作者：刘正华
出版社：电子工业出版社
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现代通信与网络工程实用教程试读：
前言
当今，计算机网络通信领域新技术不断涌现，培养应用型人才是加快信息产业化发展的必然趋势，也是满足社会需求的重要举措。那么，如何加速应用型人才的培养呢?笔者从科研、IT行业第一线到教学的经历中，深深地体会到：学生在实训项目中，独立完成任务，亲自解决在项目中遇到的问题，能激发学习兴趣，调动学习的积极性，使学生对知识逮得准，学得快，这是培养应用型人才的最好途径。因此，以项目为主线编写教材是笔者编写本书的第一个初衷。其次，信息化社会对海量信息快速处理、存储、交换能力的迫切需求使得计算机网络技术飞速发展。与此同时，光通信技术、移动通信技术的进步又驱动着计算机网络性能的空前提高，以3G网络为代表的现代通信技术，直接影响着计算机网络技术的发展，掌握计算机网络和现代通信技术的高级专门人才，已成为社会普遍的需求。通信领域的新概念、新思想、新技术、新型信息服务不断涌现，迫切需要网络技术专业增强通信方面的知识。因此，注重网络技术和现代通信技术的有机结合是笔者编写本书的初衷之一。
全书共8章，大体上可分4部分内容。
第1部分是局域网技术：由第1章网络传输介质与互连设备、第2章局域网技术、第3章局域网的实现技术组成。第1章和第2章简练地叙述了组建局域网所需的传输介质与设备、局域网的相关技术；第3章介绍了工程设计的步骤，以5个项目总括了局域网典型的设计方案，可以直接作为学生毕业设计的指导方案。
第2部分是现代通信技术：由第4章IP编址与TCP/IP相关协议、第5章现代通信技术组成。第4章主要讲述了TCP和IP两大协议，并以4个项目实现了IP的编址方法。第5章介绍了数据通信基础知识和各种数据传输技术、GSM移动通信系统、3G主流技术标准、LTE核心技术、4G技术发展特征及趋势分析。
第3部分是广域网技术：由第6章广域网与接入技术、第7章路由技术组成。第6章介绍了各类广域网的特点及其接入技术，以及智能光网络的相关知识。第7章讲述了各种路由协议，并以典型的6个项目构建了不同路由协议的广域网。
第4部分是网络安全技术：即第8章网络安全架构与网络维护，讲述网络安全与维护，如VPN技术、NAT技术、安全的邮件传输系统等。
本书的教学参考学时为60～70学时，每个项目实训的参考学时为4学时。
本书有以下特点。
1.写作风格有特色
该书打破一般教科书的写作方式，章节前有问题的引领，重点的内容有强调的说明，理论要点和实验关键点有形象的警示叹号加以提示。这样既能让读者清楚应该掌握的知识，又给读者展示了生动活泼的内容，使读者更容易理解和接受。
2.写作内容有特点（1）以项目为导向，引领全书的写作。（2）注重网络技术和通信技术的有机结合。
3.写作形式有创新（1）打破传统的教材编写方式，充分体现了理论够用就行，像一些人人皆晓的知识、早就过时的技术一概删除，以新技术为突破点加以阐述。（2）注重项目方案具体化。本书所述的项目中，大部分是真实的方案、真实的配置技术、真实的解决问题的方法，而且都是经过编者反复试验，成功后再编写出来的实验步骤，有真实的参考价值。（3）根据方案说技术，根据技术说实现，使枯燥的理论阐述更有针对性，读者学起来有目的，提高了兴趣，培养了求知探索的精神。采用层层递进的方法，理论阐述贴近项目的实现，理论为了实现试验，试验为了证明理论。
本书由刘正华主编，参加本书编写的还有张虎、王雷、孔庆月、许卫岳、冯霄、王雄、刘宝静、王春艳、袁红丽、陆军、张永斌、薛玢、尹辉等。全书由刘正华负责统编和定稿。
本书在编写的过程中，得到了双博士后、教授、高职高专通信类教职委主任孙青华，博士生导师、教授魏世泽，教授、电子技术专家杨银彪的关心和支持，对此，编者们表示诚挚的谢意。在项目实验的过程中，孔亮、付庆峰等各位老师给予了积极的支持和帮助，在此一并表示衷心的感谢。
由于编者水平有限，书中难免存在一些缺点和错误，恳请专家和广大读者批评指正。
为方便教师教学，本书还配有免费的教学指南、电子课件、习题参考答案，请有此需要的教师登录华信教育资源网（www.hxedu.com.cn）免费注册后下载，有问题时请在网站留言板留言或与电子工业出版社联系。
编 者第1章 网络传输介质与互连设备
计算机网络、互联网技术已是应用普遍且发展潜力无穷的一门科学领域，它吸引着无数科学家、工程师、科技爱好者们苦心钻研网络涉及的方方面面的知识领域，解决工程中或实际需求中所遇到的疑难问题。那么如何才能把“网络”学好呢?记住八个字：协议、原理、命令、实践。
网络传输介质是网络中传输数据、连接各网络站点的实体，是完成任何网络工程项目的基础。如果拿不出正确的设计方案，那么网速、带宽、延时等网络的性能指标将受到严重影响，所以本节重点讲述传输介质的特性指标及其实际应用环境，为后续的项目设计打下坚实的理论基础。1.1 网络传输介质1.1.1 双绞线电缆
在局域网布线中，双绞线是目前应用得最为广泛的传输介质。不管是家庭、办公室、学生宿舍等小型网络，还是校园网、企业网，都离不开双绞线。
1.双绞线的结构和抗干扰性
将一对以上的双绞线封装在一个绝缘外套中，为了降低信号的干扰程度，电缆中的每对双绞线一般都是由两根绝缘铜导线相互扭绕而成的，也因此把它称为双绞线。双绞线的结构如图1.1所示。
双绞线具有抗干扰能力强和噪声小的特点，其原理可用图1.2说明：这里设与纸面垂直的方向有电磁干扰，则电磁干扰对于每段导线形成的电动势如图中的箭头所示。对于双绞线而言，①、②、③、④线段对应的电动势大小相等，方向如图1.2（a）所示。这样对x线来说②、③方向相反，互相抵消，①、④同理，因此不会产生差模噪声。对于平行线而言，⑤、⑥、⑦、⑧线段对应的电动势大小相等，方向如图1.2（b）所示。这样对于a线来说，⑤、⑦方向相同，大小相加，⑥、⑧同理，产生了差模噪声。可见，双绞线本身的信号传输形成的电磁干扰噪声要比平行线小得多，不易成为噪声源。双绞线的缠绕密度越大（绞距越小），其性能越高，传输能力越强。图1.1 双绞线结构图1.2 双绞线原理
