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经验教程)我用CAD建模渲染的22个实例12008-11-30 23:15经验教程)我用CAD建模渲染的22个实例 我用CAD建模渲染的22个实例前言：本论坛有的会员曾求助：请多发表一些渲染案例。为满足新手们的要求，我从近年来在网上已经发过的效果图中，选载了有制作或渲染过程的CAD作品22个，编辑为实例发帖于后，希望大家喜欢。 2003-04-04首发天正网，2007-02-09 在CAD世界官方网更新发图。目录1、我退休前的得意作-红军城的县委办公楼效果图2、用天正建筑5.0制作渲染的小卧室装修效果图3、用天正建筑6.5制作的毛主席沁园春诗词纸裱4、CAD做的向雷锋同志学习的镜屏5、CAD曲面贴字作品-江山如此多嬌6、用CAD制作毛主席“长征”诗词的作品7、“为人民服务”镜屏的作法8、用CAD2007制作渲染两个玻璃球体鱼缸 9、CAD作品伴随我半个世纪的算盘10、以假乱真-含苞荷花与照片中的荷花媲美11、CAD制作瓷盘模型简单，渲染彩图实难12、我的液晶显示器CAD2007作品13、CAD三维作品-我的印章14、下圆上方渐变扭转的花瓶制作与渲染15、都市夜景中的艺术围栏16、仿制一个毛泽东时代的语录牌精品17、夜竹下的瓷镡，用CAD2007渲染18、“嫦娥奔月”配景作品的制作方法19、竹篱笆中的八仙桌上摆起了版主的提琴和闹钟20、古典茶壶现代杯，原质原味CAD21、AutoCAD逆反作品-金鱼与猫22、用八个命令创建模型的幕墙楼房效果图以下内容需要回复才能看到1、我退休前的得意作-红军城的县委办公楼效果图 此帖在CAD世界官方网上被zgwqg 超级版主评分：分数: 金钱 +42 / 元宝 +4 。被 newdhj版主评分：分数: 金钱 +18 / 元宝 +1。一、工程简介：此办公楼座落在四川省旺苍县城，19331934年间，红四方面军总部及其兵工厂、医院等重要机关驻扎此地，建立了很多苏维埃红色政权，并从这里出发与中央红军会合，一道“长征”北上，解放后旺苍县城誉为红军城。该工程是11层的高层建筑，含地下室的总高度达37.3米，建筑面积10042平方米。十四年前我担任该工程的设计及工程监理的技术总负责人，从设计到施工的全过程，都倾注着笔者的呕心沥血，是笔者在退休前为红军城建设作的最有意义的事。此建筑在现代并非新颖，但在十四年前，它却是巴蜀老、边、少地区的一颗“明珠”。2002年秋笔者用“天正建筑5.0软件”，重新绘制建筑的平、立图并创建三维模型渲染出效果图，同时撰写出应用天正建筑5.0的感受文章,于2003年春节前上传天正公司都被应征。“天正网”还为此加了“编者按语”在主页上长期刊载该文章，让同行继续浏览和下载。今启动CAD2007软件，重新附材质渲染出此效果图。此次渲染完全是用CAD功能完成，没有用其它软件作后期工作，是“原质原味”的CAD作品。今上传本论坛，供新手和对建筑感兴趣的网友参考。二、效果图制作过程：1、建筑的平、立、剖面及其楼房主体的三维模型，均由天正建筑5.0软件绘制。2、直接用CAD创建的模型是：底层外走廊的望柱栏板、室外的花园，二层的大雨蓬，楼、地、屋面板，屋顶的花架，以及此次新增的金属电视塔模型。3、由于CAD2007没有“新建配件图”功能，笔者只好使用“透明与不透明”的贴图手段来插入一些配景图片，如：花园中的花丛、树木及灯具，室外的轿车、人群，台阶上的人物，建筑物前的大气球，以及幕墙前的国徽等等，都是先创建“面域”和透明与不透明图片后，再用“透明与不透明”的贴图手段来插入的。4、渲染前新建材质25种，按需要调整好相应材质的参数。由于我机子只有512兆内存，渲染是太费劲了，反复试染好几天才算成功。5、效果图的背景是选用的图片，很难找到合适的光栅图。本想不要背景图片，到Photoshop 7.0中，去抠图粘贴来完成后期工作。但是这又不能保持ACAD渲染的“原质原味”，所以就将就了。6、光源设置：我是用的“点光源”+“聚光灯”，“平行光”也试过，但一打平行光，整个建筑都亮得发白了，反而不真实，就取消了。总之，在单纯的CAD中渲染高层建筑楼房的效果图，实在是难，此系探讨、尝试。如果要更好的效果，还是以CAD建模，3dmax渲染，再用Photoshop软件去完成后期工作为佳。2、用天正建筑5.0制作渲染的小卧室装修效果图（此帖原发表于晓东CAD家园论坛“天正建筑系列软件应用技术专栏” 2003年10月12日）/dengdinghui说：为鼓励年轻人作效果图，我贴三幅效果图抛砖引玉。（这里仅将其中的“小卧室装修效果图”加制作过程载于此文）卧室装修效果图.jpg (69.91 KB)2007-4-4 15:22此帖在晓东CAD家园论坛被斑竹加积分：3 by Ccarch，斑竹奖励爱心币：30 by Ccarch2005年10月9日在晓东CAD家园论坛的“AutoCAD平台下3D建模应用技术”专栏，我贴出用Tarch5建模，以Arch2006软件渲染的居室效果图如下。