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网络基础学习

《网络基础学习之一》计算机网络分类

一、计算机网络的组成及分类

  计算机网络通俗地讲就是由多台计算机(或其它计算机网络设备)通过传输介质和软件物理(或逻辑)连接在一起组成的。总的来说计算机网络的组成基本上包括:计算机、网络操作系统、传输介质(可以是有形的,也可以是无形的,如无线网络的传输介质就是空气)以及相应的应用软件四部分。

  要学习网络,首先就要了解目前的主要网络类型,分清哪些是我们初级学者必须掌握的,哪些是目前的 主流网络类型。

  虽然网络类型的划分标准各种各样,但是从地理范围划分是一种大家都认可的通用网络划分标准。按这种标准可以把各种网络类型划分为局域网、城域网、广域网和互联网四种。局域网一般来说只能是一个较小区域内,城域网是不同地区的网络互联,不过在此要说明的一点就是这里的网络划分并没有严格意义上地理范围的区分,只能是一个定性的概念。下面简要介绍这几种计算机网络。

  1。 局域网(Local Area Network;LAN)

  通常我们常见的“LAN”就是指局域网,这是我们最常见、应用最广的一种网络。现在局域网随着整个计算机网络技术的发展和提高得到充分的应用和普及,几乎每个单位都有自己的局域网,有的甚至家庭中都有自己的小型局域网。很明显,所谓局域网,那就是在局部地区范围内的网络,它所覆盖的地区范围较小。局域网在计算机数量配置上没有太多的限制,少的可以只有两台,多的可达几百台。一般来说在企业局域网中,工作站的数量在几十到两百台次左右。在网络所涉及的地理距离上一般来说可以是几米至10公里以内。局域网一般位于一个建筑物或一个单位内,不存在寻径问题,不包括网络层的应用。

  这种网络的特点就是:连接范围窄、用户数少、配置容易、连接速率高。目前局域网最快的速率要算现今的10G以太网了。IEEE的802标准委员会定义了多种主要的LAN网:以太网(Ethernet)、令牌环网(Token Ring)、光纤分布式接口网络(FDDI)、异步传输模式网(ATM)以及最新的无线局域网(WLAN)。这些都将在后面详细介绍。

  2。城域网(Metropolitan Area Network;MAN)

  这种网络一般来说是在一个城市,但不在同一地理小区范围内的计算机互联。这种网络的连接距离可以在10 ̄100公里,它采用的是IEEE802.6标准。MAN与LAN相比扩展的距离更长,连接的计算机数量更多,在地理范围上可以说是LAN网络的延伸。在一个大型城市或都市地区,一个MAN网络通常连接着多个LAN网。如连接政府机构的LAN、医院的LAN、电信的LAN、公司企业的LAN等等。由于光纤连接的引入,使MAN中高速的LAN互连成为可能。 

  城域网多采用ATM技术做骨干网。ATM是一个用于数据、语音、视频以及多媒体应用程序的高速网络传输方法。ATM包括一个接口和一个协议,该协议能够在一个常规的传输信道上,在比特率不变及变化的通信量之间进行切换。ATM也包括硬件、软件以及与ATM协议标准一致的介质。ATM提供一个可伸缩的主干基础设施,以便能够适应不同规模、速度以及寻址技术的网络。ATM的最大缺点就是成本太高,所以一般在政府城域网中应用,如邮政、银行、医院等。

  3。 广域网(Wide Area Network;WAN)

  这种网络也称为远程网,所覆盖的范围比城域网(MAN)更广,它一般是在不同城市之间的LAN或者MAN网络互联,地理范围可从几百公里到几千公里。 因为距离较远,信息衰减比较严重,所以这种网络一般是要租用专线,通过IMP(接口信息处理)协议和线路连接起来,构成网状结构,解决循径问题。这种城域网因为所连接的用户多,总出口带宽有限,所以用户的终端连接速率一般较低,通常为9.6Kbps ̄45Mbps 如:邮电部的CHINANET,CHINAPAC,和CHINADDN网。

  4.互联网(Internet)

  互联网又因其英文单词“Internet”的谐音,又称为“英特网”。在互联网应用如此发展的今天,它已是我们每天都要打交道的一种网络,无论从地理范围,还是从网络规模来讲它都是最大的一种网络,就是我们常说的“Web”、“WWW”和“万维网”等多种叫法。从地理范围来说,它可以是全球计算机的互联,这种网络的最大的特点就是不定性,整个网络的计算机每时每刻随着人们网络的接入在不变的变化。当您连在互联网上的时候,您的计算机可以算是互联网的一部分,但一旦当您断开互联网的连接时,您的计算机就不属于互联网了。但它的优点也是非常明显的,就是信息量大,传播广,无论你身处何地,只要联上互联网你就可以对任何可以联网用户发出你的信函和广告。因为这种网络的复杂性,所以这种网络实现的技术也是非常复杂的,这一点我们可以通过后面要讲的几种互联网接入设备详细地了解到。

上面讲了网络的几种分类,其实在现实生活中我们真正遇得最多的还要算是局域网,因为它可大可小,无论在单位还是在家庭实现起来都比较容易,应用也是最广泛的一种网络,所以在下面我们有必要对局域网及局域网中的接入设备作一个进一步的认识。

  二、局域网的分类

  虽然目前我们所能看到的局域网主要是以双绞线为代表传输介质的以太网,那只不过是我们所看到都基本上是企、事业单位的局域网,在网络发展的早期或在其它各行各业中,因其行业特点所采用的局域网也不一定都是以太网,目前在局域网中常见的有:以太网(Ethernet)、令牌网(Token Ring)、FDDI网、异步传输模式网(ATM)等几类,下面分别作一些简要介绍。

  1。 以太网(EtherNet)

  以太网最早是由Xerox(施乐)公司创建的,在1980年由DEC、Intel和Xerox三家公司联合开发为一个标准。以太网是应用最为广泛的局域网,包括标准以太网(10Mbps)、快速以太网(100Mbps)、千兆以太网(1000 Mbps)和10G以太网,它们都符合IEEE802.3系列标准规范。

  (1)标准以太网

  最开始以太网只有10Mbps的吞吐量,它所使用的是CSMA/CD(带有冲突检测的载波侦听多路访问)的访问控制方法,通常把这种最早期的10Mbps以太网称之为标准以太网。以太网主要有两种传输介质,那就是双绞线和同轴电缆。所有的以太网都遵循IEEE 802.3标准,下面列出是IEEE 802.3的一些以太网络标准,在这些标准中前面的数字表示传输速度,单位是“Mbps”,最后的一个数字表示单段网线长度(基准单位是100m),Base表示“基带”的意思,Broad代表“带宽”。

  ·10Base-5  使用粗同轴电缆,最大网段长度为500m,基带传输方法;
  ·10Base-2  使用细同轴电缆,最大网段长度为185m,基带传输方法;
  ·10Base-T  使用双绞线电缆,最大网段长度为100m;
  ·1Base-5   使用双绞线电缆,最大网段长度为500m,传输速度为1Mbps;
  ·10Broad-36 使用同轴电缆(RG-59/U CATV),最大网段长度为3600m,是一种宽带传输方式;
  ·10Base-F  使用光纤传输介质,传输速率为10Mbps;

  (2)快速以太网(Fast Ethernet)

  随着网络的发展,传统标准的以太网技术已难以满足日益增长的网络数据流量速度需求。在1993年10月以前,对于要求10Mbps以上数据流量的LAN应用,只有光纤分布式数据接口(FDDI)可供选择,但它是一种价格非常昂贵的、基于100Mpbs光缆的LAN。1993年10月,Grand Junction公司推出了世界上第一台快速以太网集线器FastSwitch10/100和网络接口卡FastNIC100,快速以太网技术正式得以应用。随后Intel、SynOptics、3COM、BayNetworks等公司亦相继推出自己的快速以太网装置。与此同时,IEEE802工程组亦对100Mbps以太网的各种标准,如100BASE-TX、100BASE-T4、MII、中继器、全双工等标准进行了研究。1995年3月IEEE宣布了IEEE802.3u 100BASE-T快速以太网标准(Fast Ethernet),就这样开始了快速以太网的时代。

  快速以太网与原来在100Mbps带宽下工作的FDDI相比它具有许多的优点,最主要体现在快速以太网技术可以有效的保障用户在布线基础实施上的投资,它支持3、4、5类双绞线以及光纤的连接,能有效的利用现有的设施。

  快速以太网的不足其实也是以太网技术的不足,那就是快速以太网仍是基于载波侦听多路访问和冲突检测(CSMA/CD)技术,当网络负载较重时,会造成效率的降低,当然这可以使用交换技术来弥补。 

