網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ)(第三章)

本章主要內(nèi)容

?LAN的特點

.：.LAN的體系結(jié)構(gòu)

。LAN的基本組成

oLAN的基本網(wǎng)型

?以太網(wǎng)(Ethernet)

*10BASE系列以太網(wǎng)

?其他LAN類型

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P118

。跨越一個物理上有限的距離（一般在10km以內(nèi)）

為一個單位或組織擁有

共享傳輸信道

。傳輸速率高（1?100Mbps）

誤碼率低（10-8?10-11間）

。多采用分布式控制和廣播式通信

各站平等，可進行廣播（一站發(fā)，其他所有站收）

或組播（一站發(fā)，多站收）。

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9

。與廣域網(wǎng)相比，廣域網(wǎng)主要問題是如何充分利用

信道和通信設(shè)備，局域網(wǎng)主要問題是多源、多目

的數(shù)據(jù)鏈路管理。

鏈路（link）中間沒有任何交換結(jié)點的點到點間

的物理線路段。

從通信角度看，由于存在各種干擾，物理鏈路不

可能絕對可靠。要傳輸數(shù)據(jù)，還須具有控制數(shù)據(jù)

傳輸?shù)囊?guī)程（協(xié)議）。

數(shù)據(jù)鏈路（datalink）=物理鏈路+實現(xiàn)可靠傳輸

控制協(xié)議所需的硬件和軟件

。一條物理鏈路可以復(fù)用多條數(shù)據(jù)鏈路

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P119

?3.2.1OSI參考模型與LAN

局域網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)遵循但并不完全符合

OSI參考模型。由于局域網(wǎng)只是一個通信

網(wǎng)，所以只有OSI參考模型的低3層和應(yīng)用

層，而且網(wǎng)絡(luò)層并非必要（共享傳輸介質(zhì)

時，由于任意兩節(jié)點間只有一條鏈路，無

需進行路由選擇和流量控制）。

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物理層

作用在一條物理傳輸媒體上，實現(xiàn)數(shù)據(jù)鏈

路實體之間透明地傳輸各種數(shù)據(jù)的比特流O

數(shù)據(jù)鏈路層

I作用在不太可靠的物理鏈路上，通過數(shù)據(jù)

鏈路層協(xié)議（鏈路控制規(guī)程）實現(xiàn)可靠的數(shù)據(jù)

傳輸。

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一、物理層

1.OSI的物理層

主要解決接口設(shè)備的四個特性：

機械特性連接器形狀、引腳數(shù)等

電氣特性信號的電氣參數(shù)等（如電壓量值）

功能特性接口引腳的分配等（某一引腳處出

現(xiàn)某一電平的電壓表示的意義）

過程特性傳輸數(shù)據(jù)順序、通信方式（雙工/

半雙工）等

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1.OS/的物盤

①機械特性

規(guī)定了物理連接時對

插頭和插座的幾何尺

寸、插針或插孔芯數(shù)

及排列方式、鎖定裝

置形式等。

各類已被ISO標(biāo)準(zhǔn)化了的DCE

連接器的幾何尺寸及插孔芯數(shù)

和排列方式。

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②電氣特性1.0S1的物理卓、

規(guī)定了在物理連接上導(dǎo)線的電氣連接及有關(guān)的電咱路自需

性，一般包括：接收器和發(fā)送器電路特性的說明、表示信

號狀態(tài)的電壓/電流電平的識別、最大傳輸速率的說明、以

及與互連電纜相關(guān)的規(guī)則等。

物理層的電氣特性還規(guī)定了DTE-DCE接口線的信號電平、發(fā)

送器的輸出阻抗、接收器的輸入阻抗等電器參數(shù)。

㈤非平衡發(fā)送器接收器（b）非平衡發(fā)送器差動接收器（C）平衡發(fā)送器差動接收器

圖3.2電器連接方式

DTE與DCE接口的各根導(dǎo)線（也稱電路）的電氣連接方

式有非平衡方式、采用差動接收器的非平衡方式和平

衡方式二種o莆田學(xué)院計算機教研室2003年3月

③功能特性

規(guī)定了接口信號的來源、作用以及其它信號之

間的關(guān)系。

④過程特性

規(guī)定了使用交換電路進行數(shù)據(jù)交換的控制步驟,

這些控制步驟的應(yīng)用使得比特流傳輸?shù)靡酝瓿伞?/p>

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1.OSI的物叁

物理層協(xié)議舉例EIARS-232-C接口標(biāo)準(zhǔn)'

日ARS?232?C是由美國電子工業(yè)協(xié)會EIA(ElectronicIndustry

Association)在1969年頒布的一種目前使用最廣泛的串行物理

接口標(biāo)準(zhǔn)。RS(RecommendedStandard)的意思是“推薦標(biāo)

