【正文】 交換的概念和原理 在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，交換概念的提出主要是為了改進(jìn)共享工作模式。交換機(jī)擁有一條很高帶寬的背部總線和內(nèi)部交換矩陣，交換機(jī)的所有端口都掛連在這條背部總線上?？刂齐娐肥盏綌?shù)據(jù)包以后，處理端口會(huì)查找內(nèi)存中的地址對照表以確定目的 MAC（網(wǎng)卡的硬件 20 地址）的 NIC（網(wǎng)卡）掛連在哪個(gè)端口上，通過內(nèi)部交換矩陣迅速將數(shù)據(jù)包傳送到目的端口。目的 MAC 若不存在剛才廣播到的端口，接收端口回應(yīng)后交換機(jī)會(huì)“學(xué)習(xí)”新的地址，并把它添加到內(nèi)部地址表中。 局域網(wǎng)交 換機(jī)的特點(diǎn) 作為局域網(wǎng)的主連設(shè)備，以太網(wǎng)交換機(jī)成為應(yīng)用普及最快的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之一。 交換機(jī)在同一時(shí)刻可以進(jìn)行多個(gè)端口對之間的數(shù)據(jù)傳輸，每一個(gè)端口都可視為獨(dú)立的網(wǎng)段，連接在其上的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備獨(dú)自享有全部的帶寬，無需同其他設(shè)備競爭使用。 如果交換機(jī)的全部端口都具有相同的數(shù)據(jù)傳輸速率，這種交換機(jī)又稱為對稱交換機(jī)。但是，在客戶機(jī)／服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)中，服務(wù)器的數(shù)據(jù)傳輸量通常要遠(yuǎn)高于工作站。此外，如果網(wǎng)絡(luò)比較復(fù)雜，則由于下層網(wǎng)絡(luò)共享一個(gè)上傳端口，也要求上傳端口具有較高的數(shù)據(jù)傳輸速率。很多廠商為了適應(yīng)這種需求，開發(fā)了包含兩類傳輸速率端 口的交換機(jī)，這種交換機(jī)被稱為非對稱交換機(jī)。 局域網(wǎng)交換機(jī)的交換方式 在目前多使用的局域網(wǎng)交換機(jī)中，交換機(jī)通常采用以下 3 種方式進(jìn)行數(shù)據(jù)交換 ： 直通式 、存儲轉(zhuǎn)發(fā)、碎片隔離。 局域網(wǎng)交換機(jī)的分類 從傳輸介質(zhì)和傳輸速率上來看，局域網(wǎng)交換機(jī)可以分為以太網(wǎng)交換機(jī)、快速以太網(wǎng)交換機(jī)、千兆位以太網(wǎng)交換機(jī)、 FDDI 交換機(jī)、 ATM 交換機(jī)和令牌環(huán)交換機(jī)等多種，這些交換機(jī)分別適用于以太網(wǎng)、快速以太網(wǎng)、 FDDI、 ATM、令牌環(huán)等環(huán)境。 按照最廣泛的普通分類法，局域網(wǎng)交換機(jī)可以分為工作組交換機(jī)（信息點(diǎn)少于 100）、部 門級交換機(jī)（信息點(diǎn)少于 300）和企業(yè)級交換機(jī)（信息點(diǎn)在 500 以上） 3 類。 根據(jù)架構(gòu)特點(diǎn)，人們還將局域網(wǎng)交換機(jī)分為機(jī)架式、帶擴(kuò)展槽固定配置式、不帶擴(kuò)展槽固定配置式 3 種產(chǎn)品。 局域網(wǎng)交換機(jī)的主要技術(shù)指標(biāo) 局域網(wǎng)交換機(jī)基本技術(shù)指標(biāo)較多，這些技術(shù)指標(biāo)全面反映了交換機(jī)的技術(shù)性能和功能，是用戶選購產(chǎn)品時(shí)參考的主要數(shù)據(jù)來源 。在這些技術(shù)指標(biāo)中，比較主要的技術(shù)指標(biāo)如下： ⑴機(jī)架插槽數(shù)：指機(jī)架式交換機(jī)所能安插的最大模塊數(shù)。 ⑵擴(kuò)展槽數(shù)：指固定配置式帶擴(kuò)展槽交換機(jī)所能安插的最大模塊數(shù)。 ⑶最大可堆疊數(shù)： 說明了一個(gè)堆疊單 元中所能提供的最大端口密度與信息點(diǎn)連接能力。 ⑷支持的網(wǎng)絡(luò)類型：一臺交換機(jī)所支持的網(wǎng)絡(luò)類型越多，其可用性和可擴(kuò)展性將越強(qiáng)。 21 ⑸最大 SONET 端口數(shù)： SONET（同步光傳輸網(wǎng)絡(luò)）是一種高速同步傳輸 網(wǎng)絡(luò)規(guī)范。一臺交換機(jī)的最大 SONET 端口數(shù)是指這臺交換機(jī)的最大下傳的 SONET 接口數(shù)。 ⑹背板吞吐量：也稱背板帶寬，單位是每秒通過的數(shù)據(jù)包個(gè)數(shù)（ pps），表示交換機(jī)接口處理器或接口卡和數(shù)據(jù)總線間所能吞吐的最大數(shù)據(jù)量。 ⑺ MAC 地址表大小：連接到局域網(wǎng)上的每個(gè)端口或設(shè)備都需要一個(gè) MAC 地址，其他設(shè)備要用到此地址來定位特 定的端口及更新路由表和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。一個(gè)設(shè)備 MAC 地址表的大小反映了該設(shè)備所能支持的最大節(jié)點(diǎn)數(shù)。 ⑻支持的協(xié)議和標(biāo)準(zhǔn)：局域網(wǎng)交換機(jī)所支持的協(xié)議和標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容，直接決定了交換機(jī)的網(wǎng)絡(luò)適應(yīng)能力。 局域網(wǎng)交換機(jī)選購要素 用戶在選購局域網(wǎng)交換機(jī)時(shí)，應(yīng)考慮以下因素。 ⑴外型尺寸 ⑵可管理性 ⑶端口帶寬及類型 ⑷ 第三層交換功能 第三層交換功能最明顯的特點(diǎn)就是交換機(jī)提供 VLAN，而劃分 VLAN 是為了屏蔽廣播數(shù)據(jù)包，及網(wǎng)絡(luò)安全與網(wǎng)絡(luò)控制管理方面的需要。 路由器的選擇 路由器的特點(diǎn) 路由器是最重要的網(wǎng)絡(luò)互 聯(lián)設(shè)備之一，它工作在網(wǎng)絡(luò)層，用于互聯(lián)不同類型的網(wǎng)絡(luò)，路由器通過路由決定數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)，轉(zhuǎn)發(fā)策略稱為路由選擇，這也是路由器名稱的由來。 就目前來說，路由器的主要作用基本上包括如下幾個(gè)： ⑴連通并隔離不同的網(wǎng)絡(luò)。通過路由器連接各子網(wǎng)時(shí)，各互聯(lián)子網(wǎng)仍保持各自獨(dú)立，并且每個(gè)子網(wǎng)可以采用不同的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、傳輸介質(zhì)和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。 ⑵ 為數(shù)據(jù)交換選擇最佳傳送路徑。為了完成這項(xiàng)工作，在路由器中保存著與傳輸路徑相關(guān)的數(shù)據(jù) —— 路徑表。路徑表可以是由系統(tǒng)管理員固定設(shè)置好的，也可以由系統(tǒng)動(dòng)態(tài)修改。 ⑶路由器還通常提供了流量檢測、訪問控制、防 火墻與優(yōu)先級設(shè)定、數(shù)據(jù)加密、地址轉(zhuǎn)換、 VLAN 管理等功能。 路由器的選購 用戶在選購路由器時(shí)，通常需要注意以下幾個(gè)方面的問題： 22 ⑴管理方式，即用戶可以通過哪些方式對路由器進(jìn)行管理設(shè)置。 ⑵多協(xié)議支持，即路由器支持哪些廣域網(wǎng)協(xié)議。 ⑶安全性，就是用戶使用了路由器以后能否確保自己內(nèi)部局域網(wǎng)的安全。 ⑷地址轉(zhuǎn)換功能。 