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1、计算机网络硬件和软件设备的选择,樊彩明 西京学院,2,第1节 计算机网络的硬件设备选择,1.1 计算机网络的终端设备,1.2 计算机网络的传输设备,1.3 计算机网络的连接设备,1.1 计算机网络的终端设备（服务器）,网络终端设备主要由服务器、工作站、网络打印机、绘图仪等工作终端。其中服务器和工作站是网络中的主体。 1.服务器的概念 网络服务器是一台速度快、存储量大、配置高的计算机，它是网络系统的核心设备，负责网络资源管理和用户服务。可以分为文件、通信、数据库、应用程序、打印服务器等。 2.服务器的作用 安装、运行网络操作系统 存储、管理网络中的共享资源和软件系统,3,1.1 计算机网络的终端
2、设备（服务器）,3.服务器的分类 A.按网络规模划分 工作组级服务器 部门级服务器 企业级服务器 B.按服务器的结构划分 CISC架构的服务器 RISC架构的服务器,4,1.1 计算机网络的终端设备（服务器）,C.按照使用的用途划分 通用服务器 专用型服务器 D.按照服务器的外观 塔式服务器 刀片式服务器 机架式服务器,5,1.1 计算机网络的终端设备（服务器）,4.服务器硬件的组成及其特点 主要由CPU、内存、芯片组、I/O总线、I/O设备、电源和机箱组成。 具有高性能、高可靠性和可拓展性。,6,1.1 计算机网络的终端设备（工作站）,工作站的概念 工作站是具有独立处理能力的计算机，它是用户
3、向服务器申请服务的终端设备。常用的有台式机、笔记本、数据采集器、智能手机等。,7,8,1.2 计算机网络的传输设备（网卡）,网卡，又叫网络适配器，是计算机网络中最重要的连接设备。网卡安装在计算机中，多台计算机通过传输介质(如双绞线或光纤)连接网卡并与某个集中设备(如交换机)相连，是目前最为流行的计算机网络的基本结构。 1. 网卡的作用 代表固定的网络地址 在网络中传输数据，必须确定数据从哪台计算机来，到哪台计算机去，如何标识这些计算机呢？这就要靠网卡的物理地址来标识。 数据从一台计算机传输到另外一台计算机时，也就是从一块网卡传输到另一块网卡，即从源网络地址传输到目的网络地址。,9,1.2 计算
4、机网络的传输设备（网卡）, 转换数据并将数据送到网线上 网络上传输数据的方式与计算机内部处理数据的方式是不相同的，它必须遵从一定的数据格式(通信协议)。当计算机将数据传输到网卡上时，网卡会将数据转换为网络设备可处理的字节，那样才能将数据送到网线上，网络上其它的计算机才能处理这些数据。 接收数据并转换数据格式 在网络中，网卡的工作是双重的：一方面它将本地计算机上的数据转换格式后送入网络；另一方面它负责接收网络上传过来的数据包，对数据进行与发送数据时相反的转换，将数据通过主板上的总线传输给本地计算机。,10,1.2 计算机网络的传输设备（网卡）,2. 网卡的分类 按网卡的工作方式可分为： 半双工：
5、它的意思是虽然网卡可以接收发送数据，但是一次只能做一种动作，不能同时收发。 全双工：就是能够“同时”接收与发送信号，例如电话就是一种全双工传输设备，我们在听对方讲话的同时，也可以发话给对方。理论上，全双工传输可以提高网络效率，但是实际上仍是配合其他相关设备才有用。例如必须选用双绞线的网络缆线才可以全双工传输，而且中间所接的集线器可交换机，也要能全双工传输；最后，所采用的网络操作系统也得支持全双工作业，如此才能真正发挥全双工传输的威力。一般来说，现在绝大部分的网卡都是全双工的了。,11,1.2 计算机网络的传输设备（网卡）, 按网卡的工作对象可分为普通工作站网卡和服务器专用网卡： 普通工作站网卡
