计算机网络基础实验讲义Word文档格式.docx
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1.1网线
1.1.1网线的功能
网线是计算机网络中收、发双方之间的可见物理通路。
常见的网线有：
双绞线、铜轴电缆、光纤等。
1.1.2各类网线的性能比较
Characteristics
ThinnetCoaxial
（10Base2）
Thicknetcoaxial
（10Base5）
Twisted-pair
（10BaseT）
Fibre-optic
Cabletype
RG-58coaxial
Coaxial
Category3,4or5unshielded
Twistedpair
Architecture
BusorBus-Star
Bus
StarorStar-Bus
Star
Useablesingle
Cablelength
185metres
500metres
50metresfor
transceivercable
100metres
2kilometres
TotalLANlength
925metres
5-4-3rule
2,500metres
None
ComputersperLAN
1024
100
Transmissionrates
10Mbps
10/100/100
Mbps
10/100/1000
Mbps>
1Gbps
Flexibility
Fairlyflexible
Leastflexible
Mostflexible
Easeof
installation
Easiesttoinstall
Hardertoinstall
Easytoinstall
Hardestto
install
Susceptibilitytointerference
Goodresistancetointerference
Susceptibletointerference
Notsusceptibletointerference
Connectors
BNC（British
NavalConnector
）,T-pieces,
terminators
VampireTapsandAUITransceivercables
RJ45
FibreconnectorsSpecialcuttingandpolishingtools
Specialfeatures
Connectioncomponentsare
verycheap
Nohubrequired
Hardtoinstall
Legacysystem
Sameas
telephonewire
andisoften
pre-installedin
buildings
Requiresahub
Supportsvoice,
Dataandvideo
Expensiveto
installdueto
costsofcutting
andconnecting
Preferreduses
Smallsitesonly
Donotuse
Anysize
organization
Organization
Requiringspeed
andhighdata
securityand
integrity
1.2网卡（NetWorkInterfaceCard）
1.2.1网卡的主要功能
网卡即网络接口卡（NIC，NetworkInterfaceCard），是将PC机和局域网连接起来的网络适配器（NIC），它涉及到网络物理层和数据链路层。
其主要功能为：
⏹串/并转换
⏹数据缓存
⏹包的装配和拆卸
⏹编码/解码
⏹网络存取控制
⏹数/模转换
1.2.2网卡的分类
1.按总线接口类型分
按网卡的总线接口类型来分一般可分为ISA接口网卡、PCI接口网卡以及在服务器上使用的PCI-X总线接口类型的网卡，笔记本电脑所使用的网卡是PCMCIA接口类型的。
（1）ISA总线网卡
（2）PCI总线网卡
（3）PCI-X总线网卡
（4）PCMCIA总线网卡
（5）USB总线接口网卡
2.按网络接口划分
除了可以按网卡的总线接口类型划分外，我们还可以按网卡的网络接口类型来划分。
网卡最终是要与网络进行连接，所以也就必须有一个接口使网线通过它与其它计算机网络设备连接起来。