2.双绞线的分类
双绞线可分为屏蔽双绞线（Shielded Twisted Pair，STP）和非屏蔽双绞线（Unshielded Twisted Pair，UTP）。
1）屏蔽双绞线STP
由于利用双绞线传输信息时要向周围辐射，信息很容易被窃听，因此要花费额外的代价加以屏蔽。屏蔽双绞线电缆的外层由铝箔包裹，以减小辐射，它的作用是使双绞线在有电磁干扰的环境中也能正常工作。但是，金属保护层在保护信号不受外部电磁辐射干扰的同时也使导线本身正常的辐射不能散发。这种电磁辐射由金属屏蔽层反射回铜导线，会导致信号自阻碍。
屏蔽双绞线价格相对较高，安装时要比非屏蔽双绞线电缆困难。类似于同轴电缆，它必须配有支持屏蔽功能的特殊连接器和相应的安装技术。但它有较高的传输速率，100m内可达到155Mbps。
STP分为三类和五类两种，STP的内部与UTP相同，外包铝箔，抗干扰能力强，传输速率高，价格昂贵。
2）非屏蔽双绞线UTP
非屏蔽双绞线UTP的使用率最高，与屏蔽双绞线相比，非屏蔽双绞线电缆外面只需一层绝缘胶皮，因而重量轻、易弯曲、易安装，组网灵活，非常适用于结构化布线，所以在无特殊要求的计算机网络布线中，常使用非屏蔽双绞线电缆。所以如果没有特殊说明，在应用中所指的双绞线一般是指UTP。它主要有以下几种。（1）五类双绞线。该类双绞线电缆增加了绕线密度，外套一种高质量的绝缘材料，传输频率为100MHz，用于语音传输和最高传输速率为100Mbps的数据传输，主要用于100Base-T和10Base-T网络，这是最常用的以太网电缆。五类双绞线是目前网络布线的主流。（2）超五类双绞线。与五类双绞线相比，超五类双绞线的衰减和串扰更小，可提供更坚实的网络基础，满足大多数应用的需求（尤其支持千兆位以太网1 000Base-T的布线），给网络的安装和测试带来了便利，成为目前网络应用中较好的解决方案。原标准规定的超五类双绞线的传输特性与普通五类双绞线的相同，只是超五类双绞线的全部线（4对）都能实现全双工通信。不过，现在超五类双绞线已超出了原有的标准，市面上相继出现了带宽为125MHz和 200MHz的超五类双绞线（如美国通贝公司的超五类双绞线等），其特性较原标准也有了提高，据有关资料介绍，这些超五类双绞线的传输距离已超过了100m的界限，可达到130m甚至更长。超五类双绞线的主要用途是千兆位以太网环境。（3）六类双绞线。电信工业协会（TIA）和国际标准化组织（1SO）已经着手制定六类双绞线布线标准。该标准将规定未来布线应达到200MHz的带宽，可以传输语音、数据和视频，足以应付未来高速和多媒体网络的需要。六类双绞线布线标准已发布，但市面上的相关产品较少。所以，六类双绞线在现在和未来的3～5年中，还不能成为局域网布线的主流选择。
五类（超五类）双绞线的应用如下。
传输速率支持100Mbps或10Mbps，外层保护胶皮较厚，胶皮上注有“cat5”。
超五类双绞线在传送信号时比普通五类双绞线的衰减更小，抗干扰能力更强，在100Mbps网络中，受干扰程度只有普通五类双绞线的1/4，目前应用较少。
双绞线一般用于星形网络的布线连接，两端安装有RJ-45头（水晶头），如图1.3所示。
连接网卡与集线器，最大网线长度为100m，如果要加大网络的范围，对于模拟信号，大约每5～6km需要一个放大器。对于数字信号，每2～3km使用一台中继器，最多可安装4个中继器。1.1.2 同轴电缆
1.同轴电缆的结构及特性
同轴电缆由一根空心的外圆柱导体和一根位于中心轴线的内导体组成，内导体和圆柱导体及外界之间用绝缘材料隔开，如图1.4所示。按直径的不同，可分为粗缆和细缆两种。图1.3 双绞线连接线图1.4 同轴电缆结构示意图
1）粗缆
粗缆的传输距离长，性能好，但成本高，安装、维护困难，一般用于大型局域网的干线，连接时两端需终接器。其结构示意图如图1.5所示。图1.5 粗缆结构示意图（1）粗缆与外部收发器相连。（2）收发器与网卡之间用AUI电缆相连。（3）网卡必须有AUI端口（15针D型端口）：每段500m，100个用户，4个中继器可达2 500m，收发器之间最小2.5m，收发器电缆最大50m。
2）细缆
细缆与BNC网卡相连，两端装50Ω的终端电阻。用T形头，T形头之间最小0.5m。细缆网络每段干线长度最大为185m，每段干线最多接入30个用户。如采用4个中继器连接5个网段，网络最大距离可达925m。
细缆安装较容易，造价较低，但日常维护不方便，一旦一个用户出故障，便会影响其他用户的正常工作。其结构示意图如图1.6所示。图1.6 细缆结构示意图
2.同轴电缆的传输类型
同轴电缆的这种结构，使它具有高带宽和极好的噪声抑制特性。同轴电缆的带宽取决于电缆长度。1km的电缆可以达到1～2Gbps的数据传输速率。还可以使用更长的电缆，但是传输速率要降低或使用中间放大器。目前，同轴电缆大量被光纤取代，但仍广泛应用于有线电视和某些局域网。
根据传输频带的不同，同轴电缆可分两种类型。一种是50Ω电缆，用于数字传输，由于多用于基带传输，也叫基带同轴电缆；另一种是75Ω电缆，用于模拟传输，即下面要讲的宽带同轴电缆。
使用有限电视电缆进行模拟信号传输的同轴电缆系统被称为宽带同轴电缆。“宽带”这个词来源于电话业，指比4kHz宽的频带。然而在计算机网络中，“宽带电缆”却指任何使用模拟信号进行传输的电缆网。
由于宽带网使用标准的有线电视技术，可使用的频带高达300MHz（常常到450MHz）；由于使用模拟信号，需要在端口处安放一个电子设备，用以把进入网络的比特流转换为模拟信号，并把网络输出的信号再转换成比特流。
宽带系统又分为多个信道，电视广播通常占用6MHz信道。每个信道可用于模拟电视、CD质量声音（1.4Mbps）或3Mbps的数字比特流。电视和数据可在一条电缆上混合传输。
