第8章局域網(wǎng)如今網(wǎng)絡(luò)已無處不在，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)也在迅速發(fā)展。但盡管網(wǎng)絡(luò)技術(shù)日新月異，持續(xù)發(fā)展，卻仍然是基于一系列相當(dāng)可靠的原理。8.1網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建基礎(chǔ)在早期的計算機應(yīng)用領(lǐng)域，大多數(shù)的個人計算機都是作為獨立單元運行的，在一人一機進(jìn)行交互的時代，計算從本質(zhì)上講是一種孤獨的活動。但一些計算機工程師深謀遠(yuǎn)慮，他們預(yù)見到了個人計算機可以組成網(wǎng)絡(luò)，能夠提供獨立計算機所不具備的好處。鮑勃?梅特卡夫（BobMetcalfe）在1976年提出的最重要的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)想之一（在計算機之間傳送數(shù)據(jù)），已成為幾乎所有計算機網(wǎng)絡(luò)中的關(guān)鍵部分。8.1.1網(wǎng)絡(luò)的分類計算機網(wǎng)絡(luò)可以按其大小和地理范圍來進(jìn)行分類。個人區(qū)域網(wǎng)（PersonalAreaNetwork，PAN）有時用來指距離約10米以內(nèi)的個人數(shù)字設(shè)備或消費電子產(chǎn)品之間的連接，這種連接不需要使用電纜。例如，個人區(qū)域網(wǎng)可以用來從計算機向PDA或打印機無線傳輸數(shù)據(jù)；還可以用來從計算機向家庭影院投影設(shè)備傳輸數(shù)據(jù)。局域網(wǎng)（LocalAreaNetwork，LAN）是指連接有限地理區(qū)域（通常是單一建筑）內(nèi)個人計算機的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)。局域網(wǎng)可以使用多種有線和無線技術(shù)。例如，學(xué)校的計算機實驗室、家庭或宿舍網(wǎng)絡(luò)都是局域網(wǎng)。8.1.1網(wǎng)絡(luò)的分類城域網(wǎng)（MetropolitanAreaNetwork，MAN）是指能在約80公里的距離內(nèi)進(jìn)行聲音和數(shù)據(jù)傳輸?shù)母咚俟簿W(wǎng)絡(luò)。例如，本地因特網(wǎng)服務(wù)提供商、有線電視公司和本地電話公司使用的都是城域網(wǎng)。廣域網(wǎng)（WideAreaNetwork，WAN）能覆蓋大面積的地理區(qū)域，通常由多個可能使用不同計算機平臺和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的較小網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成。因特網(wǎng)是世界上最大的廣域網(wǎng)，全國性的銀行網(wǎng)絡(luò)、大型有線電視公司網(wǎng)絡(luò)或分布在各地的連鎖超市網(wǎng)絡(luò)也屬于廣域網(wǎng)。8.1.1網(wǎng)絡(luò)的分類本地網(wǎng)絡(luò)通常包括少量可由基本設(shè)備相連接的計算機。隨著網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域的擴大和工作站數(shù)量的增加，有時需要專門的設(shè)備來增強信號，而多樣化的設(shè)備也需要復(fù)雜的管理工具和策略。8.1.2局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)在網(wǎng)絡(luò)發(fā)展初期，人們積極創(chuàng)意了多種讓數(shù)據(jù)傳送更快、更有效并且更安全的技術(shù)思想，所以存在著多種局域網(wǎng)技術(shù)。今天，局域網(wǎng)更為標(biāo)準(zhǔn)化，但為了適應(yīng)從簡單家庭網(wǎng)絡(luò)到大型商用網(wǎng)絡(luò)的不同網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，多種局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)依然是必要的。美國電氣和電子工程師協(xié)會（IEEE，InstituteofElectricalandElectronicsEngineers）的802計劃（本地網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)）已將局域網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化。IEEE標(biāo)準(zhǔn)適用于多種商業(yè)網(wǎng)絡(luò)，并指定某些數(shù)字（如IEEE802.3）用來標(biāo)識網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)。在采購將計算機連接到網(wǎng)絡(luò)的各種設(shè)備時，這些指定的數(shù)字可以用來識別與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相兼容的設(shè)備。8.1.2局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)許多過去曾經(jīng)很流行的局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，如附加資源計算機網(wǎng)絡(luò)ARCnet、令牌環(huán)網(wǎng)（TokenRing）和光纖分布式數(shù)據(jù)接口（FDDI）等，現(xiàn)在已經(jīng)不多見。現(xiàn)在大多數(shù)局域網(wǎng)都采用以太網(wǎng)技術(shù)，在需要無線訪問時使用兼容的Wi-Fi標(biāo)準(zhǔn)，這些標(biāo)準(zhǔn)在家用和商用領(lǐng)域都很流行。8.1.3網(wǎng)絡(luò)設(shè)備可以將網(wǎng)絡(luò)想象成有很多連接點的蜘蛛網(wǎng)。網(wǎng)絡(luò)中的每個連接點被視為一個節(jié)點，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點通常包括計算機、網(wǎng)絡(luò)化外部設(shè)備或網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，連接到網(wǎng)絡(luò)上的個人計算機有時稱為工作站。其他種類的計算機（如大型機、超級計算機、服務(wù)器和掌上電腦等）也能連接到局域網(wǎng)。要將計算機連接到局域網(wǎng)，需要有網(wǎng)絡(luò)電路，即網(wǎng)卡（NetworkInterfaceCard，NIC，也稱為網(wǎng)絡(luò)接口卡、網(wǎng)絡(luò)適配器）。網(wǎng)卡通常集成在個人計算機中。8.1.3網(wǎng)絡(luò)設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化外設(shè)（或可連網(wǎng)的外設(shè)）是指可以直接連網(wǎng)的設(shè)備，如某些網(wǎng)絡(luò)打印機和存儲設(shè)備等，都可以配備成直接連接到網(wǎng)絡(luò)而不用通過工作站?？