稱為通信介質或媒體，它決定了網絡的數據傳輸速率、網絡段的最大長度、傳輸的可靠性及網卡的復雜性。現在已有的成熟的常用通信傳輸介質，幾乎都可被作為網絡中的傳輸介質，例如電話線、同軸電纜、雙絞線、光導纖維電纜、無線與衛星通信信道等。3.1.1雙絞線１.概述雙絞線一般由兩根22～26號絕緣銅導線相互纏繞而成。如果把一對或多對雙絞線放在一個絕緣套管中，便成了雙絞線電纜。雙絞線分為：非屏蔽雙絞線（UnshildedTwistedPair，UTP）和屏蔽雙絞線（ShieldedTwistedPair，STP）。圖3.1屏蔽雙絞線和無屏蔽雙絞線2.雙絞線的分類（1）屏蔽雙絞線根據屏蔽方式的不同，屏蔽雙絞線又分為兩類，即STP（ShieldedTwicted-Pair）和FTP（FoilTwisted-Pair）。STP是指每條線都有各自屏蔽層的屏蔽雙絞線；而FTP則是采用整體屏蔽的屏蔽雙絞線。（2）非屏蔽雙絞線非屏蔽雙絞線電纜是由多對雙絞線和一個塑料外皮構成。國際電氣工業協會EIA/TIA為雙絞線電纜定義了7種不同質量的型號。

網絡工程綜合布線常使用的是第三類、第五類、超五類以及目前的六類非屏蔽雙絞線電纜。第三類雙絞線適用于大部分計算機局域網絡，而第五、六類雙絞線利用增加纏繞密度、使用高質量絕緣材料，極大地改善了傳輸介質的性質。另外，非屏蔽雙絞線電纜具有以下優點：·無屏蔽外套，直徑小，節省所占用的空間。·重量輕、易彎曲、易安裝。·將串擾減至最小或加以消除。·具有阻燃性。·具有獨立性和靈活性，適用于結構化綜合布線。

3.TIA/EIA配線標準常用的雙絞線纜標準有T568A和T568B，它是指用于8針配線（最常見的就是RJ-45）模塊插座/插頭的兩種顏色代碼。在實際工程中，TIA/EIA的兩種布線標準都是可用的。這兩種顏色代碼之間的唯一區別就是將橙色和綠色線對互換。T568B配線圖被認為是首選的。T568A配線圖被標注為可選，但現在仍被廣泛使用。簡單來說，這個技術規范為結構化布線的插座/插頭定義了配線圖，如圖3.2所示。

圖3.2TIA/EIA的T568A和T568B的標準配線圖3.1.2同軸電纜同軸電纜是以硬銅線為芯，外包一層絕緣材料。這層絕緣材料用密織的網狀導體環繞，網外又覆蓋一層保護性材料。同軸電纜結構圖如圖3.3所示。同軸電纜分為：基帶同軸電纜和寬帶同軸電纜。基帶同軸電纜又稱50Ω同軸電纜，用于傳輸基帶數字信號，專為局域網數據通信所用，數據速率可達10Mbps。但由于傳輸速率越高，所能傳送的距離也就越短。寬帶同軸電纜又稱75歐姆同軸電纜，就是公用天線電視系統CATV中的標準傳輸電纜，一般用于模擬傳輸系統，總帶寬可達400MHz。3.1.3光纜光導纖維是一種傳輸光束的細微而柔韌的媒質。光導纖維電纜由一捆纖維組成，簡稱為光纜。其結構如圖3.4所示。光纜有以下幾個優點:頻帶較寬。電磁絕緣性能好。衰減較小。中繼器的間隔較大。1.光纖連接光纖有3種連接方式：（１）可以將光纖接入連接頭并插入光纖插座。連接頭要損耗10~20%的光，但是它使重新配置系統很容易。（２）可以用機械方法將其接合，方法是將兩根小心切割好的光纖的一端放在一個套管中，然后鉗起來。此時可以讓光纖通過結合處來調整，以使信號達到最大。機械結合需要訓練過的人員花大約5分鐘的時間完成，光的損失大約為10%。（３）兩根光纖可以被融合在一起形成堅實的連接。融合方法形成的光纖和單根光纖差不多是相同的，但也有一點衰減。2.光纖發送和接收有兩種光源可被用作信號源：發光二極管LED（Light-EmittingDiode）和半導體激光ILD（InjectionLaserDiode）。它們有著不同的特性，如表3.1所示。光纖的接收端由光電二極管構成，在遇到光時，它會給出一個點脈沖。發光二極管的響應時間一般為1ns，這就是把數據傳輸速率限制在1Gbps內的原因。熱噪聲也是個問題，因此光脈沖必須具有足夠的能量以便被檢測到。如果脈沖能量足夠強，則出錯率可以降到非常低的水平。表3.1兩種光源信號比較項目發光二級管半導體激光數據速率低高模式多模多模或單模距離短長生命期長短溫度敏感性較小較敏感造價低造價昂貴3.光纖接口目前使用的接口有兩種：無源接口和有源中繼器。無源接口：由兩個接頭熔于主光纖形成。接頭的一端有一個發光二極管或激光二極管（用于發送）。另一端有一個光電二極管（用于接收）。由于接頭本身是完全無源的，因而是非常可靠的。有源中繼器：輸入光在中繼器中被轉變成電信號，如果信號已經減弱，則重新將信號放大，然后轉變成光再發送出去。以前連接計算機的是一根進入信號再生器的普通銅線，現在已有了純粹的光中繼器，這種設備不需要光電轉換，因而可以以非常高的帶寬運行。4.光纖跳線單模光纖（Single-modeFiber）：一般光纖跳線用黃色表示，接頭和保護套為藍色；傳輸距離較長。多模光纖（Multi-modeFiber）：一般光纖跳線用橙色表示，也有的用灰色表示，接頭和保護套用米色或者黑色；傳輸距離較短。光纖跳線兩端的光模塊的收發波長必須一致，也就是說光纖的兩端必須是相同波長的光模塊，簡單的區分方法是光模塊的顏色要一致。通常情況下，短波光模塊使用多模光纖（橙色的光纖），長波光模塊使用單模光纖（黃色光纖），以保證數據傳輸的準確性。光纖在使用中不要過度彎曲和繞環，因為這會增加光在傳輸過程的衰減。光纖跳線使用后一定要用保護套將光纖接頭保護起來，灰塵和油污會損害光纖的耦合。3.1.4傳輸介質選型選擇傳輸介質時主要考慮以下幾個因素：傳輸特性：包括支持模擬信號還是數字信號傳輸、支持的通道數、每個通道的最大傳輸速率等。連通性：支持單點連接，還是多點連接。地理范圍：能覆蓋的最大網絡范圍有多大，能用在辦公室內、建筑物內還是建筑物之間，甚至擴展到整個城市。安裝特性：最大介質長度、最小彎角、最大允許直徑，是否需要專用工具等。防護特性：抗干擾特性和抗噪聲的能力，不易造成物理損傷的能力等。相對價格：在一個較大型的網絡中可能會使用多種不同類型的傳輸介質，這時應注意是否存在能將這些不同傳輸介質方便地互連在一起的連接設備。3.2服務器服務器英文名稱為Server，指的是在網絡環境中為客戶機（Client）提供各種服務的、特殊的專用計算機系統，在網絡中承擔著數據的存儲、轉發、發布等重要任務，是各類基于客戶機/服務器（C/S）模式的網絡中不可或缺的重要組成部分。其構成與普通PC機基本一致，有處理器、硬盤、內存等，不同的是服務器是針對具體的網絡應用特別制定的，因此它與普通PC機在穩定性、可靠性、安全性、可擴展性、可管理性等方面存在較大差異。3.2.1服務器與普通計算機相比的主要特點

