书城计算机网络组建家庭局域网与无线网
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第3章 “软”“硬”兼施,“拆解”局域网(1)

学习时间:3小时

学习难度:

课前导读

无影:前面讲的局域网基本概念,我已经大致了解了。记得第1章说过主流局域网都是采用星型拓扑结构,那么实现这种组网形式,硬件、软件上都有那些条件呢?

飘雪:无影,你是个非常好学的学生哦!呵呵!我们在第1章只是笼统介绍了局域网的“外貌”,具体“内涵”将从第2章开始深入讲解。好戏开始喽,让我们一起往下看吧!

本章内容提要

2.1大话网卡的前世今生

2.2局域网的传输介质

2.3局域网通过什么设备互联

2.4灵魂“人物”,电脑操作系统

2.5“文”“武”双全,服务器是网络总管

2.1大话网卡的前世今生

本节知识点难易程度

网卡历史及现状

主流网卡产品解析

2.1.1告诉你一个真实的网卡

与网络最“亲密”接触的硬件设备就是网卡。网卡也称为“网络适配器”,英文全称是“Network Interface Card”,简称“NIC”。网卡是连接计算机与网络的基础设备,是局域网中不可缺少的重要部件。网卡的作用一方面是负责接收网络上的数据包,解包后,将数据传输给本机,另一方面是将本机上的数据打包后送出网络。

第一代网卡“跟随”局域网在20世纪80年代逐渐形成规模,这个时期的网卡全部采用ISA接口。虽然今天看来,ISA总线的速度和“老爷车”有一拼,但由于当时计算机数据传输量仅仅限于KB(千字节)级别,一张软盘已经是“天量”,采用ISA总线显然绰绰有余。

现在我们已经很难找到ISA网卡了,它已经完全被后起之秀PCI网卡取代。20世纪90年代,电脑处理器速度在“摩尔定律”指引下成倍增长,带动周边设备并肩发展。数据交换速度增加了上百倍,继续使用ISA网卡已经“力不从心”,工作频率33MHz、带宽133MB/s的PCI网卡接过了长跑的“接力棒”。

PCI网卡能够组建10M/100M自适应网络环境,历经10年风雨仍然屹立不倒,可见其设计上的前瞻性。此外,接替PCI网卡的新型PCI-E网卡也已经崭露头角。虽然产品数量不多,价格也高高在上,但它以比PCI网卡高出1倍的带宽已经描绘出未来网络环境的美好蓝图。

2.1.2主流网卡形式解析

目前市面上流通的网卡主要分两类:整合型和独立型。整合型是将10M/100M(或1000M)自适应网卡芯片直接集成在主板上,让主板“天生”具备网络功能。独立型则是将网卡芯片做成独立插卡,安装在不具备网卡功能的主板上。

小笑话:蜘蛛和蜜蜂结婚后,蜜蜂说:“啊,真好,我能吃到肉了。”蜘蛛说:“啊,不错,我能尝到蜜了。”后来他们却总吵架,蜜蜂说:“整天不出去,就知道弄你那个破局域网!”蜘蛛说:“你整天出去,蹭一身化妆品还掉渣!”最后他们终于和好了,可是蜜蜂还总埋怨:“你也太封闭了,总在自己的网里待着,能不能上外网和其他蜘蛛交流交流啊?”蜘蛛叹口气说:“唉,你不知道,公司限制了,实在是不能上外网啊!”

网卡芯片决定了网卡的性能,不论整合型还是独立型网卡,Realtek(瑞昱科技)8139D芯片都是使用率最高的一款。8139D支持电源管理(节能)和即插即用功能,像D-Link、TP-LINK、联想等都有8139D网卡销售,价格从十几元到五六十元不等。此外,Intel Pro/100+网卡芯片代表了中高端市场的消费需求。这种芯片很少整合在主板上,一般都是独立做卡,其价格较高(200元左右),但性能出色,尤其与Intel主板搭配更加“如鱼得水”,一度曾是IBM、DELL等品牌PC的装机“标配”。

千兆网络方面,Realtek8100E、Realtek8169、Perfisans ENA1001、PWLA8390MT82540em和Broadcom5704等芯片都极具竞争力。这些芯片在生产独立网卡的同时,也逐渐整合在中、高端主板之上。其中Realtek8100E成品卡采用PCI-E×1接口,提供高达250MB/s的传输带宽。

2.1.3实话实说,独立网卡还有用吗

上一节为大家介绍了主流网卡产品形式。虽然我们现在仍然使用PCI网卡,但独立插入计算机的产品已经越来越少,仅限于老机器升级,新装机用户购买的主板都集成有网卡芯片(同样采用PCI总线)。此外,目前PCI-E独立网卡价格较高,从100~400元不等,未来的发展趋势应该也是整合到主板上,降低产品成本。因此,从一定角度来讲,独立网卡已经越来越没有用武之地!

