網絡設備

不論是局域網、城域網還是廣域網，在物理上通常都是由網卡、集線器、交換機、路由器、網線、RJ45接頭等網絡連接設備和傳輸介質組成的。網絡設備又包括中繼器、網橋、路由器、網關、防火牆、交換機等設備。

服務器是計算機網絡上最重要的設備。服務器指的是在網絡環境下運行相應的應用軟件，為網絡中的用户提供共享信息資源和服務的設備。服務器的構成與微機基本相似，有處理器、硬盤、內存、系統總線等，但服務器是針對具體的網絡應用特別制定的，因而服務器與微機在處理能力、穩定性、可靠性、安全性、可擴展性、可管理性等方面存在很大的差異。通常情況下，服務器比客户機擁有更強的處理能力、更多的內存和硬盤空間。服務器上的網絡操作系統不僅可以管理網絡上的數據，還可以管理用户、用户組、安全和應用程序。 ^[1] 

服務器是網絡的中樞和信息化的核心，具有高性能、高可靠性、高可用性、I/O吞吐能力強、存儲容量大、聯網和網絡管理能力強等特點。

服務器可以適應各種不同功能、不同環境，分類標準也變得多樣化：按應用層次進行劃分（入門級、工作組級、部門級、企業級）、按處理器架構進行劃分（X86\IA64\RISC）、按服務器的處理器所採用的指令系統劃分（CISC\RISC\VLIW）、按用途進行劃分（通用型、專用型）、按服務器的機箱架構進行劃分（台式服務器、機架式服務器、機櫃式服務器、刀片式服務器）等。

服務器的選擇：

1、性能要穩定，為了保證網絡能正常運轉，所選擇的服務器首先要確保穩定，另一個方面，性能穩定的服務器意味着為公司節省維護費用。

2、以夠用問準則。

3、應考慮擴展性，為了減少更新服務器帶來的額外開銷和對工作的影響，服務器應當具有較高的可擴展性。可以及時調整配置來適應發展。

4、便於操作和管理。

5、滿足特殊要求。

6、硬件搭配合理，為了能使服務器更高效地運轉，要確保所購買的服務器的內部配件的性能必須合理搭配。 ^[1] 

（Repeater）

中繼器是局域網互連的最簡單設備，它工作在OSI體系結構的物理層，它接收並識別網絡信號，然後再生信號並將其發送到網絡的其他分支上。要保證中繼器能夠正確工作，首先要保證每一個分支中的數據包和邏輯鏈路協議是相同的。例如，在802.3以太局域網和802.5令牌環局域網之間，中繼器是無法使它們通信的。

但是，中繼器可以用來連接不同的物理介質，並在各種物理介質中傳輸數據包。某些多端口的中繼器很像多端口的集線器，它可以連接不同類型的介質。

中繼器是擴展網絡的最廉價的方法。當擴展網絡的目的是要突破距離和結點的限制時，並且連接的網絡分支都不會產生太多的數據流量，成本又不能太高時，就可以考慮選擇中繼器。採用中繼器連接網絡分支的數目要受具體的網絡體系結構限制。

中繼器沒有隔離和過濾功能，它不能阻擋含有異常的數據包從一個分支傳到另一個分支。這意味着，一個分支出現故障可能影響到其它的每一個網絡分支。

集線器是有多個端口的中繼器。簡稱HUB

（Bridge）

網橋工作於OSI體系的數據鏈路層。所以OSI模型數據鏈路層以上各層的信息對網橋來説是毫無作用的。所以協議的理解依賴於各自的計算機。

網橋包含了中繼器的功能和特性，不僅可以連接多種介質，還能連接不同的物理分支，如以太網和令牌網，能將數據包在更大的範圍內傳送。網橋的典型應用是將局域網分段成子網，從而降低數據傳輸的瓶頸，這樣的網橋叫“本地”橋。用於廣域網上的網橋叫做“遠地”橋。兩種類型的橋執行同樣的功能，只是所用的網絡接口不同。

生活中的交換機就是網橋。

（Router）

路由器工作在OSI體系結構中的網絡層，這意味着它可以在多個網絡上交換和路由數據數據包。路由器通過在相對獨立的網絡中交換具體協議的信息來實現這個目標。比起網橋，路由器不但能過濾和分隔網絡信息流、連接網絡分支，還能訪問數據包中更多的信息。並且用來提高數據包的傳輸效率。

