计算机网络硬件:选择网络传输介质及网卡
Download
1 / 33

计算机网络硬件:选择网络传输介质及网卡 - PowerPoint PPT Presentation


  • 126 Views
  • Uploaded on

计算机网络硬件:选择网络传输介质及网卡. 本次课的目标. 拟实现的能力目标 能正确识别传输介质 能正确使用网络接线 能进行网卡硬件和驱动程序的安装。 相关支撑知识 传输介质特性 网卡功能、分类. 一、网卡(网络适配器). 网络适配器 NIC ( Network Interface Card )也称网卡。网卡是构成计算机网络系统中最基本的、最重要的和必不可少的连接设备,计算机主要通过网卡接入网络。. 网卡的作用. ⑴ 代表固定的网络地址 在网络中传输数据,必须确定数据从哪台计算机来,到哪台计算机去,如何标识这些计算机呢?这就要靠网卡的物理地址来标识。

loader
I am the owner, or an agent authorized to act on behalf of the owner, of the copyrighted work described.
capcha
Download Presentation

PowerPoint Slideshow about ' 计算机网络硬件:选择网络传输介质及网卡' - warren


An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Presentation Transcript

本次课的目标

  • 拟实现的能力目标

  • 能正确识别传输介质

  • 能正确使用网络接线

  • 能进行网卡硬件和驱动程序的安装。

  • 相关支撑知识

  • 传输介质特性

  • 网卡功能、分类


一、网卡(网络适配器)

  • 网络适配器NIC(Network Interface Card)也称网卡。网卡是构成计算机网络系统中最基本的、最重要的和必不可少的连接设备,计算机主要通过网卡接入网络。


网卡的作用

⑴ 代表固定的网络地址

  • 在网络中传输数据,必须确定数据从哪台计算机来,到哪台计算机去,如何标识这些计算机呢?这就要靠网卡的物理地址来标识。

  • 数据从一台计算机传输到另外一台计算机时,也就是从一块网卡传输到另一块网卡,即从源网络地址传输到目的网络地址。

  • 以太网网卡的物理地址(Ethernet Address)是由十六进制数表示的、长度为6个字节的一组数字。

  • IEEE802标准为每个网卡规定了一个6个字节48位的全局地址,它是站点的全球唯一的标识符,与其物理位置无关。——MAC地址(物理地址)

  • MAC地址的前3个字节(高24位)由IEEE统一分配给厂商,低24位由厂商分配给每一块网卡。所有厂商生产的所有网卡,物理地址绝对不会相同。

  • 网卡地址也是称为网卡的物理地址,可以认为就是该网卡所在站点的MAC地址。


  • 转换数据并将数据送到网线上

  • 网络上传输数据的方式与计算机内部处理数据的方式是不相同的,它必须遵从一定的数据格式(通信协议)。当计算机将数据传输到网卡上时,网卡会将数据转换为网络设备可处理的字节,那样才能将数据送到网线上,网络上其它的计算机才能处理这些数据。

  • ⑶ 接收数据并转换数据格式

  • 在网络中,网卡的工作是双重的:一方面它将本地计算机上的数据转换格式后送入网络;另一方面它负责接收网络上传过来的数据包,对数据进行与发送数据时相反的转换,将数据通过主板上的总线传输给本地计算机。


网卡分类

  • ⑴ 按网卡的工作方式可分为:

  • ① 半双工:它的意思是虽然网卡可以接收发送数据,但是一次只能做一种动作,不能同时收发。

  • ② 全双工:就是能够“同时”接收与发送信号,例如电话就是一种全双工传输设备,我们在听对方讲话的同时,也可以发话给对方。理论上,全双工传输可以提高网络效率,但是实际上仍是配合其他相关设备才有用。例如必须选用双绞线的网络缆线才可以全双工传输,而且中间所接的集线器可交换机,也要能全双工传输;最后,所采用的网络操作系统也得支持全双工作业,如此才能真正发挥全双工传输的威力。一般来说,现在绝大部分的网卡都是全双工的了。


按网卡的工作对象可分为普通工作站网卡和服务器专用网卡

  • ① 普通工作站网卡是一般计算机上使用的网卡,主要特点是价康物美,兼容性强等特点,如图2-1所示为普通PCI网卡。


  • 服务器专用网卡是为了适应网络服务器的工作特点而专门设计的,价格较贵,但性能很好。图2-2是Intel千兆以太网卡-PRO/1000 XT Server Adapter,它从电路设计、布局、用料上都比普通网卡高出不少档次。

