計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ) 課件 杜輝 第1-5單元 認(rèn)識計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)- 規(guī)劃配置IP地址

第1單元認(rèn)識計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)

【學(xué)習(xí)目標(biāo)】掌握計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的定義。了解計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的主要功能。掌握計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類方法。了解計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。會使用Visio軟件繪制網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D。1.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的由來

最初的計(jì)算機(jī)價(jià)格很貴，體積很龐大，只能放置在專門的機(jī)房，需要計(jì)算的時(shí)候才用。在這種情況下，計(jì)算機(jī)很多時(shí)候是空閑的，需要使用計(jì)算機(jī)的人也要來回奔波，這就造成了資源的浪費(fèi)。因此當(dāng)時(shí)利用線路將多個(gè)位于不同辦公室的終端連接到計(jì)算機(jī)上，大家通過終端來共享一臺主機(jī)，提高了主機(jī)的利用率。這是第一代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)（20世紀(jì)60年代中期之前），又稱面向終端的網(wǎng)絡(luò)。1969年9月，兩名加州大學(xué)洛杉磯分校(UCLA)的研究人員用一根15in（lin=0.0254m)長的灰色電纜，將兩臺計(jì)算機(jī)連接起來，試圖嘗試網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)交換的新方式，以減少垃圾信息，提高安全系數(shù)。從那時(shí)起逐步發(fā)展，演進(jìn)成為現(xiàn)在普遍使用的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)知識鏈接：什么是終端？終端可以認(rèn)為是沒有計(jì)算能力的顯示器和鍵盤的組合。1.1.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的形成與發(fā)展1.面向終端的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)歷史不長，但發(fā)展速度很快，早期的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)際上是以單個(gè)計(jì)算機(jī)為中心的遠(yuǎn)程聯(lián)機(jī)系統(tǒng)。系統(tǒng)中的通信主要存在于終端和中心計(jì)算機(jī)之間，由系統(tǒng)中專門的通信處理模塊來負(fù)責(zé)。2.ARPA網(wǎng)第二代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)（20世紀(jì)60年代中期至70年代）是多個(gè)主計(jì)算機(jī)通過通信線路互連在一起，這些主計(jì)算機(jī)均具有自主處理能力，它們之間不存在主從關(guān)系。由多個(gè)主計(jì)算機(jī)互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)才是通常意義上的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。典型代表是ARPA（AdvancedResearchProjectsAgency)網(wǎng)，由美國國防部高級研究計(jì)劃局組建，主要由4個(gè)節(jié)點(diǎn)組成，也是現(xiàn)在Internet發(fā)展的雛型。ARPA網(wǎng)中有專門的通信處理機(jī)負(fù)責(zé)線路的互聯(lián)，該設(shè)備稱為接口報(bào)文處理機(jī)（IMP），當(dāng)主機(jī)發(fā)送信息時(shí)，只需要把信息發(fā)往與之相聯(lián)的IMP就行了，然后由IMP負(fù)責(zé)找到對方的IMP，并把信息發(fā)出去。IMP采用存儲轉(zhuǎn)發(fā)的方式，先存儲信息，當(dāng)線路有空閑時(shí)再轉(zhuǎn)發(fā)。這樣ARPA網(wǎng)就形成了兩級子網(wǎng)的結(jié)構(gòu)，即通信子源和資源子網(wǎng)。知識鏈接：資源子網(wǎng)負(fù)責(zé)全網(wǎng)數(shù)據(jù)的處理和向網(wǎng)絡(luò)用戶提供資源及網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，包括網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)處理資源和數(shù)據(jù)存儲資源。通信子網(wǎng)指網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信功能的設(shè)備及其軟件的集合,通信設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議和通信控制軟件等都屬于通信子網(wǎng)。作為網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)層，主要負(fù)責(zé)信息的傳輸，即為為用戶提供數(shù)據(jù)的傳輸、轉(zhuǎn)接、加工、變換等。3.國際標(biāo)準(zhǔn)化網(wǎng)絡(luò)

在ARPANET時(shí)代，雖然網(wǎng)絡(luò)分成了通信子網(wǎng)和資源子網(wǎng)，但網(wǎng)絡(luò)之間的體系結(jié)構(gòu)與協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)的不統(tǒng)一限制了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展。于是，國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）頒布了“開放系統(tǒng)互連參考模型”，為網(wǎng)絡(luò)之間的互連提供了可能。所有的通信設(shè)備、軟件、協(xié)議都遵循OSI模型。4.Internet與高速網(wǎng)絡(luò)20世紀(jì)90年代初至現(xiàn)在是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)飛速發(fā)展的階段，其主要特征是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)化、協(xié)同計(jì)算能力飛速發(fā)展，以及全球互連網(wǎng)絡(luò)(Internet)盛行，向著互連、高速、寬帶方向發(fā)展?；ヂ?lián)網(wǎng)上的各種應(yīng)用也豐富起來，如虛擬大學(xué)、虛擬社區(qū)、電子商務(wù)、VOD系統(tǒng)等，對我們的生活已經(jīng)產(chǎn)生了重要的影響。1.1.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的定義計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是指將地理位置不同的具有獨(dú)立功能的多臺計(jì)算機(jī)及其外部設(shè)備，通過通信線路連接起來，在網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)管理軟件及網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議的管理和協(xié)調(diào)下，實(shí)現(xiàn)資源共享和信息傳遞的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。資源共享觀點(diǎn)將計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)定義為“以能夠相互共享資源的方式連接起來，并且各自具有獨(dú)立功能的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的集合”。1.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的主要特征（1）實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)資源的共享。（2）各計(jì)算機(jī)之間沒有主從關(guān)系。（3）聯(lián)網(wǎng)的計(jì)算機(jī)必須遵循全網(wǎng)統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。2.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)的區(qū)別計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)以傳輸信息為主要目的，是用通信線路將多個(gè)計(jì)算機(jī)連接起來的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的集合，沒有資源共享的概念。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是個(gè)更為寬泛的范疇，包含資源子網(wǎng)和通信子網(wǎng)。1.1.3計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的主要功能計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的功能主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。（1）對分散對象的實(shí)時(shí)集中控制與管理功能。在各種信息管理系統(tǒng)中都要進(jìn)行數(shù)據(jù)庫的集中管理，如各種網(wǎng)絡(luò)版的信息決策系統(tǒng)、C/S和B/S結(jié)構(gòu)的應(yīng)用等。常見于企業(yè)內(nèi)網(wǎng)（Intranet)信息管理和政府機(jī)構(gòu)的辦公自動(dòng)化系統(tǒng)。（2）資源共享功能。文件、打印、數(shù)據(jù)、算力和應(yīng)用軟件共享等服務(wù)，可以建立通信服務(wù)和傳真服務(wù)等。（3）負(fù)荷均衡與分布式處理功能。在分布式系統(tǒng)的管理下，將一個(gè)大任務(wù)分解成一個(gè)個(gè)小任務(wù)，分散到系統(tǒng)中的不同計(jì)算機(jī)上執(zhí)行。（4）綜合信息服務(wù)功能。如WWW、電子郵件、BBS、電子商務(wù)、虛擬社區(qū)和即時(shí)通信等。1.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的類型及其分類1.2.1按地域分類

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)按其地理位置和分布范圍分類可以分成局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)和城域網(wǎng)3類。表1-1對這3種不同的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了比較。表1-1各網(wǎng)絡(luò)之間的比較分布距離 覆蓋范圍 網(wǎng)絡(luò)類型 速率 10m 房間