路由表包含有網絡地址、連接信息、路徑信息和發送代價等。

路由器比網橋慢，主要用於廣域網或廣域網與局域網的互連。

橋由器（Brouter）

Brouter是網橋和路由器的合併。

（gateway）網關把信息重新包裝的目的是適應目標環境的要求。

網關能互連異類的網絡，

網關從一個環境中讀取數據，剝去數據的老協議，然後用目標網絡的協議進行重新包裝。

網關的一個較為常見的用途是在局域網的微機和小型機或大型機之間作翻譯。

網關的典型應用是網絡專用服務器。

（Firewall）

在網絡設備中，是指硬件防火牆。

硬件防火牆是指把防火牆程序做到芯片裏面，由硬件執行這些功能，能減少CPU的負擔，使路由更穩定。

硬件防火牆是保障內部網絡安全的一道重要屏障。它的安全和穩定，直接關係到整個內部網絡的安全。因此，日常例行的檢查對於保證硬件防火牆的安全是非常重要的。

系統中存在的很多隱患和故障在暴發前都會出現這樣或那樣的苗頭，例行檢查的任務就是要發現這些安全隱患，並儘可能將問題定位，方便問題的解決。

交換（switching）是按照通信兩端傳輸信息的需要，用人工或設備自動完成的方法，把要傳輸的信息送到符合要求的相應路由上的技術統稱。

廣義的交換機（switch）就是一種在通信系統中完成信息交換功能的設備。 在計算機網絡系統中，交換概念的提出是對於共享工作模式的改進。我們以前介紹過的HUB集線器就是一種共享設備，HUB本身不能識別目的地址，當同一局域網內的A主機給B主機傳輸數據時，數據包在以HUB為架構的網絡上是以廣播方式傳輸的，由每一台終端通過驗證數據包頭的地址信息來確定是否接收。也就是説，在這種工作方式下，同一時刻網絡上只能傳輸一組數據幀的通訊，如果發生碰撞還得重試。這種方式就是共享網絡帶寬。

交換機擁有一條很高帶寬的背部總線和內部交換矩陣。交換機的所有的端口都掛接在這條背部總線上，控制電路收到數據包以後，處理端口會查找內存中的地址對照表以確定目的MAC（網卡的硬件地址）的NIC（網卡）掛接在哪個端口上，通過內部交換矩陣迅速將數據包傳送到目的端口，目的MAC若不存在才廣播到所有的端口，接收端口迴應後交換機會“學習”新的地址，並把它添加入內部MAC地址表中。 使用交換機也可以把網絡“分段”，通過對照MAC地址表，交換機只允許必要的網絡流量通過交換機。通過交換機的過濾和轉發，可以有效的隔離廣播風暴，減少誤包和錯包的出現，避免共享衝突。

交換機在同一時刻可進行多個端口對之間的數據傳輸。每一端口都可視為獨立的網段，連接在其上的網絡設備獨自享有全部的帶寬，無須同其他設備競爭使用。當節點A向節點D發送數據時，節點B可同時向節點C發送數據，而且這兩個傳輸都享有網絡的全部帶寬，都有着自己的虛擬連接。假使這裏使用的是10Mbps的以太網交換機，那麼該交換機這時的總流通量就等於2×10Mbps=20Mbps，而使用10Mbps的共享式HUB時，一個HUB的總流通量也不會超出10Mbps。

總之，交換機是一種基於MAC地址識別，能完成封裝轉發數據包功能的網絡設備。交換機可以“學習”MAC地址，並把其存放在內部地址表中，通過在數據幀的始發者和目標接收者之間建立臨時的交換路徑，使數據幀直接由源地址到達目的地址。

個人計算機：典型的個人計算機就是個體用户所擁有的桌面計算機、工作站或筆記本電腦。微型計算機的最常見的類型就是個人計算機，應用於大多數的組織機構之中。

服務器：網絡上，儲存了所有必要信息的計算機或其它網絡設備，專用於提供特定的服務。例如，數據庫服務器中儲存了與某些數據庫相關的所有數據和軟件，允許其它網絡設備對其進行訪問，並處理對數據庫的訪問。文檔服務器就是計算機和儲存設備的組合，專用於供該網絡上的任何用户將文檔儲存到服務器中。打印服務器就是對一台或多台打印機進行管理的設備，而網絡服務器就是對網絡傳輸進行管理的計算機。

