1.2　網絡設備

網絡設備是連接到網絡中的物理實體。網絡設備的種類繁多，且與日俱增?；镜木W絡設備包括：計算機、集線器、交換機、網橋、路由器、網關、網絡接口卡（NIC）、無線接入點（WAP）、打印機和調制解調器。

1.網卡

網卡又稱網絡適配器。計算機通過網卡與網絡實現連接。網卡將計算機發送給其他計算機的數據轉變成為網絡線纜上傳輸的信號發送出去，另一方面從網絡線纜上接收信號并把信號轉換成在計算機內傳輸的數據，如圖1-1所示。

網卡工作在數據鏈路層、物理層，屬于二層設備，主要功能為完成并行數據和串行信號之間的轉換、數據編碼，數據幀的裝配和拆裝、差錯校驗、流量控制、介質訪問控制和數據緩沖等。計算機通過網卡上的地址進行物理尋址。每塊網卡在生產時，都分配了一個唯一的地址，這個地址在全世界都是唯一的，這個地址稱為MAC地址，網絡在數據鏈路層的尋址是通過MAC地址實現的。

MAC地址由IEEE進行統一的管理，MAC地址用48位二進制數表示，共6個字節。IEEE負責向設備生產商分配前3個字節的地址，可以通過它來區別不同的廠家生產的網卡，后面的3個字節由廠家對每一塊網卡進行地址分配，即MAC地址用48位二進制數表示，分為6個字節，其中前3個字節為生產廠家地址，后3個地址為廠家自己分配的地址。MAC地址書寫時用十六進制表達，共用12個十六進制數表達。

網卡存在許多類型，不同類型的網絡采用不同的網卡，不同傳輸速率的網絡采用支持不同速率的網卡，采用銅纜傳輸和采用光纜傳輸的網絡將采用電口的網卡或光口的網卡?，F在比較流行的網絡有以太網、ATM網、令牌環網，FDDI網等，也就有相應的以太網卡、ATM網卡、令牌網卡、FDDI網卡等，應根據網絡的類型來選擇相對應的網卡。如計算機要實現與以太網的連接，則需要使用以太網卡，同理，計算機要實現與ATM網連接，則需要使用ATM網卡。

網絡的速率由傳輸線路、組網設備以及網卡決定，選擇網卡要與網絡速度相匹配。如辦公室的網絡接入信息點的網絡速度為100Mbit/s，則插在計算機上的網卡也應選擇百兆網卡。而用在服務器上的網卡，由于訪問量較大，往往需要選擇千兆網卡、萬兆網卡。

2.調制解調器

調制解調器（Modem）是調制器（Modulator）與解調器（Demodulator）的合稱。作用是模擬信號和數字信號之間進行轉換。

人們使用的電話線路傳輸的是模擬信號，而PC之間傳輸的是數字信號。當使用電話線把自己的計算機連入Internet時，可以使用調制解調器來轉換兩種不同的信號。連入Internet后，當PC向Internet發送信息時，由于電話線傳輸的是模擬信號，可以用調制解調器來把數字信號轉換成模擬信號，才能傳送到Internet上，這個過程稱為“調制”；當PC從Internet獲取信息時，由于通過電話線從Internet傳來的信息都是模擬信號，所以PC想要看懂它們，還必須借助調制解調器進行信號轉換，這個過程稱為“解調”?？偟膩碚f就稱為“調制解調”。

3.中繼器與集線器

由于傳輸線路噪聲和線路衰減的影響，信號的傳輸距離受到限制，為了延伸傳輸距離，這個時候就需要使用中繼器對接收到的信號進行再生整形放大，以擴大網絡的傳輸距離。

理論上說，中繼器可以無限延伸傳輸距離，然而許多網絡都限制中繼器的數目，以太網規定最多允許4個中繼器，從而也限制了網絡的最大傳輸距離。

集線器的工作原理和中繼器相似，也是對接收到的信號進行再生整形放大，保證信號質量，但集線器同時是一個多端口的中繼器設備，它把收到的信號經過再生放大后并廣播到其他所有端口，以保證所有端口都具有同樣質量的信號。一個連接在集線器上的計算機發出的數據，能夠傳輸到集線器上的所有端口，即能被所有連接在集線器上的計算機接收。中繼器、集線器工作在OSI參考模型第一層，即“物理層”。

集線器工作在共享帶寬方式。所謂共享帶寬方式是指總線上所有計算機共享了傳輸總線的帶寬。如果總線帶寬為100Mbit/s，集線器上連接了10臺計算機，則理論上每臺計算機連接在集線器上的端口的最大速率僅為10Mbit/s。

集線器又被稱為Hub。Hub是集線器的英文表達。“Hub”是“中心”的意思，它表達了將接入計算機的線路都集中到集線器上實現連接。圖1-2所示為集線器的連接方式示意圖。

以太網是總線網，可以使用集線器實現網絡連接?？偩€網存在介質訪問控制問題，以太網采用的介質訪問控制是載波偵聽/沖突檢測（CSMA/CD）的介質訪問控制方式，即網上的站需要發送數據時，先偵聽總線上是否有載波，無載波說明線路空閑，可以發送數據，有載波說明當前有數據發送，線路不空閑，不能發送數據。

集線器存在沖突問題，即當兩個或兩個以上的站監聽到信道空閑，同時發送數據時，將產生信號碰撞，導致傳輸失敗。沖突發生在同處于一個總線網段的范圍內，網絡技術中將沖突發生在同一個總線網段的范圍稱為同一沖突域。沖突的存在使網絡傳輸效率下降，一個網絡的沖突域越大，網絡的傳輸效率越低。

4.交換機

按照通信兩端傳輸信息的需要，把要傳輸的信息送到符合要求的相應路由上的技術稱為交換（Switch，也稱為轉發）。最常見的交換機是以太網交換機，在網絡工程中使用的交換機一般不加特別說明就是指以太網交換機。

交換機的工作方式是通過交換為需要傳輸的一對端口間建立獨立的傳輸通路，而對于無須傳輸的端口間則不建立傳輸通路。交換機可以同時為多對需要傳輸的端口之間建立通路，當兩個以上的站需要發送時，由于使用互不相干的通道，不會發生沖突。交換機的傳輸是獨占帶寬的傳輸。圖1-3所示為24口交換機。

當網絡中有一個端口的信息要發送給另外一個端口時，通過交換機傳輸，僅在需要傳輸的這兩個端口間建立獨立的傳輸通道，完成交換，而其他任何端口與這一對端口都是沒有連通的，也即其他端口是收不到發送端口送來交換機的這個信息的。也就是說，交換機在這種工作方式下工作，由于該數據幀不會傳輸到其他網段，對其他網段的帶寬不會受到影響，更不會與其他端口的發送發生沖突。由于是獨享帶寬，如果各端口速率為100Mbit/s，則兩個傳輸信息的端口都能真正達到100Mbit/s的速率。

5.路由器

路由器是工作在網絡層的互連設備，路由器用于邏輯上分開的網絡間的互連，實現各個網絡間的路由選擇和數據轉發，如圖1-4所示。

路由器負責接收來自各個網絡入口的分組，并為這些分組選擇路徑，即根據內部路由表查找與目的網絡相連的出口，然后把分組從出口轉發出去，完成分組數據轉發，使該數據分組最終達到目的網絡，所謂邏輯上分開的網絡是代表一個單獨的網絡或者一個子網。當分組從一個網絡傳輸到另一個網絡時，路由器為傳輸的分組選擇路徑并完成數據分組轉發。