計算機網(wǎng)絡的硬件結構

　　最近有網(wǎng)友想了解下局域網(wǎng)網(wǎng)絡硬件的知識.下面是學習啦小編跟大家分享的是計算機網(wǎng)絡的硬件結構，歡迎大家來閱讀學習。

　　計算機網(wǎng)絡的硬件結構

　　局域網(wǎng)網(wǎng)絡有哪些硬件組成?

　　局域網(wǎng)的網(wǎng)絡硬件有(包括網(wǎng)絡服務器、網(wǎng)絡工作站、網(wǎng)絡打印機、網(wǎng)卡、網(wǎng)絡互聯(lián)設備等)所組成。

　　一、網(wǎng)絡服務器

　　服務器是網(wǎng)絡環(huán)境下能為網(wǎng)絡用戶提供集中計算、信息發(fā)表及數(shù)據(jù)管理等服務的專用計算機。根據(jù)不同的計算能力，服務器又分為工作組級服務器、部門級服務器和企業(yè)級服務器。服務器操作系統(tǒng)是指運行在服務器硬件上的操作系統(tǒng)。服務器操作系統(tǒng)需要管理和充分利用服務器硬件的計算能力并提供給服務器硬件上的軟件使用。

　　從廣義上講，服務器是指網(wǎng)絡中能對其它機器提供某些服務的計算機系統(tǒng)(如果一個PC對外提供ftp服務，也可以叫服務器)。從狹義上來講，服務器是專指某些高性能計算機，能夠通過網(wǎng)絡，對外提供服務。相對于普通PC來說，在穩(wěn)定性、安全性、性能等方面都要求更高，因此CPU、芯片組、內存、磁盤系統(tǒng)、網(wǎng)絡等硬件和普通PC有所不同。

　　組成及劃分

　　服務器軟件

　　服務器軟件的定義如前面所述，服務器軟件工作在客戶端-服務器或瀏覽器-服務器的方式，有很多形式的服務器，常用的包括：

　　文件服務器- 如Novell的NetWare

　　數(shù)據(jù)庫服務器- 如Oracle數(shù)據(jù)庫服務器, MySQL, PostgreSQL, Microsoft SQL Server等

　　郵件服務器- Sendmail, Postfix, Qmail, Microsoft Exchange，Lotus Domino等

　　網(wǎng)頁服務器 - 如Apache, thttpd, 微軟的IIS等

　　FTP服務器- Pureftpd, Proftpd, WU-ftpd, Serv-U,VSFTP等

　　應用服務器- 如Bea公司的WebLogic，JBoss，Sun的GlassFish

　　代理服務器- 如Squid cache

　　計算機名稱轉換服務器 - 如微軟的WINS服務器

　　服務器硬件

　　服務器大都采用部件冗余技術、RAID技術、內存糾錯技術和管理軟件。高端的服務器采用多處理器、支持雙cpu以上的對稱處理器結構。在選擇服務器硬件時，除了考慮檔次和具體功能定位外，還需要重點了解服務器的主要參數(shù)和特性，包括處理器構架、可擴展性 、服務器結構、I/0能力和故障恢復能力等。可以按多種標準來劃分服務器類型。

　　1. 根據(jù)應用層次或規(guī)模檔次劃分

　　● 入門級服務器：最低檔服務器，主要用于辦公室的文件和打印服務。

　　● 工作組級服務器：適于規(guī)模較小的網(wǎng)絡，適用于為中小企業(yè)提供Web、郵件等服務。

　　● 部門級服務器：中檔服務器，適合中型企業(yè)的數(shù)據(jù)中心、Web網(wǎng)站等應用。

　　● 企業(yè)級服務器：高檔服務器，具有超強的數(shù)據(jù)處理能力，適合作為大型網(wǎng)絡數(shù)據(jù)庫服務器。

　　2. 根據(jù)服務器結構劃分

　　● 臺式服務器：也稱為塔式服務器，這是最為傳統(tǒng)的結構，具有較好的擴展性。

　　● 機架式服務器：機架式服務器安裝在標準的19英寸機柜里面，根據(jù)高度有1U(1U=1.75英寸)、2U、4U和6U等規(guī)格。

　　● 刀片式服務器：是一種高可用、高密度的低成本服務器平臺，專門為特殊應用行業(yè)和高密度計算機環(huán)境設計，每一塊“刀片”實際上就是一塊系統(tǒng)主板。