網卡：網絡接口卡（NIC）是計算機或其它網絡設備所附帶的適配器，用於計算機和網絡間的連接。每一種類型的網絡接口卡都是分別針對特定類型的網絡設計的，例如以太網、令牌網、FDDI或者無線局域網。網絡接口卡（NIC）使用物理層（第一層）和數據鏈路層（第二層）的協議標準進行運作。網絡接口卡（NIC）主要定義了與網絡線進行連接的物理方式和在網絡上傳輸二進制數據流的組幀方式。它還定義了控制信號，為數據在網絡上進行傳輸提供時間選擇的方法。

集線器：集線器是最簡單的網絡設備。計算機通過一段雙絞線連接到集線器。在集線器中，數據被轉送到所有端口，無論與端口相連的系統是否按計劃好要接收這些數據。除了與計算機相連的端口之外，即使在一個非常廉價的集線器中，也會有一個端口被指定為上行端口，用來將該集線器連接到其它的集線器以便形成更大的網絡。

調制解調器：調制解調器是一種接入設備，將計算機的數字信號轉譯成能夠在常規電話線中傳輸的模擬信號。調制解調器在發送端調製信號並在接收端解調信號。許多接入方式都離不開調制解調器，如56k的調制解調器、ISDN、DSL等。它們可以為內部設備，插在系統的擴展槽中；或外部設備，插在串口或USB端口中；或膝上電腦所用的PCMCIA板；或專為諸如手提電腦等系統中使用而設計的設備。另外，許多膝上電腦都配備了集成調制解調器。還提供了機架式調制解調器供大範圍地使用調制解調器，如ISP。

光纖收發器：光纖收發器是一種將短距離的雙絞線電信號和長距離的光信號進行互換的以太網傳輸媒體轉換單元，在很多地方也被稱之為光電轉換器。

光纜：由光纖(光傳輸載體)經過一定的工藝而形成的線纜。

俗話説得好：“防範於未然”，網絡設備就如我們身體各個部位的器官，各個器官健康正常我們的身體才會通氣活血。於網絡亦然，只有網卡、集線器、交換機、路由器、網線、RJ45接頭等網絡連接設備和傳輸介質正常運轉，網絡才會暢通無阻。我們自己懂得通過做運動、講究衞生、注意安全、定時體檢來保養自己的體魄，那麼網絡設備應該怎樣保養呢?筆者認為防斷電、防雷擊、防靜電、防灰塵、防電磁干擾、防潮散熱等等措施是一個也不能少的。隨着網絡規模的不斷擴大，構成網絡的設備數量在急劇膨脹，設備的品種也在不斷地翻新，如果日常對這些設備不進行保養，沒有定期對他們進行維護，日子長了就會引發很多莫名其妙的故障，而且這些故障隱性很高，不容易發現，讓你頭痛不已。如果遇到突發情況，如雷電，假若你平時沒有做好足夠的保護措施，説不定馬上就報銷你的設備。所謂：“平時不燒香，臨時抱佛腳”，等到網絡性能下降、網絡服務終止，你才不得不急急忙忙逐一檢測每個網絡設備，這樣就會消耗大量人力、物力，且很難在短時間內準確定位影響性能、服務的設備故障，輕則耽誤了工作的正常進行，重則會導致設備損毀，造成重大的損失，所以，日常的網絡設備保養是不可忽視的重點。

在現今經常供電不足的形勢下，市電對企業實施拉閘限電已是常見的現象，而且供電過程中因電壓不足還會出現時斷時續，電源忽高忽低(電壓過低，如低於150V;或過高，如高於260V)的不穩定問題，而由於電源時常不穩定就會導致局域網中路由器、交換機、服務器等各類設備無法連續正常工作，輕則影響了上網的質量，長期如此會大大縮短設備的壽命。所以要保障網絡設備的“健康”，就要為他們配備性能優良穩定的UPS電源系統。UPS電源可以解決電網存在的諸如：斷電、雷擊尖峯、浪湧、頻率震盪、電壓突變、電壓波動、頻率漂移、電壓跌落、脈衝干擾等等問題，而精密的網絡設備更是不允許電力有間斷的，故此以服務器、大型交換機、路由器為核心的網絡中心要配備UPS更是不言而喻了。

網絡設備的保護神UPS使用簡單但自身卻又比較嬌氣，科學的保養和維護才會延長UPS的壽命。保養的方法包括：儘量不接電感性負載。不宜滿載或過度輕載，長期滿載狀態將直接影響UPS壽命，一般情況下，在線式UPS的負載量應該控制在70%～80%，而後備式的UPS的負載量應該控制在60%～70%。另外還要保護好蓄電池，雖然表面上它不需要維護，但照顧不周，同樣會出毛病，蓄電池是要求在0～30℃環境中工作，25℃時效率最高。因此，在冬、夏季一定要注意UPS的工作環境，温度高了會縮短電池壽命，温度低了，將達不到標稱的延時。另外還要定期維護，如果當地長期不停電，必須定期三個月人為中斷供電，使UPS帶負載放電。最後還應把UPS放在通風散熱良好的地方。

