計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的物理設(shè)備課件

1、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的物理設(shè)備課件計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的物理設(shè)備課件第一節(jié) 網(wǎng)絡(luò)傳輸媒體 雙絞線、同軸電纜和光纖是常用的三種有線媒體。衛(wèi)星、無線電通信、紅外線通信、激光通信以及微波通信傳送信息的載體都是屬于無線通信。 一、雙絞線 雙絞線電纜（以下稱“雙絞線”）是將一對(duì)或一對(duì)以上的雙絞線封裝在一個(gè)絕緣外套中而形成的一條傳輸介質(zhì)，是目前局域網(wǎng)最常用到的一種物理傳輸媒體。 第一節(jié) 網(wǎng)絡(luò)傳輸媒體 雙絞線、同軸電纜 雙絞線一般用于星型網(wǎng)的布線連接，兩端安裝有RJ45頭（水晶頭），連接網(wǎng)卡與集線器，最大網(wǎng)線長(zhǎng)度為100m，如果要加大網(wǎng)絡(luò)的范圍，在兩段雙絞線之間可安裝中繼器，最多可安裝4個(gè)中繼器。如安裝4個(gè)中繼器連接5個(gè)網(wǎng)段，

2、則最大傳輸范圍可達(dá)500m。 雙絞線分為非屏蔽雙絞線（UTP）和屏蔽雙絞線（STP）兩大類。局域網(wǎng)中非屏蔽雙絞線分為三類、四類、五類和超五類四種。屏蔽雙絞線分為三類和五類兩種。 目前，局域網(wǎng)中常用到的雙絞線一般都是非屏蔽的五類4對(duì)（即8根導(dǎo)線）的電纜線。這些雙絞線的傳輸速率都能達(dá)到1000Mbps。 雙絞線一般用于星型網(wǎng)的布線連接，兩端安裝有RJ45 二、同軸電纜 由四個(gè)部分構(gòu)成。第一個(gè)部分是最里層的傳導(dǎo)物，一根銅質(zhì)或鋁質(zhì)裸線。一層絕緣體包圍著裸線，以防金屬導(dǎo)體碰到第三層材料。第三層材料通常是一層緊密纏繞的網(wǎng)狀導(dǎo)線。同軸電纜的最外一層是起保護(hù)作用的塑料外皮。 同軸電纜可分為兩種基本類型,基帶同

3、軸電纜和寬帶同軸電纜。目前基帶常用的電纜，其屏蔽線是用銅做成的網(wǎng)狀的，特征阻抗為50(如RG-8、RG-58等)；寬帶同軸電纜（粗纜）常用的電纜的屏蔽層通常是用鋁沖壓成的，特征阻抗為75(如RG-59等)。 同軸電纜按直徑分為粗纜和細(xì)纜。 二、同軸電纜 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)一般選用RG-8以太網(wǎng)粗纜和RG-58以太網(wǎng)細(xì)纜。RG-59 用于電視系統(tǒng)。RG-62 用于ARCnet網(wǎng)絡(luò)和IBM3270網(wǎng)絡(luò)。 三、光導(dǎo)纖維 光纖使用光線而不是電流來傳輸信息。光纖不受電子噪音的干擾，并具有巨大的信息傳輸容量。另外，光纖很細(xì) 。 光纖的三個(gè)主要部分是核心、覆層和保護(hù)層。光纖是通過在核心媒體中傳輸光線來工作的。四、無

4、線通信 有兩種類型的無線通信十分重要：微波傳輸和衛(wèi)星傳輸。 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)一般選用RG-8以太網(wǎng)粗纜和RG-58 1. 微波傳輸 微波傳輸一般發(fā)生在兩個(gè)地面站之間。微波傳輸一般發(fā)生在兩個(gè)地面站之間。微波傳輸?shù)膬蓚€(gè)特性限制了它的使用范圍。首先，微波是直線傳播的，它無法象某些低頻波那樣沿著地球的曲面?zhèn)鞑?。其次，大氣條件和固體物將妨礙微波的傳播。 2. 衛(wèi)星傳輸 首先，衛(wèi)星傳輸是微波傳輸?shù)囊环N，只不過它的一個(gè)站點(diǎn)是繞地球軌道運(yùn)行的衛(wèi)星。衛(wèi)星傳輸?shù)拇_是當(dāng)今一種更為普遍的通信手段。 1. 微波傳輸?shù)诙?jié) 網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備一、網(wǎng)絡(luò)連接器網(wǎng)絡(luò)線路與用戶節(jié)點(diǎn)具體銜接時(shí)，可能用到以下幾種器件：T型連接器；收發(fā)器；屏蔽或