蛇B網(wǎng)的設(shè)備有時被描述為擁有“固定網(wǎng)絡(luò)連接”，某些設(shè)備可將網(wǎng)絡(luò)功能作為其可選附件。可以直接連接到網(wǎng)絡(luò)的存儲設(shè)備也稱為網(wǎng)絡(luò)附加存儲（NetworkAttachedSlorage，NAS）。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備（或網(wǎng)絡(luò)裝置）是指可傳播網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)、放大信號或發(fā)送數(shù)據(jù)到目的地的某一電子設(shè)備，通常包括集線器、交換機、路由器、網(wǎng)關(guān)、網(wǎng)橋和中繼器等。圖8-1給出了連接著各種計算機、外設(shè)以及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的局域網(wǎng)示例。8.1.3網(wǎng)絡(luò)設(shè)備圖8-1小型局域網(wǎng)使用網(wǎng)絡(luò)設(shè)備連接計算機和外設(shè)8.1.4客戶端、服務(wù)器和對等網(wǎng)絡(luò)在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，服務(wù)器用來向客戶端計算機提供服務(wù)。例如，應(yīng)用程序服務(wù)器為網(wǎng)絡(luò)工作站運行應(yīng)用軟件（如瀏覽器或電子郵件包），而文件服務(wù)器用來存儲文件并向發(fā)出請求的工作站提供文件，打印服務(wù)器則負(fù)責(zé)處理發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)打印機的作業(yè)。雖然計算機也可以配置成同時扮演服務(wù)器和客戶端兩個角色，但服務(wù)器通常專門用來完成特定的任務(wù)，一般不再作為工作站指派給用戶，以保證獲得其最佳的工作表現(xiàn)。8.1.4客戶端、服務(wù)器和對等網(wǎng)絡(luò)在網(wǎng)絡(luò)的客戶端/服務(wù)器（C/S）模式中，服務(wù)器是最重要的資源，網(wǎng)絡(luò)中可以包含一臺或多臺服務(wù)器（圖8-2）?？梢詫/S模式想象成層次結(jié)構(gòu)，服務(wù)器處于最上層。但少數(shù)情況下服務(wù)器對于網(wǎng)絡(luò)來說也并非必需，文件和應(yīng)用程序可以在使用對等網(wǎng)絡(luò)模式的工作站間共享，在這種模式下，工作站可以共享處理、存儲、打印和聯(lián)系任務(wù)的職責(zé)（圖8-3）。8.1.4客戶端、服務(wù)器和對等網(wǎng)絡(luò)圖8-2在C/S模式中，服務(wù)器是重要資源8.1.4客戶端、服務(wù)器和對等網(wǎng)絡(luò)圖8-3在對等網(wǎng)絡(luò)模式中，工作站同時扮演著客戶端和服務(wù)器的角色8.1.5物理拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中設(shè)備的排列稱為物理拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)（也稱為網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)），如圖8-4所示，節(jié)點間的路徑可由物理電纜或無線信號連接。8.1.5物理拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖8-4網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)8.1.5物理拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)是由一個中心連接點通過電纜或無線廣播連接所有的工作站和外圍設(shè)備。家庭網(wǎng)絡(luò)通常以星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)排列。該拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的優(yōu)點在于任何連接失敗都不會影響到網(wǎng)絡(luò)的其他部分，但連接失敗的設(shè)備會從網(wǎng)絡(luò)斷開。其主要的缺點是需要較多的電纜來連接所有設(shè)備（此缺點在無線網(wǎng)絡(luò)中不復(fù)存在）。環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中所有設(shè)備連成一個環(huán)，數(shù)據(jù)沿環(huán)路傳輸。該拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)使電纜數(shù)量最小化，但任一設(shè)備失效都會影響到整個網(wǎng)絡(luò)。現(xiàn)在很少有網(wǎng)絡(luò)在使用環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)了。8.1.5物理拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)使用公用主干鏈路連接所有的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。主干鏈路是傳送網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的共享通信鏈路，它可以終止于每一個帶有“終端連接器”的網(wǎng)絡(luò)端點?？偩€型網(wǎng)絡(luò)一般只能用于有限的設(shè)備，而且如果主干鏈路電纜壞掉，則整個網(wǎng)絡(luò)就無法使用。8.1.5物理拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)能夠?qū)⒚總€網(wǎng)絡(luò)設(shè)備都和其他多個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備相連接，所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)可以選擇從出發(fā)地到目的地的多條可能路徑中的任意一條。這些冗余的數(shù)據(jù)路徑可使網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)非常健全，即使其中有幾條鏈路失效，數(shù)據(jù)仍然能夠沿著可用鏈路到達(dá)目的地，這是其優(yōu)勢所在。因特網(wǎng)的最初計劃就是基于網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的?，F(xiàn)在網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)也用于一些無線網(wǎng)絡(luò)，在無線網(wǎng)中，數(shù)據(jù)從一個節(jié)點跳到另一個節(jié)點，可以傳輸?shù)竭h(yuǎn)離中心接入點的節(jié)點中。8.1.5物理拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)樹形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)本質(zhì)上是星形與總線型網(wǎng)絡(luò)的混合體，由一個主干鏈路將多個星形網(wǎng)絡(luò)連接成一個總線型結(jié)構(gòu)。