多雷區在我國並不少見，以廣州市為例，每年平均的雷暴天氣可達80.3次，所以因為雷擊而遭受損害的企業及網吧業主數量不少。根據俠諾科技的工程師調查，30%的網絡設備故障都與雷擊有關。架空進出建築物的各種數據傳輸線(如電力線、電源線、信號線、電纜線、電話線等)長期外露分佈於防雷裝置保護範圍外，極容易遭受雷電的侵入。如果沒做好足夠防雷措施，受到雷電襲擊的網絡設備損失往往會很慘重，可能直接造成服務器、交換機、HUB和網卡等設備的燒燬及網絡的長時段癱瘓。有的時候雷擊所造成的感應的電壓不足於一次擊壞網絡設備，即使當時沒有造成網絡故障，但長年累月的過壓衝擊網絡設備，很容易會引起網絡設備零件的老化，讓網絡設備使用壽命急劇下降，而舊設備更加容易遭受破壞，嚴重影響網絡的穩定性能。

網絡設備的防雷方法主要是做好設備接地裝置及安裝有效的防雷保護系統。首先要做的就是網絡設備的安全接地，還要多使用無線AP作訊號橋接減少外露。另外，網絡防雷系統大致上分為電源防雷器和網絡防雷器，分別保護網絡電源和網絡信號系統。對於高精的網絡設備的保護而言，需要在它們的電源輸入端前設置電源防雷器，這樣做可以將沿供電線路襲來的雷電過電壓侵入波防護在外。而交換機防雷可在交換機的RJ45信號端口增強防雷設計，升級版的交換機的RJ45信號端口浪湧共模防護6kV，普通交換機共模防護2kV（浪湧保護即為防雷擊）。升級版的“優肯”交換機防雷功能比普通的高了三倍而網絡防雷器則大致上分為空氣間隙間隔式和半導體式。

市面上的網絡防雷器多采用不同器件組合成三級方式，第一級由大通流量的氣體放電管進行初級保護，以降低殘壓並把大部分雷電流泄放入大地;第二級採用去耦電阻或PTC進行阻流延時和分壓，以配合第一、三級的元件的特性要求;第三級採用TVS進行精細保護，以進一步降低殘壓，使其達到設備的安全電壓要求。例如：捷瑞(JaRa) 3207終端設備防雷器、平宇SJ05FF4H入層防雷器、雷迅(ASP) RJ45-XE系列骨幹網防雷器都是不錯的選擇。

大家都知道靜電放電(ElectroStatic Discharge，ESD)很容易造成計算機以及外設的硬件損壞，所以，網絡設備同樣難逃靜電厄運。靜電是無處不在的，上文提到的自然界的雷電是強對流氣候下典型的ESD現象，但是日常生活中的ESD現象也是頻繁地發生着。隨着網絡設備芯片工藝的進步，芯片的速度和功能都得以提升，但芯片卻變得更加脆弱。一個不太高的ESD電壓就能將晶體管擊穿，一個不太大的ESD電流就能將連線熔斷。既然靜電是網絡設備的無形殺手，那麼，大家平時就要對網絡設備進行有效的保養和維護，並且要採取正確的防範措施。

(1)各部分網絡設備應保持良好的接觸，要有可靠的接地。對易受ESD危害的重點設備，應在其外圍進行屏蔽和隔離。

(2)北方地區在秋冬季節應使用加濕器，保持室內空氣的一定濕度，防止靜電在設備、傢俱和身體上大量積累。

(3)需要打開設備進行維護時，規範的做法是戴上防靜電手套，不過，對於廣大的普通用户而言，可以先切斷電源。

並將手放在牆壁或水管上一會兒，以放掉自身靜電。筆者自己就曾遇到這樣的一個案例，就是由於靜電的原因導致路由器設置參數丟失。筆者公司的局域網，採用ADSL pppoe方式接入，用路由器共享上網，而且所有的電腦均通過交換機連接路由器，使用了將近兩年，一直表現正常，但是入冬以後總是出現路由器設置參數丟失導致無法上網的故障，左查右查無結果，後來發現所有的網絡設備都放在一個地方，和電腦的連接線交錯放在一起，於是馬上警覺可能是靜電惹的禍，立刻把路由器和交換機放到一邊，斷電後清理乾淨，重新固定安裝好，故障解決。

