計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的物理組成講課稿

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的物理組成1、各種類型的計(jì)算機(jī)服務(wù)器（server）：是一臺(tái)高性能的計(jì)算機(jī)，用于網(wǎng)絡(luò)管理、運(yùn)行應(yīng)用程序、處理各網(wǎng)絡(luò)工作站成員的信息請(qǐng)示等，并連接一些外部設(shè)備，根據(jù)作用的不同分為文件服務(wù)器、應(yīng)用程序服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器?？蛻魴C(jī)（client）：由服務(wù)器進(jìn)行管理和提供服務(wù)的、連入網(wǎng)絡(luò)的任何計(jì)算機(jī)都屬于客戶機(jī)，其性能一般低于服務(wù)器。同位體（peer）：可同時(shí)作為客戶機(jī)和服務(wù)器的計(jì)算機(jī)。連接在服務(wù)器上的硬盤、打印機(jī)等都可以作為共享的外部設(shè)備。2、共享的外部設(shè)備3、網(wǎng)卡網(wǎng)卡即網(wǎng)絡(luò)適配器。主要是將計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為能夠通過介質(zhì)傳輸?shù)男盘?hào)。它是插在擴(kuò)展槽中，通過它與通信線路相連接。4、傳輸介質(zhì)雙絞線概述制作和測(cè)試UTP(實(shí)驗(yàn))同軸電纜光纖無線傳輸雙絞線概述雙絞線的兩種類型雙絞線的結(jié)構(gòu)雙絞線的顏色雙絞線的接頭(RJ45)雙絞線的線材等級(jí)

雙絞線的兩種類型非屏蔽雙絞線(UnshieldedTwisted-Pair,UTP)屏蔽雙絞線(ShieldedTwisted-Pair,STP)比UTP多一層屏蔽層

雙絞線的結(jié)構(gòu)(1)雙絞線的結(jié)構(gòu)(2)雙絞線的顏色序號(hào)12345678顏色橙白橙綠白藍(lán)藍(lán)白綠棕白棕

雙絞線的接頭(RJ45)正面?zhèn)让?/p>

雙絞線的線材等級(jí)類別最大傳輸速度應(yīng)用1類2Mbit/s模擬和數(shù)字語音(電話)通信以及低速的數(shù)據(jù)傳輸。2類4Mbit/s語音、ISDN和不超過的4Mbit/s的局域網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸。3類16Mbit/s不超過16Mbit/s的局域網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸。4類20Mbit/s不超過20Mbit/s的局域網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸。5類100Mbit/s100Mbit/s距離100米的局域網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸。E5類1000Mbit/s1000Mbit/s的局域網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸6類2.4Gbit/s1000Mbit/s以上的的局域網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸。制作和測(cè)試雙絞線(UTP)準(zhǔn)備工具和材料連接UTP和RJ45接頭準(zhǔn)備工具和材料UTP壓線鉗RJ45接頭護(hù)套簡(jiǎn)易測(cè)線儀連接UTP和RJ45接頭(1)

連接UTP和RJ45接頭(2)

連接UTP和RJ45接頭(3)同軸電纜

同軸電纜的結(jié)構(gòu)同軸電纜的分類和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

同軸電纜的結(jié)構(gòu)同軸電纜的類型和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)類型技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)細(xì)纜粗纜直徑0.25英寸0.5英寸傳輸距離185m500m接頭螺旋形BNC頭(端接)T形頭(分接)AUI阻抗50Ω50Ω應(yīng)用的局域網(wǎng)類型10Base2(細(xì)纜以太網(wǎng))10Base5(粗纜以太網(wǎng))光纖

光纖的結(jié)構(gòu)光纖的尺寸光纖的類型光纖通信系統(tǒng)光纖的結(jié)構(gòu)光纖的尺寸描述光纖尺寸的參數(shù)有兩個(gè)：內(nèi)芯直徑和反射層直徑，其度量單位都為微米(μm,1μm=1×10-6m)。最細(xì)的光纖其內(nèi)芯直徑通常只有5~10μm，粗一些的光纖其內(nèi)芯直徑為50~100μm。局域網(wǎng)中最常用的光纖是62.5μm/125μm的光纖，其中62.5μm是內(nèi)芯直徑，而125μm是反射層的直徑。多模光纖(MultimodeFiber,MMF)