6、是一般计算机上使用的网卡，主要特点是价康物美，兼容性强等特点，,图2-1 普通PCI网卡,12,1.2 计算机网络的传输设备（网卡）, 服务器专用网卡是为了适应网络服务器的工作特点而专门设计的，价格较贵，但性能很好。 图2-2是Intel千兆以太网卡PRO/1000 XT Server Adapter，它从电路设计、布局、用料上都比普通网卡高出不少档次。,图2-2 Intel的千兆位以太网卡,13,1.2 计算机网络的传输设备（网卡）, 按网卡的总线接口可分为ISA网卡、PCMCIA网卡和PCI网卡 因PC技术的发展，先后出现了不同接口类型的网卡，主要有以下几种： ISA网卡：工业标准结构，较
7、原始的计算机上使用的总线结构，8位或16位机器主板上使用，已淘汰。 PCI网卡：即插即用总线结构，现在的主流总结结构方式，还有专门用于笔记本计算机的PCMCIA网卡。,14,1.2 计算机网络的传输设备（网卡）, 按网卡的接口类型可分为BNC、AUI、RJ-45、USB、ATM及光纤接口 根据传输介质的类型不同，主要有以下几种： BNC接口(细缆)网卡：用于总线结构的细同轴电缆中。 AUI接口(粗缆)网卡：通常只有在连接粗同轴电缆(RJ-11)网线、或是连接收发器时才会使用。 RJ-45接口网卡(双绞线)：现在市场上的主要的接口方式，采用此接口的网卡速率有10Mbps、100Mbps和1000
8、Mbps。 按用于连接传输介质的端口的数量，可以将网卡分为单接口网卡、双接口网卡(如RJ-45+BNC)、3端口网卡(如RJ-45+BNC+AUI)等。 光纤接口网卡：正在进入主流的接口方式，但还比较贵。,15,1.2 计算机网络的传输设备（网卡）, 按网卡的传输速率可分为10Mbps网卡、100Mbps网卡、10/100Mbps自适应网卡、1000Mbps网卡几种： 10Mbps网卡：老的EISA网卡、或者带BNC口与RJ-45口的网卡。 100Mbps网卡：传输速率固定为100Mbps的网卡。 10/100Mbps自适应网卡：自适应是指网卡可以与远端网络设备(集线器或交换机)自动协商，确定
9、当前的可用速率是10Mbps还是100Mbps。 1000Mbps网卡：服务器应该采用千兆以太网网卡，这种网卡多用于服务器与交换机之间的连接，以提高整体系统的响应速率。 (6) 按传输路线分为有线网卡和无线网卡,16,1.2 计算机网络的传输设备（集线器）,集线器(HUB)是计算机网络中连接多个计算机或其他设备的连接设备。集线器基本上是一个共享设备，其实质是一个中继器，主要提供信号放大和中转的功能，它把一个端口接收的全部信号向所有端口分发出去。一些集线器在分发之前将弱信号加强后重新发出，一些集线器则排列信号的时序以提供所有端口间的同步数据通信。,图2-8 标准的24口集线器,17,1.2 计算
10、机网络的传输设备（集线器）,2. 集线器的分类 集线器有多种类型，各个种类具有特定的功能、提供不同等级的服务。 按总线带宽的不同，集线器分为10M、100M和10M/100M自适应三种； 按配置形式的不同可分为独立型、模块化和堆叠式三种； 按端口数目的不同主要有8口、16口、24口和32口几种； 按工作方式可分为智能型和非智能型两种。 按工作方式区分有较普遍的意义，可以进一步划分为被动无源集线器、主动有源集线器、智能集线器和交换集线器四种。,18,1.2 计算机网络的传输设备（集线器）, 被动无源集线器(passive HUB) 被动集线器只把多段网络介质连接在一起，允许信号通过，不对信号做任
11、何处理，它不能提高网络性能，也不能帮助检测硬件错误或性能瓶颈，只是简单地从一个端口接收数据并通过所有端口分发，这是集线器可以做的最简单的事情。一般的总线带宽是10M。 主动有源集线器(active HUB) 主动集线器拥有被动集线器的所有性能，此外还能监视数据。在以太网实现存储转发功能中，主动集线器在转发之前检查数据，纠正损坏的分组并调整时序，并对微弱信号进行放大后转发。此外，主动集线器还可以报告哪些设备失效，从而提供了一定的诊断能力。,19,1.2 计算机网络的传输设备（集线器）, 智能集线器(intelligent HUB) 智能集线器除了主动集线器的特性外，还提供了集中管理功能。如果连接