不同的网络接口适用于不同的网络类型，目前常见的接口主要有以太网的RJ-45接口、细同轴电缆的BNC接口和粗同轴电AUI接口、FDDI接口、ATM接口等。
而且有的网卡为了适用于更广泛的应用环境，提供了两种或多种类型的接口，如有的网卡会同时提供RJ-45、BNC接口或AUI接口。
（1）RJ-45接口网卡
（2）BNC接口网卡
（3）AUI接口网卡
（4）FDDI接口网卡
（5）ATM接口网卡
3.按带宽划分
随着网络技术的发展，网络带宽也在不断提高，但是不同带宽的网卡所应用的环境也有所不同，目前主流的网卡主要有10Mbps网卡、100Mbps以太网卡、10Mbps/100Mbps自适应网卡、1000Mbps千兆以太网卡四种。
（1）10Mbps网卡
（2）100Mbps网卡
（3）10Mbps/100Mbps网卡
（4）1000Mbps以太网卡
4.按网卡应用领域来分
如果根据网卡所应用的计算机类型来分，我们可以将网卡分为应用于工作站的网卡和应用于服务器的网卡。
前面所介绍的基本上都是工作站网卡，其实通常也应用于普通的服务器上。
但是在大型网络中，服务器通常采用专门的网卡。
它相对于工作站所用的普通网卡来说在带宽（通常在100Mbps以上，主流的服务器网卡都为64位千兆网卡）、接口数量、稳定性、纠错等方面都有比较明显的提高。
还有的服务器网卡支持冗余备份、热拨插等服务器专用功能。
除了以上几类网卡以外，另外还有一些非主流分类方式，如现在非常流行的无线网卡。
1.2.3网卡的总线类型
网卡目前主要有ISA、PCI、PCI-X、PCMCIA和USB几种总线类型。
1.ISA总线接口
这是早期网卡使用的一种总线接口，目前在市面上基本上看不到有ISA总线类型的网卡。
ISA网卡采用程序请求I/O方式与CPU进行通信，这种方式的网络传输速率低，CPU资源占用大。
这类网卡已不能满足现在不断增长的网络应用需求。
建议选购时不必考虑此类网卡。
2.PCI总线接口
PCI总线的英文全称为PeripheralComponentInterconnect。
即外部设备互联总线，是于1993年推出的PC局部总线标准。
PCI总线的主要特点是传输速度高，目前可实现66M的工作频率，在64位总线宽度下可达到突发（Burst）传输速率264MB/s，是通常ISA总线的300倍。
可以满足大吞吐量的外设的需求。
采用这种总线类型的网卡在当前的台式机上相当普遍，也是目前最主流的一种网卡接口类型。
因为它的I/O速度远比ISA总线型的网卡快（ISA最高仅为33MB/s，而目前的PCI2.2标准32位的PCI接口数据传输速度最高可达133MB/s），所以在这种总线技术出现后很快就替代了原来老式的ISA总线。
3.PCI-X总线接口
这是目前服务器网卡经常采用的总线接口，它与原来的PCI相比在I/O速度方面提高了一倍，比PCI接口具有更快的数据传输速度（2.0版本最高可达到266MB/s的传输速率）。
PCI-X总线接口的网卡一般32位总线宽度，也有的是用64位数据宽度的。
4.PCMCIA总线接口
采用这种总线类型的网卡是笔记本电脑专用的，它受笔记本电脑的空间限制，体积远不可能像PCI接口网卡那么大。
随着笔记本电脑的日益普及，这种总线类型的网卡目前在市面上较为常见。
PCMCIA总线分为两类，一类为16位的PCMCIA，另一类为32位的CardBus。
CardBus是一种用于笔记本计算机的新的高性能PC卡总线接口标准，就像广泛地应用在台式计算机中的PCI总线一样。
该总线标准与原来的PC卡标准相比，具有以下的优势：
第一，32位数据传输和33MHz操作。
CardBus快速以太网PC卡的最大吞吐量接近90Mbps，而16位快速以太网PC卡仅能达到20-30Mbps。
第二，总线自主。
使PC卡可以独立于主CPU，与计算机内存间直接交换数据，这样CPU就可以处理其它的任务。
第三，3.3V供电，低功耗。
提高了电池的寿命，降低了计算机内部的热扩散，增强了系统的可靠性。
第四，后向兼容16位的PC卡。
老式以太网和Modem设备的PC卡仍然可以插在CardBus插槽上使用。
5.USB总线接口
作为一种新型的总线技术，USB（UniversalSerialBus，通用串行总线）已经被广泛应用于鼠标、键盘、打印机、扫描仪、Modem、音箱等各种设备。
USB总线的网卡一般是外置式的，具有不占用计算机扩展槽和热插拔的优点，因而安装更为方便。
