第 2章 局域网设备本章学习目标本章主要从组建局域网的角度出发,对网卡,线缆,集线器和交换机等进行比较详细的讲解 。 通过本章学习,读者应该掌握以下内容：
常用网卡的种类和特点局域网中常用传输介质的种类和特点以太网集线器的种类和特点以太网交换机的种类和特点
2.1 局域网中的网卡
2.1.1 网卡概述网卡又称网络接口卡（ Network Interface
Card,NIC），是计算机与网络的接口。
网卡能够对信道中的信息进行侦听，并根据自身的 MAC地址识别自己应该接收的信息。当与网卡连接的计算机或其他设备作好接受信息的准备后，网卡便将从外部接收的信息提交给这些设备；当与网卡连接的计算机或其他设备需要向外界发送信息时，网卡会在信道信息流中寻找间隙，并将信息送上信道。
1．网卡的类型
（ 1） 根据带宽分类
（ 2） 根据总线分类
（ 3） 根据应用领域分类
（ 4） 根据端口类型分类
2．网卡的选择
（ 1） 工作站网卡的选择
（ 2） 服务器网卡的选择
2.2 局域网中传输介质
2.2.1 有线通信介质
1,双绞线双绞线分为屏蔽双绞线（ STP，
Shielded Twisted Pair）与非屏蔽双绞线
（ UTP,Unshielded Twisted Pair）两大类。
EIA/TIA（电子工业协会 /电信工业协会）
为 UTP电缆定义了 5种型号。计算机网络综合布线使用 3,4,5类。其中 5类 UTP
主要用于 100Base-T和 10Base-T网络，是最常用的以太网电缆。
引针号 1 2 3 4 5 6 7 8
T568A
标准白 /绿 绿 白 /橙 蓝 白 /蓝 橙 白 /棕 棕
T568B
标准白 /橙 橙 白 /绿 蓝 白 /蓝 绿 白 /棕 棕
2．同轴电缆
3．光纤光纤一般用于提供高速,远距离连接 。
光纤按传输点模数可分为单模光纤和多模光纤两种,按光纤折射率的不同可分为跳变式光纤和渐变式光纤两种 。
4,双绞线,同轴电缆,光纤之间的比较传输媒介 价格 电磁干扰 频带宽度 单段最大长度
UTP 最便宜 高 低 100m
STP 一般 低 中等 100m
同轴电缆 一般 低 高 185m/500m
光纤 最高 没有 极高 几十 km
2.2.2 无线通信介质
1,无线电短波通信无线电波由于具有容易产生,可以传播很远的距离,能够穿过建筑物的特性,被广泛用于通信 。
无线电波的传输是全方向的,因此发射和接收装置不需要在物理上进行精确对准 。
2,微波传输微波频率在 100MHz以上 。 微波能沿着直线传播,
具有很强的方向性,因此,发射天线和接收天线必须精确地对准 。
3,红外线无导向的红外线已经被广泛应用于短距离通信 。
在日常生活中所使用的遥控装置都利用了红外线装置 。 红外线通信的特点是相对有方向性和成本较低 。 其主要的缺点是不能穿透坚实的物体 。 许多笔记本电脑都内置了红外线通信装置 。
从另一方面看，红外线不能穿透坚实的物体也是一个优点，这意味着不会对其他系统产生串扰，因此其数据保密性要高于无线电系统。
2.3 局域网中的集线器
2.3.1 集线器的端口集线器通常提供 RJ-45,BNC和 AUI等三种端口 。 一些高档集线器还提供光纤端口或其他类型的端口 。
1,RJ-45端口
RJ-45端口用于组建双绞线网络 。
2,BNC端口
3,AUI端口
2.3.2 集线器的分类
1,根据集线器外形尺寸分类根据集线器外形尺寸的不同,可分为机架式集线器和桌面式集线器 。
2,根据集线器端口所提供的数据传输速率分类根据集线器端口所提供数据传输速率的不同,可分为 10M,100M,10/100M双速集线器等三种 。
3,根据是否可网管分类根据是否可网管,可将集线器分为不可网管集线器和可网管集线器两种 。
4,根据集线器的延扩方式分类根据集线器的延扩方式的不同,可分为可堆叠集线器和不可堆叠集线器两种 。
2.3.3 集线器的选择在选择集线器时,主要应考虑其数据传输速率,