图2-2 Intel的千兆位以太网卡


Isa eisa pci
按网卡的总线类型可分为ISA网卡、EISA网卡和PCI网卡

  • 因PC技术的发展,先后出现了不同接口类型的网卡,主要有以下几种:

  • ① ISA网卡:工业标准结构,较原始的计算机上使用的总线结构,8位或16位机器主板上使用,已淘汰。

  • ② EISA网卡:扩展工业标准结构,使用32位的总线结构,在386,486主板上可以找到,也渐渐的淡出市场。

  • ③ PCI网卡:即插即用总线结构,现在的主流总结结构方式,还有专门用于笔记本计算机的PCMCIA网卡。


  • 按网卡的接口类型可分为BNC接口、AUI接口、RJ-45接口及光纤接口

  • 根据传输介质的类型不同,主要有以下几种:

  • ① BNC接口(细缆)网卡:用于总线结构的细同轴电缆中。

  • ② AUI接口(粗缆)网卡:通常只有在连接粗同轴电缆(RJ-11)网线、或是连接收发器时才会使用。

  • ③ RJ-45接口网卡(双绞线):现在市场上的主要的接口方式,采用此接口的网卡速率有10Mbps、100Mbps和1000Mbps。

  • 按用于连接传输介质的端口的数量,可以将网卡分为单接口网卡、双接口网卡(如RJ-45+BNC)、3端口网卡(如RJ-45+BNC+AUI)等。

  • ④ 光纤接口网卡:正在进入主流的接口方式,但还比较贵。


  • 按网卡的传输速率可分为10Mbps网卡、100Mbps网卡、10/100Mbps自适应网卡、1000Mbps网卡几种:

  • ① 10Mbps网卡:老的EISA网卡、或者带BNC口与RJ-45口的网卡。

  • ② 100Mbps网卡:传输速率固定为100Mbps的网卡。

  • ③ 10/100Mbps自适应网卡:自适应是指网卡可以与远端网络设备(集线器或交换机)自动协商,确定当前的可用速率是10Mbps还是100Mbps。

  • ④ 1000Mbps网卡:服务器应该采用千兆以太网网卡,这种网卡多用于服务器与交换机之间的连接,以提高整体系统的响应速率。


网卡的选择

  • 目前绝大多数的网络采用以太网技术,下面重点以以太网网卡为例,讨论选购网卡时应注意的问题。购买时应注意以下几个重点:

  • ⑴ 网卡的总线类型

  • 现在市场上的主流总线接口是PCI接口,ISA接口已很少出现在主板上,而且PCI接口支持即插即用、速度相对比较快,而且安装设置相对比较容易,所以现在应该选择PCI接口的网卡为好。

  • ⑵ 网卡的速度

  • ⑶ 网卡的接口类型

  • ⑷ 网卡的兼容性

  • 适用性好的网卡应通过各主流操作系统的认证,至少具备如下操作系统的驱动程序:Windows、Netware、Unix、Linux等。相应的,市场上主流的网卡一般都带有这几种操作系统的驱动程序。

  • 另外,有的网卡在BootROM上做文章,加入防病毒功能;有的网卡则与主机板配合,借助一定的软件,实现远程唤醒(Wake on LAN)功能,可以通过网络远程启动计算机;还有的计算机则将网卡集成到了主机板上。

  • ⑸ 网卡生产商


二、传输媒体(介质)

  • 传输介质的基本功能是携带数据信息。

  • 传输介质有许多类型的,典型的有:同轴电缆、非屏蔽双绞线、屏蔽双绞线、光缆等。

  • 影响传输介质选用的指标有:

  • 传输距离

  • 网络拓扑的结构

  • 成本

  • 安装的难易

  • 容量

  • 抗干扰能力 、可靠性


传输频率与传输速率的区别

  • 线缆的频带带宽(MHZ):表示的是单位时间内线路中的信号振荡的次数,是一个表征频率的物理量。

  • 线缆上传输的数据速率(Mbps):表示的是单位时间内线路中传输的二进制位的数量,是一个表征速率的物理量。

  • 传输频率表示传输介质提供的信息传输的基本带宽,带宽取决于所用导线的质量、每一根导线的精确长度及传输技术。





同轴电缆

  • 细同轴

  • 50 Ω ,D=1.02cm,10Mbps

  • 185m、4中继、5段(925m)

  • 优缺点:价格低

  • 安装方便(T型连接器、BNC接头、Terminator)

  • 抗干扰能力强

  • 距离短

  • 可靠性差


同轴电缆

  • 粗同轴

  • 50Ω ,D=2.54cm,10Mbps

  • 500m、4中继、5段(2500m)