準(zhǔn)”，232是標(biāo)識號碼，而后綴“C”則表示該推薦標(biāo)準(zhǔn)已被修

改過的次數(shù)。

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1.OSl的物4

物理層協(xié)議舉例EIARS-232-C接口標(biāo)準(zhǔn)’

RS-232-C的機械特性

RS-232-C的機械特性規(guī)定

2514

使用一個25芯的標(biāo)準(zhǔn)連接DB-25型插座

器，并對該連接器的尺寸

及針或孔芯的排列位置等

都做了詳細(xì)說明。gg

DB-9型插座

實際的用戶并不一定需要用到RS-232-C標(biāo)準(zhǔn)的全集，這

在個人計算機(PC)高速普及的今天尤為突出，所以一些

生產(chǎn)廠家為RS-232-C標(biāo)準(zhǔn)的機械特性做了變通的簡化，

使用了一個9芯標(biāo)準(zhǔn)連接器,將不常用的信號線舍棄。

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T,

1.OS/的物理層

物理層協(xié)議舉例EIARS-232-C接口標(biāo)準(zhǔn)

RS-232-C的電氣特性

RS-232-C的電氣特性規(guī)定邏輯'T的電平為75至-5伏，

邏輯“0”的電平為+5至+15伏，也即RS-232-C采用+15伏和

75伏的負(fù)邏輯電平，+5伏和-5伏之間為過渡區(qū)域不做定

義。

負(fù)電平正電平

邏輯“0”

過渡區(qū)域邏輯狀態(tài)

信號狀態(tài)空號

功能狀態(tài)

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1.OSI的物理層、

物理層協(xié)議舉例EIARS-232-C接口標(biāo)準(zhǔn)

RS-232-C的功能特性

RS-232-C的功能特性定

義了25芯標(biāo)準(zhǔn)連接器中

的20根信號線，其中2根

地線、4根數(shù)據(jù)線、11根準(zhǔn)備發(fā)送

數(shù)據(jù)設(shè)備就緒

控制線、3根定時信號線、

剩下的5根線做備用或未

K定義。

右表為RS-232引腳分配

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1.OS/的物為

物理層協(xié)議舉例EIARS-232-C接口標(biāo)準(zhǔn)

RS-232-C的過程特性

RS-232-C的工作過程是在各根控

制信號線有序的“ON”（邏輯“0”）

保滬地線

和“OFF”（邏輯“1”）狀態(tài)的配合輔助發(fā)送數(shù)據(jù)?14

2?發(fā)送數(shù)據(jù)

發(fā)送定時?

153，接麒據(jù)

下進行的。在DTE—DCE連接的情輔助投收數(shù)據(jù)

9164?請求發(fā)送

接收定時

況下，只有CD（數(shù)據(jù)終端就緒）和5,準(zhǔn)備發(fā)送

本地回路?

186+螂設(shè)備就緒

（數(shù)據(jù)設(shè)備就緒）均為狀輔助請求發(fā)送?

CC“0N”191?信號地線

數(shù)據(jù)終端就緒

?208,載波檢測

態(tài)時，才具備操作的基本條件：信號質(zhì)量檢側(cè)器

?219a-

響鈴指示-?22

10t-?保留或未分配

此后，若DTE要發(fā)送數(shù)據(jù)，則須數(shù)雕率選擇

?2311。

發(fā)送定時?24

先將CA（請求發(fā)送）置為“0N”狀12d輔助載波檢測

測試方式

態(tài)，等待CB（清除發(fā)送）應(yīng)答信號,2513e-輔助準(zhǔn)備發(fā)送

為“0N”狀態(tài)后，才能在BA（發(fā)送

數(shù)據(jù)）上發(fā)送數(shù)據(jù)。

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2.LAN的物理層定

LAN的物理層沒有采用DTC/DCE模型,它定義的是數(shù)據(jù)終端

設(shè)備和鏈路傳輸媒介的接口。這是因為LAN采用多種傳輸媒

體，所以物理層要求更復(fù)雜，一般分為兩個子層（sublayer）,

一個與傳輸媒體有關(guān)，一個與傳輸媒體無關(guān)。

如以太網(wǎng)物理層分為以下兩層：

PLS（物理信令,physicalsignaling）子層

負(fù)責(zé)比特流的曼徹斯特編碼、解碼、載波監(jiān)聽。

數(shù)據(jù)編碼改變了計算機使用的0、1簡單數(shù)字信號模式，能更

好地適應(yīng)物理介質(zhì)的特性，有助于位與幀的同步。

PMA（物理媒體連接件,physicalmediumattachment）子層

負(fù)責(zé)沖突檢測、超長控制、發(fā)送和接收串行比特流。

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二、數(shù)據(jù)鏈路層

問題的提出

物理層是網(wǎng)絡(luò)通信的傳輸基礎(chǔ)。但物理層只負(fù)

