第2章_局域网技术.ppt

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1、第第2章章 局域网技术局域网技术2.1 局域网概述局域网概述2.1.1局域网的特点2.1.2局域网的分类2.1.3局域网的介质访问控制方式2.1.4IEEE802标准2.2常用的局域网技术2.2.1以太网和快速以太网2.2.2交换式以太网2.2.3千兆以太网2.2.4万兆以太网第第2章章 局域网技术局域网技术2.3小型局域网的设备和传输介质2.3.1小型局域网的主要网络设备2.3.2网络传输媒体和连接设备2.4小型局域网的安装2.4.1网络规划和器材准备2.4.2安装硬件2.4.3网络测试2.4.4使用局域网2.4.5交换机级联第第2章章 局域网技术局域网技术局域网（LocalAreaNetw

2、ork，简称LAN）是在小型计算机与微型机上大量推广使用之后逐步发展起来的一种使用范围最广泛的网络。2.1.1局域网的特点局域网与广域网（WAN）不同，它一般限制在一定距离区域内。一般所说的局域网是指以微机为主组成的局域网，具有以下主要特点：（1）通信速率较高。局域网络通信传输率为每秒百万比特（Mbps），从5Mbps、10Mbps到100Mbps，随着局域网技术的进一步发展，目前正在向着更高的速度发展（例如155Mbps、655Mbps的ATM及1000Mbps的千兆以太网等）。（2）通信质量较好，传输误码率低，位错率通常在10-710-12。2.1.1局域网的特点（3）通常属于某一部门、单

3、位或企业所有。由于LAN的范围一般在0.1km2.5km之内，分布和高速传输使它适用于一个企业、一个部门的管理，所有权可归某一单位，在设计、安装、操作使用时由单位统一考虑、全面规划，不受公用网络当局的约束。（4）支持多种通信传输介质。根据网络本身的性能要求，局域网中可使用多种通信介质。（5）局域网络成本低，安装、扩充及维护方便。LAN一般使用价格低而功能强的微机网上工作站。（6）如果采用宽带局域网，则可以实现数据、语音和图像的综合传输。在基带网上，随着技术的迅速进展也逐步能实现语音和静态图像的综合传输，这正是办公自动化所需求的。2.1.2局域网的分类局域网的功能:LAN最主要的功能是提供资源共

4、享和相互通信，它可提供以下几项主要服务：（1）资源共享，包括硬件资源共享、软件资源共享及数据库共享。在局域网上各用户可以共享昂贵的硬件资源，如大型外部存储器、绘图仪、激光打印机、图文扫描仪等特殊外设。用户可共享网络上系统软件和应用软件，避免重复投资及重复劳动。网络技术可使大量分散的数据能被迅速集中、分析和处理，分散在网内的计算机用户可以共享网内的大型数据库而不必重要设计这些数据库。局域网的功能（2）数据传送。数据和文件的传输是网络的重要功能，现代局域网不仅能传送文件、数据信息，还可以传送声音、图像。（3）提高计算机系统的可靠性。局域网中的计算机可以互为后备，避免了单机系统的无后备时可能出现的故

5、障导致系统瘫痪，大大提高了系统的可靠性。（4）易于分布处理。利用网络技术能将多台计算机连成具有高性能的计算机系统，通过一定算法，将较大型的综合性问题分给不同的计算机去完成。在网络上可建立分布式数据库系统，使整个计算机系统的性能大大提高。局域网的分类局域网有许多不同的分类方法，如按拓扑结构分类、按传输介质分类、按介质访问控制方法分类等。（1）按拓扑结构分类网络拓扑结构在第1章已经介绍。按不同的拓扑结构组建的局域网就称作星型网络、总线型网络、网状网络等。（2）按传输介质分类局域网使用的主要传输介质有双绞线、细同轴电缆、光缆等。以连接到用户终端的介质可分为双绞线网、细缆网等。局域网的分类（3）按介质

6、访问控制方法分类介质访问控制方法提供传输介质上网络数据传输控制机制。按不同的介质访问控制方式局域网可分为以太网、令牌环网等。（4）按网络使用的技术分类如以太网、ATM网、快速以太网、FDDI网等。（5）按照网络规模分类根据局域网连接计算机的数量、覆盖范围等因素，可以分为小型局域网（如网吧、计算机房等）、中型局域网（如行政办公单位的网络）、大型局域网（如大型企业的网络）。局域网的介质访问控制方式所谓介质访问控制方式是指网络中各节点之间的信息通过介质传输时如何控制、如何合理完成对传输信道的分配、如何避免冲突同时又使网络有最高的工作效率及高可靠性等。局域网的访问控制方法从控制方式来看，可分为集中式控