由于宽带系统覆盖的区域广，因此，需要模拟放大器周期性地加强信号。这些放大器仅能单向传输信号。因此，如果计算机间有放大器，则报文分组就不能在计算机间逆向传输。为了解决这个问题，人们已经开发了两种类型的宽带系统：双缆系统和单缆系统。1.1.3 光纤
1.光纤的结构
光纤自内向外为纤芯（芯层）→包层→涂敷层，核心部分为纤芯和包层，二者共同构成介质光波导，形成对光信号的传导和约束，实现光的传输，所以又将二者构成的光纤称为裸光纤。在多模光纤中，芯的直径是15～50μm，而单模光纤芯的直径为8～10μm。纤芯通常是由石英玻璃制成的横截面积很小的双层同心圆柱体，它质地脆，易断裂，因此需要外加涂敷层，如图1.7所示。图1.7 光纤的结构
2.光纤通信的原理
光纤通信的主要组成部件有光发送机、光接收机和光纤，在进行长距离信息传输时还需要中继器。通信中应用光学原理，由光发送机产生光束，将表示数字代码的电信号转变成光信号，并将光信号导入光纤，光信号在光纤中传播，在另一端由光接收机负责接收光纤上传出的光信号，并进一步将其还原成发送前的电信号。
3.光纤的性能（1）衰减。塑料光纤的衰减主要受限于芯包塑料材料的吸收损耗和色散损耗。（2）带宽。阶跃折射率分布塑料光纤传输带宽仅为几十至上百MHz·km。氟化梯度折射率分布塑料光纤传输带宽高达几百MHz·km至10GHz1·km。（3）热稳定。为切实提高塑料光纤的热稳定性，通常的做法如下：①选用含氟或硅的塑料材料来制造塑料光纤；②将塑料光纤的光源工作波长选择在大于660nm，以求得塑料光纤热稳定性长期可靠。
4.光纤在计算机网络中的应用
局域网布线中一般使用62.5μm/125μm、50μm/125μm、100μm/140μm规格的多模光纤和8.3μm/125μm规格的单模光纤。
在实际应用中多使用光缆而不是光纤，因为光纤只能单向传输信号，所以在局域网中连接两个设备时至少需要2根光纤，一根用于发送数据，另一根用于接收数据。布线中直接使用的是光缆，一根光缆由多根光纤组成，外面再加上保护层。局域网中的光纤产品主要包括光纤跳线、布线光缆（包括室内光缆和室外光缆两类）和光纤连接器等。（1）光纤跳线，如图1.8所示。光纤跳线是指与桌面计算机或设备直接相连接的光纤，以方便设备的连接和管理。光纤跳线也分为单模和多模两种，分别与单模和多模光纤连接。（2）室内光缆。室内光缆的抗拉强度较小，保护层较差，但重量较轻，且较便宜。图1.8 光纤跳线（3）室外光缆。与室内光缆相比，室外光缆的抗拉强度较大，保护层较厚重，并且通常为铠装（即金属皮包裹）。室外光缆主要适用于建筑物之间的布线。根据布线方式的不同，室外光缆又分为直埋式光缆、架空式光缆和管道式光缆3种。（4）光纤连接器。对于普通用户来说，虽然光纤的端接和跳线的制作都非常困难，但光纤网络的连接却较为容易。只要连接设备（集线器、交换机或网卡）具有光纤连接端口，就可使用一段已制作好的光纤跳线进行连接。光纤的连接器具有多种不同的类型，而不同类型的连接器之间又无法直接进行连接。
光纤链路的连接可以分为永久性连接和活动性连接两种。在永久性连接中大多采用熔接法、粘接法或固定连接器来实现；而活动性连接一般采用活动连接器来实现。
光纤连接器有如下分类和特点。
① FC型光纤连接器。FC的外部加强采用金属套，紧固方式为螺丝扣。
② SC型光纤连接器。SC型光纤连接器外壳呈矩形，所采用的插针与耦合套筒的结构尺寸与FC型完全相同。
③ ST型光纤连接器。ST型光纤连接器外壳呈圆形，所采用的插针与耦合套筒的结构尺寸与FC型完全相同。
新的光缆连接器叫做SFF（Small Form Factor），一般将其称为微型光缆连接器。千兆位以太网在连接光缆时都是成对使用的，即一个输出（Output，光源），另一个输入（Input，光检测器）。1.1.4 无线传输介质
无线传输介质是大气，电磁波在其中传输。首先我们对大气介质和电磁波的特性做简单的介绍。
1.电磁波
根据傅里叶热分析理论中的频域分析的概念，人们进一步发现，声波、光波、电磁波都可以用含有能量的正弦波来解释。至今人类所认识的红外线、可见光、紫外线、x射线、γ射线，本质上都是电磁波，只是频率和波长不同而已。12
我们研究的对象是10 Hz以下的可作为无线通信的电波，因其频率和波长的不同以及传输环境的差别，表现出截然不同的应用特性。
2.无线电
无线电波无论在室内或室外都是全方向传播，可以穿过建筑物传播很远，因此收/发装置不必准确地对准。无线电波的传输与频率有密切关系，在低频段上能通过建筑物，但能量随着距离增大而迅速减3小，约为1/R；在高频段趋于直线传播，受建筑物阻挡，还会被雨雪吸收，其频率易受发射机、其他电子设备的干扰及相同或相近频率之间的串扰，故频段的选用在全球受到严重的影响。
在VLF、LF、MF频段，无线电波沿地面传播，可达1 000 km，频率较高，距离较近，并能穿过建筑物，故便携电台可在室内工作。
在HF、VHF频段，地面电波被地球吸收，但可到达距地面100～500km的电离层并被反射回地球，因而能实现远距离无线电通信。
3.微波
微波传输是使用波长为1～0.1m（频率为0.3～3GHz）的电磁波进行的通信，包括地面微波接力通信、对流散射通信、卫星通信、空间通信及工作于微波频段的移动通信。
常用的微波通信有地面微波通信和卫星通信两种。
1）地面微波通信
它的优点是频带宽，信道容量大，初建费用小，既可传输模拟信号，又可传输数字信号；但是，由于方向性强（必须直线传播），不能穿过建筑物，易被雨水吸收或在大气中散射等，每隔一段距离就需有一个中继器。同时，发射和接收天线必须精确对准。
2）卫星通信