光信號(hào)不止一種波長(zhǎng)，典型的多模光纖尺寸為62.5μm/125μm單模光纖(SinglemodeFiber,SMF)

光信息只有一種波長(zhǎng)，典型的單模光纖尺寸為8μm/125μm光纖的類型光纖的類型光纖通信系統(tǒng)無線傳輸介質(zhì)紅外線無線電波

紅外線

紅外線紅外線(Infrared,IR)技術(shù)廣泛的應(yīng)用在電視機(jī)和立體聲系統(tǒng)的遙控器中，也可以做為網(wǎng)絡(luò)通信的介質(zhì)。它通過使用位于紅外頻率波譜中的錐形或者線型光束來傳輸數(shù)據(jù)信號(hào)。紅外網(wǎng)絡(luò)需要通信的雙方設(shè)備都擁有一個(gè)收發(fā)器，最好還有同步軟件。傳輸速度4Mbit/s~16Mbit/s。紅外線是一種視線技術(shù)，不能通過不透明的物理(如墻壁)，并且易受外界光線干擾。無線電波

窄帶無線電波

發(fā)射器與接收器使用相同的頻率傳輸信號(hào)，如廣播收音機(jī)。容易被非法聽眾截獲信號(hào)。

擴(kuò)頻無線電波

(1)跳頻擴(kuò)頻

(Frequencyhoppingspreadspectrum,FHSS)(2)直序擴(kuò)頻

(Directsequencespreadspectrum,DSSS)集線器（Hub）網(wǎng)橋（bridge)、路由器（router）、網(wǎng)關(guān)（gateway)、調(diào)制解調(diào)器（modem)5、網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備中繼器的功能中繼器(Repeater)最簡(jiǎn)單的互連設(shè)備。它工作在OSI模型的物理層，用于擴(kuò)展LAN網(wǎng)段的長(zhǎng)度，延伸信號(hào)傳輸?shù)姆秶?，例如可加大線纜的傳輸距離。中繼器可以連接不同類型的線纜中繼器的功能

中繼器的工作就是重發(fā)bit，將所收到的bit信號(hào)進(jìn)行再生和還原并傳給每個(gè)與之相連的網(wǎng)段。中斷器是一個(gè)沒有鑒別能力的設(shè)備，它會(huì)精確的再生所收到的bit信號(hào)包括錯(cuò)誤信息，而且再生后傳給每個(gè)與之相連網(wǎng)段而不管目的計(jì)算機(jī)是否在該網(wǎng)段上。但是，中繼器的速度很快且時(shí)延很小。

“5-4-3”規(guī)則通常在一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中，最多可以分為5個(gè)網(wǎng)段其中用4個(gè)中繼器連接只允許在其中3個(gè)網(wǎng)段包含計(jì)算機(jī)或設(shè)備，其他2個(gè)網(wǎng)段只能用于延長(zhǎng)傳輸距離。集線器的功能

集線器(Hub)其實(shí)是一個(gè)具有多個(gè)端口的中繼器。它可以集中網(wǎng)絡(luò)連接，可以重發(fā)bit信號(hào)。最常用的集線器是連接以太網(wǎng)中計(jì)算機(jī)的集線器，線纜從單個(gè)節(jié)點(diǎn)的NIC連接到中心集線器。一般8~24個(gè)端口。其他類型的集線器包括用于令牌環(huán)網(wǎng)絡(luò)的多站接入單元(MAU/MSAU)等。中繼器和集線器

集線器的應(yīng)用與計(jì)算機(jī)直接連接與集線器形成堆疊與集線器形成級(jí)聯(lián)網(wǎng)橋的功能網(wǎng)橋(Bridge)工作在OSI模型的數(shù)據(jù)鏈路層，可以用于連接具有不同物理層的網(wǎng)絡(luò)，如連接使用同軸電纜和UTP的網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)橋是一種數(shù)據(jù)幀存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備，它通過緩存、過濾、學(xué)習(xí)、轉(zhuǎn)發(fā)和擴(kuò)散等功能來完成操作。

網(wǎng)橋網(wǎng)橋的工作原理(1)