7、制和分布式控制两大类。集中式控制是指网络中有一个单独的集中控制器或有一个具有控制整个网络功能的节点，由它控制各节点的通信。分布式控制则指网络中没有专门的集中控制器，也没有控制整个网络的节点，网络中所有节点都处于同等地位。局域网的介质访问控制方式随着网络技术的发展，目前的网络基本上都采用分布式控制方法。分布式控制方法中常见的有：带碰撞检测的载波侦听多点访问（CSMA/CD）法、令牌（TokenPassing）控制法、时隙（Timeslot）控制法和寄存器延迟插入法（Bufferinsertion）等。其中前两种是较常见的访问控制方法。带有碰撞检测的载波侦听多点访问法（CSMA/CD）CSMA/C

8、D（Carriersensesmultipleaccesswithcollisiondetection）起源于Hawai大学的ALOHA广播网。1970年Xerox公司研制的实验性以太网（Ethernet）使用了CSMA/CD方法并作为其专利。第二个以太网由DFC、Intel、Xerox三公司共同研制，并迅速成为产品并得到大规模应用。CSMA/CD方式主要用于总线型、星型拓扑结构，通常为基带传输系统，信息传输是以“数据包”为单位。带有碰撞检测的载波侦听多点访问法（CSMA/CD）CSMA/CD与人际间通话方式相似。这里用下面几步来说明该方法的运作远程：（1）载波监听：想发送信息包的节点要确保现

9、在没有其他节点在使用共享介质，所以该节点首先要监听信道上的动静（即先听再讲）。（2）如果信道在一定时间段内寂静无声（称为帧间缝隙IFG），该站就开始传输（无声则讲）。（3）如果信道一直忙，就继续监听信道，直到出现一定值的IFG时段时，该节点才开始发送它的数据（一等到有空就讲）。（4）冲突检测：如果两个站或更多的站都在监听和等待发送，然后在信道空时同时决定立即开始发送数据，此时就会发生碰撞。这一事件会导致冲突并使双方信息包都受到损坏。因此在传输过程中不断地监听信道，以检测碰撞冲突（边谈边听）。带有碰撞检测的载波侦听多点访问法（CSMA/CD）（5）如果一个节点检测出碰撞冲突，则立即停止该次传输，

10、并向信道发生一个“拥挤”信号，以确保其他节点也发现该冲突，从而摒弃可能一直在接收的受损的信息包。（6）多路存取：在等待一段时间（称为后退）后，想发送的站试图进行新的发送。一种特殊的随机后退算法决定不同的站在试图再次发送数据前要等一段时间（即延迟时间）。（7）序列回到第1步CSMA/CD方式原理简单，技术上易实现，网络中工作站处于同等地位。但这种方式不能提供优先级控制，无法满足远程控制所需的确定延时和绝对可靠性的要求。该方式效率较高，但当负载大时发送信息等待时间较长。目前出现了不少CSMA/CD的改进方式，令牌访问控制方法l令牌法（Tokenpassing）又称为许可证法，用于环型结构局域网的令

11、牌法称为令牌环访问控制法（TokenRing），用于总线形结构局域网的令牌法称为令牌总线访问控制法（TokenBus）。令牌法的基本思想是：一个独特的称为令牌的标志信息（标志信息可以是一位，也可以是多位二进制数组成的码）从一个节点发送到另一节点。例如令牌是一个字节的二进制数“11111111”，设该令牌沿环型网依次向每个节点传递，只有获得令牌的节点才有权发送信包。令牌有“忙”、“空”两个状态，“11111111”为空令牌状态。当一个工作站准备发送报文信息时，首先要等待令牌的到来，当检测到一个经过它的令牌为空令牌时，即可以“帧”为单位发送信息，并将令牌置为“忙”向下一站发送。下一站用按位转发的方

12、式转发的方式转发经过本站但又不属于由本站接收的信息。令牌访问控制方法l接收过程为：每一站随时检测经过本站的信号，当查到信包指定的目的地址与本站地址相同时，则一面拷贝全部有关信息，一面继续转发该信息包，环上的帧信息绕环网一周，由原发送点予以收回。按这种方式工作，发送权一直在源站点控制之下，只有发送信包的源站点放弃发送权，把Token（令牌）置“空”后，其他站点得到令牌才有机会发送自己的信息。l令牌环访问控制法TokenRing是美国IBM公司1995年推出的局域网产品，已发展为IEEE802.5局域网标准。TokenRing的网络拓扑为环型基带传输。环型网的主要特点是只有一条环路，信息单向沿环流

