19.4  网络系统物理设计19.4.1  路由器的主要作用是在网络层(第3层)上将若干个LAN连接到主干网上,如局域网与广域网的连接,局域网中不同子网的连接。    路由器与交换机相比,交换机比路由器的运行速率更高、价格更便宜。使用交换机虽然可以消除许多子网,建立一个托管所有计算机的统一网络,但是当工作站生成广播时,广播消息会传遍由交换机连接的整个网络,浪费大量的带宽。用路由器连接的多个子网可将广播消息限制在各个子网中,而且路由器还提供了很好的安全性,因为它使信息只能传输给单个子网。为此,导致了两种新技术的诞生:一是虚拟局域网(VLAN)技术,二是第3层交换机(使用路由器技术与交换机技术相结合的产物),在局域网中使用了有第3层交换功能的交换机时可不再使用路由器。    传统的网络连接部件还有中继器和网桥。由于集线器已经取代了中继器,交换机比网桥有更高的性价比,因此现在的局域网中已基本上不再使用中继器和网桥,但在无线网络中仍常用无线网桥连接两个网段。    交换机目前已成为网络的主流连接设备。局域网中都是以各种交换机为主,基本不再设计使用集线器和路由器。    名词解释:    1  第二层交换机:交换机也叫交换式集线器。第二层交换机工作在OSI/RM开放体系模型的第二层一—数据链路层。它依赖链路层中的信息(如MAC地址)完成不同端口数据间的线速交换,主要功能包括物理编址、错误校验、帧序列以及数据流控制。基于硬件的桥接,用于工作组连通和网络分段。    2  第三层交换机:根据第三层(网络层)信息,通过硬件执行数据包路由交换的交换机。用于高性能地处理局域网络的流量,可放置在网络的任何地方,经济有效地代替传统的路由器。    3  第四层交换机:第四层交换机是基于传输层数据包的交换过程的,是一类基于TCP/IP协议应用层的用户应用交换需求的新型局域网交换机。第四层交换机支持TCP/UDP第四层以下的所有协议,可实现应用层的访问控制和服务质量保证。    第四层交换机主要实现对网络传输服务质量的控制能力。典型应用是带宽分配、故障诊断和对TCP/IP应用程序数据流进行访问控制等任务分配和负载均衡方面。    4  多层交换机:综合第二层交换和第三层路由功能的交换机。一般是以板卡形式提供相应的功能,多数用作网络主交换机。    5  交换机链路:指连接交换机之间的物理介质路径。    6  紧缩核心:当分布层和核心层功能由同一台设备执行时称为紧缩核心。    7  PoE交换机:Power Over Ethernet,指在现有以太网五类线布线架构下,能够通过网线为远端符合规范的受电终端提供电力的网络交换机。传统远端受电终端为无线AP、网络摄像机和IP电话机等。PoE标准的主要供电特性见表38。    在讨论的关于PoE的标准802.3bt中,拟将提升最大输出功率PSE端至90W,PD端至70W。19.4.2  网络适配器(NIC),也叫网络接口卡,简称网卡。网卡是网络传输介质与计算机或智能设备终端之间的物理接口,其作用是:    1  为网络传输介质准备来自计算机或智能设备终端的数据;    2  向另一台计算机或智能设备终端发送数据;    3  控制计算机或智能设备终端与传输介质之间的数据流量;    4  接收来自传输介质的数据,并将其解释为计算机或智能设备终端能够理解的形式。    网卡是计算机或智能设备终端与传输介质之间数据传输的桥梁,网卡的性能对整个网络的传输性能会产生巨大的影响。网卡的选择应与特定的网络体系结构相匹配,例如以太网卡等。    网卡的选择还必须与计算机或智能设备总线类型以及网络传输介质相匹配。网卡与计算机的接口,根据计算机扩展总线类型,可划分为ISA、EISA、PCI、PCIE、PCMCIA和USB六种。按与网络传输介质分,网卡分为铜缆、光纤和无线三类。过去,网卡是作为一种独立板卡存在。现在,网络接口已经是计算机或智能设备的标准配备,除非特别需要,不再需要单独配置。一般使用USB接口的网卡作为应急补充。19.4.3  网络设备的连接顺序如图37所示。19.4.4  网络交换机一般采用每台16端口、24端口、48端口、96端口的配置。组网时常采用24口、48口的设备或其组合。

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