責(zé)信號傳送，并不能完成通信。如果傳送的信

號不能被第二個設(shè)備準(zhǔn)確無誤地接收，那么線

路上傳送的只是眾多無用的電平——“通電”而

非“通信”。僅有物理層，我們可以將信號送

到一條線路上，但無法控制將由該線路上連接

的若干設(shè)備中的哪一個來接收信號，無法知道

要接收方的設(shè)備是否做好了接收準(zhǔn)備并具備了

接收條件，也沒有辦法阻止線路上的其他設(shè)備

在此同時發(fā)送信號以避免“信號碰撞”發(fā)生。

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二數(shù)據(jù)鏈路層

網(wǎng)絡(luò)通信至少要求兩個設(shè)

備一起工作，一個發(fā)送，

一個接收。為此，需要進數(shù)據(jù)隨路控制

行大量的協(xié)調(diào)工作。例如,

在半雙工傳送方式下,必

須保證任一時刻只有一個

WhoshouldsendHowmuchdataHowcanerror

設(shè)備在傳送數(shù)據(jù)。這類傳now?maybesent?becorrected?

輸協(xié)調(diào)功能稱為“線路規(guī)

貝(linediscipline),除數(shù)據(jù)鏈路控制中的“差錯控

了線路規(guī)則，數(shù)據(jù)鏈路層制”是指允許接收方通知發(fā)

最重要的功能還有流量控送方傳送過程中是否有幀丟

制和差錯控制。這三種功失或損壞了，以及重發(fā)的協(xié)

能總稱為“數(shù)據(jù)鏈路控調(diào)。

制”。莆田學(xué)院計算機教研室2003年3月

二數(shù)據(jù)鏈路層

【作用】在不太可靠的物理鏈路上,通過數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議（鏈路控

制規(guī)程）實現(xiàn)可靠的數(shù)據(jù)傳輸。

1.OSI的數(shù)據(jù)鏈路層

主要功能：

鏈路管理通過交換信息建立、維持和釋放數(shù)據(jù)鏈路

幀同步發(fā)方打包成幀，收方能正確識別幀的起止

流量控制發(fā)送速率控制

差錯控制檢錯重發(fā)（重傳8?16次仍失敗，將作為不可恢復(fù)

的故障報告上層用戶）

信息分離區(qū)分同一信道或同一幀中數(shù)據(jù)和和控制信息

透明傳輸使收方不致于將與控制信息相同的數(shù)據(jù)當(dāng)成控制

信息接收

尋址多點連接時，幀能正確送達，且收方知道發(fā)方站

址°莆田學(xué)院計算機教研室2003年3月

1.OSI的數(shù)據(jù)鏈路層P113

0sl的數(shù)據(jù)鏈路層采用所謂“高級數(shù)據(jù)鏈路控制協(xié)議”

(HDLC,highleveldatalinkcontrol)。

HDLC以“幀”(frame)為信息傳輸?shù)幕締挝?。幀格?/p>

如圖所示，由F、A、C、I、FCS、F六個字段組成。

h帶流?

1101100011111100110010101000111110101101011001........0111010100101011111101101

\________________________________________________________________________________________________________________,■

7

頓

888>0168

01111110地址字段控制字段信息字段工幀校驗字段01111110

F（標(biāo)志）AC(要傳送的數(shù)據(jù)，任意長度)rcsF（標(biāo)志）

FCS-FrameCheckSequence

HDLC的幀格式

莆田學(xué)院計算機教研室2003年3月

1.OSI的數(shù)據(jù)鏈路層二數(shù)據(jù)鏈路層

附加各字段的目的是解決鏈路管理、幀同步、流

量控制、差錯控制、信息分離、透明傳輸和尋址

等問題。

01111110地址字段控制字段信息字段工幀校驗字段01111110

AC|（要展送的數(shù)據(jù)，在直K度）IFC3

F（標(biāo)志）F（標(biāo)志）

HDLC的幀格式

『上1T~|-JL——I—/上?__\un_/c/'、J--、ri%上+~i?I

i尋址由地址字段（8位，可擴展到16位）標(biāo)識

無差錯控制由FCS（16位CRC）字段進行差錯控制

：流量控制等由控制字段（8位）確定的幀類型控制和滑動窗

■口控制方法控制。

莆田學(xué)院計算機教研室2003年3月

—的取/

二數(shù)據(jù)鏈路層1

1.OSI的數(shù)據(jù)鏈路層

HDLC的命令和響應(yīng)均以幀的格式進行傳輸,并根據(jù)控制字

段的結(jié)構(gòu)分為三種格式：P113

01111110地址字段控制字段I信息字段工幀校驗字段01111110

F（標(biāo)志）Ac（要傳送的數(shù)據(jù)，任意長度）FCSF（標(biāo)志）

口2I3|[bI7I8]