13、动，无路径选择问题，令牌是隐式地（无寻址信息）传输到环上每一节点。环路是一个含有有源部件的信道，环中每一个节点都具有放大整形作用。令牌环负载能力强，对信道的访问访问控制技术比较简单。令牌访问控制方法令牌总线访问控制法TokenBus是1976年美国DatePoint公司研制成功的ARCnet（AttachedResourceComputer）网络使用的方法，它综合了令牌传递和总线结构网络的优点，在物理总线结构中采用显式令牌（即含有特定节点的地址）实现令牌传递控制方法，从而在总线布局中产生节点的排序，这种节点的排序称为逻辑环。目前，由于以太网的迅速普及，使用令牌访问控制的网络已经很少了。IEEE

14、802标准IEEE802标准的原理标准的原理为了促进局域网产品的标准化，便于组网，美国电气和电子工程师学会IEEE802委员会为局域网制订了一系列标准，且提交国际标准化组织作为国际标准的参考并得到认可。IEEE802标准着重描述了微机局域网的低2层：（1）物理层（PH）标准。与OSI标准相似，主要规定比特（bit）流的传输与接收，描述使作用的信号电平编码、规定网络拓扑结构、传输速率及传输介质等。（2）数据链路层标准。OSI的数据链路层在局域网中实际上分成两部分：逻辑链路控制子层LLC和介质访问控制子层MAC。IEEE802标准OSI参考模型的数据链路层不具备解决局域网中各站点争用共享通信介质的

15、能力。为了解决这个问题，同时又保持与OSI参考模型的一致性，在将OSI参考模型应用于局域网时，将数据链路层划分成两个子层：逻辑链路控制子层LLC和介质访问控制子层MAC，如图2.1所示。图中MAC子层外理局域网中各站对通信介质的争用问题，对于不同的网络拓扑结构可以采用不同的MAC方法；而LLC子层屏蔽各种MAC子层的具体实现，将其改造成为统一的LLC界面，从而向网络层提供一致的服务。这样既可以通过MAC子层解决局域网中各站对通信介质的争用问题，又可以通过LLC子层保持局域网与OSI模型的衔接；服务访问点指的是在一个系统内上下层通信的接口。由于LLC提供对多个高层实体的支持。因此LLC层有多个服

16、务访问点。IEEE802协议标准正是按图2.1所示层次制定的。IEEE802标准的原理图2.1局域网协议与OSI参考模型的对应关系IEEE802标准的基本构成图2.2IEEE802标准IEEE802标准的基本构成IEEE802.1：综述和体系结构（IEEE802.1（A），它除了定义IEEE802标准和OSI参考模型高层的接口外，还解决寻址、网际互连和网络管理等方面的问题（IEEE802.1（B）。IEEE80.2：逻辑链路控制，定义LLC子层为网络层提供的服务。对于所有的MAC规范，LLC是共同的。IEEE802.3：载波监听多路访问/冲突检测（CSMA/CD），是一种对总线型局域网的介质访

17、问控制方法和物理层规范。IEEE802.4：令牌总线（TokenBus），是另一种对总线型局域网的介制访问控制方法和物理层规范。IEEE802.5：令牌环（TokenBus），是另一种对总线型局域网的介质访问控制方法和物理层规范。IEEE802标准的基本构成IEEE802.6：城市区域网MAN（MetropolitanAreaNetwork），它可以实现一个城市范围内的计算机连网。在城市网上，可以传输数据，也可以传输语音和图像。IEEE802.9：LAN-ISDN接口。IEEE802.10：互操作LAN安全标准（SILS）。IEEE802.11：无线局域网（wirelessLAN）。IEEE8

18、02.12：100VG-ANYLAN的MAC标准及物理层规范。IEEE802.14：交互式电视网，包括cablemodem的技术规范。IEEE802这一组标准的数目还在不断扩充和完善。IEEE802标准对微机局域网的标准化起了重要作用，目前，尽管高层软件和网络操作系统不同，但由于低层采用了标准协议，几乎所有局域网均可实现互连。2.2常用的局域网技术2.2.1 以太网和快速以太网以太网和快速以太网1以太网以太网指符合IEEE802.3标准的网络。以太网是最早使用的局域网，也是目前使用最广泛的网络产品。20世纪70年代末期由Xerox、DEC和Intel三家公司共同推出正式的网络产品。20世纪80

19、年代至今，以太网获得空前的发展，传输率自20世纪80年代初的10Mbps发展到20世纪90年代达到100Mbps，而且目前1Gbps的以太网产品已很流行。随着技术的发展，以太网标准系列已扩展成10余个，其中几个主要的标准如表2.1所示。发布时间发布时间 以太网方案以太网方案 802.3标准标准 使用传输介质使用传输介质 1982年10BASE-5802.3粗同轴电缆1985年10BASE-2802.3a细同轴电缆1990年10BASE-T802.3i双绞线1993年10BASE-F802.3j光纤1995年100BASE-T802.3u双绞线1997年全双工以太网802.3x双绞线、光纤199