邓氏居室效果图.jpg (95.29 KB)2007-4-4 15:22此帖在晓东CAD家园论坛被斑竹奖励爱心币：10 by 余浩金剑青铜长老说：谢谢邓工支持，当初我开发TArch5的时候，您就提出了很好的建议，给了我很大的支持。谢谢您继续使用我的新作Arch2006。（笔者注释：金剑原系天正建筑5.0的开发者，现又是一流的清华斯维尔建筑软件的打造者。）newdhj青铜长老说：真是老有所乐。今天是九九重阳敬老节，祝你健康、长寿。本以为自己在此论坛算是年长者了，在家以上网度日，等退休。这样看来更有长者在上，向你致敬了！chengmin 说：您能仔细的说出用天正的制作过程吗？dengdinghui回复：这里只能简单的谈谈我用天正建筑5.0作小卧室效果图的步骤，供参考。1、击“轴网、墙体、门窗”等功能，建立平面图。2、在房间内用“图库图案/通用图库”中查找你要的家用具，如果没有就插入自备的或自制的家用具图块。3、击“房间屋顶/房间面”功能，绘制地面板；与此同时再复制刚生成的“地面板”至楼顶作为封顶的楼盖。4、在“通用图库”中，查找天棚的三维图块，没有就自己绘制，并将其移动到楼盖的底面。5、进入三维环境，对墙面、天棚、门窗、乃至家具赋上材质，有的还要用“贴图”功能，调整贴面格式或比例。6、击“设置观察/相机透视”功能，选择视点进行室内透视。7、击“视图/渲染/照片级真实感渲染/渲染”功能，进行渲染。这中间还要选择“光源”，有时还要选择光栅图作为“背景”，或插入“场景”图，进行渲染。8、用“抓图”软件把渲染图抓下来存盘，就成为光栅图了。9、如果要真实的人物、花草、树木等予以配景，则启动Photoshop 7.0软件来修改光栅图，即大功告成。2003年10月14日 20:473、用天正建筑6.5制作的毛主席沁园春诗词纸裱2006年02月08日 17:17笔者将画像织绣艺术品的毛主席沁园春诗词，用天正建筑6.5“路径曲面”功能制成纸裱，供大家欣赏，祝大家新年快乐！ IMG /IMGwujianghong2000 高级会员说：做的真不赖，高人，什么时候给点播一下。as123456黄金长老说：能不能简单说一下制作步骤 dengdinghui超级会员说：制作步骤：1、用“天正建筑”的【路径曲面】制作字卷纸裱（当然也可用CAD的路径曲线拉伸）。2、用“圆环体”和“圆柱体”组成纸卷杆，并布尔“集并”后插入卷筒。3、将画像织绣艺术品的毛主席沁园春诗词图片，作为材质赋给纸裱。并选择木纹材质赋给纸卷杆。4、最后“渲染/照片级真实感渲染”即大功告成。 2006年02月08日 17:17as123456 黄金长老说：有创意，学到一招。虎仔 初级会员说：能有这么好的效果，想不到！4、CAD做的向雷锋同志学习的镜屏2006年03月雷锋.JPG (44.51 KB)2007-4-5 14:46dengdinghui支柱会员说：为毛主席号召学习雷锋43周年纪念，再贴一幅本人用CAD创作的向雷锋同志学习的三维作品，供大家分享！johnone中级会说：真的是autocad做的？能否讲讲具体的做法？dengdinghui支柱会员说：楼上的，这个镜屏完全是在CAD中制作和渲染的。请看上面黑底色图：左边一幅是二维图，右一幅是三维消影图，对照渲染图再看看是否还有疑。制作方法：1、把毛主席手迹矢量化为空心字再拉伸为立体字；2、在平面中画矩形图并偏移一个，接着拉伸和布尔差集，以作成镜框；3、分别画三个矩形并面域，作为镜屏底、手迹底和雷锋图像的底子；4、用三维旋转命令将所有图素旋转90度，成为立体图。5、对镜框、镜屏底子和手迹底子分别赋材质，同时也将雷锋图片作为材质赋给手迹上的小面域。6、以“照片级真实感渲染”后成图，OK！5、CAD曲面贴字作品-江山如此多嬌2006年03月24日 21:41dengdinghui支柱会员说：原创：CAD曲面贴字作品-江山如此多嬌2006年03月20日“江山如此多嬌”是毛主席沁园春-雪中的诗词录语，笔者用CAD制作为三维字和三维纸裱，并配以“江山”图片渲染而成CAD曲面贴字作品,希望大家喜欢。附图：在CAD中制作和渲染的效果图。gaoshida初级会员说：强人,能否写个教程让我们学学。dengdinghui支柱会员说：应网友要求，将制作和渲染过程简述如下：一、纸裱做法：1、 用“路径曲面”功能制作曲面纸裱（有天正建筑6.0的制作更方便些）。2、 用“圆环体”和“圆柱体”组成纸卷杆，并布尔“集并”后插入卷筒。（当然也可画出卷杆的截面线用“旋转曲面”功能制作，一气哈成。）二、“江山如此多嬌-毛泽东”的三维字，是将诗词图片描为空心字，再拉伸为立体字。然后一个字一个字的移动和旋转到三维曲面的适当位置。三、三维字的底子因有图片衬托，故需沿曲面再制作比纸裱稍小的曲面放置在纸裱上面。