局域网连接
对于个人用户上网来说只要把自己的计算机、电话线、调制解调器连接并配置好,到服务提供商申请自己的帐号和密码,就可以在Internet世界里遨游了,这是一个非常简单的事情。而对于整个公司、企业、学校等来说就不那么简单了,上面说了,首先要建好自己单位部门的局域网才能连入Internet。那么局域网是如何连接的呢?
构成局域网的基本构件
要构成LAN,必须有其基本部件。LAN既然是一种计算机网络,自然少不了计算机,特别是个人计算机(PC)。几乎没有一种网络只由大型机或小型机构成。因此,对于LAN而言,个人计算机是一种必不可少的构件。计算机互联在一起
,当然也不可能没有传输媒体,这种媒体可以是同轴电缆、双绞线、光缆或辐射性媒体。第三个构件是任何一xx立计算机通常都不配备的网卡,也称为网络适配器,但在构成LAN时,则是不可少的部件。第四个构件是将计算机与传输媒体相连的各种连接设备,如RJ-45插头座等。具备了上述四种网络构件,便可将LAN工作的各种设备用媒体互联在一起搭成一个基本的LAN硬件平台。
有了LAN硬件环境,还需要控制和管理LAN正常运行的软件,即谓NOS是在每个PC机原有操作系统上增加网络所需的功能。例如,当需要在LAN上使用字处理程序时,用户的感觉犹如没有组成LAN一样,这正是LAN操作发挥了对字处理程序访问的管理。在LAN情况下,字处理程序的一个拷贝通常保存在文件服务器中,并由LAN上的任何一个用户共享。由上面介绍的情况可知,组成LAN需要下述5种基本结构:
① 计算机(特别是PC机);
② 传输媒体;
③ 网络适配器;
④ 网络连接设备;
⑤ 网络操作系统。
局域网的传输媒体
LAN常用的媒体有同轴电缆、双绞线和光缆,以及在无线LAN情况下使用的辐射媒体。LAN技术在发展过程中,首先使用的是粗同轴电缆,其直径近似13
mm(1/2英寸),特性阻抗为50欧姆。由于这种电缆很重,缺乏挠性以及价格高等问题,随后出现了细缆,其直径为6.4mm(1/4英寸),特性阻抗也是50欧姆。使用粗缆构成的Ethernet称为粗缆Ethernet,使用细缆的Ethernet称为细缆Ethernet。在80年代后期广泛采用了双绞线作为传输媒体的技术,既10Base-T以及其他LAN实现技术。为将LAN的范围进一步扩大,随后又出现了10Base-F这种技术是使用光纤构成链路段,使用距离可延长到2km但速率仍为10Mbps。FDDI则是与IEEE802.3、802.4和802.5xx不同的新技术,构成FDDI的媒体,不仅是光纤,而且访问媒体的机制有了新的提高,传输速率可达100Mbps。下面就这些实现技术所用的媒体逐一进行讨论。
1.同轴电缆
同轴电缆可分为两类:粗缆和细缆,这种电缆在实际应用中很广,比如有线电视网,就是使用同轴电缆。不论是粗缆还是细缆,其中央都是一根铜线,外面包有绝缘层。同轴电缆由内部导体环绕绝缘层以及绝缘层外的金属屏蔽网和最外层的护套组成,如下图
所示。这种结构的金属屏蔽网可防止中心导体向外辐射电磁场,也可用来防止外界电磁场干扰中心导体的信号。
采用细缆组网,除需要电缆外,还需要BNC头、T型头及终端匹配器等。同轴电缆组网的网卡必须带有细缆连接接口(通常在网卡上标有"BNC"字样)。
下面是细缆组网的技术参数:
.{zd0}的干线段长度;185米
.{zd0}网络干线电缆长度:925米
.每条干线段支持的{zd0}结点数:30
.BNC、T型连接器之间的最小距离:0.5米
粗缆连接设备
粗缆连接设备包括转换器、DIX连接器及电缆、N-系列插头、N-系列匹配器,如下图。使用粗缆组网,网卡必须有DIX接口(一般标有DIX字样)。
下面是采用粗缆组网的技术参数:
.{zd0}的干线长度:500米
.{zd0}网络干线电缆长度:2500米
.每条干线段支持的{zd0}结点数:100
.收发器之间的最小距离:2.5米
.收发器电缆的{zd0}长度:50米
2.双绞线
双绞线(TP:Twisted
Pairwire)是布线工程中最常用的一种传输介质。双绞线是由相互按一定扭距绞合在一起的类似于电话线的传输媒体,每根线加绝缘层并有色标来标记,成对线的扭绞旨在使电磁辐射和外部电磁干扰减到最小。目前,双绞线可分为非屏蔽双绞线(UTP:Unshilded