1.機箱大。2.硬盤、內存容量大。3.支持熱插拔。4.支持冗余技術。5.采用特殊的硬盤、CPU、內存、PCI等技術部件6.具有靈活的擴展性能。7.不間斷運行。3.2.2服務器的主要技術特性服務器在硬件、軟件等各個方面與普通的計算機存在非常大的差異。整個服務器的特性可以用SUMA來概括。SUMA并不是一個英文單詞，而是Scalability（可擴展性）、Usability（可用性）、Managbility（可管理性）、Availability（可利用性）這4個英文單詞的縮寫，SUMA是公認的衡量服務器性能的標準。按照“SUMA”的標準，服務器必須具備以下幾個特性。1.可擴展性服務器應該是高度可擴展的。可擴展是指服務器的硬件配置（如內存、適配器、硬盤、處理器等）可以在原有的基礎上方便地根據需要來增加。

2.可用性服務器的可用性其實就是要求服務器具有高的可靠性和高穩定性。目前，提高可靠性的一個普遍的做法是部件的冗余配置和內存查、糾錯技術。3.可管理性在服務器的主要特點方面，還有一個重要方面，那就是服務器必須具備一定的自動報警，并配有相應的冗余、備份、在線診斷和恢復系統，以備出現故障時及時恢復服務器的運作，這就是“可管理性”。

4.高利用性服務器的高利用性（Availability）是從服務器的處理能力上講的。目前最主要的技術是通過采用對稱多處理器（SymmetricalMulti-ProcessingSMP）技術和群集技術來實現更高的處理能力。3.2.3服務器的選型1．可擴展性服務器選購策略在進行服務器選配時，應根據以下3個方面來考慮。（1）網絡環境及應用軟件。（2）可用性。（3）服務器選配。2．常見應用分析（1）文件服務（2）數據庫服務（3）郵件服務（4）Web服務（5）多媒體服務（6）終端服務（7）主域控制器3.可用性的影響可用性通常用系統的理論正常運行時間和實際運行時間的百分比來衡量。服務器的可用性主要取決于兩個方面：一個是服務器本身的質量，具體體現在服務器廠商專業的設計、嚴格的質量控制以及市場的長期驗證上；另一個是對易損部件采取的保護措施，比如采用網卡冗余技術、磁盤陣列技術、電源冗余技術、雙機或集群方案等來保證網絡、磁盤、電源甚至整個主機的在線冗余。4.服務器選擇的多樣性目前中小企業在選購服務器時，通常在高檔商用PC、偽服務器以及低檔服務器3種產品之間選擇。5.操作系統配置目前，考慮連接局域網與廣域網方面的性能，連入Internet幾乎是目前所有企業用戶的選擇。在選擇服務器操作系統時，一定要注意系統在兼容局域網與廣域網連接方面的能力，這樣才能使企業真正地融入世界。

Windows系列是目前小企業用戶首選的操作系統。另外，對于某些高級用戶，尤其是政府等對安全比較關注的用戶來說，他們本身具備較強的技術實力，可以考慮采用Linux操作系統。6.服務器選配方法國內市場上，服務器廠商多達十幾個，低檔服務器更有幾十款之多。可以從磁盤子系統、內存、CPU以及網卡等方面考慮。總之，企業選購服務器，一定要根據自己的實際應用情況，合理選擇型號和配置，做到既滿足需求，又經濟實惠。3.3網絡工作站工作站是網絡中具有獨立運行功能并且能夠接受網絡服務器控制和管理，共享網絡資源的計算機。工作站上運行的軟件包括工作站啟動程序和工作站應用程序。每個工作站上使用的啟動程序都是根據工作站所使用的網卡所決定的。網絡工作站是用戶使用網絡的接口，是用戶工作的真正平臺。工作站（Workstation），是一種以個人計算機和分布式網絡計算為基礎，主要面向專業應用領域，具備強大的數據運算與圖形、圖像處理能力，為滿足工程設計、動畫制作、科學研究、軟件開發、金融管理、信息服務、模擬仿真等專業領域而設計開發的高性能計算機。3.3.1工作站應用領域（1）計算機輔助設計及制造（CAD/CAM）。（2）動畫設計。（3）平面圖像處理。（4）模擬仿真。（5）GIS地理信息系統3.3.2網絡工作站的種類（1）根據體積和便攜性，網絡工作站可分為臺式工作站和移動工作站。（2）根據軟、硬件平臺的不同，分為基于RISC（精簡指令系統）架構的UNIX系統工作站和基于Windows、Intel的PC工作站。3.4網絡適配器網絡適配器又稱網卡或網絡接口卡（NetworkInterfaceCard，NIC）。網絡適配器是計算機與網絡電纜連接的物理接口，如圖3.10所示，它負責計算機與網絡介質之間的電氣連接、對比特數據流的傳輸和網絡地址確認、完成基本的數據轉換（串行/并行轉換）、對信息包進行裝配或拆裝等工作。它的主要技術參數為：帶寬、總線方式、電氣接口方式等。它的基本功能為：從并行到串行的數據轉換、包的裝配和拆裝、網絡存取控制、數據緩存和網絡信號。每一塊網卡都有一個全球唯一的硬件地址，這個地址稱為MAC地址。3.4.1網絡適配器的作用網絡適配器是使計算機聯網的設備。平常所說的網卡就是將PC機和LAN連接的網絡適配器。網卡（NIC）插在計算機主板插槽中，負責將用戶要傳遞的數據轉換為網絡上其他設備能夠識別的格式，并通過網絡介質傳輸。網卡主要完成如下功能：（1）將網上其他設備（路由器、交換機、集線器、服務器和計算機等）傳輸過來的數據，拆包后變成本機可以識別的數據。（2）將本機欲發送的數據，打包后傳輸至網絡上的其他設備。（3）遠程引導。要實現遠程引導，網卡上要有能夠實現遠程引導的芯片，還要設置跳線開關。網卡插入計算機后，需要裝入驅動程序、設置IRQ中斷和I/O基地址后才能使用。3.4.2網絡適配器的種類1.根據總線劃分（1）EISA接口網卡。（2）ISA接口網卡。（3）PCI接口網卡。（4）USB接口網卡。2.根據傳輸速度劃分（1）小于10Mbps的傳輸速度（2）10Mbps網卡（3）10/100Mbps自適應網卡（4）100Mbps網卡（5）1000Mbps網卡3.根據接口來劃分（1）RJ-45（2）AUI（3）BNC（4）FDDI4.根據傳輸介質（1）有線網卡。（2）無線網卡。3.4.3網絡適配器選型