  • 优缺点:

  • 价格稍高

  • 安装方便(收发器、收发器电缆、Terminator)

  • 抗干扰能力强

  • 距离中等

  • 可靠性好


光纤

  • 依靠光波承载信息

  • 速率高,通信容量大

    仅受光电转换器件的限制(>100Gb/s)

  • 传输损耗小,适合长距离传输

  • 抗干扰性能极好,保密性好

  • 轻便


光纤传输原理——利用了光的反射

  • 光从一种介质入射到另一种介质时会产生折射。折射量取决于两种介质的折射率。当入射角≥临界值时产生全反射,不会泄漏。

  • 光纤:纤芯-折射率高、玻璃包层-折射率低

  • 亮度调制,有脉冲-1,无脉冲-0

  • 光传输系统:光源、介质、光检测器

  • 光源: 850nm/1300nm/1500nm

  • 发光二极管 / 激光二极管

  • 介质: 光纤

  • 光检测器: 光电二极管PIN/雪崩二极管APD

  • 单向传输,双向需两根光纤


图2-7 光纤的电信号传送过程


外护套用光纤传输电信号时,在发送端先将其变成光信号,而在接收端又要由光检测器还原成电信号。光纤的电信号传送过程如图

加固材料

塑料屏蔽层

玻璃纤维和屏蔽层

光纤

光缆外观图 光缆结构示意图


光纤的分类用光纤传输电信号时,在发送端先将其变成光信号,而在接收端又要由光检测器还原成电信号。光纤的电信号传送过程如图

  • 单模光纤 :单束光,纤芯直径一般在8-10μm之间,包层直径为125μm,传输距离长,用于室外,较贵

  • 多模光纤:多束光,纤芯直径一般在 50-100μm之间,包层直径为125 -230μm之间,传输距离短,用于室内,便宜


介质的比较用光纤传输电信号时,在发送端先将其变成光信号,而在接收端又要由光检测器还原成电信号。光纤的电信号传送过程如图


无线介质用光纤传输电信号时,在发送端先将其变成光信号,而在接收端又要由光检测器还原成电信号。光纤的电信号传送过程如图

  • 使用电磁波或光波携带信息

  • 无需物理连接

  • 适用于长距离或不便布线的场合

  • 易受干扰


  • 微波通信用光纤传输电信号时,在发送端先将其变成光信号,而在接收端又要由光检测器还原成电信号。光纤的电信号传送过程如图

  • 载频2~40GHZ范围,频率高,可同时传送多路信息。沿直线传播,受距离限制,直接传播的距离与天线高度有关,天线越高传输越远,超过一定的距离需中继。


地面微波接力用光纤传输电信号时,在发送端先将其变成光信号,而在接收端又要由光检测器还原成电信号。光纤的电信号传送过程如图


卫星通信用光纤传输电信号时,在发送端先将其变成光信号,而在接收端又要由光检测器还原成电信号。光纤的电信号传送过程如图

  • 微波通信的一种特殊形式。利用地球同步卫星做中继转发微波信号。容量大,传输距离远,但是传输延迟时间长。


地球同步卫星用光纤传输电信号时,在发送端先将其变成光信号,而在接收端又要由光检测器还原成电信号。光纤的电信号传送过程如图


传输介质的选择用光纤传输电信号时,在发送端先将其变成光信号,而在接收端又要由光检测器还原成电信号。光纤的电信号传送过程如图

  • 传输介质的选择要从以下因素来考虑:网络拓扑的结构、实际需要的通信容量、可靠性要求、能承受的价格范围。

  • ⑴ 双绞线的显著特点是价格便宜,但与同轴电缆相比,其带宽受到限制。对于单个建筑物内的低通信容量网络来说,双绞线性能价格比可能是最好的。

  • ⑵ 同轴电缆的价格要比双绞线贵一些,对于大多数局域网来说,需要连接较多设备而且通信容量相当大时可以选择同轴电缆。

  • ⑶ 光纤作为传输介质,与同轴电缆和双绞线相比具有一系列优点:频带宽、速率高、体积小、重量轻、衰减小、能电磁隔离、误码率低等,已广泛用于高速数据通信网。随着光通信技术的发展和成本降低,光纤作为网络的传输介质也得到了普遍采用。


课堂小结用光纤传输电信号时,在发送端先将其变成光信号,而在接收端又要由光检测器还原成电信号。光纤的电信号传送过程如图

  • 网卡、传输介质的作用


ad