樹形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)能提供極好的擴展適應(yīng)性——主干鏈路上的單個鏈接可以使用同類型的集線器配置為星形結(jié)構(gòu)，如今許多校園網(wǎng)絡(luò)和企業(yè)網(wǎng)絡(luò)都是基于樹形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的。各種網(wǎng)絡(luò)還可以互相連接。例如，可以將家庭網(wǎng)絡(luò)連接到因特網(wǎng)，學(xué)院（分院）的局域網(wǎng)可以連接到所在大學(xué)的校園網(wǎng)，零售店可以將其收銀機網(wǎng)絡(luò)連接到其財務(wù)網(wǎng)絡(luò)等。8.1.5物理拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)兩種相似的網(wǎng)絡(luò)可以通過一種叫做網(wǎng)橋的設(shè)備相連接，使用不同拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)可以通過網(wǎng)關(guān)互連。網(wǎng)關(guān)是指將兩個網(wǎng)絡(luò)連接起來的設(shè)備或軟件，可以是純軟件或者純硬件的，也可以是軟硬結(jié)合的。用來將家庭局域網(wǎng)連到因特網(wǎng)的設(shè)備就是一種網(wǎng)關(guān)。8.1.6網(wǎng)絡(luò)鏈路數(shù)據(jù)可以通過電纜（有線網(wǎng)絡(luò)）或者空氣（無線網(wǎng)絡(luò)）在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備間傳送。通信信道（或鏈路）是物理通路或者信號傳輸?shù)念l段。例如，電視調(diào)諧器的12頻道是電視臺播送視聽數(shù)據(jù)的特定頻率，該數(shù)據(jù)也可作為有線電視系統(tǒng)的一部分，在另外一個頻道（如同軸電纜）上傳輸。網(wǎng)絡(luò)鏈路必須快速傳輸數(shù)據(jù)，這時，帶寬是指通信信道的傳輸能力。就像四車道高速路比兩車道道路的交通承載能力更強一樣，高帶寬的通信信道較之低帶寬能傳輸更多的數(shù)據(jù)。例如，可以承載100甚至更多個有線電視頻道的同軸電纜，比家庭電話線的帶寬就寬得多。數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信道的帶寬通常用比特/秒（b/s）來度量，模擬數(shù)據(jù)信道的帶寬通常用赫茲（Hz）來度量。8.1.6網(wǎng)絡(luò)鏈路高帶寬通信系統(tǒng)（如有線電視和DSL）有時稱為寬帶，而能力較低的系統(tǒng)（如撥號上網(wǎng)）則稱為窄帶。寬帶連接能力對那些支持很多用戶以及需要承載很多音頻和視頻數(shù)據(jù)（如音樂和電影下載）的網(wǎng)絡(luò)來說是最基礎(chǔ)的要求。8.1.7通信協(xié)議在網(wǎng)絡(luò)中，通信協(xié)議是指從網(wǎng)絡(luò)的一個節(jié)點向另一個節(jié)點有效地傳輸數(shù)據(jù)的一套規(guī)則。網(wǎng)絡(luò)中的兩臺計算機能通過一種叫做“握手”的處理來協(xié)商它們的通信協(xié)議。傳輸設(shè)備先發(fā)送意思是“我想通信”的信號，然后就等待接收設(shè)備的確認(rèn)信號。兩臺設(shè)備協(xié)商出一種它們都能處理的協(xié)議，兩臺調(diào)制解調(diào)器或傳真機連接時的聲音就可以看做是“握手”的例子。最著名的通信協(xié)議也許要算TCP/IP協(xié)議，它是管理因特網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)膮f(xié)議，并且也已成為局域網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)。8.1.7通信協(xié)議通信協(xié)議為數(shù)據(jù)的編碼和解碼、引導(dǎo)數(shù)據(jù)到達(dá)其目的地以及減少干擾的影響設(shè)定了標(biāo)準(zhǔn)。尤其是，協(xié)議能完成下列的網(wǎng)絡(luò)通信功能：將消息分成包。在包上粘貼地址。初始化傳輸。控制數(shù)據(jù)流。校驗傳輸錯誤。對已傳輸數(shù)據(jù)進(jìn)行收到確認(rèn)。8.1.7通信協(xié)議1948年，著名的貝爾實驗室的工程師克勞德?香農(nóng)（ClaudeShannon）發(fā)表了一篇文章，描述了一種適用于各種網(wǎng)絡(luò)（包括現(xiàn)在的計算機網(wǎng)絡(luò)）的通信系統(tǒng)模型。在香農(nóng)模型中，來自諸如網(wǎng)絡(luò)工作站的數(shù)據(jù)在經(jīng)過編碼后，作為信號通過通信信道傳輸?shù)侥康牡兀ㄈ缇W(wǎng)絡(luò)打印機、存儲設(shè)備、服務(wù)器或工作站），然后會被解碼。傳輸信號有可能被一種叫做“噪聲”的干擾打斷，使數(shù)據(jù)有被破壞的隱患，并使數(shù)據(jù)變得不正確或難以解讀（圖8-5）。8.1.7通信協(xié)議圖8-5通信系統(tǒng)基本上都是從數(shù)據(jù)源向目的地發(fā)送信息8.1.7通信協(xié)議雖然在圖8-5中數(shù)據(jù)源和目的地間的通路看起來是直的，但數(shù)據(jù)能夠在幾個設(shè)備之間傳輸，這些設(shè)備可以將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成電、聲、光或無線電信號，向衛(wèi)星發(fā)射數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)路由到擁堵程度最小的鏈路上，或清理被噪聲失真的部分信號。數(shù)據(jù)通常是以電磁信號的形式在網(wǎng)絡(luò)鏈路中傳送的，可以將這些信號想象成在電纜或空氣中的波動。數(shù)字信號僅用有限的一系列頻率按位傳送，數(shù)字信道上承載的信號被描繪成階梯狀波形，而模擬信號則可以是特定頻率范圍內(nèi)的任意值。8.1.7通信協(xié)議傳輸數(shù)字信號的數(shù)字網(wǎng)絡(luò)可以很容易地被監(jiān)控，以確定網(wǎng)絡(luò)干擾是否破壞了信號。糾正錯誤是協(xié)議的職責(zé)之一。簡單地說，數(shù)字設(shè)備只對兩個頻率敏感，一個是0的序列，一個是1的序列。假定0用-5V來傳送，1用+5V來傳送，如果傳送過程中某些干擾把“完美”的1的電壓變成＋3V，會怎樣呢？當(dāng)信號被接收時，接收設(shè)備可以識別出＋3V不是兩個有效電壓中的一個，并能夠“推測”實際傳來的是一個l位（+5V），并將電壓恢復(fù)到+5V以“清理”信號。8.1.7通信協(xié)議在發(fā)送文件或電子郵件時，文件實際上是被分割成很多稱為“包”的小塊。包是通過計算機網(wǎng)絡(luò)發(fā)送的打包數(shù)據(jù)。每個包都包括發(fā)送者地址、目的地地址、序列號和一些數(shù)據(jù)。當(dāng)這些包到達(dá)目的地時，再根據(jù)序列號重新組合成原始的消息。某些通信網(wǎng)絡(luò)使用了線路交換技術(shù)，例如電話系統(tǒng)，這種技術(shù)能在兩部電話通話期間建立一個專用的鏈接，給打電話的人提供一條聲音數(shù)據(jù)流可以直接流經(jīng)的管線。但線路交換技術(shù)的效率很低。例如，當(dāng)一個人持話筒等待時，不能進(jìn)行其他的通信——線路已被占用。