1.根據組網類型2.根據總線類型3.根據使用環境4.根據功能和要求

除了上面的主要因素外，還應該學會鑒別網卡的真假。網卡生產廠商根據規定給每個網卡都分配不同的卡號，也稱為ID號，一般是一組12位的16進制數，用它來保證網卡擁有唯一的物理地址，避免網卡之間的地址沖突。另外，需要注意的是網卡分全雙工、半雙工，選擇網卡時應注意該卡的技術含量。3.5中繼器中繼器（RPrepeater）是連接網絡線路的一種裝置，常用于兩個網絡節點之間物理信號的雙向轉發工作。中繼器是最簡單的網絡互聯設備，主要完成物理層的功能，負責在兩個節點的物理層上按位傳遞信息，完成信號的復制、調整和放大功能，以此來延長網絡的長度。一般情況下，中繼器的兩端連接的是相同的媒體，但有的中繼器也可以完成不同媒體的轉接工作。從理論上講，中繼器的使用是無限的，網絡也因此可以無限延長。但事實上這是不可能的，因為網絡標準中都對信號的延遲范圍做了具體的規定，中繼器只能在此規定范圍內進行有效的工作，否則會引起網絡故障。3.6集線器集線器英文名稱就是我們通常見到的“HUB”，英文“HUB”是“中心”意思。集線器的主要功能是對接收到的信號進行再生整形放大，以擴大網絡的傳輸距離，同時把所有相連節點集中在以它為中心的網絡上。集線器是中繼器的一種，其區別僅在于集線器能夠提供更多的端口服務，所以集線器又叫多口中繼器。3.6.1集線器的作用集線器是以優化網絡布線結構、簡化網絡管理為目標而設計的。集線器是對網絡進行集中管理的最小單元，像樹的主干一樣，它是各分枝的匯集點。常見到的集線器基本結構如圖3.11所示，其外部結構比較簡單。以集線器為節點中心的優點是：當網絡系統中某條線路或某節點出現故障時，不會影響網絡上其他節點的正常工作。這就是集線器剛推出時與傳統的總線網絡相比的最大區別和優點，因為它提供了多通道通信，大大提高了網絡通信速度。3.6.2集線器的端口集線器通常提供3種類型的端口，即RJ-45端口、BNC端口和AUI端口，以適用于由不同類型電纜構建的網絡。一些高檔集線器還提供有光纖端口和其他類型的端口。1.RJ-45接口

RJ-45接口可用于連接RJ-45接頭，適用于由雙絞線構建的網絡。2.BNC端口

BNC端口是用于與細同軸電纜連接的接口，它一般是通過BNCT型接頭進行連接。圖3.12的左圖是一個集線器BNC端口通過BNC型接頭連接的示意圖。3.AUI端口AUI端口可用于連接粗同軸電纜的AUI接頭，因此這種接口用于與粗同軸電纜網絡的連接，它的示意圖如圖3.13所示，目前帶有這種接口的集線器比較少，主要用在一些骨干級集線器中。借助于收發器，AUI端口也可實現與RJ-45接口、BNC接口甚至光纖接口的連接。圖3.14所示的從左至右分別為：AUItoRJ-45收發器（用于實現AUI端口與RJ-45接口的連接）、AUItoBNC收發器（用于實現AUI端口與BNC接口的連接）、AUItoST收發器（用于實現AUI端口與光纖接口的連接）。4.集線器堆疊端口這種端口當然是只有可堆疊集線器才具備的，作用也就是如它的名字一樣，是用來連接兩個可堆疊集線器的。一般來說，一個可堆疊集線器中同時具有兩個外觀類似的端口：一個標注為UP，另一個就標注為DOWN，在連接時是用電纜從一個集線器的UP端口連接到另一個可堆疊集線器的DOWN端口上，都是“母”頭，所以連接線端就必須都是“公頭”了。不過這種連接線是購買可堆疊集線器時廠家為您提供的，如果損壞或丟失，也可直接在電腦城做一條，只要對商家講明用途即可。端口示意圖如圖3.15所示。3.6.3集線器的分類1.按端口數量來分按照集線器能提供的端口數來分，目前主流集線器主要有8口、16口和24口等大類，但也有少數品牌提供非標準端口數，如4口和12口，還有5口、9口、18口的集線器產品。這里端口數量的意思其實就是所連節點的數量。2.按帶寬劃分按照集線器所支持的帶寬不同，通常可分為10Mbps、100Mbps、10/100Mbps三種。3.按照配置的形式分按照整個集線器的配置來分，一般可分為獨立型集線器、模塊化集線器和堆疊式集線器三種。4.從是否可進行網絡管理來分按照集線器是否可被網絡管理，分為不可通過網絡進行管理的“不可網管型集線器”和可通過網絡進行管理的“可網管型集線器”兩種。3.6.4集線器的選購1.帶寬的選擇目前主流的集線器帶寬主要有3種：10Mbps、10/100Mbps自適應型和100Mbps，這三種不同帶寬的集線器在價格上也有較大區別（便宜的集線器只有幾十元，而貴的集線器在千元以上）,所以在選擇上也應盡量做到物盡所用,并充分考慮網絡今后一定時期的可持續發展性。2.端口的選擇在端口的選擇上也需要充分考慮網絡的實際需要及發展需求。３.網管功能選擇根據HUB管理方式的不同，可分為DampHUB（啞集線器）和IntelligentHUB（智能集線器）兩種。IntelligentHUB改進了普通HUB的缺點，增加了網絡的交換功能，具有網絡管理和自動檢測網絡端口速度的能力（類似于交換機）。而DampHUB只起到簡單的信號放大和再生的作用，無法對網絡性能進行優化。綜上而述，在啞集線器與智能型集線器的選擇上，我們要理智些，最好分析一下單位近幾年網絡發展的水平再做決定。

3.6.5集線器的連接

為了使集線器滿足大型網絡對端口的數量要求，一般在較大型網絡中都采用集線器的堆疊或級聯方式來解決，但這兩種方式的主要應用場合不一樣。2.集線器的堆疊堆疊方式是指將若干集線器的電纜通過堆疊端口連接起來，以實現單臺集線器端口數的擴充。要注意的是，只有可堆疊集線器才具備這種端口，一個可堆疊集線器中一般同時具有UP和DOWN堆疊端口，如圖3.19所示。圖3.20所示的是一款3Com的SuperStackIIPSHUB40/50堆疊集線器的堆疊連接示意圖。3.級聯

是指使用集線器的普通或特定的端口來進行集線器間的連接。所謂普通端口，就是通過集線器的某一個常用端口（如RJ-45端口）進行連接，而特殊端口就是集線器為級聯專門設計的一種“級聯端口”，一般都標有UPLink字樣。因為存在這兩種級聯方式，所以事實上所有的集線器都能夠進行級聯，至少可以通過普通端口進行。下面來分別看看這兩種級聯方式。（1）使用Uplink端口級聯大多數集線器都會帶有Uplink級聯端口，圖3.21所示的就是一款帶有Uplink端口的集線器。

級聯的兩臺集線器間，級聯雙絞電纜所連接的下一臺集線器的端口不再是我們想像的Uplink端口了，而是連接到普通端口上，連接示意圖如圖3.22所示。（2）使用普通端口級聯集線器間除了可以使用上面介紹的專用級聯Uplink端口進行級聯外，還可以通過集線器的普通端口進行級聯，不過要注意的是這時所用的連接雙絞線要用反線了，也就是說雙絞線的兩端要跳線，反跳的方法就是一端的第1~3腳與第2~6腳對調。

堆疊方式實現起來比較困難，投資較大，而且集線器間的距離也受到很大限制。而級聯方式相對來說實現起來比較容易，投資也較便宜,在距離上也是有很大余地的，可以達到單段雙絞線網段的最大距離100m，實現起來比較靈活。但是，堆疊方式在性能方面遠比級聯方式更具有優勢，而且堆疊方式可以實現多臺集線器統一管理。由于集線器是工作在物理層，所以網絡接點仍然存在在一個沖突域中，并共享同一個出口帶寬，隨著網絡規模的擴大，網絡的性能越來越低，因此現在的網絡中，集線器已逐漸被交換機所取代。3.7網橋

網橋的功能在延長網絡跨度上類似于中繼器，然而它能提供智能化連接服務，即根據幀的終點地址處于哪一網段來進行轉發和濾除。網橋對站點所處網段的了解是靠“自學習”實現的。3.7.1網橋的作用