这类网卡主要是为了满足没有内置网卡的笔记本电脑用户。
USB总线分为USB2.0和USB1.1标准。
USB1.1标准的传输速率的理论值是12Mbps，而USB2.0标准的传输速率可以高达480Mbps。
远程唤醒技术（WOL，Wake-on-LAN）是由网卡配合其他软硬件，可以通过局域网实现远程开机的一种技术，无论被访问的计算机离我们有多远、处于什么位置，只要处于同一局域网内，就都能够被随时启动。
这种技术非常适合具有远程网络管理要求的环境，如果有这种要求在选购网卡时应注意是否具有此功能。
1.2.4远程唤醒
可被远程唤醒的计算机对硬件有一定的要求，主要表现在网卡、主板和电源上。
1.网卡能否实现远程唤醒，其中最主要的一个部件就是支持WOL的网卡。
远端被唤醒计算机的网卡必须支持WOL，而用于唤醒其他计算机的网卡则不必支持WOL。
另外，当一台计算机中安装有多块网卡时，只将其中的一块设置为可远程唤醒。
2.主板主板也必需支持远程唤醒，可通过查看CMOS的"
PowerManagementSetup"
菜单中是否拥有"
WakeonLAN"
项而确认。
另外，支持远程唤醒的主板上通常都拥有一个专门的3芯插座，以给网卡供电（PCI2.1标准）。
由于现在的主板通常支持PCI2.2标准，可以直接通过PCI插槽向网卡提供+3.3VStandby电源，即使不连接WOL电源线也一样能够实现远程唤醒，因此，可能不再提供3芯插座。
主板是否支持PCI2.2标准，可通过查看CMOS的"
WakeonPCICard"
项来确认。
3.电源若欲实现远程唤醒，计算机安装的必须是符合ATX2.01标准的ATX电源，+5VStandby电流至少应在600mA以上。
计算机拥有远程唤醒功能并不等于能够实现远程唤醒，在实现之前，还必须对硬件作必要的连接和设置。
以及需要借助相应的软件才能实现。
例如使用AMD公司的MagicPacket来作为远程唤醒软件等。
1.2.5无线网卡
无线网卡的接口类型主要分为PCMCIA接口（笔记本等用设备），USB接口（主要用于台式机、笔记本）.
无线网卡的覆盖范围最大距离为300米，如果有隔离物或环境半开放，传输距离约在35-50米左右。
为了增大传输距离，可以加上外接天线，传输距离可达30-50公里，这主要取决于天线的增益
无线上网卡的品牌很多，比较常见的是SIERRA的Aircard，诺基亚，索尼爱立信，熊猫，首信，奇美，以及Benbo，HARDLINK，iTegno，ii-Link等众多品牌。
在无线局域网卡市场上，3COM、CISCO、D-Link、神州数码、华硕、中怡数宽等厂商也有不错的产品和业绩。
接下来，将逐一介绍三类网卡。
一、WLAN上网卡
无线局域网是计算机网络与无线通信技术相结合的产物。
通俗点说，无线局域网（Wirelesslocal-areanetwork，WLAN）就是在不采用传统电缆线的同时，提供传统有线局域网的所有功能，网络所需的基础设施不需要再埋在地下或隐藏在墙里，网络却能够随着你的需要移动或变化。
之所以还称其是局域网，是因为会受到无线连接设备与电脑之间距离的远近限制而影响传输范围，所以必须要在区域范围之内才可以连上网路。
除了传输介质有别于传统局域网外，无线局域网技术区别于有线接入的特点之一就是标准不统一，不同的标准有不同的应用。
目前比较流行的有802.11标准（包括802.11a、802.11b及802.11g等标准）、蓝牙（Bluetooth）标准以及HomeRF（家庭网络）标准等。
目前无线局域网卡的选购由于要配合AP的选购，所以大多为企业购买为主，在许多提供无线上网的经营场所，用户可以租用运营商的网卡来用，同时可以得到相应的服务。
二、GPRS无线上网卡
GPRS上网卡是针对中国移动的GPRS网络推出来的无线上网设备。
GPRS的英文全称为“GeneralPacketRadioService”，中文含义为“通用分组无线服务”，它是利用“包交换”（Packet-Switched）的概念所发展出的一套无线传输方式。
采用包交换的好处是只有在有资料需要传送时才会占用频宽，而且可以以传输的资料量计价，这对用户来说是比较合理的计费方式，因为像Internet这类的数据传输大多数的时间频宽是间置的。