  100Mbps快速以太网标准又分为:100BASE-TX 、100BASE-FX、100BASE-T4三个子类。

  ·100BASE-TX:是一种使用5类数据级无屏蔽双绞线或屏蔽双绞线的快速以太网技术。它使用两对双绞线,一对用于发送,一对用于接收数据。在传输中使用4B/5B编码方式,信号频率为125MHz。符合EIA586的5类布线标准和IBM的SPT 1类布线标准。使用同10BASE-T相同的RJ-45连接器。它的最大网段长度为100米。它支持全双工的数据传输。


 ·100BASE-FX:是一种使用光缆的快速以太网技术,可使用单模和多模光纤(62.5和125um) 多模光纤连接的最大距离为550米。单模光纤连接的最大距离为3000米。在传输中使用4B/5B编码方式,信号频率为125MHz。它使用MIC/FDDI连接器、ST连接器或SC连接器。它的最大网段长度为150m、412m、2000m或更长至10公里,这与所使用的光纤类型和工作模式有关,它支持全双工的数据传输。100BASE-FX特别适合于有电气干扰的环境、较大距离连接、或高保密环境等情况下的适用。 
  ·100BASE-T4:是一种可使用3、4、5类无屏蔽双绞线或屏蔽双绞线的快速以太网技术。它使用4对双绞线,3对用于传送数据,1对用于检测冲突信号。在传输中使用8B/6T编码方式,信号频率为25MHz,符合EIA586结构化布线标准。它使用与10BASE-T相同的RJ-45连接器,最大网段长度为100米。 


  (3)千兆以太网(GB Ethernet)

  随着以太网技术的深入应用和发展,企业用户对网络连接速度的要求越来越高,1995年11月,IEEE802.3工作组委任了一个高速研究组(HigherSpeedStudy Group),研究将快速以太网速度增至更高。该研究组研究了将快速以太网速度增至1000Mbps的可行性和方法。1996年6月,IEEE标准委员会批准了千兆位以太网方案授权申请(Gigabit Ethernet Project Authorization Request)。随后IEEE802.3工作组成立了802.3z工作委员会。IEEE802.3z委员会的目的是建立千兆位以太网标准:包括在1000Mbps通信速率的情况下的全双工和半双工操作、802.3以太网帧格式、载波侦听多路访问和冲突检测(CSMA/CD)技术、在一个冲突域中支持一个中继器(Repeater)、10BASE-T和100BASE-T向下兼容技术千兆位以太网具有以太网的易移植、易管理特性。千兆以太网在处理新应用和新数据类型方面具有灵活性,它是在赢得了巨大成功的10Mbps和100Mbps IEEE802.3以太网标准的基础上的延伸,提供了1000Mbps的数据带宽。这使得千兆位以太网成为高速、宽带网络应用的战略性选择。

  1000Mbps千兆以太网目前主要有以下三种技术版本:1000BASE-SX,-LX和-CX版本。1000BASE-SX 系列采用低成本短波的CD(compact disc,光盘激光器) 或者VCSEL(Vertical Cavity Surface Emitting Laser,垂直腔体表面发光激光器)发送器;而1000BASE-LX系列则使用相对昂贵的长波激光器;1000BASE-CX系列则打算在配线间使用短跳线电缆把高性能服务器和高速外围设备连接起来。

  (4)10G以太网

  现在10Gbps的以太网标准已经由IEEE 802.3工作组于2000年正式制定,10G以太网仍使用与以往10Mbps和100Mbps以太网相同的形式,它允许直接升级到高速网络。同样使用IEEE 802.3标准的帧格式、全双工业务和流量控制方式。在半双工方式下,10G以太网使用基本的CSMA/CD访问方式来解决共享介质的冲突问题。此外,10G以太网使用由IEEE 802.3小组定义了和以太网相同的管理对象。总之,10G以太网仍然是以太网,只不过更快。但由于10G以太网技术的复杂性及原来传输介质的兼容性问题(目前只能在光纤上传输,与原来企业常用的双绞线不兼容了),还有这类设备造价太高(一般为2 ̄9万美元),所以这类以太网技术目前还处于研发的初级阶段,还没有得到实质应用。

2。 令牌环网

  令牌环网是IBM公司于70年代发展的,现在这种网络比较少见。在老式的令牌环网中,数据传输速度为4Mbps或16Mbps,新型的快速令牌环网速度可达100Mbps。令牌环网的传输方法在物理上采用了星形拓扑结构,但逻辑上仍是环形拓扑结构。结点间采用多站访问部件(Multistation Access Unit,MAU)连接在一起。MAU是一种专业化集线器,它是用来围绕工作站计算机的环路进行传输。由于数据包看起来像在环中传输,所以在工作站和MAU中没有终结器。

  在这种网络中,有一种专门的帧称为“令牌”,在环路上持续地传输来确定一个结点何时可以发送包。令牌为24位长,有3个8位的域,分别是首定界符(Start Delimiter,SD)、访问控制(Access Control,AC)和终定界符(End Delimiter,ED)。首定界符是一种与众不同的信号模式,作为一种非数据信号表现出来,用途是防止它被解释成其它东西。这种独特的8位组合只能被识别为帧首标识符(SOF)。由于目前以太网技术发展迅速,令牌网存在固有缺点,令牌在整个计算机局域网已不多见,原来提供令牌网设备的厂商多数也退出了市场,所以在目前局域网市场中令牌网可以说是“昨日黄花”了。

  3。 FDDI网(Fiber Distributed Data Interface)

  FDDI的英文全称为“Fiber Distributed Data Interface”,中文名为“光纤分布式数据接口”,它是于80年代中期发展起来一项局域网技术,它提供的高速数据通信能力要高于当时的以太网(10Mbps)和令牌网(4或16Mbps)的能力。FDDI标准由ANSI X3T9.5标准委员会制订,为繁忙网络上的高容量输入输出提供了一种访问方法。FDDI技术同IBM的Tokenring技术相似,并具有LAN和Tokenring所缺乏的管理、控制和可*性措施,FDDI支持长达2KM的多模光纤。FDDI网络的主要缺点是价格同前面所介绍的“快速以太网”相比贵许多,且因为它只支持光缆和5类电缆,所以使用环境受到限制、从以太网升级更是面临大量移植问题。

  当数据以100Mbps的速度输入输出时,在当时FDDI与10Mbps的以太网和令牌环网相比性能有相当大的改进。但是随着快速以太网和千兆以太网技术的发展,用FDDI的人就越来越少了。因为FDDI使用的通信介质是光纤,这一点它比快速以太网及现在的100Mbps令牌网传输介质要贵许多,然而FDDI最常见的应用只是提供对网络服务器的快速访问,所以在目前FDDI技术并没有得到充分的认可和广泛的应用。

  FDDI的访问方法与令牌环网的访问方法类似,在网络通信中均采用“令牌”传递。它与标准的令牌环又有所不同,主要在于FDDI使用定时的令牌访问方法。FDDI令牌沿网络环路从一个结点向另一个结点移动,如果某结点不需要传输数据,FDDI将获取令牌并将其发送到下一个结点中。如果处理令牌的结点需要传输,那么在指定的称为“目标令牌循环时间”(Target Token Rotation Time,TTRT)的时间内,它可以按照用户的需求来发送尽可能多的帧。因为FDDI采用的是定时的令牌方法,所以在给定时间中,来自多个结点的多个帧可能都在网络上,以为用户提供高容量的通信。

  FDDI可以发送两种类型的包:同步的和异步的。同步通信用于要求连续进行且对时间敏感的传输(如音频、视频和多媒体通信);异步通信用于不要求连续脉冲串的普通的数据传输。在给定的网络中,TTRT等于某结点同步传输需要的总时间加上最大的帧在网络上沿环路进行传输的时间。FDDI使用两条环路,所以当其中一条出现故障时,数据可以从另一条环路上到达目的地。连接到FDDI的结点主要有两类,即A类和B类。A类结点与两个环路都有连接,由网络设备如集线器等组成,并具备重新配置环路结构以在网络崩溃时使用单个环路的能力;B类结点通过A类结点的设备连接在FDDI网络上,B类结点包括服务器或工作站等。

  4。 ATM网

  ATM的英文全称为“asynchronous transfer mode”,中文名为“异步传输模式”,它的开发始于70年代后期。ATM是一种较新型的单元交换技术,同以太网、令牌环网、FDDI网络等使用可变长度包技术不同,ATM使用53字节固定长度的单元进行交换。它是一种交换技术,它没有共享介质或包传递带来的延时,非常适合音频和视频数据的传输。ATM主要具有以下优点:

  (1)ATM使用相同的数据单元,可实现广域网和局域网的无缝连接。 
  (2)ATM支持VLAN(虚拟局域岗)功能,可以对网络进行灵活的管理和配置。 
  (3)ATM具有不同的速率,分别为25、51、155、622Mbps,从而为不同的应用提供不同的速率。 