卫星通信可以根据其运行轨道的高度进行分类，即低地球轨道卫星和地球同步卫星，如图1.9所示。图1.9 卫星通信（1）低地球轨道卫星（Low Earth Orbit，LEO）。它运行在低地球轨道上，其轨道和地球相距320～480km。因为卫星运行的速度比地球自转的速度快，所以它们并不始终在地球上空的同一位置。只有当卫星处于两个地面站之间时才能被使用。再者，为了获得最大的利用率，需要使用复杂的控制系统不断移动地面站使之一直对准卫星。人们为了利用低地球轨道卫星进行连续的通信，发明了一种有趣的方案。这种方案是在低地球轨道上发射多颗卫星，尽管单颗卫星运行很快，但可以选择多颗卫星以保证地球上的任何地点在任何时候都至少有一颗卫星在其上空（为了在整个地球表面提供通信服务，需要66颗卫星）。在地球上观察，是一颗卫星从地平线上升起，然后从头顶飞过，最后消失在地平线的另一端。这种方案的关键在于选择一组轨道以保证在任何时候至少有一颗卫星是可用的。
除了和地面站进行通信的转发器之外，阵列中的低地球轨道卫星还具有和阵列中其他卫星进行通信的无线电装置。当它们绕轨道飞行的时候，卫星间需要相互通信以转发数据。例如在某个时候，飞过欧洲上空的一颗卫星接收到来自德国的某个地面站需要发送到美国某个地点的信号，这颗卫星可以将信号先转发到另一颗卫星，再由它继续转发到下一颗能够直接和位于美国的目的地附近的地面站通信的卫星。（2）地球同步卫星。地球同步卫星（Geo-synchronous Satellite）所在轨道和地球之间的距离大约为36000km，这个距离在工程上有时被称为高地球轨道（High Earth Orbit）。因为它们在与地球自转完全同步的轨道上运行，这样的轨道是地球静止轨道（Geostationary Earth Orbit，GEO）。它的优点是容量大、可靠性高、通信成本与两站点之间的距离无关，传输距离远、覆盖面广、具有广播特征；缺点是一次性投资大、传输延迟时间长。同步卫星传输延迟的典型值为270ms，而微波链路的传输延迟大约为3μs/km，电磁波在电缆中的传输延迟大约为5μs/km。
4.红外线
红外线（Infrared）不能穿透墙壁，这意味着一个房间里的红外系统不会对其他房间里的系统产生串扰，所以它成为室内无线网的候选对象。如电视和立体声系统所使用的遥控器是用红外线进行通信的。但它具有很高的背景噪声，受日光、环境照明等影响较大，一般要求的发射功率较高。
计算机网络可以使用红外技术进行数据通信。例如，为一个大房间配备一套红外连接，以使该房间内的所有计算机在房间内移动时仍能和网络保持连接，红外网络对小型的便携计算机尤为方便，因为红外技术提供了不需要天线的无绳连接。这样，使用红外技术的便携计算机可将所有的通信硬件放在机器内。1.2 网络互连设备1.2.1 网桥
交换机是网络互连的重要设备，要认识交换机就要先研究网桥，因为交换机是多端口的网桥。与桥接器一样，它们都可以在无人干预的状态下，形成自己的地址选择表。
1.网桥的概念
网桥是一个局域网与另一个局域网之间建立连接的桥梁。它和中继器不同，中继器工作在物理层，不涉及MAC子层，因此由中继器连接的以太网系统仍然处在一个冲突域中。网桥是工作在数据链路层的设备，主要功能是进行业务的存储、过滤和转发，主要依据是数据包的MAC地址。它的功能和结构占据了MAC子层和物理层，它实现了多个LAN的连接，每个LAN独占一个冲突域。其产品如图1.10所示。图1.10 网桥
2.网桥的功能
1）分割网段、过滤和转发数据帧
如图1.11所示，网桥的一个重要功能就是不受介质访问子层中的冲突域的限制而扩大局域网络，可以将网站众多的共享LAN隔离为LAN段，为每个LAN段提供相同的带宽，这就等于扩大了总带宽，既可使各个LAN段内部信息包、冲突包都不会广播到另一个LAN段，明显地提高了网络效率，又具有存储、转发、过滤功能，使应当发送到另一个LAN段的信息能够正确转发。图1.11 利用网桥分割网段
以太网是共享介质的，物理层接收帧时，如果地址和自己的地址一致（或者是广播消息）就留下；反之则转发。因此当主机的数量增加时，网络就会变得十分嘈杂，传送效率明显降低。网桥将一个大型的以太网分为几个小网段，可以取得减少通信量的作用。图1.11中是把100台主机分为四段，从左到右、从上到下分别是网段1、网段2、网段3和网段4。刚开始，网桥不知道网络上的主机在什么地方，因此它只有把收到的帧向所有网段广播。这里要注意，当网桥接收到第一个帧时它就知道了发送此帧的主机的地址，因为这个地址就包括在帧中，网桥只向其他网段广播这个帧（当然不向包括源主机在内的网段广播）。我们假设计算机1向计算机76发送一个帧，网桥在接收到这个帧之后就知道计算机1在第1段了，网桥现在还不知道计算机76在什么地方，于是向网段2和4发送此帧。计算机76又向计算机1发送消息时，网桥就知道计算机1在第1段了，于是不再向网段2和3发送消息。此时因为计算机76发送的帧中也包括计算机76所在的网段，所以网桥已经知道了计算机76在网段4，最终网桥就知道了所有的计算机所处的位置。
那么如果一台计算机换位置了怎么办呢?如计算机2从网段1到了网段3，在计算机2没有发送消息之前，谁也不可能和它通信，因为网桥觉得它还在网段1，于是消息都发到网段1，计算机2当然什么也收不到，但是当计算机2发送消息后，网桥查询自己的学习表，知道有台计算机出了问题，于是它更新学习表的相应表项，这时计算机2就可以和其他计算机通信了。所以利用网桥可以隔离LAN，可以把不同工作组、保密和非保密的部门配置在不同的LAN上，既可提高效率又可起到安全保密的作用。
网桥具有延长网络跨度（类似于中继器）的功能，然而它优于中继器的是能提供智能化连接服务，即根据帧的终点地址处于哪一网段来进行转发和过滤，所以网桥具有寻址能力。网桥对站点所处网段的了解是靠“自学习”实现的。其扩展功能如图1.12所示。图1.12 网桥扩展功能
2）协议转换
不同的局域网互连时，各种局域网的MAC子层执行不同的网络协议，网桥的协议转换功能就是将源LAN中所采用的帧格式和物理层规程，转换为目标LAN所采用的帧格式和物理层规程。但这给网桥带来很多麻烦，需要用软件处理，所以网桥对于同类局域网互连，最为简单有效。
3）缓冲管理
