局域网ABC

专题快递

邓邵武 徐志刚

“网络就是计算机”，SUN公司的CEO斯科特·麦克尼里在十几年前说的这句话现在被奉为至理名言。计算机的使用者们越来越难以忍受一台没有联入网络的计算机。计算机网络已经渗透到我们生活的方方面面，成为现代信息社会中人与人之间传递信息的一个重要工具。相对于热闹非凡的Internet来说，我们可能忽略了我们身边的局域网，在我们的单位、办公室、宿舍甚至家庭存在的这种小型计算机网络实际就是构成Internet的最基本元素之一。来！让我们一起学好、用好这种网络，发挥它的最大潜力吧。
目前，局域网(local area network，简称LAN)技术发展非常迅速，应用也最为广泛。那么什么是局域网呢？首先，顾名思义，从地理范围上看它覆盖的区域有限，最多也就是几公里的覆盖范围，通常为一个单位所拥有，甚至是一个部门、一间办公室拥有的专有计算机网络；其次，它的规模有限，最少两台电脑就可以组成一个局域网，多的也不过几千台电脑；另外，相对Internet，它的传输速度要快得多，即使是目前已经快要淘汰的10Mbit的以太网，传输速度也比号称宽带的ADSL(最快下行速度8Mbit/s)要快。

局域网分类

局域网根据不同的用途和场合可分为企业网、校园网、社区网、办公网、教学网、游戏娱乐网、宿舍网、家庭网等等；根据网络设备的不同的组织结构(称为拓扑结构)来分有总线型、星型、环型、树型，其中以星型结构最为常见(如（图1）为典型的星型结构网络)。根据信号的传输介质来分，有光纤网络、无线网络及普通的以同轴电缆、双绞线为传输介质的网络；根据传输速度来分有十兆(bit/s)、百兆、千兆、万兆之分，目前10Mbit以太网日趋过时，100Mbit以太网已经相当流行了，1000Mbit以太网产品开始在部分高端用户中普及，而10000Mbit(万兆位以太网)的产品也已经在市场上崭露头角了。

局域网中常见的硬件

（图1）是一个简单的局域网的示意图，主要网络设备包括：网络服务器、工作站及连接设备：网卡、连接电缆(通常是双绞线)、集线器(HUB)或交换机。

服务器

服务器是网络上一种为客户站点提供各种服务的计算机，它在网络操作系统的控制下，将与它相连的硬盘、打印机、Modem及昂贵的专用通讯设备提供给网络上的客户站点共享，也能为网络用户提供集中计算、数据库管理等服务。服务器一般使用专用的网络操作系统，如UNIX、NetWare、Windows NT、Windows 2000 server，尤其以后两种操作系统最为常见。

工作站

普通的PC机通过网络设备连入网络中就成了网络工作站，有时也把它叫做客户机，它通常运行的是普通桌面操作系统，如Windows系统。也有一类高档的计算机我们也把它叫做工作站，一般用在某个专业领域，配置都相当高级，具有较强的信息处理功能和高性能的图形、图像处理功能以及联网功能，它和我们这里说的工作站可不是一回事。

网卡(Network Interface Card)

网卡是局域网中最基本的部件之一(（图2）)，我们又将它称之为网络卡或网络接口卡，英文简称NIC。它的主要工作原理为整理计算机上发往网线的数据，并将数据分解为适当大小的数据包，然后向网络发送出去。对于网卡而言，每块网卡都有一个唯一的网络节点地址(MAC地址)，它是网卡生产厂家在生产时烧入ROM中的，且保证绝对不会重复。网卡的接口主要有两种，一种是RJ45接口，使用RJ45水晶头与双绞线连接，一种是BNC头，它通过T型头和同轴电缆连接，不过后者目前已经很少见了。

集线器(HUB)

集线器(HUB)是局域网中重要的部件之一(（图3）)，它是网络连线的连接点。就像车轮的轴心一样，将多台计算机或者多个子网络连接在一起，它应用在星型网络中。集线器有多个用户端口用以连接计算机和服务器之类的外围设备。一个数据包从一个工作站发送到集线器上，然后它就被广播到集线器中的其他所有端口，所以基于集线器的网络仍然是一个共享介质的局域网。

交换机(Switch)

在外观上和HUB十分相似(比HUB要厚实一些，见（图4）)，但它的原理和HUB不一样，它是采用交换技术的网络设备，它的作用是对封装数据包进行转发。交换机可以“学习”MAC地址(网卡的硬件地址)，并把它存放在内部地址表中，通过在数据帧的发送者和目标接收者之间建立临时的交换路径，使数据帧直接由源地址到达目的地址。它的速度通常要比HUB快，比如同样是10Mbit的传输速度，HUB是由连入其中的机器共享10Mbit的带宽，而交换机则是连入其中的机器各自独享10Mbit的带宽。

双绞线

双绞线(Twisted Pair)它是由四对相互绝缘的铜导线按照一定的规格互相缠绕在一起而成的网络传输介质。每根铜导线的绝缘塑料上分别标有不同的颜色(绿白、绿、橙白、蓝、蓝白、橙、棕白、棕)，通过水晶头与HUB或网卡相连，双绞线可按是否外加金属网丝套的屏蔽层而区分为屏蔽双绞线(STP)和非屏蔽双绞线(UTP)。后者比较常见，它的传输距离可达100米，超过这个距离须加中继器来对信号进行放大。根据适应的传输速率不同它还分为四类、五类、超五类等这些规格，通常100Mbit的以太网应使用五类或超五类线缆。