通信网络-局域网布线、物理拓扑结构与接口硬件.pdf

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1、下载第9章局域网布线、物理拓扑结构与接口硬件9.1概述本章通过硬件布线方案的细节来继续讨论局域网。本章开始先考虑网络接口卡，它连接计算机与网络并处理传输与接收包的细节。本章讨论了使用专用接口卡的原因，描述了接口卡怎样象其他I/O设备一样插入计算机，解释了接口卡怎样使用收发器与网络介质进行交互。在讨论了接口以后，本章描述了局域网布线并说明各种布线方案所使用的主要硬件，还包括对集线器的描述。最后，本章讨论了逻辑拓扑结构与物理拓扑结构的不同点，并表明第7章所讨论的概念是怎样在实际中实现的。9.2计算机与局域网的速度每种网络

2、技术都详细指明数据的发送速度。令人惊奇的是，许多局域网运行速度相当快以至于计算机的中央处理器（CPU）无法以这样的速度处理数据。例如，第7章指出FDDI网络运行速度是100Mbps。按照目前的标准，一个通常的CPU使用400MHz的硬件时钟。即使每个时钟周期能执行一条指令，以400MHz速度运行的CPU也不能以FDDI网络的速度来处理位串，因为处理每一位就需要好几条指令。CPU速度与网络速度之间的差别是个很根本的问题。要网络运行速度去适应最慢的CPU是不明智的，因为这样做会减慢一对高速计算机之间的数据传输。另外，要求

3、连接在网络上的所有计算机都以一种速度运行也是不明智的，因为设计者不断地开发出新的处理器。处理器速度的不断提高意味着无论何时用新机器替换旧机器，速度都会比原来的快。作为结果，连接在网络上的计算机不会以相同速度运行。尽管处理器与网络之间存在速度差别，但是网络还是以硬件能支持的最高速度运行。另外，网络运行的速度通常在设计时确定—它的速度并不依赖于连接着的计算机的CPU速率。9.3网络接口硬件计算机如何能连接在发送与接收位串速度比它的CPU处理这些位串更快的网络上？答案很简单：CPU并不处理位串的接收与发送。取而代之的是一种

4、特定用途的硬件将计算机连接到网络，并处理包传输与接收的所有细节。从物理上讲，这种特定用途的硬件通常包括一块布满电子部件的印刷电路板。这块被叫做网络适配卡（networkadaptercard）或网络接口卡（networkinterfacecard，NIC）的印刷电路板插在计算机总线上，并有一根电缆将它与网络介质相连。图9-1表明接口卡所使用的插槽在计算机里的位置。如图9-1所示，接口卡的插槽一般是靠近机箱的后部。每块网卡垂直地安装在一个插槽上，网卡的一边通过机箱后部的开口显露出来。网卡显露的那一边包含一个连接器—电缆

5、把连接器连接到网络上。图9-2表明了网卡后面的连接器的位置。60计计计算机网络与因特网下载机箱背后的I/O插槽总线将插槽与计算机的其的开口他部件相连主板上的接口卡处理器、内存和插槽其他部件图9-1一般计算机里I/O插槽的位置。每个插槽都与一个机箱后部的开口相连，并且计算机总线连接插槽与其他诸如处理器及主存等主要部件网卡知道网络使用的电子信号、数据发送NIC插入计算机或接收所要求的速率以及网络帧格式的细节。内的插槽例如，为以太网设计的网卡不能使用在令牌环网上，而为令牌环网设计的网卡也不能使用在FDDI网上。网卡包括足够

6、的电路使它能独立于CPU运行—网卡能传输或接收位串，而不用通过计算NIC的连接器暴露机CPU来处理这些位。从CPU的观点来看，网在计算机后面卡同任何其他I/O设备一样运行（如磁盘）。为了图9-2装有一块网卡的计算机的后部。电缆把在网络上传输，CPU在内存中生成一个包，然显露的连接器连接到网络上后指示网卡开始传输。在网卡处理介质访问以及位串传输细节的同时，CPU能继续执行其他任务（正如当磁盘接口向磁盘写数据时，CPU能继续执行其他任务一样）。当网卡完成了一个包的传输时，它利用计算机中断机制来通知CPU。相似地，网卡不需

7、要使用CPU而能接收传入的包。为了接收一个包，CPU在主存中分配缓冲区空间，然后指示网卡把要传入的包读入缓冲区。网卡等待在网上传输的一帧，复制帧的副本，核对帧的检验和以及检查目标地址。如果目标地址与计算机地址或广播地址相匹配，那么网卡在主存中存储帧的副本并中断CPU。如果帧内的目标地址不与计算机地址匹配，那么网卡丢弃这一帧并等待下一帧。这样，只有当发给这台计算机的帧到达时，网卡才中断CPU。概括如下：大多数计算机网络通过介质以固定的速率传输数据，这个速率通常比计算机处理位串的速率快。为了适应速度的不匹配，连接在网络上

8、的每台计算机都包含一种叫做网络接口卡（NIC）的特殊功能的硬件。网卡的功能象一种I/O设备：它为特定的网络技术而制造，并且不需要CPU就能处理帧传输与接收细节。9.4网络接口卡与网络的连接在网络接口卡与网络之间使用的连接类型依赖于网络技术。在一些技术中，网卡包含大多第9章局域网布线、物理拓扑结构与接口硬件计计61下载数必须的硬件，并且用电缆或光