緩存：網(wǎng)橋首先會(huì)對(duì)收到的數(shù)據(jù)幀進(jìn)行緩存并處理

過濾：判斷入幀的目標(biāo)節(jié)點(diǎn)是否位于發(fā)送這個(gè)幀的網(wǎng)段中，如果是，網(wǎng)橋就不把幀轉(zhuǎn)發(fā)到網(wǎng)橋的其他端口

轉(zhuǎn)發(fā)：如果幀的目標(biāo)節(jié)點(diǎn)位于另一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)橋就將幀發(fā)往正確的網(wǎng)段網(wǎng)橋的工作原理(2)

學(xué)習(xí)：每當(dāng)幀經(jīng)過網(wǎng)橋時(shí)，網(wǎng)橋首先在網(wǎng)橋表中查找?guī)脑碝AC地址，如果該地址不在網(wǎng)橋表中，則將有該MAC地址及其所對(duì)應(yīng)的網(wǎng)橋端口信息加入數(shù)據(jù)幀要去往的目標(biāo)MAC地址使用的網(wǎng)橋端口MACA端口3MACB端口2MACC端口1網(wǎng)橋的工作原理(3)

擴(kuò)散：如果在表中找不到目標(biāo)地址，則按擴(kuò)散的辦法將該數(shù)據(jù)發(fā)送給與該網(wǎng)橋連接的除發(fā)送該數(shù)據(jù)的網(wǎng)段外的所有網(wǎng)段。網(wǎng)橋種類(1)透明網(wǎng)橋:所有的路由判決全部由網(wǎng)橋自己確定(2)轉(zhuǎn)換網(wǎng)換:轉(zhuǎn)換網(wǎng)橋是透明網(wǎng)橋的一種特殊形式。它在物理層和數(shù)據(jù)鏈路層使用不同協(xié)議的LAN提供網(wǎng)絡(luò)連接服務(wù)(3)封裝網(wǎng)橋:與轉(zhuǎn)換網(wǎng)橋不同，封裝網(wǎng)橋是將接收的幀置于FDDI骨干網(wǎng)使用的信封內(nèi)(4)源路由選擇網(wǎng)橋:源路由選擇網(wǎng)橋主要用于互連令牌環(huán)網(wǎng),源路由選擇網(wǎng)橋要求信息源(不是網(wǎng)橋本身)提供傳遞幀到終點(diǎn)所需的路由信息交換機(jī)的功能交換機(jī)(Switch)其實(shí)是更先進(jìn)的網(wǎng)橋，它除了具備網(wǎng)橋的所有功能外，還通過在節(jié)點(diǎn)或虛電路間創(chuàng)建臨時(shí)邏輯連接，使得整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的帶寬得到最大化的利用。通過交換機(jī)連接的網(wǎng)段內(nèi)的每個(gè)節(jié)點(diǎn)，都可以使用網(wǎng)絡(luò)上的全部帶寬來進(jìn)行通信，而不是各個(gè)節(jié)點(diǎn)共享帶寬。交換機(jī)交換機(jī)的地址學(xué)習(xí)以太網(wǎng)交換機(jī)通過內(nèi)部的MAC地址表做出轉(zhuǎn)發(fā)/過濾的決定MAC地址表存放在交換機(jī)的RAM中初始的MAC地址表為空MACaddresstable0260.8c01.11110260.8c01.22220260.8c01.33330260.8c01.4444E0E1E2E3ABCD交換機(jī)的地址學(xué)習(xí)（續(xù)）交換機(jī)的接口收到數(shù)據(jù)幀后，查找MAC地址表，如沒有相應(yīng)的表項(xiàng)，交換機(jī)將該數(shù)據(jù)幀泛洪（flood）到所有其它的接口上通過讀取幀中的源MAC地址，交換機(jī)將端口及其連接的主機(jī)映射起來，放入MAC地址表0260.8c01.4444E0:0260.8c01.1111MACaddresstable0260.8c01.11110260.8c01.22220260.8c01.3333E0E1E2E3DCBA交換機(jī)的地址學(xué)習(xí)(續(xù)）如果交換機(jī)連接的所有主機(jī)都發(fā)送過數(shù)據(jù)幀，就可以建立起一個(gè)完整的MAC地址表，交換機(jī)將據(jù)此做出轉(zhuǎn)發(fā)/過濾的決定MAC地址表是動(dòng)態(tài)變化的，如果在一定時(shí)間內(nèi)某一主機(jī)沒有新的數(shù)據(jù)幀發(fā)送，則相應(yīng)的表項(xiàng)將被清除0260.8c01.3333E0:0260.8c01.1111E2:0260.8c01.2222E1:0260.8c01.3333E2:0260.8c01.4444MACaddresstable0260.8c01.11110260.8c01.2222E0E1E2E3DCBA0260.8c01.4444交換機(jī)的轉(zhuǎn)發(fā)與過濾如果數(shù)據(jù)幀的目的MAC地址在MAC地址表中有相應(yīng)的表項(xiàng)，則交換機(jī)將該數(shù)據(jù)幀直接發(fā)往對(duì)應(yīng)的接口，從而保證其它接口上的主機(jī)不會(huì)收到無關(guān)的數(shù)據(jù)幀廣播幀和組播幀仍將被泛洪（flood）到除接收接口以外的所有其它接口0260.8c01.33330260.8c01.22220260.8c01.4444E0:0260.8c01.1111E2:0260.8c01.2222E1:0260.8c01.3333E3:0260.8c01.44440260.8c01.1111E0E1E2E3DCABMACaddresstable交換機(jī)的特性交換機(jī)的每一個(gè)端口所連接的網(wǎng)段都是一個(gè)獨(dú)立的沖突域交換機(jī)所連接的設(shè)備仍然在同一個(gè)廣播域內(nèi)，也就是說，交換機(jī)不隔絕廣播（惟一的例外是在配有VLAN的環(huán)境中）交換機(jī)依據(jù)幀頭的信息進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，因此說交換機(jī)是工作在數(shù)據(jù)鏈路層的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備交換機(jī)與集線器的區(qū)別交換機(jī)的并行程度更高，不同于集線器的共享帶寬。8口集線器(100Mbps)與8口交換機(jī)(400Mbps)的帶寬比較。交換機(jī)的緩存能力更強(qiáng)交換機(jī)的智能化程度更高交換機(jī)具有支持虛擬局域網(wǎng)(VLAN)的能力交換機(jī)的類型不可管理交換機(jī)不具備可管理性，沒有CPU或集中管理芯片，只是并行程度、吞吐能力等優(yōu)于集線器?？晒芾硎浇粨Q除了具有不可管理交換機(jī)的全部功能，還帶有CPU或集中管理芯片，可以支持VLAN及SNMP管理，又稱為智能型交換機(jī)。路由器的功能