0信息帔（數(shù)據(jù)傳送）1-幀

1000RR幀

1010RNR械監(jiān)控幀S-幀

1001REJ幀（次站對主站的響應(yīng)幀）

1011SERJ幀

11無編號幀（鏈路管理）U-幀

控制字段的第5位都是P/F（探詢/結(jié)束）位。當(dāng)一幀從主站發(fā)

出時，如果該位為“1”，表示“探詢”，要求從站給出響

應(yīng)。從站響應(yīng)是多幀的，最后一幀該位為“1”，表示“結(jié)

束”o莆田學(xué)院計算機教研室2003年3月

1.OSI的數(shù)據(jù)鏈路層二數(shù)據(jù)鏈路層,

信息幀(I幀)要傳送的數(shù)據(jù)和捎帶的流量控制、差錯控制

等信息

監(jiān)視幀(S幀)均為次站對主站的響應(yīng)幀，不帶信息字段

RR(receiveready)幀接收準(zhǔn)備好，希望主站繼續(xù)發(fā)送

RNR(receivenotready)幀從站正忙(緩沖區(qū)滿等)，

希望主站停止發(fā)送

REJ(reject)幀要求重發(fā)N(R)順序號起各幀(被拒收)

SERJ(selectivereject)幀要求重發(fā)順序號為N(R)的

那一幀

無編號幀(U幀)用于鏈路管理(包括數(shù)據(jù)鏈路的建立、釋放、

恢復(fù)的命令和響應(yīng))

莆田學(xué)院計算機教研室2003年3月

2.LAN的數(shù)據(jù)鏈路層P119-121二數(shù)據(jù)鏈路層,

由于采用多站共享傳輸介質(zhì)方式，

必須解決信道如何分配以解決信道osi參考模型IEEE802LAN參考模型

爭用問題，必須有媒體訪問控制功

能。此外，由于LAN采用的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

與傳輸媒體的多樣性，必須提供多

種媒體訪問控制方法。所以其數(shù)據(jù)

鏈路層要求也更為復(fù)雜，和物理層

一樣，分為兩個子層：

與傳輸媒體有關(guān)（媒體訪問控制層）

與傳輸媒體無關(guān)（邏輯鏈路控制層）

莆田學(xué)院計算機教研室2003年3月

2.LAN的數(shù)據(jù)鏈路層P119-121二、數(shù)據(jù)鏈路層,

MAC（媒體訪問控制，mediumaccesscontrol）子層

負(fù)責(zé)執(zhí)行在物理層基礎(chǔ)上進行無

差錯通信，有管理多個源鏈路和

多個目的鏈路的功能（對不同的甌層

局域網(wǎng)，其MAC子層是不相同的,表示層麒層

所以將在后面介紹）?；?/p>

鞫層

主要功能：

網(wǎng)絡(luò)層LLC（造輻璉珞控制）子層

①管理鏈路上的通信（實現(xiàn)和維護轆能層.證誕褊前施i百層…

MAC協(xié)議）物理層

②發(fā)送時將數(shù)據(jù)組裝成帶有地址和

差錯校驗字段的MAC幀

③接收時拆卸幀，并執(zhí)行地址識別

和差錯校測

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LT

二數(shù)據(jù)鏈路,

2.LAN的數(shù)據(jù)鏈路層P119-121

LLC（邏輯鏈路控制,logicallinkcontrol）子層

LLC訪問服

主要功能：

①建立和終止鏈路（建立和釋，務(wù)點（SAP）

翅IKE8O2LAN參考模型

2

數(shù)據(jù)鏈路層的邏輯連接，通過

SAP向高層提供邏輯接口）表不層層

舔?qū)?/p>

②控制幀流量（具有幀的接收、發(fā)至

送控制功能）網(wǎng)絡(luò)層LLC健輔潞控制）裾

犍耀層

—---

③確認(rèn)幀（具有幀差錯控制功能）物理層PLS（物理信令）子層

④幀排序（給LLC幀加上序號）瓦?福SSSS行薦

莆田學(xué)院計算機教研室2003年3月

數(shù)據(jù)鏈路層

2.LAN的數(shù)據(jù)鏈路層

會議代表上學(xué)獨鞅人員SAP

（U）（“）（H

一LLC弓氏醐麗點人激）

M或便郵觸榭煙依）

PHYSICS（褊號排肚/放電工陽

交通線路（公路微路怵路偏空手）

LLC層提供的4種不同類型的服務(wù)：

操作類型1（LLC1）不確認(rèn)的無連接服務(wù)（數(shù)據(jù)報服務(wù)）

局域網(wǎng)中最為廣泛使用，尤其適合點一點通信、廣播通信和組播通信（以太網(wǎng)即

用之）。此時，端到端的差錯控制和流量控制由高層協(xié)議提供。

操作類型2（LLC2）面向連接服務(wù)（虛電路）

特別適合在一定時間內(nèi)向同一目的地連續(xù)發(fā)送許多或傳送很長的數(shù)據(jù)文件。

操作類型3（LLC3）帶確認(rèn)的無連接服務(wù)（可靠的數(shù)據(jù)報）

不建連接先發(fā)出信息，收方發(fā)確認(rèn)信息。（只用于令牌總線）

操作類型4（LLC4）高速傳送服務(wù)（只用于城域網(wǎng)）

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3.2.2IEEE802標(biāo)準(zhǔn)系列見P127