四、赋材质渲染：卷杆和红色字选CAD自带的材质；曲面是找花饰比较匀称的光栅图新建材质赋给；三维字的底画，是收集到的“江山”图片，赋给最上面的一个曲面的。最后“渲染/照片级真实感渲染”即成彩图。6、用CAD制作毛主席“长征”诗词的作品2006年04月02日 18:19在本论坛我曾贴过几幅用CAD制作和渲染的毛主席诗词作品，今翻出原长征诗的三维模型，重新在CAD2006中渲染，再现毛主席的长征诗，作为献给”纪念长征70周年“的礼品，希望大家喜欢。2006年02月28日附图1：长征诗子字裱（立体文字）附图2：长征诗词镜屏（面域文字）此帖在CAD世界官方网上被zgwqg 超级版主评分：分数: 金钱 +14 / 元宝 +2 ，操作理由: 精品作品。被 newdhj版主评分：分数: 金钱 +18，操作理由: 原创内容。ztk 高级会员说：最好来点教程dengdinghui 版主说：教程不敢当，这里介绍作法如下：（一）长征诗”纸裱“作品1、“纸裱”是先用pline命令画出“纸卷”截面的封闭线，然后用“路径曲面”功能拉伸成实体，再以“旋转曲面”功能制作“纸卷杆”插入“纸裱”两端而成。2、“像章”是用“旋转曲面”功能制一个圆形曲面，再以反映毛主席长征时的像章图片，创建一个新材质，赋给圆形曲面。3、”长征诗“是笔者收集的毛主席手迹图片，用手描成空心字然后拉伸为立体字，并用CAD自带的“红色玻璃”材质赋给诗词文字的。4、“纸裱”的背景先是创建一个矩形面域，再新建一个材质名用“朝霞天空”图片，作为材质赋给“面域”的。（二）长征诗“镜屏”作品1、“镜框”是绘制一个矩形后以“偏移”功能复制外框（或内框），然后“拉伸”为实体并布尔差集而成，并用CAD自带的材质赋给镜框。2、“长征诗”的制作与上述相同，所不同的是将空心字予以“面域”着色渲染。3、诗词的背景是先制作一个矩形接着予以“面域”，再以“长征油画像”的图片赋给这个“面域”。4、“像章”制作与上述相同。（三）两幅作品的最后渲染都是用CAD的“渲染/照片级真实感”功能予以渲染的。7、“为人民服务”镜屏的作法2006年08月27日 15:17leben1984 注册会员说：请问你的cad图呢？能否让小弟下载看看，是怎样制作的呢dengdinghui论坛嘉宾说：那些三维作品特别是立体字作品，一般都比较大，不容易上传。这里仅将第一幅为人民服务的DWG图压缩后，上传来供大家参考吧。但是，背景图片可要你自己选择才行，因图片大，不能一并压缩，抱歉。兹将此图的制作方法简述如下：1、“为人民服务”题词，是笔者收集的毛主席手迹图片，用手描成空心字然后拉伸为立体字的。2、镜屏，是用大小长方体，经过“差集”再“圆角”为镜框。3、镜框底层和面层各创建一个“面域”，底层“面域”供摆饰立体字和为赋底层背景图片用，面层“面域”供赋给玻璃材质用。4、选择材质：镜框选择不锈钢金属材质赋给；立体字选择黄金材质赋给；领袖像是下载的红色图像，经笔者用Photoshop 7.0另选择背景再操作“新调整图层/渐变映射”功能而修改为青灰色有花纹的图片，借以赋给底层面域。5、最后在Cad2007渲染即成。8、用CAD2007制作渲染两个玻璃球体鱼缸 2006年06月04日 20:17我在网上见到有玻璃球体鱼缸的广告还是出口产品，灵感所思，就用CAD2007制作和渲染了两个玻璃球体鱼缸，现上传给大家欣赏。附件1:敞开式鱼缸附件2:球体鱼缸img /img此帖在CAD世界官方网上被zgwqg 超级版主评分：分数: 金钱 +18 / 元宝 +2，操作理由:精品文章。被 newdhj版主评分：分数: 金钱 +18，操作理由: 原创内容。此帖在晓东CAD家园论坛被斑竹奖励爱心币：20 by 水炮眼大侠温柔美美高级会员说：长老的永远是让人佩服，不过说句话，你要发一个教程告诉我们做该多好，你一个人会做，不如我们大家都会做。dengdinghui白银长老说：楼上的“温柔美美”你又在给我出难题了。我不会做教程，好像这些东西一般都会，也没有必要做教程。既然你爱好，我就说说第一个鱼缸的制作方法吧。1、在三维作图界面中画出鱼缸半边的长剖面一条单线条图和中心轴线，用“旋转曲面”功能旋转360度，就成了鱼缸的外壳曲面了。2、因为要赋金鱼材质，所以仿效上面的方法，作一个内壳曲面。3、鱼缸的底座是一个长方体的箱子以供氧气和接水。4、接水的荷叶状铁盘，是画出荷叶的平面图并用offset(偏移)命令，向内复制一个同心的荷叶状平面，接着在中间画一个小圆形，并向下移动一定距离，然后以2007新增的loft（放样）命令，把它拉伸为两个相重叠的荷叶实体，再以布尔subtract（差集）命令，减去内部的实体，而成为荷叶。5、荷叶杆：分别画一曲线和小圆，用2007新增的sweep（扫掠）命令，生成曲杆，再以“抽壳”命令成为曲管。6、箱子上的凹槽是画一个球体与箱子“差集”而成。7、赋材质：给鱼缸外短或壳赋玻璃材质；给鱼缸内壳赋金鱼图片的材质；而箱子是赋的黄铜材质，荷叶及杆赋绿色颜料。8、选一个光栅图作为背景，连同鱼缸一道渲染，即大功告成。