端口数量和外形尺寸 。
1,端口速率一般而言,如果传输的内容不涉及语音,图像等多媒体信息,即网络中的数据传输量相对较小时,10M的端口速率基本上就可以满足需要了,
否则,应当选用 100M的集线器 。
当网络规模较大时,集线器可能需要通过某个端口与上级集线设备 （ 通常是交换机 ） 相连,此时集线器的端口速率应与其上联设备的端口速率相适应 。
2．端口数量
3,延扩方式
4,外形尺寸
5,可网络管理
2.4 局域网中的交换机作为高性能的集线设备,随着价格的不断降低和性能的不断提升,在以太网中,交换机已经逐步取代了集线器而成为常用的网络设备 。 用交换机构建的局域网称为交换式局域网,而用集线器构建的局域网则属于共享式局域网 。 与共享式局域网相比,交换式局域网的数据传输效率较高,适合于大数据量并且非常频繁的网络通信,因此被广泛应用于传输各种类型的多媒体数据的局域网 。
2.4.1 局域网交换机与交换式网络
1,局域网交换机的工作方式
2,局域网交换机与集线器的区别类型 一般数据传输速率（ M） 最高数据传输速率（ M）
共享式 10M局域网 5 8
交换式 10M局域网 8.5 9
交换式全双工 10M局域网 19 19
共享式 100M局域网 50 80
交换式 100M局域网 85 90
交换式全双工 100M局域网 190 190
2.4.2 交换机的分类
1,根据应用的规模分类根据应用规模的不同,可以将交换机分为桌面交换机,骨干交换机和中心交换机三类 。
2,根据结构分类根据结构的不同,可以将交换机分为固定端口交换机和模块化交换机 。
3,根据工作的协议层分类根据交换机工作的协议层的不同,可以将交换机分为第 2层交换机,第 3层交换机和第 4层交换机 。
3,根据交换方式分类根据交换机在源和目的端口间传送数据包时所采用的交换方式的不同,可以将交换机分为直通式交换机,存储转发式交换机和无碎片直通式交换机 。
2.4.3 交换机的主要参数
（ 1） 转发方式
（ 2） 转发速率
（ 3） 管理功能
（ 4） MAC地址数量
（ 5）生成树
（ 6）端口
2.4.4 交换机的配置如果没有特别的需要,交换机接上双绞线就可以工作了,不需要特别的软件和硬件设置,但是如果需要设定交换机的某些状态,如打开或关闭某个端口,划分 VLAN等,就需要进行设置 。 不同品牌,不同系列的交换机的配置方式是不同的,通常交换机能够支持命令行,菜单和图形化界面等三种方式 。
交换机的配置必须借助于计算机才能实现,这意味着,配置交换机时必须把计算机和交换机连接起来,
使得两者能够进行正常通信,通常情况下,可以通过两种手段实现配置用计算机与交换机之间的连接,即通过交换机的 Console端口与计算机的串口直接连接,
或通过双绞线将交换机与计算机的网卡直接相连 。
（ 1） Console端口
（ 2） RJ-45端口
Telnet
Web浏览器
2.4.5 交换机与交换机之间以及交换机与集线器之间的连接
1,交换机的堆叠提供高密度端口提供高速传输性能便于管理
2,交换机之间以及交换机与集线器之间的级联习 题
1,什么是网卡的 MAC地址？ 简述其作用 。
2,简述 10/100M自适应网卡的特点 。
3,在为工作站和服务器选择网卡时,各应重点考虑哪些因素？
4,在局域网中,目前常用的有线传输介质有哪些,各有何特点？
5,集线器通常提供的端口类型有哪些？ 各适宜于连接何种传输介质？
6,简述交换机与集线器的区别 。
7,根据应用规模的不同,可以将交换机分为哪三类？ 这三类交换机各适用于什么场合？
8,简述第 3层交换机的特点 。
9,根据交换机在源和目的端口间传送数据包时所采用的交换方式的不同,
可以将交换分为哪三类？ 分别简述这三类交换机的工作机制 。
10,简述生成树 （ Spanning Tree） 协议的作用 。
11,新购置的交换机,为什么一般需要首先通过 Console端口进行配置？
