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集线器(Hub)
1.什么是集线器
在认识集线器之前,必须先了解一下中继器。在我们接触到的网络中,最简单的就是两台电脑通过两块网卡构成“双机互连”,两块网卡之间一般是由非屏蔽双绞线来充当信号线的。由于双绞线在传输信号时信号功率会逐渐衰减,当信号衰减到一定程度时将造成信号失真,因此在保证信号质量的前提下,双绞线的最大传输距离为100米。当两台电脑之间的距离超过100米时,为了实现双机互连,人们便在这两台电脑之间安装一个“中继器”,它的作用就是将已经衰减得不完整的信号经过整理,重新产生出完整的信号再继续传送。
中继器就是普通集线器的前身,集线器实际就是一种多端口的中继器。集线器一般有4、8、16、24、32等数量的RJ45接口,通过这些接口,集线器便能为相应数量的电脑完成“中继”功能。由于它在网络中处于一种“中心”位置,因此集线器也叫做“Hub”。
2.集线器的工作原理
集线器的工作原理,假如一个具备8个端口的集线器,共连接了8台电脑。集线器处于网络的“中心”,通过集线器对信号进行转发,8台电脑之间可以互连互通。具体通信过程是这样的:假如计算机1要将一条信息发送给计算机8,当计算机1的网卡将信息通过双绞线送到集线器上时,集线器并不会直接将信息送给计算机8,它会将信息进行“广播”--将信息同时发送给8个端口,当8个端口上的计算机接收到这条广播信息时,会对信息进行检查,如果发现该信息是发给自己的,则接收,否则不予理睬。由于该信息是计算机1发给计算机8的,因此最终计算机8会接收该信息,而其它7台电脑看完信息后,会因为信息不是自己的而不接收该信息。
3.集线器的特点
1) 共享带宽
集线器的带宽是指它通信时能够达到的最大速度。集线器有10Mbps、100Mbps和10/100Mbps自适应等三种。
10Mb带宽的集线器的传输速度最大为10Mbps,即使与它连接的计算机使用的是100Mbps网卡,在传输数据时速度仍然只有10Mbps。10/100Mbps自适应集线器能够根据与端口相连的网卡速度自动调整带宽,当与10Mbps的网卡相连时,其带宽为10Mb;与100Mbps的网卡相连时,其带宽为100Mb,因此这种集线器也叫做“双速集线器”。
集线器是一种“共享”设备,集线器本身不能识别目的地址,当同一局域网内的A主机给B主机传输数据时,数据包在以集线器为架构的网络上是以广播方式传输的,由每一台终端通过验证数据包头的地址信息来确定是否接收。
由于集线器在一个时钟周期中只能传输一组信息,如果一台集线器连接的机器数目较多,并且多台机器经常需要同时通信时,将导致集线器的工作效率很差,如发生信息堵塞、碰撞等。
为什么会这样呢?打给比方,以图2为例,当计算机1正在通过集线器发信息给计算机8时,如果此时计算机2也想通过集线器将信息发给计算机7,当它试图与集线器联系时,却发现集线器正在忙计算机1的事情,于是计算机2便会“带”着数据站在集线器的面前等待,并时时要求集线器停下计算机1的活来帮自己干。如果计算机2成功地将集线器“抢”过来了(由于集线器是“共享”的,因此很容易抢到手),此时正处于传输状态的计算机1的数据便会停止,于是计算机1也会去“抢”集线器……
可见,集线器上每个端口的真实速度除了与集线器的带宽有关外,与同时工作的设备数量也有关。比如说一个带宽为10Mb的集线器上连接了8台计算机,当这8台计算机同时工作时,则每台计算机真正所拥有的带宽是10/8=1.25Mb!