总的说来，建模“麻雀虽小，肝胆俱全”，命令不多，但手续不少。自己体验，会收到良好效果。momoslamdunk普通会员说：很有创意哦，不错。水炮眼大侠高级会员说：用CAD渲染的相当突出,尤其是玻璃的质感,太棒了,请问楼主有无MSN,有空想和楼主探讨探讨。9、CAD作品伴随我半个世纪的算盘2006-9-13我以前是学统计专业的，用算盘打造出了成千上万的计划统计报表。后来“半路出家”从事建筑设计，上世纪80年代前，我用算盘算出了数以百计的结构计算书，即使钢筋混凝土框架结构或大跨度的钢屋架结构，我都是用算盘计算出来的。我的算盘小巧精制，就跟画出的这个图片一样。我在职前和退休后，搬过数不清的家，丢失了不少东西，最后卖了所有家具，唯独这把算盘，我一直把它珍藏起来。半年前我以实际形状，用CAD制作和渲染出来在“晓东家园”发贴。今加上灯光重新在CAD2006中渲染后，上传于此，欢迎大家欣赏和 PP。附图：此帖在CAD世界官方网上被zgwqg超级版主 评分：分数: 金钱 +25 ，操作理由: 精品文章。被 newdhj版主评分：分数: 金钱 +8 ，操作理由: 原创内容。上图在渲染前对材质设置情况如下图所示：而光源强度为800，阴影打开，线性衰减。配景图为“假山”是新建配景图一道渲染的。Snap1001.jpg (34.7 KB)2007-4-4 15:4910、以假乱真-含苞荷花与照片中的荷花媲美2006-9-14下图，含苞的荷花是笔者在CAD2007中制作和渲染的；而已经开放的荷花是背景中的照片此帖在CAD世界官方网上被zgwqg 超级版主评分：分数: 金钱 +22 / 元宝 +3 ，操作理由: 精品作品。被 newdhj版主评分：分数: 金钱 +8。hzhyb 新手上路说：能否教一教背景的制作吗,先谢了dengdinghui版主说：回复：这里，仅将制作过程及步骤简述于后：1、在CAD中，先用pline命令画荷花苞的半个曲线弧和中心轴线，接着按“旋转曲面”命令，旋转360度而成花苞。2、用pline命令再画荷花半个曲线弧（偏移和短于花苞线的适当位置），接着按“旋转曲面”命令，旋转90度，成为第二层的一个花瓣。3、仿照第二步操作，再画一个低于上述花瓣的另一个花瓣。4、用“三维阵列”命令（环形阵列），设阵列个数为8，就绘成了第二层的花瓣。再以相同方法，只是阵列个数为5，就绘成了第一层的花瓣。5、画一曲线和一个小圆形，在2007中，使用“扫掠”命令（当然，在2006及其以前的版本，也可用路径拉伸命令拉伸），生成荷叶叶杆，并移动到荷花苞下，这样，就成为了含苞的荷花状了。6、在PS中用洋红色制作一个渐变色的图片，作为材质赋给荷花。7、寻找与荷叶颜色相似的草坪图片作为材质，赋给荷叶叶杆。8、寻找开放的荷花图片，在CAD中设置为背景图像。9、执行“渲染/真实感渲染”，即大功告成。2006年07月02日 18:4311、CAD制作瓷盘模型简单，渲染彩图实难。2006-9-15对于圆形器皿，在CAD中好像一般都是用曲面制作模型，这给渲染带来极大的麻烦。即使是实体，也很难按需要渲染不同的面。特别是以图片作为材质赋给模型就更难了，赋上去的图片各面都有，而且奇形怪状，很不真实。如下面的瓷盘，在CAD2007中以实体建模只需几分钟就建好了，可是赋材质渲染，却费劲不小，但是多动脑筋还是可以按需要渲染的。此帖在CAD世界官方网上被zgwqg 超级版主评分：分数: 金钱 +3 / 元宝 +3。2006-11-29adtt 注册会员说：长老能说一下图是怎么贴在面上的吗?不会用平面贴图,希望长老讲解一下.谢谢了dengdinghui 论坛嘉宾说：不知你用的是哪个CAD版本，现以2007以前的版本，说一下吧。当你作好了三维模型，在渲染前需要对贴图的面，赋给材质，赋的方法是：1、击“材质”按钮，调出材质对话框，这时有两种操作方法：其一，如果要在CAD中查找它自带的材质，那么就击“材质库”按钮，在“当前库”中查找需要的文件后，左击鼠标，就将该文件输入到“当前图形”中的框内了。其二，如果要新建材质，那么击“新建”，又调出“新建标准材质”对话框，在“材质名”小格内输入你想命的名（如001），再击“查找文件”按钮，浏览你需要的图片文件，并确认后，就创建了新材质了。2、在材质对话框中，选择材质名后，击“修改/调整图像/按对象放缩“按钮后，再击“附着”按钮，将其赋给三维即可。如果赋给的材质显示得不真实，还需要”属性“参数，或重新调整比例，或重新下载图像文件。没有经验时需要反复多次才行，你去琢磨吧。3、曲面渲染的技巧：对于这种既有平面又有曲面，要渲染出好效果实在是难。我的经验是赋给主材质后，再单独给外面和曲面另附材质，外面的纯色容易，可里面附图案很难。经过探索曲面可单独一种图案赋给，然后以筒体贴图进行调整到合适位置。上面的龙盘周边的小龙图案就是这样赋给的，但是应当注意小龙图案的底色应该用PS更换为与龙盘的底色一致，如下图所示。