　　● 機柜式服務器：機箱是機柜式的，在服務器中需要安裝許多模塊組件。

　　3. 根據(jù)硬件類型劃分

　　● 專用服務器：專門設計的高級服務器，采用專門的操作系統(tǒng)(如UNIX、MVS、VMS等)，主要用于數(shù)據(jù)庫服務和Internet業(yè)務，一般由專業(yè)公司提供全套軟硬件系統(tǒng)及全程服務。

　　● PC服務器：以Intel或Motorola專用處理器為核心構成的服務器，兼容多種網(wǎng)絡操作系統(tǒng)和網(wǎng)絡應用軟件，性能可達到中檔RISC服務器水平。

　　二、網(wǎng)絡工作站

　　工作站是一種高端的通用微型計算機。它是為了單用戶使用并提供比個人計算機更強大的性能，尤其是在圖形處理能力，任務并行方面的能力。通常配有高分辨率的大屏、多屏顯示器及容量很大的內存儲器和外部存儲器，并且具有極強的信息和高性能的圖形、圖像處理功能的計算機。另外，連接到服務器的終端機也可稱為工作站。

　　功能

　　由計算機和相應的外部設備以及成套的應用軟件包所

　　組成的信息處理系統(tǒng)。它能夠完成用戶交給的特定任務，是推動計算機普及應用的有效方式。工作站應具備強大的數(shù)據(jù)處理能力，有直觀的便于人機交換信息的用戶接口，可以與計算機網(wǎng)絡相連，在更大的范圍內互通信息，共享資源。工作站在編程、計算、文件書寫、存檔、通信等各方面給專業(yè)工作者以綜合的幫助。常見的工作站有計算機輔助設計 (CAD)工作站(或稱工程工作站)，辦公自動化(OA)工作站，圖像處理工作站等。不同任務的工作站有不同的硬件和軟件配置。

　　例如,一個小型CAD工作站的典型硬件配置為：普通計算機，帶有功能鍵的CRT終端，光筆，平面繪圖儀，數(shù)字化儀，打印機等。軟件配置為：操作系統(tǒng)，編譯程序，相應的數(shù)據(jù)庫和數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，二維和三維的繪圖軟件，以及成套的計算、分析軟件包。它可以完成用戶提交的各種機械的、電氣的設計任務。

　　OA工作站的主要硬件配置為：普通計算機，辦公用終端設備(如電傳打字機、交互式終端、傳真機、激光打印機、智能復印機等)，通信設施(如局部區(qū)域網(wǎng))、程控交換機、公用數(shù)據(jù)網(wǎng)、綜合業(yè)務數(shù)字網(wǎng)等)。軟件配置為：操作系統(tǒng)，編譯程序，各種服務程序，通信軟件，數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，電子郵件，文字處理軟件，表格處理軟件,各種編輯軟件以及專門業(yè)務活動的軟件包，如人事管理、財務管理、行政事務管理等軟件，并配備相應的數(shù)據(jù)庫。OA工作站的任務是完成各種辦公信息的處理。

　　圖像處理工作站的主要硬件配置為：頂級計算機，一般還包括超強性能的顯卡(由于CUDA并行編程的發(fā)展所致);圖像數(shù)字化設備(包括電子的、光學的或機電的掃描設備，數(shù)字化儀)，圖像輸出設備，交互式圖像終端。軟件配置除了一般的系統(tǒng)軟件外還要有成套的圖像處理軟件包。它可以完成用戶提出的各種圖像處理任務。越來越多的計算機廠家在生產(chǎn)和銷售各種工作站。

　　三、網(wǎng)絡打印機

　　網(wǎng)絡打印機是指通過打印服務器(內置或者外置)將打印機作為獨立的設備接入局域網(wǎng)或者internet，從而使打印機擺脫一直以來作為電腦外設的附屬地位，使之成為網(wǎng)絡中的獨立成員，成為一個可與其并駕齊驅的網(wǎng)絡節(jié)點和信息管理與輸出終端，其他成員可以直接訪問使用該打印機。