5、非屏蔽雙絞線連接器RJ-45；RS232接口（DB-25）；DB-15接口；VB35同步接口；網(wǎng)絡(luò)接口單元； 調(diào)制解調(diào)器。 第二節(jié) 網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備一、網(wǎng)絡(luò)連接器 1、T型連接器和BNC連接器 T型連接器與BNC接插件同是細(xì)同軸電纜的連接器。同軸電纜與T型連接器是依賴于BNC接插件進(jìn)行連接的。 2、RJ型連接器 將雙絞線與設(shè)備間連接起來，俗稱水晶接頭。RJ45水晶接頭是非屏蔽雙絞線連接器，有8根連針，在10BASE-T標(biāo)準(zhǔn)中，僅使用4根，即第1對(duì)雙絞線使用第1針和第2針，第2對(duì)雙絞線使用第3針和第6針（第3對(duì)和第4對(duì)作備用） 3、DB-25（RS-232）接口是目前微機(jī)與線路接口的常用方式。是標(biāo)準(zhǔn)

6、的串行接口。4、AUI接口：DB-15接口用于連接網(wǎng)絡(luò)接口卡的AUI接口，可將信息通過收發(fā)器電纜送到收發(fā)器，然后進(jìn)入主干介質(zhì)。 5、終端匹配器（也稱終端適配器）：安裝在同軸電纜（粗纜或細(xì)纜）的兩個(gè)端點(diǎn)上，它的作用是防止電纜無匹配電阻或阻抗不正確。 1、T型連接器和BNC連接器 6、調(diào)制解調(diào)器（Modem） 它是在計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)之間進(jìn)行數(shù)字/模擬信號(hào)的轉(zhuǎn)換的設(shè)備，其功能是將計(jì)算機(jī)的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)或反之，以便在電話線路或微波線路上傳輸。 調(diào)制解調(diào)器利用現(xiàn)有的模擬電話線路實(shí)現(xiàn)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的傳輸。調(diào)制方式有：調(diào)幅AM、調(diào)頻FM、調(diào)相PM三種。數(shù)字調(diào)制信號(hào)被稱為鍵控信號(hào)，由此數(shù)字調(diào)制又形成振幅鍵控AS

7、K、頻移鍵控FSK、相移鍵控三種基本方式。 6、調(diào)制解調(diào)器（Modem） 調(diào)制解調(diào)器的功能：a、差錯(cuò)控制協(xié)議b、數(shù)據(jù)壓縮協(xié)議c、流量控制二、網(wǎng)絡(luò)適配器（網(wǎng)卡） 網(wǎng)絡(luò)適配器是將工作站或服務(wù)器連到網(wǎng)絡(luò)上，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和電信號(hào)匹配，實(shí)現(xiàn)資源共享和相互通信。它的主要工作原理為整理計(jì)算機(jī)上發(fā)往網(wǎng)線上的數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)分解為適當(dāng)大小的數(shù)據(jù)包之后向網(wǎng)絡(luò)上發(fā)送出去。 目前常用的是10M網(wǎng)卡和10100M自適應(yīng)網(wǎng)卡兩種 。 目前市場(chǎng)上的主流網(wǎng)卡是PCI接口的網(wǎng)卡。 調(diào)制解調(diào)器的功能： 三、 中繼器 中繼器（RPrepeater）是連接網(wǎng)絡(luò)線路的一種裝置，常用于兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間物理信號(hào)的雙向轉(zhuǎn)發(fā)工作。中繼器是最簡(jiǎn)單的