20、8年1000BASE-X802.3z短屏蔽双绞线、光纤2000年1000BASE-T802.3ab双绞线1以太网以太网的的原始方式使用同轴电缆方式。分为细缆方式的10BASE-2和粗缆方式的10BASE-5，这里10代表10Mbps，BASE表示基带传输方式，2和5代表每段长度最大分别为200米和500米。这两种方式都采用总线型结构；细缆网络最多可以有30个站点，最大电缆长度为200米；粗缆网络最多可以有100个站点，最大电缆长度为500米。双绞线以太网10BASE-T中的T表示双绞线。物理上这种网络以集线器为网络中心，为星型结构，逻辑上也是总线拓扑，采用CSMA/CD访问控制方式。由于双绞线

21、网络易于安装、价格低廉、可靠性好、容易进行故障隔离和修复，很快得到了广泛的应用。10BASE-FL网络采用62.5/125多模光纤，FL代表光纤。2快速以太网快速以太网是在10BASE-T和10BASE-FL技术上的基础发展起来的具有100Mbps传输率的以太网。快速以太网的媒体和媒体布局向下兼容10BASE-T和10BASE-FL，其差别就在于传输速率相差10倍，帧结构和媒体访问控制方式完全按照IEEE802.3的基本标准。快速以太网技术与产品推出后，迅速获得广泛应用。（1）快速以太网的种类快速以太网共有4种不同的连接方式，用以满足不同的布线环境。2快速以太网100BASE-Tx继承了10B

22、ASE-T使用5类UTP的环境，在布线不变的情况下，直接将10BASE-T的设备换成100BASE-Tx的设备即可形成100Mbps的以太网系统。100BASE-Tx的最大电缆长度为100米。这种连接方式是最常用的一种。100BASE-FX继承了10BASE-FL的多模光纤的环境，在布线不变的情况下，可直接升级为100Mbps的以太网系统。对于原来使用3类双绞线的布线环境，要升级为100Mbps的以太网系统，就需要使用100BASE-T4和100BASE-T2，其中100BASE-T4使用全部4对双绞线。这两种方式都采用特殊的编码方式进行信息传输，目前已很少见。快速以太网中用得最广泛的是100

23、BASE-TX和100BASE-FX。2.2.2交换式以太网1.共享媒体和交换技术在以太网或快速以太网中，采用的是共享媒体技术，形成的是一种广播式网络，物理结构上的星型结构在逻辑上还是总线型结构。多个用户共享一条信道，一个用户传送数据时，其他所有用户都必须等待，因而用户的实际使用速率比较低。例如，在一个有5个用户的10Base-T网络中，当负载较重时，每个用户的平均可用网络速率仅约是网络总带宽的1/5，即2Mb/s。使用交换技术的以太网的核心设备是交换机（SWITCH）。交换机系统摆脱了CSMA/CD媒体访问控制方式的约束，在交换机的各端口之间可以同时存在多个数据通道，如图2.5所示。此时的交

24、换机逻辑上可认为是一个受控制的多端口开关矩阵，根据需要打开和关闭2个逻辑端口之间的开关。1.共享媒体和交换技术图2.3交换机的各端口之间同时存在多个数据通道1.共享媒体和交换技术交换式以太网相当于把整个网络划分成一个个单用户的网段，在这个网段上只有一个用户，因而不存在碰撞问题，使用户可以充分利用带宽。在10Mbps网络中，如果将普通的集线器改为交换式集线器，那么相当于每个用户都可以独立使用10Mbps带宽，假如有5个端口，则网络的总带宽为10Mbps5=50Mbps，把共享媒体网络的带宽除法变成了乘法，大幅度提高了网络性能。2.交换式以太网的应用组建网络时，一般把功能类似或者把一个部门的用户组

25、成一个工作组，工作组之间通过交换机相连。图2.4是一个典型的交换式以太网，以一个1000Mbps的交换机作为网络核心，通过100Mbps的交换机连接网络中的全部工作站，每个100Mbps交换机连接的工作站形成一个工作组，主服务器连接在核心交换机上。100Mbps交换机为连接到它上面的每个工作站提供100Mbps的专用带宽。有些部门级或工作组级的交换机可提供了多个（一般为两个）上联的1000Mbps的高速端口，通过这个高速端口可以连接到1000Mbps的交换机上。这样就在工作组之间建立起连接。2.交换式以太网的应用图2.4典型的交换式以太网2.2.3千兆以太网随着网络规模的扩大和网络应用的多样化