  ATM是采用“信元交换”来替代“包交换”进行实验,发现信元交换的速度是非常快的。信元交换将一个简短的指示器称为虚拟通道标识符,并将其放在TDM时间片的开始。这使得设备能够将它的比特流异步地放在一个ATM通信通道上,使得通信变得能够预知且持续的,这样就为时间敏感的通信提供了一个预QoS,这种方式主要用在视频和音频上。通信可以预知的另一个原因是ATM采用的是固定的信元尺寸。ATM通道是虚拟的电路,并且MAN传输速度能够达到10Gbps。

  5。 无线局域网(Wirress Local Area Network;WLAN)

  无线局域网是目前最新,也是最为热门的一种局域网,特别是自Intel今年3月份推出首款自带无线网络模块的迅驰笔记本处理器以来。无线局域网与传统的局域网主要不同之处就是传输介质不同,传统局域网都是通过有形的传输介质进行连接的,如同轴电缆、双绞线和光纤等,而无线局域网则是采用空气作为传输介质的。正因为它摆了有形传输介质的束缚,所以这种局域网的最大特点就是自由,只要在网络的覆盖范围内,可以在任何一个地方与服务器及其它工作站连接,而不需要重新铺设电缆。这一特点非常适合那些移动办公一簇,有时在机场、宾馆、酒店等(通常把这些地方称为“热点”),只要无线网络能够覆盖到,它都可以随时随地连接上无线网络,甚至Internet。

  无线局域网所采用的是802.11系列标准,它也是由IEEE 802标准委员会制定的。目前这一繁育列标准主要有4个标准,分别为:802.11b、802.11a、802.11g和802.11z,前三个标准都是针对传输速度地热异常进行的改进,最开始推出的是802.11b,它的传输速度为11MB/s,因为它的连接速度比较低,随后推出了802.11a标准,它的连接速度可达54MB/s。但由于两者不互相兼容,致使一些早已购买802.11b标准的无线网络设备在新的802.11a网络中不能用,所以在今年前些时候正式推出了兼容802.11b与802.11a两种标准的802.11g,这样原有的802.11b和802.11a两种标准的设备都可以在同一网络中使用。802.11z是一种专门为了加强无线局域网安全的标准。因为无线局域网的“无线”特点,致使任何进入此网络覆盖区的用户都可以轻松以临时用户身份进入网络,给网络带来了极大的不安全因素,为此802.11z标准专门就无线网络的安全性方面作了明确规定,加强了用户身份论证制度,并对传输的数据进行加密。

  好了,关于这几种局域网类型就简单介绍到此,这其中的主要网络类型在后面的教程中还会详细介绍,在此就不再赘述了。


《网络基础学习之二》常见局域网拓扑及操作系统



在上一篇中我们介绍了网络的基本分类,本篇主要介绍常见的几种局域网拓扑结构和网络操作系统。

  一、常见的局域网拓扑结构

  网络中的计算机等设备要实现互联,就需要以一定的结构方式进行连接,这种连接方式就叫做"拓扑结构",通俗地讲这些网络设备如何连接在一起的。目前常见的网络拓扑结构主要有以下四大类:

  (1)星型结构
  (2)环型结构
  (3)总线型结构<   (4)星型和总线型结合的复合型结构

  下面我们分别对这几种网络拓朴结构进行一一介绍。

  1. 星型结构

  这种结构是目前在局域网中应用得最为普遍的一种,在企业网络中几乎都是采用这一方式。星型网络几乎是Ethernet(以太网)网络专用,它是因网络中的各工作站节点设备通过一个网络集中设备(如集线器或者交换机)连接在一起,各节点呈星状分布而得名。这类网络目前用的最多的传输介质是双绞线,如常见的五类线、超五类双绞线等。它的基本连接图示如图1所示。

  这种拓扑结构网络的基本特点主要有如下几点:

  (1)容易实现:它所采用的传输介质一般都是采用通用的双绞线,这种传输介质相对来说比较便宜,如目前正品五类双绞线每米也仅1.5元左右,而同轴电缆最便宜的也要2.00元左右一米,光缆那更不用说了。这种拓扑结构主要应用于IEEE 802.2、IEEE 802.3标准的以太局域网中;

  (2)节点扩展、移动方便:节点扩展时只需要从集线器或交换机等集中设备中拉一条线即可,而要移动一个节点只需要把相应节点设备移到新节点即可,而不会像环型网络那样"牵其一而动全局";

  (3)维护容易;一个节点出现故障不会影响其它节点的连接,可任意拆走故障节点;

  (4)采用广播信息传送方式:任何一个节点发送信息在整个网中的节点都可以收到,这在网络方面存在一定的隐患,但这在局域网中使用影响不大;

  (5)网络传输数据快:这一点可以从目前最新的1000Mbps到10G以太网接入速度可以看出。

  其实它的主要特点远不止这些,但因为后面我们还要具体讲一下各类网络接入设备,而网络的特点主要是受这些设备的特点来制约的,所以其它一些方面的特点等我们在后面讲到相应网络设备时再补充。

  2. 环型结构

  这种结构的网络形式主要应用于令牌网中,在这种网络结构中各设备是直接通过电缆来串接的,最后形成一个闭环,整个网络发送的信息就是在这个环中传递,通常把这类网络称之为"令牌环网"。这种拓扑结构网络示意图如图2所示。

  上图所示只是一种示意图,实际上大多数情况下这种拓扑结构的网络不会是所有计算机真的要连接成物理上的环型,一般情况下,环的两端是通过一个阻抗匹配器来实现环的封闭的,因为在实际组网过程中因地理位置的限制不方便真的做到环的两端物理连接。

  这种拓扑结构的网络主要有如下几个特点:

  (1)这种网络结构一般仅适用于IEEE 802.5的令牌网(Token ring network),在这种网络中,"令牌"是在环型连接中依次传递。所用的传输介质一般是同轴电缆。

  (2)这种网络实现也非常简单,投资最小。可以从其网络结构示意图中看出,组成这个网络除了各工作站就是传输介质--同轴电缆,以及一些连接器材,没有价格昂贵的节点集中设备,如集线器和交换机。但也正因为这样,所以这种网络所能实现的功能最为简单,仅能当作一般的文件服务模式;

  (3)传输速度较快:在令牌网中允许有16Mbps的传输速度,它比普通的10Mbps以太网要快许多。当然随着以太网的广泛应用和以太网技术的发展,以太网的速度也得到了极大提高,目前普遍都能提供100Mbps的网速,远比16Mbps要高。

  (4)维护困难:从其网络结构可以看到,整个网络各节点间是直接串联,这样任何一个节点出了故障都会造成整个网络的中断、瘫痪,维护起来非常不便。另一方面因为同轴电缆所采用的是插针式的接触方式,所以非常容易造成接触不良,网络中断,而且这样查找起来非常困难,这一点相信维护过这种网络的人都会深有体会。

(5)扩展性能差:也是因为它的环型结构,决定了它的扩展性能远不如星型结构的好,如果要新添加或移动节点,就必须中断整个网络,在环的两端作好连接器才能连接。

  3. 总线型结构

  这种网络拓扑结构中所有设备都直接与总线相连,它所采用的介质一般也是同轴电缆(包括粗缆和细缆),不过现在也有采用光缆作为总线型传输介质的,如后面我们将要讲的ATM网、Cable Modem所采用的网络等都属于总线型网络结构。它的结构示意图如图3所示。

  这种结构具有以下几个方面的特点:

  (1)组网费用低:从示意图可以这样的结构根本不需要另外的互联设备,是直接通过一条总线进行连接,所以组网费用较低;

  (2)这种网络因为各节点是共用总线带宽的,所以在传输速度上会随着接入网络的用户的增多而下降;

  (3)网络用户扩展较灵活:需要扩展用户时只需要添加一个接线器即可,但所能连接的用户数量有限;

  (4)维护较容易:单个节点失效不影响整个网络的正常通信。但是如果总线一断,则整个网络或者相应主干网段就断了。

  (5)这种网络拓扑结构的缺点是一次仅能一个端用户发送数据,其它端用户必须等待到获得发送权。

4. 混合型拓扑结构

  这种网络拓扑结构是由前面所讲的星型结构和总线型结构的网络结合在一起的网络结构,这样的拓扑结构更能满足较大网络的拓展,解决星型网络在传输距离上的局限,而同时又解决了总线型网络在连接用户数量的限制。这种网络拓扑结构同时兼顾了星型网与总线型网络的优点,在缺点方面得到了一定的弥补。这种网络拓扑结构示意图如图4所示。

  这种网络拓扑结构主要用于较大型的局域网中,如果一个单位有几栋在地理位置上分布较远(当然是同一小区中),如果单纯用星型网来组整个公司的局域网,因受到星型网传输介质--双绞线的单段传输距离(100m)的限制很难成功;如果单纯采用总线型结构来布线则很难承受公司的计算机网络规模的需求。结合这两种拓扑结构,在同一栋楼层我们采用双绞线的星型结构,而不同楼层我们采用同轴电缆的总线型结构,而在楼与楼之间我们也必须采用总线型,传输介质当然要视楼与楼之间的距离,如果距离较近(500m以内)我们可以采用粗同轴电缆来作传输介质,如果在180m之内还可以采用细同轴电缆来作传输介质。但是如果超过500m我们只有采用光缆或者粗缆加中继器来满足了。这种布线方式就是我们常见的综合布线方式。这种拓扑结构主要有以下几个方面的特点:

  (1)应用相当广泛:这主要是因它解决了星型和总线型拓扑结构的不足,满足了大公司组网的实际需求;

  (2)扩展相当灵活:这主要是继承了星型拓扑结构的优点。但由于仍采用广播式的消息传送方式,所以在总线长度和节点数量上也会受到限制,不过在局域网中是不存在太大的问题;

  (3)同样具有总线型网络结构的网络速率会随着用户的增多而下降的弱点;

  (4)较难维护,这主要受到总线型网络拓扑结构的制约,如果总线断,则整个网络也就瘫痪了,但是如果是分支网段出了故障,则仍不影响整个网络的正常运作。再一个整个网络非常复杂,维护起来不容易;

  (5)速度较快:因为其骨干网采用高速的同轴电缆或光缆,所以整个网络在速度上应不受太多的限制。


二、常见局域网操作系统

  我们在第一篇开始就说到了网络的基本组成,其中一个重要组成部分就是"网络操作系统"。它是整个网络的核心,也是整个网络服务和管理的基础。目前局域网中主要存在以下几类网络操作系统:

  1. Windows类

  对于这类操作系统相信用过电脑的人都不会陌生,这是全球最大的软件开发商--Microsoft(微软)公司开发的。Microsoft公司的Windows系统不仅在个人操作系统中占有绝对优势,它在网络操作系统中也是具有非常强劲的力量。这类操作系统配置在整个局域网配置中是最常见的,但由于它对服务器的硬件要求较高,且稳定性能不是很高,所以微软的网络操作系统一般只是用在中低档服务器中,高端服务器通常采用UNIX、LINUX或Solairs等非Windows操作系统。在局域网中,微软的网络操作系统主要有:Windows NT 4.0 Serve、Windows 2000 Server/Advance Server,以及最新的Windows 2003 Server/ Advance Server等,工作站系统可以采用任一Windows或非Windows操作系统,包括个人操作系统,如Windows 9x/ME/XP等。

  在整个Windows网络操作系统中最为成功的还是要算了Windows NT4.0这一套系统,它几乎成为中、小型企业局域网的标准操作系统,一则是它继承了Windows家族统一的界面,使用户学习、使用起来更加容易。再则它的功能也的确比较强大,基本上能满足所有中、小型企业的各项网络求。虽然相比Windows 2000/2003 Server系统来说在功能上要逊色许多,但它对服务器的硬件配置要求要低许多,可以更大程度上满足许多中、小企业的PC服务器配置需求。

  2. NetWare类

  NetWare操作系统虽然远不如早几年那么风光,在局域网中早已失去了当年雄霸一方的气势,但是NetWare操作系统仍以对网络硬件的要求较低(工作站只要是286机就可以了)而受到一些设备比较落后的中、小型企业,特别是学校的青睐。人们一时还忘不了它在无盘工作站组建方面的优势,还忘不了它那毫无过份需求的大度。且因为它兼容DOS命令,其应用环境与DOS相似,经过长时间的发展,具有相当丰富的应用软件支持,技术完善、可*。目前常用的版本有3.11、3.12和4.10 、V4.11,V5.0等中英文版本,NetWare服务器对无盘站和游戏的支持较好,常用于教学网和游戏厅。目前这种操作系统有市场占有率呈下降趋势,这部分的市场主要被Windows NT/2000和Linux系统瓜分了。

  3. Unix系统

  目前常用的UNIX系统版本主要有:Unix SUR4.0、HP-UX 11.0,SUN的Solaris8.0等。支持网络文件系统服务,提供数据等应用,功能强大,由AT&T和SCO公司推出。这种网络操作系统稳定和安全性能非常好,但由于它多数是以命令方式来进行操作的,不容易掌握,特别是初级用户。正因如此,小型局域网基本不使用Unix作为网络操作系统,UNIX一般用于大型的网站或大型的企、事业局域网中。

  4. Linux

  这是一种新型的网络操作系统,它的最大的特点就是源代码开放,可以免费得到许多应用程序。目前也有中文版本的Linux,在国内得到了用户充分的肯定,主要体现在它的安全性和稳定性方面,它与Unix有许多类似之处。但目前这类操作系统目前使仍主要应用于中、高档服务器中。

  以上介绍几种网络操作系统,其实这几种操作系统是完全可以实现互联的,也就是说在一个局域网中完全可以同时存在以上几种类型的网络操作系统。这一点我们将在本教程的后面继续介绍。

  三、局域网的几种工作模式

  局域网的工作模式是根据局域网中各计算机的位置来决定的,目前局域网主要存在着两种工作模式,它们涉及到用户存取和共享信息的方式,它们分别是:客户/服务器(C/S)模式和点对点(Peer-to-Peer)通信模式。

  1. 客户/服务器模式:(C/S)

  这是一种基于服务器的网络,在这种模式中,其中一台或几台较大的计算机集中进行共享数据库的管理和存取,称为服务器;而将其它的应用处理工作分散到网络中其它微机上去做,构成分布式的处理系统,服务器控制管理数据的能力己由文件管理方式上升为数据库管理方式,因此,C/S网络模式的服务器也称为数据库服务器。这类网络模式主要注重于数据定义、存取安全、备份及还原,并发控制及事务管理,执行诸如选择检索和索引排序等数据库管理功能。它有足够的能力做到把通过其处理后用户所需的那一部分数据而不是整个文件通过网络传送到客户机去,减轻了网络的传输负荷。C/S网络模式是数据库技术的发展和普遍应用与局域网技术发展相结合的结果。这种模式与下面所讲的点对点模式主要存在以下两个方面的不同:

  ·后端数据库负责完成大量的任务处理,如果C/S型数据库查找一个特定的信息片段,在搜寻整个数据库期间并不返回每条记录的结果,而只是在搜寻结束时返回最后的结果。
  ·如果数据库应用程序的客户机在处理数据库事务时失败,服务器为了维护数据库的完整性,将自动重新执行这个事件。

  2. 对等式网络:(Peer-to-Peer)

  在拓扑结构上与专用Server的C/S不同,在对等式网络结构中,没有专用服务器。在这种网络模式中,每一个工作站既可以起客户机作用也可以起服务器作用。有许多网络操作系统可应用于点对点网络,如微软的Windows for Workgroups 、Windows NT WorkStation、Windows 9X和Novell Lite等。

  点对点对等式网络有许多优点,如它比上面所介绍的C/S网络模式造价低,它们允许数据库和处理机能分布在一个很大的范围里,还允许动态地安排计算机需求。当然它的缺点也是非常明显的,那就是提供较少的服务功能,并且难以确定文件的位置,使得整个网络难以管理。

  好了,对一些基础概念的介绍就讲到这里,在下面的文章里,我们将进入一些实作性的课题,首先,我们将介绍局域网网线制作的材料与工具。


《网络基础学习之三》认识网线制作工具

在前面两篇中我们已对网络的基础知识有一个初步的了解,从本篇开始就要正式接触常见的局域网的组建了,当然首先是最简单的局域网连接——对等网连接了。本篇首先要介绍的是双绞线网线和同轴电缆网线制作所需材料及工具,在随后的一篇中将继续介绍其相应的网线制作方法,因为这一切网络组建的基础。不过,网线制作虽然基础,但同时也是非常重要的。据说有些学计算机的博士生在实际网络组建时连网线都不会制作,真是令人好笑!