8.1.7通信協(xié)議比線路交換更高效的選擇是包交換技術(shù)，它可以將消息分成可獨立路由至其目的地的若干個包。而將消息分成大小均等的包，比將消息分類成小、中、大或巨大的文件更容易處理。不同消息的包可以共用一個通信信道或線路。包在線路上的傳送基于“先來先服務(wù)”的原則。如果無法獲得某個消息的一些包，系統(tǒng)不需等待。相反，系統(tǒng)可以繼續(xù)發(fā)送其他消息的包，其結(jié)果是有一個穩(wěn)定的數(shù)據(jù)流。圖8-6給出了一個包交換網(wǎng)的例子。8.1.7通信協(xié)議圖8-6包交換網(wǎng)和信息包的傳送8.1.7通信協(xié)議網(wǎng)絡(luò)上傳送的每個包都包括其目的地設(shè)備的地址，通信協(xié)議指定了在網(wǎng)絡(luò)中所適用的地址格式。當(dāng)包到達(dá)一個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點時，路由設(shè)備會檢查其地址，并把它發(fā)往其目的地。8.1.7通信協(xié)議網(wǎng)絡(luò)地址是潛在的混亂源頭。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備出于不同的使用目的會有多個地址，其中最常用的兩種地址是MAC地址和IP地址。在網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域中，MAC（MediaAccessControl，介質(zhì)存取控制）地址是指生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)接口卡時指定給該接口卡的一串唯一的數(shù)字。MAC地址被用來實現(xiàn)一些低層的網(wǎng)絡(luò)功能，并且能用來確保網(wǎng)絡(luò)安全。IP地址是指用來識別網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的一串?dāng)?shù)字，現(xiàn)在各種計算機網(wǎng)絡(luò)都在使用這個標(biāo)準(zhǔn)來給設(shè)備指定地址。IP地址可以被指定給網(wǎng)絡(luò)計算機、服務(wù)器、外部設(shè)備等。IP地址（如）在書寫時會用小數(shù)點分成四段，以便于使用者識別。一段就是一個八位組，因為其在二進(jìn)制狀態(tài)下是由8位表示的。8.1.7通信協(xié)議IP地址是由ISP（InternetServiceProvider，因特網(wǎng)服務(wù)提供商）或系統(tǒng)管理員指定的。指定的IP地址一般是半永久的，在每次啟動計算機時都保持一致。為使用指定的IP地址，就需要在配置網(wǎng)絡(luò)接入時輸入這個地址。IP地址也可以通過動態(tài)主機配置協(xié)議（DynamicHostConfigurationProtocol，DHCP）來獲得，這個協(xié)議用來自動分配IP地址。多數(shù)計算機會預(yù)配置成這種模式：通過向作為DHCP服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備發(fā)送詢問來獲得IP地址。由DHCP來分配IP地址，則在下一次啟動該計算機時，被分配到的可能是不同的地址。8.1.7通信協(xié)議即使是在小型家庭網(wǎng)絡(luò)中，包也可能不是由數(shù)據(jù)源直接傳送到其目的地的。像旅行者從一個航空樞紐途經(jīng)另一個航空樞紐一樣，網(wǎng)絡(luò)交通也經(jīng)常通過中間路由設(shè)備傳輸。一些網(wǎng)絡(luò)還會含有記錄每個節(jié)點間包的來回傳輸?shù)膮f(xié)議。在數(shù)據(jù)到達(dá)其目的地時，會進(jìn)行一次最終的錯誤檢查，然后包被重組成原來的結(jié)構(gòu)，然后所傳送的文件就會存儲或出現(xiàn)在目的設(shè)備上。8.2有線網(wǎng)絡(luò)與無線網(wǎng)絡(luò)相比，有線網(wǎng)絡(luò)能為需要安全快速的網(wǎng)絡(luò)接入應(yīng)用提供更多好處。例如，經(jīng)常要將比較大的視頻文件從一臺計算機傳輸?shù)搅硪慌_計算機，如果擔(dān)心無線網(wǎng)絡(luò)的安全性，或者要把一個大的圖形打印任務(wù)發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)打印機，那么有線網(wǎng)絡(luò)連接將是首選。8.2.1有線網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)有線網(wǎng)絡(luò)通過電纜連接網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，因特網(wǎng)的很多基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)都是有線的。雖然如今無線網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用日漸頻繁，但對于需要快速安全連接的局域網(wǎng)而言，有線網(wǎng)絡(luò)還是值得選用的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。有線網(wǎng)絡(luò)快速、安全并且容易配置。有線網(wǎng)絡(luò)通過電纜傳輸數(shù)據(jù)，電纜通常會有更高的帶寬和更好的抗干擾性。在讀取本地服務(wù)器上的大文件時，有線網(wǎng)絡(luò)的文件傳輸速度明顯快于無線網(wǎng)絡(luò)。有線網(wǎng)絡(luò)也能為局域網(wǎng)的多人計算機游戲提供更快的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。但對于基于因特網(wǎng)的多人游戲來說，通常因特網(wǎng)（而不是局域網(wǎng)）的連接速度才是其受限制的因素。8.2.1有線網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)有線網(wǎng)絡(luò)比無線網(wǎng)絡(luò)更安全，因為計算機只能通過電纜連接到有線網(wǎng)絡(luò)，用戶不必?fù)?dān)心盜用或非法訪問網(wǎng)絡(luò)。為有線網(wǎng)絡(luò)帶來速度和安全的電纜也是它的主要弱點，電纜的安裝不夠美觀，連著電纜的設(shè)備其移動性受限。通常，桌面計算機往往更適合使用有線網(wǎng)絡(luò)，而筆記本電腦需要便于移動。8.2.2以太網(wǎng)以太網(wǎng)（Ethernet）是指由Xerox公司創(chuàng)建并由Xerox、Intel和DEC公司聯(lián)合開發(fā)的基帶局域網(wǎng)規(guī)范，是現(xiàn)行局域網(wǎng)所采用的最通用的通信協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范。如今，家庭、學(xué)校和企業(yè)中的多數(shù)有線網(wǎng)絡(luò)使用的都是以太網(wǎng)技術(shù)。IEEE802.3定義的以太網(wǎng)能同時將數(shù)據(jù)包向所有的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行廣播，而只有被尋址的設(shè)備才能接收包。8.2.2以太網(wǎng)以太網(wǎng)技術(shù)的重要部分是CSMA/CD（帶沖突檢測的載波偵聽多路訪問）協(xié)議。