　　工作原理

　　接入方式

　　網(wǎng)絡打印機要接入網(wǎng)絡，一定要有網(wǎng)絡接口，目前有兩種接入的方式，一種是打印機自帶打印服務器，打印服務器上有網(wǎng)絡接口，只需插入網(wǎng)線分配IP地址就可以了;另一種是打印機使用外置的打印服務器，打印機通過并口或USB口與打印服務器連接，打印服務器再與網(wǎng)絡連接。

　　網(wǎng)絡打印機一般具有管理和監(jiān)視軟件，通過管理軟件可以從遠程查看和干預打印任務，對打印機的配置參數(shù)進行設定，絕大部分的網(wǎng)絡打印管理軟件都是基于WEB方式的，簡單快捷。通過監(jiān)視軟件，用戶可以查看打印任務，打印機的工作狀態(tài)等信息。一般管理軟件是給網(wǎng)管或者高級用戶使用的，普通用戶都具有打印機監(jiān)視功能。

　　網(wǎng)絡打印對于工作組和部門級打印機來說是一個必備功能，因為網(wǎng)絡連接的易管理性和高的傳輸速率對于工作組和部門級用戶都有非常明顯的優(yōu)勢，影響打印機的網(wǎng)絡打印功能性能的2個重要方面是網(wǎng)絡打印服務器和網(wǎng)絡管理軟件。一個完善的網(wǎng)絡打印機的網(wǎng)絡打印服務器不僅僅是一個網(wǎng)絡適配器，它必須根據(jù)打印需求對網(wǎng)絡連接性能進行優(yōu)化，同時還需要與打印機內部控制器很好地匹配，同時還要有一定的網(wǎng)絡流量管理和打印隊列管理能力，可以適應多種網(wǎng)絡環(huán)境。一個好的網(wǎng)絡管理軟件，像HP WebJetAdmin，可以在多種平臺下使用，用戶可以通過它實現(xiàn)打印機的全方位管理和控制，同時還可以通過網(wǎng)絡及時進行升級。

　　外置式打印

　　實現(xiàn)網(wǎng)絡打印主要有：外置打印服務器+網(wǎng)絡打印機方式，我們稱之為“外置式”，另外還有帶內置打印服務器的網(wǎng)絡打印機，稱之為“內置式”的兩種方式。兩者的區(qū)別在于它們實現(xiàn)與網(wǎng)絡相連的方式不同，外置式的是通過外置打印服務器來轉換從網(wǎng)線上傳來的打印任務，然后還是通過打印機并口送到打印上，而內置式是直接與網(wǎng)絡接口相連，打印任務是直接從網(wǎng)絡接受下來，同樣是通過網(wǎng)線直接送到打印機上，這兩種不同的連接方式也就決定了這兩種網(wǎng)絡打印機的檔次高低，外置式由于是通過并口進行與網(wǎng)絡通訊，所以它的打印速度受并口傳輸速度的限制，不可能太快，同類產(chǎn)品速度方面也不會相差太大，所以選擇的余地不大，但這種網(wǎng)絡打印方案實現(xiàn)起來比較容易，價格較便宜。內置式的由于直接與網(wǎng)絡相連，數(shù)據(jù)傳輸速度大大快于并口，隨著網(wǎng)絡速度的提高，它的傳輸速度還可能隨著提高，所以內置式的網(wǎng)絡打印在檔次上拉得比較寬，選擇余地相當大。

　　四、網(wǎng)卡

　　網(wǎng)卡是工作在鏈路層的網(wǎng)絡組件，是局域網(wǎng)中連接計算機和傳輸介質的接口，不僅能實現(xiàn)與局域網(wǎng)傳輸介質之間的物理連接和電信號匹配，還涉及幀的發(fā)送與接收、幀的封裝與拆封、介質訪問控制、數(shù)據(jù)的編碼與解碼以及數(shù)據(jù)緩存的功能等。