  以太 网是我们见的最多的一种局域网,它在各企、事业单位网络中得到了充分的应用。因为以太网我们上面已经说过它其实发展到今天已不是单一的一种网络,而是一系列网络的总称,但是作为初级学员我们还是从最基本的以太网着手了解以太局域网的组建方法。下面先来认识双绞线和同轴电缆以太局域网网线制作所需的材料及工具。

  一、双绞线网线制作的材料及工具

  在双绞线以太网网线制作中首先要做的工作就是准备必要的材料和工具,只有对这些材料和工具有了充分了解后才可以制作符合要求的网线,为此本篇先来简单介绍这些材料和制作工具,具体的制作步骤将在下一篇介绍。制作以太网线所需材料及工具主要包括:双绞线、RJ-45水晶头、剥线钳、双绞线专用压线钳等。

  1. 双绞线(Twisted-Pair Cable;TP)

  双绞线是由不同颜色的4对8芯线组成,每两条按一定规则绞织在一起,成为一个芯线对。作为以太局域网最基本的连接、传输介质,人们对双绞网线的重视程度是不够的,总认为它无足轻重,其实做过网络的人都知道绝对不是这样的,相反它在一定程度上决定了整个网络性能。这一点其实我们很容易理解,一般来说越是基础的东西越是取着决定性的作用,如我们的生活水平,如果我们平常的水、电、日常生活用品都很难保证供应,您说我们还要那些高科技有什么用,我们的生活水平能说很高吗?双绞线作为网络连接的传输介质,将来网络上的所有信息都需要在这样一个信道中传输,您能说它不重要吗?如果双绞线本身质量不好,传输速率受到限制,您说即使其它网络设备的性能再好,传输速度再高又有什么用呢?因为双绞线已成为整个网络传输速度的一个瓶颈。它一般有屏蔽(Shielded Twicted-Pair ;STP)与非屏蔽(Unshielded Twisted-Pair ;UTP)双绞线之分,屏蔽的当然在电磁屏蔽性能方面比非屏蔽的要好些,但价格也要贵些。

  双绞线按电气性能划分的话,通常分为:三类、四类、五类、超五类、六类、七类双绞线等类型,数字越大,版本越新、技术越先进、带宽也越宽,当然价格也越贵了。三类、四类线目前在市场上几乎没有了,如果有,也不是以三类或四类线出现,而是假以五类,甚至超五类线出售,这是目前假五类线最多的一种。目前在一般局域网中常见的是五类、超五类或者六类非屏蔽双绞线,图1所示的左图为一段非屏蔽超五类双线示意图,而右图为一段屏蔽的双绞线。可以从图中看出,屏蔽的五类双绞线外面包有一层屏蔽用的金属膜,它的抗干扰性能好些,但应用的条件比较苛刻,不是用了屏蔽的双绞线,在抗干扰方面就一定强于非屏蔽双绞线。屏蔽双绞线的屏蔽作用只在整个电缆均有屏蔽装置,并且两端正确接地的情况下才起作用。所以,要求整个系统全部是屏蔽器件,包括电缆、插座、水晶头和配线架等,同时建筑物需要有良好的地线系统。事实上,在实际施工时,很难全部完美接地,从而使屏蔽层本身成为最大的干扰源,导致性能甚至远不如非屏蔽双绞线UTP。所以,除非有特殊需要,通常在综合布线系统中只采用非屏蔽双绞线。

  双绞线作为一种价格低廉、性能优良的传输介质,在综合布线系统中被广泛应用于水平布线。双绞线价格低廉、连接可*、维护简单,可提供高达1000Mbps的传输带宽,不仅可用于数据传输,而且还可以用于语音和多媒体传输。目前的超五类和六类非屏蔽双绞线可以轻松提供155Mbps的通信带宽,并拥有升级至千兆的带宽潜力,因此,成为当今水平布线的首选线缆。

  在六类双绞线产品家族中,主要的品牌有如下几个:
  (1)安普

  安普(AMP)这一品牌是我们见的最多,也是最常用的一个,几乎每一个网线经营店铺都可见到它的身影,它的最大特点就是质量好、价格便宜,整箱购买的话,通常正品安普超大业双绞线每米也只需1.5元左右。正因如此受欢迎,所以它的假货也是最多的,有的到了几乎可以以假乱真了,很难区分真假。

  AMP的六类双绞线系统是由Quantum UTP线缆、Quantum模块化信息插座系统、Quantum模块化配线架系统和Quantum跳线等连接件组成。Quantum六类系统提供了200MHz的带宽,其UTP线缆模块化的连接由传统110系统或无需工具的模块化连接硬件组成,整个系统将轻易超越由ISO/IEC目前规定的六类布线应达到的性能标准。

  (2)西蒙

  西蒙(Siemon)产品在综合布线系统中是经常可以见到的,它相比安普品牌来说,档次要高许多,质量、技术特性都高出一个档次,当然其价格也高许多,所以在DIY市场中很难见到它的应用。不仅如此,它在综合布线系统中还提供了一整套的完整方案,包括后面要介绍的网线制作和布线工具。

  西蒙SYSTEM 6系统的频率带宽超过250MHz,同时可以保证在250MHz以内所有的性能参数都满足和超过六类标准草案的要求,西蒙公司可提供所有六类产品(连接硬件、线缆)及系统(基本链路和信道)的测试报告及第三方认证实验室(如DELTA、ETL)的测试认证。

  (3)朗讯

  朗讯(Lucent)这一品牌虽然听得较多,但是双绞线行业我们还是较少见到,特别是中、小型企业中。但这并不是说它就缺乏技术实力,相反它在高端网络组建中是经常可见其身影的。朗讯以贝尔实验室为后盾,朗讯科技设计开发的端到端“六类”布线系统SYSTIMAX GigaSPEED Solution,对网络中连接主机及计算机的布线统的每一元件都进行了革新,更加优化了布线系统的端到端性能。

  GigaSPEED解决方案是一个性能超前的产品,其性能完全能达到及超过目前最新的六类标准草案的指标。GigaSPEED系统拥有14项世界专利,典型的GigaSPEED配置是水平系统UTP铜缆与垂直主干及建筑群子系统SYSTIMAX光纤的组。这种解决方案可为用户提供目前所需的网络性能,同时也为将来的网络应用和技术发展提供了充足的带宽。

  (4) 丽特

  丽特(NORDX/CDT)的千兆位六类2400系统采用IBDN PS5增强型连接和IBDN 2400系列非屏蔽电缆,能够提供2.4Gbps的数据传输率,其电缆提供了较高的频带宽度和余量,以保证更广泛的应用。而丽特新的六类产品IBDN System 4800LX将达到4.8Gbps的数据传输率,它由新型的IBDN 4800LX电缆、PS6连接硬件和PS6标准线缆组成,能提供300MHz的带宽性能。与当前的六类建议标准草案相比,IBDN System 4800LX 在各项性能参数上都有显著提高。

  (5)IBM

  IBM 的ACS银系列产品符合ISO/IEC 11801 六类/E级标准草案、EN 50173 六类E级标准草案和TIA/EIA 568 六类标准草案。ACS银系列带宽达200MHz,可以更好地支持千兆以太网及其它使用4对线缆传的网络。

  IBM ACS银系列系统向下兼容五类或超五类,银系列和铜系列适用同类型配线架,易升级且保护投资。同时,IBM ACS银系列产品是一个100欧姆铜缆系统,它可与IBM ACS水晶系列产品进行整合,以实现不同楼层之间、集线器和楼宇之间光缆的连接,这时水晶系列产品可以为水平系统上低速的银系列产品性能提供高速的连接。


2. RJ-45水晶头:

  之所把它称之为“水晶头”,估计是因为它的外表晶莹透亮的原因而得名的吧。双绞线的两端必须都安装RJ-45插头,以便插在网卡、集线器(Hub)或交换机(Switch)RJ-45接口上。水晶头也有几种档次之分,一般比较好的也是如AMP这样的名牌大厂的质量好些。价格嘛,很便宜,约为1.5元一个。不过在选购时千万别贪图便宜,否则质量得不到保证,主要体现在它的接触探针是镀铜的,容易生锈,造成接触不良,网络不通。质量差的还有一点明显表现为塑料扣位不紧(通常是变形所致),也很容易造成接触不良,网络中断。如图2所示的左图是单个的水晶头图示,右图为一段做好网线的水晶头。

  水晶头虽小,但在网络的重要性一点都不能小看,在许多网络故障中就有相当一部分是因为水晶头质量不好而造成的。关于在选购水晶头等网络附件时的注意事项,后面将详细介绍。在此就不再多讲了。


  3. 双绞线网线制作工具

  在双绞网线制作中,最简单的方法就只需一把网线压线钳即可,如图3所示。它可以完成剪线、剥线和压线三种用途。在购买网线钳时一定要注意选对种类,因为网线钳针对不同的线材会有不同的规格,一定要选用双绞线专用的压线钳才可用来制作双绞以太网线。三种常见的剥线钳如图4所示。


二、双绞网线布线材料及工具

  前面介绍了制作双绞网线的材料及工具,下面接着介绍网线布线的材料和工具。这也是网络组建的基础,因为网线做好后不可能就随便拿它来进行乱连,通常这些网线是直接埋在墙壁之中,为了美观和紧固作用,通常在网线的终端会加上一个网线信息插座,这样与工作站连接的网线就可以直接插到墙壁的信息插座RJ-45插孔上。下面简单介绍这些布线材料和工具。

  1. 信息插座

  信息插座一般是安装在墙面上的,也有桌面型和地面型的,主要是为了方便工作站的移动,并且保持整个布线的美观,以上三种信息插座分别是如图5中左、中、右边所示。

  2. 网线模块:
  与信息插座配套的是网线模块,这个模块就是安装在信息插座中的,一般是通过卡位来实现固定的,通过它把从交换机出来的网线与接好水晶头的到工作站端的网线相连。目前网线模块也是比较杂,如杂牌的只有2元多一个,而正品却至少需要18元以上一个,所以现在通常的网络中大家还是比较喜欢选购杂牌的,因为在价格方面相差实在太大。如图6所示的是一种正品模块示意图。