100m 建筑物 局域網(wǎng) 4Mb/s～10Gb/s1km 校園 10km 城市 城域網(wǎng) 50Kb/s～100Mb/s 100km 國家 廣域網(wǎng) 9.6Kb/s～155Mb/s 1.局域網(wǎng)(localareanetwork，LAN)局域網(wǎng)是指一個(gè)局部區(qū)域內(nèi)近距離的計(jì)算機(jī)互聯(lián)組成的網(wǎng)絡(luò)，通常采用有線的方式連接，分布范圍一般在幾米到幾千米之間(小于10km)。一個(gè)單位內(nèi)部的網(wǎng)絡(luò)多為局域網(wǎng)。由于局域網(wǎng)分布范圍極小，一方面容易管理與分配，另一方面容易構(gòu)成簡潔規(guī)整的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，加上網(wǎng)絡(luò)延遲小、傳輸速率高、傳輸可靠、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)靈活等優(yōu)點(diǎn)，局域網(wǎng)得到了廣泛的應(yīng)用，成為實(shí)現(xiàn)有限區(qū)域內(nèi)信息交換與共享的有效途徑。局域網(wǎng)是一種私有網(wǎng)絡(luò)，一般在一座建筑物內(nèi)或建筑物附近，比如家庭、辦公室或工廠。局域網(wǎng)被廣泛用來連接個(gè)人計(jì)算機(jī)和消費(fèi)類電子設(shè)備，使這些設(shè)備能夠共享資源和交換信息。(1)IEEE802局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)IEEE（InstituteofElectricalandElectronicsEngineers，電氣和電子工程師協(xié)會）的總部設(shè)在美國，主要開發(fā)數(shù)據(jù)通信標(biāo)準(zhǔn)及其他標(biāo)準(zhǔn)。IEEE802委員會負(fù)責(zé)起草局域網(wǎng)草案，并送交美國國家標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會（ANSI）批準(zhǔn)和在美國國內(nèi)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化。IEEE還把草案送交國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO），ISO把802規(guī)范稱為ISO8802標(biāo)準(zhǔn)，因此許多IEEE標(biāo)準(zhǔn)也是ISO標(biāo)準(zhǔn)。例如，IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)就是ISO802.3標(biāo)準(zhǔn)。IEEE802規(guī)范定義了網(wǎng)卡如何訪問傳輸介質(zhì)（如光纜、雙絞線、無線等），如何在傳輸介質(zhì)上傳輸數(shù)據(jù)的方法，以及傳輸信息的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間連接建立、維護(hù)和拆除的途徑。遵循IEEE802標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品包括網(wǎng)卡、橋接器、路由器以及其他一些用來建立局域網(wǎng)絡(luò)的組件。（2）IEEE802委員會IEEE802委員會成立于1980年初，專門從事局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的制定工作。該委員會分為3個(gè)分會：傳輸介質(zhì)分會負(fù)責(zé)研究局域網(wǎng)物理層協(xié)議信號、訪問控制分會負(fù)責(zé)研究數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議、高層接口分會，負(fù)責(zé)研究從網(wǎng)絡(luò)層到應(yīng)用層的有關(guān)協(xié)議。（3）IEEE802局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)系列IEEE802.1：概述、體系結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)互連，以及網(wǎng)絡(luò)管理和性能測試。IEEE802.2：邏輯鏈路擴(kuò)展協(xié)議，定義邏輯鏈路控制（LLC）的功能和服務(wù)。IEEE802.3：載波監(jiān)聽多路訪問/沖突檢測（CSMA/CD）控制方法，以及介質(zhì)訪問控制（MAC）子層和物理層的規(guī)范。IEEE802.4：令牌總線網(wǎng)的訪問控制方法，以及MAC子層和物理層的規(guī)范。IEEE802.5：令牌環(huán)網(wǎng)的訪問控制方法，以及MAC子層和物理層的規(guī)范。IEEE802.6：城域網(wǎng)。IEEE802.7：寬帶技術(shù)。IEEE802.8：光纖技術(shù)。IEEE802.9：綜合語音與數(shù)據(jù)局域網(wǎng)IVDLAN技術(shù)。IEEE802.10：可互操作的局域網(wǎng)安全性規(guī)范SILS。IEEE802.11：無線局域網(wǎng)技術(shù)。IEEE802.12：優(yōu)先級高速局域網(wǎng)（100Mb/s）。IEEE802.14：電纜電視（Cable-TV）。IEEE802.15：無線個(gè)人網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，其代表技術(shù)是zigbee。IEEE802.16：寬帶無線MAN標(biāo)準(zhǔn)——WiMAX。(4)無線局域網(wǎng)IEBB802.11是現(xiàn)今無線局域網(wǎng)通用的標(biāo)準(zhǔn)，以下為802.11比較重要的版本IBEE802.11，1997年，原始標(biāo)準(zhǔn)(2Mbit/s，工作在2.4GHz)。IEEB802.1la，1999年，物理層補(bǔ)充(54Mbit/s，工作在5GHz)。IBEB802.11b，1999年，物理層補(bǔ)充(11Mbit/s，工作在2.4GHz)。IBEB802.11c，符合802.1D的媒體接入控制層橋接(MACLayerBridging)IEEE802.1le，對服務(wù)等級(QualityofService,QoS)的支持。IEEE802.11g，2003年，物理層補(bǔ)充(54Mbit/s，工作在2.4GHz)。IBBB802.11h，2004年，無線覆蓋半徑的調(diào)整，室內(nèi)(indoor)和室外(outdoor)信道(5GHz頻段)。IEEB802.1ln，更高傳輸速率的改善，基礎(chǔ)速率提升到72.2Mbit/s，可以使用雙倍帶寬40MHz，此時(shí)速率提升到150Mbit/s。支持多輸入多輸出技術(shù)(Multi-InputMulti-Output，MIMO)。IEEE802.llac、802.lln的潛在繼承者，更高傳輸速率的改善，當(dāng)使用多基站時(shí)將無線速率提高到至少1Gbit/s，將單信道速率提高到至少500Mbit/s。使用更高的無線帶寬(80~160MHz，802.1n只有40MHz)，更多的MIMO流(最多8條流)，更好的調(diào)制方式(QAM256)。正式標(biāo)準(zhǔn)于2012年2月18日推出。IEBBB802.1laf:運(yùn)用過往電視白區(qū)(TVWhiteSpace，TVWS)的頻段所訂立的標(biāo)準(zhǔn)，由于使用白區(qū)頻段(VHS的54~216MHz及UHP的470~698MHz)，有時(shí)IEBE802.1laf也稱為White-Fi(取WiFi一詞的派生變化》。IBEB802.1lah:用來支持無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WirelessSensorNetworkWSN)，以及支持物聯(lián)網(wǎng)(InternetofThing，IoT)、智能電網(wǎng)(SmartGrid)的智能電表(SmartMeter)等應(yīng)用。IEEE802.1laj:為IEEE802.1lad的增補(bǔ)標(biāo)準(zhǔn)，開放45GHz的未授權(quán)帶寬范圍，使世界上部分地區(qū)可以使用。IEEE802.1lag:為IEEE802.11的修正案，增加網(wǎng)上探索的效率，以加快網(wǎng)上傳輸速度。IEEE802.1lax:以現(xiàn)行的IEEE802.1lac作為基底的草案，以提供比現(xiàn)行傳輸速率加快4倍為目標(biāo)。無線網(wǎng)卡可兼容的相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)可在無線網(wǎng)卡屬性中的高級配置選項(xiàng)卡中查看，如圖1-1所示。(5)WAPIWAPI(WirelessLANAuthenticationandPrivacyInfrastructure)是無線局域網(wǎng)認(rèn)證和隱私基礎(chǔ)設(shè)施，作為一種安全協(xié)議，同時(shí)也是我國無線局域網(wǎng)安全強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)前全球無線局域網(wǎng)領(lǐng)域僅有的兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，分別是美國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)組織提出的IEBB802.11系列標(biāo)準(zhǔn)(包括802.1la/b/g/n/ac等)，以及我國提出的WAPI標(biāo)準(zhǔn)。WAPI是我國首個(gè)在計(jì)算機(jī)寬帶無線網(wǎng)絡(luò)通信領(lǐng)域自主創(chuàng)新并擁有知識產(chǎn)權(quán)的安全接人技術(shù)標(biāo)準(zhǔn).WAPI方案已由國際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO/IBC授權(quán)的機(jī)構(gòu)IEEBRegistrationAuthority(IEEE注冊中心)正式批準(zhǔn)發(fā)布，分配了用于WAPI協(xié)議的以太類型字段，這也是我國在該領(lǐng)域唯一獲得批準(zhǔn)的協(xié)議。WAPI是我國自主研發(fā)的、擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的無線局域網(wǎng)安全技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。相比WiFi，對于用戶而言，WAPI可以使筆記本計(jì)算機(jī)以及其他終端產(chǎn)品更加安全。WAPI的安全性雖然獲得了國際社會的認(rèn)可，但是一直都受到Wii聯(lián)盟商業(yè)上的封鎖，一是宣稱技術(shù)被中國掌握不安全，即所謂的“中國威脅論”;二是宣稱與現(xiàn)有WiPi設(shè)備不兼容。在無線局域網(wǎng)安全技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)領(lǐng)域，由于美國的阻擊，WiPi仍處于市場主導(dǎo)地位。2.城域網(wǎng)城域網(wǎng)(metropolitanareanetwork，MAN)的規(guī)模主要局限在一個(gè)城市范圍內(nèi)，是一種介于廣域網(wǎng)和局域網(wǎng)之間的網(wǎng)絡(luò)，分布范圍一般在十幾公里到上百公里之間。城域網(wǎng)與局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)的區(qū)別如下：（1）服務(wù)對象不同。局域網(wǎng)或廣域網(wǎng)通常是為了一個(gè)單位或系統(tǒng)服務(wù)的，而城域網(wǎng)則是為整個(gè)城市而不是為某個(gè)特定的部門服務(wù)的。（2）建設(shè)方向不同。建設(shè)局域網(wǎng)或廣域網(wǎng)包括資源子網(wǎng)和通信子網(wǎng)兩個(gè)方面，而城域網(wǎng)的建設(shè)主要集中在通信子網(wǎng)上，其中也包含兩個(gè)方面：一是城市骨干網(wǎng)，它與全國的骨干網(wǎng)相連：二是城市接入網(wǎng)，它把本地所有的聯(lián)網(wǎng)用戶與城市骨干網(wǎng)相連。3.廣域網(wǎng)廣域網(wǎng)(wideareanetwork，WAN)是指遠(yuǎn)距離的計(jì)算機(jī)互聯(lián)組成的網(wǎng)，分布范圍可達(dá)幾千公里乃至上萬公里，甚至跨越國界、洲界，遍及全球范圍。因特網(wǎng)就是一種典型的廣域網(wǎng)。廣域網(wǎng)WAN通?？缃雍艽蟮奈锢矸秶苓B接多個(gè)城市或國家，并能提供遠(yuǎn)距離通信。通常廣域網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸速率比局域網(wǎng)低，而信號的傳播延遲卻比局域網(wǎng)要大得多。廣域網(wǎng)的典型速率是56Kb/s～155Mb/s，現(xiàn)在已有622Mb/s、1.4Gb/s甚至更高速率的廣域網(wǎng)，傳播延遲可從幾毫秒到幾百毫秒(使用衛(wèi)星信道時(shí))。廣域網(wǎng)是由許多交換機(jī)組成的，交換機(jī)之間采用點(diǎn)到點(diǎn)線路連接，幾乎所有的點(diǎn)到點(diǎn)通信方式都可以用來建立廣域網(wǎng)，包括租用線路、光纖、微波、衛(wèi)星信道。而廣域網(wǎng)交換機(jī)實(shí)際上就是一臺計(jì)算機(jī)，有處理器和輸入／輸出設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)包的收發(fā)處理。廣域網(wǎng)WAN一般最多只包含OSI參考模型的底下三層，而且目前大部分廣域網(wǎng)都采用存儲轉(zhuǎn)發(fā)方式進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，也就是說，廣域網(wǎng)是基于報(bào)文交換或分組交換技術(shù)的(傳統(tǒng)的公用電話交換網(wǎng)除外)。廣域網(wǎng)中的交換機(jī)先將發(fā)送給它的數(shù)據(jù)包完整接收下來，然后經(jīng)過路徑選擇找出一條輸出線路，最后交換機(jī)將接收到的數(shù)據(jù)包發(fā)送到該線路上去，以此類推，直到將數(shù)據(jù)包發(fā)送到目的節(jié)點(diǎn)4、廣域網(wǎng)的數(shù)據(jù)交換（1）虛電路方式。對于采用虛電路方式的廣域網(wǎng)，源節(jié)點(diǎn)要與目的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信之前，首先必須建立一條從源節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)的虛電路(即邏輯連接)，然后通過該虛電路進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送，最后當(dāng)數(shù)據(jù)傳輸結(jié)束時(shí)，釋放該虛電路。在虛電路方式中，每個(gè)交換機(jī)都維持一個(gè)虛電路表，用于記錄經(jīng)過該交換機(jī)的所有虛電路的情況，每條虛電路占據(jù)其中的一項(xiàng)。在虛電路方式中，其數(shù)據(jù)報(bào)文在其報(bào)頭中除了序號、校驗(yàn)，以及其他字段外，還必須包含一個(gè)虛電路號。（2）數(shù)據(jù)報(bào)方式。采用數(shù)據(jù)報(bào)方式的廣域網(wǎng)，交換機(jī)不必登記每條打開的虛電路，它們只需要用一張表來指明到達(dá)所有可能的目的端交換機(jī)的輸出線路。由于虛電路方式中每個(gè)報(bào)文都要單獨(dú)尋址，因此要求每個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)包含完整的目的地址。

虛電路方式與數(shù)據(jù)報(bào)方式之間的最大差別在于：虛電路方式為

每一對節(jié)點(diǎn)之間的通信預(yù)先建立一條虛電路，后續(xù)的數(shù)據(jù)通信

沿著建立好的虛電路進(jìn)行，交換機(jī)不必為每個(gè)報(bào)文進(jìn)行路由選

擇；而在數(shù)據(jù)報(bào)方式中，每一個(gè)交換機(jī)為每一個(gè)進(jìn)入的報(bào)文進(jìn)