在网桥中通常设置两类缓冲区：一类是接收缓冲区，用于暂存从端口收到的、要发往另一个LAN的帧；另一类是发送缓冲区，用于暂存已经过协议转换等待发往相邻LAN的帧。缓冲区的容量应足够大，以保证在绝大多数情况下，缓冲区都不会溢出，否则将造成帧的损失。
4）网桥的高级功能
定制过滤器、强化安全选择和桥服务分级，为传输包指定优先权，将不同的包安排到不同的转发队列中去。
定制过滤器允许管理员根据信息包的组成、协议、源和目的地址、包类型、用户数据等定义过滤器。
强化安全选择使管理员根据源和目的地址将桥配置为转发或隐蔽，来限制对一定的网络资源的访问。
3.网桥的种类（1）内桥。内桥是通过文件服务器中的不同网卡连接起来的局域网。（2）外桥。外桥不同于内桥，外桥安装在工作站上，它实现连接两个相似的局域网络。外桥可以是专用的，也可以是非专用的。专用外桥不能作为工作站使用，它只能用来建立两个网络之间的连接，管理网络之间的通信。非专用外桥既起网桥的作用，又能作为工作站使用。（3）远程桥。远程桥是实现远程网之间连接的设备，通常远程桥使用调制解调器与传输介质（如电话线）实现两个局域网的连接。
这里需要说明的是外桥一般是指本地网桥，本地网桥是指在传输介质允许的长度范围内互连网络的网桥。远程桥是指连接的距离超过网络的常规范围时使用的网桥。前者只用一个网桥即可实现两个局域网的连接，后者的连接将成为城域网或广域网。如果使用远程网桥，则远程网桥必须成对出现，如图1.13所示。图1.13 网桥示例
4.透明网桥算法
在网桥上的站点不需要做任何变更和重新配置，称为透明网桥。透明网桥根据源地址学习，建立一个地址选择表，根据目标地址转发，并实现过滤。同时为避免发生环路而采用了有名的生成树算法，这就是透明网桥的全部基础。其工作原理如图1.14所示。图1.14 透明网桥工作原理（1）透明网桥的学习、转发、过滤机制。通过学习建立一个地址选择表，根据目标地址转发，并实现过滤。桥1收到A站发来的信息包时，就检测其地址选择表，若源地址不在表中，就将A站LAN1记入地址选择表，然后检查目标地址。若找到的目标地址属同一个LAN的B站则丢弃信息包，若找不到目标地址，就向全网广播，设N站收到了广播包，并返回一个应答包，于是桥1将端口2、LAN2、N站地址记入端口1的地址选择表中。随后若N站向Y站发送信息包，桥2又会把端口2、LAN3、Y站地址记入端口1的地址选择表中，这样网桥会在无人干预的状态下，形成自己的地址选择表。（2）生成树算法（Spanning Tree Algorithm）。如图1.15所示，对于局域网互连的系统，每个局域网对应一个图节点，每个桥对应一个边线，B1、B3与B4三个桥中删去一个（只能删一个）就得到一棵不含任何回路的生成树。图1.15 形成生成树1.2.2 交换机
1.交换机的工作原理
交换机是具有流量控制能力的多端口的网桥。与桥接器一样，在无人干预的状态下，交换机可形成自己的地址选择表。交换机按每个包中的MAC地址相对简单地决策信息转发。而这种转发决策一般不考虑包中隐藏的更深的其他信息。与桥接器不同的是交换机转发延迟很小，操作接近单个局域网性能，远远超过了普通桥接互连网络之间的转发性能。
交换机的组成如图1.16所示。交换机产品如图1.17所示。图1.16 交换机的组成图1.17 交换机
背板：类似于计算机主板，可以把多板卡插在上面。
端口：是一簇物理端口，可接一个LAN或网站。各端口之间同时可以形成多个数据通道，端口之间帧的输入和输出不再受到CSMA/CD媒体访问控制协议的约束。
逻辑控制单元：用来管理交换机，识别连接到每个端口的局域网的类型，自动进行源端口到目的端口的动态连接，并对每个端口的流量进行控制。
交叉阵列：交换机的阵列是一个在每两个端口之间都存在连接的交叉开关线路。一旦接收到来自逻辑控制单元的指令，交叉阵列就启动源端口与目的端口之间的交叉连接，并保持这个连接，直到该帧通过。
1）MAC地址表
如上所述，交换机拥有一条很高带宽的背部总线和内部交换矩阵。交换机所有的端口都挂接在这条背部总线上，控制电路收到数据包以后，处理端口会查找内存中的地址对照表，以确定目的MAC（网卡的硬件地址）的NIC（网卡）挂接在哪个端口上，通过内部交换矩阵迅速将数据包传送到目的端口，目的MAC若不存在才广播到所有的端口，接收端口回应后，交换机会与桥接器一样，在无人干预的状态下，通过“学习”发现新的地址，并把它添加到内部MAC地址表中。
使用交换机也可以把网络“分段”，通过对照MAC地址表，交换机只允许必要的网络流量通过交换机。通过交换机的过滤和转发，可以有效地隔离广播风暴，减少误包和错包的出现，避免共享冲突。
交换机在同一时刻可进行多个端口对之间的数据传输，连接每个端口上的网络设备独享全部的带宽，无须同其他设备竞争使用。其原理如图1.18所示。图1.18 交换机的工作原理
当一个数据帧到达端口，并存储在缓冲区中时，控制器使用数据帧中的信息查阅地址表以找到输出端口5，然后将数据帧从端口5发送出去。
2）交换机不同的交换策略（1）直通交换（Cut Through）。直通交换机提供线速处理能力，只读出数据帧的目标地址，便将数据帧传送到相应的端口缓冲区，如图1.19所示。（2）根据MAC地址表转发数据。需要查看MAC地址表，如图1.20所示。（3）存储转发。首先完整地接收数据帧，并进行差错检测，如果接收的数据帧是正确的，则根据数据帧的目标地址，将数据帧传送到相应的端口缓冲区。这种交换机还支持不同输入/输出速率的端口自建的数据帧的转发。图1.19 直通交换图1.20 根据MAC地址表转发数据
2.交换机的三种交换技术（1）端口交换。端口交换技术最早出现在插槽式的集线器中，这类集线器的背板通常划分有多条以太网段（每条网段为一个广播域），不用网桥或路由连接，网络之间是互不相通的。以太主模块插入后通常被分配到某个背板的网段上，端口交换用于将以太模块的端口在背板的多个网段之间进行分配、平衡。根据支持的程度，端口交换还可细分为以下几种方式。
● 模块交换：将整个模块进行网段迁移。
● 端口组交换：通常模块上的端口被划分为若干组，每组端口允许进行网段迁移。