當使用網橋連接如圖3.23所示的兩段LAN時，網橋對來自LAN1的MAC幀，首先要檢查其終點地址。如果該幀是發往LAN1上某一站的，網橋則不將幀轉發到LAN2，而將其濾除；如果該幀是發往LAN2上某一站的，網橋則將它轉發到LAN2。這表明，如果LAN1和LAN2上各有一對用戶在本網段上同時進行通信，顯然是可以實現的，因為網橋起到了隔離作用。可以看出，網橋在一定條件下具有增加網絡帶寬的作用。網橋的作用如下：1.源地址跟蹤2.幀的轉發和過濾3.生成樹演繹4.協議轉換5.分幀與重組6.網橋的管理功能3.7.2網橋的結構圖3.24是網橋的原理示意圖。每個網橋端口都是由與特定LAN類型相應的MAC集成電路芯片以及相關端口管理軟件組成。端口管理軟件在加電時負責對該芯片進行初始化，并對緩沖器進行管理。一般情況下，可供使用的存儲器在邏輯上分成若干個固定尺寸單元，稱為緩沖器。緩沖管理涉及將空閑緩沖器指針傳遞到集成電路芯片，以便準備好接收幀。同樣也將幀緩沖器指針批量傳遞給芯片，以便轉發幀。

3.7.3網橋的工作原理當網橋收到一個數據幀后，首先將它傳送到數據鏈路層進行差錯校驗，然后再送至物理層，通過物理層傳輸機制再傳送到另一個網上。在轉發幀之前，網橋對幀的格式和內容不做或只做很少的修改。網橋一般都設有足夠的緩沖區，有些網橋還具有一定的路由選擇功能，通過篩選網絡中一些不必要的傳輸來減少網上的信息流量。例如，當FDDI站點有一個報文要傳到以太網IEEE802.3CSMA/CD網上時，需要完成下面一系列工作：（1）站點首先將報文傳到LLC（LogicLinkControl，邏輯鏈路控制）層，并加上LLC報頭。（2）將報文傳送到MAC層，再加上FDDI報頭。FDDI報文最大長度為4500B，大于此值的報文可分組傳送。（3）再將報文送交給PHY（物理層）和PMD（依賴于物理介質的子層），經傳輸媒介送到FDDI-IEEE802.3以太網橋。（4）網橋上的MAC層去掉FDDI報頭，然后送交LLC層處理。（5）經過重新組幀并計算校驗值后，由于報文與IEEE802.3以太網傳輸速率（10Mbps）不匹配，因此在網橋上就存在擁擠和超時問題，可能需要重發。如果多次重發均告失敗，那么將放棄發送，并通知目的地站點網絡可能有故障。3.7.4網橋的種類1.透明網橋所謂“透明網橋”是指，它對任何數據站都完全透明，用戶感覺不到它的存在，也無法對網橋尋址，所有的路由判決全部由網橋自己確定。當網橋連入網絡時，它能自動初始化并對自身進行配置。圖3.25是網橋連接LAN時轉發數據的示意。LAN網段與網橋相連的口稱為網橋端口。基本網橋只有兩個口，而多口網橋可有多個連接LAN的端口。2.轉換網橋轉換網橋是透明網橋的一種特殊形式。它在物理層和數據鏈路層使用不同協議的LAN提供網絡連接服務。圖3.26所示為連接令牌環網和Ethernet網的轉換網橋。轉換網橋通過處理與每種LAN類型相關的信封來提供連接服務。轉換網橋的處理由于令牌環和Ethernet信封類似而比較簡單。3.封裝網橋封裝網橋通常用于連接FDDI骨干網。圖3.27所示為這種連接結構，封裝網橋用來將4個Ethernet連到FDDI骨干網上。與轉換網橋不同，封裝網橋是將接收的幀置于FDDI骨干網使用的信封內，并將封裝的幀轉發到FDDI骨干網，進而傳遞到其他封裝網橋并拆除信封且送到預定的工作站。4.源路由選擇網橋源路由選擇網橋主要用于互連令牌環網，但在理論上可用于連接任何類型的LAN。圖3.28是使用路由選擇網橋互連5個令牌環網的結構。源路由選擇網橋與上述3種橋的一個基本區別是，源路由選擇網橋要求信息源（不是網橋本身）提供傳遞幀到終點所需的路由信息。使用源路由選擇網橋時，網橋不需要保存轉發數據基，它對幀實施轉發和濾除的依據是幀信封內包括的數據。信源若要想在發送數據時寫入到達終點的路由，必須先通過“路由探詢過程”來獲得。3.8交換機

交換機的英文名稱之為Switch。交換機是按照通信兩端傳輸信息的需要，用人工或設備自動完成的方法把要傳輸的信息送到符合要求的相應路由上的技術統稱。通常所指的交換機就是一種在通信系統中完成信息交換功能的設備。3.8.1交換機的作用在計算機網絡系統中，交換是相對于共享工作模式的改進。交換機的主要功能包括物理編址、網絡拓撲結構、錯誤校驗、幀序列以及流量控制。目前一些高檔交換機還具備了一些新的功能，如對VLAN（虛擬局域網）的支持、對鏈路匯聚的支持，甚至有的還具有路由和防火墻的功能。3.8.2交換機的工作原理交換機和集線器在工作原理上的根本區別：由交換機構建的網絡稱之為交換式網絡，每個端口都能獨享帶寬，所有端口都能夠同時進行通信，并且能夠在全雙工模式下提供雙倍的傳輸速率。而集線器構建的網絡稱之為共享式網絡，在同一時刻只能有兩個端口（接收數據的端口和發送數據的端口）進行通信，所有的端口分享固有的帶寬。

1.“共享”與“交換”數據傳輸技術在交換機技術上，把這種“獨享”道寬（網絡上稱之為“帶寬”）情況稱之為“交換”，這種網絡環境稱為“交換式網絡”，交換式網絡必須采用交換機（Switch）來實現。交換式網絡可以以“全雙工”（FullDuplex）狀態工作，即可以同時接收和發送數據，數據流是雙向的。集線器的“共享”方式的網絡就稱之為“共享式網絡”。顯然，共享網絡的效率非常低，在任一時刻只能有一個方向的數據流，即處于“半雙工”（HalfDuplex）模式，也稱為“單工”模式。

2.數據傳遞的方式集線器的數據包傳輸方式是廣播方式。由于集線器中只能同時存在一個廣播，所以同一時刻只能有1個數據包在傳輸，信道的利用率較低。交換機“認識”連接到自己身上的每一臺電腦的方法，就是憑每塊網卡物理地址，俗稱“MAC地址”。交換機還具有MAC地址學習功能，它會把連接到自己身上的MAC地址記住，形成一個節點與MAC地址對應表。交換機可以同時在多對節點之間建立臨時專用通道，形成了立體交叉的數據傳輸通道結構。3.交換機的數據傳遞工作原理當交換機從某一節點收到一個以太網幀后，會立即在其內存中的地址表（端口號-MAC地址）中進行查找，以確認該目的MAC網卡連接在哪一個節點上，然后將該幀轉發至該節點。如果在地址表中沒有找到該MAC地址，也就是說該目的MAC地址是首次出現，交換機就將數據包廣播到所有節點。擁有該MAC地址的網卡在接收到該廣播幀后，將立即做出應答，以致交換機將其節點的“MAC地址”添加到MAC地址表中。對于新的交換機，其MAC地址表是空白的，可以通過“學習”建立起來。交換機不會永久性地記住所有的“端口號-MAC地址”關系。3.8.3三種交換技術1.端口交換端口交換技術最早出現在插槽集線器中，這類集線器的背板通常劃分有多條以太網段（每條網段為一個廣播域），若不用網橋或路由器連接，網絡之間是互不相通的。端口交換用于模塊端口在背板的多個網段之間進行分配、平衡。根據支持的程度，端口交換還可細分如下：（1）模塊交換：將整個模塊進行網段遷移。（2）端口組交換：通常模塊上的端口被劃分為若干組，每組端口允許進行網段遷移。（3）端口級交換：支持每個端口在不同網段之間進行遷移。這種交換技術是基于OSI第一層完成的，具有靈活性和負載平衡能力等優點。如果配置得當，還可以在一定程度上實現容錯，但由于沒有改變共享傳輸介質的特點，因而不能稱之為真正的交換。2.幀交換幀交換是目前應用最廣的局域網交換技術，它通過對傳統傳輸介質進行分段，提供并行傳送機制以減小沖突域，獲得高的帶寬。一般來講，每個公司產品的實現技術均會有差異，但對網絡幀的處理方式一般有以下兩種：（1）直接交換：提供線速處理能力，交換機只讀出網絡幀的前14個字節，便將網絡幀傳送到相應的端口上。（2）存儲轉發：通過對網絡幀的讀取進行檢錯和控制。前一種方法的交換速度非常快，但缺乏對網絡幀進行更高級控制的能力，缺少智能性和安全性，同時也無法支持具有不同速率的交換。因此，各廠商把后一種技術作為開發重點。有的廠商甚至對網絡幀進行分解，將幀分解成固定大小的信元。對這些信元處理極易用硬件實現，處理速度快，同時能夠完成高級控制功能，如優先級控制。3.信元交換