2?半双工
先说说全双工:两台设备在发送和接收数据时,通信双方都能在同一时刻进行发送或接收操作,这样的传送方式就是全双工。而处于半双工传送方式的设备,当其中一台设备在发送数据时,另一台只能接收,而不能同时将自己的数据发送出去。
由于集线器采取的是“广播”传输信息的方式,因此集线器传送数据时只能工作在半双工状态下,比如说计算机1与计算机8需要相互传送一些数据,当计算机1在发送数据时,计算机8只能接收计算机1发过来的数据,只有等计算机1停止发送并做好了接收准备,它才能将自己的信息发送给计算机1或其它计算机。
交换机(Switch)
1.什么是交换机
交换机也叫交换式集线器,它通过对信息进行重新生成,并经过内部处理后转发至指定端口,具备自动寻址能力和交换作用,由于交换机根据所传递信息包的目的地址,将每一信息包独立地从源端口送至目的端口,避免了和其他端口发生碰撞。广义的交换机就是一种在通信系统中完成信息交换功能的设备。
2.交换机的工作原理
在计算机网络系统中,交换机是针对共享工作模式的弱点而推出的。集线器是采用共享工作模式的代表,如果把集线器比作一个邮递员,那么这个邮递员是个不认识字的“傻瓜”--要他去送信,他不知道直接根据信件上的地址将信件送给收信人,只会拿着信分发给所有的人,然后让接收的人根据地址信息来判断是不是自己的!而交换机则是一个“聪明”的邮递员--交换机拥有一条高带宽的背部总线和内部交换矩阵。交换机的所有的端口都挂接在这条背部总线上,当控制电路收到数据包以后,处理端口会查找内存中的地址对照表以确定目的MAC(网卡的硬件地址)的NIC(网卡)挂接在哪个端口上,通过内部交换矩阵迅速将数据包传送到目的端口。目的MAC若不存在,交换机才广播到所有的端口,接收端口回应后交换机会“学习”新的地址,并把它添加入内部地址表中。
可见,交换机在收到某个网卡发过来的“信件”时,会根据上面的地址信息,以及自己掌握的“常住居民户口簿”快速将信件送到收信人的手中。万一收信人的地址不在“户口簿”上,交换机才会像集线器一样将信分发给所有的人,然后从中找到收信人。而找到收信人之后,交换机会立刻将这个人的信息登记到“户口簿”上,这样以后再为该客户服务时,就可以迅速将信件送达了。
3.交换机的性能特点
1)独享带宽
由于交换机能够智能化地根据地址信息将数据快速送到目的地,因此它不会像集线器那样在传输数据时“打扰”那些非收信人。这样一来,交换机在同一时刻可进行多个端口组之间的数据传输。并且每个端口都可视为是独立的网段,相互通信的双方独自享有全部的带宽,无须同其他设备竞争使用。比如说,当A主机向D主机发送数据时,B主机可同时向C主机发送数据,而且这两个传输都享有网络的全部带宽--假设此时它们使用的是10Mb的交换机,那么该交换机此时的总流通量就等于2×10Mb=20Mb。
2)全双工
当交换机上的两个端口在通信时,由于它们之间的通道是相对独立的,因此它们可以实现全双工通信。
路由器(Router)
是互联网络中必不可少的网络设备之一,路由器是一种连接多个网络或网段的网络设备,它能将不同网络或网段之间的数据信息进行“翻译”,以使它们能够相互“读”懂对方的数据,从而构成一个更大的网络。 路由器有两大典型功能,即数据通道功能和控制功能。数据通道功能包括转发决定、背板转发以及输出链路调度等,一般由特定的硬件来完成;控制功能一般用软件来实现,包括与相邻路由器之间的信息交换、系统配置、系统管理等。路由器的概念,首先要介绍什么是路由。所谓“路由”,是指把数据从一个地方传送到另一个地方的行为和动作,而路由器,正是执行这种行为动作的机器。
功能:
第一,网络互连:路由器支持各种局域网和广域网接口,主要用于互连局域网和广域网,实现不同网络互相通信;
第二,数据处理:提供包括分组过滤、分组转发、优先级、复用、加密、压缩和防火墙等功能;
第三,网络管理:路由器提供包括路由器配置管理、性能管理、容错管理和流量控制等功能。
网线制作方法:
标准568A:橙白--1,橙--2,绿白--3,蓝--4,蓝白--5,绿--6,棕白--7,棕--8;
标准568B:绿白--1,绿--2,橙白--3,蓝--4,蓝白--5,橙--6,棕白--7,棕--8。
交叉线 :(两个头中线的顺序不同,即:一头为T568A,一头为T568B)
一端(从左到右)橙白--1,橙--2,绿白--3,蓝--4,蓝白--5,绿--6,棕白--7,棕--8;
另一端(从左到右)绿白--1,绿--2,橙白--3,蓝--4,蓝白--5,橙--6,棕白--7,棕--8。
当然从右到左也是如此的
平行线:(两个头中线的顺序相同,比如两头都为T568B标准)
一端(从左到右)橙白--1,橙--2,绿白--3,蓝--4,蓝白--5,绿--6,棕白--7,棕--8;
另一端(从左到右)橙白--1,橙--2,绿白--3,蓝--4,蓝白--5,绿--6,棕白--7,棕--8.