12,简述交换机堆叠的优点 。
13,简述交换机的 MDI-X端口与 MDI端口的区别 。
常用网卡的种类和特点局域网中常用传输介质的种类和特点以太网集线器的种类和特点以太网交换机的种类和特点
2.1 局域网中的网卡
2.1.1 网卡概述网卡又称网络接口卡（ Network Interface
Card,NIC），是计算机与网络的接口。
网卡能够对信道中的信息进行侦听，并根据自身的 MAC地址识别自己应该接收的信息。当与网卡连接的计算机或其他设备作好接受信息的准备后，网卡便将从外部接收的信息提交给这些设备；当与网卡连接的计算机或其他设备需要向外界发送信息时，网卡会在信道信息流中寻找间隙，并将信息送上信道。
1．网卡的类型
（ 1） 根据带宽分类
（ 2） 根据总线分类
（ 3） 根据应用领域分类
（ 4） 根据端口类型分类
2．网卡的选择
（ 1） 工作站网卡的选择
（ 2） 服务器网卡的选择
2.2 局域网中传输介质
2.2.1 有线通信介质
1,双绞线双绞线分为屏蔽双绞线（ STP，
Shielded Twisted Pair）与非屏蔽双绞线
（ UTP,Unshielded Twisted Pair）两大类。
EIA/TIA（电子工业协会 /电信工业协会）
为 UTP电缆定义了 5种型号。计算机网络综合布线使用 3,4,5类。其中 5类 UTP
主要用于 100Base-T和 10Base-T网络，是最常用的以太网电缆。
引针号 1 2 3 4 5 6 7 8
T568A
标准白 /绿 绿 白 /橙 蓝 白 /蓝 橙 白 /棕 棕
T568B
标准白 /橙 橙 白 /绿 蓝 白 /蓝 绿 白 /棕 棕
2．同轴电缆
3．光纤光纤一般用于提供高速,远距离连接 。
光纤按传输点模数可分为单模光纤和多模光纤两种,按光纤折射率的不同可分为跳变式光纤和渐变式光纤两种 。
4,双绞线,同轴电缆,光纤之间的比较传输媒介 价格 电磁干扰 频带宽度 单段最大长度
UTP 最便宜 高 低 100m
STP 一般 低 中等 100m
同轴电缆 一般 低 高 185m/500m
光纤 最高 没有 极高 几十 km
2.2.2 无线通信介质
1,无线电短波通信无线电波由于具有容易产生,可以传播很远的距离,能够穿过建筑物的特性,被广泛用于通信 。
无线电波的传输是全方向的,因此发射和接收装置不需要在物理上进行精确对准 。
2,微波传输微波频率在 100MHz以上 。 微波能沿着直线传播,
具有很强的方向性,因此,发射天线和接收天线必须精确地对准 。
3,红外线无导向的红外线已经被广泛应用于短距离通信 。
在日常生活中所使用的遥控装置都利用了红外线装置 。 红外线通信的特点是相对有方向性和成本较低 。 其主要的缺点是不能穿透坚实的物体 。 许多笔记本电脑都内置了红外线通信装置 。
从另一方面看，红外线不能穿透坚实的物体也是一个优点，这意味着不会对其他系统产生串扰，因此其数据保密性要高于无线电系统。
2.3 局域网中的集线器
2.3.1 集线器的端口集线器通常提供 RJ-45,BNC和 AUI等三种端口 。 一些高档集线器还提供光纤端口或其他类型的端口 。
1,RJ-45端口
RJ-45端口用于组建双绞线网络 。
2,BNC端口
3,AUI端口
2.3.2 集线器的分类
1,根据集线器外形尺寸分类根据集线器外形尺寸的不同,可分为机架式集线器和桌面式集线器 。
2,根据集线器端口所提供的数据传输速率分类根据集线器端口所提供数据传输速率的不同,可分为 10M,100M,10/100M双速集线器等三种 。
3,根据是否可网管分类根据是否可网管,可将集线器分为不可网管集线器和可网管集线器两种 。
4,根据集线器的延扩方式分类根据集线器的延扩方式的不同,可分为可堆叠集线器和不可堆叠集线器两种 。
2.3.3 集线器的选择在选择集线器时,主要应考虑其数据传输速率,
端口数量和外形尺寸 。
