第3章計算機網(wǎng)絡技術及綜合布線

計算機網(wǎng)絡技術第3章網(wǎng)絡傳輸媒介與互連設備學習目標了解同軸電纜的基礎學問。熟悉UTP及其技術參數(shù)，駕馭UTP的制作、安裝和測試方法。熟悉光纖的特點及其技術參數(shù)。了解有線傳輸介質(zhì)的選擇與比較。

熟悉無線傳輸介質(zhì)的基礎學問。駕馭網(wǎng)的功能、選購和安裝方法，以及MAC地址的基礎學問。駕馭中繼器和集線器的功能及用處，以及集線器的安裝和運用方法。駕馭網(wǎng)橋和交換機的功能與用處。熟悉路由器的功能與用處。熟悉網(wǎng)關的功能與用處。熟悉寬帶接入設備的功能與用處。了解防火墻體系結(jié)構的特點。網(wǎng)絡互連設備

網(wǎng)絡傳輸介質(zhì)常見網(wǎng)絡設備網(wǎng)絡傳輸介質(zhì)

UTP及其技術參數(shù)制作、安裝和測試UTP光纖及其技術參數(shù)無線傳輸同軸電纜簡介

UTP及其技術參數(shù)UTP的分類雙絞線的結(jié)構雙絞線的顏色雙絞線的接頭(RJ45)

雙絞線的線材等級類別最大傳輸速度應用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。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(1)STP&ScTP速度10-100Mbps費用一般長度100MSTP屏蔽雙絞線

ScTP金屬箔屏蔽雙絞線

UTP速度10-100-1000Mbps費用低長度100M雙絞線的顏色序號12345678顏色橙白橙綠白藍藍白綠棕白棕100M規(guī)則設備與設備之間的UTP線纜聯(lián)接不能超過100M，否則性能下降UTP接頭線序1-32-6以太網(wǎng)數(shù)據(jù)運用4-5電話線路運用7-8其他用途UTP的連接直連線：568A-568A

√568B-568B交叉線：568A-568B反轉(zhuǎn)線：線序反轉(zhuǎn)工具和材料UTP壓線鉗RJ45接頭護套簡易測線儀光纖

光纖的結(jié)構光纖的尺寸光纖的類型光纖通信系統(tǒng)光纖的結(jié)構光纖的尺寸描述光纖尺寸的參數(shù)有兩個：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。光纖的類型多模光纖(MultimodeFiber,MMF)光信號不止一種波長，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，典型的單模光纖尺寸為8μm/125μm光纖的類型光纖通信系統(tǒng)光纖的優(yōu)缺點優(yōu)點：重量輕完全的電磁絕緣無串擾、不怕雷擊/靜電極高的通信平安保障高帶寬缺點：易損壞、轉(zhuǎn)彎半徑大全系統(tǒng)設備成本高，光電轉(zhuǎn)換形成瓶頸安裝調(diào)試困難同軸電纜

同軸電纜的結(jié)構同軸電纜的分類和技術標準

同軸電纜的結(jié)構在最初的局域網(wǎng)中，同軸電纜被認為是唯一的傳輸介質(zhì)，而忽視了雙絞線的日益增長。目前有兩種應用廣泛的同軸電纜。75歐姆，用于模擬傳輸50歐姆，用于傳輸數(shù)字信號粗纜：10Mbps，500m，100個站點細纜：10Mbps，185m，30個站點同軸電纜同軸電纜的類型和技術標準類型技術標準細纜粗纜直徑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應用的局域網(wǎng)類型10Base2(細纜以太網(wǎng))10Base5(粗纜以太網(wǎng))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)技術廣泛的應用在電視機和立體聲系統(tǒng)的遙控器中，也可以做為網(wǎng)絡通信的介質(zhì)。它通過運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。紅外網(wǎng)絡須要通信的雙方設備都擁有一個收發(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，不能通過不透亮的物理(如墻壁)，并且易受外界光線干擾。

無線電波窄帶無線電波放射器與接收器運用相同的頻率傳輸信號，如廣播收音機。簡潔被非法聽眾截獲信號。擴頻無線電波(1)跳頻擴頻(Frequencyhoppingspreadspectrum,FHSS)(2)直序擴頻(Directsequencespreadspectrum,DSSS)

計算機

分類

主要部件

計算機的分類臺式機PC機或工作站，一般由個人運用。臺式機上常用操作系統(tǒng)包括Windows、Linux以及Macintosh。小型機和服務器小型機和服務器是介于臺式機和大型機之間的各種計算機系統(tǒng)。大型機也稱作超級計算機，能夠管理大型企業(yè)網(wǎng)，存儲大量重要數(shù)據(jù)并保證其完整性及在一個機構中傳送數(shù)據(jù)。筆記本電腦和掌上型電腦是為了滿足日益走向移動的社會需求而出現(xiàn)的計算機類型。計算機的主要部件

CPU(中心處理單元)I/O(輸入/輸出系統(tǒng))內(nèi)存(RandomAccessMemory,RAM)網(wǎng)絡接口卡(NetworkInterfaceCard,NIC)也叫作網(wǎng)卡(NetworkAdapter)，是連接計算機與網(wǎng)絡(網(wǎng)線)的硬件部件。網(wǎng)卡的功能、選購與安裝及MAC地址

