第5章 局域网组网技术

❖ 随着网络规模的不断扩大，开始采用“服务器集群” 等新技术。
5.1.1 网卡
(1)网卡的类型
① 按照网卡支持的网络类型分：以太网卡、PCMCIA和 FDDI网卡等。 ② 按照网卡支持的传输速率分：10Mbps网卡、 100Mbps网卡、10Mbps/100Mbps自适应网卡、1Gbps 网卡和10Gbps网卡。 ③ 按所支持的总线接口分：ISA网卡、PCI网卡、 PCMCIA网卡和USB（通用串行总线）网卡等。其中PCI 网卡有32位和64位两种，适用于Intel主导的总线，是最 常用的一种网卡。
第5章 局域网组网技术
5.1 局域网组网设备
❖ 组建基于客户机/服务器（Client /Server）模式网 络时，首先要考虑的是服务器和客户机。
❖ 服务器(Server)指在网络环境中为客户机（Client） 提供各种服务的专用计算机，客户机是指客户使 用的连入网络的计算机。
❖ 服务器往往要求具备比较高的配置，要求具有较 高可靠性、可利用性和可管理性。有文件服务器、 WEB服务器、虚拟服务器、通信服务器等。
网卡的工作模式：
❖ ① 广播模式：该模式下的网卡能够接收网络中的 广播信息；
❖ ② 组播模式：设置在该模式下的网卡能够接收组 播数据；
❖ ③ 直接模式：在这种模式下，只有目的网卡才能 接收该数据；
❖ ④ 混杂模式：在这种模式下的网卡能够接收一切 通过它的数据，而不管该数据是否是传给它的。
在网络安全中，常将网卡设置为混杂模式，以 截（捕）获所有通过该网卡所在网段的数据包，通 过分析来检测入侵。
2.集线器分类 （1）按端口数量分类 主要有：8口、16口和24口等，服务器与集线器的连接
一般需通过UP-Link端口。 （2）按带宽分类 主要有：10Mb/s、100Mb/s和10/100Mb/s自适应型三
种。
图5-5集线器
注意：这里所指的带宽是指整个集线器提供的总带宽， 而并非每个端口所能提供的带宽。若集线器带宽为 10Mb/s，现有16个端口，则每个端口的平均带宽就只有 （10/16）Mb/s，这与交换机有根本的区别。
❖ (2)网卡的组成 网卡主要由：主控编码芯片、调控元件、BOOTROM
插槽和指示灯等部件组成。 ❖ (3)网卡的MAC地址
为标识网上的每台主机，需给每台主机的网络适配器 （网络接口卡）分配一个唯一的通信地址，该地址就称 为网卡的MAC地址或硬件地址。
不同的网卡其地址不同，由网卡生产商“固化”在其 中。IEEE委员为每一产商分配一段网卡地址，产商只能 生产这一段地址内的网卡，且不能重复，否则，同一网 卡地址的网卡在连接入网时就会发生冲突。网卡地址由 12位十六进制数组成，长度为48比特。
5.1.3 交换机
交换机简称“Switch”，是集线器的升级换代产品，从 外观上来看，它与集线器没有多大差别。但实际在性能上， 交换机有很大的改进。 1.交换机的主要特性
所谓DMA：是指由DMA控制器直接掌管总线，CPU把 总线控制权交给DMA控制器，而在结束DMA传输后，DMA 控制器立即把总线控制权交回给CPU。DMA控制器获得总 线控制权后，CPU即刻挂起，由DMA控制器直接控制RAM 与I/O接口进行DMA传输。
在DMA控制器的控制下，在存储器和外部设备之间直 接进行数据传送，不需要中央处理器的参与。可见，DMA 传输方式无需CPU直接控制传输，通过硬件为RAM与I/O设 备开辟一条直接传送数据的通路，使CPU的效率大为提高。端口并没有独立的带宽，而是所有端口 共享总的背板带宽，随着所接用户的增多，用户的平均带 宽将减少。
②广播方式，易造成网络风暴
集线器是共享网络设备，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，它将向所有节 点发送这一信息，每一台主机通过验证数据包头的地址， 来确定是否接收。
1）网络堵塞。因为接收数据的只有一个终端节点，而 现在对所有节点都发送，绝大部分数据流量是无效的，造 成整个网络数据传输效率低。
2）所发送的数据包每个节点都能侦听到，安全性也不 好。
③半双工传输，通信效率低 集线器在某一时刻，每一个端口只能进行一个方向的数 据通信（即半双工方式），而不能像交换机那样进行双向 全双工传输，效率低。 因此，集线器Hub 正逐渐被LAN交换机（Switch）所取 代。
USB接口：传输速率远大于传统的并行口和串行口，安 装简单并支持热插拔。
图5-1网卡
④ 按网络接口的类型分：以太网的RJ-45接口、 FDDI接口、SC、ST、LC光纤接口等。
⑤按所支持的传输介质分：双绞线网卡、细缆网 卡、光纤网卡和无线网卡等。 ⑥按应用的领域分：工作站网卡、服务器网卡。
在大型网络中，服务器网卡在带宽（主流服务 器网卡为64位千兆网卡）、接口数量、稳定性、 纠错等方面都有较高要求，并还支持冗余备份、 热插拔等服务器专用功能。
❖ (4)网卡的工作方式 在正常的情况下，一个网络接口只响应以下三
种数据帧：
① 与自己MAC地址相匹配的数据帧； ② 广播帧；
③ 组播帧。
❖ (5)网卡的接收模式 网卡的设置包括：IRQ号、I/O地址、DMA
（Direct Memory Access，直接访问内存）等。 但通常网卡都是即插即用（PnP）的，无需设置。
5.1.2 集线器
1.概述 集线器也称集中器，简称Hub，工作在物理
层。主要功能特点： 1）对接收到的信号进行再生整形、放大，以
增大网络的传输距离； 2）把所有节点集中在以它为中心的节点上，
但不具备自动寻址功能，即不具备交换作用； 3）所有传到集线器的数据均被广播到与之相
连的所有端口，易形成广播风暴。
如某网卡的地址为：“00-30-21-0B-5E-43”。
其中，前3字节为IEEE分配给厂商的厂商代码（编号）， 后3字节为网络适配器编号，是唯一的网卡编号，将其转 换为二进制是12×4=48位，即6字节。在Windows 2000 中，可用测试程序ipconfig查看网卡的MAC地址。
图5-4 MAC地址的组成