  3. 打线钳

  信息插座与模块是嵌套在一起的,埋在墙中的网线是通过信息模块与外部网线进行连接的,墙内部网线与信息模块的连接是通过把网线的8条芯线按规定卡入信息模块的对应线槽中的。网线的卡入需用一种专用的卡线工具,称之为“打线钳”,如图7所示的第一、二幅是西蒙的两款单线打线钳,第三幅是西蒙的一款多对打钱工具。多对打线工具通常用于配线架网线芯线的安装。

  4. 打线保护装置

  因为把网线的4对芯线卡入到信息模块的过程比较费劲,并且由于信息模块容易划伤手,于是就有公司专门开发的一种打线保护装置,这样一则更加方便把网线卡入到信息模块中,另一方面也可以起到隔离手掌,保护手的作用。如图8所示的是西蒙的两款掌上防护装置(注意,上面嵌套的是信息模块,下面部分才是保护装置)。

  以上介绍了几款布线材料和工具,要注意的是这些看似简单的网络附件或工具产品都较贵。就拿打线钳来说吧,贵的有好几百元一把,杂牌的虽然没那么好使,但却相当便宜,最便宜的打线钳只需要20元,中档的也只有60元左右。至于掌上防护装置就不是必选工具了,一般来说是不选的,只是在专业的网络布线公司中可以会有这些配套工具,在小网络的布线我看就没有太大必要了。


三、同轴电缆网线制作材料及工具

  同轴电缆也是局域网中最常见的传输介质之一,它主要应用于环形的小型局域网中。虽然这种网络相对而言双绞线星形网络来说存在诸多不足之处,但是它的优点也是非常明显的,那就是它无需任何集中接入设备,就可以同时接入多达20台工作站,所以它的网络构建成本非常低,是许多小型企业的首选!为此在本篇也对这种网线制作所需的线村及工具作一个简单介绍,希望对想组建这种局域网的读者有所帮助。

  同轴电缆网线的制作材料及工具主要包括如下几种:同轴电缆(包括“粗缆”和“细缆”两种)、中继器、收发器(用细同轴电缆组网时没有这一项)、收发器电缆(用细同轴电缆组网时也没有这一项)、粗同轴电缆网线附件(N系列接头、N系列终端匹配器、N系列端接器)、细同轴电缆附件(BNC电缆连接器、BNC T型接头、BNC桶型接头、BNC终端匹配器)、同轴电缆网线压线钳等。下面主要介绍应用最多的细同轴电缆网线制作材料及工具。

  1. 同轴电缆

  同轴电缆以太网连接的传输介质就是采用同轴电缆,如我们常见的有线电视电缆差不多。应用于计算机网络的同轴电缆主要有两种,即“粗缆”和“细缆”,都属于“基带同轴电缆”(以区别于广播电视所用的“宽带同轴电缆”)。

  同轴电缆以硬铜线为芯,外包一层绝缘材料。这层绝缘材料用密织的网状导体环绕,网外又覆盖一层保护性材料。计算机网络一般选用RG-8规格的以太网粗缆和RG-58规格的以太网细缆,它们的匹配阻抗均为50Ω。

  粗缆的全称为“粗同轴电缆”,简称为“AUI”,如图9左图所示。细缆是指“细同轴电缆”,它的英文简称为“BNC”,细同轴电缆与粗同轴电缆结构类似,只是直径细些,如图9右图所示的一条剥了皮的细同轴电缆。

  粗同轴电缆与细同轴电缆是指同轴电缆的直径大还是小。粗缆适用于比较大型的局部网络,它的标准距离长、可*性高。由于安装时不需要切断电缆,因此可以根据需要灵活调整计算机的入网位置。但粗缆网络必须安装收发器和收发器电缆,安装难度大,单价也较细缆贵许多,所以总体造价高。相反,细缆安装则比较简单,造价也较低。由于安装过程要切断电缆,两头须装上基本网络连接头(BNC),然后接在T型连接器两端,所以当接头多时容易产生接触不良的隐患,但这也是目前以太网所发生的最常见故障之一。总的来说目前普遍采用的还是细同轴电缆来构建网络。

  另外,为了保持同轴电缆的正确电气特性,电缆屏蔽层必须接地。同时两头要有终端器来削弱信号反射作用。

  2. BNC桶型接头:用于连接两段细同轴电缆,如图10所示。

  3. BNC连接器:BNC电缆连接器必须连接到每段电缆的两端。BNC电缆连接器由一根中心针、一个外套和卡座组成。如图11所示的左图为组合在一起的BNC图示,而右图为各部分拆分后的图示,它包括BNC连接器基座、外套和探针三部分。

  4. BNC T型接头:T型接头用于连接细缆的BNC连接器和网卡。T型接头提供信号进出的两个电缆连接。每台工作站都需要一个T型接头。如下图12所示。

  5. 终端匹配器:每个粗同轴电缆网段都必须用50Ω系列终端匹配器连接,每个网段还必须有一个终端匹配器。每个细同轴电缆网段的两端都有必须有一个50Ω的BNC终端匹配器,直接连接于BNC T型接头用于连接BNC连接器的两端中的一端,然后再把匹配器的地线接触片与地线连接即可。如图13所示。

  6. 网线钳:这种网线钳是用来卡住如图11所示的BNC连接器外套与基座的,它有一个用于压线的六角缺口,如图14所示。一般这种压线钳也同时具有剥线、剪线功能。

  7. 剥线钳:剥线钳在制作细缆时是必备的工具,它的主要功能是用来剥掉细缆导线外部的两层绝缘层。如图15所示的是一款剥线钳图示。剥线钳上共有三个刀片,分别用于剥掉外层绝缘层、中间金属屏蔽层和内部绝缘层。刀片的切割深度,可由随刀赠送的螺杆调整其相应位置的内六角形螺母实现。顺时针方向时,抬高刀片,切割深度加重;逆时针方向时,降低刀片,切割深度变浅。

  7. 中继器:它是一个可选设备,它是用来连接两个以太网的骨干网段,以加强电缆上的信号。

  8. 收发器:收发器为粗同轴电缆与工作站之间的连接器。它有三个接头,两个为粗电缆进/出接头,第三个用于连接工作站。收发器连接到网络骨干电缆上有二种方法,夹紧法可钻入电缆而不必切断电缆来安装连接器,另一种方法是使用BNC型的收发器,它有一个T型接头,这时就必须切断电缆来安装接头。

  9. 收发器电缆:它也是粗同轴电缆以太网专用,一般仅由收发器单元使用,电缆的两端分别有公、母接头。通过收发器电缆,信号才能在电缆与网卡之间传送。

  10. N系列接头:N系列接头安装在粗缆的两端,只有T型接头的收发器才能使用此接头。N系列桶型接头用于连接两电缆段。

  好了,关于同轴电缆网线制作材料及工具就介绍到这里了,实际还有许多辅助工作,如双绞线测试仪、同轴电缆测试仪、测试同轴电缆连接器是否连通的万用表等,在此就不一一介绍了,在具体制作过程中再作说明。下一篇将要正式介绍两类网线的制作方法了。


《网络基础学习之四》一步一步做网线

在上一篇我们全面了解了双绞线网线和同轴电缆网线制作所需的材料及工具,本篇就要接着就要利用上篇所介绍的材料和工具继续介绍具体的网线制作方法。通过本篇内容的学习,你可以全面掌握双绞线网线和细同轴电缆网线的制作方法。特别是双绞线网线的制作,因为这类网络目前应用最广,还要注意不同用途的双绞线网线制作方法(如直连线和交*线)。

  一、双绞线网线的制作

  双绞线网线的制作其实非常简单,就是把双绞 线的4对8芯网线按一定规则插入到水晶头中,所以这类网线的制作所需材料仅需双绞线和水晶头;所需工具也较简单,通常仅需一把专用压线钳即可,这在上一篇已作详细介绍,在此就不再赘述了。双绞线网线的制作其实就是网线水晶头的制作。

  这类网线制作的难点就是不同用途的网线跳线规则不一样,下面先来看最基本的直通五类线(不用跳线)的制作方法,其它类型网线的制作方法类似,不同的只是跳线方法不一样而已。

  1. 直通RJ-45接头的制作

  为了方便读者理解,下面以Step-By-Step方式一步步向大家介绍这类网线的制作方法,后面的章节及内容也尽量按这一方式进行。

  第1步:用双绞线网线钳(当然也可以用其它剪线工具)把五类双绞线的一端剪齐(最好先剪一段符合布线长度要求的网线),然后把剪齐的一端插入到网线钳用于剥线的缺口中,注意网线不能弯,直插进去,直到顶住网线钳后面的挡位,稍微握紧压线钳慢慢旋转一圈(无需担心会损坏网线里面芯线的包皮,因为剥线的两刀片之间留有一定距离,这距离通常就是里面4对芯线的直径),让刀口划开双绞线的保护胶皮,拔下胶皮。当然也可使用专门的剥线工具来剥皮线。