● 端口级交换：支持每个端口在不同网段之间进行迁移。这种交换技术是基于OSI第一层完成的，具有灵活性和负载平衡能力等优点。如果配置得当，还可以进行一定程度的容错。（2）帧交换。帧交换是目前应用最广的局域网交换技术，它通过对传统传输媒介进行微分段，提供并行传送的机制，以减小冲突域，获得高的带宽。一般来讲，每个公司的产品的实现技术均会有差异，但对网络帧的处理方式一般有以下几种。
● 直通交换：提供线速处理能力，交换机只读出网络帧的前 14 个字节，便将网络帧传送到相应的端口上。
● 存储转发：通过对网络帧的读取进行验错和控制。
前一种方法的交换速度非常快，但缺乏对网络帧进行更高级的控制，缺乏智能性和安全性，同时也无法支持具有不同速率的端口的交换。因此，各厂商把后一种技术作为重点。（3）信元交换。有的厂商甚至对网络帧进行分解，将帧分解成固定大小的信元，该信元处理极易用硬件实现，处理速度快，同时能够完成高级控制功能，如优先级控制。ATM采用固定长度（53字节）的信元交换。由于长度固定，因而便于用硬件实现。ATM采用专用的非差别连接，并行运行，可以通过一个交换机同时建立多个节点，但并不会影响每个节点之间的通信能力。ATM还容许在源节点和目标节点建立多个虚拟连接，以保障足够的带宽和容错能力。ATM采用了统计时分电路进行复用，因而能大大提高通道的利用率。ATM的带宽可以达到25Mbps、155Mbps、622Mbps甚至数Gbps的传输能力。1.2.3 路由器
1.路由器的功能
路由器的功能是实现网络互连，路由器互连与网络的协议有关，我们讨论限于TCP/IP网络的情况。
IP路由器只接收源站或其他路由器的信息，不关心各子网使用的硬件设备，即只转发IP分组，把其余的部分挡在网内（包括广播），从而保持各个网络具有相对的独立性，这样可以组成具有许多网络（子网）互连的大型的网络。由于是在网络层的互连，路由器可方便地连接不同类型的网络，只要网络层运行的是IP协议，通过路由器就可互连起来。
通信只能在具有相同网络号的IP地址之间进行，要与其他IP子网的主机进行通信，则必须经过同一网络上的某个路由器或网关（gateway）出去。
2.路由器的组成
CPU：中央处理器。
主板：上面有各种插槽，提供扩展功能。
RAM（内存）：存储路由器运行时的各种数据。
Flash存储器：存储操作系统和配置文件等。
ROM：存储引导程序和诊断程序等。
NVRAM：思科路由器存放配置文件使用。
网络端口：包括以太网RJ-45端口，以太网SC、LC光口，各种串口（Serial）等。
3.路由器的原理
为了完成“路由”的工作，在路由器中保存着各种传输路径的相关数据——路由表（Routing Table），供路由选择时使用。路由表中保存着子网的网络地址信息、本地出口端口和下一个路由器的端口地址等内容。
由系统管理员事先设置好的固定路由表称为静态（Static）路由表。动态（Dynamic）路由表是路由器根据网络系统的运行情况而自动调整的路由表。路由器根据路由选择协议（Routing Protocol）提供的功能，自动学习和记忆网络运行情况，在需要时自动计算数据传输的最佳路径。注：路由表、路由算法、路由协议将在第7章讲解。
根据不同路径中的参数，路由器计算达到目标网络的最佳路径，如图1.21所示。图1.21 最佳路径
以图1.22为例来说明路由器根据路由表选择路径的基本工作原理。图1.22 路由器基本工作原理
当IP子网中的一台主机发送IP分组给同一IP子网的另一台主机时，它将直接把IP分组送到网络上，对方就能收到。而要送给不同IP子网上的主机时，它要选择一个能到达目的子网上的路由器，把IP分组送给该路由器，由路由器负责把IP分组送到目的地。如果没有找到这样的路由器，主机就把IP分组送给一个称为默认网关（Default Gateway）的路由器上。缺省网关是每台主机上的一个配置参数，它是接在同一个网络上的某个路由器端口的IP地址。
路由器转发IP分组时，只根据IP分组目的IP地址的网络号部分，选择合适的端口，把IP分组送出去。同主机一样，路由器也要判定端口所接的是否是目的子网，如果是，就直接把分组通过端口送到网络上，否则，也要选择下一个路由器来传送分组。路由器也有它的默认网关，用来传送不知道往哪儿送的IP分组。这样，通过路由器把知道如何传送的IP分组正确转发出去，不知道的IP分组送给默认网关路由器，这样一级级地传送，IP分组最终将送到目的地，送不到目的地的IP分组则被网络丢弃了。
4.路由器的分类（1）按性能档次分为高、中、低档路由器，如图1.23所示。
通常将路由器吞吐量大于40Gbps的路由器称为高档路由器，吞吐量在25Gbps～40Gbps之间的路由器称为中档路由器，而将低于25Gbps的称为低档路由器。（2）按结构分为模块化路由器和非模块化路由器。
模块化结构可以灵活地配置路由器，以适应企业不断增加的业务需求；非模块化结构只能提供固定的端口。通常中、高端路由器为模块化结构，低端路由器为非模块化结构。（3）按功能分为骨干级路由器、企业级路由器和接入级路由器。（4）按性能分为线速路由器和非线速路由器。
所谓线速路由器完全可以按传输介质带宽进行通畅传输，基本上没有间断和延时。通常线速路由器是高端路由器，具有非常高的端口带宽和数据转发能力，能以媒体速率转发数据包；中、低端路由器是非线速路由器。但是一些新的宽带接入路由器也有线速转发能力。图1.23 路由器的分类（5）新一代路由器。
由于多媒体等应用在网络中的发展，以及ATM、快速以太网等新技术的不断采用，网络的带宽与速率飞速提高，传统的路由器已不能满足人们对路由器的性能要求。因为传统路由器分组转发的设计与实现均基于软件，在转发过程中对分组的处理要经过许多环节，转发过程复杂，使得分组转发的速率较慢。另外，由于路由器是网络互连的关键设备，是网络与其他网络进行通信的一个“关口”，对其安全性有很高的要求，因此路由器中各种附加的安全措施增加了CPU的负担，这样就使得路由器成为整个Internet上的“瓶颈”。