網(wǎng)卡的選擇 網(wǎng)卡的功能 一般來說，網(wǎng)卡具有如下功能： 準(zhǔn)備數(shù)據(jù)：將較高層數(shù)據(jù)放置在以太網(wǎng)幀 內(nèi)，接受數(shù)據(jù)的一方從幀中取出數(shù)據(jù)并上傳到上一層。 傳送數(shù)據(jù)：網(wǎng)卡以脈沖的方 式通過電纜傳送信號 。 控制數(shù)據(jù)的流量：網(wǎng)卡負(fù)責(zé)控制數(shù)據(jù)的流量，在以太網(wǎng)中，網(wǎng)卡也負(fù)責(zé)檢查數(shù)據(jù)是否碰撞，如果傳送期間有碰撞，則等待一小段時(shí)間后再進(jìn)行傳送。 網(wǎng)卡的選購 選擇網(wǎng)卡應(yīng)考慮以下幾個(gè)因素。 網(wǎng)卡的接口類型： 常見的有 BNC 接口和 RJ45 接口，也有兩種接口均有的雙口網(wǎng)卡。接口的選擇與網(wǎng)絡(luò)布線形式有關(guān)，當(dāng)采用總線型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)時(shí)，可選用 BNC 結(jié)構(gòu)的網(wǎng)卡；當(dāng)采用星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)時(shí)，可使用集線器和非屏蔽雙絞線，因此可選用 RJ45 接口的網(wǎng)卡 。但是，由于總線型網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)趨于淘汰，因此，采用 BNC 結(jié)構(gòu)的 網(wǎng)卡越來越少。 總線類型：目前的網(wǎng)卡主要有 ISA 和 PCI 兩種總線類型。一般選擇 PCI 總線網(wǎng)卡。 傳輸速率：如果按數(shù)據(jù)傳輸速率劃分，目前網(wǎng)卡主要有 10Mbit/s、 100Mbit/s、10/100Mbit/s 自適應(yīng)三類?，F(xiàn)在 100Mbit/s 網(wǎng)絡(luò)的日漸普及，如果沒有特殊需要，應(yīng)選擇10/100Mbit/s 自適應(yīng)網(wǎng)卡與 100Mbit/s 網(wǎng)卡。 服務(wù)器的選擇 服務(wù)器的功能 與網(wǎng)絡(luò)中的工作站相比，服務(wù)器通常具有如下一些特點(diǎn)： ⑴服務(wù)器通過運(yùn)行網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)，控制和協(xié)調(diào)網(wǎng)絡(luò)中各工作站的運(yùn)行，并處 理和響應(yīng)各工作站發(fā)出的各種網(wǎng)絡(luò)操作請求。 ⑵存儲和管理網(wǎng)絡(luò)中的各種軟、硬件共享資源。 ⑶網(wǎng)絡(luò)管理員通過服務(wù)器對各工作站的活動(dòng)進(jìn)行監(jiān)視和調(diào)整。 服務(wù)器的技術(shù) 23 從技術(shù)方面講，服務(wù)器包括了許多 普通 PC 機(jī)所沒有的技術(shù)，如 SMP（對稱多處理）技術(shù)、 RAID（冗余磁盤陣列）技術(shù)、熱插拔技術(shù)、智能輸入 /輸出技術(shù)、智能監(jiān)控管理技術(shù)、冗余和容錯(cuò)技術(shù)等。 服務(wù)器的類型 按照不同角度，服務(wù)器有多種劃分標(biāo)準(zhǔn)，如按 CPU 分為 CISC 服務(wù)器和 RISC 服務(wù)器；按結(jié)構(gòu)分為單處理機(jī)系統(tǒng)和多處理機(jī)系統(tǒng)；按用途分為網(wǎng)絡(luò)服 務(wù)器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、文件服務(wù)器、打印服務(wù)器等；按應(yīng)用的操作系統(tǒng)還可以劃分為 UNIX 服務(wù)器、 NT 服務(wù)器等。 如果從購置者角度看著眼，服務(wù)器通常根據(jù)其所支持的網(wǎng)絡(luò)規(guī)模分為如下幾類： 1. 