CSMA/CD可負(fù)責(zé)處理兩個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備試圖同時發(fā)送包的情況。當(dāng)兩個信號同時傳輸時，“沖突”就會發(fā)生，并且信號不能到達(dá)其目的地，CSMA/CD協(xié)議能夠檢測這種沖突、刪除有沖突的信號、重置網(wǎng)絡(luò)并準(zhǔn)備重傳數(shù)據(jù)。兩個設(shè)備在重新傳輸前，可以等待一個隨機的時間來避免沖突的再次發(fā)生。最初的以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)能夠通過同軸電纜的總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)以10Mb/s的速度傳輸數(shù)據(jù)?，F(xiàn)在，以太網(wǎng)包括一系列的局域網(wǎng)技術(shù)，可以提供多種數(shù)據(jù)的傳輸速度，如表8-1所示?，F(xiàn)在多數(shù)個人計算機和局域網(wǎng)設(shè)備都具備使用千兆以太網(wǎng)的能力。8.2.2以太網(wǎng)表8-1以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)8.2.2以太網(wǎng)以太網(wǎng)的成功可以歸結(jié)為以下幾個因素：以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)容易理解、實現(xiàn)、管理和維護(hù)。作為非專有技術(shù)，以太網(wǎng)設(shè)備可以從各種供應(yīng)商處獲得，而且設(shè)備價格較低。現(xiàn)有的以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)允許網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有很大的靈活性，以滿足小型和大型設(shè)備的需求。以太網(wǎng)能兼容Wi-Fi無線網(wǎng)絡(luò)，可以很容易地在一個網(wǎng)絡(luò)中混合使用有線和無線設(shè)備。8.2.2以太網(wǎng)以太網(wǎng)是典型的有線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，對需要訪問因特網(wǎng)的典型家庭網(wǎng)絡(luò)來說，需要如下設(shè)備：兩臺或兩臺以上能夠使用以太網(wǎng)的計算機；一個以太網(wǎng)路由器；防電涌電源轉(zhuǎn)換器或者UPS；每臺計算機所需的電纜；因特網(wǎng)訪問設(shè)備，如電纜調(diào)制解調(diào)器或DSL調(diào)制解調(diào)器和通信電纜。8.2.2以太網(wǎng)很多計算機在主機箱背面都有內(nèi)置的以太網(wǎng)端口（RJ45），這個端口看起來很像大一點的電話接口。網(wǎng)絡(luò)集線器是指連接有線網(wǎng)絡(luò)中兩個或多個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的設(shè)備。在典型的網(wǎng)絡(luò)中，集線器能從一臺計算機接收數(shù)據(jù)，并將其廣播至所有其他的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點。一些設(shè)備會收到本不屬于它們的數(shù)據(jù)，而它們的NIC（網(wǎng)卡）會過濾掉這些數(shù)據(jù)。網(wǎng)絡(luò)交換機是指一種更完善的連接設(shè)備，它只將數(shù)據(jù)發(fā)送到指定為目的地的設(shè)備。用交換機代替集線器可以提高網(wǎng)絡(luò)的性能和安全性，因為數(shù)據(jù)不會不加選擇地流向網(wǎng)絡(luò)中的各個設(shè)備。8.2.2以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)路由器則是指可以將數(shù)據(jù)從一個網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)搅硪粋€網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。大多數(shù)路由器同時也是包含多個可以連接工作站端口的交換機。路由器/交換機特別適合用來將家庭網(wǎng)絡(luò)連接到因特網(wǎng)，所以如果打算將網(wǎng)絡(luò)連接到因特網(wǎng)，就應(yīng)該考慮用路由器作為局域網(wǎng)的中心點（圖8-7）。8.2.2以太網(wǎng)圖8-7以太網(wǎng)路由器有一系列用來連接服務(wù)器、工作站和外圍設(shè)備的端口8.2.2以太網(wǎng)集線器、交換機或路由器需要為每一個用網(wǎng)線連接到網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備提供一個端口。例如，一個價格便宜的路由器會有四到五個端口，用來連接網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，并且它會有一個廣域網(wǎng)端口，專門用來將路由器連接到因特網(wǎng)。8.2.2以太網(wǎng)以太網(wǎng)路由器可以提供10/l00Mb/s甚至千兆級別的數(shù)據(jù)傳輸速度。如果有千兆路由器并且所有網(wǎng)絡(luò)計算機都有千兆以太網(wǎng)適配器，那么網(wǎng)絡(luò)連接間的數(shù)據(jù)就能以千兆級別的速度傳輸。如果一些計算機擁有千兆適配器，而另一些只有10/100Mh/s的適配器，那么千兆路由器會以適合于各個適配器的速度傳輸數(shù)據(jù)。浪費帶寬的情況只有一種，那就是在使用10/100Mb/s的路由器時，許多網(wǎng)絡(luò)計算機使用的卻是千兆以太網(wǎng)適配器。在局域網(wǎng)中配置高帶寬設(shè)備，例如千兆以太網(wǎng)路由器和適配器等，對網(wǎng)絡(luò)對抗游戲、視頻會議和流視頻播放等都有好處。8.2.2以太網(wǎng)以太網(wǎng)中的設(shè)備一般用網(wǎng)絡(luò)電纜連接的，所有電纜的末端都以RJ45接頭結(jié)尾。網(wǎng)絡(luò)電纜包括四對銅線，每一對相互獨立絕緣的電線纏繞在一起，即雙絞線。每臺工作站都需要一根電纜。安裝一個如圖8-8所示的有線網(wǎng)絡(luò)很簡單，步驟如下：1）在路由器和所有工作站或服務(wù)器之間布設(shè)電纜；2）在路由器和連接因特網(wǎng)的設(shè)備之間布設(shè)電纜；3）配置所有工作站；4）配置路由器。8.2.2以太網(wǎng)圖8-8典型的有線網(wǎng)絡(luò)用路由器作為連接工作站、文件服務(wù)器和因特網(wǎng)接入設(shè)備的中心設(shè)備8.2.2以太網(wǎng)在布設(shè)網(wǎng)線之前，要確保路由器、計算機和其他設(shè)備的電源都是關(guān)閉的。打開一個工作站并等待其啟動時，操作系統(tǒng)會自動識別網(wǎng)絡(luò)連接，不需要附加配置操作。路由器的配置數(shù)據(jù)存儲在它的EEPROM芯片里。為訪問配置數(shù)據(jù)，需要打開瀏覽器，并在“地址”欄中輸入路由器的地址，多數(shù)路由器使用或00作為配置地址?？梢酝ㄟ^檢查路由器的文檔來驗證。最基本的配置操作是更改路由器的密碼，這是為了防止他人擅自修改網(wǎng)絡(luò)地址參數(shù)。