2.2局域网的传输介质

本节知识点难易程度

局域网3种传输介质

由于地理位置远近不同,组建计算机网络需要用到不同的传输介质。不同介质的组建成本有较大差别,传输距离也从几十米到几千米不等。下面就是几种主要的局域网传输介质。

D双绞线:双绞线分为非屏蔽双绞线(UTP)和屏蔽双绞线(STP)两种,是组建普通局域网最常用的传输介质。目前家庭组网使用的都是传输速率为100Mbps的5类非屏蔽双绞线(就是我们俗称的网线),它的最长传输距离为100m,接4个中继器后最长可达500m。这种网线价格便宜,市场上一般1m在1~2元,商家还会免费附送水晶头并帮你制作接头。

关于双绞线:双绞线内部由8根细线组成,用不同颜色搭配进行区分,组成不同的接线方式。双绞线必须通过RJ-45水晶头才能与其他网络设备连接,我们平常说的“做网线”,其实就是为双绞线两端装上水晶头。

D同轴电缆:同轴电缆分为粗缆和细缆两种,内部由铜芯和屏蔽层组成,它的传输距离最长可达网线的5倍。不过由于同轴电缆抗干扰能力较差,尤其在长距离传输时更加明显,目前已经被光纤完全取代。

D光缆:光缆分为传输点模数类和折射率分布类。主要特点就是传输距离远、容量大、抗干扰能力强。光缆是目前国际互联网的主干线载体,2006年12月26日南海海底地震,造成多条通信光缆断裂,导致国内网民慢速访问国外网站长达1个月之久,可见其影响力。

相对于有线网络,无线网络正以迅猛的势头发展壮大,成为普通用户搭建局域网的便捷选择,引起了一股换代风潮。顾名思义,无线局域网是不需要线材作为传输介质的,电磁波就是其取之不尽、用之不竭的免费网线。具体到无线网络的相关内容,我们将从第7章开始重点讨论。(着急的朋友不妨先往后翻翻喽!)

2.3局域网通过什么设备互联

本节知识点难易程度

集线器、交换机、路由器

如果说网线是局域网传输数据的载体,网卡是局域网中的数据打包、解包和发送接收机,那么下面这些设备就是传输数据的调度站,其中任何“一位”都能配合电脑、网线独立组建局域网。这就是局域网互联设备——集线器、交换机和路由器。

2.3.1集线器,濒临灭绝

集线器(HUB)是将局域网内各自独立的计算机连接在一起,实现资源共享的网络产品,它是最早出现的局域网设备。

目前市场上集线器已经濒临灭绝,原因是其采用共享带宽模式组建网络,随着用户数量的增多,网络速度下降明显。而且,这种性能远落后于交换机的产品,价格却不比交换机便宜多少,在交换机只需要几十元即可买到的情况下,集线器确实已经没有什么存在的必要了。

2.3.2交换机,大网必备

1.交换机简介

本书主要内容包括初学者需要掌握的网络概念、产品选购、组建局域网需要掌握的布线方法、软件设置、网络调试、进阶的服务器使用、网络安全防范等相关知识。此外,本书以1/3篇幅对目前越来越热的无线局域网进行了详细阐述,包括无线网络概念、相关产品选购、硬件/软件调试以及无线网络安全配置等内容。

交换机英文名称是“Switch”,它是集线器的升级换代产品。理论上讲,交换机就是按照通信两端传输信息的需求,将需要的信息发送到目标设备上的网络组件。

现代电脑交换机是在电话交换机理论基础上衍生而来的网络产品,它的最大特点就是对带宽进行优化,确保用户的网络通畅。假设局域网中主机A和B之间正在以100Mbps全速传输文件,同时主机C也需要从主机D上拷贝文件,这时交换机就会再为主机C和D开通一条专用通道,让两者都以最快的速度进行传输。

与集线器的共享带宽工作方式相比,交换机能让局域网中的各台电脑都独享一个通道,确保每个端口都有稳定的带宽。因此,如果说集线器是调度员,那么交换机就是交通警察,不仅要指挥车流,还要根据实际情况安排道路资源,其工作能力更上一层楼。

从功能上讲,交换机可以分为普通交换机、网管交换机、三层交换机和模块化交换机4类。不过后两种家庭/办公用户不会用到,这里只简单介绍一下前两种。

D普通交换机:这个好理解,就是不具备额外功能,单纯提供数据交换、传输的交换机。

D网管交换机:这是一种可以进行网络管理的交换机,除了传输数据,还可以进行端口划分VLAN、限制数据流量等操作。

2.交换机选购

选购交换机,一定要根据实际情况按需配置。如果一味追求接口数量多的高价产品,认为网速跟交换机价格成正比,不仅概念上大错特错,腰包也会跟着变瘪,事半倍功。

目前小型公司组网,一般要连接10~20台电脑组建局域网,选择宽带路由器(下一节中具体介绍)+24口交换机的设备组合足够使用。而家庭组网一般只需要连接2~3台电脑,目前具备交换机功能的宽带路由器只需百元即可买到,再购买交换机的作用不大。

这里为大家介绍2款10Mbps/100Mbps自适应交换机产品。