工作組服務(wù)器 這是一種初級服務(wù)器，一般可支持小于 25 個(gè)用戶的網(wǎng)絡(luò)，主要用于文件共享和打印服務(wù)，也可作為小型應(yīng)用服務(wù)器，其價(jià)格比同等配置的 PC 稍高一點(diǎn)。 2. 部門服務(wù)器 這類服務(wù)器屬于中型服務(wù)器，可支持用戶數(shù)為 20~150，主要用于作為中型企業(yè)網(wǎng)的骨干服務(wù)器或大型企業(yè)的部門服務(wù)器。 3. 企業(yè)服務(wù)器 這類服務(wù)器屬于高檔產(chǎn)品，可 支持用戶數(shù)為 100~500，主要用于作為大型企業(yè)網(wǎng)、科研園區(qū)網(wǎng)、校園網(wǎng)、金融保險(xiǎn)網(wǎng)、電信網(wǎng)、郵政綜合網(wǎng)、政務(wù)網(wǎng)、電子商務(wù)網(wǎng)的骨干服務(wù)器。 這類服務(wù)器支持大型應(yīng)用服務(wù)器功能，用于事物處理環(huán)境。該級別的容錯(cuò)及冗余部件，如磁盤陣列、 ECC 內(nèi)存及雙電源等是標(biāo)準(zhǔn)配置。 服務(wù)器的選購 要選擇合適的服務(wù)器，應(yīng)該從以下幾個(gè)方面考慮： ⑴ 首先要了解服務(wù)器所執(zhí)行的任務(wù)和所扮演的角色。 ⑵ 其次，要考慮網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模和用戶的數(shù)量。 ⑶第三個(gè)因素是用戶需要多大的容錯(cuò)能力和對應(yīng)的投資。 ⑷第四個(gè)因素是用戶打算升級現(xiàn)有的機(jī)器還是 購買新的服務(wù)器。 ⑸最后一個(gè)重要因素是用戶要選擇的服務(wù)器廠商的信譽(yù)和服務(wù)。 局域網(wǎng)組建時(shí)操作系統(tǒng)的選擇 局域網(wǎng)操作系統(tǒng)的選擇 局域網(wǎng)操作系統(tǒng)是決定網(wǎng)絡(luò)工作方式和性能的另一決定因素。當(dāng)了解了網(wǎng)絡(luò)局操作系統(tǒng)的基本特點(diǎn)后，對于自己的網(wǎng)絡(luò)，究竟應(yīng)該選擇什么樣的操作系統(tǒng)呢，下面給出幾點(diǎn)建議。 24 如果是組建小型或中型網(wǎng)絡(luò)， Windows Server 2021 或者 Windows Server 2021 Advanced Server 應(yīng)是比較好的選擇。 如果是組建全新網(wǎng)絡(luò)， 規(guī)模又比較大，如大型企、事 業(yè)單位，有遠(yuǎn)程互聯(lián)的需要，并且對安全穩(wěn)定性有教高的要求，那么就選擇 UNIX。 如果已具備了 UNIX的操作經(jīng)驗(yàn)，且服務(wù)器配置不太高（ Pentium 級），則可選擇 Linux，因?yàn)?Linux 具有 UNIX 的特性，且要求服務(wù)器、工作站的配置都不高。 如果我們只是想擁有一個(gè)能夠共享文件和資源的對等網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，要求建網(wǎng)成本低廉，易維護(hù)且不對網(wǎng)絡(luò)安全有特殊要求的話，安裝 Windows 95/98/me 對等網(wǎng)是理想的選擇。 25 3. 附“學(xué)校局域網(wǎng)的組建和維護(hù)”的方案 隨 著電腦的普及和 Inter的迅猛發(fā)展，用電腦的人越來越多 ,上網(wǎng)的人也越來越多，而學(xué)校作為一個(gè)教書育人的地方，也應(yīng)跟上瞬息萬變社會(huì)的步伐，因此就孕育了校園局域網(wǎng)的誕生。學(xué)校網(wǎng)絡(luò)化更好地提高了教師的水平，隨時(shí)隨地吸取新的知識；也開拓了學(xué)生的眼界。 Inter 接入方式 目前，較為流行的 Inter 接入方式主要有普通 Modem 接入、 ISDN 專線接入、 DDN 專線接入和 ADSL接入等。 