灰塵，其危害程度也是不可低估的。所以，路由器、交換機等網絡設備的除塵功夫也是很重要的，如果灰塵過多，清理灰塵又不是很及時，你的網絡就會出現一些希奇古怪的故障，嚴重的甚至會燒燬設備裏面的芯片。如果你認為筆者所説的對路由器、交換機的危害是“危言聳聽”的，那麼網卡你相信了吧。計算機在工作的時候，會產生一定的靜電場、磁場，加上電源和CPU風扇運轉產生的吸力，會將懸浮在空氣中的灰塵顆粒吸進機箱並滯留在主辦、顯卡以及網卡上。如果不定期清理，灰塵將越積越多，嚴重時，甚至會使電路板的絕緣性能下降，引來短路、接觸不良，黴變，造成硬件故障。因此應定期打開機箱，用乾淨的軟布、不易脱毛的小毛刷、吹氣球等工具進行機箱內的部件，包括網卡進行除塵。

如果網卡長時間沒有進行清理，積的灰塵過多，加之空氣潮濕，就會導致網卡上芯片部分引腳之間短路，與主板就不能很好的進行數據交換，到時就會出現很多奇怪的網絡問題，嚴重的就會報銷網卡。另外，其它的網絡設備也是一樣的，要經常除塵，例如水晶頭，路由、交換機的接口等等容易“藏污納詬”的地方就要更加註意保養了。如果要掃除路由器、交換機面板的灰塵，可用潮濕的軟布和中性高濃度的洗液進行擦拭，擦完後不必用清水清洗，殘留在上面的洗液有助於隔離灰塵，下次清洗時只需用濕潤的毛巾進行擦拭即可。

數據在網線中傳輸，是會受到多方面的影響，電磁干擾就是主要的一個方面，所以當我們進行佈線的時候網線就應當避開電磁干擾區域。布好線以後還要進行保養，除了不要時常對網線進行彎曲拉扯以及用重物壓以外，例如電動機、音箱和無線電收發裝置等也要離網線以及網絡設備遠一點，確保網絡信號不會免受外界輻射影響。還有，在計算機內部的網卡發生干擾的情況也會經常出現，因為網卡和顯卡由於插得太近也會產生干擾。干擾不嚴重時，網卡能勉強工作，數據通信量不大時用户往往感覺不到，但在進行大數據量通信時，在Windows98下就會出現“網絡資源不足”的提示，造成機器死機現象。

筆者有個朋友，家裏安裝ADSL以後，上網速度快了很多不過卻很不穩定，而且經常掉線。先後重新安裝了操作系統，並更換了網卡等設備，以及排除了可能的軟件問題，不過情況就是沒有改善。後來有一天中午，朋友發現網速突然有了大幅的提升，而且沒有掉線，不過到了晚上又恢復了老樣子。後來仔細檢查線路，發現了原來線路旁邊有個變壓器在中午的時候正好沒有工作。看來，是變壓器造成的干擾所引起的問題。於是將外面的線路迂迴延長，繞開變壓器，還採用了具有超強屏蔽功能的超五類屏蔽雙絞線，結果問題解決了，上網速度非常穩定。

由於路由器、交換機、集線器等網絡設備是由許多緊密的電子元件組成的，因此務必要將它們放置在乾燥的地方，以防止潮濕引起電路短路。特別是網線和電話線，在過濕的環境中水晶接頭處容易發黴、氧化，造成接觸不良，因而會造成上網速度降低。另外，由於網絡設備在運行過程中設備的芯片會散發大量的熱量，如果不及時將其散發，則有可能導致芯片過熱，工作異常，因此，最好將路由器、交換機、集線器等放置在通風涼爽的位置。筆者有個MM朋友，一年到晚把一塊裝飾布蓋住路由器，問其為什麼這樣做，“美其名曰”防塵。還有個哥們，和那MM相反，極其髒亂，桌面上一大堆書、雜物之類，把路由器包圍得密密實實，路由想透透氣也難啊!

其實網絡設備的保養和很多的IT產品是一樣的，上面提到的六防一定要注意。當然，另外還有一些細節地方是上文沒有提及到的，例如防鼠、防水、防跌等等。不過，總的來説，只要大家平時多留幾個心，勤快一點，好好愛護保養這些網絡設備，就能為你家、你公司，你的網吧的網絡系統的正常運行提供保障。 ^[2]