核心部分：由大量网络和连接这些网络的路由器组成。这部分是为边缘部分提供服务的（提供连通性和交换）。 在网络边缘的端系统中运行的程序之间的通信方式通常可划分为两大类：客户服务器方式（C/S 方式）即Client/Server方式 ，对等方式（P2P 方式）即 Peer-to-Peer方式 。客户(client)和服务器(server)都是指通信中所涉及的两个应用进程。客户服务器方式所描述的是进程之间服务和被服务的关系。客户是服务的请求方，服务器是服务的提供方。被用户调用后运行，在打算通信时主动向远地服务器发起通信（请求服务）。因此，客户程序必须知道服务器程序的地址。不需要特殊的硬件和很复杂的 *** 作系统。 一种专门用来提供某种服务的程序，可同时处理多个远地或本地客户的请求。系统启动后即自动调用并一直不断地运行着，被动地等待并接受来自各地的客户的通信请求。因此，服务器程序不需要知道客户程序的地址。一般需要强大的硬件和高级的 *** 作系统支持。对等连接方式从本质上看仍然是使用客户服务器方式，只是对等连接中的每一个主机既是客户又同时是服务器。
网络核心部分是因特网中最复杂的部分。网络中的核心部分要向网络边缘中的大量主机提供连通性，使边缘部分中的任何一个主机都能够向其他主机通信（即传送或接收各种形式的数据）。在网络核心部分起特殊作用的是路由器(router)。路由器是实现分组交换(packet switching)的关键构件，其任务是转发收到的分组，这是网络核心部分最重要的功能。路由器是实现分组交换(packet switching)的关键构件，其任务是转发收到的分组，这是网络核心部分最重要的功能。最近因为写论文的关系，泡知网、泡万方，发现了很多学术界对数据中心网络一些构想，发现里面不乏天才的想法，但日常我们沉迷在各个设备厂商调制好的羹汤中无法自拔，管中窥豹不见全局，还一直呼喊着“真香”，对于网工来说沉溺于自己的一方小小天地不如跳出来看看外界有哪些新的技术和思想，莫听穿林打叶声，何妨吟啸且徐行
当前新的数据中心网络拓扑主要分为两类
1、以交换机为核心，网络连接和路由功能由交换机完成，各个设备厂商的“羹汤”全属于这个领域
2、以服务器为核心，主要互联和路由功能放在服务器上，交换机只提供简单纵横制交换功能
第一类方案中包含了能引发我回忆阴影的Fat-Tree，和VL2、Helios、c-Through、OSA等等，这些方案要么采用更多数量交换机，要么融合光交换机进行网络互联，对交换机软件和硬件要求比较高，第二类主要有DCell、Bcube、FiConn、CamCube、MDCube等等，主要推动者是微软，这类方案中服务器一版会通过多网卡接入网络，为了支持各种流量模型，会对服务器进行硬件和软件的升级。
除了这些网络拓扑的变化外，其实对数据中心网络传输协议TCP/IP、网络虚拟化、网络节能机制、DCI网络互联都有很多创新的技术和概念涌现出来。
FatTree 胖树，2008年由UCSD大学发表的论文，同时也是5年前工作中接触的第一种交换机为中心的网络拓扑，当时没有太理解，跟客户为这事掐的火星四溅，再来一次可能结论会有所改变，同时也是这篇论文引发了学术界对数据中心内部网络拓扑设计的广泛而深刻的讨论，他提出了一套组网设计原则来达成几个目的
1、全网采用低端商用交换机来组网、其实就是采用1U的接入交换机，取消框式设备
2、全网无阻塞
3、成本节省，纸面测算的话FatTree 可以降为常规模式组网成本的1/4或1/5
物理拓扑（按照4个pod设计）
FatTree 的设计原则如下
整个网络包含K个POD，每个POD有K/2个Edge和K/2个Agg 交换机，他们各有K的接口，Edge使用K/2个端口下联服务器，Agg适用K/2个端口上联CORE交换机
Edge使用K/2个端口连接服务器，每个服务器占用一个交换端口
CORE层由K/2K/2共计KK/4个K个端口交换机组成，分为K/2组，每组由K/2ge，第一组K/2台CORE交换机连接各个POD中Agg交换层一号交换机，第二组K/2的CORE交换机连接各POD中Agg的二号交换机，依次类推
K个POD，每个POD有K/2个Edge交换机，每个Edge有K/2端口，服务器总数为KK/2K/2=KKK/4
K取值4的话，服务器总数为16台
常规K取值48的话，服务器为27648台
FatTree的路由设计更加有意思，论文中叫两阶段路由算法，首先要说明的是如果使用论文中的算法是需要对交换机硬软件进行修改的，这种两阶段路由算法和交换设备及服务器的IP地址强相关，首先就是IP地址的编制，这里依然按照K=4来设计，规则如下
1、POD中交换机IP为10podswitch1，pod对应POD编号，switch为交换机所在POD编号（Edge从0开始由左至右到k/2-1，Agg从k/2至k-1）
2、CORE交换机IP为10kji ，k为POD数量，j为交换机在Core层所属组编号，i为交换机在该组中序号
3、服务器IP为10podswitchID，ID为服务器所在Edge交换机序号，交换机已经占用1，所以从2开始由左至右到k/2+1
设计完成后交换机和服务器的IP地址会如下分配
对于Edge交换机（以10201为例）第一阶段匹配10202和10203的32位地址，匹配则转发，没有匹配（既匹配0000/0）则根据目的地址后8位，也就是ID号，选择对应到Agg的链路，如目标地址为xxx2则选择到10221的链路，目标地址为xxx3则选择到10231的链路