。IEEE802委員會為局域網(wǎng)制定了一套標(biāo)準(zhǔn)，即所謂

“IEEE參考模型”。其中

。802.1標(biāo)準(zhǔn)對這一組標(biāo)準(zhǔn)作一介紹并定義了接口原語

。802.2標(biāo)準(zhǔn)描述了數(shù)據(jù)鏈路層的上部，它使用了LLC

（邏輯鏈路控制）協(xié)議。該標(biāo)準(zhǔn)總的說來是基于HDLC

數(shù)據(jù)鏈路控制協(xié)議，但又不是HDLC的幀結(jié)構(gòu)，HDLC

關(guān)于位填充、結(jié)束標(biāo)志等不適用于局域網(wǎng)，因此被

LLC刪除。

*802.3、802.4和802.5分別了描述了3個局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，

即CSMA/CD、令牌總線和令牌環(huán)標(biāo)準(zhǔn)。IEEE802.2邏

輯鏈路控制（LLC）標(biāo)準(zhǔn)與媒體訪問控制（MAC）標(biāo)

準(zhǔn)一起執(zhí)行數(shù)據(jù)鏈路層功能。

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322IEEE802標(biāo)準(zhǔn)系列P127

高層協(xié)議高層協(xié)議

802.1網(wǎng)絡(luò)互連（工nternetworking）網(wǎng)絡(luò)層

802.2邏輯鏈路控制（LLC）

802.3802.4802.5數(shù)據(jù)鏈路層

CSMA/CDTokenBusToken

Ring

以太網(wǎng)令牌總線網(wǎng)令牌環(huán)網(wǎng)

物理目」-物理信令（PLS）子層

工物理媒體連接件（PMA）子層物理層

IEEE參考模型OSI參考模型

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以W/S系統(tǒng)總線型以太網(wǎng)為例:

打印機等工作站（VS）工作站

其他

網(wǎng)絡(luò):

服務(wù)器（FS）工作站（琳）

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3.3.1硬件組成

①文件服務(wù)器（FileServer）專用服務(wù)器/高檔微機

②工作站（Workstation）或客戶機（Client）

通常是微機（有盤/無盤）

【瘦客戶機】與特定服務(wù)器配套使用的無盤計算機。（如

果使用Sun公司的瘦客戶機，就必須購買一臺Sun公司的服

務(wù)器。不同廠商之間的系統(tǒng)無法相互替代）

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3.3.1硬件組成

③傳輸媒介（教材P502.2節(jié)）

?雙絞線

?同軸電纜

?光導(dǎo)纖維（光纖）

?無線麗俞后線電/微波/紅外/激光）

莆田學(xué)院計算機教研室2003年3月

3.3.1硬件組成

③傳輸媒介（教材P502.2節(jié)）

?雙絞線（Twisted-PairCable）見P51

“雙絞”的作用是減少相鄰導(dǎo)線的電磁干擾。

雙絞線可分為：

STP（屏蔽，shielded）可減少外部電磁干擾

UTP（無屏蔽,unshielded）價廉（常用）

特點:模擬傳輸（寬帶信號）/數(shù)字通信（基帶信號）均可使用；

單位價格最低，但每根只能連接一站點，線路總費用增加

抗高頻干擾能力較差；

使用雙絞線需在傳輸速率和傳輸距離之間作出選擇。

普通電話線就是一種傳輸模擬信號用的雙絞線，但不宜直接用

于計算機網(wǎng)絡(luò)的信號（數(shù)字信號）傳輸（需經(jīng)MODEM處理）。

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3.3.1硬件組成

③傳輸媒介（教材P502.2節(jié)）

?雙絞線（Twisted-PairCable）見P51

按其傳輸性能，雙絞線通常又分為——

1類線用于W5Mbps傳輸（適用于語音/低速傳輸）

2類線用于W5Mbps傳輸（適用于語音/低速傳輸）

3類線用于W16Mbps傳輸（最常用的10M以太網(wǎng)用電纜,4芯）

4類線用于＜20Mbps傳輸

5類線用于W100Mbps傳輸（8芯）

超5類線用于W155Mbps傳輸（8芯，目前最常用的網(wǎng)絡(luò)電纜）

6類線用于W200Mbps傳輸

電纜上通常印有類別標(biāo)志，如cat5或category5（5類線）

標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定計算機網(wǎng)絡(luò)常用雙絞線（UTP）每根長度不宜超過100米。