26、，快速以太网也逐渐不能满足用户对网络带宽的要求，千兆以太网就应运而生。1995年11月，IEEE802.3标准委员会组建了一个新的“高速研究组（High-SpeedStudyGroup）”，研究1000Mbps速率的以太网。到1996年3月，IEEE组建了新的802.3z工作组，负责研究千兆位以太网并制订相应的标准，一些快速以太网的支持者与某些新的发起者成立了“千兆以太网联盟（GEA）”，其中包括3COM、BayNetworks、Cisco、Compaq、Intel、Sun等11家著名的公司，1个月后，另外28家公司也加入了联盟，其中包括惠普（HP）公司。千兆以太网的实现方案有两种：1000B

27、ASE-X和1000BASE-T。2.2.3千兆以太网1.1000BASE-X1000BASE-X使用的以太网标准为802.3z，根据编码技术、传输媒体的不同，又分为1000BASE-CX、1000BASE-LX和1000BASE-SX三种。1000BASE-CX使用一种非标准的特殊的屏蔽双绞线电缆，最大传输距离为25m，电缆端口使用9芯D型连接器。适用于交换机间的短距离连接，特别是千兆主主干交换机和主服务器间的连接，这种连接一般在机房的配线架上进行。1000BASE-LX使用波长为1300nm的激光作为光源，传输媒体使用62.5m或50m的多模光纤时，全双工模式下，最大传输距离为550米；使

28、用10m的单模光纤时，最大传输距离可达3km。1000BASE-SX使用波长为800nm的短激光作为光源，不支持单模光纤，使用62.5m的多模光纤时，最大传输距离为300m；使用50m的多模光纤时，最大传输距离为525m。2.2.3千兆以太网1000BASE-LX和1000BASE-SX连接光缆的连接器都是SC连接器。2.1000BASE-T1000BASE-T是一种5类UTP的千兆以太网技术，使用的标准为802.3ab。最大传输距离与100BASE-TX一样为100m。1000BASE-T使用千兆网络设备，通过先进的编码技术和信号传输技术，可使原来的快速以太网直接升级为千兆以太网。2.2.4

29、万兆以太网1.万兆以太网技术介绍万兆以太网技术始于2002年6月802.3ae10GE标准的正式发布。在物理层，802.3ae大体上可以分为两种类型，一种为与传统以太网连接、速率为10Gbps的“LANPHY”，另一种为连接SDH/SONET、速率为9.58464Gbps的“WANPHY”；WANPHY与SONETOC-192帧结构的融合，可以与OC-192电路和SONET/SDH设备一起运行，保护了传统基础设施投资，使运营商能够在不同地区中通过城域网提供端到端以太网。在传输介质方面，802.3ae目前可以支持9um单模、50um多模和62.5um多模光纤。在数据链路层，802.3ae继承了8

30、02.3以太网的帧格式及最大/最小帧长度，支持多层星型连接、点到点连接及上述拓扑的组合，充分保证对已有应用的兼容性，对上层应用没有影响，使得升级风险极低。2.2.4万兆以太网2.万兆以太网应用随着千兆到桌面的日益普及，万兆以太网技术将会在汇聚层和骨干层得到广泛的应用。根据目前市场状况以及技术发展的趋势来看，预计在很短时间内，万兆网络和千兆桌面将逐渐成为网络交换市场的主流。目前万兆以太网的应用主要在以下几个方面：园区网骨干交换机间的互连、数据中心服务器群组与骨干的互连、城域网的汇聚层和骨干层、新兴的宽带广域网以及存储网络（SoIP或SAN）。当然，市场是瞬息万变的，除了这些较有优势的市场外，万兆

31、以太网也将会在其他多媒体应用上如VoD视频点播或数字电影制作等领域具备市场潜力。从国内市场来看，教育科研网络、电信及存储网络将会率先采用万兆以太网技术。2.3小型局域网的设备和传输介质l2.3.1小型局域网的主要网络设备l组成局域网的设备可分为三类：网络终端设备、网络传输设备和传输媒体。不同规模的网络，网络终端设备基本相同，而网络传输设备和传输媒体可能有较大的区别。这里介绍节点数量较少、网络覆盖范围较小的局域网的设备，规模较大的局域网（一般称为园区网）的设备在下一章介绍。l小型局域网广泛用于办公室、计算机教室、网吧、研究室等计算机数量不多而且集中的场合，一般全部位于1个或相邻的几个房间，这类网

32、络结构比较简单，不需要做非常严格的施工设计。1.网络终端设备（1）服务器网络服务器（Server）是局域网的核心，一般是由一台高档的微机或专用服务器来担任。局域网中至少应有一台服务器，也可配置多台服务器。按服务器在不同的体系结构中的应用可分为文件服务器、应用程序服务器、通信服务器等，局域网建设中如何配置、选择网络服务器是很关键的问题。服务器的作用主要有：（1）安装、运行网络操作系统。这是服务器最主要的功能，通过网络操作系统控制、协调和处理各工作站提出的网络服务请求。1.网络终端设备（2）存储和管理网络中的共享资源和软件系统。各种共享的数据库、系统文件、应用程序等软件资源可存储在服务器中，由网络