对于Agg交换机（以10221为例）第一阶段匹配本POD中网段10200/24和10210/24，匹配成功直接转发对应Edge，没有匹配（既匹配0000/0）则根据目的地址后8位，也就是ID号确定对应到Core的链路，如目标地址为xxx2则选择到10411的链路，目标地址为xxx3则选择到10412的链路
对于Core交换机，只有一个阶段匹配，只要根据可能的POD网段进行即可，这里是10000/16~10300/16对应0、1、2、3四个口进行转发
容错方面论文提到了BFD来防止链路和节点故障，同时还有流量分类和调度的策略，这里就不展开了，因为这种两阶段路由算法要对交换机硬件进行修改，适应对IP后8位ID进行匹配，现实中没有看到实际案例，但是我们可以设想一下这种简单的转发规则再加上固定端口的低端交换机，对于转发效率以及成本的压缩将是极为可观的。尤其这种IP地址规则的设计配合路由转发，思路简直清奇。但是仔细想想，这种按照特定规则的IP编制，把每个二层限制在同一个Edge交换机下，注定了虚拟机是没有办法跨Edge来迁移的，只从这点上来看注定它只能存在于论文之中，但是顺着这个思路开个脑洞，还有什么能够编制呢？就是MAC地址，如果再配上集中式控制那就更好了，于是就有了一种新的一种路由方式PortLand，后续我们单独说。
如此看来FatTree 是典型的Scale-out模式，但是由于一般交换机端口通常为48口，如果继续增加端口数量，会导致成本的非线性增加，底层Edge交换机故障时，难以保障服务质量，还有这种拓扑在大数据的mapreduce模型中无法支持one-to-all和all-to-all模式。
把脑洞开的稍微小一些，我们能否用通用商业交换机+通用路由来做出来一种FatTree变种拓扑，来达到成本节省的目的呢，答案一定是确切的，目前能看到阿里已经使用固定48口交换机搭建自己的变种FatTree拓扑了。
以交换机为中心的网络拓扑如VL2、Helios不再多说，目前看到最好的就是我们熟知的spine-leaf结构，它没有设计成1:1收敛比，而且如果使用super层的clos架构，也可以支撑几万台或者百万台的服务器规模，但是FaTtree依靠网络拓扑取消掉了框式核心交换机，在一定规模的数据中心对于压低成本是非常有效的
聊完交换机为核心的拓扑设计后，再来看看服务器为核心的拓扑，同样这些DCell、Bcube、FiConn、CamCube、MDCube等，不会全讲，会拿DCell来举例子，因为它也是2008年由微软亚洲研究院主导，几乎和FatTree同时提出，开创了一个全新的思路，随后的年份里直到今天一直有各种改进版本的拓扑出现
这种服务器为核心的拓扑，主导思想是在服务器上增加网卡，服务器上要有路由转发逻辑来中转流量数据包，并且采用递推方式进行组网。
DCell的基本单元是DCell0，DCell0中服务器互联由一台T个端口的mini交换机完成，跨DCell的流量要通过服务器网卡互联进行绕转。通过一定数量的Dcell0组成一个DCell1，按照一定约束条件进行递推，组成DCell2以及DCellk
上图例中是一个DCell1的拓扑，包含5个Dcell0，每台服务器2个端口，除连接自己区域的mini交换机外，另一个端口会依次连接其他DCell0中的服务器，来组成全互联的结构，最终有20台服务器组成DCell1，所有服务器按照（m，n）坐标进行唯一标识，m相同的时候直接通过moni交换机交互，当m不同时经由mini交换机中继到互联服务器，例子中红色线为40服务器访问13服务器的访问路径。
DCell组网规则及递归约束条件如下：
DCellk中包含DCellk-1的数量为GK
DCellk中包含服务器为Tk个，每台服务器k+1块网卡，则有
GK=Tk-1+1
TK=Gk-1 ✕ Tk-1
设DCell0中有4台服务器
DCell1 中有5个DCell0 （G1=5）
Tk1=20台服务器（T1=20）
DCell2 中有21个DCell1 （G2=21）
Tk2=420台服务器（T2=420）
DCell3 中有421个DCell2 （G3=421）
Tk3=176820台服务器（T3=176820）
…
Tk6=3260000台服务器
经过测算DCell3中每台服务器的网卡数量为4，就能组建出包含17万台服务器的数据中心，同样DCell的缺点和优点一样耀眼，这种递归后指数增长的网卡需求量，在每台服务器上可能并不多，但是全量计算的话就太过于惊人了，虽然对比FatTree又再一次降低交换机的采购成本，但是天量的网卡可以想象对于运维的压力，还有关键的问题时高层次DCell间通信占用低层次DCell网卡带宽必然导致低层次DCell经常拥塞。最后还有一个实施的问题，天量的不同位置网卡布线对于施工的准确度以及未知的长度都是一个巨大的挑战。
DCell提出后，随后针对网卡数量、带宽抢占等一系列问题演化出来一批新的网络拓扑，思路无外乎两个方向，一个是增加交换机数量减少单服务网卡数量，趋同于spine-leaf体系，但是它一直保持了服务器多网卡的思路。另一种是极端一些，干脆消灭所有交换机，但是固定单服务器网卡数量，按照矩阵形式组建纯服务器互联结构，感兴趣的同学可以继续探索。
数据中心的路由框架涵盖范围和领域非常多，很多论文都选择其中的一个点进行讨论，比如源地址路由、流量调度、收敛、组播等等，不计划每个展开，也没有太大意义。但是针对之前FatTree的两阶段路由有一个更新的路由框架设计PortLand，它解决了两段路由中虚拟机无法迁移的问题，它的关键技术有以下几点