1,端口速率一般而言,如果传输的内容不涉及语音,图像等多媒体信息,即网络中的数据传输量相对较小时,10M的端口速率基本上就可以满足需要了,
否则,应当选用 100M的集线器 。
当网络规模较大时,集线器可能需要通过某个端口与上级集线设备 （ 通常是交换机 ） 相连,此时集线器的端口速率应与其上联设备的端口速率相适应 。
2．端口数量
3,延扩方式
4,外形尺寸
5,可网络管理
2.4 局域网中的交换机作为高性能的集线设备,随着价格的不断降低和性能的不断提升,在以太网中,交换机已经逐步取代了集线器而成为常用的网络设备 。 用交换机构建的局域网称为交换式局域网,而用集线器构建的局域网则属于共享式局域网 。 与共享式局域网相比,交换式局域网的数据传输效率较高,适合于大数据量并且非常频繁的网络通信,因此被广泛应用于传输各种类型的多媒体数据的局域网 。
2.4.1 局域网交换机与交换式网络
1,局域网交换机的工作方式
2,局域网交换机与集线器的区别类型 一般数据传输速率（ M） 最高数据传输速率（ M）
共享式 10M局域网 5 8
交换式 10M局域网 8.5 9
交换式全双工 10M局域网 19 19
共享式 100M局域网 50 80
交换式 100M局域网 85 90
交换式全双工 100M局域网 190 190
2.4.2 交换机的分类
1,根据应用的规模分类根据应用规模的不同,可以将交换机分为桌面交换机,骨干交换机和中心交换机三类 。
2,根据结构分类根据结构的不同,可以将交换机分为固定端口交换机和模块化交换机 。
3,根据工作的协议层分类根据交换机工作的协议层的不同,可以将交换机分为第 2层交换机,第 3层交换机和第 4层交换机 。
3,根据交换方式分类根据交换机在源和目的端口间传送数据包时所采用的交换方式的不同,可以将交换机分为直通式交换机,存储转发式交换机和无碎片直通式交换机 。
2.4.3 交换机的主要参数
（ 1） 转发方式
（ 2） 转发速率
（ 3） 管理功能
（ 4） MAC地址数量
（ 5）生成树
（ 6）端口
2.4.4 交换机的配置如果没有特别的需要,交换机接上双绞线就可以工作了,不需要特别的软件和硬件设置,但是如果需要设定交换机的某些状态,如打开或关闭某个端口,划分 VLAN等,就需要进行设置 。 不同品牌,不同系列的交换机的配置方式是不同的,通常交换机能够支持命令行,菜单和图形化界面等三种方式 。
交换机的配置必须借助于计算机才能实现,这意味着,配置交换机时必须把计算机和交换机连接起来,
使得两者能够进行正常通信,通常情况下,可以通过两种手段实现配置用计算机与交换机之间的连接,即通过交换机的 Console端口与计算机的串口直接连接,
或通过双绞线将交换机与计算机的网卡直接相连 。
（ 1） Console端口
（ 2） RJ-45端口
Telnet
Web浏览器
2.4.5 交换机与交换机之间以及交换机与集线器之间的连接
1,交换机的堆叠提供高密度端口提供高速传输性能便于管理
2,交换机之间以及交换机与集线器之间的级联习 题
1,什么是网卡的 MAC地址？ 简述其作用 。
2,简述 10/100M自适应网卡的特点 。
3,在为工作站和服务器选择网卡时,各应重点考虑哪些因素？
4,在局域网中,目前常用的有线传输介质有哪些,各有何特点？
5,集线器通常提供的端口类型有哪些？ 各适宜于连接何种传输介质？
6,简述交换机与集线器的区别 。
7,根据应用规模的不同,可以将交换机分为哪三类？ 这三类交换机各适用于什么场合？
8,简述第 3层交换机的特点 。
9,根据交换机在源和目的端口间传送数据包时所采用的交换方式的不同,
可以将交换分为哪三类？ 分别简述这三类交换机的工作机制 。
10,简述生成树 （ Spanning Tree） 协议的作用 。
11,新购置的交换机,为什么一般需要首先通过 Console端口进行配置？
12,简述交换机堆叠的优点 。
13,简述交换机的 MDI-X端口与 MDI端口的区别 。