ATM（異步傳輸模式）技術代表了網絡和通信技術發展的未來方向，也是解決目前網絡通信中眾多難題的一劑“良藥”。ATM采用固定長度53字節的信元交換，由于長度固定，因而便于用硬件實現。ATM采用專用的無差別連接，并行運行，可以通過一個交換機同時建立多個節點，但不會影響節點之間的通信能力。ATM還允許在源節點和目標節點之間建立多個虛擬連接，以保障足夠的帶寬和容錯能力。ATM采用了異步時分復用，因而能大大提高通道的利用率。ATM的帶寬可以達到25Mbps、155Mbps、622Mbps，甚至數Gbps的數量級。3.8.4交換機的種類1.根據使用的網絡技術劃分

根據使用網絡技術的不同，可以分為以太網交換機、ATM交換機、FDDI交換機和令牌環交換機。2.根據應用的規模劃分

根據應用的規模，可以將網絡交換機劃分為工作組交換機（桌面交換機）、部門交換機（也稱骨干交換機）和企業交換機（也稱中心交換機）等。一般支持500個信息點以上的大型企業應用的交換機為中心交換機，支持300個信息點以上的中型企業的交換機為骨干交換機，而支持100個信息點以內的交換機為桌面交換機。3.根據交換機的結構劃分

交換機大致可分為兩種不同的結構，即固定端口交換機和模塊化交換機。

4.根據交換機工作的協議層劃分

根據工作的協議層，交換機可分為第二層交換機、第三層交換機和第四層交換機。5.根據交換機采用的交換方式劃分

按交換機在傳送源和目的端口的數據包時通常采用的交換方式來分，主要有直通式交換機、存儲轉發式交換機和碎片隔離式交換機三種。3.8.5交換機選型

局域網交換機是組成網絡系統的核心設備。對用戶而言，局域網交換機最主要的指標是端口的配置、數據交換能力、包交換速度等數據。選擇交換機時應考慮以下參數：

1.轉發方式。2.延時。3.轉發速率。

4.管理功能。5.MAC地址數。6.擴展樹。

7.背板帶寬。8.端口。3.8.6交換機配置

通常網管型交換機可以通過兩種方法進行配置：本地配置和遠程網絡配置。注意，后一種配置方法只有在前一種配置成功后才可進行，下面分別講述。1.本地配置方式交換機的本地配置方式是通過計算機與交換機的Console端口直接連接的方式進行通信的，它的連接圖如圖3.34所示。

不同類型的交換機，Console端口所處的位置并不相同，如圖3.35所示，有的位于前面板（如Catalyst3200和Catalyst4006），而有的則位于后面板（如Catalyst1900和Catalyst2900XL）。通常是模塊化交換機大多位于前面板，而固定配置交換機則大多位于后面板。一般情況下在該端口的上方或側方都會有類似Console字樣的標識。無論交換機采用DB-9或DB-25串行接口，還是采用RJ-45接口，都需要通過專門的Console線連接至配置用計算機（通常稱作終端）的串行口。由于扁平線兩端均為RJ-45接口，無法直接與計算機串口進行連接，因此還必須同時使用一個如圖3.36所示的RJ-45-to-DB-9（或R-45-to-DB-25）的串行線。2.遠程配置方式

交換機除了可以通過Console端口與計算機直接連接外，還可以通過交換機的普通端口進行連接。如果是堆疊型的，也可以把幾臺交換機堆在一起進行配置，因為這時它們是一個整體，一般只有一臺具有網管能力。通過普通端口對交換機進行管理時，就不再使用超級終端了，而是以Telnet或Web瀏覽器的方式實現與被管理交換機的通信。因為在本地配置方式中已為交換機配置好了IP地址，我們可通過IP地址與交換機進行通信，不過要注意，同樣只有是網管型的交換機才具有這種管理功能。這種遠程配置方式中又可以通過兩種不同的方式來進行，我們下面分別介紹。（1）Telnet方式

Telnet協議是一種遠程訪問協議，可以用它登錄到遠程計算機、網絡設備或專用TCP/IP網絡。Windows95/98及其以后的Windows、UNIX/Linux等操作系統中都內置有Telnet客戶端程序，我們就可以用它來實現與遠程交換機的通信。在使用Telnet連接至交換機前，應當確認已經做好以下準備工作：在用于管理的計算機中安裝有TCP/IP協議，并配置好了IP地址信息。在被管理的交換機上已經配置好IP地址信息。如果尚未配置IP地址信息，則必須通過Console端口進行設置。

在被管理的交換機上建立了具有管理權限的用戶賬戶。如果沒有建立新的賬戶，則Cisco交換機默認的管理員賬戶為Admin。進入配置界面步驟很簡單，只需簡單的兩步：①單擊“開始”→“運行”命令，然后在對話框中輸入“telnet”（當然也可先不輸入IP地址，在進入Telnet主界面后再進行連接，但是這樣會多了一步，直接在后面輸入要連接的IP地址更好些）。②輸入完后，單擊“確定”按鈕，或按回車鍵，建立與遠程交換機的連接。如圖3.37所示為與計算機通過Tetnet與CiscoCatalyst3500交換機建立連接時顯示的界面。

（2）Web瀏覽器的方式當利用Console口為交換機設置好IP地址信息并啟用HTTP服務后，即可通過支持Java的Web瀏覽器訪問交換機，并可通過Web瀏覽器修改交換機的各種參數及對交換機進行管理。事實上，通過Web界面，可以對交換機的許多重要參數進行修改和設置，并可實時查看交換機的運行狀態。不過在利用Web瀏覽器訪問交換機之前，應當確認已經做好以下準備工作：在用于管理的計算機中安裝TCP/IP協議，且在計算機和被管理的交換機上都已經配置好IP地址信息。用于管理的計算機中安裝有支持Java的Web瀏覽器，如InternetExplorer4.0及以上版本、Netscape4.0及以上版本，以及OpreawithJava。在被管理的交換機上建立了擁有管理權限的用戶賬戶和密碼。被管理交換機的CiscoIOS支持HTTP服務，并且已經啟用了該服務。否則，應通過Console端口升級CiscoIOS或啟用HTTP服務。通過Web瀏覽器的方式進行配置的方法如下：

①把計算機連接在交換機的一個普通端口上，在計算機上運行Web瀏覽器。在瀏覽器的“地址”欄中鍵入被管理交換機的IP地址（如）或為其指定的名稱。按回車鍵，彈出如圖3.38所示對話框。

圖3.38連接對話框②分別在“用戶名”和“密碼”框中，鍵入擁有管理權限的用戶名和密碼。“用戶名/密碼”對應當事先通過Console端口進行設置。③ 單擊“確定”按鈕，即可建立與被管理交換機的連接，在Web瀏覽器中顯示交換機的管理界面。圖3.39所示頁面為與CiscoCatalyst3500建立連接后，顯示在Web瀏覽器中的配置界面。