1、对于FatTree这种高度规范化的拓扑，PortLand设计为采用层次化MAC编址来支持大二层，这种路由框架中，除了虚拟机/物理机实际的MAC外（AMAC），还都拥有一个PortLand规范的伪MAC（PMAC），网络中的转发机制和PMAC强相关，PMAC的编址规则为
podpositionportvmid
pod (2字节) 代表虚拟机/服务器所在POD号，position（1字节）虚拟机/服务器所在Edge交换机在POD中编号，port（1字节）虚拟机/服务器连接Edge交换机端口的本地编号，vmid（2字节）服务器在Edge下挂以太网交换机编号，如果只有一台物理机vmid只能为1
2、虚拟机/服务器的编址搞定后，Edge、Aggregate、Core的编址呢，于是PortLand设计了一套拓扑发现机制LDP（location discovery protocol），要求交换机在各个端口上发送LDP报文LDM（location
discovery message）识别自己所处位置，LDM消息包含switch_id（交换机自身mac，与PMAC无关）pod（交换机所属pod号）pos（交换机在pod中的编号）level（Edge为0、Agg为1、Core为2）dir（上联为1，下联为-1），最开始的时候Edge角色会发现连接服务器的端口是没有LDM的，它就知道自己是Edge，Agg和Core角色依次收到LDM后会计算并确定出自己的leve和dir等信息。
3、设计一个fabric manager的集中PortLand控制器，它负责回答Edge交换机pod号和ARP解析，当Edge交换机学习到一个AMAC时，会计算一个PMAC，并把IP/AMAC/PMAC对应关系发送给fabric manager，后续有虚拟机/服务器请求此IP的ARP时，会回复PMAC地址给它，并使用这个PMAC进行通信。
4、由于PMAC的编址和pod、pos、level等信息关联，而所有交换机在LDM的交互过程中知晓了全网的交换机pod、pos、level、dir等信息，当数据包在网络中传播的时候，途径交换机根据PMAC进行解析可得到pod、pos这些信息，根据这些信息即可进行数据包的转发，数据包到达Edge后，Edge交换机会把PMAC改写为AMAC，因为它是知道其对应关系的。当虚拟机迁移后，由fabric manager来进行AMAC和PMAC对应更新和通知Edge交换机即可，论文中依靠虚拟机的免费ARP来触发，这点在实际情况中执行的效率要打一个问号。
不可否认，PortLand的一些设计思路非常巧妙，这种MAC地址重写非常有特色。规则设计中把更多的含义赋给PMAC，并且通过LDP机制设计为全网根据PMAC即可进行转发，再加上集中的控制平面fabric manager，已经及其类似我们熟悉的SDN。但是它对于转发芯片的要求可以看出要求比较低，但是所有的转发规则会改变，这需要业内对于芯片和软件的全部修改，是否能够成功也看市场驱动力吧，毕竟市场不全是技术驱动的。
除了我们熟悉的拓扑和路由框架方面，数据中心还有很多比较有意思的趋势在发生，挑几个有意思的
目前数据中心都是以太网有线网络，大量的高突发和高负载各个路由设架构都会涉及，但是如果使用无线是不是也能解决呢，于是极高频技术在数据中心也有了一定的研究（这里特指60GHZ无线），其吞吐可达4Gbps，通过特殊物理环境、波束成形、有向天线等技术使60GHZ部署在数据中心中，目前研究法相集中在无线调度和覆盖中，技术方案为Flyways，它通过合理的机柜摆放及无线节点空间排布来形成有效的整体系统，使用定向天线和波束成形技术提高连接速率等等新的技术，甚至还有一些论文提出了全无线数据中心，这样对数据中心的建设费用降低是非常有助力的。
数据中心目前应用的还是TCP，而TCP在特定场景下一定会遇到性能急剧下降的TCP incast现象，TCP的拥塞避免和慢启动会造成当一条链路拥塞时其承载的多个TCP流可能会同时触发TCP慢启动，但随着所有的TCP流流量增加后又会迅速达到拥塞而再次触发，造成网络中有时间流量很大，有时间流量又很小。如何来解决
数据中心还有很多应用有典型的组通信模式，比如分布式存储、软件升级等等，这种情况下组播是不是可以应用进来，但是组播在数据中心会不会水土不服，如何解决
还有就是数据中心的多路径，可否从TCP层面进行解决，让一条TCP流负载在不同的链路上，而不是在设备上依靠哈希五元组来对每一条流进行特定链路分配
对于TCPincast，一般通过减少RTO值使之匹配RTT，用随机的超时时间来重启动TCP传输。还有一种时设计新的控制算法来避免，甚至有方案抛弃TCP使用UDP来进行数据传输。
对于组播，数据中心的组播主要有将应用映射为网络层组播和单播的MCMD和Bloom Filter这种解决组播可扩展性的方案
对于多路径，提出多径TCP（MPTCP），在源端将数据拆分成诺干部分，并在同一对源和目的之间建立多个TCP连接进行传输，MPTCP对比传统TCP区别主要有
1、MPTCP建立阶段，要求服务器端向客户端返回服务器所有的地址信息
2、不同自流的源/目的可以相同，也可以不同，各个子流维护各自的序列号和滑动窗口，多个子流到达目的后，由接收端进行组装
3、MPTCP采用AIMD机制维护拥塞窗口，但各个子流的拥塞窗口增加与所有子流拥塞窗口的总和相关