8、網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備，主要完成物理層的功能，負(fù)責(zé)在兩個(gè)節(jié)點(diǎn)的物理層上按位傳遞信息，完成信號(hào)的復(fù)制、調(diào)整和放大功能，以此來延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)的長(zhǎng)度。它在OSI參考模型中的位置是在物理層。 四、集線器（Hub） 集線器可以說是一種特殊的中繼器，作為網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)間的中央節(jié)點(diǎn)，它克服了介質(zhì)單一通道的缺陷。以集線器為中心的優(yōu)點(diǎn)是：當(dāng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中某條線路或某節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障時(shí)，不會(huì)影響網(wǎng)上其他節(jié)點(diǎn)的正常工作。集線器可分為無源（Passive）集線器、有源（Active）集線器和智能（Intelligent）集線器。 三、 中繼器 五、交換機(jī)網(wǎng)絡(luò)交換技術(shù)是近幾年來發(fā)展起來的一種結(jié)構(gòu)化的網(wǎng)絡(luò)解決方案。它是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展到高速傳輸階段

9、而出現(xiàn)的一種新的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用形式。 集線器與交換機(jī)的區(qū)別 ： 1）從OSI體系結(jié)構(gòu)來看，集線器屬于OSI的第一層物理層設(shè)備，而交換機(jī)屬于OSI的第二層數(shù)據(jù)鏈路層設(shè)備。 2）從工作方式來看，集線器是一種廣播模式，也就是說集線器的某個(gè)端口在工作的時(shí)候，其他所有端口都能夠收聽到信息，容易產(chǎn)生廣播風(fēng)暴，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)較大時(shí)網(wǎng)絡(luò)性能會(huì)受到很大的影響，當(dāng)交換機(jī)工作的時(shí)候，只有發(fā)出請(qǐng)求的端口和目的端口之間相互響應(yīng)而不影響其他端口，因此交換機(jī)就能夠隔離沖突域和有效的抑制廣播風(fēng)暴的產(chǎn)生。 五、交換機(jī) 3）從帶寬來看，集線器不管有多少個(gè)端口，所有端口都是共享一條帶寬，在同一時(shí)刻只能有二個(gè)端口傳送數(shù)據(jù)，其他端口只能等待，同時(shí)集

10、線器只能工作在半雙工模式下；而對(duì)于交換機(jī)而言，每個(gè)端口都有一條獨(dú)占的帶寬，當(dāng)二個(gè)端口工作時(shí)并不影響其他端口的工作，同時(shí)交換機(jī)不但可以工作在半雙工模式下而且可以工作在全雙工模式下。 3）從帶寬來看，集線器不管有多少個(gè)端口，所有端口都第三節(jié) 網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備一、網(wǎng)橋 網(wǎng)橋（Bridge）是一個(gè)局域網(wǎng)與另一個(gè)局域網(wǎng)之間建立連接的橋梁。 它的作用是擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)和通信手段，在各種傳輸介質(zhì)中轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)信號(hào)，擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)的距離，同時(shí)又有選擇地將有地址的信號(hào)從一個(gè)傳輸介質(zhì)發(fā)送到另一個(gè)傳輸介質(zhì)，并能有效地限制兩個(gè)介質(zhì)系統(tǒng)中無關(guān)緊要的通信。 二、路由器 路由器（Router）是在網(wǎng)絡(luò)層的互聯(lián)設(shè)備，用于連接多個(gè)邏輯上分開的網(wǎng)絡(luò)。

11、 路由器有兩大典型功能，即數(shù)據(jù)通道功能和控制功能。 第三節(jié) 網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備一、網(wǎng)橋 三、網(wǎng)關(guān) 網(wǎng)關(guān)是在應(yīng)用層的互聯(lián)設(shè)備。在一個(gè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，當(dāng)連接不同類型而協(xié)議差別又較大的網(wǎng)絡(luò)時(shí)，則要選用網(wǎng)關(guān)設(shè)備。網(wǎng)關(guān)的功能體現(xiàn)在OSI模型的最高層，它將協(xié)議進(jìn)行轉(zhuǎn)換，將數(shù)據(jù)重新分組，以便在兩個(gè)不同類型的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)之間進(jìn)行通信。圖3.16 光電收發(fā)器四、光電收發(fā)器 光電收發(fā)器是由發(fā)光二極管和光敏三極管構(gòu)成，通過光柵輪的光柵切斷光束形成與二極管位移相關(guān)的脈沖信號(hào)。用于主干網(wǎng)間數(shù)據(jù)傳輸，需要成對(duì)使用，實(shí)現(xiàn)100Mbs快速以太網(wǎng)雙絞線到多模/單模光纖介質(zhì)之間的轉(zhuǎn)換，將網(wǎng)絡(luò)的有效距離拓展到2公里至100公里。 三、網(wǎng)關(guān)第四