1． 通 Modem 接入就是常見的通過 Modem撥號接入 Inter 方式，也是應(yīng)用最多的接入方式。 2． ISDN：綜合 業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)，俗稱“一線通”。一條路線可以同時(shí)承載多種業(yè)務(wù)，可以連接電話、傳真、電腦和其他終端設(shè)備?；舅俾式涌谟?2個(gè) B信道和 1個(gè) D信道（ 2B+D），傳輸速率為 144kbps；基群速率接口有 30個(gè) B信道和 1個(gè) D信道（ 30B+D），傳輸速率 2Mbps。ISDN有窄帶（ NISDN）和寬帶（ BISDN）兩種。 NISDN向用戶提供 2B+D和 30B+D兩種， BISDN向用戶提供 155Mbps 以上通信能力，也就是實(shí)現(xiàn)了信息高速公路。 3． DDN專線接入的最大速率可達(dá) 2Mbps費(fèi)用較高。 4． ADSL 是近幾年流行起來的接入 方式，它采用 [頻分技術(shù)，最大下行傳輸速率可達(dá)8Mbps，而且上網(wǎng)只收取信息費(fèi)，不收電話費(fèi)。 一般來說，學(xué)校不可能給每臺計(jì)算機(jī)配一個(gè)接入設(shè)備，那樣雖然上網(wǎng)快，但成本高、設(shè)備利用率低，一般都采用通過一臺計(jì)算機(jī)連接到 Inter 上，作為服務(wù)器（主機(jī)），其余機(jī)子共享一個(gè)接入設(shè)備，便可充分利用設(shè)備的能力和資源，提高使用率，還可以達(dá)到文件的共享和傳輸。但是要求服務(wù)器和接入設(shè)備質(zhì)量過硬。 學(xué)校局域網(wǎng)是通過軟件設(shè)置對 Inter 的共享，還有就是要解決讓人頭痛的管理問題。 組網(wǎng)硬件 網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)備包括集線器（ HUB） 、網(wǎng)卡、網(wǎng)線、 RJ45水晶接頭以及其他網(wǎng)絡(luò)雜件等。 要實(shí)現(xiàn)一線都機(jī)接入，必須在局域網(wǎng)內(nèi)安裝有臺主機(jī)，相當(dāng)有該局域網(wǎng)的代理服務(wù)器，服務(wù)器接 Modem 或 ISDN適配器。然后用網(wǎng)卡把服務(wù)器和其他機(jī)子連接起來。配置的 IP地址與網(wǎng)內(nèi)的其他機(jī)子在同一地址段內(nèi)。一個(gè) 64K的 Modem帶的電腦不要超過 10臺，一個(gè) 2B+D的 ISDN帶的電腦不要超過 20 臺，不然上網(wǎng)會(huì)很慢的。 26 1．網(wǎng)卡：又稱為網(wǎng)絡(luò)卡或網(wǎng)絡(luò)接口，簡稱 NIC（ Network Interface Card）。主要工作原理上整理計(jì)算機(jī)上發(fā)送網(wǎng)線的數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)分解成適當(dāng) 大小的數(shù)據(jù)包之后向網(wǎng)絡(luò)發(fā)送出去，同時(shí)接收通過網(wǎng)線傳來的數(shù)據(jù)包，解調(diào)還原后送給電腦處理。對于網(wǎng)卡而言，每塊網(wǎng)卡都有一個(gè)唯一的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)地址，它是網(wǎng)卡生產(chǎn)廠家在生產(chǎn)時(shí)燒入 ROM中，且保證絕對不會(huì)重復(fù)。 網(wǎng)卡如果按主板上的總線類型來分，又分為 ISA、 VESA、 EISA、 PCI等接口類型。目前市場上的主流網(wǎng)卡是 PCI接口的網(wǎng)卡，我們?nèi)粘Ｊ褂玫木W(wǎng)卡都是 PCI的以太網(wǎng)卡。 網(wǎng)卡按其連線的插口類型又可分為 RJ45 水晶口、 BNC 細(xì)纜口及綜合了這兩種類型于一身的 2合 1網(wǎng)卡。 RJ