33、操作系统对这些资源统一管理，供各工作站共享使用。网络中的大容量硬盘、打印机、绘图仪及其他贵重设备等硬件资源也可由网络服务器统一管理。（3）网络管理员在服务器上通过网络操作系统对网络上的数据通信进行控制、管理。包括工作站与服务器的通信、工作站与工作站之间通信等。（4）在工作站/服务器模式中，服务器主要起文件服务器的作用。随着客户/服务器体系结构的发展，网络服务器不仅充当文件服务器，还具备有为各网络工作站（客户）的应用程序提供服务的功能。1.网络终端设备随着对等网络技术的普及应用，不需要服务器进行网络管理，服务器只提供网络资源，有些局域网就不需要专门的服务器了。（2）工作站工作站（WorkStat

34、ion）是连接到网上的一台个人计算机（PC），每个工作站仍保持个人计算机原有功能，它既能作为独立的个人计算机使用，同时也能通过网卡上网作为网上的用户工作站，来访问服务器，共享网络资源，在客户/服务器体系中工作站作为客户（Client）出现在网络中。工作站可以是带软盘、硬盘的一台微机，也可以是不配磁盘驱动器的“无盘工作站”。（3）网络打印机、绘图仪等。2网络传输设备l（1）网卡l网卡（NerworkInterfaceCard，简称NIC）又称网络适配器（NetworkAdapter）。为了将服务器、工作站等设备连到网络中去，需要在这些设备与通信介质之间用网络接口器件进行物理连接。局域网中由一块网

35、络接口卡来完成这一功能。网卡是网络通信的主要瓶颈之一，质量好环与功能强弱将直接影响网络功能与网上进行软件的效果。l网卡插在计算机总线扩展槽内。根据总线形式不同，有PCI、ISA两种，笔记本电脑使用PCMCIA接口的网卡，现在还出现了使用USB接口的网卡。2网络传输设备网卡的后部有连接网线的插口，不同的传输媒体使用不同的插口形式，BNC插口可以与细则缆相连，AUI插口可以与粗缆的收发器电缆相连，RJ-45插口与双绞线的RJ-45插头相连。图2.5是几种网卡的外观图。（1）ISA总线带总线带BNC接口的接口的10M网卡网卡（2）PCI总线带总线带RJ-45接口的接口的100M网卡网卡2网络传输设备

36、目前最常用的是使用RJ-45插口的网卡，RJ-45插口有8个针脚与网卡上的电路板连接。实际上一般只使用其中的1、2、3、6几个脚，1、2脚用做信号发送，3、4脚用做信号接收，如表2.2所示表2.2RJ-45插口各针脚信号针脚针脚信号信号作用作用1TxD（+）信号发送2TxD（-）信号发送3RxD（+）信号发送4不用5不用6RxD（-）信号发送7不用8不用2网络传输设备l（2）中继器l中继器（Repeter）是网络物理层的一种传输介质连接设备。由于信号网络传输介质中有衰减和噪音，使有用的数据信号变得越来越弱，因此不管何种拓扑结构，也不管采用何种网卡和传输介质，总有一个传输距离离限制。当网络段超过

37、量大传输距离时，则需使用中继器。中继器对接收信号起中继放大和整形作用，并按原传递方向重新进行发送。因此中继器可用来扩展网络段或将两个网络段连在一起，如图2.6所示。2网络传输设备l（3）集线器l集线器（HUB）可以说是一种特殊的多口中继器（Multi-portRepater）,它把多段介质连接在一起，并具有中继功能，即地传输信号进行再生和放大，从而扩展介质长度。l集线器有的端口48162448等数目，常见的是16口和8口的集线器。共享式集线器一般会有一个专门的接口由于集线器级连。l按照最大传输速率，集线器可分为10M、100M和10/100M自适应几种，有些集线器有几个端口是高速率的，而其它端

38、口是低速率的。l按照工作方式，集线器可分为共享式集线器和交换式集线器（交换机），如图2.7所示。2网络传输设备（1）共享式集线器（2）交换式集线器图2.7集线器2网络传输设备堆叠共享式HUB是共享式HUB中的一种，相互之间通过背板上的25针RS-232接口连接，可看作网中的一个大HUB。例如当4个12口的HUB集连在一起时可以看作是1个48接口的HUB。集线器的型号一般包含以下此集线器的性能信息，如D-LINK的DES-1016的“E”表示以太网，“S”表示交换机，“16”表示16口。市场上提供集线器的主要厂商有3COM、D-Link、IBM、BayNetworks、Accton、HP、Int