还有部分针对TCP的优化，如D3协议，D3是针对数据中心的实时应用，通过分析数据流的大小和完成时间来分配传输速率，并且在网络资源紧张的时候可以主动断开某些预计无法完成传输的数据流，从而保证更多的数据流能按时完成。
这的数据中心节能不会谈风火水电以及液冷等等技术，从网络拓扑的角度谈起，我们所有数据中心拓扑搭建的过程中，主要针对传统树形拓扑提出了很多“富连接”的拓扑，来保证峰值的时候网络流量的保持性，但是同时也带来了不在峰值条件下能耗的增加，同时我们也知道数据中心流量多数情况下远低于其峰值设计，学术界针对这块设计了不少有脑洞的技术，主要分为两类，一类时降低硬件设备能耗，第二类时设计新型路由机制来降低能耗。
硬件能耗的降低主要从设备休眠和速率调整两个方面来实现，其难点主要时定时机制及唤醒速度的问题，当遇到突发流量交换机能否快速唤醒，人们通过缓存和定时器组合的方式进行。
节能路由机制，也是一个非常有特点的技术，核心思想是通过合理的选择路由，只使用一部分网络设备来承载流量，没有承载流量的设备进行休眠或者关闭。Elastic Tree提出了一种全网范围的能耗优化机制，它通过不断的检测数据中心流量状况，在保障可用性的前提下实时调整链路和网络设备状态，Elastic Tree探讨了bin-packer的贪心算法、最优化算法和拓扑感知的启发算法来实现节能的效果。
通过以上可以看到数据中心发展非常多样化，驱动这些技术发展的根本性力量就是成本，人们希望用最低的成本达成最优的数据中心效能，同时内部拓扑方案的研究已经慢慢成熟，目前设备厂商的羹汤可以说就是市场化选择的产物，但是数据中心网络传输协议、虚拟化、节能机制、SDN、服务链等方向的研究方兴未艾，尤其是应用定制的传输协议、虚拟网络带宽保障机制等等，这些学术方面的研究并不仅仅是纸上谈兵，对于我知道的一些信息来说，国内的阿里在它的数据中心网络拓扑中早已经应用了FatTree的变种拓扑，思科也把数据中心内部TCP重传的技术应用在自己的芯片中，称其为CONGA。
坦白来说，网络从来都不是数据中心和云计算的核心，可能未来也不会是，计算资源的形态之争才是主战场，但是网络恰恰是数据中心的一个难点，传统厂商、学术界、大厂都集中在此领域展开竞争，创新也层出不穷，希望能拓展我们的技术视野，能对我们有一些启发，莫听穿林打叶声、何妨吟啸且徐行~服务器定义
从广义上讲，服务器是指网络中能对其它机器提供某些服务的计算机系统（如果一个PC对外提供ftp服务，也可以叫服务器）。
从狭义上讲，服务器是专指某些高性能计算机，能通过网络，对外提供服务。相对于普通PC来说，稳定性、安全性、性能等方面都要求更高，因此在CPU、芯片组、内存、磁盘系统、网络等硬件和普通PC有所不同。
服务器解析
服务器作为网络的节点，存储、处理网络上80％的数据、信息，因此也被称为网络的灵魂。做一个形象的比喻：服务器就像是邮局的交换机，而微机、笔记本、PDA、手机等固定或移动的网络终端，就如散落在家庭、各种办公场所、公共场所等处的电话机。我们与外界日常的生活、工作中的电话交流、沟通，必须经过交换机，才能到达目标电话；同样如此，网络终端设备如家庭、企业中的微机上网，获取资讯，与外界沟通、娱乐等，也必须经过服务器，因此也可以说是服务器在“组织”和“领导”这些设备。
它是网络上一种为客户端计算机提供各种服务的高性能的计算机，它在网络 *** 作系统的控制下，将与其相连的硬盘、磁带、打印机、Modem及各种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、信息发表及数据管理等服务。它的高性能主要体现在高速度的运算能力、长时间的可靠运行、强大的外部数据吞吐能力等方面。
服务器的构成与微机基本相似，有处理器、硬盘、内存、系统总线等，它们是针对具体的网络应用特别制定的，因而服务器与微机在处理能力、稳定性、可靠性、安全性、可扩展性、可管理性等方面存在差异很大。尤其是随着信息技术的进步，网络的作用越来越明显，对自己信息系统的数据处理能力、安全性等的要求也越来越高，如果您在进行电子商务的过程中被黑客窃走密码、损失关键商业数据；如果您在自动取款机上不能正常的存取，您应该考虑在这些设备系统的幕后指挥者————服务器，而不是埋怨工作人员的素质和其他客观条件的限制。
服务器分类
目前，按照体系架构来区分，服务器主要分为两类：
非x86服务器：包括大型机、小型机和UNIX服务器，它们是使用RISC（精简指令集）或EPIC处理器，并且主要采用UNIX和其它专用 *** 作系统的服务器，精简指令集处理器主要有IBM公司的POWER和PowerPC处理器，SUN与富士通公司合作研发的SPARC处理器、EPIC处理器主要是HP与Intel合作研发的安腾处理器等。这种服务器价格昂贵，体系封闭，但是稳定性好，性能强，主要用在金融、电信等大型企业的核心系统中。
x86服务器：又称CISC（复杂指令集）架构服务器，即通常所讲的PC服务器，它是基于PC机体系结构，使用Intel或其它兼容x86指令集的处理器芯片和Windows *** 作系统的服务器，如IBM的System x系列服务器、HP的Proliant 系列服务器等。 价格便宜、兼容性好、稳定性差、不安全，主要用在中小企业和非关键业务中。
通俗点说，服务器就是一台可以提供服务的电脑，而不是很多台电脑组成的一个系统。不知道你指什么网络哦