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3.3.1硬件組成

③傳輸媒介（教材P502.2節(jié)）

?同軸電纜（CoaxialCable）見P52

可分為：

基帶傳輸（數(shù)據(jù)通信）型見P52圖2.5

50Q——RG-11A/U型（粗纜，（p10mm）

RG-58A/U型（細(xì)纜,（p5mm）

93Q——RG62型

寬帶傳輸（模擬傳輸）型

75Q——公用天線電視系統(tǒng)（CATV）用

（CATV還有一種300Q扁平電纜）

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3.3.1硬件組成

③傳輸媒介（教材P502.2節(jié)）

?光導(dǎo)纖維（光纖，OpticalFiber）見P53

光是一種電磁波，它在真空中傳輸速度最快（30萬千米/秒），且傳輸速

度隨傳輸介質(zhì)密度增大而降低。相對于其他傳輸媒介，低損耗、高帶寬和

高抗干擾性是光纖最主要的優(yōu)點。目前光纖的數(shù)據(jù)傳輸率已達2.4G甚至

更高速率（20G以上）。根據(jù)貝爾實驗室測試，當(dāng)數(shù)據(jù)速率為420Mbps且

距離為119km無中繼器時，其誤碼率為10汽可見其傳輸質(zhì)量很好。

光纖表層有用于保護芯線和將光反射回玻璃導(dǎo)體內(nèi)的鍍層，然后封裝堅韌

的芳綸（制造防彈衣的材料）外皮，最后再用PVC等材料制作的護套封裝。

主要用于：主干網(wǎng)（高速）/防雷擊/保密（防竊聽）

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3.3.1硬件組成

③傳輸媒介（教材P502.2節(jié)）

?光導(dǎo)纖維（光纖，OpticalFiber）見P53

光纖按其傳輸模式可分為

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?光導(dǎo)纖維(光纖)

多模光纖(multimodefiber)