PCI總線的網(wǎng)卡ISA總線的網(wǎng)卡網(wǎng)卡的主要作用在發(fā)送方，把從計算機系統(tǒng)要發(fā)送的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成能在網(wǎng)線上傳輸?shù)腷it流。在接收方，把從網(wǎng)線上接收來的bit流重組成計算機系統(tǒng)可以處理的數(shù)據(jù)。推斷數(shù)據(jù)是否是發(fā)給自己的。發(fā)送和限制計算機系統(tǒng)和網(wǎng)線數(shù)據(jù)流。網(wǎng)卡的MAC地址存在形式由網(wǎng)卡的生產(chǎn)廠商固化在每塊網(wǎng)卡只讀存儲器(ROM)中。作用計算機或設備之間進行通信時，須要運用MAC地址格式MAC地址由48位二進制數(shù)組成，運用12個十六進制數(shù)字來表示，如00-80-C8-EF-D2-C3。數(shù)據(jù)源地址FCS長度目標地址可變長26640000.0Cxx.xxxx廠商自己安排IEEE安排前導符MAC地址（物理地址）8#字節(jié)MAC地址3.2.3中繼器和集線器

中繼器的功能“5-4-3”規(guī)則集線器的功能集線器的應用集線器的安裝中繼器的功能中繼器的工作就是重發(fā)bit，將所收到的bit信號進行再生和還原并傳給每個與之相連的網(wǎng)段。中斷器是一個沒有鑒別實力的設備，它會精確的再生所收到的bit信號包括錯誤信息，而且再生后傳給每個與之相連網(wǎng)段而不管目的計算機是否在該網(wǎng)段上。但是，中繼器的速度很快且時延很小?！?-4-3”規(guī)則通常在一個網(wǎng)絡中，最多可以分為5個網(wǎng)段其中用4個中繼器連接只允許在其中3個網(wǎng)段包含計算機或設備，其他2個網(wǎng)段只能用于延長傳輸距離。5-4-3規(guī)則集線器的功能集線器(Hub)其實是一個具有多個端口的中繼器。它可以集中網(wǎng)絡連接，可以重發(fā)bit信號。最常用的集線器是連接以太網(wǎng)中計算機的集線器，線纜從單個節(jié)點的NIC連接到中心集線器。一般8~24個端口。其他類型的集線器包括用于令牌環(huán)網(wǎng)絡的多站接入單元(MAU/MSAU)等。中繼器和集線器

10Base-THUB雖然可以借助層層級聯(lián)的方式來擴充網(wǎng)絡，但是缺點是每級聯(lián)一層，帶寬會相對降低。為了解決這個問題，網(wǎng)絡廠商設計了“堆疊式”的HUB，用SCSI電纜將HUB背部的堆疊模塊連通，這樣的做法使各臺HUB均處在同一管理層次（即他們的帶寬均一樣）。堆疊式集線器的好處除了更適合網(wǎng)絡的擴充之外，也相對降低了端口成本，另外，它放置的位置集中特別便利管理。堆疊----級聯(lián)菊花鏈堆疊方式星型堆疊方式如何連結(jié)集線器的安裝購置集線器選擇安裝位置識別接口和指示燈連接電源連接集線器和計算機集線器相互連接網(wǎng)橋和交換機

網(wǎng)橋的功能網(wǎng)橋的工作原理交換機的功能交換機與集線器的區(qū)分交換機的類型網(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，如連接運用同軸電纜和UTP的網(wǎng)絡。網(wǎng)橋是一種數(shù)據(jù)幀存儲轉(zhuǎn)發(fā)設備，它通過緩存、過濾、學習、轉(zhuǎn)發(fā)和擴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)橋首先會對收到的數(shù)據(jù)幀進行緩存并處理過濾：推斷入幀的目標節(jié)點是否位于發(fā)送這個幀的網(wǎng)段中，假如是，網(wǎng)橋就不把幀轉(zhuǎn)發(fā)到網(wǎng)橋的其他端口轉(zhuǎn)發(fā)：假如幀的目標節(jié)點位于另一個網(wǎng)絡，網(wǎng)橋就將幀發(fā)往正確的網(wǎng)段網(wǎng)橋的工作原理(2)

學習：每當幀經(jīng)過網(wǎng)橋時，網(wǎng)橋首先在網(wǎng)橋表中查找?guī)脑碝AC地址，假如該地址不在網(wǎng)橋表中，則將有該MAC地址及其所對應的網(wǎng)橋端口信息加入數(shù)據(jù)幀要去往的目標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(2)