39、el等公司。2.3.2网络传输媒体和连接设备局域网所使用的传输介质主要是双绞线、同轴电缆和光缆。1.双绞线标准双绞线都是装在纸箱中的（如图2.8（1）所示），每箱线的长度为1000英尺（约305米），网线上有连续的长度标志。使用时不用打开纸箱，直接从出线孔中向外抽动即可。根据网线上的长度标志截取适当长度的双绞线。双绞线使用时需要在两头接上RJ-45插头，如图2.8（2）所示。RJ-45插头俗称水晶头。1.双绞线（1）双绞线（2）RJ-45头图2.8双绞线及其安装配件2.3.2网络传输媒体和连接设备使用细同轴电缆作为传输媒体需要使用T型连接器、BNC插头和终端电阻（终结器）。细缆两端需要安装BN

40、C插头才能和T型连接器或网卡连接。T型连接器两个阳头用于连接网线到达另外两台计算机的网线或终结器，阴头直接连接网卡。终结器是一个50的电阻，用于保持网线的阻抗匹配。如果终结器不正常，网络信号就会不稳定3.光缆光缆使用时在每条光纤的两端要安装ST或SC插头。安装光缆需格外谨慎。连接每条光缆时都要磨光端头，通过电烧烤或化学环氯工艺与光学接口连在一起，确保光通道不被阻塞。光纤不能拉得太紧，也不能形成直角。局域网中可使用单模和多模的光缆，常用的光缆有6芯光纤和4芯光纤。在室外敷设的光纤应使用有金属保护层的铠装光缆，防止老鼠撕咬或其它撞击。【提示】有关双绞线和光缆的更多介绍见第3章。2.4小型局域网的安

41、装安装一个小型的局域网的过程分为准备、安装硬件、网络配置、网络测试几个步骤。下面以在WindowsXP环境下安装局域网为例介绍一个小型局域网的安装。这里的实例介绍的局域网连接10台计算机，用于一个小型办公室的资源共享。【注意】要养成随时使用文字记录网络安装、测试、使用过程的习惯，这样学习的进度和效果要好很多。并且，过一段时间，还要对自己记录的材料进行整理、总结。2.4.1网络规划和器材准备在动手安装网络前首先做好准备工作。1.记录组件网络的要求包括组建网络的目的、连网计算机的最大数量、场地环境、电源情况等。2.设计线路敷设方法设计双绞线和电源线的路径，两种线路尽量不要交叉，也不能距离太近。电源

42、线要绝对安全可靠。本实例中电源线使用办公室原有的线路，网线沿办公室墙壁连接到每一台计算机。2.4.1网络规划和器材准备3.规划硬件、软件的安装和使用根据组建网络的用途和相关要求，确定使用什么样的交换机。对于连接因特网的局域网，还要规划与因特网连接的线路、设备。根据前期调研，记录需要在计算机安装的软件。安装软件不是网络安装所必需的，但详细记录系统中运行的软件系统对网络调试和后期的维护会有很大的帮助。2.4.1网络规划和器材准备4.准备安装器材需要准备以下材料：（1）安装工具：包括网线钳、网线测试仪、螺丝刀、电钻、螺丝钉等。（2）交换机：根据连网设备数量选择交换机的端口数量。本实例只有10台计算机

43、，可选择16口的100M交换机。目前的网络以百兆为主，所以一般选择100M的交换机；交换机数量以网络设备数量为依据，需要有一定的余量；有时由于安装位置的原因，交换机的数量需要多一些。准备安装器材（3）网线和RJ-45头：在线路设计的基础上准备网线，裁剪网线时一定要考虑线路转弯、主机随时移动的因素，适当长一些。每台计算机到交换机需要1条网线，交换机之间的连接也需要网线。本实例按照长度准备10条网线。RJ-45头按照每条网线2只，再加上20%余量准备。本实例准备25只。（4）网卡和驱动程序：同一网络中的网卡尽量选用一样的产品，以方便网络的安装、调试和维护。2.4.2安装硬件l1.制作网线制作网线是

44、连接局域网是必须要做的，因为网络连线长度事先无法确定，所以网线都是现场制作。因为现在局域网基本都采用双绞线连接，这里只介绍双绞线的制作方法。制作网线需要专门的网线钳，如图2.10是较一种常用的网线钳。2.4.2安装硬件1.制作网线图2.10网线钳l制作网线就是在双绞线两头安装RJ-45插头（水晶头）。水晶头的结构如图2.11所示，将铜接触线一面向上，从左到右的插针号依次为1、2、3、8。2.4.2安装硬件l双绞线内部由4对分别两两扭在一起的塑料外皮带颜色的铜线组成，外皮颜色分别是蓝、白蓝（白色线上有兰色的线段）、橙、白橙、绿、白绿、棕、白棕。l网线和水晶头的连接有许多种标准，一般采用EIA/T