多模光纖是指在給定的工

作波長上，能以多個模式同

時傳輸?shù)墓饫w。其光纖芯徑

在50到100|jm的范圍內(nèi)，多

條入射角度不同的光線可以

同時在一條光纖反射式地傳

播，傳輸距離2km(100M帶

寬)。多模光纖根據(jù)折射率

的分布特性，可分為漸變型

(graded-index)和突變型折射率為漸變型的光纖，其折射率隨

(step-index)兩種。光纖芯徑變化(中心處為0)；

折射率為突變型的光纖，其折射率在

整個光纖直徑方向為一常量。

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?光導(dǎo)纖維（光纖）

多模光纖（midtimodefiber）

由于突變型多模光纖傳輸時光信號畸變較大，故常用漸變型多模光纖,

其主要規(guī)格有：

>50|jm（纖芯直徑）/125|jm（包層直徑）

>62.5|jm（纖芯直徑）/125pm（包層直徑）

>100pm（纖芯直徑）/140|jm（包層直徑）

多模光纖對準(zhǔn)要求不太嚴(yán)格，彎曲時損a.突變型多模光纖

耗不太靈敏，被推薦應(yīng)用于所有的建筑

物綜合布線系統(tǒng)。支持100Mbps傳輸率

/1.5?2km和1000Mbps傳輸率/《300m范

圍的LAN。

計算機網(wǎng)絡(luò)一般使用62.5pm多模光纖。

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?光導(dǎo)纖維（光纖）

單模光纖（single-imodefiber）

單模光纖的纖芯直徑很小，在給定的工作波長上只能以單一模式

傳輸，傳輸頻帶寬，傳輸容量大，折射率為突變型，光線沿其中

心直線傳輸，故光信號的損耗很小，離散也很小，傳輸距離大大

高于多模光纖。常用規(guī)格為8.3pm（纖芯直徑）/125pm（包層直

徑），衰減小，適合遠程傳送，但需用昂貴的注入式激光二極管

作光源。

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?光導(dǎo)纖維（光纖）W

按工作波長光纖還可劃分為：

短波光纖（SW）85nm（0.8?0.9pm,第一窗口）均為多模

長波光纖（LW）1300nm（1.25?1.35pm,第二窗口）單?；蚨嗄?/p>

1550nm（1.53-1.58pm,第三窗口）均為單模

標(biāo)準(zhǔn)光纖類型最大距離

100Base-FX62.5/125微米多模光纖2千米

百兆位基帶10/125微米單模光纖15或40千米

1000Base-SX50/125微米多模光纖500米

千兆位基帶（短波）62.5/125微米多模光纖220米

50/125微米多模光纖550米

1000Base-LX

62.5/125微米多模光纖550米

千兆位基帶（長波）

10/125微米單模光纖5千米

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?光導(dǎo)纖維（光纖）

【使用光纖注意事項】

光纜不易分支，所以一般適用于點到點的連接。光

纖在任何時間都只能單向傳輸，因此，要實行雙向

通信，必須成對使用，一個用于輸入，一個用于輸

出。每一條光纖電纜的連接都需要小心地磨光光端

頭，通過電燒烤或化學(xué)工藝與光學(xué)接口連在一起。

整個安裝過程，必須確保光通道沒有被阻塞，也不

能將光纖拉得太緊或形成直角。光纜彎曲時容許的

最小曲率半徑應(yīng)不小于光纜外徑的15?20倍。

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?光導(dǎo)纖維（光纖）

【光纖軟跳線】

光纖的傳輸是單方向的，所以兩機間如果連接光纖的話，必

須至少是兩根光纖，一根發(fā)送數(shù)據(jù)，一根接收數(shù)據(jù)。一般的

光纖又分為2芯、4芯、6芯、8芯光纖等，可以連接到多個計

算機。一般來說，多芯光纖并不直接連接到計算機的網(wǎng)卡上,

而是連接到一種叫做光端器的設(shè)備上。還有一種光纖，即所

謂“光纖軟跳線”，它并非一般常識中的那種JUMPER,也

是光纖，一根光纖軟跳線中只含有一根光纖，只能進行單向

的數(shù)據(jù)傳輸，其作用就是連接光端器和計算機上的網(wǎng)卡。一

般連接一臺計算機需要兩根光纖軟跳線，一根發(fā)送數(shù)據(jù)，一

根接收數(shù)據(jù)。

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?光導(dǎo)纖維（光纖）

【光纖連接方式】

光纖有三種連接方式。

首先，可以將它們接入連接頭并插入光纖插座。

連接頭要損耗10%到20%的光，但是它便于系統(tǒng)重

新配置。

第二是機械接合，即將兩根小心切割好的光纖的

一端放在一個套管中，然后鉗起來。其操作需要專

業(yè)人員進行，光的損耗約為10%。

第三種是融合連接，形成的光纖和單根光纖差不

多是相同的，損耗最小。

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?無線傳輸（無線電/微波/紅外/激光）P54

只能直線傳輸。紅外線和激光對環(huán)境（如雨、霧、

雷電）干擾特別敏感。微波對環(huán)境干擾不敏感，但

方向性不強，存在著竊聽、插入數(shù)據(jù)等一系列不安

全問題。主要用于移動通信和不便于鋪設(shè)有線電纜

（或光纜）的場合。

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3.3.1硬件組成

④網(wǎng)卡（NIC,LANCard）

?又稱“網(wǎng)絡(luò)接口卡”、“網(wǎng)絡(luò)適配器”

網(wǎng)卡是網(wǎng)絡(luò)設(shè)備（電腦等）與傳輸媒介（如電纜）間的信號轉(zhuǎn)

換接口電路和協(xié)議支持部件。

⑤其余共享的硬件資源

硬盤、打印機、Modem等

3.3.2軟件組成

①網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)（NOS）

UNIX、Windows2000（Server版）等

②工作站操作系統(tǒng)

Windows9X/Mle/XP等

③各種應(yīng)用軟件

數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)等

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3.4.1三大基本網(wǎng)型

三個LAN協(xié)議（爭用、輪詢、令牌傳遞）分別與三個

LAN的基本拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)（總線型、星型、環(huán)型）相組合,

形成了三大基本網(wǎng)型：

以太網(wǎng)令牌總線網(wǎng)令牌環(huán)網(wǎng)

3.4.2其他常見網(wǎng)型

FDDI光纖環(huán)網(wǎng)

快速以太網(wǎng)和千兆位以太網(wǎng)

ATM網(wǎng)

無線局域網(wǎng)

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【以太網(wǎng)】使用IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)（即采用CSMA/CD訪問

控制方式）的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

。由美國Xerox（施樂）公司和Stanford（斯坦福）大學(xué)聯(lián)