行一次路由選擇，也就是說，每個(gè)報(bào)文的路由選擇獨(dú)立于其他

報(bào)文。1.2.2按傳輸介質(zhì)分類計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)按網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)分類，可以分成有線網(wǎng)和無線網(wǎng)兩大類。1.有線網(wǎng)有線網(wǎng)又分為兩種：一是采用同軸電纜和雙絞線連接的網(wǎng)絡(luò)；二是采用光導(dǎo)纖維作傳輸介質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)。后者又稱光纖網(wǎng)。采用同軸電纜和雙絞線連接的網(wǎng)絡(luò)比較經(jīng)濟(jì)，安裝方便，但傳輸距離相對較短，傳輸速率和抗干擾能力一般；光纖網(wǎng)則傳輸距離長，傳輸率高(每可達(dá)數(shù)千兆比特)，抗干擾能力強(qiáng)，安全性好，但價(jià)格較高，且需高水平的安裝技術(shù)，目前尚未普及。2.無線網(wǎng)無線網(wǎng)是采用空氣作傳輸介質(zhì)、用電磁波作傳輸載體的網(wǎng)絡(luò)。聯(lián)網(wǎng)方式靈活方便，但聯(lián)網(wǎng)費(fèi)用較高，目前正在發(fā)展。在后續(xù)單元由詳細(xì)介紹和說明。1.2.3按網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分類網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是指網(wǎng)絡(luò)中通信線路和結(jié)點(diǎn)(計(jì)算機(jī)或設(shè)備)的幾何排列形式。按網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分類，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可以分為總線拓?fù)?、星型拓?fù)?、環(huán)型拓?fù)?、樹型拓?fù)?、網(wǎng)狀型拓?fù)涞葞追N類型。1.總線拓?fù)淇偩€拓?fù)涫亲詈唵蔚慕Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，其特點(diǎn)是將所有的結(jié)點(diǎn)都連在一根公共總線上，增加或刪除一個(gè)結(jié)點(diǎn)都很方便，網(wǎng)絡(luò)中任何結(jié)點(diǎn)的故障都不會造成全網(wǎng)的癱瘓，可靠性高。但是，任何兩個(gè)結(jié)點(diǎn)之間傳送數(shù)據(jù)都要經(jīng)過總路線，總線成為整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的瓶頸，當(dāng)結(jié)點(diǎn)數(shù)目增多時(shí)，易發(fā)生信息擁塞?？偩€拓?fù)淙鐖D1-1所示。圖1-1總線拓?fù)?.星型拓?fù)湫切屯負(fù)溆梢粋€(gè)中央結(jié)點(diǎn)和若干個(gè)從結(jié)點(diǎn)組成，如圖1-2所示。中央結(jié)點(diǎn)可以與任意一個(gè)從結(jié)點(diǎn)直接通信，而一個(gè)從結(jié)點(diǎn)與另一個(gè)從結(jié)點(diǎn)通信必須經(jīng)過中央結(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)。星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)簡單，建網(wǎng)容易，傳輸速率高擴(kuò)展性好，配置靈活，增加、刪除、修改結(jié)點(diǎn)容易實(shí)現(xiàn)。每個(gè)從結(jié)點(diǎn)獨(dú)占一條傳輸線路，消除了數(shù)據(jù)傳輸擁塞現(xiàn)象。一個(gè)從結(jié)點(diǎn)的故障不會影響整個(gè)網(wǎng)絡(luò)。但這種網(wǎng)絡(luò)的可靠性依賴于中央結(jié)點(diǎn)，中央結(jié)點(diǎn)一旦出現(xiàn)故障將導(dǎo)致全網(wǎng)癱瘓。圖1-2星型拓?fù)?.環(huán)型拓?fù)湓诃h(huán)型拓?fù)渲校性O(shè)備連接成環(huán)，信息是沿著環(huán)采用廣播方式傳送的，如圖1-3所示。在這種拓?fù)渲?，每臺設(shè)備只能和相信結(jié)點(diǎn)直接通信，與其他結(jié)點(diǎn)通信時(shí)，必須依次經(jīng)過兩者間的每一個(gè)結(jié)點(diǎn)。環(huán)型拓?fù)涞膫鬏斅窂焦潭ǎ瑹o路徑選擇問題，故實(shí)現(xiàn)簡單。但任何結(jié)點(diǎn)的故障都會導(dǎo)致全網(wǎng)癱瘓，可靠性較差，網(wǎng)絡(luò)的管理比較復(fù)雜，投資費(fèi)用較高。當(dāng)結(jié)構(gòu)需要調(diào)整時(shí)（如結(jié)點(diǎn)的增加、刪除、修改）時(shí)，一般需要將整個(gè)網(wǎng)絡(luò)重新配置，擴(kuò)展性、靈活性差，維護(hù)困難。圖1-3環(huán)型拓?fù)?.樹型拓?fù)錁湫屯負(fù)涫切切屯負(fù)涞囊环N擴(kuò)展，各結(jié)點(diǎn)層次進(jìn)行連接，信息交換主要在上、下結(jié)點(diǎn)間進(jìn)行，如圖1-4所示。樹型拓?fù)溥m用于匯集信息的應(yīng)用系統(tǒng)中。圖1-4樹型拓?fù)?.網(wǎng)狀拓?fù)渚W(wǎng)狀拓?fù)溆址Q無規(guī)則型拓?fù)洌鐖D1-5所示。網(wǎng)狀拓?fù)涞娜蒎e(cuò)能力強(qiáng)，如果網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)結(jié)點(diǎn)或一段鏈路發(fā)生故障，信息可通過其他鏈路到達(dá)目的結(jié)點(diǎn)，故系統(tǒng)可靠性高。但是，這種結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，必須采用路由選擇算法與流量控制方法。目前，大多數(shù)遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和Internet的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)就是網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。圖1-5網(wǎng)狀拓?fù)?.3使用Visio繪制網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖

圖作為一種表達(dá)信息的方式，有著文字不可代替的作用。在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)以及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)和實(shí)施中，都需要讀圖和畫圖。1.3.1網(wǎng)絡(luò)繪圖工具計(jì)算機(jī)中可以繪制圖的工具有很多。對于小型的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖，由于其涉及的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備不多，圖形元素的外觀要求也不高，因此使用簡單的繪圖軟件如Windows系統(tǒng)中的畫圖軟件就可以輕松實(shí)現(xiàn)。而對于一些大型的、復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖，通常需要采用一些比較專業(yè)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)繪制軟件，如Visio、LANMapShot等。更多要求的圖形可用專業(yè)級的AutoCAD繪制。1.3.2用Visio軟件繪制網(wǎng)絡(luò)圖的基本步驟1.打開Visio軟件選擇繪圖類型打開MicrosoftOfficeVisio2003，在左側(cè)“選擇繪圖類型”窗格中的“類別”列表中選擇“網(wǎng)絡(luò)”類型，在右側(cè)即顯示“網(wǎng)絡(luò)”類型的模板，如圖1-6所示。圖1-6選擇“網(wǎng)絡(luò)”類型2.新建文件單擊“模板”中的“詳細(xì)網(wǎng)絡(luò)繪圖”選項(xiàng)，將新建一張繪圖頁，同時(shí)左側(cè)變成了“形狀”欄，如圖1-7所示。圖1-7新建的繪圖頁窗口（工作窗口）3.設(shè)置繪圖頁頁面由于圖形往往要打印出來，所以一般需要設(shè)置頁面。方法如下：選擇“文件→頁面設(shè)置”命令，彈出“頁面設(shè)置”對話框，如圖1-8所示，可對各種相關(guān)參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。圖1-8“頁面設(shè)置”對話框4.在繪圖頁中添加圖形在“形狀”欄中單擊“計(jì)算機(jī)和顯示器”選項(xiàng)，打開具體的圖形元素，選擇PC圖形元素，將其拖入右側(cè)繪圖頁，如圖1-9所示。圖1-9添加圖形元素5.調(diào)整圖形元素的大小和位置選中繪圖頁中的圖形元素，拖拽圖形周邊的8個(gè)綠色的方形錨點(diǎn)可以改變圖形元素的大小。將鼠標(biāo)指針移動(dòng)到圓形錨點(diǎn)上，按住鼠標(biāo)左鍵的同時(shí)移動(dòng)，可以旋轉(zhuǎn)該圖形元素。將鼠標(biāo)指針移動(dòng)到圖形元素中央，指針呈十字形狀，按住鼠標(biāo)左鍵的同時(shí)移動(dòng)，可以改變圖形元素的旋轉(zhuǎn)中心位置。6.修改圖形元素標(biāo)注或添加文本框選中繪圖頁中的圖形元素，雙擊圖形元素，可以修改圖形元素的標(biāo)注文字，如圖1-10所示。或者選中圖形元素，單擊工具欄上的“文本工具”下拉按鈕進(jìn)行修改。如果沒有選中圖形元素，用鼠標(biāo)指針直接拖拽，則在空的位置添加文本框?？梢赃x中文本或圖元元素，更改文字大小或字體。本次操作之后要單擊“指針工具”下拉按鈕，回到可選擇狀態(tài)。圖1-10添加標(biāo)注文字7.圖形元素連接打開“形狀”欄的“網(wǎng)絡(luò)和外設(shè)”選項(xiàng)，選擇“交換機(jī)”并將其拖拽到繪圖頁上，調(diào)整好大小，添加標(biāo)注文字“交換機(jī)”。為了便于后續(xù)的連接操作，將“交換機(jī)”圖形元素調(diào)整得大一些，在連接操作完畢后再將其調(diào)整到正常大小。連接操作如下：在工具欄上單擊“連接線工具”下拉按鈕，然后選中PC圖形元素，在不松開鼠標(biāo)左鍵的情況下，將指針移動(dòng)到“交換機(jī)”圖形元素的一側(cè)小紅圓點(diǎn)上，此時(shí)出現(xiàn)一個(gè)標(biāo)示點(diǎn)，松開鼠標(biāo)左鍵，連接線兩頭都為紅色，連接成功。單擊“指針工具”下拉按鈕，回到可選擇狀態(tài)。然后移動(dòng)圖形元素，連接線會自動(dòng)延長或修改，如圖1-11所示。圖1-11連接圖形元素這時(shí)，連接線在PC上面顯示，并不美觀，需要將PC顯示在上面。方法如下：選擇圖形元素PC，右擊，在彈出的快捷菜單中選擇“形狀”→“置于頂層”命令（見圖1-12）。圖1-12將圖形元素PC置頂調(diào)整好交換機(jī)的大小，在連接線上右擊，在其快捷菜單中選擇“直線連接線”命令，如圖1-13所示，連接線就改為直線了。當(dāng)然也可以選擇“曲線連接線”或“直角連接線”命令，系統(tǒng)默認(rèn)為“直角連接線”。圖1-13“直線連接線”命令8.用上述方法繪制其他內(nèi)容再拖入兩個(gè)PC圖形元素，按照上面的方法繪制圖形，并且在兩個(gè)PC圖形元素中間繪制省略號，如圖1-14所示。圖1-14繪制網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D9.多個(gè)圖形元素的選擇及組合選擇多個(gè)圖形元素的方法如下：在所有圖形元素的左上角按住鼠標(biāo)的左鍵不放，移動(dòng)鼠標(biāo)指針至所有圖形元素的左下方，然后松開鼠標(biāo)左鍵，這樣就將所有的圖形元素選中了；或者在按住Ctrl鍵的同時(shí)，用鼠標(biāo)指針選擇各個(gè)圖形元素，也可以將所有的圖形元素選中。多個(gè)圖形元素的選擇的組合方法如下：選中所有圖形元素后，在某一個(gè)圖形元素上右擊，在彈出的快捷菜單中選擇“形狀”→“組合”命令，如圖1-15所示，即可以將選中的圖形元素組合在一起。如果想取消組合，右擊圖形元素，從彈出的快捷菜單中選擇“形狀”→“取消組合”命令即可。圖1-15將多個(gè)圖形元素組合1.3.3Visio軟件的常用功能介紹1.準(zhǔn)確調(diào)整圖形元素的大小和位置選擇“視圖”→“任務(wù)窗格”→“大小和位置窗口”命令，彈出“大小和位置”對話框，然后選中需調(diào)整大小或位置的圖形元素，在面板進(jìn)行相關(guān)設(shè)置即可，如圖1-16所示。圖1-16調(diào)整圖形元素的大小和位置2.顯示“繪圖”工具選擇“視圖→工具欄→繪圖”命令，即可彈出“繪圖”工具欄。它提供了矩形、橢圓形、線條、弧形等直接繪圖工具。3.圖形元素的添加和查找在左側(cè)的“形狀”欄中找不到相關(guān)圖形元素時(shí)，可以添加任何一個(gè)現(xiàn)有的圖形元素組，以滿足當(dāng)前所需。方法是：選擇“文件”→“形狀”命令，在其彈出的子菜單中選擇某個(gè)類別，然后再選擇具體的一個(gè)圖形元素組，單擊該圖形元素組，即可將其加載到當(dāng)前的任務(wù)中。還可以在Visio軟件眾多的圖形元素中查找需要的形狀。方法是：在“形狀”欄的“搜索形狀”組合框中輸入需要查找的形狀名，然后單擊“轉(zhuǎn)到”按鈕進(jìn)行查找；找到所需的圖形元素后，直接將其拖放到繪圖頁上使用即可。4.對齊、分配、連接、排放圖形元素當(dāng)需要對多個(gè)圖形元素的位置、相互關(guān)系進(jìn)行調(diào)整時(shí)，可以使用“形狀”菜單下的相關(guān)功能。方法是：選中相關(guān)圖形元素，然后選擇“形狀”→“對齊形狀”命令，或者是“分配形狀”“連接形狀”“排放形狀”命令，彈出相應(yīng)的對話框，在其中進(jìn)行相關(guān)設(shè)置即可。5.文件輸出Visio軟件默認(rèn)繪圖文件的擴(kuò)展名為.vsd，模具文件的擴(kuò)展名為.vss，模板文件的擴(kuò)展名為.vst。也可以使用“另存為”命令將文件另存為其他類型，方法是：選擇“文件”→“另存為”命令，在“保存類型”下拉列表框中選擇，可以是.dwg、.dxf（CAD使用）、.tif（PhotoShop使用）、.jpg、.bmp等。1.4子項(xiàng)目1：繪制拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖1.項(xiàng)目實(shí)施分析在項(xiàng)目描述中提到公司一共租用了寫字樓的兩層，5個(gè)部門，工程部和技術(shù)支持部在一層，每個(gè)部門30個(gè)信息點(diǎn)；市場部、總務(wù)部、財(cái)務(wù)部在二層，共25個(gè)信息點(diǎn)。繪制拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖時(shí)沒有必要將所有的信息點(diǎn)畫出來，簡單地畫出2~3個(gè)來標(biāo)示就可以了，但是各個(gè)信息點(diǎn)之間的邏輯關(guān)系要標(biāo)示清楚。由于市場部、總務(wù)部、財(cái)務(wù)部一共25個(gè)信息點(diǎn)，并且在同一樓層上，所以不用每個(gè)部門都配置一個(gè)交換機(jī)，公用一個(gè)就可以了。在服務(wù)器方面，該公司有內(nèi)部的服務(wù)器，并且需要訪問Internet，所以要繪制出來相關(guān)的設(shè)備。思考：（1）該拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是什么類型的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)呢？答：這是典型的樹型結(jié)構(gòu)，也就是星型結(jié)構(gòu)的擴(kuò)展。這種結(jié)構(gòu)中，交換機(jī)是的中心節(jié)點(diǎn)。（2）交換機(jī)、路由器是節(jié)點(diǎn)嗎？答：交換機(jī)、路由器是一臺專門進(jìn)行傳輸數(shù)據(jù)的專用計(jì)算機(jī)，是網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)節(jié)點(diǎn)。2.項(xiàng)目實(shí)施要求——基本網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D要求（1）繪制頁面大小為A4。（2）要求每個(gè)元素都有標(biāo)注。（3）盡量不出現(xiàn)連接線交叉、圖形重疊現(xiàn)象。（4）輸出格式為.vsd。3.項(xiàng)目實(shí)施提示拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖1-17所示。圖1-17網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)4.項(xiàng)目實(shí)施步驟（1）根據(jù)分析，該網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)需要使用三臺交換機(jī)。在1.3.1節(jié)所講介紹的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖就是每個(gè)部門內(nèi)部的結(jié)構(gòu)劃分。（2）添加打印服務(wù)器。打開“狀態(tài)”欄中的“服務(wù)器”選項(xiàng)，從選項(xiàng)中找到“打印服務(wù)器”圖形元素，將其拖入繪制頁中，并與交換機(jī)直線連接起來，如圖1-18所示。圖1-18添加打印服務(wù)器（3）單擊菜單“視圖→工具欄→繪圖”命令，或單擊”常用”工作欄中的”繪圖工具”按鈕，打開“繪圖”工具欄；單擊“矩形工具”按鈕，在繪制頁上繪制矩形框。在矩形框上右擊，從彈出的快捷菜單中選擇“格式”→“填充”命令，彈出“填充”對話框，設(shè)置透明度為100%，如圖1-19所示，單擊“確定”按鈕。圖1-19“填充”對話框（3）再次在矩形框上右擊，從彈出的快捷菜單中選擇“格式”→“線條”命令，彈出“線條”對話框，修改線條圖案和粗線等，如圖1-20所示。圖1-20“線條”對話框（4）調(diào)整大小，使虛線矩形正好將結(jié)構(gòu)圖框住。然后在“常用”工具欄單擊“文本工具”下拉按鈕，在繪圖頁中單擊，出現(xiàn)空白文本區(qū)域，在空白處輸入“技術(shù)支持部”，調(diào)整字體和字號，鼠標(biāo)左鍵中可以選擇“填充”和“線條”，將它們的透明度都調(diào)整到100%最終效果如圖1-21所示。圖1-21添加虛線框和說明文字（5）用同樣的方法畫出其他4個(gè)部門的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D。（6）在“形狀”欄中單擊“服務(wù)器”選項(xiàng)，將涉及的服務(wù)器圖形元素（即Web服務(wù)器、FTP服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、電子郵件服務(wù)器）拖拽到繪制頁中，調(diào)整好位置和大小，并添加相應(yīng)標(biāo)注。在“形狀”欄中單擊“網(wǎng)絡(luò)符號”選項(xiàng)，將涉及的“路由器”和“以太網(wǎng)交換機(jī)”圖形元素拖拽到繪制頁中，調(diào)整好位置和大小，并添加相應(yīng)標(biāo)注。連接后的效果如圖1-22所示。圖1-22服務(wù)器、交換機(jī)、路由器的連接（8）在“形狀”欄中單擊“網(wǎng)絡(luò)和外設(shè)”選項(xiàng)，將“防火墻”“通信鏈路”圖形元素拖拽到繪制頁中，添加防火墻的標(biāo)注；在“形狀”欄中單擊“批注”選項(xiàng)，將“修訂云形”圖形元素拖拽到繪制頁中，雙擊添加外網(wǎng)標(biāo)注。用“通信鏈路”連接防火墻和外網(wǎng)，用直線連接路由器和防火墻，效果如圖1-23所示。注意：在制作網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D時(shí)所有的連接線盡量不要交叉，因?yàn)檫B線交叉會讓結(jié)構(gòu)感覺混亂。圖1-23路由器、防火墻和外網(wǎng)的連接（9）完成后的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖1-17所示。5.注意事項(xiàng)1)所有連接線避免出現(xiàn)交叉2)部門作為一個(gè)信息系統(tǒng)的子集合，一般需要在拓?fù)鋱D中體現(xiàn)出來3)詳細(xì)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D中應(yīng)標(biāo)明設(shè)備型號等信息。4)保證拓?fù)鋱D的左右平衡，避免出現(xiàn)一邊內(nèi)容多，另一邊內(nèi)容少的情況，要合理布局保證“重心”在整幅圖的中心。5)避免拓?fù)鋱D中使用過多的顏色。6)調(diào)整好各個(gè)圖形元件中的比例關(guān)系，避免某些設(shè)備圖形尺寸過大或過小。7)主干線或光纖應(yīng)該改用不同的顏色進(jìn)行標(biāo)識。6、案例思考1)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D中缺少無線通信的部分，請?jiān)诖嘶A(chǔ)上添加“無線訪問點(diǎn)”和“便攜式計(jì)算機(jī)”等設(shè)備，并合理安排位置。2)上述局域網(wǎng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)給公司帶來什么呢?3)你認(rèn)為整個(gè)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，哪部分是網(wǎng)絡(luò)安全的中心?在哪一部分實(shí)施網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控最好?為什么?4)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D已經(jīng)設(shè)計(jì)好了，我們又怎么進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)布線呢?單元小結(jié)本單元主要描述了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的由來、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類以及如何使用Visio軟件來繪制網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D。通過完成綜合任務(wù)中的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D，進(jìn)一步了解網(wǎng)絡(luò)的分類和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。本單元重點(diǎn)要掌握的知識:(1)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的定義(2)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的主要功能(3)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類(區(qū)域、介質(zhì))(4)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)本單元重點(diǎn)掌握的技能:(1)使用Visio軟件繪制網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D(2)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D的繪制要求

思考與練習(xí)1.請描述你的網(wǎng)絡(luò)生活。2.請描述你所在學(xué)校的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，并畫出校園網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D。3.請說明無線網(wǎng)絡(luò)在你生活中的應(yīng)用。4.你覺得互聯(lián)網(wǎng)在今后的發(fā)展方向有哪些?通過上一單元的學(xué)習(xí)，我們已經(jīng)初步認(rèn)識了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，而網(wǎng)絡(luò)布線則是構(gòu)建計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的重要環(huán)節(jié)之一，是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)相互之間實(shí)現(xiàn)物理聯(lián)通的關(guān)鍵?！緦W(xué)習(xí)目標(biāo)】掌握結(jié)構(gòu)化布線的概念。了解各種網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)。能夠根據(jù)實(shí)際情況選擇相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)和設(shè)備。能夠根據(jù)實(shí)際情況選擇布線方法。