擴散：假如在表中找不到目標地址，則按擴散的方法將該數(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)段外的全部網(wǎng)段。交換機的功能交換機(Switch)其實是更先進的網(wǎng)橋，它除了具備網(wǎng)橋的全部功能外，還通過在節(jié)點或虛電路間創(chuàng)建臨時邏輯連接，使得整個網(wǎng)絡的帶寬得到最大化的利用。通過交換機連接的網(wǎng)段內(nèi)的每個節(jié)點，都可以運用網(wǎng)絡上的全部帶寬來進行通信，而不是各個節(jié)點共享帶寬。交換機Port1Port2Portn……Port3datadatadataError!直通交換方式Port1Port2Portn……Port3data交換處理模塊datadata存儲轉(zhuǎn)發(fā)方式Port1Port2Portn……Port3data交換處理模塊datadata64Byte<=Frame碎片直通方式交換機與集線器的區(qū)分交換機的并行程度更高，不同于集線器的共享帶寬。交換機的緩存實力更強交換機的智能化程度更高交換機具有支持虛擬局域網(wǎng)(VLAN)的實力交換機的類型不行管理交換機不具備可管理性，沒有CPU或集中管理芯片，只是并行程度、吞吐實力等優(yōu)于集線器?？晒芾硎浇粨Q除了具有不行管理交換機的全部功能，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。路由器

路由器的功能路由器的工作原理路由器的功能

路由器(Router)工作在OSI模型的網(wǎng)絡層，因此可以連接1層和2層結(jié)構不同的網(wǎng)絡。路由器通過在相鄰的路由器節(jié)點之間進行路徑選擇(即路由)功能，通過最佳的路徑來傳送數(shù)據(jù)包。隔離廣播，阻擋廣播風暴。全部通過路由器連接的網(wǎng)絡必需運用相同的尋址機制(通常運用IP地址)。路由器路由器的工作原理(1)

與網(wǎng)橋和交換機運用幀中的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)絡層地址(如IP地址)來轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包的，不對MAC地址進行操作。因此，在用路由器連接的網(wǎng)絡上，源節(jié)點不須要學問目的節(jié)點的MAC也能夠找到它。路由器的工作原理(2)

與網(wǎng)橋和交換機類似，路由器的內(nèi)存中也存有一個表，叫做路由表(RoutingTable)，其中記錄的是數(shù)據(jù)包地址(網(wǎng)絡層地址)和物理端口號的對應關系。路由器依據(jù)路由表來轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包。假如包中的目標地址與源地址在同一個網(wǎng)段內(nèi)，路由器就數(shù)據(jù)流限制在那個網(wǎng)段內(nèi)，不轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包；假如目標地址在另一個網(wǎng)段，路由器就把包發(fā)送到與目標網(wǎng)段相對應的物理端口上。網(wǎng)關

網(wǎng)關（Gateway）可以用于連接具有完成不同的尋址機制、不兼容的協(xié)議、不同結(jié)構和不同數(shù)據(jù)格式的網(wǎng)絡。網(wǎng)關從一個網(wǎng)絡收到數(shù)據(jù)包，重新打包成目的網(wǎng)絡能接收并處理的格式。網(wǎng)關寬帶路由器隨著Internet的日益普及，很多家庭、小型辦公室、小型企業(yè)、分支機構等都須要連接到互聯(lián)網(wǎng)來開展其工作。這時，通常須要架設一臺帶雙網(wǎng)卡的代理服務器來共享Internet連接，構建與維護都相當?shù)穆闊?。而寬帶路由器就是針對這一需求應運而生的互聯(lián)設備，它在具有路由功能的同時，還具備有簡潔的交換機功能。這樣整個網(wǎng)絡中的核心設備就由傳統(tǒng)的服務器+交換機，轉(zhuǎn)換成里一臺寬帶路由器，它能同時與互聯(lián)網(wǎng)（或調(diào)制解調(diào)器）和內(nèi)網(wǎng)中的電腦相連接。寬帶路由器屬于接入路由器，功能相對比較單一、能夠管理的結(jié)點比較有限，它是為小規(guī)模的局域網(wǎng)上網(wǎng)供應了一種廉價、好用的解決方案。防火墻1、防火墻的概念2、防火墻的優(yōu)點與功能3、防火墻的缺點4、堡壘主機5、網(wǎng)絡結(jié)構劃分6、防火墻體系結(jié)構（1）雙重宿主主機體系結(jié)構（2）被屏蔽主機體系結(jié)構（3）被屏蔽子網(wǎng)體系結(jié)構7、內(nèi)部防火墻防火墻的概念防火墻是指設置在不同網(wǎng)絡（如可信任的企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)和不行信任的公共網(wǎng)）或網(wǎng)絡平安域之間的一系列部件的組合。它是不同網(wǎng)絡或網(wǎng)絡平安域之間信息的唯一出入口，能依據(jù)企業(yè)的平安政策限制（允許、拒絕、監(jiān)測）出入網(wǎng)絡的信息流，且本身具有較強的抗攻擊實力。它是供應信息平安服務，信息平安的基礎設施。一般來說，防火墻存在的形式只有兩種。一種是以軟件的形式運行在計算機上，另外一種就是以硬件的形式存在。防火墻的優(yōu)點與功能1、防火墻是網(wǎng)絡平安的屏障。一個防火墻（作為堵塞點、限制點）能極大地提高一個內(nèi)部網(wǎng)絡的平安性，并通過過濾擔憂全的服務而降低風險。2、防火墻可以強化網(wǎng)絡平安策略。通過以防火墻為中