adtt 注册会员说：嗯,解释得真详细,每天进步一点点.真的好感谢好感谢邓老.12、我的液晶显示器CAD2007作品2006-9-25去年国庆节时我制作渲染了一套“开国大典”的液晶显示器，渲染图共6幅，这里将正面渲染图与背面的三维图选载如下：1、正面渲染图2、背面附材质的三维图此帖在CAD世界官方网上被zgwqg 超级版主评分：分数: 金钱 +22 / 元宝 +3。xhq1954425侠之大者说：我才看到，这是好贴！怀念伟人毛泽东，支持！362810200版主说：这么好的图,怎么就只有一个人顶呢!不行了,我也来顶了0707新手上路说：我是新手.我很想知道这种图是怎么作出来的,原来这样的图用CAD也可以做的.我以前一直以为只有MAX才可以做，想问下陋室清风还有这里的高人们CAD和MAX之类的软件做渲染图的时候有什么区别吗?谁更具有操作性呢?陋室清风 职业侠客说：3dMAX容易掌握渲染技巧，CAD渲染难掌握技巧。但是用CAD建模是非常精确的，而且作工程图纸是离不开它的，3dmax则不能。其实这两个软件都是Autodesk公司开发的，它们都好，但是各有侧重吧了，看你主要用它来干什么。如果主要是画工程图那么，CAD就好，既可绘图又可渲染，它的用处大于任何绘图软件。如果主要是搞装修或建模渲染，那3dmax就好，它很容易上手。现将上图在渲染前对材质设置的参数列下，供新手参考：显示器边框为不锈钢：比例1.0，适合对象；样板：真实；漫射：钩选“随对象”渲染；反光度：默认为50。屏幕为开国典礼图片：比例1.0，适合对象；样板：真实；漫射：未钩选“随对象”渲染；反光度为62。地面为木纹材质：比例2.0，适合对象；样板：真实；没有钩选“随对象”渲染；反光度为55；自发光18。显示器背壳为黑色线框（250），用全局控制“高级金属”渲染；环境光及漫射：均钩选“随对象”；反光度为84。用户光源、阳光及阴影均开启，并在左侧创建“聚光灯”照射，以增加正面亮度同上削减阴影厚度。 网络硬件三剑客的集线器（Hub）、交换机 （Switch）与路由器（Router）默认分类 2007-09-27 14:40:24 阅读22 评论2 字号：大中小 订阅 .号称网络硬件三剑客的集线器（Hub）、交换机（Switch）与路由器（Router）一直都是网络界的活跃分子，但让很多初入网络之门的菜鸟恼火的是，它们三者不仅外观相似，而且经常呆在一起，要想分清谁是谁，感觉有点难!就让我们一起来看看它们之间有什么区别和联系吧! 三剑客的工作原理 一、集线器 1.什么是集线器 在认识集线器之前，必须先了解一下中继器。在我们接触到的网络中，最简单的就是两台电脑通过两块网卡构成“双机互连”，两块网卡之间一般是由非屏蔽双绞线来充当信号线的。由于双绞线在传输信号时信号功率会逐渐衰减，当信号衰减到一定程度时将造成信号失真，因此在保证信号质量的前提下，双绞线的最大传输距离为100米。当两台电脑之间的距离超过100米时，为了实现双机互连，人们便在这两台电脑之间安装一个“中继器”，它的作用就是将已经衰减得不完整的信号经过整理，重新产生出完整的信号再继续传送。 中继器就是普通集线器的前身，集线器实际就是一种多端口的中继器。集线器一般有4、8、16、24、32等数量的RJ45接口，通过这些接口，集线器便能为相应数量的电脑完成“中继”功能。由于它在网络中处于一种“中心”位置，因此集线器也叫做“Hub”。 2.集线器的工作原理 集线器的工作原理很简单，以图2为例，图中是一个具备8个端口的集线器，共连接了8台电脑。集线器处于网络的“中心”，通过集线器对信号进行转发，8台电脑之间可以互连互通。具体通信过程是这样的：假如计算机1要将一条信息发送给计算机8，当计算机1的网卡将信息通过双绞线送到集线器上时，集线器并不会直接将信息送给计算机8，它会将信息进行“广播”-将信息同时发送给8个端口，当8个端口上的计算机接收到这条广播信息时，会对信息进行检查，如果发现该信息是发给自己的，则接收，否则不予理睬。由于该信息是计算机1发给计算机8的，因此最终计算机8会接收该信息，而其它7台电脑看完信息后，会因为信息不是自己的而不接收该信息。 3.集线器的特点 1）共享带宽 集线器的带宽是指它通信时能够达到的最大速度。目前市面上用于中小型局域网的集线器主要有10Mbps、100Mbps和10/100Mbps自适应三种。 10Mb带宽的集线器的传输速度最大为10Mbps，即使与它连接的计算机使用的是100Mbps网卡，在传输数据时速度仍然只有10Mbps。10/100Mbps自适应集线器能够根据与端口相连的网卡速度自动调整带宽，当与10Mbps的网卡相连时，其带宽为10Mb；与100Mbps的网卡相连时，其带宽为100Mb，因此这种集线器也叫做“双速集线器”。 集线器是一种“共享”设备，集线器本身不能识别目的地址，当同一局域网内的A主机给B主机传输数据时，数据包在以集线器为架构的网络上是以广播方式传输的，由每一台终端通过验证数据包头的地址信息来确定是否接收。 