Twisted Pair)和屏蔽双绞线(STP:Shielded Twisted
Pair)。我们平时一般接触比较多的就是UTP线。目前
EIA/TIA(电气工业协会/电信工业协会)为双绞线电缆定义了五种不同质量的型号。这五种型号如下:
1、{dy}类:主要用于传输语音(一类标准主要用于八十年代初之前的电话线缆),该类用于电话线,不用于数据传输。
2、第二类:该类包括用于低速网络的电缆,这些电缆能够支持{zg}4Mbps的实施方案,这两类双绞线在LAN中很少使用。
3、第三类:这种在以前的以太网中(10M)比较流行,{zg}支持16Mmbps的容量,但大多数通常用于10Mbps的以太网,主要用于10base-T。
4、第四类:该类双绞线在性能上比第三类有一定改进,用于语音传输和{zg}传输速率16Mbps的数据传输。4类电缆用于比3类距离更长且速度更高的网络环境。它可以支持{zg}20Mbps的容量。主要用于基于令牌的局域网和10base-T/100base-T。这类双绞线可以是UTP,也可以是STP。
5、第五类:该类电缆增加了绕线密度,外套一种高质量的绝缘材料,传输频率为100MHz,用于语音传输和{zg}传输速率为100Mbps的数据传输,这种电缆用于高性能的数据通信。它可以支持高达100Mbps的容量。主要用于100base-T和10base-T网络,这是最常用的以太网电缆。
最近又出现了超5类线缆,它是一个非屏蔽双绞线(UTP)布线系统,通过对它的"链接"和"信道"性能的测试表明,它超过5类线标准TIA/EIA568的要求。与普通的5类UTP比较,性能得到了很大提高。
如今市场上5类布线和超5类布线应用非常广泛,国际标准规定的5类双绞线的频率带宽是100MHz,在这样的带宽上可以实现100M的快速以太网和155M的ATM传输。计算机网络综合布线使用第三、四、五类。
使用双绞线组网,双绞线和其他网络设备(例如网卡)连接必须是RJ45接头(也叫水晶头)。
双绞线(10BASE-T)以太网技术规范可归结为5-4-3-2-1规则:
.允许5个网段,每网段{zd0}长度100米
.在同一信道上允许连接4个中继器或集线器
.在其中的三个网段上可以增加节点
.在另外两个网段上,除做中继器链路外,不能接任何节点
.上述将组建一个大型的冲突域,{zd0}站点数1024,网络直径达2500米
上述规则只是一个粗略的设计指南,实际的数据因厂家不同而异。利用双绞线组网,可以获得良好的稳定性,在实际应用中越来越多。尤其是近年来,快速以太网的发展,利用双绞线组建不须再增加其它设备,因此被业界人士看好。
3.光缆
光缆不仅是目前可用的媒体,而且是今后若干年后将会继续使用的媒体,其主要原因是这种媒体具有很大的带宽。光缆是由许多细如发丝的塑胶或玻璃纤维外加绝缘护套组成,光束在玻璃纤维内传输,防磁防电,传输稳定,质量高,适于高速网络和骨干网。光纤与电导体构成的传输媒体最基本的差别是,它的传输信息是光束,而非电气信号。因此,光纤传输的信号不受电磁的干扰。
利用光缆连接网络,每端必须连接光/电转换器,另外还需要一些其它辅助设备。
基于光缆的网络,国际标准化组织ISO制定了许多规范,具体如下:
.10BASE-FL
.10BASE-FB
.10BASE-FP
其中10BASE-FL是使用最广泛的数据格式,下面是其组网规则:
{zd0}段长:
2000M
每段{zd0}节点(NODE)数:2
每网络{zd0}节点(NODE)数: 1024
每链的{zd0}HUB数:4
4.无线媒体
上述三种传输媒体的有一个共同的缺点,那便是都需要一根线缆连接电脑,这在很多场合下是不方便的。无线媒体不使用电子或光学导体。大多数情况下地球的大气便是数据的物理性通路。从理论上讲,无线媒体{zh0}应用于难以布线的场合或远程通信。无线媒体有三种主要类型:无线电、微波及红外线。下面我们主要介绍无线电传输介质。