12、到智能集线器上的设备出了问题，可以很容易地识别、诊断和修补。智能集线器另一个出色的特性是可以为不同设备提供灵活的传输速率。除了上连到高速主干的端口外，智能集线器还支持到桌面的10/16/100Mbps的速率，即支持以太网、令牌环和FDDI。 交换集线器(switching HUB) 交换集线器就是在一般智能集线器功能上又提供了线路交换能力和网络分段能力的一种智能集线器。由于集线器基本上是作为一种共享设备来定义的，因此很多时候也把它划入入门级的交换机类型中。交换机与集线器的区别在于：用集线器组成的网络称为共享式网络，用交换机组成的网络称为交换式网络。同时，集线器只能在半双工方式下工作，而交换机同
13、时支持半双工和全双工操作。,20,1.2 计算机网络的传输设备（交换机）,交换机的主要功能包括物理编址、网络拓扑结构、错误校验、帧序列以及流量控制。另外，交换机还具备对虚拟局域网(VLAN)的支持、对链路汇聚的支持，甚至有的还具有防火墙的功能。如图所示为交换机的外观示意图。,交换机外观示意图,21,1.2 计算机网络的传输设备（交换机）,1. 交换机的作用 端口带宽的独享 集线器不管有多少个端口，所有端口都是共享一条带宽，在同一时刻只能有二个端口传送数据，其他端口只能等待。而交换机最显著的特点在于端口带宽的独享。在同一时刻可进行多个端口对之间的数据传输。每一端口都是一个独立的冲突域，连接在其上
14、的网络设备独自享有全部的带宽，无须同其他设备竞争使用。,22,1.2 计算机网络的传输设备（交换机）,当节点A向节点D发送数据时，节点B可同时向节点C发送数据，而且这两个传输都享有网络的全部带宽，都有着自己的虚拟连接。假使这里使用的是100Mbps的以太网交换机，那么该交换机这时的总流通量就等于2100Mbps200Mbps，而使用100Mbps的共享式集线器时，一个集线器的总流通量也不会超出100Mbps。 识别MAC地址，并完成封装转发数据包 交换机可以识别MAC地址，并把其存放在内部地址表中，通过在数据帧的始发者和目标接收者之间建立临时的交换路径，使数据帧直接由源地址到达目的地址。,23
15、,1.2 计算机网络的传输设备（交换机）, 网络分段 使用带VLAN功能的交换机可以把网络“分段”，通过对照地址表，交换机只允许必要的网络流量通过交换机。通过交换机的过滤和转发，分割通信量，使前往给定网段的某主机的数据包不至于传播到另一个网段上。这样可以有效的隔离广播风暴，减少误包和错包的出现，避免共享冲突。,24,1.2 计算机网络的传输设备（交换机）,2. 交换机的分类 从广义上来看，交换机分为两种：广域网交换机和局域网交换机。广域网交换机主要应用于电信领域，提供通信用的基础平台。而局域网交换机则应用于局域网络，用于连接终端设备，如计算机及网络打印机等。 从传输介质和传输速度上可分为以太网
16、交换机、快速以太网交换机、千兆以太网交换机、FDDI交换机、ATM交换机和令牌环交换机等。 从规模应用上又可分为企业级交换机、部门级交换机和工作组交换机等。各厂商划分的尺度并不是完全一致的，一般来讲，企业级交换机都是机架式，部门级交换机可以是机架式(插槽数较少)，也可以是固定配置式，而工作组级交换机为固定配置式(功能较为简单)。 从应用的规模来看，作为骨干交换机时，支持500个信息点以上大型企业应用的交换机为企业级交换机，支持300个信息点以下中型企业的交换机为部门级交换机，而支持100个信息点以内的交换机为工作组级交换机。,25,1.2 计算机网络的传输设备（交换机）, 从交换机工作的协议层来分有第2层交换机、第3层交换机和第4层交换机。 第2层交换机依赖于链路层中的信息(如MAC地址)完成不同端口数据间的线速交换；第3层交换机具有路由功能，将IP地址信息用于网络路径选择，并实现不同网段之间的线速交换；第4层交换机则使用传输层包含在每一个I