由于集线器在一个时钟周期中只能传输一组信息，如果一台集线器连接的机器数目较多，并且多台机器经常需要同时通信时，将导致集线器的工作效率很差，如发生信息堵塞、碰撞等。 为什么会这样呢?打给比方，以图2为例，当计算机1正在通过集线器发信息给计算机8时，如果此时计算机2也想通过集线器将信息发给计算机7，当它试图与集线器联系时，却发现集线器正在忙计算机1的事情，于是计算机2便会“带”着数据站在集线器的面前等待，并时时要求集线器停下计算机1的活来帮自己干。如果计算机2成功地将集线器“抢”过来了（由于集线器是“共享”的，因此很容易抢到手），此时正处于传输状态的计算机1的数据便会停止，于是计算机1也会去“抢”集线器 可见，集线器上每个端口的真实速度除了与集线器的带宽有关外，与同时工作的设备数量也有关。比如说一个带宽为10Mb的集线器上连接了8台计算机，当这8台计算机同时工作时，则每台计算机真正所拥有的带宽是10/8=1.25Mb! 2半双工 先说说全双工：两台设备在发送和接收数据时，通信双方都能在同一时刻进行发送或接收操作，这样的传送方式就是全双工。而处于半双工传送方式的设备，当其中一台设备在发送数据时，另一台只能接收，而不能同时将自己的数据发送出去。 由于集线器采取的是“广播”传输信息的方式，因此集线器传送数据时只能工作在半双工状态下，比如说计算机1与计算机8需要相互传送一些数据，当计算机1在发送数据时，计算机8只能接收计算机1发过来的数据，只有等计算机1停止发送并做好了接收准备，它才能将自己的信息发送给计算机1或其它计算机。 二、交换机 1.什么是交换机 交换机也叫交换式集线器，它通过对信息进行重新生成，并经过内部处理后转发至指定端口，具备自动寻址能力和交换作用，由于交换机根据所传递信息包的目的地址，将每一信息包独立地从源端口送至目的端口，避免了和其他端口发生碰撞。广义的交换机就是一种在通信系统中完成信息交换功能的设备。 2.交换机的工作原理 在计算机网络系统中，交换机是针对共享工作模式的弱点而推出的。集线器是采用共享工作模式的代表，如果把集线器比作一个邮递员，那么这个邮递员是个不认识字的“傻瓜”-要他去送信，他不知道直接根据信件上的地址将信件送给收信人，只会拿着信分发给所有的人，然后让接收的人根据地址信息来判断是不是自己的!而交换机则是一个“聪明”的邮递员-交换机拥有一条高带宽的背部总线和内部交换矩阵。交换机的所有的端口都挂接在这条背部总线上，当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，交换机才广播到所有的端口，接收端口回应后交换机会“学习”新的地址，并把它添加入内部地址表中。 可见，交换机在收到某个网卡发过来的“信件”时，会根据上面的地址信息，以及自己掌握的“常住居民户口簿”快速将信件送到收信人的手中。万一收信人的地址不在“户口簿”上，交换机才会像集线器一样将信分发给所有的人，然后从中找到收信人。而找到收信人之后，交换机会立刻将这个人的信息登记到“户口簿”上，这样以后再为该客户服务时，就可以迅速将信件送达了。 3.交换机的性能特点 1）独享带宽 由于交换机能够智能化地根据地址信息将数据快速送到目的地，因此它不会像集线器那样在传输数据时“打扰”那些非收信人。这样一来，交换机在同一时刻可进行多个端口组之间的数据传输。并且每个端口都可视为是独立的网段，相互通信的双方独自享有全部的带宽，无须同其他设备竞争使用。比如说，当A主机向D主机发送数据时，B主机可同时向C主机发送数据，而且这两个传输都享有网络的全部带宽-假设此时它们使用的是10Mb的交换机，那么该交换机此时的总流通量就等于210Mb=20Mb。 2）全双工 当交换机上的两个端口在通信时，由于它们之间的通道是相对独立的，因此它们可以实现全双工通信。 三、集线器与交换机的区别 从两者的工作原理来看，交换机和集线器是有很大差别的。首先，从OSI体系结构来看，集线器属于OSI的第一层物理层设备，而交换机属于OSI的第二层数据链路层设备。 其次，从工作方式来看，集线器采用一种“广播”模式，因此很容易产生“广播风暴”，当网络规模较大时性能会受到很大的影响。而当交换机工作的时候，只有发出请求的端口和目的端口之间相互响应而不影响其他端口，因此交换机能够在一定程度上隔离冲突域和有效抑制“广播风暴”的产生。 另外，从带宽来看，集线器不管有多少个端口，所有端口都是共享一条带宽，在同一时刻只能有两个端口传送数据，其他端口只能等待，同时集线器只能工作在半双工模式下；而对于交换机而言，每个端口都有一条独占的带宽，当两个端口工作时并不影响其他端口的工作，同时交换机不但可以工作在半双工模式下而且可以工作在全双工模式下。 如果用最简单的语言叙述交换机与集线器的区别，那就应该是智能与非智能的区别。集线器说白了只是连接多个计算机的网络设备，它只能起到信号放大和传输的作用，不能对信号中的碎片进行处理，所以在传输过程中容易出错。