第2單元網(wǎng)絡(luò)布線

2.1結(jié)構(gòu)化布線技術(shù) 提及結(jié)構(gòu)化布線，不得不說結(jié)構(gòu)化布線系統(tǒng)與智能大廈的發(fā)展緊密相關(guān),它是智能大廈的實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)。結(jié)構(gòu)化布線技術(shù)，需要在初始階段就設(shè)計(jì)好布線結(jié)構(gòu)，而不是根據(jù)設(shè)備已有的放置位置來決定布線。2.1.1結(jié)構(gòu)化布線技術(shù)的概念結(jié)構(gòu)化布線又稱開放式布線系統(tǒng)（OCS，OpenCablingSystem）或綜合布線系統(tǒng)（PDS，PremisesDistributionSystem）。它與智能化大廈的發(fā)展緊密相關(guān)，是智能大廈的實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)，是建筑物或建筑物內(nèi)部之間的傳輸網(wǎng)絡(luò)，是由線纜及相關(guān)連接硬件組成的信息傳輸通道。它能使建筑物或建筑群內(nèi)部的語音、數(shù)據(jù)通信設(shè)備、信息交換設(shè)備、建筑物物業(yè)管理及建筑物自動(dòng)化管理設(shè)備等系統(tǒng)之間彼此相連，也能使建筑物信息通信設(shè)備與外部的信息通信網(wǎng)絡(luò)相連。它能夠支持任何用戶選擇的話音、數(shù)據(jù)、圖形、圖像的應(yīng)用，支持話音、圖形、圖像、數(shù)據(jù)多媒體、安全監(jiān)控、傳感等各種信息的傳輸，支持UTP、光纖、STP、同軸電纜等各種傳輸載體，支持多用戶多類型產(chǎn)品的應(yīng)用，支持高速網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用。結(jié)構(gòu)化布線與傳統(tǒng)的布線系統(tǒng)的最大區(qū)別在于：結(jié)構(gòu)化布線系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與當(dāng)前所連接的設(shè)備的位置無關(guān)。在傳統(tǒng)的布線系統(tǒng)中，設(shè)備安裝在哪里，傳輸介質(zhì)就要鋪設(shè)到哪里。結(jié)構(gòu)化布線系統(tǒng)則是事先按建筑物的結(jié)構(gòu)，將建筑物中所有可能放置設(shè)備的位置都預(yù)先布好線纜，然后再根據(jù)實(shí)際所連接的設(shè)備情況，通過調(diào)整內(nèi)部跳線裝置，將所有設(shè)備連接起來。同一線路的接口可以連接不同的通信設(shè)備，例如電話、終端或微型機(jī)，也可以是工作站或主機(jī)。由于結(jié)構(gòu)化布線是一套綜合系統(tǒng)，可以使用相同的線纜、配線端板，相同的插頭及模塊插孔，解決了傳統(tǒng)布線存在的所謂兼容性問題，可避免重復(fù)施工造成人與物的雙重浪費(fèi)。知識鏈接：理想中的結(jié)構(gòu)化布線技術(shù)在同一線路上可以連接各種設(shè)備，用戶只要將設(shè)備連接到結(jié)構(gòu)化布線的線路上就可以了，而且這樣的結(jié)構(gòu)化布線提供相同的插頭及模塊，這是我們努力的目的。但現(xiàn)有情況是，往往一個(gè)智能大廈中，設(shè)備的接口和傳輸介質(zhì)是不同的。所以我們在實(shí)施布線的時(shí)候必須多方面的考慮。。2.1.2結(jié)構(gòu)化布線系統(tǒng)的組成以EIA/TIA568標(biāo)準(zhǔn)和ISO/IEC11801國際綜合布線標(biāo)準(zhǔn)為基準(zhǔn)，并結(jié)合我國國內(nèi)的實(shí)際應(yīng)用情況，綜合布線系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)組合可以劃分為六個(gè)獨(dú)立的子系統(tǒng)，如圖2-1所示。圖2-1結(jié)構(gòu)化布線系統(tǒng)結(jié)構(gòu)這六個(gè)子系統(tǒng)分別為：工作區(qū)子系統(tǒng)、水平子系統(tǒng)、管理子系統(tǒng)、垂直子系統(tǒng)、設(shè)備間子系統(tǒng)和建筑群子系統(tǒng)。每個(gè)子系統(tǒng)均可視為各自獨(dú)立的單元組，一旦需要更改其中任一子系統(tǒng)時(shí)，不會影響到其他的子系統(tǒng)。六個(gè)組成部分相互配合，便可以形成結(jié)構(gòu)靈活、適合多種傳輸介質(zhì)與多種傳輸信息傳輸?shù)慕Y(jié)構(gòu)化布線系統(tǒng)。1.工作區(qū)子系統(tǒng)

工作區(qū)子系統(tǒng)由終端設(shè)備連接到信息插座的連線（或接插軟線）組成。該子系統(tǒng)包括水平配線系統(tǒng)的信息插座、連接信息插座和終端設(shè)備的跳線以及適配器。目前最常用的是配合雙絞線的RJ-45插座與連接電話線的RJ-11插座，前者廣泛應(yīng)用于局域網(wǎng)的連接之中，后者則廣泛應(yīng)用于電信系統(tǒng)的連接之中。工作區(qū)布線要求相對簡單，這樣就容易移動(dòng)、添加或變更設(shè)備。不要安放在經(jīng)常有人走動(dòng)或容易被損壞的地方，以免因?yàn)槿藶樵蛟斐删€路損壞。

2.水平子系統(tǒng)

水平子系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)信息插座和管理子系統(tǒng)（跳線架）間的連接，即連接管理子系統(tǒng)至工作區(qū)。包括水平布線、信息插座、電纜終端及交換，指定的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為星形拓?fù)?。綜合布線中水平子系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息傳輸?shù)闹匾M成部分。由于工作區(qū)系統(tǒng)上所連設(shè)備的多樣性，水平子系統(tǒng)的通信介質(zhì)也是多種多樣的。常用的介質(zhì)包括100ΩUTP非屏蔽雙絞線、150ΩSTP屏蔽雙絞線和62.5/125μm光纜。為了便于管理，最遠(yuǎn)的延伸距離不應(yīng)超過90米，除了90米水平電纜外，工作區(qū)與管理子系統(tǒng)的接插線和跨接線電纜的總長可達(dá)10米。

3.管理區(qū)子系統(tǒng)

管理區(qū)在配線間或設(shè)備間的配線區(qū)域，由交連互連配線架組成。它采用交連和互連等方式，管理垂直子系統(tǒng)和水平子系統(tǒng)的線纜。管理區(qū)為連通各個(gè)子系統(tǒng)提供連接手段。交連和互連允許將通信線路定位或重定位到建筑物的不同部分，以便能更容易地管理通信線路。

4.垂直子系統(tǒng)

垂直子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)設(shè)備，程控交換機(jī)（PBX），控制中心與各管理子系統(tǒng)間的連接，是整個(gè)結(jié)構(gòu)化布線系統(tǒng)的骨干部分。包括主干電纜、中間交換和主交換、機(jī)械終端和用于主干到主干交換的接插線或插頭。主干布線要采用星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，常用介質(zhì)是大對數(shù)雙絞線電纜、光纜。接地應(yīng)符合EIA/TIA607規(guī)定的要求。水平子系統(tǒng)與垂直子系統(tǒng)的區(qū)別在于：水平子系統(tǒng)總是處在同一樓層上，線纜一端接在配線間的配線架上，另一端接在信息插座上。在建筑物內(nèi)，為了避開強(qiáng)干擾源，垂直子系統(tǒng)總是位于垂直的弱電間，并采用大對數(shù)雙絞電纜或光纜，而水平子系統(tǒng)一般用4對雙絞線。這些雙絞電纜能支持大多數(shù)終端設(shè)備。為了與建筑群的其它建筑物進(jìn)行通信，垂直子系統(tǒng)把設(shè)備間的中繼線和布線交叉連接點(diǎn)與建筑物間設(shè)施相連，以組成建筑群子系統(tǒng)。

5.設(shè)備間子系統(tǒng)

設(shè)備間是在每一幢大樓的適當(dāng)?shù)攸c(diǎn)放置綜合布線線纜和相關(guān)連接硬件及其應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)備場所。EIA/TIA569標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了設(shè)備間的設(shè)備布線。它是布線系統(tǒng)最主要的管理區(qū)域，所有樓層的資料都由電纜或光纜傳送到此。為便于設(shè)備搬運(yùn)，節(jié)約投資，設(shè)備間最好位于每一幢大樓的第二層或第三層。在設(shè)備內(nèi)，可把公共系統(tǒng)用的各種設(shè)備互連起來。如電信部門的中繼線和公共系統(tǒng)設(shè)備設(shè)備（如PBX）。設(shè)備間還包括建筑物的入口區(qū)的設(shè)備或電氣保護(hù)裝置及其連接到符合要求的建筑物接地點(diǎn)。它相當(dāng)于電話系統(tǒng)中的站內(nèi)配線設(shè)備及電纜、導(dǎo)線連接部分。

6.建筑群子系統(tǒng)

建筑群子系統(tǒng)將一棟建筑物中的電纜延伸到建筑群的另外一些建筑物中的通信設(shè)備和裝置上。比較常用的介質(zhì)是光纜或大對數(shù)雙絞線。它是整個(gè)布線系統(tǒng)中的一部分（包括傳輸介質(zhì)）并支持提供樓群之間通信設(shè)施所需的硬件，其中有導(dǎo)線電纜、光纜和防止電纜的浪涌電壓進(jìn)入建筑物的電氣保護(hù)設(shè)備。EIA/TIA569標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了網(wǎng)絡(luò)接口的物理規(guī)格，實(shí)現(xiàn)建筑群之間的連接。2.1.3結(jié)構(gòu)化布線的特點(diǎn)結(jié)構(gòu)化布線是信息技術(shù)和信息產(chǎn)業(yè)高速大規(guī)模發(fā)展的產(chǎn)物，是布線系統(tǒng)一項(xiàng)重大革新。同傳統(tǒng)的布線技術(shù)相比有著許多優(yōu)越性，是傳統(tǒng)布線無法企及的，其特點(diǎn)主要表現(xiàn)為它的兼容性、靈活性、模塊化、擴(kuò)充性、經(jīng)濟(jì)性、先進(jìn)性、開放性、高速性和可靠性。1.兼容性

所謂兼容性是指它自身是完全獨(dú)立的而與應(yīng)用系統(tǒng)相對無關(guān)，可以適用于多種應(yīng)用系統(tǒng)。結(jié)構(gòu)化布線系統(tǒng)將語音、數(shù)據(jù)信號的配線統(tǒng)一設(shè)計(jì)規(guī)劃，采用統(tǒng)一的傳輸線、信息插接件等，把不同的信號綜合到一套標(biāo)準(zhǔn)布線系統(tǒng)，能支持多種數(shù)據(jù)通信、多媒體技術(shù)及信息管理系統(tǒng)等，能夠適應(yīng)現(xiàn)代和未來技術(shù)的發(fā)展。同時(shí)，該系統(tǒng)比傳統(tǒng)布線大為簡化，不存在重復(fù)投資，可以節(jié)約大量資金。。2.靈活性

結(jié)構(gòu)化布線系統(tǒng)的靈活性主要表現(xiàn)在三個(gè)方面：靈活組網(wǎng)、靈活變位和應(yīng)用類型的靈活變化。傳統(tǒng)的布線方式是封閉的，其體系結(jié)構(gòu)是固定的，若要遷移設(shè)備或增加設(shè)備是相當(dāng)困難而麻煩的，甚至是不可能的。綜合布線采用標(biāo)準(zhǔn)的傳輸線纜和相關(guān)連接硬件，模塊化的設(shè)計(jì)。所有傳遞信息線路均為通用的，即每條可傳送話音傳真、多用戶終端。所用系統(tǒng)內(nèi)的設(shè)備（計(jì)算機(jī)、終端、網(wǎng)絡(luò)集散器、HUB或MAU、電話，傳真等）的開通及變動(dòng)無需改動(dòng)布線。只要在設(shè)備間或管理間作相應(yīng)的跳線操作。此外須改動(dòng)的設(shè)備就被接入到指定系統(tǒng)中去。當(dāng)然，系統(tǒng)組網(wǎng)也靈活多樣了。3.模塊化