圖3.39Web界面下的配置界面接下來，就可以通過Web界面中的提示，一步步查看交換機的各種參數和運行狀態，并可根據需要對交換機的某些參數做必要的修改。3.9路由器路由器位于ISO/OSI模型的網絡層，其原理與技術比交換機和網橋復雜得多。路由器是連接多個網絡或網段，將一個網絡上的信息轉發到另一個網絡的設備。當路由器發送信息時，它會找一條最佳路徑，以最快速度傳送信息。路由器能將不同網絡或網段之間的數據信息進行“翻譯”，以使它們能夠相互理解對方的數據，從而構成一個更大的網絡。如果連接的是協議相同的網絡或網段，它會將數據直接發送到目的端口，即路由器只處理需要路由的分組。路由器使行行色色的通信子網融為一體，形成一個更大范圍的網絡。從宏觀的角度看，通信子網實際上可以看作是由路由器組成的網絡，路由器之間的通信則通過各種通信子網的通信能力予以實現。3.9.1路由器的作用目前的TCP/IP網絡，全部是通過路由器互連起來的，Internet就是成千上萬個IP子網通過路由器互連起來的國際性網絡。這種網絡稱為以路由器為基礎的網絡，形成了以路由器為節點的“網間網”。在“網間網”中，路由器不僅負責對IP分組的轉發，還要負責與別的路由器進行聯絡，共同確定“網間網”的路由選擇和維護路由表。路由動作包括兩項基本內容：尋徑和轉發。尋徑即判定到達目的地的最佳路徑，由路由選擇算法來實現。轉發即沿尋徑好的最佳路徑傳送信息分組。接與路由器相連，路由器就把分組直接送到相應的端口上。這就是路由轉發協議。路由轉發協議和路由選擇協議是既相互配合又相互獨立的概念，前者使用后者維護的路由表，同時后者要利用前者提供的功能來發布路由協議數據分組。下文中提到的路由協議，除非特別說明，都是指路由選擇協議，這也是普遍的習慣。3.9.2路由器的結構從體系結構上看，路由器可以分為第一代單總線單CPU結構路由器、第二代單總線主從CPU結構路由器、第三代單總線對稱式多CPU結構路由器、第四代多總線多CPU結構路由器、第五代共享內存式結構路由器、第六代交叉開關體系結構路由器和基于機群系統的路由器等。路由器具有四個要素：輸入端口、交換開關、輸出端口和路由處理器。（1）輸入端口是物理鏈路和輸入包的進口處。（2）交換開關可以使用多種不同的技術來實現。迄今為止使用最多的交換開關技術是總線、交叉開關和共享存儲器。（3）輸出端口在包被發送到輸出鏈路之前對包存儲，可以實現復雜的調度算法以支持優先級等要求。（4）路由處理器計算路由轉發表來實現路由協議，并運行對路由器進行配置和管理的軟件。同時，它還處理那些目的地址不在線卡轉發表中的包。3.9.3路由器的功能路由器主要功能有以下幾點：轉發。最佳路由。分組。網絡互通。隔離、劃分子網。WAN接入。3.9.4路由器的組成部件1.路由器的接口常見的路由器能支持的接口種類有以下幾種：通用串行接口：通過電纜轉換成RS232DTE/DCE接口、V.35DTE/DCE接口、X.21DTE/DCE接口、RS449DTE/DCE接口和EIA530DTE接口等。以太網接口：10Mbps以太網接口、快速以太網接口、10/100Mbps自適應以太網接口和吉比特以太網接口等。其他接口：ATM接口、POS接口（155Mbps、622Mbps等）、令牌環接口、FDDI接口、E1/T1接口、E3/T3接口和ISDN接口等。2.CPU

CPU是路由器的心臟，負責交換路由信息、查找路由表以及轉發數據包。CPU的能力直接影響路由器的吞吐量（路由表查找時間）和路由計算能力（計算路由收斂時間的能力）。由于技術的發展，路由器中許多工作都可以由硬件實現（專用芯片）。3.內存路由器中可能有很多種內存，如FLASH、RAM等，用于存儲配置、路由器操作系統、路由協議軟件和路由表等內容。4.軟件技術路由器技術中最核心的技術是軟件技術，路由軟件是最復雜的軟件之一。路由器軟件一般實現路由協議、查找轉發表和管理維護及其他功能。3.9.5路由器的性能指標路由器一般位于局域網或園區網的出口，用于連通其他網絡，并智能地選擇最佳傳輸路徑，將信息發送到其他網絡上。因此，判斷路由器的品質，主要是考察其吞吐量、傳輸速度、可靠性、安全性等性能指標。具體如下：

1.全雙工線速轉發能力。2.設備吞吐量。

3.端口吞吐量。4.背靠背幀數。5.路由表能力。

6.背板能力。7.丟包率。8.時延。9.時延抖動。10.無故障工作時間。11.內部時鐘精度。3.9.6路由協議典型的路由協議有兩種：靜態路由協議和動態路由協議。靜態路由是在路由器中設置的固定的路由表，靜態路由表不會發生變化。由于靜態路由不能對網絡的改變作出反映，一般用于網絡規模不大、拓撲結構固定的網絡中。靜態路由的優點是簡單、高效、可靠。在所有的路由中，靜態路由優先級最高。當動態路由與靜態路由發生沖突時，以靜態路由為準。動態路由是網絡中的路由器之間相互通信、傳遞路由信息、利用收到的路由信息更新路由器表的過程。它能實時地適應網絡結構的變化。動態路由適用于網絡規模大、網絡拓撲復雜的網絡。當然，各種動態路由協議會不同程度地占用網絡帶寬和路由器的CPU資源。靜態路由和動態路由有各自的特點和適用范圍，因此在網絡中動態路由通常作為靜態路由的補充。當一個分組在路由器中進行尋徑時，路由器首先查找靜態路由，如果查到則根據相應的靜態路由轉發分組；否則再查找動態路由。根據是否在一個自治系統使用，動態路由協議分為內部網關協議（IGP）和外部網關協議（EGP）。自制系統（AutonomousSystem，AS，也叫自治域）是一個具有統一管理機構、統一路由策略的網絡。自治系統內部采用的路由選擇協議稱為內部網關協議，常用的有RIP、OSPF；外部網關協議主要用于多個自治系統之間的路由選擇，常用的是EGP和BGP。內部路由協議在自制系統（AS）內部路由，而外部路由協議則在自制系統間路由。1.外部路由協議

最常見的外部協議是外部網關協議（ExternalGatewayProtocol，EGP）和邊界網關協議（BorderGatewayProtocol，BGP），BGP是較新的協議，已逐漸取代EGP。2.內部路由協議

內部路由協議主要有路由信息協議（RouteInformationProtocol，RIP）和開放式最短路徑優先協議（OpenShortestPathFirst，OSPF）。3.9.7路由器的種類1.按處理能力劃分路由器可分高端路由器和中低端路由器。如圖3.40所示是Cisco的高、中、低不同的路由器產品。2.按結構劃分路由器可分為模塊化結構與非模塊化結構。圖3.41所示分別為非模塊化結構和模塊化結構路由器產品。3.按所處網絡位置劃分從網絡位置劃分，路由器可分為核心路由器與接入路由器。4.按功能劃分從功能分，路由器可分為通用路由器與專用路由器。5.按性能劃分從性能上分，路由器可分為線速路由器以及非線速路由器。