传统的路由器在转发每个分组时，都要进行一系列的复杂操作，包括路由查找、访问控制表匹配、地址解析、优先级管理及其他附加操作。这一系列操作大大影响了路由器的性能与效率，降低了分组转发速率和转发的吞吐量，增加了CPU的负担。而经过路由器的前后分组间的相关性很大，具有相同目的地址和源地址的分组往往连续到达，这为分组的快速转发提供了实现的可能与依据。新一代路由器，如IP Switch、Tag Switch等，就是采用的这一设计思想，用硬件来实现快速转发，大大提高了路由器的性能与效率。
新一代路由器使用转发缓存来简化分组的转发操作。在快速转发过程中，只需对一组具有相同目的地址和源地址的前几个分组进行传统的路由转发处理，并把成功转发的分组的目的地址、源地址和下一网关地址（下一路由器地址）放入转发缓存中。当其后的分组要进行转发时，先查看转发缓存，如果该分组的目的地址和源地址与转发缓存中的匹配，则直接根据转发缓存中的下一网关地址进行转发，而无须经过传统的复杂操作，大大减轻了路由器的负担，达到了提高路由器吞吐量的目标。1.2.4 交换机和路由器的区别
路由器与交换机是网络互连的两个核心设备，关注它们有哪些不同，然后再研究它们的工作原理、网络架构中位置及应用环境等相关内容就容易多了。
路由器与交换机的主要区别如下。（1）工作层次不同。交换机工作在OSI的链路层，路由器工作在OSI的网络层。（2）数据转发所依据的对象不同。交换机利用物理地址或MAC地址来确定转发数据的目的地址，而路由器利用不同网络ID（即IP网络地址）构建路由表来确定数据转发的方向。（3）传统的交换机只能分割冲突域，不能分割广播域；路由器可以分割广播域，如图1.24所示。图1.24 交换机和路由器的广播域（4）路由器提供了防火墙的服务。交换机没有该项功能（二层交换机）。1.2.5 网关
1.网关的概念
1）网关
顾名思义，网关（Gateway）就是一个网络连接到另一个网络的“关口”。
按照不同的分类标准，网关有很多种。TCP/IP里的网关是最常用的，在这里我们所讲的“网关”均指TCP/IP下的网关。
那么网关到底是什么呢?网关实质上是一个网络通向其他网络的IP地址。比如有网络A和网络B，网络A的IP地址范围为192.168.1.1～192.168.1.254，子网掩码为255.255.255.0；网络B的IP地址范围为192.168.2.1～192.168.2.254，子网掩码为255.255.255.0。在没有路由器的情况下，两个网络之间是不能进行TCP/IP通信的，即使是两个网络连接在同一台交换机（或集线器）上，TCP/IP也会根据子网掩码（255.255.255.0）判定两个网络中的主机处在不同的网络里。而要实现这两个网络之间的通信，则必须通过网关。如果网络A中的主机发现数据包的目的主机不在本地网络中，就把数据包转发给它自己的网关，再由网关转发给网络B的网关，网络B的网关再转发给网络B的某个主机，如图1.25所示。网络B向网络A转发数据包的过程也是如此。图1.25 通过网关传输数据
所以说，只有设置好网关的IP地址，TCP/IP才能实现不同网络之间的相互通信。那么这个IP地址是哪台机器的IP地址呢?网关的IP地址是具有路由功能的设备的IP地址。具有路由功能的设备有路由器、启用了路由协议的服务器（实质上相当于一台路由器）、代理服务器（也相当于一台路由器）。
2）什么是默认网关
如果搞清了什么是网关，默认网关也就好理解了。就好像一个房间可以有多扇门一样，一台主机可以有多个网关。默认网关的意思是一台主机如果找不到可用的网关，就把数据包发给默认指定的网关，由这个网关来处理数据包。现在主机使用的网关一般指的是默认网关。
3）如何设置默认网关
一台计算机的默认网关是不可以随随便便指定的，必须正确地指定，否则一台计算机就会将数据包发给不是网关的计算机，从而无法与其他网络的计算机通信。默认网关的设定有手动设置和自动设置两种方式。（1）手动设置。手动设置适用于计算机数量比较少、TCP/IP参数基本不变的情况，比如只有几台到十几台计算机。因为这种方法需要在连接网络的每台计算机上设置“默认网关”，非常费劲，一旦因为迁移等原因导致必须修改默认网关的IP地址，就会给网管带来很大的麻烦，所以不推荐使用。
需要特别注意的是，默认网关必须是计算机自己所在的网段中的IP地址，而不能填写其他网段中的IP地址。（2）自动设置。自动设置就是利用DHCP服务器来自动给网络中的计算机分配IP地址、子网掩码和默认网关。这样做的好处是一旦网络的默认网关发生了变化时，只要更改了DHCP服务器中默认网关的设置，那么网络中所有的计算机就都可获得新的默认网关的IP地址。这种方法适用于网络规模较大、TCP/IP参数有可能变动的网络。
另外一种自动获得网关的办法是通过安装代理服务器软件（如MS Proxy）的客户端程序来自动获得，其原理和方法与DHCP有相似之处。由于篇幅所限，就不再详述了。
2.网关的功能
网关是连接两个协议差别很大的计算机网络时使用的设备。它可以将具有不同体系结构的计算机网络连接在一起。在OSI/RM中，网关属于最高层（应用层）的设备。
在OSI中，网关有两种：一种是面向连接的网关，另一种是无连接的网关。当两个子网之间有一定距离时，往往将一个网关分成两半，中间用一条链路连接起来，我们称为半网关。
无连接的网关用于数据报网络的互连，面向连接的网关用于虚拟电路网络的互连。例如在网间互连和X.25与X.75协议间的互连。
网关提供的服务是全方位的。例如，若要实现IBM公司的SNA与DEC公司的DNA之间的网关，则需要完成复杂的协议转换工作，并将数据重新分组后才能传送。
网关的实现非常复杂，工作效率也很难提高，一般只提供有限的几种协议的转换功能。常见的网关设备都用在网络中心的大型计算机系统之间的连接上，为普通用户访问更多类型的大型计算机系统提供帮助。