那有服务器，路由，交换机，工作站，客户端，还有网线
1、网络硬件组成
服务器：为客户机提供服务，用于网络管理、运行应用程序、处理客户机请求、连接外部设备等。
客户机：直接面对用户，提出服务请求，完成用户任务。
传输介质：传输网络数据。按传输方式可划分为有线和无线两种，常用有线传输介质分双绞线和光缆。
通信连接设备：引导网络信息准确到达目标节点。主要有网卡、中继器与接线器、网桥与交换机、路由器等。
2、网络软件系统
网络 *** 作系统：常用的有Windows NT、Windows 2000、Windows 2003、Unix、Linux
网络应用软件：网络媒体播放器、文件上传与下载工具、企业网络信息管理系统等P42~43和教材P13~15或者知识拓展栏目中的文章。
更详细的如下：
一个基本的计算机网络由下列硬件组成：服务器，工作站，网络接口卡，电缆系统，共享的资源与外围设备。
一、服务器
为网上用户提供服务的结点称为服务器（Server），在服务器上装有网络 *** 作系统和网络驱动器，它能处理分组的发送和接收以及网络接口的处理。而使用这个服务器的称为该服务器的客户（Clients）或用户。
常见的服务器类型有以下几种。
（1）文件服务器
文件服务器给用户提供了 *** 作系统中文件系统的各种功能，例如生成文件、删除文件、共享文件等。文件服务器涉及的很多问题和 *** 作系统、数据库设计涉及的问题是类似的。所不同的是，这些问题要在网络环境下处理。
一般的文件服务器除了文件管理外还包括用户管理、安全管理、网络管理、系统管理等功能。
（2）打印服务器
打印服务器上接有打印机，网上其他结点和该服务器通信，并使用与其相连的打印机打印文件。
（3）终端服务器
终端服务器又称为终端集中器，终端通过终端集中器再接到网上，终端到其他结点之间的通信都通过终端集中器。
二、工作站
使用服务器提供的功能的网络结点就是工作站。工作站可以是基于DOS、Windows 95/98的PC机，Apple Macintosh系统、运行OS/2的系统以及无盘工作站。无盘工作站没有软驱和硬驱，而是使用网络接口卡上固化在引导芯片中的特殊引导程序直接从服务器上引导。
络接口卡的后部。
三、网络接口卡
（1） 网卡驱动程序
驱动程序文件包含有卡的配置与诊断、其电缆访问法及其通信特点的信息。
（2）网卡线速度
网卡线速度表示能够多快地产生物理信号，例如：10Mbit/s、100Mbit/s和1000Mbit/s。如果想使网卡的适应性更广，也可以考虑10/100M等多速自适应的网卡。
（3）网卡总线类型
10M以太网卡的总线体系结构仍是工业标准体系结构（ISA）。ISA总线的特点是：总线只有16位宽；工作时钟频率只有8MHz；不允许猝发式数据传输；大多数ISA总线为I/O映射型，从而降低了数据传输速度。
ISA总线的理论带宽是533MB/S或4267Mbit/s。网卡实际可用的ISA总线带宽大约只是1/4的理论带宽值，即约为11Mbit/s，刚够覆盖10Mbit/s的信道。
外部设备互连（PCI）总线可提供132MB/S的理论带宽和具有真正的即插即用（PnP）的特点，极像SUN的S-BUS。
PCI总线是得到计算机厂家广泛支持的高性能的与处理器无关的总线。
四、传输介质
常用的传输介质包括双绞线、同轴电缆和光导纤维，另外，还有通过大气的各种形式的电磁传播，如微波、红外线和激光等。
1、双绞线
双绞线是把两根绝缘铜线拧成有规则的螺旋形。双绞线的抗干扰性较差，易受各种电信号的干扰，可靠性差。若把若干对双绞线集成一束，并用结实的保护外皮包住，就形成了典型的双绞线电缆。把多个线对扭在一块可以使各线对之间或其他电子噪声源的电磁干扰最小。
用于网络的双绞线和用于电话系统的双绞线是有差别的。
双绞线主要分为两类，即非屏蔽双绞线（UTP，Unshielded Twisted-Pair）和屏蔽双绞线（STP，Shielded Twisted-Pair）。
EIA/TIA为非屏蔽双绞线制定了布线标准，该标准包括5类UTP。
1类线：可用于电话传输，但不适合数据传输，这一级电缆没有固定的性能要求。
2类线：可用于电话传输和最高为4Mbit/s的数据传输，包括4对双绞线。
3类线：可用于最高为10Mbit/s的数据传输，包括4对双绞线，常用于10BaseT以太网。
4类线：可用于16Mbit/s的令牌环网和大型10BaseT以太网，包括4对双绞线。其测试速度可达20Mbit/s。
5类线：可用于100Mbit/s的快速以太网，包括4对双绞线。
双绞线使用RJ-45接头连接计算机的网卡或集线器等通信设备。
2、同轴电缆
同轴电缆是由一根空心的外圆柱形的导体围绕着单根内导体构成的。内导体为实芯或多芯硬质铜线电缆，外导体为硬金属或金属网。内外导体之间有绝缘材料隔离，外导体外还有外皮套或屏蔽物。
同轴电缆可以用于长距离的电话网络，有线电视信号的传输通道以及计算机局域网络。50Ω的同轴电缆可用于数字信号发送，称为基带；75Ω的同轴电缆可用于频分多路转换的模拟信号发送，称为宽带。在抗干扰性方面，对于较高的频率，同轴电缆优于双绞线。
有5种不同的同轴电缆可用于计算机网络。
3、光导纤维
它是采用超纯的熔凝石英玻璃拉成的比人头发丝还细的芯线。一般的做法是在给定的频率下以光的出现和消失分别代表两个二进制数字，就像在电路中以通电和不通电表示二进制数一样。光纤通信就是 通过光导纤维传递光脉冲进行通信的。
A、光导纤维