3.9.8路由器的選型1.性能及冗余、穩定性2.路由器的幾種接口3.端口數的確定4.路由器支持的標準協議及特性5.確定管理方法的難易程度3.9.9路由器的配置1.路由器的結構路由器具有非常強大的網絡連接和路由功能，因此它的接口技術非常復雜。路由器的端口主要分局域網端口、廣域網端口和配置端口三類，下面分別介紹。（1）局域網接口常見的以太網接口主要有AUI、BNC和RJ-45接口，FDDI、ATM、千兆以太網等都有相應的網絡接口。①AUI端口

AUI端口是用來與粗同軸電纜連接的接口，它是一種D型15針接口，這在令牌環網或總線型網絡中是一種比較常見的端口之一。路由器可通過粗同軸電纜收發器實現與10Base-5網絡的連接，但更多的則是借助于外接的收發轉發器（AUI-to-RJ-45），實現與10Base-T以太網絡的連接。當然，也可借助于其他類型的收發轉發器實現與細同軸電纜（10Base-2）或光纜（10Base-F）的連接。AUI接口示意圖如圖3.42所示。

②RJ-45端口RJ-45端口是我們最常見的端口了，它是雙絞線以太網端口。因為在快速以太網中也主要采用雙絞線作為傳輸介質，所以根據端口的通信速率不同，RJ-45端口又可分為10Base-T網RJ-45端口和100Base-TX網RJ-45端口兩類。10Base-T網的RJ-45端口在路由器中通常是標識為ETH，而100Base-TX網的RJ-45端口則通常標識為10/100BTX，如圖3.43和圖3.44所示。這兩種RJ-45端口僅就端口本身而言是完全一樣的，但端口中對應的網絡電路結構是不同的，所以也不能隨便接。③SC端口SC端口也就是我們常說的光纖端口，它用于與光纖的連接。光纖端口通常是不直接用光纖連接至工作站，而是通過光纖連接到快速以太網或千兆以太網等具有光纖端口的交換機。這種端口一般在高檔路由器才具有，都以100BFX標注，如圖3.45所示。（2）廣域網接口下面介紹幾種常見的廣域網接口：①RJ-45端口利用RJ-45端口也可以建立廣域網與局域網VLAN（虛擬局域網）之間，以及與遠程網絡或Internet的連接。如果使用路由器為不同VLAN提供路由，可以直接利用雙絞線連接至不同的VLAN端口。但要注意，這里的RJ-45端口所連接的網絡一般都不是10Base-T，而是100Mbps快速以太網以上。如果必須通過光纖連接至遠程網絡，或連接的是其他類型的端口，則需要借助于收發轉發器才能實現彼此之間的連接。圖3.46所示為快速以太網端口。②AUI端口

AUI端口我們在局域網中也講過，它是用于與粗同軸電纜連接的網絡接口。其實AUI端口也被常用于與廣域網的連接，但是這種接口類型在廣域網應用得比較少。在Cisco2600系列路由器上，提供了AUI與RJ-45兩個廣域網連接端口，如圖3.47所示，用戶可以根據自己的需要選擇適當的類型。③高速同步串口在路由器的廣域網連接中，應用最多的端口還要算“高速同步串口”（serial）了，如圖3.48所示。

這種端口主要是用于連接目前應用非常廣泛的DDN、幀中繼（FrameRelay）、X.25、PSTN（模擬電話線路）等網絡連接模式。在企業網之間有時也通過DDN或X.25等廣域網連接技術進行專線連接。這種同步端口一般要求速率非常高，因為一般來說通過這種端口所連接的網絡的兩端都要求實時同步。④異步串口異步串口（ASYNC）主要是應用于Modem或Modem池的連接，如圖3.49所示。它主要用于實現遠程計算機通過公用電話網撥入網絡。這種異步串口相對于同步串口來說，在速率上要求就松許多，因為它并不要求網絡的兩端保持實時同步，只要求能連續即可，這主要是因為這種接口所連接的通信方式速率較低。⑤ISDNBRI端口因ISDN這種互聯網接入方式連接速度上有它獨特的一面，所以ISDN剛興起時在互聯網的連接方式上得到了充分的應用。ISDNBRI端口用于ISDN線路通過路由器實現與Internet或其他遠程網絡的連接，可實現128KBps的通信速率。ISDN有兩種速率連接端口，一種是ISDNBRI（基本速率接口）；另一種是ISDNPRI（基群速率接口）。ISDNBRI端口是采用RJ-45標準，與ISDNNT1的連接使用RJ-45-to-RJ-45直通線。圖3.50所示的BRI為ISDNBRI端口。（3）路由器配置端口路由器的配置端口有兩個：Console和AUX。Console通常是在進行路由器的基本配置時通過專用連線與計算機連用的，而AUX是用于路由器的遠程配置連接的。①Console端口：Console端口使用專用連線直接連接至計算機的串口，利用終端仿真程序（如Windows下的“超級終端”）進行路由器本地配置。路由器的Console端口多為RJ-45端口。圖3.51所示就包含了一個Console配置端口。②AUX端口：AUX端口為異步端口，主要用于遠程配置，也可用于拔號連接，還可通過收發器與Modem進行連接。AUX端口與Console端口通常同時提供，因為它們各自的用途不一樣。接口圖示仍參見圖3.51。2.路由器的硬件連接路由器的硬件連接根據端口類型，主要分與局域網設備之間的連接、與廣域網設備之間的連接以及與配置設備之間的連接三類。（1）路由器與局域網接入設備之間的連接局域網設備主要是指集線器與交換機，交換機通常使用的端口只有RJ-45和SC，而集線器使用的端口則通常為AUI、BNC和RJ-45。①RJ-45-to-RJ-45這種連接方式就是路由器所連接兩端都是RJ-45接口，如果路由器和集線設備均提供RJ-45端口，那么，可以使用雙絞線將集線設備和路由器的兩個端口連接在一起。②AUI-to-RJ-45這種情況主要出現在路由器與集線器相連。如果路由器僅擁有AUI端口，而集線設備提供的是RJ-45端口，那么，必須借助于AUI-to-RJ-45收發器才可實現兩者之間的連接。當然，收發器與集線設備之間的雙絞線跳線也必須使用直通線，連接示意圖如圖3.52所示。③SC-to-RJ-45或SC-to-AUI這種情況一般是路由器與交換機之間的連接。如交換機只擁有光纖端口，而路由設備提供的是RJ-45端口或AUI端口，那么必須借助于SC-to-RJ-45或SC-to-AUI收發器才可實現兩者之間的連接。收發器與交換機設備之間的雙絞線跳線同樣必須使用直通線，但實際出現交換機為純光纖接口的情況非常少見。（2）路由器與Internet接入設備的連接主要有以下幾種：①異步串行口異步串行口主要是用來與Modem設備連接，用于實現遠程計算機通過公用電話網撥入局域網絡。除此之外，也可用于連接其他終端。當路由器通過電纜與Modem連接時，必須使用AYSNC-to-DB25或AYSNC-to-DB9適配器來連接。路由器與Modem或終端的連接如圖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類型比較多，如Cisco系統就可以支持5種不同類型的同步串行端口，分別是：EIA/TIA-232接口、EIA/TIA-449接口、V.35接口、X.21串行電纜和EIA-530接口，所對應的適配器圖示分別如圖3.54所示。③ISDNBRI端口