而交换机则可以看作为是一种智能型的集线器，它除了拥有集线器的所有特性外，还具有自动寻址、交换、处理的功能。并且在数据传递过程中，发送端与接受端独立工作，不与其它端口发生关系，从而达到防止数据丢失和提高吞吐量的目的。 四、路由器 1.路由器的作用 通过集线器或交换机，我们可以将很多台电脑组成一个比较大的局域网（图3），但是当机器的数量达到一定数目时，问题也就来了：对于用集线器构成的局域网而言，由于采用“广播”工作模式，当网络规模较大时，信息在传输过程中出现碰撞、堵塞的情况越来越严重，即使是交换机，这种情况也同样存在。其次，这种局域网不安全，也不利于管理。 为了解决这些问题，人们便将一个较大的网络划分为一个个小的子网、网段，或者直接将它们划分为多个VLAN（即虚拟局域网），在一个VLAN内，一台主机发出的信息只能发送到具有相同VLAN号的其他主机，其他VLAN的成员收不到这些信息或广播帧。采用VLAN划分网络后，可有效地抑制网络上的广播风暴，增加网络的安全性，使管理控制集中（图4）。 既然是局域网，万一分别处于不同VLAN的主机需要互相通信时该怎么办呢?这时候就得通过路由器（Router，转发者）来帮忙了。路由器可以将处于不同子网、网段、VLAN的电脑连接起来，让它们自由通信。另外，我们都知道目前的网络有很多种结构类型，且不同网络所使用的协议、速度也不尽相同。当两个不同结构的网络需要互连时，也可以通过路由器来实现。路由器可以使两个相似或不同体系结构的局域网段连接到一起，以构成一个更大的局域网或一个广域网。 可见，路由器是一种连接多个网络或网段的网络设备，它能将不同网络、网段或VLAN之间的数据信息进行“翻译”，以使它们能够相互“读”懂对方的数据，从而构成一个更大的网络。 2.路由器的工作原理 所谓路由就是指通过相互连接的网络把信息从源地点移动到目标地点的活动。那么路由器具体是如何进行“翻译”工作的呢?我们平时在学习、翻译英语时，肯定会准备一本英汉字典，通过它来实现英文与中文之间的互现转换。而对于路由器而言，它也有这种用于翻译的字典-路径表。路径表（Routing Table）保存着各种传输路径的相关数据，如子网的标志信息、网上路由器的个数和下一个路由器的名字等内容。路径表可以是由系统管理员固定设置好的，也可以由系统动态修改，可以由路由器自动调整，也可以由主机控制。 通过路由器可以让不同子网、网段进行互连，因此路由器与集线器、交换机不同，它一般安装在网络的“骨干”部位，而不像集线器、交换机那样工作在基层。比如说一个较大规模的企业局域网，基于管理、安全、性能的考虑，一般都会将整个网络划分为多个VLAN，如此一来，当VLAN与VLAN之间进行通讯时，就必须使用路由器。 对于该企业网而言，肯定还需要与互联网相连，对于企业而言，一般都是通过租用电信的DDN专线或者利用ADSL、Cable、ISDN等方式将企业网接入互联网，而此时由于网络体系及所用协议的不同，也需要路由器来完成企业网与互联网的互连工作。 点击放大 一般来说，在路由过程中，信息至少会经过一个或多个中间节点。通常，人们会把路由和交换进行对比，这主要是因为在普通用户看来两者所实现的功能是完全一样的。其实，路由和交换之间的主要区别就是交换发生在OSI参考模型的第二层（数据链路层），而路由发生在第三层，即网络层。这一区别决定了路由和交换在移动信息的过程中需要使用不同的控制信息，所以两者实现各自功能的方式是不同的。路由器通过路由决定数据的转发。转发策略称为路由选择，这也是路由器名称的由来。 三剑客的外观比较 前面我们已经讲解了集线器、交换机、路由器的工作原理，但是对于很多初学者来说，有时也希望能够从外观上去区分它们。当然，集线器、交换机、路由器在外观上肯定有所区别，但这些往往只能作为参考信息，毕竟现在很多集线器、交换机与路由器产品在外观上看非常相似。而这里面最难区分的就是普通桌面型的集线器与交换机，而路由器相对比较容易识别。 1.集线器与交换机的外观区别 1）集线器的外观 集线器的结构比较简单，因此集线器一般都比较小巧：接口面板上一般具备8个、16个、24个、32个等数量不等的RJ45接口。 由于单个集线器的最大接口数一般也就32个，如果要连接50台甚至100台主机的话该怎么办呢?集线器上的“Uplink”级联口就是为了解决这个问题而出现的-通过级联口，可以将多个集线器连接在一起，以便拓展集线器的接口数及连接距离，但最多只能级联4个集线器。 与接口对应的则是面板上标有数字的一排或两排指示灯，用来指示集线器的工作状态。其中“Power”是电源指示灯，标有数字的是“Link”（连接）与“Action”（活动）指示灯，当某个RJ45接口中有正确的信号接入时，该接口的“Link”灯呈常亮状态，当有信号传输时，则“Action”灯闪烁。现在集线器一般都将“Link”与“Action”指示灯合二为一，用一个指示灯来完成“Link”与“Action”的工作。 