当然，有些网关可以通过软件来实现协议转换操作，并能起到与硬件类似的作用。但它是以损耗机器的运行时间来实现的。
3.网关连接实例及相关产品
在计算机网络中，当连接属于不同类型而协议差别又较大的网络时，要选用网关设备。另外，将专用网络连接到公共网络的路由器也称为网关。图1.26是由路由器连接公共网络和语音网关的具体位置。图1.27是实现网关功能的相关设备。图1.26 IPCOM VoIP语音网关在局域网中的位置图图1.27 支持各种协议的网关1.2.6 中继器与集线器
中继器（Repeater）又称重发器，是一种最为简单但也用得最多的互连设备。中继器仅适用于以太网，可将两段或两段以上以太网互连起来，扩展网络的长度。其原理是由于数字信号在网络传输过程中，其高次谐波最容易衰减而使信号变形，电路上的阻抗、容抗也会使信号幅值和形状变小或失真。中继器的作用就是对信号进行整形和放大。
集线器是最早的互连设备，在小型网络中可以用到它。在我们经常接触到的网络中，一般以网络中最简单的小型局域网居多，它们的构成简单，一般由计算机、网卡、网线、集线器组成。在这种小型网络中，集线器的功劳是最大的，所有网络中的计算机都是通过它来实现信息传递的。
集线器就是一种多端口的中继器。其原理结构简单，不再赘述。集线器应用时遵循一个规则，即5-4-3规则。5表示局域网最多可有5个网段，4表示最多连接4台集线器，3表示只能有3台集线器与计算机等网络设备连接。1.3 网络接入设备1.3.1 网卡
1.网卡的概念
移动计算机一般都采用内置网卡来连接网络。网卡（Network Interface Card，NIC）是网络适配器（Adapters）的一种，是局域网中最基本的部件之一，是连接计算机与网络的硬件设备。每块网卡都有一个唯一的网络节点地址，它是网卡生产厂家在生产时烧入ROM（只读存储芯片）或EEPROM中的，我们把它叫做介质访问控制地址（Media Access Control，MAC）地址，也就是设备的物理地址，即硬件地址，且保证绝对不会重复。硬件地址用六个字节表示，前三个字节表示厂商代号，后三个字节为流水号，即为不同网卡的序列号。每个厂商必须向美国电气和电子工程师协会（IEEE）登记注册，才能获得合法的、唯一的厂商代号。
2.网卡的分类（1）按总线端口类型划分。按网卡的总线端口类型来分一般可分为ISA端口网卡、PCI端口网卡，以及在服务器上使用的PCI-X总线端口类型的网卡，笔记本电脑所使用的网卡是PCMCIA端口类型的。（2）按网络端口划分。除了可以按网卡的总线端口类型划分外，还可以按网卡的网络端口类型来划分。网卡最终要与网络进行连接，所以也就必须有一个端口使网线通过它与其他计算机网络设备连接起来。不同的网络端口适用于不同的网络类型，目前常见的端口主要有以太网的RJ-45端口、细同轴电缆的BNC端口和粗同轴电缆的AUI端口、FDDI端口、ATM端口等。有的网卡为了适用于更广泛的应用环境，提供了两种或多种类型的端口，如有的网卡会同时提供RJ-45端口、BNC端口或AUI端口。（3）按带宽划分。随着网络技术的发展，网络带宽也在不断提高，但是不同带宽的网卡所应用的环境也有所不同，目前主流的网卡主要有10Mbps网卡、100Mbps以太网卡、10Mbps/100Mbps自适应网卡、1 000Mbps千兆以太网卡四种。（4）按网卡应用领域划分。如果根据网卡所应用的计算机类型来分，可以将网卡分为应用于工作站的网卡和应用于服务器的网卡。前面所介绍的基本上都是工作站网卡，其实通常也应用于普通的服务器上。但是在大型网络中，服务器通常采用专门的网卡。它相对于工作站所用的普通网卡来说，在带宽（通常在100Mbps以上，主流的服务器网卡都为64位千兆网卡）、端口数量、稳定性、纠错等方面都有比较明显的提高。还有的服务器网卡支持冗余备份、热拔插等服务器专用功能。
谈到千兆以太网卡，就不得不说一下新一代的PCI总线——PCI-X，它可为千兆以太网卡、基于Ultra SCSI320的磁盘阵列控制器等高数据吞吐量的设备提供足够高的带宽。
3.网卡的参数设定
1）IRQ、DMA和I/O的概念（1）IRQ（Interrupt ReQuest），意为中断请求。每个设备都有一个IRQ，用以向CPU发送服务请求，称为中断。一般来说，计算机有16个中断线与各种需要用中断方式工作的不同外设相连（每个中断线有一个标号也就是中断号），当一条中断线被激活后，CPU就会立即停下当前的工作，装载一定的中断处理子程序（中断服务程序），这个程序执行完成以后，系统回到刚才的断点，继续原来的工作。（2）DMA直接内存访问。主机与外设之间的数据传送有两条途径：一是用CPU来管理数据的传送；二是用专门的芯片完成数据的传送。所谓DMA，就是不经过CPU，外设同内存之间相互传送数据的通道，在这种方式下，外设利用DMA通道直接将数据写入存储器或将数据从存储器中读出，而不用CPU参与，系统的速度会大大增加。（3）I/O（INPUT/OUTPUT），输入/输出端口。计算机外设与主机（CPU和内存）进行通信时，是通过端口来进行的，这个端口就叫做端口。每个端口赋予一个端口号，称为地址。每个端口都包含一组寄存器（数据寄存器、命令寄存器和状态寄存器）。每个想和CPU通信的外设都有不同的I/O地址，在计算机内部一共有1 024个地址。
每个网卡都有其确定的配置参数，但是容易出现问题的地方是网卡中断请求（IRQ）设置、基本I/O端口地址和存储器地址。如果这些方面出现任何差错，或与工作站或终端中其他设备产生冲突，NIC即使能工作，也无法连续工作。
一般情况下，计算机有16个IRQ号。将这些IRQ号分配给不同设备，如表1.1所示。在设备发出中断请求时，就可向处理器发出中断请求信号。I/O端口基地址作为处理器和设备之间所有信息传输的通道。表1.1 IRQ号与设备对应表
2）网卡参数的配置
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