布線系統(tǒng)中，除去敷設(shè)在建筑內(nèi)的線外，其余所有的接插件都是積木式的標(biāo)準(zhǔn)件，可以方便地進(jìn)行更換插拔，使管理、擴(kuò)展和使用變得十分簡單。

4.擴(kuò)充性

結(jié)構(gòu)化布線系統(tǒng)（包括材料、部件、通訊設(shè)備等設(shè)施）嚴(yán)格遵循國際標(biāo)準(zhǔn)。因此，無論計(jì)算機(jī)設(shè)備、通訊設(shè)備、控制設(shè)備隨技術(shù)如何發(fā)展，將來都可以很方便地將這些設(shè)備連接到系統(tǒng)中去。系統(tǒng)具有良好的可擴(kuò)充和可升級性，使本期建設(shè)的投資在未來升級與擴(kuò)充后得到保護(hù)。

5.經(jīng)濟(jì)性

結(jié)構(gòu)化布線系統(tǒng)設(shè)計(jì)信息點(diǎn)時(shí)要求按規(guī)劃容量考慮，留有適當(dāng)?shù)陌l(fā)展容量。因此，就整體布線系統(tǒng)而言，按規(guī)劃設(shè)計(jì)所作經(jīng)濟(jì)分析表明，SCS會比傳統(tǒng)布線的價(jià)格性能比為優(yōu)。后期運(yùn)行維護(hù)及管理費(fèi)用也會下降。相當(dāng)于一次性投資,長期受益,維護(hù)費(fèi)用低,使整體投資達(dá)到最少。6.先進(jìn)性

綜合布線采用光纖與雙絞線混合布線的方式，極為合理地構(gòu)成一套完整的布線。所有布線均采用世界上最新通信標(biāo)準(zhǔn)，鏈路均按八芯雙絞線配置。5/6類雙絞線，數(shù)據(jù)最大傳速率可達(dá)到1000Mbps，對于特殊用戶的需求可把光纖引到桌面（FiberToTheDesk）。干線語音部分用電纜，數(shù)據(jù)部分用光纜，為同時(shí)傳輸多路實(shí)時(shí)多媒體信息提供足夠的容量。

7.開放性

對于傳統(tǒng)布線，一旦選定了某種設(shè)備，也選定了布線方式和傳輸介質(zhì)。如要更換一種設(shè)備，原有布線將全部更換。這對已完工的布線作上述更換，既極為麻煩，而又增加大量資金。而PDS布線由于采用開放式體系結(jié)構(gòu)，符合國際標(biāo)準(zhǔn)，對現(xiàn)有著名廠商的品牌均屬開放的，當(dāng)然對通信協(xié)議也同樣是支持的。

8.高速性

系統(tǒng)能處理和傳輸多媒體信息，采用的高等級雙絞線或光纜組成網(wǎng)絡(luò)，極大的提高了網(wǎng)絡(luò)的吞吐量。

9.可靠性

傳統(tǒng)布線各系統(tǒng)互不兼容，因此在一個(gè)建筑物內(nèi)存在多種布線方式，形成各系統(tǒng)交叉干擾。這樣各個(gè)系統(tǒng)可靠性降低，勢必影響到整個(gè)建筑系統(tǒng)的可靠性。SCS布線采用高品質(zhì)的材料和組合壓接方式構(gòu)成一套標(biāo)準(zhǔn)高的信息網(wǎng)絡(luò)。所有線纜與器件均通過國際上的各種標(biāo)準(zhǔn)，保證SCS的電氣性能。SCS全部使用物理星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。任何一條線路若有故障不影響其他線路，從而提高了可靠性。各系統(tǒng)采用同一傳輸介質(zhì)，互為備用，又提高了備用冗余。2.2傳輸介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)是指在網(wǎng)絡(luò)中傳輸信息的載體。各種網(wǎng)線、電話線、無線電等等都是傳輸信息的載體，都可以被認(rèn)為是網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)。2.2.1傳輸介質(zhì)的基本概念數(shù)據(jù)傳輸介質(zhì)是指傳送信息的載體，是通信網(wǎng)絡(luò)中發(fā)送方和接收方之間的物理通路。因此，傳輸介質(zhì)也稱傳輸媒體、傳輸媒介或傳輸線路。1.傳輸介質(zhì)的分類通信介質(zhì)分為有線介質(zhì)和無線介質(zhì)兩大類。網(wǎng)絡(luò)中常用的有線介質(zhì)是雙絞線、同軸電纜和光纖；常用的無線介質(zhì)是無線電波、微波和紅外線等。思考：藍(lán)牙是無線介質(zhì)還是有線介質(zhì)？2.傳輸介質(zhì)的特性數(shù)據(jù)傳輸?shù)馁|(zhì)量除了與傳送的數(shù)據(jù)信號及收發(fā)兩端的設(shè)備特性有關(guān)外，還直接與通信線路本身的機(jī)械和電氣特性有關(guān)。這些特性主要包括：

（1）物理特性：指傳輸介質(zhì)的特征。

（2）傳輸特性：傳輸信號調(diào)制技術(shù)、信道容量及傳輸?shù)念l帶范圍。

（3）覆蓋地理范圍：指在不用中繼設(shè)備情況下，無失真?zhèn)鬏斔苓_(dá)到的最大距離。

（4）抗干擾特性：指防止噪聲對傳輸信息影響的能力。

（5）價(jià)格：指線路安裝、維護(hù)等費(fèi)用總和。知識鏈接：無線局域網(wǎng)依據(jù)IEEE802.11系列標(biāo)準(zhǔn)及我國相關(guān)的GB15629.11系列標(biāo)準(zhǔn)要求，主要是工作在三段，即：2.4GHz頻段（標(biāo)稱頻率范圍為2400~24835MHz）、5.8GHz頻段（標(biāo)稱頻率范圍5725~5850MHz）和5.2GHz頻段（標(biāo)稱頻率范圍5150~5350MHz）。該頻段目前尚屬不用許可的無線頻段。簡單說，無線電的頻段是一種資源，使用某一頻段，需要申請和付費(fèi)的。但是以上三個(gè)頻段現(xiàn)在暫時(shí)不用申請和付費(fèi)。2.2.2雙絞線雙絞線采用了一對互相絕緣的金屬導(dǎo)線互相絞合的方式來抵御一部分外界電磁波干擾，更主要的是降低自身信號的對外干擾。把兩根絕緣的銅導(dǎo)線按一定密度互相絞在一起，可以降低信號干擾的程度，每一根導(dǎo)線在傳輸中輻射的電波會被另一根線上發(fā)出的電波抵消?！半p絞線”的名字也是由此而來。其實(shí)我們普通使用的電線就是雙絞線。雙絞線布線標(biāo)準(zhǔn)雙絞線（TwistedPairwire，TP）是綜合布線工程中最常用的一種傳輸介質(zhì)。雙絞線由兩根22～26號絕緣銅導(dǎo)線相互纏繞而成。把兩根絕緣的銅導(dǎo)線按一定密度互相絞在一起，可降低信號干擾的程度，每一根導(dǎo)線在傳輸中輻射的電波也會被另一根線上發(fā)出的電波抵消。如果把一對或多對雙絞線放在一個(gè)絕緣套管中便成了雙絞線電纜，如在局域網(wǎng)中常用的五類、六類、七類雙絞線就是由4對雙絞線組成的。在雙絞線內(nèi)，不同線對具有不同的扭絞長度，一般地說，扭絞長度在13mm以內(nèi)，按逆時(shí)針方向扭絞，相鄰線對的扭絞長度在12.7cm以上。提示：扭絞長度值越小，說明兩根線扭絞得越緊，反之，扭絞長度值越大，則兩根線扭絞得較松。同理，扭絞長度越小，理論抗干擾能力越強(qiáng)，成本越貴。雙絞線芯一般是銅質(zhì)的，能提供良好的傳導(dǎo)率。雙絞線可分為非屏蔽雙絞線（UnshieldedTwistedPair，UTP）和屏蔽雙絞線（ShieldedTwistedPair，STP）兩種。屏蔽雙絞線在線徑上要明顯精過非屏蔽雙絞線，而且由于它具有較好的屏蔽性能，所以也具有較好的電氣性能。但由于屏蔽雙絞線的價(jià)格較非屏蔽雙絞線貴，且非屏蔽雙絞線的性能對于普通的企業(yè)局域網(wǎng)來說影響不大，甚至說很難察覺，所以在企業(yè)局域網(wǎng)組建中所采用的通常是非屏蔽雙絞線。

（1）非屏蔽雙絞線（UTP）將一對或多對雙絞線線對放入一個(gè)絕緣套管。

國際電器工業(yè)協(xié)會(EIA)為雙絞線定義了1到5類不同的質(zhì)量級別。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中常用的是3類和5類：3類：適用速率小于16Mbps的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，如10Mbps以太網(wǎng)。5類：支持快速以太網(wǎng)（100Mbps）超5類：支持千兆以太網(wǎng)（1000Mbps）圖2-3非屏蔽雙絞線（（2）屏蔽雙絞線（STP）在一對或多對雙絞線線對的外面加上一個(gè)用金屬絲編織成的屏蔽層，然后再放入一個(gè)絕緣套管。按屏蔽層設(shè)置的不同又分為外層屏蔽雙絞線和全屏蔽雙絞線，如圖2-4所示。屏蔽雙絞線的價(jià)格比非屏蔽雙絞線高。屏蔽雙絞線因?yàn)橥饷嬗幸粚咏饘倬W(wǎng)或金屬薄膜包裹，它的抗外部干擾能力明顯增強(qiáng)，但是在實(shí)際應(yīng)用中，這種優(yōu)勢并沒有發(fā)揮出來，在使用過程中非屏蔽雙絞線和屏蔽雙絞線沒有明顯差別。所以，在一般的企業(yè)局域網(wǎng)中都采用非屏蔽雙絞線。提示：屏蔽雙絞線比非屏蔽雙絞線，除了本身價(jià)格較貴以外，安裝成本也高。因?yàn)槠帘坞p絞線外有金屬網(wǎng)或金屬薄膜層，所以它的彎曲度等指標(biāo)都比非屏蔽雙絞線要高，加大了安裝成本。圖2-4外層屏蔽雙絞線和全屏蔽雙絞線2.雙絞線特性（1）傳輸特性：雙絞線既可以用于傳輸模擬信號，也可用于傳輸數(shù)字信號。 例如，早期電話系統(tǒng)以及目前電話系統(tǒng)中的用戶環(huán)路部分就是采用雙絞線進(jìn)行聲音的模擬信號傳輸；而電話系統(tǒng)中的T1線路是采用雙絞線傳輸數(shù)字信號，總的數(shù)據(jù)傳輸速率可達(dá)1.544Mbps。（2）連通性:

常用于點(diǎn)到點(diǎn)連接，也可用于多點(diǎn)連接。（3）地理范圍:

雙絞線可以很容易地在15公里或更大范圍內(nèi)提供數(shù)據(jù)傳輸。例如，在100Kbps速率下傳輸距離可達(dá)1公里。但是在10Mbps或100Mbps速率下的10BASE-T和100BASE-T局域網(wǎng)中，傳輸距離不能超過100m。（4）抗干擾性:

在低頻傳輸時(shí)，抗干擾性高于同軸電纜；而在10～100KHz時(shí)，則低于同軸電纜。（5）價(jià)格:

在雙絞線、同軸電纜和光纖三種有線介質(zhì)中，雙絞線的價(jià)格最便宜。思考：雙絞線的最長傳輸距離能超過100m嗎？答：通過實(shí)驗(yàn)，一般傳輸距離可以超出100m。當(dāng)超過100m后，信號衰減的很厲害，容易出現(xiàn)傳輸數(shù)據(jù)錯(cuò)誤，所以一般建議不要超過100m。2.2.3同軸電纜同軸電纜由四層按"同軸"形式構(gòu)成，如圖2-5所示。從里向外分別是：圖2-5同軸電纜的結(jié)構(gòu)（1）內(nèi)芯：金屬導(dǎo)體，用于傳輸數(shù)據(jù)。（2）

絕緣層：用于內(nèi)芯與屏蔽層間的絕緣。（3）屏蔽層：金屬導(dǎo)體，用于屏蔽外部的干擾。（4）塑料外套：用于保護(hù)電纜。1.同軸電纜的物理特性

同軸電纜內(nèi)芯一般是銅質(zhì)的，能提供良好的傳導(dǎo)率。同軸電纜分為基帶同軸電纜和寬帶同軸電纜兩類。（1）基帶同軸電纜。采用基帶傳輸，即采用數(shù)字信號進(jìn)行傳輸，用于構(gòu)建LAN。常用的基帶同軸電纜有以下兩種：50Ω，RG-8和RG-11（用于粗纜以太網(wǎng)）。50Ω，RG-58（用于細(xì)纜以太網(wǎng)）。（2）寬帶同軸電纜（75Ω，RG-59）。采用寬帶傳輸，即采用模擬信號進(jìn)行傳輸，用于構(gòu)建有線電視網(wǎng)。2.同軸電纜的其他特性（1）傳輸特性。基帶同軸電纜用于傳輸數(shù)字信號，采用曼徹斯特編碼，速率最高可達(dá)10Mbps。寬帶同軸電纜既可以傳輸模擬信號，又可以傳輸數(shù)字信號。（2）連通性?？捎糜邳c(diǎn)到點(diǎn)連接和多點(diǎn)連接。（3）地理范圍。典型基帶同軸電纜的最大距離限制在幾km內(nèi)，寬帶同軸電纜可達(dá)十幾km。但是在10BASE5粗纜以太網(wǎng)中，傳輸距離最大為500m，在10BASE2細(xì)纜以太網(wǎng)中，傳輸距離最大為185m。（4）抗干擾性?？垢蓴_性通常高于雙絞線。（5）價(jià)格。高于雙絞線，低于光纖。提示：同軸電纜現(xiàn)在一般使用在有線電視信號傳輸方面?，F(xiàn)在大部分有線電視都是數(shù)字信號，通過同軸電纜進(jìn)行傳輸高清電視數(shù)據(jù)。有些小區(qū)也提供廣域網(wǎng)接入服務(wù)。同軸電纜不易彎曲，同樣他的安裝成本比非屏蔽雙絞線要高。2.2.4光纖光纖由纖芯和包層構(gòu)成，如圖2-6所示。（1）纖芯:傳輸光信號，光信號中攜帶用戶數(shù)據(jù)。

（2）包層:折射率比玻璃芯低，可使光信號在玻璃芯內(nèi)反射傳輸。

（3）塑料外套:

用于保護(hù)光纖

光纜可以是單根光纖，但通常由多根光纖構(gòu)成，外面有外殼保護(hù)，以保證光纜有一定的強(qiáng)度。圖2-6單模光纖和多模光纖的結(jié)構(gòu)1.光纖的物理特性

數(shù)據(jù)在玻璃纖維中通過光信號進(jìn)行傳輸。光纖可分為單模光纖和多模光纖。1)多模光纖

允許許多條不同角度入射的光線在一條光纖中傳輸，即有多條光路。在無中繼條件下，傳播距離可達(dá)幾km，采用LED作為光源。圖2-7多模光纖傳輸示意圖2)單模光纖光纖直徑與光波波長相等，只允許一條光線在一條光纖中直線傳輸，即只有一條光路。在無中繼條件下，傳播距離可達(dá)幾十km，采用激光作為光源。圖2-8單模光纖傳輸示意圖單模光纖容量大于多模光纖，價(jià)格也高于多模光纖。2.光纖的其他特性（1）傳輸特性。每一根光纖任何時(shí)候只能單向傳輸數(shù)字信號。因此，要實(shí)現(xiàn)雙向通信就必須成對使用。（2）連通性。用于點(diǎn)到點(diǎn)連接。（3）地理范圍。在6km～8km的距離內(nèi)，不用中繼器。（4）抗干擾性。不受外界的電磁干擾或噪聲影響。（5）價(jià)格。在雙絞線、同軸電纜和光纖三種有線介質(zhì)中，光纖的價(jià)格最高。

光纖與銅纜相比，其優(yōu)點(diǎn)是高帶寬、衰減小、不受電磁干擾、細(xì)且重量輕、安全性好；缺點(diǎn)是單向傳輸、且價(jià)格比較昂貴。2.2.5無線介質(zhì)使用無線介質(zhì)，是指在兩個(gè)通信設(shè)備之間不使用任何物理的連接器，即無需鋪設(shè)網(wǎng)絡(luò)傳輸線。常用的無線介質(zhì)是微波。

微波通信常用的有地面微波通信和衛(wèi)星通信兩種。

1.地面微波通信地面微波通信它的優(yōu)點(diǎn)是：頻帶寬、信道容量大、初建費(fèi)用小，既可傳輸模擬信號，又可傳輸數(shù)字信號；但方向性強(qiáng)（必須直線傳播）、保密性差。2.衛(wèi)星通信

在衛(wèi)星通信中，通信衛(wèi)星是微波通信的中繼站，如圖2-9所示。它的優(yōu)點(diǎn)是：容量大、可靠性高、通信成本與兩站點(diǎn)之間的距離無關(guān)，傳輸距離遠(yuǎn)、覆蓋面廣、具有廣播特征；缺點(diǎn)是：一次性投資大、傳輸延遲時(shí)間長。同步衛(wèi)星傳輸延遲的典型值為270ms，而微波鏈路的傳播延遲大約為3us/km，電磁波在電纜中的傳播延遲大約為5us/km。圖2-9衛(wèi)星通信星鏈計(jì)劃：星鏈，是美國太空探索技術(shù)公司的一個(gè)項(xiàng)目，太空探索技術(shù)公司計(jì)劃在2019年至2024年間在太空搭建由約1.2萬顆衛(wèi)星組成的“星鏈”網(wǎng)絡(luò)提供互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)，其中1584顆將部署在地球上空550千米處的近地軌道，并從2020年開始工作。星鏈計(jì)劃就是搶占低軌道資源的計(jì)劃，如果成功將會壟斷地軌道衛(wèi)星資源，對世界通訊供應(yīng)商格局產(chǎn)生改變，獨(dú)家壟斷了全世界的戶外wi-fi通訊，而全世界的所有用戶沒有了選擇權(quán)和議價(jià)權(quán)。中國的低軌道衛(wèi)星計(jì)劃已取得初步的試驗(yàn)成功。航天科技和航天科工集團(tuán)分別提出了“鴻雁”和“虹云”低軌衛(wèi)星通信星座計(jì)劃，將分別發(fā)射300顆和156顆低軌通信衛(wèi)星組建太空通信網(wǎng)，兩個(gè)計(jì)劃將于2023年建設(shè)完成。2.3子項(xiàng)目2-網(wǎng)絡(luò)布線規(guī)劃在總?cè)蝿?wù)中，租用了一層和二層。技術(shù)部和技術(shù)支持部在一層，市場部、總務(wù)部、財(cái)務(wù)部及各部門的部門經(jīng)理辦公室及公司的總經(jīng)理辦公室在二層。我們怎么來劃分他們的網(wǎng)絡(luò)布線結(jié)構(gòu)呢？2.3.1公司網(wǎng)絡(luò)布線規(guī)劃首先，我們先劃分他們的子系統(tǒng)。技術(shù)部和技術(shù)支持部在一層，那么他們公用一個(gè)水平子系統(tǒng)，因?yàn)樗麄儾辉谝黄疝k公，所以他們又在不同的工作子系統(tǒng)中。我們?yōu)樗鼈兤鹨粋€(gè)名字，水平子系統(tǒng)，我們就叫它一層水平子系統(tǒng)，同理，其他部門在二層，所以叫二層水平子系統(tǒng)。那么他們的工作子系統(tǒng)不同，所以我們可以認(rèn)為是技術(shù)部工作子系統(tǒng)，同理也就有了技術(shù)支持部子系統(tǒng)，連接一層和二層的區(qū)域和設(shè)備，可以認(rèn)為是垂直子系統(tǒng)了。將服務(wù)器放置的區(qū)域自然可以認(rèn)為是設(shè)備間子系統(tǒng)，每一層的水平子系統(tǒng)和垂直子系統(tǒng)交匯處會有很多的交換或路由設(shè)備，那么這區(qū)域和設(shè)備就可以認(rèn)為是管理子系統(tǒng)。通過劃分，就可以清楚的將項(xiàng)目劃分出多個(gè)區(qū)域，如果項(xiàng)目最夠大的話，不僅可以進(jìn)行分包，而且可以同時(shí)進(jìn)行施工。大大節(jié)省了工期，并且可以清楚的劃分責(zé)任范圍。2.3.2子系統(tǒng)中設(shè)備選取1）選擇不同類型的網(wǎng)線到現(xiàn)在我們除了網(wǎng)線以外并沒有講解任何的網(wǎng)絡(luò)中間設(shè)備，但是可以去思考。那些寫子系統(tǒng)使用什么樣的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。首先，一般情況下，連接到桌面的網(wǎng)線應(yīng)該是非屏蔽雙絞線，性價(jià)比高，安裝簡易，一般設(shè)備（電腦、打印機(jī)等）都支持。其次，我們在水平子系統(tǒng)中，也同樣使用非屏蔽雙絞線，畢竟一般水平子系統(tǒng)的區(qū)域并不很大。也不是整座大廈的數(shù)據(jù)匯聚中心。然后，在垂直子系統(tǒng)中，如果大廈樓層過高，負(fù)載設(shè)備過多的情況下就要考慮使用光纖了，光纖的吞吐量大。2）選擇不同的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備網(wǎng)絡(luò)設(shè)備存在多種多樣，價(jià)格和性能相差也比較懸殊，如果只是一味的追求高性能而忽略了實(shí)際需求，那個(gè)就會造成了極大的浪費(fèi)。首先，在各個(gè)工作子系統(tǒng)中一般不會使用路由器，而使用交換機(jī)就足夠了，并且并不是網(wǎng)絡(luò)的中心節(jié)點(diǎn)或重要節(jié)點(diǎn)，就不同采用高性能的交換機(jī)。其次，在每個(gè)管理子系統(tǒng)中，是多個(gè)水平子系統(tǒng)和設(shè)備子系統(tǒng)之間的連接，這樣就需要高性能的交換接或路由器等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。最后，在設(shè)備子系統(tǒng)是樓宇與樓宇之間的傳輸，需要很大的數(shù)據(jù)吞吐量，所以一般都是高性能的核心路由器或核心交換機(jī)。2.4本單元小結(jié)通過本單元的學(xué)習(xí)，我們了解到了網(wǎng)絡(luò)布線，知道了水平子系統(tǒng)，垂直子系統(tǒng)等六個(gè)子系統(tǒng)。并且了解了雙絞線、光纖等網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)。然后我們又分析了各個(gè)系統(tǒng)設(shè)備的選取。本單元重點(diǎn)掌握的知識：（1）網(wǎng)絡(luò)綜合布線的定義。（2）結(jié)構(gòu)化布線系統(tǒng)的定義。（3）各種網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)。本單元重點(diǎn)掌握的技能：（1）能夠根據(jù)實(shí)際情況選擇相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)和設(shè)備。（2）能夠根據(jù)實(shí)際情況選擇布線方法。2.5思考與練習(xí)1.請談?wù)勈裁词蔷W(wǎng)絡(luò)綜合布線。2.機(jī)構(gòu)化布線系統(tǒng)的特點(diǎn)？3.請?jiān)敿?xì)說明各種傳輸介質(zhì)之間的優(yōu)缺點(diǎn)。第3單元網(wǎng)絡(luò)參考模型