当然从右到左也是如此的
注意:当网线所连接的两边端口的性质相同时,用交叉线。
如:计算机← →计算机 集线器← →集线器 交换机← →交换机
平行线:计算机← →交换机 交换机← →UP-LINK
MAC地址
什么是MAC地址网卡在使用中有两类地址,一类是大家都熟悉的IP地址,另一类就是MAC地址,即网卡的物理地址,也称硬件地址或链路地址,这是网卡自身的惟一标识,就仿佛是我们的身份证一样,一般不能随意改变。它与网络无关,无论把这个网卡接入到网络的什么地方,MAC地址都是不变的。其长度为48位二进制数,由12个00 ~0FFH的16进制数组成,每个16进制数之间用"-"隔开,如"00-10-5C-AD-72-E3"。
如何查找MAC地址
1、 在windows 9x/2000/XP下单击"开始/程序",找到"MS-DOS方式"或"命令提示符"。??
在命令提示符下输入:"Ipconfig/all",回车后出现如附图所示的对话框,其中的"Physical Address"即是所查的MAC地址
2、 如何捆绑MAC地址和IP地址
进入"MS-DOS方式"或"命令提示符",在命令提示符下输入命令的格式为:ARP -s 10.88.56.72 00-10-5C-AD-72-E3,即可把MAC地址和IP地址捆绑在一起
这样,就不会出现IP地址被盗用而不能正常使用校园网络的情况(当然也就不会出现错误提示对话框),可以有效保证校园网络的安全和用户的应用。
注意:ARP命令仅对局域网的上网代理服务器有用,而且是针对静态IP地址,如果采用Modem拨号上网或是动态IP地址就不起作用。
ARP命令的各参数的功能如下
ARP -s -d –a-s:将相应的IP地址与物理地址的捆绑,如本文中的例子。
-d:删除相应的IP地址与物理地址的捆绑。?-a:通过查询ARP协议表显示IP地址和对应物理地址情况.-s:将相应的IP地址与物理地址的捆绑
IP地址
所谓IP地址就是给每个连接在Internet上的主机分配的一个32bit地址。按照TCP/IP协议规定,IP地址用二进制来表示,每个IP地址长32bit,比特算成字节,就是4个字节。例如一个采用二进制形式的IP地址是“000010100000000000000000000000001”,这么长的地址,人们处理起来也太费劲了。为了方便人们的使用。IP地址经常被写成十进制的形式,中间使用符号“.”分开不同的字节。上面的IP地址可以表示为“10.0.0.1”。IP地址的这种表示叫做“点分十进制表示法”,这显然比1和0容易记忆得多
IP地址的结构和分类:IP地址可以分成两部分,一部分是网络号(用来标识网络),另外一部分是主机号(标识在某个网上的一台特定的主机)。
IP地址分类:A类:0-126 A类网络地址数量较少,可以用于主机数达1600多万台的大型网络
B类:128-191 B类网络地址适用于中等规模规模的网络,每个网络所能容纳的计算机数为6万多台。
C类:192-223 C类网络地址数量较多,适用于小规模的局域网络,每个网络最多只能包含254台计算机。
D类:224-239 主要用于在IP网络中的组播
E类:240-254 用于研究之用
子网掩码:是一个32位地址,用于屏蔽IP地址的一部分以区别网络标识和主机标识,并说明该IP地址是在局域网上,还是在远程网上。
国际规定有一部分IP地址是用于我们的局域网使用,也就是属于私网IP,不在公网中使用的,它们的范围是: 10.0.0.0~10.255.255.255
172.16.0.0~172.31.255.255
192.168.0.0~192.168.255.255
网关就是一个网络连接到另一个网络的“关口”。
DNS:DNS是域名解析服务器,用于将网址转换为IP地址。
网络命令:
①Ping 用来检查网络是否通畅或者网络连接速度
②net user 建立账户,删除账户,查看特定账户,激活账户,账户禁用等功能
③net time 查看远程主机当前的时间
④net view 查看远程主机的共享资源
⑤net start 启动远程主机上的服务
⑥net stop 停止远程主机的某个服务
⑦net localgroup 查看所有和用户有关的信息和进行相关操作
⑧telnet 远程登入命令
⑨IPconfig 显示当前的TCP/IP配置的设置值
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