45、IA-568B或EIA/TIA-568A标准，网线的连接方法如表2.3所示。注意第3、4、5、6号线的接法，这样接可以最大地减少网络信号的交扰。l尽管只要一条网线两头采用相同的标准就可以保证网络的连通，但为保证网络性能以及后期维护的方便，在同一网络中要使用相同的连接标准。1.制作网线表表2.1 EIA/TIA-568B和和EIA/TIA-568A标准标准标准标准12345678TIA-568B 白橙橙白绿蓝白蓝绿白棕棕TIA-568A 白绿绿白橙蓝白蓝橙白棕棕制作网线时，首先用网线钳头部的剥线刀，把双绞线的护套皮剥开1cm左右；再把8条线按标准排列好，用网线钳后部的裁线刀把线头剪齐；然后把线头

46、插到水晶头中，尽量向水晶头的头部插紧；最后把带线的水晶头插到网线钳中部的压线孔中，用力把双绞线压紧。普通网线两头采用相同的连接方法，即一条网线的两个水晶头中的网线排列是一一对应的，如图2.12（1）所示。1.制作网线（1）普通线共享式集线器以及一些交换式集线器相互之间的级联需要制作特殊的网线，平时叫做“级联线”。制作方法是把网线一个头的输入、输出信号线交换，就是一头的1号线应接另一头的3号线、2号线接另一头的6号线。如图2.12（2）所示。（2）级联线图2.12普通线和级联线1.制作网线如果只有两台计算机连网，可以使用级联线直接把这两台计算机连起来，不需要再使用集线器。制作好的网线可以使用网络

47、测试仪测试网线是否正常。专业的测试仪可以测出网线的各种参数；图2.13所示是一种常用的简易测试仪，只可以测试网线是否错线、短路或开路，不能测试性能指标。图2.13网线测试仪l简易测试仪有两个单元，测试时把网线的两头分别插到两个单元的RJ-45插口中，打开主单元上的电源开关，主单元上的8个指示灯按顺序点亮，如果副单元上的指示灯也同步按顺序点亮，则网线正常，否则网线有问题。l测试级联线时，副单元上指示等亮的顺序应为：3，6，1，4，5，2，7，8。l2.安装网卡l逐一断开计算机电源，打开计算机主机箱盖板，安装并固定好网卡。l3.安装网卡驱动程序l目前的网卡基本上都是即插即用的，可以在向导的帮助下安

48、装驱动程序。WindowsXP可以自动安装大多数网卡的驱动程序。l如果驱动程序不能自动安装，或者需要重新安装驱动程序。3.安装网卡驱动程序（1）将驱动程序光盘插入光驱，找到网卡驱动所在文件夹，单击“setup.exe”开始安装。（2）按照提示，完成驱动程序安装。（3）安装完成后，在计算机桌面上的“我的电脑”上单击右键，选择“属性”，如图2.14所示；在打开的“系统属性”对话框中单击“硬件”选项卡，打开“设备管理器”窗口，可以在“网络适配器”中找到安装的网卡，如图2.15所示。可以看到，本实例安装的网卡是常见的“RealtekRTL8139/810XFamilyFastEthernetNIC”网

49、卡，表明安装成功。如果网卡被禁用或者有问题，图中网卡型号前面的小图标上会有红色的叉号或问号标记。3安装网卡驱动程序图6.8“设备管理器”窗口图2.14系统属性”对话框3.安装网卡驱动程序（4）在“设备管理器”窗口的网卡型号上双击，打开“网卡属性”对话框（如图2.16所示），可以设置网卡的速率、修改I/O范围、内存地址、设置电源管理方式、禁用或启用网卡，不过这里一般不用设置。如果需要设置，一定要对设置的项目十分了解，否则可能引起网卡不能正常工作。图2.16“网卡属性”对话框4.安装交换机和网线将网络交换机安装到合适的位置，固定好。将每台计算机和交换机之间的网线连接好，网线一头插入网卡的RJ-45

50、插座，另一头插入交换机的一个RJ-45端口。哪台计算机插入哪个端口要进行记录。网线连接好后，打开计算机电源，这时交换机插入网线的端口指示灯应该点亮。如果不亮，检查网线插头是否插好；插头没有问题时，可能是网线本身有问题，使用网线测试仪进行测试。5设置计算机名l计算机名将是局域网中计算机之间相互访问的重要识别标志，每台计算机必须设置不同的计算机名。这里将10台计算机分别命名为“办公计算机01”、“办公计算机02”“办公计算机10”。l（1）在计算机桌面上的“我的电脑”上单击右键，选择“属性”，如图2.16所示；在打开的“系统属性”对话框中单击“计算机名”选项卡，如图在其中单击“更改”按钮，如图2.