光导纤维导芯外包一层玻璃同心层构成圆柱体，包层比导芯的折射率低，使光线全反射至导芯内，经过多次反射，达到传导光波的目的。
每根光纤只能单向传送信号，因此光缆中至少包括两条独立的导芯，一条发送，另一条接收。一根光缆可以包括二至数百根光纤，并用加强芯和填充物来提高机械强度。
光导纤维可以分为多模和单模两种。
只要到达光纤表面的光线入射角大于临界角，便产生全反射，因此可以由多条入射角度不同的光线同时在一条光纤中传播，这种光纤称为多模光纤。
如果光纤导芯的直径小到只有一个光的波长，光纤就成了一种波导管，光线则不必经过多次反射式的传播，而是一直向前传播，这种光纤称为单模光纤。
在使用光导纤维的通信系统中采用两种不同的光源：发光二极管（LED）和注入式激光二极管（ILD）。
发光二极管当电流通过时产生可见光，价格便宜，多模光纤采用这种光源。
注入式激光二极管产生的激光定向性好，用于单模光纤，价格昂贵很多。
B、光纤的特点
光纤的很多优点使得它在远距离通信中起着重要作用。光纤与同轴电缆相比有如下优点：
（a）光纤有较大的带宽，通信容量大。
（b）光纤的传输速率高，能超过千兆位/秒。
（c）光纤的传输衰减小，连接的范围更广。
（d）光纤不受外界电磁波的干扰，因而电磁绝缘性能好，适宜在电气干扰严重的环境中应用。
（e）光纤无串音干扰，不易被窃听和截取数据，因而安全保密性好。
目前，光缆通常用高速的主干网络。
4、无线传输介质
通过大气传输电磁波的三种主要技术是：微波、红外线和激光。这三种技术都需要在发送方和接收方之间有一条视线通路。
由于这些设备工作在高频范围内（微波工作在109－1010Hz，激光工作在1014－1015Hz），因此有可能实现很高的数据的传输率。
在几公里范围内，无线传输有几Mbit/s的数据传输率。
红外线和激光都对环境干扰特别敏感，对环境干扰不敏感的要算微波。微波的方向性要求不强，因此存在着窃听、插入和干扰等一系列不安全问题。
第二节、网络互连设备
一、网络互连设备的分类
网络互连设备通常分成如下4种：
1、中继器：在物理层上透明地复制二进制位，以补偿信号的衰减。它不与更高层次的协议交互作用。
2、网桥：在不同或相同类型的局域网之间存储并转发帧，必要时进行链路层上的协议转换。可连接两个或多个网络，在其中传送信息包。
3、路由器：工作在网络层，在不同的网络间存储并转发分组，根据信息包的地址将信息包发送到目的地，必要时进行网络层上的协议转换。
4、网关（协议转换器）：指对高层协议（包括传输层及更高层次）进行转换的网间连接器。
52 10Base5网络
10Base5网络也采用总线拓扑和基带传输，速率为10Mbit/s，也称为标准
5、中继器
中继器主要用于扩充局域网电缆线段的距离限制。值得注意的是，中继器不具备检查错误和纠正错误的功能，中继器还会引入延时，一些中继器可以滤除噪声。
1）、中继器的特性
（A）中继器主要用于线性电缆系统，如以太网。
（B）中继器工作在协议层次的最低层，即物理层。两段必须使用同种的介质访问法。
（C）中继器通常在一栋楼中使用。
（D）扩展段上的结点地址不能与现行段上的结点地址相同。
2）、注意事项：
使用中继器时应注意以下两点：
（A）用中继器连接的以太网不能形成环。
（B）必须遵守MAC协议定时特性，即不能用中继器将电缆段无限连接下去。
6、网桥
多个局域网可以通过一种工作在数据链路层的设备连接起来，这种设备叫做网桥。它并不对网络层的头部进行检查，因此，可以同等地复制IP，IPX或OSI分组。
网桥的基本特点
（A）网桥工作在数据链路层
它可以实现不同类型的局域网的互连。
（B）网桥独立于网络层协议
对互不兼容的网络层协议，如IP，IPX，DECnet或Apple talk等都能以无意义的数据封装在帧内经网桥运行。所以网桥各端口分别连接的各网段属于同一个逻辑网络号/子网号。例如，所有网段都应有同一个IP网络号/子网号。
网桥是一个存储转发设备
网桥是一个有源的帧存储转发设备，这使网桥能具有如下功能：
①能匹配不同端口的速度
②对帧具有检测和过滤的作用
③网桥能扩大网络地理范围
④提升网络带宽
7、路由器
随着网络的扩大，网桥在路由选择、拥塞控制、容错及网络管理等方面远远不能满足要求。路由器则加强了这方面的功能。
由器工作在网络层，因而能获得更多的网络信息，为来到的信息包找到最佳路径。路由器与协议有关，利用互连网协议，它可以为网络管理员提供整个网络的信息以便于管理网络。1．路由器与网桥的区别
路由器和网桥的一个重要区别是：网桥独立于高层协议，它把几个物理网络连接起来后提供给用户的仍然是一个逻辑网络，用户根本不知道有网桥存在；路由器则利用互连网协议将网络分成几个逻辑子网。
使用了路由器，便开始进入广域网和远程通信链路的范畴。
如果存在以下原因，可考虑使用路由器来代替网桥。
（A）需要高级的信息包筛选。
（B）互连网络具有多重协议，且需要使用特殊的协议将业务筛选到特殊的区域。
（C）需要智能路由选择来改进性能。
（D）当使用速度慢、造价高的远程通信线路时，带有高级过滤功能的路由器很重要。
有协议专用的路由器，也有运用多重协议的路由器。
路由器允许网络分割成易于管理的逻辑网络。分段可以用来防止网络“广播风暴”的事故。当结点连接不当，而使网络中的广播信息达到饱和时，就会引起广播风暴。这种情况最初发生在TCP/IP网络上。
购置路由器时，要保证路由器之间的路由选择方法和协议相适合。在所有位置使用相同的路由器可以避免麻烦，尽管路由选择方法一般是标准化的，但失配仍会妨碍局域网之间的连接。