  【小提示】网线钳挡位离剥线刀口长度通常恰好为水晶头长度,这样可以有效避免剥线过长或过短。剥线过长一则不美观,另一方面因网线不能被水晶头卡住,容易松动;剥线过短,因有包皮存在,太厚,不能完全插到水晶头底部,造成水晶头插针不能与网线芯线完好接触,当然也不能制作成功了。

  第2步:剥除外包皮后即可见到双绞线网线的4对8条芯线,并且可以看到每对的颜色都不同。每对缠绕的两根芯线是由一种染有相应颜色的芯线加上一条只染有少许相应颜色的白色相间芯线组成。四条全色芯线的颜色为:棕色、橙色、绿色、蓝色。

  先把4对芯线一字并排排列,然后再把每对芯线分开(此时注意不跨线排列,也就是说每对芯线都相邻排列),并按统一的排列顺序(如左边统一为主颜色芯线,右边统一为相应颜色的花白芯线)排列。注意每条芯线都要拉直,并且要相互分开并列排列,不能重叠。然后用网线钳垂直于芯线排列方向剪齐(不要剪太长,只需剪齐即可).自左至右编号的顺序我们定为“1.2.3.4.5.6.7.8”。

  第3步:左手水平握住水晶头(塑料扣的一面朝下,开口朝右),然后把剪齐、并列排列的8条芯线对准水晶头开口并排插入水晶头中,注意一定要使各条芯线都插到水晶头的底部,不能弯曲(因为水晶头是透明的,所以可以从水晶头有卡位的一面可以清楚地看到每条芯线所插入的位置)。

  第4步:确认所有芯线都插到水晶头底部后,即可将插入网线的水晶头直接放入网线钳压线缺口中,如图3所示。因缺口结构与水晶头结构一样,一定要正确放入才能使后面压下网线钳手柄时所压位置正确。水晶头放好后即可压下网线钳手柄,一定要使劲,使水晶头的插针都能插入到网线芯线之中,与之接触良好。然后再用手轻轻拉一下网线与水晶头,看是否压紧,最好多压一次,最重要的是要注意所压位置一定要正确。

  至此,这个RJ-45头就压接好了。按照相同的方法制作双绞线的另一端水晶头,要注意的是芯线排列顺序一定要与另一端的顺序完全一样,这样整条网线的制作就算完成了。

  两端都做好水晶头后即可用网线测试仪进行测试,如果测试仪上8个指示灯都依次为绿色闪过,证明网线制作成功。如果出现任何一个灯为红灯或黄灯,都证明存在断路或者接触不良现象,此时最好先对两端水晶头再用网线钳压一次,再测,如果故障依旧,再检查一下两端芯线的排列顺序是否一样,如果不一样,随剪掉一端重新按另一端芯线排列顺序制做水晶头。如果芯线顺序一样,但测试仪在重夺后仍显示红色灯或黄色灯,则表明其中肯定存在对应芯线接触不好。此时没办法了,只好先剪掉一端按另一端芯线顺序重做一个水晶头了,再测,如果故障消失,则不必重做另一端水晶头,否则还得把原来的另一端水晶头也剪掉重做。直到测试全为绿色指示灯闪过为止。

  如图4所示的是一条两端都制作好水晶头的网线,当然这是一条由专业公司用机器制作的双绞线网线。

  二、网线的跳线规则

  以上我们所介绍的是最简单的直通网线制作方法,这类网线通常只用于从集线器(交换机)、墙上信息模块到工作站的连接,并且并不是一种最理想的制作方法。主要原因是这种网线制作没有考虑到相互芯线之间串扰,在高速网络(如100Mbps以上网络)中影响更大。为此IEEE标准委员会制定了几种特定用途的跳线方法,下面分别介绍。

  双绞线在网络中的接线标准有以下几种:

  (1)一一对应接法。即双绞线的两端芯线要一一对应,即如果一端的第1脚为绿色,另一端的第1脚也必须为绿色的芯线,这样做出来的双绞线通常称之为“直连线”。但要注意的是4个芯线对通常不分开,即芯线对的两条芯线通常为相邻排列。这种网线一般是用在集线器或交换机与计算机之间的连接。

  (2)1-3、2-6交*接法。虽然双绞线有4对8条芯线,但实际上在网络中只用到了其中的4条,即水晶头的第1、第2和第3、第6脚,它们分别起着收、发信号的作用。这种交*网线的芯线排列规则是:网线一端的第1脚连另一端的第3脚,网线一端的第2脚连另一头的第6脚,其他脚一一对应即可。这种排列做出来的通常称之为“交*线”。

  例如,当线的一端从左到右的芯线顺序依次为:白绿、绿、白橙、蓝、白蓝、橙、白棕、棕时,另一端从左到右的芯线顺序则应当依次为:白橙、橙、白绿、蓝、白蓝、绿、白棕、棕。当线的一端从左到右的芯线顺序依次为:白橙、橙、白绿、蓝、白蓝、绿、白棕、棕时,另一端从左到右的芯线顺序则应当依次为:白绿、绿、白橙、蓝、白蓝、橙、白棕、棕。这种网线一般用在集线器(交换机)的级连、服务器与集线器(交换机)的连接、对等网计算机的直接连接等情况下。

  (3)100M接法。这是一种最常用的网线制作规则。所谓100M接法,是指它能满足100M带宽的通讯速率。它的接法虽然也是一一对应,但每一脚的颜色是固定的,具体是:第1脚——橙白、第2脚——橙色、第3脚——绿白、第4脚——蓝色、第5脚——蓝白、第6脚——绿色、第7脚——棕白、第8脚——棕色,从中可以看出,网线的4对芯线并不全都是相邻排列,第3脚、第4脚、第5脚和第6脚包括2对芯线,但是顺序已错乱。其实这种跳线规则与下面将要介绍的信息模块端接方式B是完全一样的,当然我们也可以按信息模块端接方式A来重新排列芯线顺序,那就是:第1脚——绿白、第2脚——绿色、第3脚——橙白、第4脚——蓝色、第5脚——蓝白、第6脚——橙色、第7脚——棕白、第8脚——棕色。只不过所选方式要与下面所介绍的信息模块端接方式一致,否则所做的网线很可能就不通了。

  这种接线方法也是应用于集线器(交换机)与工作站计算机之间的连接,也就是“直连线”所应用的范围。


三、信息模块的跳线规则

  上面介绍了双绞线网线的跳线规则,因为在企业网络中通常不是直接拿网线的水晶头插到集线器或交换机上,而是先把来自集线器或交换机的网线与信息模块连在一起埋在墙上,所以这就涉及到信息模块芯线排列顺序问题,也即跳线规则。

  交换机或集线器到网络模块之间的网线接线方法是按市线EIA/TIA 568标准进行,但因其有A、 B两种端接方式(IBM公司的产品通常用端接方式A,AAT&T公司的产品通常用端接方式B,端接方式的主要区别在下述的T568A模块和T568B模块的内部固定联线方式)。

  虽然从集线器或交换机到工作站的网线可以是不经任何跳线的直连线,但为了保证网络的高性能,最好同一网络采取同一种端接方式,包括信息模块和网线水晶头。因为在信息模块各线槽中都有相应的颜色标注,只需要选择相应的端接方式,然后按模块上的颜色标注把相应的芯线卡入相应的线槽中即可。

  【说明】1、2、3、4、5、6、7、8顺序不是随便定的,它是在把水晶头有金属弹片的一面向上,塑料扣片向下,插入RJ-45座的一头向外,从左到右依次为1、2、3、4、5、6、7、8脚。而信息模块的引脚顺序有明确的标注,在此就不再另叙了。

  四、信息模块的制作

  了解了以上信息模块的跳线规则后,我们就可以利用在上一篇所介绍的材料和打线工具制作信息模块了。具体的制作步骤如下:

  第1步:用剥线工具在离双绞线一端130mm长度左右把双绞线的外包皮剥去。

  第2步:如果有信息模块打线保护装置,则可将信息模块嵌入在保护装置上。

  第3步:把剥开的4对双绞线芯线分开,但为了便于区分,此时最好不要拆开各芯线线对,只是在卡相应芯线时才拆开。按照信息模块上所指示的芯线颜色线序,两手平拉上一小段对应的芯线,稍稍用力将导线一一置入相应的线槽内。

  第4步:全部芯线都嵌入好后即可用打线钳再一根根把芯线进一步压入线槽中(也可在第3步操作中完成一根即用打线钳压入一根,但效率低些),确保接触良好。然后剪掉模块外多余的线。