　　功能詳解

　　網(wǎng)卡上面裝有處理器和存儲器(包括RAM和ROM)。網(wǎng)卡和局域網(wǎng)之間的通信是通過電纜或雙絞線以串行傳輸方式進行的。而網(wǎng)卡和計算機之間的通信則是通過計算機主板上的I/O總線以并行傳輸方式進行。因此，網(wǎng)卡的一個重要功能就是要進行串行/并行轉換。由于網(wǎng)絡上的數(shù)據(jù)率和計算機總線上的數(shù)據(jù)率并不相同，因此在網(wǎng)卡中必須裝有對數(shù)據(jù)進行緩存的存儲芯片。

　　在安裝網(wǎng)卡時必須將管理網(wǎng)卡的設備驅動程序安裝在計算機的操作系統(tǒng)中。這個驅動程序以后就會告訴網(wǎng)卡，應當從存儲器的什么位置上將局域網(wǎng)傳送過來的數(shù)據(jù)塊存儲下來。網(wǎng)卡還要能夠實現(xiàn)以太網(wǎng)協(xié)議。

　　網(wǎng)卡并不是獨立的自治單元，因為網(wǎng)卡本身不帶電源而是必須使用所插入的計算機的電源，并受該計算機的控制。因此網(wǎng)卡可看成為一個半自治的單元。當網(wǎng)卡收到一個有差錯的幀時，它就將這個幀丟棄而不必通知它所插入的計算機。當網(wǎng)卡收到一個正確的幀時，它就使用中斷來通知該計算機并交付給協(xié)議棧中的網(wǎng)絡層。當計算機要發(fā)送一個IP數(shù)據(jù)包時，它就由協(xié)議棧向下交給網(wǎng)卡組裝成幀后發(fā)送到局域網(wǎng)。

　　隨著集成度的不斷提高，網(wǎng)卡上的芯片的個數(shù)不斷的減少，雖然各個廠家生產(chǎn)的網(wǎng)卡種類繁多，但其功能大同小異

　　主要功能

　　1、數(shù)據(jù)的封裝與解封

　　發(fā)送時將上一層交下來的數(shù)據(jù)加上首部和尾部，成為以太網(wǎng)的幀。接收時將以太網(wǎng)的幀剝去首部和尾部，然后送交上一層

　　2、鏈路管理

　　主要是CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection ，帶沖突檢測的載波監(jiān)聽多路訪問)協(xié)議的實現(xiàn)

　　3、編碼與譯碼

　　即曼徹斯特編碼與譯碼。

　　五、網(wǎng)絡互聯(lián)設備

　　數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡中是以“包”的形式傳遞的，但不同網(wǎng)絡的“包”，其格式也是不一樣的。如果在不同的網(wǎng)絡間傳送數(shù)據(jù)，由于包格式不用，導致數(shù)據(jù)無法傳送，于是網(wǎng)絡間連接設備就充當“翻譯”的角色，將一種網(wǎng)絡中的“信息包”轉換成另一種網(wǎng)絡的“信息包”。

　　信息包在網(wǎng)絡間的轉換，與OSI的七層模型關系密切。如果兩個網(wǎng)絡間的差別程度小，則需轉換的層數(shù)也少。例如以太網(wǎng)與以太網(wǎng)互連，因為它們屬于一種網(wǎng)絡，數(shù)據(jù)包僅需轉換到OSI的第二層(數(shù)據(jù)鏈路層)，所需網(wǎng)間連接設備的功能也簡單(如網(wǎng)橋);若以太網(wǎng)與令牌環(huán)網(wǎng)相連，數(shù)據(jù)信息需轉換至OSI的第三層(網(wǎng)絡層)，所需中介設備也比較復雜(如路由器);如果連接兩個完全不同結構的網(wǎng)絡TCP/IP和SNA，其數(shù)據(jù)包需做七層的轉換，需要的連接設備也最復雜(如網(wǎng)關)。

　　分類

　　五個大類

　　網(wǎng)絡互連設備根據(jù)不同層實現(xiàn)的機理不一樣，又具體分為五類：

　　一、網(wǎng)絡傳輸介質互聯(lián)設備

　　二、網(wǎng)絡物理層互聯(lián)設備

　　三、數(shù)據(jù)鏈路層互聯(lián)設備

　　四、網(wǎng)絡層互聯(lián)設備

　　五、應用層互聯(lián)設備

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