8、交换机
随着客户/服务器结构的兴起，网络应用越来越复杂，局域网上的信息量迅猛增长，要求速率高、延迟小、有服务质量保证的业务大量出现，对主干网带来了巨大的压力。
路由器解决方法成为网络通信不可逾越的瓶颈。
（A）第二层交换
交换机通常将多协议路由嵌入到了硬件中，因此速度相当高，一般只限几十微秒。此类交换机称为第二层交换机。第二层交换机是真正的多端口网桥。
第二层交换机的弱点是处理广播包的方法不太有效，当一个交换机收到一个广播包时，便会把它传到所有其他端口去，可能形成广播风暴，降低整个网络的有效利用率。
对局域网来说，路由器速度慢，并且价格昂贵。局域网中使用路由器的局限性，促进了交换技术的发展，并最终导致了局域网中交换机代替路由器。
（B）第三层交换
路由器是工作在第三层的，它通过软件交换信息包。它将网络分为几个管理方便的广播域，在工作组中设置独立的广播域，减少了广播流量并保证了网络的安全。但是路由器的配置和管理技术复杂，成本昂贵，而且它的接入增加了数据传输的时间延迟，在一定程度上降低了网络的性能。
第三层交换机是实现路由功能的基于硬件的设备。它能够根据网络层信息，对包含有网络目的地址和信息类型的数据进行更好地转发，还可选择优先权工作，交换MAC地址，从而解决网络瓶颈问题。
第三交换机的运行速度通常要比路由器快得多，它还可以运行像RIP这类传统的路由协议。
目前，尽管第三层交换机通常仅支持IP或IPX，但第三层路由交换机要比传统的基于软件的多协议路由器快一个数量级。
路由器的地位：现在路由器的应用已经被挤到网络的边缘上去了，在广域网中需要使用路由器。在局域网中尽量使用交换机，必要时才使用路由器。
第三节、以太网组网配置
以太网。10Base5网络并不是将结点直接连接到网络公用电缆上，而是使用短电缆从结点连接到公用电缆。这些短电缆称为附加装置接口（AUI）电缆或收发电缆。收发电缆通过一个线路分接头（AUI或
1、10Base5网络的组成部件
（1）网卡：网卡背面应带有DIX（AUI）型插座，以连接收发电缆。
（2）收发器：收发器是粗以太网电缆上的接线盒，工作站可与之连接。
（3）收发电缆：收发电缆通常与收发器在一起。
（4）粗以太网电缆：用于粗以太网的电缆是50Ω，直径04英寸的RG-8或RG-11型的较粗的同轴电缆。
（5）N系列插头：这种插头连接在所有粗缆段的端头上，用于将粗缆与收发器相连。
（6）N系列桶型插头：它用来将两段电缆连接在一起。
（7）N系列终端连接器：每个电缆段都必须使用50Ω的N系列终端连接器接在两个端头上。每个电缆段都需要一个接地终端连接器和一个不接地终端连接器。
（8）中继器：可选。中继器通过收发电缆与每条电缆中继线上的收发器相连。
2、10Base5网络的一些物理限制
（1）一个网段（中继线段）的最大长度为500米。
（2）收发电缆最大长度为50米。
（3）两站收发器之间的最小距离为25米。
（4）可使用4个中继器连接5段中继线。只有3段允许连有工作站，其余用于扩展距离的远程连接。
（5）网络最大长度为2500（500x5）米。
（6）每个网段上最多可有100个结点。中继器也算作一个结点。
（7）每个网段的一端必须装有终端连接器，另一端的终端连接器必须接地。
3、10BaseT网络
10BaseT网络不采用总线拓扑，而是采用星状拓扑。10BaseT网络也采用基带传输，速率为10Mbit/s，T表示使用双绞线作为传输介质。
4、10BaseT网络的部分组成部件
（1）网卡：网卡背面应带有双绞线接口（RJ-45接口），以连接双绞线。
（2）集线器：集线器（HUB）实际上起着中继器的作用。它可有多个RJ-45端口，如8、12、16、24个端口，用于连接双绞线，还可以有一个用于连接同轴电缆或光纤的端口。
（3）双绞线电缆：10BaseT网络可使用屏蔽双绞线（STP）或非屏蔽双绞线（UTP）电缆作为传输介质。
（4）RJ-45接头：用于连接在一段双绞线的两个端头。要使用专门的压接工具才能将RJ-45接头接在双绞线上。
5、10BaseT网络的一些物理限制
（1）工作站到集线器和集线器之间双绞线的最大长度为100米。
（2）一般使用RJ-45连接器。引线1、2用于传送，引线3、6用于接收。
（3）集线器相互级连时，最多只允许有4级。
（4）不使用网桥，网络总共可有1024个工作站。
6、100BaseX网络
100BaseX网络也称为快速以太网，采用星状拓扑，使用CSMA/CD介质访问控制方法，为基带传输，速率为100Mbit/s，采用集线器连接，和10BaseT网络一样。在物理层上，100BaseX网络的安装可以使用3种不同介质标准中的任何一种，即100BaseTX，100BaseT4和100BaseFX。
（1）站点数量小于30，速率不超过10M，但每个站点要求独享10M带宽，只是将HUB换成10M的交换机即可。
（2）站点数量大于30，速率不超过10M的共享网络
（1）使用细缆加中继器。
（2）使用双绞线加HUB，只是要多级连几个HUB。
（3）混用细缆和双绞线，利用HUB背面的BNC插座，用细缆将各HUB串联起来，在细缆上的每一个HUB算细缆上的一个结点。
（4）速率不超过100M的共享网络
使用5类双绞线加100M或10/100M的HUB，参见图4-12，只是要多级连几个HUB或使用可堆叠的HUB。
（5）速率不超过100M，各端口独享100M带宽的网络