為將網(wǎng)絡(luò)連到因特網(wǎng)，則可能還需要進(jìn)行一些附加配置。8.2.2以太網(wǎng)操作系統(tǒng)通常會在系統(tǒng)連接到網(wǎng)絡(luò)時顯示消息或圖標(biāo)來提示用戶。Windows會在任務(wù)欄中顯示“本地連接”圖標(biāo)，用來顯示有線網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)。8.3無線網(wǎng)絡(luò)無線局域網(wǎng)（也稱WLAN）技術(shù)已經(jīng)成為現(xiàn)在的趨勢。無線局域網(wǎng)便于安裝，但保護(hù)無線局域網(wǎng)不被入侵是很重要的。8.3.1無線網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)無線網(wǎng)絡(luò)無須電纜或電線，例如通過無線電信號、微波或紅外線等，就可以將數(shù)據(jù)從一個設(shè)備傳輸?shù)搅硪粋€設(shè)備。無線網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模各異，從個人區(qū)域網(wǎng)到廣域網(wǎng)，都能使用無線技術(shù)，。多數(shù)無線網(wǎng)絡(luò)可以通過射頻信號（即RFSignal，通常叫做無線電波）傳輸數(shù)據(jù)。射頻信號是由帶有天線的無線電收發(fā)器（發(fā)射機和接收器的結(jié)合體）發(fā)送和接收的。工作站、外設(shè)和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等都能裝上無線電收發(fā)器，從而發(fā)送和接收無線網(wǎng)絡(luò)上的數(shù)據(jù)。8.3.1無線網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)微波是通過無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)牧硪环N選擇。像無線電波那樣，微波也是電磁信號，但它們的表現(xiàn)不同。微波可以精確地指向一個方向，并且與無線電波相比有更大的傳輸容量。但是，微波不能穿透金屬物體，在發(fā)射機和接收器之間沒有障礙時，微波傳輸效果最好。微波裝置通常用于大公司內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸。現(xiàn)在人們已經(jīng)習(xí)慣在看電視時用發(fā)射紅外線光束的遙控器來換頻道。紅外線其實也能傳輸數(shù)據(jù)信號，但只能在較短距離內(nèi)進(jìn)行，并且從發(fā)射機到接收器的路線上不能有障礙。紅外線最實際的應(yīng)用就是在個人區(qū)域網(wǎng)的設(shè)備之間傳輸數(shù)據(jù)。8.3.1無線網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)無線網(wǎng)絡(luò)最顯著的優(yōu)點是可移動性，由于不受網(wǎng)絡(luò)電纜的束縛，因此，由電池提供電源的無線設(shè)備可以很方便地從一個房間移動到另一個房間，甚至是室外。使用無線網(wǎng)絡(luò)后，由電纜的電流尖峰損壞工作站的現(xiàn)象也會大大減少。與有線網(wǎng)絡(luò)相比，無線網(wǎng)絡(luò)的主要缺點表現(xiàn)在速度、覆蓋范圍、授權(quán)以及安全等方面。8.3.1無線網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)人們常常會感覺到無線網(wǎng)絡(luò)比有線網(wǎng)絡(luò)慢，這是因為無線信號容易受諸如微波爐、無繩電話之類設(shè)備的干擾。當(dāng)干擾影響到無線信號時，數(shù)據(jù)就必須重新傳輸，這就要花費額外的時間。然而，即使受到干擾，無線網(wǎng)絡(luò)對于大多數(shù)應(yīng)用來說已經(jīng)足夠快了。通常最慢的無線局域網(wǎng)技術(shù)也要比大多數(shù)因特網(wǎng)服務(wù)快，所以無線局域網(wǎng)對因特網(wǎng)的訪問速度總起來說不比有線局域網(wǎng)的慢。但無線局域網(wǎng)對于局域網(wǎng)內(nèi)的操作（如交換文件和共享打印機）來說就比較慢。8.3.1無線網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)無線信號的覆蓋范圍受到很多因素的限制，例如信號類型、發(fā)射機功率強度以及物理環(huán)境等。就像廣播電臺的信號會隨著聽眾遠(yuǎn)離廣播信號發(fā)射塔而逐漸減弱一樣，數(shù)據(jù)信號也會隨著網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間距離的增加而減弱。信號覆蓋范圍還受到較厚的墻壁、地板或者天花板等的限制。無線信號可在空氣中傳播并能穿透墻壁。因此，從房屋外也可以訪問攜帶無線數(shù)據(jù)的信號，這樣就有可能造成非法存取文件、盜用因特網(wǎng)連接等。要使入侵者無法使用無線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，就要對無線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)加密。8.3.1無線網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)另外還有一個問題，就是授權(quán)。通過空氣傳送的信號是受政府機構(gòu)管制的。在多數(shù)頻率（如無線電廣播和電視使用的頻率）上進(jìn)行的廣播都需要獲得授權(quán)。只有特定的頻率可以不經(jīng)授權(quán)而用于公共事業(yè)（公用頻率）。公用頻率，例如無繩電話所使用的是2.4GHz，無線網(wǎng)絡(luò)也使用公用頻率。建立無線網(wǎng)絡(luò)不需要申請許可。但有限的公用頻率會很擁擠，相鄰的家庭網(wǎng)絡(luò)間不得不使用相同的頻率，因此造成了安全風(fēng)險。8.3.1無線網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)目前，最流行的無線局域網(wǎng)技術(shù)是Wi-Fi。諸如藍(lán)牙、無線USB（WUSB）和無線HD（WiHD）之類的無線技術(shù)對個人區(qū)域網(wǎng)（包含無線游戲控制器、MP3播放器、電視機、打印機、數(shù)碼相機和掃描儀）來說是很有用的。其他城域網(wǎng)或廣域網(wǎng)無線技術(shù)（如WiMAX和Zigbee）通常用于固定因特網(wǎng)接入。8.3.2藍(lán)牙技術(shù)“藍(lán)牙”（Blue-tooth）技術(shù)的倡導(dǎo)者是幾家世界著名的計算機和通信公司，如IBM、Intel、愛立信、諾基亞、東芝、微軟、3COM、朗訊、摩托羅拉等，他們采取了向產(chǎn)業(yè)界無償轉(zhuǎn)讓該項專利技術(shù)的策略，以實現(xiàn)其全球統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的目標(biāo)。藍(lán)牙是一種低功率、短距離無線連接的一個事實上的全球性技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，它無需通過電纜就能在電子設(shè)備、數(shù)字設(shè)備之間建立連接，擺脫了曾經(jīng)用來連接設(shè)備的各種電纜。