点击放大 2）交换机的外观 根据应用范围不同交换机存在着多种多样的外观。例如一些用于骨干线路的交换机，往往采用的是“模块式”集成方式，用户可以通过购买、增加模块来增强交换机的功能，这类交换机一般应用在大型企业，其体积也很大。 而对于那些应用在小型局域网的桌面型交换机，其外观与普通的集线器非常相似，要想在外观上区分它们，除了铭牌上“HUB”与“Switch”标志的区别外，关键是指示灯：如今的交换机大多是10/100Mbps自适应交换机，因此其面板上一般有用来表示该端口是工作在10Mbps还是100Mbps的指示灯。另外，交换机既可以工作在全双工状态下，也可以工作在半双工状态下，因此其面板上一般还有一排“FDX/COL”或“FD/COL”指示灯。 点击放大 其中“FDX”或“FD”是“Full Duplex”（全双工）的缩写，当交换机上的某个端口工作在全双工状态时，其对应的“FDX”指示灯会亮，否则该端口工作在半双工状态下；“COL”则是信息碰撞指示灯，当该端口中传输的数据出现碰撞时，则该灯会闪烁，碰撞越厉害，闪烁越厉害。 对于集线器而言，虽然有些10/100Mbps自适应的集线器也有用来指示是工作在10Mbps还是100Mbps的指示灯，但绝对没有“FDX/COL”指示灯。初学者可以通过这一点来区分集线器与交换机。 2.路由器的组成与外观 1）路由器的组成 路由器作为一种高级的网络设备，并不是每个人都可以接触到的，这是因为它的普及性不如集线器、交换机高。 集线器、交换机在工作时都是通过硬件直接实现信号的传输，而路由器则不同，事实上路由器是一台特殊的计算机，它有CPU、存储介质以及操作系统，只不过这些都与PC上的有点差别而已。总的说来，路由器也可分为硬件及软件两部分。软件部分主要是操作系统，普通PC的操作系统有Windows系列、Linux/Unix等，而路由器的操作系统就是IOS（Internetwork Operating System，互联网际操作系统）。 路由器的硬件主要有CPU、接口和存储介质等。路由器中的CPU和计算机中的CPU所要实现的功能都是一样的。一般来说，计算机的CPU处理能力比路由器强大，但是在一些高端路由器上也会用到频率高到300MHz的CPU。路由器中的接口是非常重要的，因为它是连接网络最直接的媒介，它的接口主要有以太网口、串口、FDDI、令牌环等。计算机中有内存和硬盘，路由器中也有，只不过它的名字不同而已；路由器中的存储介质主要有ROM（Read-Only Memory，只读储存设备）、Flash（闪存）、NVROM（非易失性随机存储器）、DRAM（动态随机存储器）等几种。 路由器正是通过其特殊的软件功能来完成路由工作的，由于这种专业的路由器价格昂贵，所以现在人们也会在一些对路由器要求不高的应用环境中利用普通的PC机来实现路由功能，比如说只要在一台PC机上安装Windows2000 Server，然后进行必要的配置，一台“路由器”就打造出来了。 2）路由器的外观 路由器主要运行在骨干网络上，因此外观也千姿百态，比如一些应用于因特网骨干线路的千兆级别的路由器，往往也是模块化设计，体型也很庞大。 而那些应用于中小型企业的路由器则相对比较小巧，这类外观看起来与集线器、交换机差不多的路由器，其最大的外观特点就是端口数量相对较少，但类型多样。 其实也很好理解，路由器主要是用来连接不同类型的网络，它位于网络的最高层，基于成本的考虑，其端口肯定比较少，但同时为了连接多种类型的网络，又必须具备多种类型的网络接口。 三剑客的选购 集线器、交换机、路由器的工作原理、性能特点和价格都不同，因此在构建网络平台时，应该根据实际需要，科学地选择产品。当然，我们在这里讨论的选购主要是针对一些中小型网络而言的，对于校园网、大型企业网，由于涉及的面太多，一般都需要专业的网络工程师进行网络设计与产品选购。 一、不同用户需求推荐 1.普通家庭用户 一般一个家庭的电脑数量有限，而组网的目的一般是为了实现共享上网、玩网络游戏等。由于电脑数量少，对带宽的要求不高，因此选择一个端口数少于8个，10Mbps带宽的集线器比较合适，目前这类产品很多，价格也非常便宜，一般在80100元之间。 集线器的特点是价格便宜，但由于采用“共享带宽”的工作模式，因此集线器只适合那些对价格敏感、网络规模不大且数据传输量不大的用户使用。 2.学生宿舍 对于学生宿舍而言，一般电脑数量比较多，再加上宿舍与宿舍之间比较近，组网非常方便。学生一般比较喜欢通过组网来实现共享上网、联网游戏、视频欣赏等，因此对带宽的要求相对较高，再加上学生作息时间都差不多，往往许多电脑会同时上网，所以最佳选择是使用交换机。交换机独享带宽的工作模式，能够满足学生对高带宽的要求，同时也可以避免许多机器同时通信所带来的网路堵塞问题。考虑到学生的经济承受能力不高，可以选择国内厂商出品的中低端10/100Mbps自适应桌面交换机，端口数要根据联网的电脑数