  【小提示】通常情况下,信息模块上会同时标记有TIA 568-A和TIA 568-B两种芯线颜色线序,应当根据布线设计时的规定,与其他连接和设备采用相同的线序。

  第5步:将信息模块的塑料防尘片沿缺口穿入双绞线,并固定于信息模块上,压紧后即可完成模块的制作全过程。然后再把制作好的信息模块放入信息插座中。

  信息模块制作好后当然也可以测试一下连接是否良好,此时可用万用表进行测量。把万用表的档位打在x10的电阻档,把万用珠的一个表针与网线的另一端相应芯线接触,另一万用表笔接触信息模块上卡入相应颜色芯线的卡线槽边缘(注意不是接触芯线),如果阻值很小,则证明信息模块连接良好,否则再用打线钳压一下相应芯线,直到通畅为止。

五、细同轴电缆网线的制作

  在20台以内的小型局域网中,目前还有一部分企业网络仍采用细同轴电缆连接,所以在此有必要对这种网线的制作进行详细介绍。具体步骤如下:

  第1步:用同轴电缆专用剥线钳将细缆外皮剥除,露出芯线长约3mm,白色保护层约4mm,屏蔽层约8mm。

  第2步,将探针套入网线的芯线上,一直要插到底,然后再把套上探针的芯线插入到同轴电缆专用压线钳中间的探针小圆孔中,压紧,使探针与网线芯线紧连。

  第3步:将BNC连接器金属套环套入压好镀金探针的细同轴电缆,然后再将网线连接探针的一端从BNC接头小的一端插入(也要插到底)。

  第4步:把套在网线的金属套环推到网线与BNC连接器连接处,再把网线钳的六角缺口卡在确定好的套环位置上,紧握网线钳手柄,紧压,使网线与BNC连接器通过BNC金属套环紧紧连接起来,压好后的金属套环呈六角形。

  至此,细缆的一端制作完成,然后,接照上面的步骤制作另一端的BNC接头。

  细缆制作完毕以后,应当使用上述的网线测试仪进行连通性测试。如果没有网线测试仪,也可以普通的万用电表进行测试,测量时需将万用表挡位打在x10电阻档,只要用表笔的两端分别接触探针或者连接器内壁,如果电阻很小,证明网线的制作是成功的。如果任一方测试阻值较大(表针不摆动或者摆动非常小),证明网线制作不成功,连接阻抗过高,需重新制作。

  好了,双绞线网线和同轴电缆网线的制作方法就介绍至此,相信各位已经掌握了相应的制作方法。后面的几篇中将要介绍网络组建的下一个重要方面,即网卡的有关方面,包括网卡的基础知识及配置,在这其中将涉及网络组建的最重要方面,即通信协议的选择与配置、IP地址的分配等各方面,请各位留意!

《网络基础学习之五》认识网卡


在上一篇我们介绍了两种以太网线、信息模块的具体制作方法,从本篇开始就要正式接触网络设备了。首先来了解一下最基础的网络设备——网卡。要组建网络,选择合适的网卡是非常重要的,为此本篇向大家详细介绍有关网卡硬件方面的知识,当然包括网卡的选购了。在下一篇再来具体介绍网卡的软、硬件安装与配置了。

  一、网卡的分类

  随着计算机网络技术的飞速发展,为了满足各种应用环境和应用层次的需求,出现了许多 不同类型的网卡,网卡的划分标准也因此出现了多样化,下面我们就对目前市面上主流的网卡分类情况进行一下浏览。

  1. 按总线接口类型分

  按网卡的总线接口类型来分我们一般可分为早期的ISA接口网卡、PCI接口网卡。目前在服务器上PCI-X总线接口类型的网卡也开始得到应用,笔记本电脑所使用的网卡是PCMCIA接口类型的。

  (1)ISA总线网卡

  这是早期的一种的接口类型网卡,在上世纪80年代末,90 年代初期几乎所有内置板板卡都是采用ISA总线接口类型,一直到上世纪90年代末期都还有部分这类接口类型的网卡。当然这种总线接口不仅用于网卡,像现在的PCI接口一样,当时也普遍应用于包括网卡、显卡、声卡等在内所有内置板卡。

  ISA总线接口由于I/O速度较慢,随着上世纪90年代初PCI总线技术的出现,很快被淘汰了。目前在市面上基本上看不到有ISA总线类型的网卡。不过近期出现一种复古现象,就是在一些品牌的最新的i865系列芯片组主板中居然又提供了几条ISA插槽,真是令人费解!

  它的金手指比较长,与PCI接口同样,也只有一个缺口位,但这一缺口位离两端的距离比PCI接口金手指缺口位要长许多。

  (2)PCI总线网卡

  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PCI 2.2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。它通过网卡所带的两个指示灯颜色初步判断网卡的工作状态。目前能在市面上买到的网卡基本上是这种总线类型的网卡,一般的PC机和服务器中也提供了好几个PCI总线插槽,基本上可以满足常见PCI适配器(包括显示卡、声卡等,不同的产品利用金手指的数量是不同的)安装。目前主流的PCI规范有PCI2.0、PCI2.1和PCI2.2三种,PC机上用的32位PCI网卡,三种接口规范的网卡外观基本上差不多(主板上的PCI插槽也一样)。服务器上用的64位PCI网卡外观就与32位的有较大差别,主要体现在金手指的长度较长。

  (3)PCI-X总线网卡

  这是目前最新的一种在服务器开始使用的网卡类型,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)。目前这种总线类型的网卡在市面上还很少见,主要是由服务器生产厂商随机独家提供,如在IBM的X系列服务器中就可以见到它的踪影。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。

  但目前因受到Intel新总线标准PCI-Express的排挤,是否能最终流行还是未知之数,因为由Intel提出,由PCI-SIG(PCI特殊兴趣组织)颁布的PCI-Express无论在速度上,还是结构上都比PCI-X总线要强许多。目前Intel的i875P芯片组已提供对PCI-Express总线的支持,有专家分析预计将在明年底逐步普及这一新的总线接口。它将取代PCI和现行的AGP接口,最终实现内部总线接口的统一。

  (4)PCMCIA总线网卡

  这种总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,很容易找到,而且现在生产这种总线型的网卡的厂商也较原来多了许多。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90 Mbps,而16位快速以太网PC卡仅能达到20-30 Mbps。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*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接口网卡

  作为一种新型的总线技术,USB(Universal Serial Bus,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。由于其传输速率远远大于传统的并行口和串行口,设备安装简单并且支持热插拔。USB设备一旦接入,就能够立即被计算机所承认,并装入任何所需要的驱动程序,而且不必重新启动系统就可立即投入使用。当不再需要某台设备时,可以随时将其拔除,并可再在该端口上插入另一台新的设备,然后,这台新的设备也同样能够立即得到确认并马上开始工作,所以越来越受到厂商和用户的喜爱。USB这种通用接口技术不仅在一些外置设备中得到广泛的应用,如Modem、打印机、数码相机等,在网卡中也不例外。

  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

  这是最为常见的一种网卡,也是应用最广的一种接口类型网卡,这主要得益于双绞线以太网应用的普及。因为这种RJ-45接口类型的网卡就是应用于以双绞线为传输介质的以太网中,它的接口类似于常见的电话接口RJ-11,但RJ-45是8芯线,而电话线的接口是4芯的,通常只接2芯线(ISDN的电话线接4芯线)。在网卡上还自带两个状态批示灯,通过这两个指示灯颜色可初步判断网卡的工作状态。

  台式机所用的PCI总线类型RJ-45以太网卡,笔记本专用的PCMCIA总线接口的网卡,因其结构限制,所以通常不直接提供RJ-45接口,而是通过一条转接线来提供的。不过也有一些PCMCIA笔记本专用网卡直接提供RJ-45以太网卡。

  (2)BNC接口网卡

  这种接口网卡对应用于用细同轴电缆为传输介质的以太网或令牌网中,目前这种接口类型的网卡较少见,主要因为用细同轴电缆作为传输介质的网络就比较少。图9所示的是两款总线接口分别为ISA和PCI的BNC接口网卡。

 (3)AUI接口网卡

  这种接口类型的网卡对应用于以粗同轴电缆为传输介质的以太网或令牌网中,这种接口类型的网卡目前更是很少见,因为用粗同轴电缆作为传输介质的网络更是少上加少。

  (4)FDDI接口网卡

  这种接口的网卡是适应于FDDI网络中,这种网络具有100Mbps的带宽,但它所使用的传输介质是光纤,所以这种FDDI接口网卡的接口也是光模接口的。随着快速以太网的出现,它的速度优越性已不复存在,但它须采用昂贵的光纤作为传输介质的缺点并没有改变,所以目前也非常少见。

  (5)ATM接口网卡

  这种接口类型的网卡是应用于ATM光纤(或双绞线)网络中。它能提供物理的传输速度达155Mbps。


地主 发表时间: 06-08-25 19:21

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