藍(lán)牙基于無線電波建立通信，其可靠性和保密性由獨特的安全密鑰和健全的加密機制來保證。8.3.2藍(lán)牙技術(shù)藍(lán)牙網(wǎng)絡(luò)有時也叫微型網(wǎng)（plconet）。要組成網(wǎng)絡(luò)，藍(lán)牙設(shè)備會搜索覆蓋范圍內(nèi)的其他藍(lán)牙設(shè)備。當(dāng)藍(lán)牙設(shè)備彼此相距10米以內(nèi)時，藍(lán)牙網(wǎng)絡(luò)會在兩個或多個藍(lán)牙設(shè)備間自動形成，使得在其范圍之內(nèi)的各種移動便攜設(shè)備都能無縫地實現(xiàn)資源共享。在偵測到其他藍(lán)牙設(shè)備時，它通常會廣播設(shè)備類型，例如，打印機、PC機或移動電話。在交換數(shù)據(jù)前，兩個藍(lán)牙設(shè)備的所有者需要交換密鑰或個人身份識別號（PIN）。一旦交換了密鑰，兩個藍(lán)牙設(shè)備就會形成一個可信賴配對，以后在這兩個設(shè)備之間進(jìn)行通信就不再需要重新輸入密鑰了。8.3.2藍(lán)牙技術(shù)藍(lán)牙運行在2.4GHz的公用頻率下，所以任何人都能建立藍(lán)牙網(wǎng)絡(luò)。藍(lán)牙通常用來取替將鼠標(biāo)、鍵盤或打印機束縛在計算機上的短連接線。藍(lán)牙也能用來連接個人區(qū)域網(wǎng)內(nèi)的設(shè)備，連接家庭娛樂系統(tǒng)組件，讓汽車駕駛員不用手就可以操作移動電話和無線耳機，以及在PDA和桌面基站之間進(jìn)行同步等。一些外部設(shè)備里也內(nèi)置了藍(lán)牙功能。如果想實現(xiàn)計算機與這些設(shè)備的通信，可以使用各種擴展卡。藍(lán)牙2.1傳輸速度的峰值只有3Mb/s，覆蓋范圍大約是1~91米，而藍(lán)牙3.0能使用6~9GHz的頻率范圍，峰值傳輸速度能達(dá)到480Mb/s。8.3.3Wi-Fi技術(shù)Wi-Fi是指一組在IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)中定義的無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，這些標(biāo)準(zhǔn)與以太網(wǎng)兼容。Wi-Fi設(shè)備可以像無線電波（頻率是2.4GHz或5.8GHz）一樣傳輸數(shù)據(jù)。目前人們提到的無線網(wǎng)絡(luò)通常就是指Wi-Fi。Wi-Fi包括很多標(biāo)準(zhǔn)，以b、a、g、n和y標(biāo)識。其中一些標(biāo)準(zhǔn)是交叉兼容的，這就是說，在同一個無線網(wǎng)絡(luò)中可以使用不同的標(biāo)準(zhǔn)。表8-2列出了每種Wi-Fi標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)范。8.3.3Wi-Fi技術(shù)表8-2Wi-Fi標(biāo)準(zhǔn)8.3.3Wi-Fi技術(shù)在有線網(wǎng)絡(luò)中評定的速度和覆蓋范圍一般與實際應(yīng)用很接近，但無線網(wǎng)絡(luò)的速度和覆蓋范圍通常只是理論上的最大值，因為無線信號很容易衰減。雖然從理論上講Wi-Fi802.11n可以達(dá)到600Mb/s的速度，但在實際應(yīng)用中，它的速度通常只能達(dá)到144Mb/s，這遠(yuǎn)慢于千兆以太網(wǎng)。在普通的辦公室環(huán)境中，Wi-Fi的覆蓋范圍是8~45米。厚水泥墻、鋼梁和其他的環(huán)境障礙物都會顯著減少這個理論上的覆蓋范圍，因為信號不能可靠地傳輸。Wi-Fi信號還會因為同頻率電子設(shè)備（如2.4GHz的無繩電話）產(chǎn)生的干擾而中斷。8.3.3Wi-Fi技術(shù)Wi-Fi的速度和覆蓋范圍可以借助多種技術(shù)來提升。例如，多入多出（Multiple-InputMultiple-Output，MIMO）技術(shù)使用兩根或多根天線在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間發(fā)送多組信號。大多數(shù)筆記本電腦的天線和無線電收發(fā)器是內(nèi)置的。通?？梢酝ㄟ^查看計算機的說明文檔或屏幕上的實用程序來了解計算機是否具有使用無線網(wǎng)絡(luò)的功能（圖8-9，控制面板>文件>設(shè)備管理器）。8.3.3Wi-Fi技術(shù)圖8-9查看硬件列表來確定計算機是否具有無線網(wǎng)絡(luò)功能8.3.3Wi-Fi技術(shù)現(xiàn)在多數(shù)計算機都配備了Wi-Fi功能。如果計算機沒有Wi-Fi或者只帶較慢Wi-Fi協(xié)議的電路，那么可以使用Wi-Fi適配器（也叫Wi-Fi卡或無線網(wǎng)絡(luò)控制器）升級。那些帶USB接口的Wi-Fi卡可用于升級桌面計算機。見圖8-10。8.3.3Wi-Fi技術(shù)圖8-10臺式機無線網(wǎng)卡（左）和USB無線網(wǎng)卡8.3.3Wi-Fi技術(shù)有兩種建立無線網(wǎng)絡(luò)的方法（如圖8-11所示），一種是建立無線點對點網(wǎng)絡(luò)，其中的設(shè)備直接向其他設(shè)備廣播信號，好處是開銷小。因為如果設(shè)備預(yù)裝了無線網(wǎng)絡(luò)電路，那么用戶就不需要額外的設(shè)備了。點對點網(wǎng)絡(luò)的缺點在因特網(wǎng)接入。雖然可以通過點對點網(wǎng)路接入因特網(wǎng)，但是必須指定一臺網(wǎng)絡(luò)中的計算機作為網(wǎng)關(guān)設(shè)備。這臺用作網(wǎng)關(guān)的計算機需要一根電纜來連接因特網(wǎng)的調(diào)制解調(diào)器，并且網(wǎng)絡(luò)中的計算機需要訪問因特網(wǎng)時要保證作為網(wǎng)關(guān)的計算機是開機的。8.3.3Wi-Fi技術(shù)無線點對點網(wǎng)絡(luò)無線集中控制網(wǎng)絡(luò)圖8-11無線點對點網(wǎng)絡(luò)和無線集中控制網(wǎng)絡(luò)8.3.3Wi-Fi技術(shù)第二種選擇是無線集中控制網(wǎng)絡(luò)，它使用集中廣播設(shè)備，例如無線接入點或無線路由器。無線接入點是指發(fā)射和接收無線信號的設(shè)備，而無線路由器則是指帶有路由電路的無線訪問點，它可以將Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)連接到因特網(wǎng)。無線路由器為因特網(wǎng)接入提供了最大的靈活性和最佳的安全選擇。8.3.43G和4G技術(shù)第三代移動通信技術(shù)（3rd-generation，3G），是指支持高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆涓C移動通訊技術(shù)。3G服務(wù)能夠同時傳送聲音及數(shù)據(jù)信息，速率一般在幾百kbps以上。目前3G存在四種標(biāo)準(zhǔn)，即：CDMA2000，WCDMA，TD-SCDMA和WiMAX。4G是第四代移動通信技術(shù)的簡稱，又稱IMT-Advanced技術(shù)，為準(zhǔn)4G標(biāo)準(zhǔn)，是業(yè)內(nèi)對TD技術(shù)向4G最新進(jìn)展的TD-LTE-Advanced稱謂，這項中國自主知識產(chǎn)權(quán)的TD-LTE-Advanced技術(shù)成功入圍國際電信聯(lián)盟的4G候選標(biāo)準(zhǔn)。