世界上第一個(gè)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)是由IBM公司在1974年提出的SNA，隨后其他公司也相繼提出自己的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，如：Digital公司的DNA，美國國防部的TCP/IP等，多種網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)并存，造成的結(jié)果是，若采用了IBM的結(jié)構(gòu)，那么只能選用IBM的產(chǎn)品，并且只能與具有同種結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)。為了促進(jìn)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，國際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO于1977年成立了一個(gè)委員會，依據(jù)當(dāng)時(shí)的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)，提出了一種不基于具體機(jī)型、操作系統(tǒng)或公司的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，稱為開放系統(tǒng)互連參考模型（OSI/RM，OpenSystemInterconnection/ReferenceModel）。國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（InternationalOrganizationforStandardization，簡稱為ISO）是標(biāo)準(zhǔn)化領(lǐng)域中一個(gè)國際性非政府組織。ISO負(fù)責(zé)當(dāng)今世界上絕大部分領(lǐng)域（包括軍工、石油、船舶等壟斷行業(yè)）的標(biāo)準(zhǔn)化活動(dòng)。中國于1978年加入ISO，在2008年10月的第31屆國際化標(biāo)準(zhǔn)組織大會上，中國正式成為ISO的常任理事國。代表中國參加ISO的國家機(jī)構(gòu)是中國國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會。國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會是中華人民共和國國務(wù)院授權(quán)履行行政管理職能、統(tǒng)一管理全國標(biāo)準(zhǔn)化工作的主管機(jī)構(gòu)，正式成立于2001年10月。第3單元網(wǎng)絡(luò)參考模型

除了ISO，網(wǎng)絡(luò)界還有一些標(biāo)準(zhǔn)化組織，如：（1）美國國家標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會（ANSI，AmericanNationalStandardsInstitute)。該組織制定的標(biāo)準(zhǔn)范圍涉及屏幕顯示器屬性到光纖電纜傳輸?shù)臏?zhǔn)則。（2）電氣與電子工程師協(xié)會（IEEE，InstituteofElectricalandElectronicsEngineers)。IEEE的計(jì)算機(jī)學(xué)會局域網(wǎng)委員會開發(fā)了許多今天正在使用的LAN標(biāo)準(zhǔn)，IEEE還為語音與數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的集成制定了標(biāo)準(zhǔn)。（3）國際電報(bào)電話咨詢委員會（CCITT，ConsultativeCommitteeonInternationalTelegraphandTelephone)。CCITT是國際電信聯(lián)盟的一個(gè)分支機(jī)構(gòu)。主要負(fù)責(zé)制定Modem、電子郵件和數(shù)字電話系統(tǒng)等方面的標(biāo)準(zhǔn)?！緦W(xué)習(xí)目標(biāo)】掌握OSI參考的七層結(jié)構(gòu)模型。掌握TCP/IP參考模型的四層結(jié)構(gòu)模型。了解OSI參考模型與TCP/IP參考模型的差異。了解TCP/IP參考模型的主要協(xié)議。掌握數(shù)據(jù)在OSI參考模型層次之間的傳遞過程。3.1OSI參考模型OSI模型的設(shè)計(jì)目的是成為一個(gè)所有廠商都能實(shí)現(xiàn)的開放網(wǎng)絡(luò)模型，從而克服使用眾多私有網(wǎng)絡(luò)模型所帶來的困難和低效性。OSI模型的完成離不開ISO（國際標(biāo)準(zhǔn)化組織）的推動(dòng)和參與。在OSI模型出現(xiàn)之前，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中存在眾多的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，其中以IBM公司的SNA(SystemNetworkArchitecture)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)和DEC公司的DNA(DigitalNetworkArchitecture)數(shù)字網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)最為著名。為了解決不同體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)之間的互連問題，國際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO于1981年制定了開放系統(tǒng)互連參考模型（OpenSystemInterconnectionReferenceModel，OSI/RM）。3.1.1OSI參考模型簡介為了完成計(jì)算機(jī)間的通信，把每個(gè)計(jì)算機(jī)進(jìn)行互連的功能劃分成定義明確的層次，規(guī)定了同層進(jìn)程通信的協(xié)議及相鄰層之間的接口及服務(wù)，將這些層、同層進(jìn)程通信的協(xié)議及相鄰層之間的接口統(tǒng)稱為網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)。OSI標(biāo)準(zhǔn)制定過程中采用的方法是將整個(gè)龐大而復(fù)雜的問題劃分為若干個(gè)容易處理的小問題，即對體系結(jié)構(gòu)進(jìn)行分層。在OSI中，采用了三級抽象，包括體系結(jié)構(gòu)、服務(wù)定義和協(xié)議規(guī)格說明。OSI參考模型把網(wǎng)絡(luò)通信的工作分為7層，由低到高分別是物理層（PhysicalLayer),數(shù)據(jù)鏈路層（DataLinkLayer)、網(wǎng)絡(luò)層(NetworkLayer)、傳輸層（TransportLayer)、會話層（SessionLayer）、表示層（PresentationLayer)和應(yīng)用層（ApplicationLayer)，見圖3-1。第一層到第三層屬于OSI參考模型的低三層，負(fù)責(zé)創(chuàng)建網(wǎng)絡(luò)通信連接的鏈路；第四層到第七層為OSI參考模型的高四層，具體負(fù)責(zé)端到端的數(shù)據(jù)通信。每層完成一定的功能，并直接為其上層提供服務(wù)，所有層都互相支持，網(wǎng)絡(luò)通信的方向可以選擇自上而下（在發(fā)送端）或者自下而上（在接收端）。當(dāng)然并不是每一通信都需要經(jīng)過OSI的全部七層，有的甚至只需要雙方對應(yīng)的某一層即可。物理接口之間的轉(zhuǎn)接，以及中繼器與中繼器之間的連接就只需在物理層中進(jìn)行；而路由器與路由器之間的連接則只需經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)層以下的三層?？偟膩碚f，雙方的通信是在對等層次上完成的，無法在不對稱層次上進(jìn)行通信。每個(gè)層次完成特定的功能，同層進(jìn)程之間進(jìn)行通信，通過調(diào)用下層功能來實(shí)現(xiàn)。圖3-1OSI參考模型OSI是分層體系結(jié)構(gòu)的一個(gè)實(shí)例，每一層作為一個(gè)模塊，用于執(zhí)行某種特定功能，具有一套特殊的通信指令格式，稱為協(xié)議。將信息從一層傳送到下一層是通過命令的方式實(shí)現(xiàn)的，這里的命令稱為原語。當(dāng)一個(gè)數(shù)據(jù)包進(jìn)入下一層時(shí)，就會在數(shù)據(jù)包外加上新的協(xié)議控制信息，因此，數(shù)據(jù)包自上而下穿過各層時(shí)會增長很快。3.1.2物理層1.物理層的功能物理層是OSI參考模型的最低層，其任務(wù)就是為它的上一層提供一個(gè)傳輸數(shù)據(jù)的物理連接。在這一層，數(shù)據(jù)僅作為原始的比特流（bit流）進(jìn)行處理。該層規(guī)定了網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間的物理接口特性及通信規(guī)則，即規(guī)定了為建立、維護(hù)和拆除物理鏈路（通信節(jié)點(diǎn)之間的物理路徑）所需的機(jī)械、電氣、功能和規(guī)程特性。其作用是確保比特流在物理信道上傳輸。

2.物理層接口協(xié)議（標(biāo)準(zhǔn)）的內(nèi)容物理層接口協(xié)議實(shí)際上是DTE和DCE或其它通信設(shè)備之間的一組約定，主要解決網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)與物理信道如何連接的問題。

1）機(jī)械特性

規(guī)定物理連接器的規(guī)格尺寸、插針或插孔的數(shù)量和排列情況、相應(yīng)通信介質(zhì)的參數(shù)和特性等。例如，PC機(jī)上的COM1和COM2接口稱為RS-232接口，使用的是典型的物理層協(xié)議RS-232C。

EIARS-232C是一種目前使用最廣泛的串行物理接口，其定義的連接器機(jī)械特性主要有以下兩點(diǎn)：

（1）建議使用25針連接器(DB-25)。

（2）在DTE一側(cè)采用孔式插座形式，DCE一側(cè)采用針式插頭形式，并對連接器的尺寸、針或孔芯的排列位置等都作了明確的規(guī)定，如圖3-2所示。(a)DB-25(b)DB-9圖3-29針連接器和25針連接器2）電氣特性電氣特性規(guī)定了在鏈路上傳輸二進(jìn)制比特流有關(guān)的電路特性，如信號電壓的高低、阻抗匹配、傳輸速率和距離限制等，通常包括發(fā)送器和接收器的電氣特性以及與互連電纜相關(guān)的有關(guān)規(guī)則等。

3）功能特性

功能特性規(guī)定各信號線的功能或作用。信號線按功能可分為數(shù)據(jù)線、控制線、定時(shí)線和接地線等。

4）規(guī)程特性

規(guī)程特性定義DTE和DCE通過接口連接時(shí)，各信號線進(jìn)行二進(jìn)制位流傳輸?shù)囊唤M操作規(guī)程（動(dòng)作序列），如怎樣建立、維持和拆除物理連接，全雙工還是半雙工操作等等。

3.物理層的網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備

1）中繼器

信號在通過物理介質(zhì)傳輸時(shí)或多或少會受到干擾、產(chǎn)生衰減。如果信號衰減到一定的程度，信號將不能被識別出來。因此，采用不同傳輸介質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)對網(wǎng)線的最大傳輸距離都有相應(yīng)的規(guī)定。中繼器工作在OSI參考模型