相对原来GSM的拨号方式的电路交换数据传送方式，GPRS是分组交换技术，具有“实时在线”、“按量计费”、“快捷登录”、“高速传输”、“自如切换”的优点。
目前GPRS上网的接入服务由中国移动提供，GPRS的速度大约在40K-75K，相当于普通56K调制解调器略快一点。
GPRS上网卡具有支持实时在线和多媒体数据传输的能力，可提供随时随地的无线网络连接，支持PC机、笔记本电脑、POS/ATM、彩票机等各种TCP/IP设备以及数据采集和测试仪器等非TCP/IP终端设备通过GPRS公网平台无线接入Internet或Intranet。
三、CDMA无线上网卡
CDMA（CodeDivisionMultipleAccess，码分多址）无线上网卡是针对中国联通的CDMA网络推出来的上网连接设备。
CDMA允许所有的使用者同时使用全部频带，并且把其他使用者发出的讯号视为杂讯，完全不必考虑到讯号碰撞（collision）的问题。
CDMA的接入服务由中国联通提供。
CDMA的平均速度约80K左右，最高可达150K左右，较GPRS快一倍，这与接入服务器负载和使用人数有关。
在晚上或早上，速度快，白天上的人多，会慢一些。
随着无线技术的完善，无线网络也在迅速的兴起。
它以其便捷、灵活、易于扩展等特点进入了市场。
GPRS和CDMA无线数据产品是一种理想的移动办公和行业应用解决方案。
可广泛应用于金融、保险、证券、商业、公安、交通、税务等行业和领域。
值得一提的是，GPRS和CDMA的拨号速度比电话MODEM快很多，相当于ISDN，只要信号足够，基本上无需等待。
优点方面：
1）没有时间和地点的限制，只要有手机信号（GPRS使用中国移动139、138等信号，CDMA使用中国联通133信号，需要当地开通此项服务），就可以上网。
这对笔记本电脑用户来说，就是随时随地想上网，都可以。
其它上网方式就没有这样的方便性；
2）全国漫游，非常适合出差人士；
3）费用低廉，基本上都采用包月或包年制，并且可以免费全国漫游。
缺点方面：
1）速度不如宽带快，难以满足对速度要求很高的用户；
2）购买设备价格比较贵。
1.3集线器（HUB）
1.3.1集线器（HUB）的主要功能
集线器的英文称为“Hub”。
“Hub”是“中心”的意思，集线器的主要功能是对接收到的信号进行再生整形放大，以扩大网络的传输距离，同时把所有节点集中在以它为中心的节点上。
它工作于OSI（开放系统互联参考模型）参考模型第一层，即“物理层”。
集线器与网卡、网线等传输介质一样，属于局域网中的基础设备，采用CSMA/CD（一种检测协议）访问方式。
集线器属于纯硬件网络底层设备，基本上不具有类似于交换机的"
智能记忆"
能力和"
学习"
能力。
它也不具备交换机所具有的MAC地址表，所以它发送数据时都是没有针对性的，而是采用广播方式发送。
也就是说当它要向某节点发送数据时，不是直接把数据发送到目的节点，而是把数据包发送到与集线器相连的所有节点。
这种广播发送数据方式有两方面不足：
（1）用户数据包向所有节点发送，很可能带来数据通信的不安全因素，一些别有用心的人很容易就能非法截获他人的数据包；
（2）由于所有数据包都是向所有节点同时发送，加上以上所介绍的共享带宽方式，就更加可能造成网络塞车现象，更加降低了网络执行效率。
（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双工传输，网络执行效率低，不能满足较大型网络通信需求。
正因如此，尽管集线器技术也在不断改进，但实质上就是加入了一些交换机（SWITCH）技术，发展到了今天的具有堆叠技术的堆叠式集线器，有的集线器还具有智能交换机功能。
可以说集线器产品已在技术上向交换机技术进行了过渡，具备了一定的智能性和数据交换能力。
但随着交换机价格的不断下降，仅有的价格优势已不再明显，集线器的市场越来越小，处于淘汰的边缘。
尽管如此，集线器对于家庭或者小型企业来说，在经济上还是有一点诱惑力的，特别适合家庭几台机器的网络中或者中小型公司作为分支网络使用。
1.3.2集线器类型
集线器也像网卡一样是伴随着网络的产生而产生的，它的产生早于交换机，更早于路器等网络设备，所以它属于一种传统的基础网络设备。
集线器技术发展至今，也经历了许多不同主流应用的历史发展时期，所以集线器产品也有许多不同类型。
一、按端口数量来分
这是最基本的分类标准之一。