无线电的频率范围在10KHz-16KHz之间。在电磁频谱里,属于"对频"。使用无线电的时候,需要考虑的一个重要问题是电磁波频率的范围(频谱)是相当有限的。其中大部分都已被电视、广播以及重要的政府和xx系统占用。因此,只有很少一部分留给网络电脑使用,而且这些频率也大部分都由国内"无线电管理委员会(无委会)"统一管制。要使用一个受管制的频率必须向无委会申请许可证,这在一定程度上会相当不便。如果设备使用的是未经管制的频率,则功率必须在1W以下,这种管制目的是限制设备的作用范围,从而限制对其它信号的干扰。用网络术语来说,这相当于限制了未管制无线电的通信带宽。下面这些频率是未受管制的:
902 ~ 925MHz
2.4GHz(全球通用)
5.72 ~ 5.85 GHz
无线电波可以穿透墙壁,也可以到达普通网络线缆无法到达的地方。针对无线电链路连接的网络,现在已有相当坚实的工业基础,在业界也得到迅速发展。
网络适配器
网络适配器又称网卡或网络接口卡(NIC),英文名NetworkInterfaceCard。它是使计算机联网的设备。平常所说的网卡就是将PC机和LAN连接的网络适配器。网卡(NIC)
插在计算机主板插槽中,负责将用户要传递的数据转换为网络上其它设备能够识别的格式,通过网络介质传输。它的主要技术参数为带宽、总线方式、电气接口方式等。它的基本功能为:从并行到串行的数据转换,包的装配和拆装,网络存取控制,数据缓存和网络信号。目前主要是8位和16位网卡。
网卡必须具备两大技术:网卡驱动程序和I/O技术。驱动程序使网卡和网络操作系统兼容,实现PC机与网络的通信。I/O技术可以通过数据总线实现PC和网卡之间的通信。网卡是计算机网络中最基本的元素。在计算机局域网络中,如果有一台计算机没有网卡,那么这台计算机将不能和其他计算机通信,也就是说,这台计算机和网络是孤立的。
网卡的不同分类:根据网络技术的不同,网卡的分类也有所不同,如大家所熟知的ATM网卡、令牌环网卡和以太网网卡等。据统计,目前约有80%的局域网采用以太网技术。根据工作对象的不同务器的工作特点而专门设计的,价格较贵,但性能很好。就兼容网卡而言,目前,网卡一般分为普通工作站网卡和服务器专用网卡。服务器专用网卡是为了适应网络服种类较多,性能也有差异,可按以下的标准进行分类:按网卡所支持带宽的不同可分为10M网卡、100M网卡、10/100M自适应网卡、1000M网卡几种;根据网卡总线类型的不同,主要分为ISA网卡、EISA网卡和PCI网卡三大类,其中ISA网卡和PCI网卡较常使用。ISA总线网卡的带宽一般为10M,PCI总线网卡的带宽从10M到1000M都有。同样是10M网卡,因为ISA总线为16位,而PCI总线为32位,所以PCI网卡要比ISA网卡快。
网卡的接口类型:根据传输介质的不同,网卡出现了AUI接口(粗缆接口)、BNC接口(细缆接口)和RJ-45接口(双绞线接口)三种接口类型。所以在选用网卡时,应注意网卡所支持的接口类型,否则可能不适用于你的网络。市面上常见的10M网卡主要有单口网卡(RJ-45接口或BNC接口)和双口网卡(RJ-45和BNC两种接口),带有AUI粗缆接口的网卡较少。而100M和1000M网卡一般为单口卡(RJ-45接口)。除网卡的接口外,我们在选用网卡时还常常要注意网卡是否支持无盘启动。必要时还要考虑网卡是否支持光纤连接。
注意总线接口方式----PCI总线架构日益成为网卡的{sx}总线,目前已牢固地确立了在服务器和xx桌面机中的地位。即将到来的转变是这种网卡将推广到所有的桌面机中。PCI以太网网卡的高性能、易用性和增强了的可靠性使其被标准以太网网络所广泛采用,并得到了PC业界的支持。
网卡兼容性和运用的技术----快速以太网在桌面一级普遍采用100BaseTX技术,以UTP为传输介质,因此,快速以太网的网卡设一个RJ45接口。由于小办公室网络普遍采用双绞线作为网络的传输介质,并进行结构化布线,因此,选择单一RJ45接口的网卡就可以了。适用性好的网卡应通过各主流操作系统的认证,至少具备如下操作系统的驱动程序:Windows、Netware、Unix和OS/2。智能网卡上自带处理器或带有专门设计的AISC芯片,可承担使用非智能网卡时由计算机处理器承担的一部分任务,因而即使在网络信息流量很大时,也极少占用计算机的内存和CPU时间。智能网卡性能好,价格也较高,主要用在服务器上。另外,有的网卡在BootROM上做文章,加入防病毒功能;有的网卡则与主机板配合,借助一定的软件,实现WakeonLAN(远程唤醒)功能,可以通过网络远程启动计算机;