Cisco路由器的ISDNBRI模塊一般可分為兩類，一是ISDNBRIS/T模塊，二是ISDNBRIU模塊，前者必須與ISDN的NT1終端設備一起才能實現與Internet的連接，因為S/T端口只能接數字電話設備，不適用當前現狀，但通過ISDNNT1后就可連接現有的模擬電話設備了，連接圖如圖3.55所示。而后者由于內置有NT1模塊（我們稱之為“NT1+”）的終端設備，它的U端口可以直接連接模擬電話外線，因此無需再外接ISDNNT1，可以直接連接至電話線墻板插座，如圖3.56所示。（3）配置端口連接方式與前面講的一樣，路由器的配置端口依據配置方式的不同，所采用的端口也不一樣，主要的仍是兩種，一種是本地配置所采用的Console端口，另一種是遠程配置時采用的“AUX”端口，下面分別講一下各自的連接方式。①Console端口的連接方式當使用計算機配置路由器時，必須使用翻轉線將路由器的Console口與計算機的串口/并口連接在一起，這種連接線一般來說需要特制，根據計算機端所使用的是串口還是并口，選擇制作RJ-45-to-DB-9或RJ-45-to-DB-25轉換用適配器，如圖3.57所示。②AUX端口的連接方式當需要通過遠程訪問的方式實現對路由器的配置時，就需要采用AUX端口了。AUX的接口結構其實與RJ-45一樣，只是里面所對應的電路不同，實現的功能也不同而已。根據Modem所使用的端口情況不同，確定AUX端口與Modem的連接。路由器的AUX端口與Modem的連接如圖3.58所示。3.10寬帶路由器

路由器是連接本單位網絡和其他單位網絡或因特網之間的一種設備，而寬帶路由器就是支持多種寬帶接入方式，可允許多用戶或局域網共用同一賬號，以實現寬帶接入的設備。3.10.1寬帶路由器的作用

寬帶路由器的出現，為以較低的投入解決寬帶用戶日益增強的寬帶應用需求提供了便利，其一般具備1個乃至2~4個WAN接口，能自動檢測或手工設定寬帶運營商的接入類型，可連接ADSL、VDSL、CM、FTTX+LAN等各種寬帶接入，具備PPPoE虛擬撥號或DHCP的客戶端功能，可以分配固定的公網IP地址。寬帶路由器主要功能的實現方法有以下三種：

1.內置PPPoE虛擬撥號。

2.內置DHCP服務器。

3.NAT功能。3.10.2寬帶路由器的選型寬帶路由器的選型應當注意考慮以下幾個方面：

1.LAN端口數量。2.高級路由功能。3.接口速率。4.CPU主頻。5.緩存容量。6.智能端口。7.數據吞吐量。3.11網絡存儲設備3.11.1網絡存儲基礎1.SCSI

SCSI的英文全稱為SmallComputerSystemInterface即小型計算機系統接口，是同IDE（ATA）完全不同的接口（IDE接口是普通PC的標準接口，而SCSI并不是專門為硬盤設計的接口，它是一種廣泛應用于小型機上的高速數據傳輸技術）。SCSI接口具有應用范圍廣、多任務、帶寬大、CPU占用率低以及熱插拔等優點，但較高的價格使得它很難如IDE硬盤般普及，因此SCSI硬盤主要應用于中、高端服務器和高檔工作站中。2.TCP/IP

TCP協議和IP協議共同構成了通信協議族，這組協議是因特網獲得成功的主要因素。一方面它們的擴展性很強，可以實現巨大的網絡，另一方面TCP/IP也在因特網不同的使用者之間實現了安全和可靠的信息共享。由于這些特性，因特網成為了一個真正的開放性網絡，它可以支持數以百萬計的家庭、學校、政府、公司直至世界的遙遠角落。由于TCP/IP能夠支持大量的網絡技術，所以它完全有能力成為全球存儲網絡的基礎。3.Ethernet

Ethernet是今天局域網領域得到最廣泛使用的技術。它是IEEE802.3標準，最早由Xerox公司所開發。因為它是桌面電腦互聯的最佳技術，所以得到Intel公司和Digital公司的進一步開發。它的發展經歷了10Mbps到100Mbps再到1000Mbps的過程。現在，10Gbps的Ethernet也即將問世。

10Gbps的Ethernet和TCP/IP的組合為存儲網絡應用的實現提供了引人注目的解決方案。4.FibreChannel大多數的存儲域網絡（Storage-AreaNetworks）都是基于一個叫光纖通道（FibreChannel，FC）的體系結構。FC的發展是為了解決服務器和存儲設備之間通信的諸多要求，這些要求包括速度、容量、可靠性等等。目前它能夠實現1Gbps及2Gbps的速率，可以實現100MB/s半工和200MB/s全工的持續吞吐量。3.11.2數據存儲產品分類目前市場上的存儲產品主要有磁盤陣列、磁帶機與磁帶庫、光盤庫等。這三種設備分別是在光盤和硬盤產品的發展過程中，在不同歷史階段出現的典型產品。磁盤陣列又叫RAID（RedundantArrayofInexpensiveDisks，廉價磁盤冗余陣列），是指將多個類型、容量、接口相同，甚至品牌一致的專用硬磁盤或普通硬磁盤連成一個陣列，使其能以某種快速、準確和安全的方式來讀寫磁盤數據，從而達到提高數據讀取速度和安全性的一種手段。廣義的磁帶庫產品包括自動加載磁帶機和磁帶庫。自動加載磁帶機和磁帶庫實際上是將磁帶和磁帶機有機結合組成的。光盤塔由幾臺或十幾臺CD-ROM驅動器構成，通過軟件來控制某臺光驅的讀寫操作。光盤庫實際上是一種可存放幾十張或幾百張光盤并帶有機械臂和一個光盤驅動器的光盤柜。光盤庫也叫自動換盤機，它利用機械手從機柜中選出一張光盤送到驅動器進行讀寫。光盤網絡鏡像服務器是繼第一代的光盤庫和第二代的光盤塔之后，最新開發出的一種可在網絡上實現光盤信息共享的網絡存儲設備。在網絡海量存儲備份系統中，磁盤陣列、磁帶庫、光盤庫等存儲設備因其信息存儲特點的不同，應用環境也有較大區別。磁盤陣列主要用于網絡系統中的海量數據的即時存取；磁帶庫更多的是用于網絡系統中的海量數據的定期備份；光盤庫則主要用于網絡系統中海量數據的訪問。

3.11.3網絡存儲設備的體系結構1.直連式存儲設備（DirectAttachedStorage，DAS）2.附接網絡存儲設備（NetworkAttachedStorage，NAS）3.存儲區網絡（StorageAreaNetworks，SAN）圖3.59所示是網絡存儲技術的示意圖。

3.11.4網絡存儲設備選型

用戶在確定了存儲系統基本架構之后，還需要進行產品選型。如何選擇合適的存儲產品，可以從數據保護能力、性能、容量、連接性、管理性和附加功能這幾個方面來考慮。1.數據保護能力。2.性能。3.容量。4.連接性。5.管理性。

6.附加功能。3.12無線網絡設備

無線局域網是計算機網絡與無線通信技術相結合的產物。由于會受到無線連接設備與電腦之間距離的遠近限制而影響傳輸范圍，所以必須要在區域范圍之內才可以連上網路。因此稱其是局域網。

無線局域網是有線局域網的擴展和替換。它是在有線局域網的基礎上通過無線集線器、無線訪問節點、無線網橋、無線網卡等設備使無線通信得以實現。無線局域網傳送介質：紅外線或者無線電波。3.12.1概述從專業角度講，無線局域網利用了無線多址信道的一種有效方法來支持計算機之間的通信，并為通信提供移動化、個性化和多媒體應用。無線局域網就是在不采用傳統纜線的同時，提供有線以太網或者令牌網的功能。無線局域是通過遠程網橋、集線器、無線網卡和無線網關（也稱“無線路由器”）等無線設備，以超高頻的無線電波傳輸網絡數據包。相對低頻來說的高波帶寬稱為擴展頻譜。3.12.2無線網卡

無線網卡是終端無線網絡的設備，是無線局域網的無線覆蓋下通過無線連接網絡進行上網的無線終端設備。1.無線網卡按標準區分類