目前主流集线器主要有8口、16口和24口等大类，但也有少数品牌提供非标准端口数，如4口和12口的，还有的有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。
此类集线器一般用作家庭或小型办公室等。
二、按带宽划分
集线器也有带宽之分，如果按照集线器所支持的带宽不同，我们通常可分为10Mbps、100Mbps、10／100Mbps三种。
三、按照配置的形式分
如果按整个集线器的配置来分，一般可分为独立型集线器、模块化集线器和堆叠式集线器三种。
（1）独立型集线器
这种类型的集线器在低端应用是最多的，也是最常见的。
独立型集线器是带有许多端口的单个盒子式的产品，独立型集线器之间多数是可以用一段10Base－5同轴电缆把它们连接在一起，以实现扩展级联，这主要应用于总线型网络中，当然也可以用双绞线通过普通端口实现级连，但要注意所采用的网线跳线方式不一样。
独立型HUB具有低价格、容易查找故障、网络管理方便等优点，在小型的局域网中广泛使用。
但这类HUB的工作性能比较差，尤其是在速度上缺乏优势。
（2）模块化集线器
模块化集线器一般都配有机架，带有多个卡槽，每个槽可放一块通信卡，每个卡的作用就相当于一个独立型集线器，多块卡通过安装在机架上的通信底板进行互连并进行相互间的通信。
现在常使用的模块化HUB一般具有4～14个插槽。
模块化集线器各个端口都有专用的带宽，只在各个网段内共享带宽，网段之间采用交换技术，从而减少冲突，提高通信效率，因此又称为端口交换机模块化HUB。
其实这类HUB已经采用交换机的部分技术，已不是单纯意义上的HUB了，它在较大的网络中便于实施对用户的集中管理，在较大型网络中得到了广泛应用。
（3）堆叠式集线器
堆叠式集线器可以将多个集线器“堆叠”使用，当它们连接在一起时，其作用就像一个模块化集线器一样，堆叠在一起集线器可以当作一个单元设备来进行管理。
一般情况下，当有多个HUB堆叠时，其中存在一个可管理HUB，利用可管理HUB可对此可堆叠式HUB中的其他“独立型HUB”进行管理。
可堆叠式HUB可非常方便地实现对网络的扩充，是新建网络时最为理想的选择。
四、从是否可进行网络管理来分
按照集线器是否可被网络管理分，有不可通过网络进行管理的“非网管型集线器”和可通过网络进行管理的“网管型集线器”两种。
（1）非网管型集线器
这类集线器也称为傻瓜集线器，是指既无需进行配置，也不能进行网络管理和监测的集线器。
该类集线器属于低端产品，通常只被用于小型网络，这类产品比较常见，就是集线器只要插上电，连上网线就可以正常工作。
这类集线器虽然安装使用方便，但功能较弱，不能满足特定的网络需求。
（2）网管型集线器
这类集线器也称为智能集线器，可通过SNMP协议（SimpleNetworkManagementProtocol，简单网络管理协议）对集线器进行简单管理的集线器，这种管理大多是通过增加网管模块来实现的。
实现网管的最大用途是用于网络分段，从而缩小广播域，减少冲突提高数据传输效率。
另外，通过网络管理可以在远程监测集线器的工作状态，并根据需要对网络传输进行必要的控制。
需要指出的是，尽管同是对SNMP提供支持，但不同厂商的模块是不能混用的，甚至同一厂商的不同产品的模块也不同。
可网管集线器在外观上都有一个共同的特点，即在集线器前面板或后面板都提供一个Console端口。
虽然Console端口的接口类型因不同品牌或型号的集线器的可能不同，有的为DB－9串行口；
有的为RJ－45端口。
但共同的一点就是在该端口都标注有“Console”字样，我们只需要找到这样标有这个字样的端口即是。
1.3.3端口类型
集线器通常都提供三种类型的端口，即RJ-45端口、BNC端口和AUI端口，以适用于连接不同类型电缆构建的网络。
一些高档集线器还提供有光纤端口和其他类型的端口。
（1）RJ-45接口
RJ-45接口可用于连接RJ-45接头，适用于由双绞线构建的网络，这种端口是最常见的，一般来说以太网集线器都会提供这种端口。
我们平常所讲的多少口集线器，就是指的具有多少个RJ-45端口。
集线器的RJ-45端口即可直接连接计算机、网络打印机等终端设备，也可以与其他交换机、集线器等集线设备和路由器进行连接。
需要注意的是，当
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