8.3.43G和4G技術(shù)2009年10月，國際電聯(lián)在德國德累斯頓征集遴選新一代移動通信（IMT-Advanced技術(shù)）候選技術(shù)，包括中國的TD-LTE-Advanced在內(nèi)，共有6項4G技術(shù)入圍成為候選技術(shù)提案。TD-LTE-Advanced是中國繼TD-SCDMA（第三代，2004）之后提出的具有自主知識產(chǎn)權(quán)的新一代移動通信技術(shù)，它吸納了TD-SCDMA的主要技術(shù)元素，但它將提供更寬的帶寬，差不多幾十兆的下載速度，可以進(jìn)行更多的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。8.3.43G和4G技術(shù)（1）研發(fā)及其應(yīng)用業(yè)界關(guān)于新一代移動通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的叫法很多，4G只是一個通用的名稱。目前，國際上主流的4G技術(shù)主要是LTE-Advanced和IEEE802.16mWimax兩種。TD-LTE技術(shù)方案屬于LTE-Advanced技術(shù)，得到國際主要通信運營企業(yè)和制造企業(yè)的廣泛支持。法國電信、德國電信、美國AT&T、日本NTT、韓國KT、中國移動、愛立信、諾基亞、華為、中興等明確表態(tài)支持LTE-Advanced。802.16m也獲得部分芯片、網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品制造企業(yè)如英特爾、思科等的聯(lián)合推薦。8.3.43G和4G技術(shù)與TD-SCDMA3G標(biāo)準(zhǔn)相比，TD-LTE更為開放，吸引了多家企業(yè)參與研發(fā)和技術(shù)跟蹤，TD-LTE與其他國際上同類技術(shù)的差距在縮小。從技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的確立到最終商用化需要很長時間，例如3G標(biāo)準(zhǔn)確立到最終商用經(jīng)歷了差不多10年。未來4G建網(wǎng)不可能完全替代3G，4G也不可能全球大范圍建網(wǎng)?？傊?，4G是3G技術(shù)的進(jìn)一步演化，是在傳統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)和技術(shù)的基礎(chǔ)上不斷提高無線通信的網(wǎng)絡(luò)效率和功能。同時，它包含的不僅僅是一項技術(shù)，而是多種技術(shù)的融合。不僅僅包括傳統(tǒng)移動通信領(lǐng)域的技術(shù)，還包括寬帶無線接入領(lǐng)域的新技術(shù)及廣播電視領(lǐng)域的技術(shù)。8.3.43G和4G技術(shù)（2）4G核心技術(shù)4G通信系統(tǒng)的特點決定了它將采用一些不同于3G的技術(shù)。對于4G中將使用的核心技術(shù)，業(yè)界并沒有太大的分歧?？偨Y(jié)起來，有以下幾種。1）正交頻分復(fù)用（OFDM）技術(shù)。這是一種無線環(huán)境下的高速傳輸技術(shù)，其主要思想就是在頻域內(nèi)將給定信道分成許多正交子信道，在每個子信道上使用一個子載波進(jìn)行調(diào)制，各子載波并行傳輸。盡管總的信道是非平坦的，即具有頻率選擇性，但是每個子信道是相對平坦的，在每個子信道上進(jìn)行的是窄帶傳輸，信號帶寬小于信道的相應(yīng)帶寬。OFDM技術(shù)的優(yōu)點是可以消除或減小信號波形間的干擾，對多徑衰落和多普勒頻移不敏感，提高了頻譜利用率，可實現(xiàn)低成本的單波段接收機。8.3.43G和4G技術(shù)2）軟件無線電。其基本思想是把盡可能多的無線及個人通信功能通過可編程軟件來實現(xiàn)，使其成為一種多工作頻段、多工作模式、多信號傳輸與處理的無線電系統(tǒng)。也可以說，是一種用軟件來實現(xiàn)物理層連接的無線通信方式。3）智能天線技術(shù)。智能天線具有抑制信號干擾、自動跟蹤以及數(shù)字波束調(diào)節(jié)等智能功能，是未來移動通信的關(guān)鍵技術(shù)。智能天線應(yīng)用數(shù)字信號處理技術(shù)，產(chǎn)生空間定向波束，使天線主波束對準(zhǔn)用戶信號到達(dá)方向，旁瓣或零陷對準(zhǔn)干擾信號到達(dá)方向，達(dá)到充分利用移動用戶信號并消除或抑制干擾信號的目的。這種技術(shù)既能改善信號質(zhì)量又能增加傳輸容量。8.3.43G和4G技術(shù)4）多輸入多輸出（MIMO）技術(shù)。是指利用多發(fā)射、多接收天線進(jìn)行空間分集的技術(shù)，它采用的是分立式多天線，能夠有效地將通信鏈路分解成為許多并行的子信道，從而大大提高容量。信息論已經(jīng)證明，當(dāng)不同的接收天線和不同的發(fā)射天線之間互不相關(guān)時，MIMO系統(tǒng)能夠很好地提高系統(tǒng)的抗衰落和噪聲性能，從而獲得巨大的容量。在功率帶寬受限的無線信道中，MIMO技術(shù)是實現(xiàn)高數(shù)據(jù)速率、提高系統(tǒng)容量、提高傳輸質(zhì)量的空間分集技術(shù)。8.3.43G和4G技術(shù)5）基于IP的核心網(wǎng)。4G的核心網(wǎng)是一個基于全I(xiàn)P的網(wǎng)絡(luò)，可以實現(xiàn)不同網(wǎng)絡(luò)間的無縫互聯(lián)。核心網(wǎng)獨立于各種具體的無線接入方案，能提供端到端的IP業(yè)務(wù)，能同已有的核心網(wǎng)和PSTN兼容。核心網(wǎng)具有開放的結(jié)構(gòu)，能允許各種空中接口接入核心網(wǎng)；同時核心網(wǎng)能把業(yè)務(wù)、控制和傳輸?shù)确珠_。采用IP后，所采用的無線接入方式和協(xié)議與核心網(wǎng)絡(luò)（CN）協(xié)議、鏈路層是分離獨立的。IP與多種無線接入?yún)f(xié)議相兼容，因此在設(shè)計核心網(wǎng)絡(luò)時具有很大的靈活性，不需要考慮無線接入究竟采用何種方式和協(xié)議。8.3.43G和4G技術(shù)（3）移動4G中國移動采用了由中國主導(dǎo)的4GLTE標(biāo)準(zhǔn)中的TD-LTE。TD-LTE演示網(wǎng)理論峰值傳輸速率可以達(dá)到下行100Mbps、上行50Mbps，技術(shù)成熟，具備大規(guī)模推廣的條件。2014年，中國移動的TD-LTE基站達(dá)到35萬個，成為世界上最大的TDD-LTE4G網(wǎng)絡(luò)運營商。8.3.5關(guān)于5G技術(shù)三星公司宣布在5G移動通信技術(shù)領(lǐng)域的研發(fā)工作取得了突破性進(jìn)展，最高下載速率達(dá)到1Gbps。據(jù)報道，三星5G蜂窩網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的工作頻段為28GHz。在實時信號交換測試中，該公司的實驗設(shè)備獲得了1Gbps的下載速率。這意味著，下載一部容量10G的1080p全高清電影只需打印1分鐘。相比之下，目前的LTE4G網(wǎng)絡(luò)最高下載速率為75Mbps，僅為前者的十四分之一。三星還表示，他們的5G技術(shù)最高理論下載速率可達(dá)10Gbps。不過他們也承認(rèn)，該技術(shù)目前還處于起步階段，本次實驗所使用的設(shè)備也配備多達(dá)64個天線單元。據(jù)估計，5G通信技術(shù)正式投入商用需要等到2020年。8.4使用局域網(wǎng)局域網(wǎng)和其他類型的網(wǎng)絡(luò)已非常普及，通過提供共享資源（如授權(quán)網(wǎng)絡(luò)用戶可以訪問的硬