使用5类双绞线加100M或10/100M的交换机，也可使用可堆叠的交换机。
交换式以太网是在结点之间沿指定路径转发报文。
交换式以太网是个并行系统。
交换式局域网是高度可扩充的，其带宽随着用户的增加而扩张。
交换技术适用于升级任何共享型局域网。
你可以看下这页：计算机网络系统是一个集计算机硬件设备、通信设施、软件系统及数据处理能力为一体的,能够实现资源共享的现代化综合服务系统。计算机网络系统的组成可分为三个部分,即硬件系统,软件系统及网络信息系统。
1 硬件系统
硬件系统是计算机网络的基础。硬件系统有计算机、通信设备、连接设备及辅助设备组成,如图164所示。硬件系统中设备的组合形式决定了计算机网络的类型。下面介绍几种网络中常用的硬件设备。
⑴服务器
服务器是一台速度快,存储量大的计算机,它是网络系统的核心设备,负责网络资源管理和用户服务。服务器可分为文件服务器、远程访问服务器、数据库服务器、打印服务器等,是一台专用或多用途的计算机。在互联网中,服务器之间互通信息,相互提供服务,每台服务器的地位是同等的。服务器需要专门的技术人员对其进行管理和维护,以保证整个网络的正常运行。
⑵工作站
工作站是具有独立处理能力的计算机,它是用户向服务器申请服务的终端设备。用户可以在工作站上处理日常工作,并随时向服务器索取各种信息及数据,请求服务器提供各种服务(如传输文件,打印文件等等)。
⑶网卡
网卡又称为网络适配器,它是计算机和计算机之间直接或间接传输介质互相通信的接口,它插在计算机的扩展槽中。一般情况下,无论是服务器还是工作站都应安装网卡。网卡的作用是将计算机与通信设施相连接,将计算机的数字信号转换成通信线路能够传送的电子信号或电磁信号。网卡是物理通信的瓶颈,它的好坏直接影响用户将来的软件使用效果和物理功能的发挥。目前,常用的有10Mbps、100Mbps和10Mbps/100Mbps自适应网卡,网卡的总线形式有ISA和PCI两种。
⑷调制解调器
调制解调器(Modem)是一种信号转换装置。它可以把计算机的数字信号“调制”成通信线路的模拟信号,将通信线路的模拟信号“解调”回计算机的数字信号。调制解调器的作用是将计算机与公用电话线相连接,使得现有网络系统以外的计算机用户,能够通过拨号的方式利用公用电话网访问计算机网络系统。这些计算机用户被称为计算机网络的增值用户。增值用户的计算机上可以不安装网卡,但必须配备一个调制解调器。
⑸集线器
集线器(Hub)是局域网中使用的连接设备。它具有多个端口,可连接多台计算机。在局域网中常以集线器为中心,用双绞线将所有分散的工作站与服务器连接在一起,形成星形拓扑结构的局域网系统。这样的网络连接,在网上的某个节点发生故障时,不会影响其他节点的正常工作。
集线器分为普通型和交换型(Switch),交换型的传输效率比较高,目前用的较多。集线器的传输速率有10Mbps、100Mbps和10Mbps/100Mbps自适应的。
⑹网桥
网桥(Bridge)也是局域网使用的连接设备。网桥的作用是扩展网络的距离,减轻网络的负载。在局域网中每条通信线路的长度和连接的设备数都是有最大限度的,如果超载就会降低网络的工作性能。对于较大的局域网可以采用网桥将负担过重的网络分成多个网络段,当信号通过网桥时,网桥会将非本网段的信号排除掉(即过滤),使网络信号能够更有效地使用信道,从而达到减轻网络负担的目的。由网桥隔开的网络段仍属于同一局域网,网络地址相同,但分段地址不同。
⑺路由器
路由器(Router)是互联网中使用的连接设备。它可以将两个网络连接在一起,组成更大的网络。被连接的网络可以是局域网也可以是互联网,连接后的网络都可以称为互联网。路由器不仅有网桥的全部功能,还具有路径的选择功能。路由器可根据网络上信息拥挤的程度,自动地选择适当的线路传递信息。
在互联网中,两台计算机之间传送数据的通路会有很多条,数据包(或分组)从一台计算机出发,中途要经过多个站点才能到达另一台计算机。这些中间站点通常是由路由器组成的,路由器的作用就是为数据包(或分组)选择一条合适的传送路径。用路由器隔开的网络属于不同的局域网地址。
2 软件系统
计算机网络中的软件按其功能可以划分为数据通信软件、网络 *** 作系统和网络应用软件。
⑴数据通信软件
数据通信软件是指按着网络协议的要求,完成通信功能的软件。
⑵网络 *** 作系统
网络 *** 作系统是指能够控制和管理网络资源的软件。网络 *** 作系统的功能作用在两个级别上：在服务器机器上,为在服务器上的任务提供资源管理;在每个工作站机器上,向用户和应用软件提供一个网络环境的“窗口”。这样,向网络 *** 作系统的用户和管理人员提供一个整体的系统控制能力。网络服务器 *** 作系统要完成目录管理,文件管理,安全性,网络打印,存储管理,通信管理等主要服务。工作站的 *** 作系统软件主要完成工作站任务的识别和与网络的连接。即首先判断应用程序提出的服务请求是使用本地资源还是使用网络资源。若使用网络资源则需完成与网络的连接。常用的网络 *** 作系统有：Net ware系统、Windows NT系统、Unix 系统和Linux系统等。
⑶网络应用软件
网络应用软件是指网络能够为用户提供各种服务的软件。如浏览查询软件,传输软件,远程登录软件,电子邮件等等。
⒊ 网络信息系统
网络信息系统是指以计算机网络为基础开发的信息系统。如各类网站、基于网络环境的管理信息系统等
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