路由器(Router)工作在OSI模型的網(wǎng)絡(luò)層，因此可以連接1層和2層結(jié)構(gòu)不同的網(wǎng)絡(luò)。路由器通過在相鄰的路由器節(jié)點(diǎn)之間進(jìn)行路徑選擇(即路由)功能，通過最佳的路徑來傳送數(shù)據(jù)包。隔離廣播，阻止廣播風(fēng)暴。所有通過路由器連接的網(wǎng)絡(luò)必須使用相同的尋址機(jī)制(通常使用IP地址)。路由器路由器的工作原理(1)

與網(wǎng)橋和交換機(jī)使用幀中的MAC地址轉(zhuǎn)發(fā)幀相比較，路由器是通過數(shù)據(jù)包中的網(wǎng)絡(luò)層地址(如IP地址)來轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包的，不對(duì)MAC地址進(jìn)行操作。因此，在用路由器連接的網(wǎng)絡(luò)上，源節(jié)點(diǎn)不需要知道目的節(jié)點(diǎn)的MAC也能夠找到它。路由器的工作原理(2)

與網(wǎng)橋和交換機(jī)類似，路由器的內(nèi)存中也存有一個(gè)表，叫做路由表(RoutingTable)，其中記錄的是數(shù)據(jù)包地址(網(wǎng)絡(luò)層地址)和物理端口號(hào)的對(duì)應(yīng)關(guān)系。路由器根據(jù)路由表來轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包。如果包中的目標(biāo)地址與源地址在同一個(gè)網(wǎng)段內(nèi)，路由器就數(shù)據(jù)流限