12、節(jié) 路由器的原理與作用 一、路由器的原理 路由器的主要工作就是為經(jīng)過路由器的每個(gè)數(shù)據(jù)幀尋找一條最佳傳輸路徑，并將該數(shù)據(jù)有效地傳送到目的站點(diǎn)。由此可見，選擇最佳路徑的策略即路由算法是路由器的關(guān)鍵所在。 為了完成這項(xiàng)工作，在路由器中保存著各種傳輸路徑的相關(guān)數(shù)據(jù)路徑表（Routing Table），供路由選擇時(shí)使用。路徑表中保存著子網(wǎng)的標(biāo)志信息、網(wǎng)上路由器的個(gè)數(shù)和下一個(gè)路由器的名字等內(nèi)容。 第四節(jié) 路由器的原理與作用 一、路由器的原理 二、路由器的功能（1）在網(wǎng)絡(luò)間截獲發(fā)送到遠(yuǎn)地網(wǎng)段的報(bào)文，并對(duì)報(bào)文進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。 （2）選擇最合理的路由，引導(dǎo)通信。 （3）路由器在轉(zhuǎn)發(fā)報(bào)文的過程中，為了便于在網(wǎng)絡(luò)間傳送報(bào)

13、文，按照預(yù)定的規(guī)則把大的數(shù)據(jù)包分解成適當(dāng)大小的數(shù)據(jù)包，到達(dá)目的地后再把分解的數(shù)據(jù)包包裝成原有形式。（4）多協(xié)議的路由器可以連接使用不同通信協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)段，作為不同通信協(xié)議網(wǎng)絡(luò)段通信連接的平臺(tái)。 （5）路由器的主要任務(wù)是把通信引導(dǎo)到目的地網(wǎng)絡(luò)，然后到達(dá)特定的節(jié)點(diǎn)站地址。后一個(gè)功能是通過網(wǎng)絡(luò)地址分解完成的。 二、路由器的功能 路由器負(fù)責(zé)將數(shù)據(jù)分組（Packet）從源端主機(jī)經(jīng)最佳路徑傳送到目的端主機(jī)，它的兩個(gè)最基本的功能是：最佳路徑選擇和完成信息分組的傳送，即路由選擇和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。 三、路由器的分類1、從能力上分，路由器可分高端路由器和中低端路由器。 2、從結(jié)構(gòu)上分，路由器可分為模塊化結(jié)構(gòu)與非模塊化結(jié)構(gòu)。 3、從網(wǎng)絡(luò)位置劃分，路由器可分為核心路由器與接入路由器。 4、從功能分，路由器可分為通用路由器與專用路由器。 路由器負(fù)責(zé)將數(shù)據(jù)分組（Packet）從源端主機(jī)經(jīng)最佳 5、從性能上分，路由器可分為線速路由器以及非線速路由器。四、路由器軟件 路由器技術(shù)中最核心的技術(shù)是軟件技術(shù)。路由軟件是最復(fù)雜的軟件之一。 路由器軟件一般實(shí)現(xiàn)路由協(xié)議功能、查表轉(zhuǎn)發(fā)功能和管理維護(hù)等其他功能。 五、路由器接口 路由器接口用作將路由器連接到網(wǎng)絡(luò)，可以分為局域網(wǎng)接口及廣域網(wǎng)接口兩種。 5、從性能上分，路由器可分為線速路由器以及非線速路 六、 路由器性能指標(biāo) 1