合開發(fā)并于75年推出，原為總線型，現(xiàn)已擴展到星形、

星形總線、樹形等。81年Xerox、DEC、Intel聯(lián)合推出商

業(yè)產(chǎn)品。85年IEEE802委員會在此基礎(chǔ)上頒布了802.3

標(biāo)準(zhǔn)。

。由于以太網(wǎng)與其他LAN類型相比，具有易用、易安裝、

易維護、低成本等諸多優(yōu)點，目前世界上80?85%與

LAN相連的PC和工作站使用以太網(wǎng)連接。

。以太網(wǎng)為基帶系統(tǒng)，采用曼徹斯特編碼，且只支持LLC

層的類型1操作。——不確認(rèn)的無連接服務(wù)（數(shù)據(jù)報服務(wù)）

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2185米

352以太網(wǎng)電纜標(biāo)聲/二。魏線

示例：

，?50。同軸電與熹第傳輸型）

10BASE5/同軸電纜（每個網(wǎng)段最大長度500米）

電纜上傳輸?shù)男盘柺腔鶐盘枺〝?shù)字信號）

傳輸速率為10Mbs（兆位比特/秒）

475Q同軸電纜（寬帶傳輸型）

10BROAD36同軸電纜（每個網(wǎng)段最大長度3600米）

電纜上傳輸?shù)男盘柺菍拵盘枺M信號）

1傳輸速率為10Mbs（兆位比特/秒）

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3.5.3以太網(wǎng)的分類

傳統(tǒng)以太網(wǎng)按其電纜標(biāo)志分類:

?10BASE5（粗纜以太網(wǎng)）

?10BASE2（細(xì)纜以太網(wǎng)）

?10BASE-T（雙絞線以太網(wǎng)）

?10BASE-F（光纖以太網(wǎng)）

?1BASE5（低速以太網(wǎng)）

?10BROAD36（寬帶以太網(wǎng)）

?100BASE-T（快速以太網(wǎng)）光纖或雙絞線

近年來高速以太網(wǎng)不再按電纜類型分類，如：

?GigabitEthernet（千兆以太網(wǎng)）光纖或雙絞線

發(fā)展趨勢：10G帶寬（萬兆以太網(wǎng)）。

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3.5.4以太網(wǎng)的特點及原理

任何一個網(wǎng)上設(shè)備在傳輸數(shù)據(jù)時，其他的設(shè)備只

能等待，同時有兩個或兩個以上設(shè)備在傳輸數(shù)據(jù)時，“碰

撞”便會發(fā)生而導(dǎo)致重發(fā)，直到?jīng)]有出現(xiàn)碰撞為止。（簡

言之，任何一個站點在傳輸數(shù)據(jù)時，其他站點必須等待一

—即所謂CSMA/CD訪問控制方式或曰“爭用”方式）

＞為了能夠正確地檢測出沖突信號，一般要限制最大電纜

段（網(wǎng)段）長度。

CSMA/CD協(xié)議源于ALOHA協(xié)議，后者則源于70年代夏威夷大

學(xué)的專家為解決分組無線網(wǎng)而設(shè)計的一種解決信道分配問

題的巧妙算法。

ALOHA：夏威夷人問候語，歡迎，再見

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ALOHA協(xié)議的基本思想：P132

網(wǎng)上各站點在任何時刻只要需要，就可以自由地發(fā)送信

息（以幀的形式）；信息發(fā)送完畢，發(fā)送站等待一段時間，

等待時間等于信道上最遠的兩個站之間的傳輸時延的兩倍

（2r）；若在等待時間內(nèi)收到接收站的應(yīng)答信息，則表明發(fā)

送成功，否則重發(fā)該數(shù)據(jù)幀；但為了避免繼續(xù)沖突，各站需

等待一段隨機時間后再重發(fā)；若再產(chǎn)生沖突，則再等待一段

隨機時間再重發(fā)……若多次重發(fā)都失敗，則停止發(fā)送該幀。

純ALOHA協(xié)議最大的缺點是最大吞吐量不到理想值的

18%（吞吐量:成功發(fā)送的信息數(shù)與實際發(fā)送的信息數(shù)之比）。

ALOHA協(xié)議的最大特點是“想說就說”。

在ALOHA協(xié)議基礎(chǔ)上，產(chǎn)生了CSMA（載波監(jiān)聽多路訪問）

技術(shù)。

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CSMA協(xié)議的基本思想：P1347

每個站在發(fā)送數(shù)據(jù)前，先監(jiān)聽信道上有無其他站正在發(fā)送信

息，若無，則發(fā)送數(shù)據(jù)；則有，則暫不發(fā)送，退避一段時間后再

嘗試。----其最大的房點是“免聽后說”。

CSMA的監(jiān)聽策略有三種算法：

>非堅持

一旦監(jiān)聽到信道忙就不再堅持聽下去，延遲一段隨機時間后再

重新監(jiān)聽。（信道利用率不高）

>1堅持

監(jiān)聽到信道忙時仍然堅持聽下去，直到空閑為止。一旦信道空

閑就發(fā)送。如有沖突，等待一隨機時間后再監(jiān)聽。（沖突較大）

》p堅持

監(jiān)聽到信道忙時仍然堅持聽下去，直到空閑為止。當(dāng)聽到信道

空閑時，以概率p發(fā)送數(shù)據(jù)。（p=1時，即為1堅持）

p堅持的主要問題是如何確定一個合適的p值。

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CSMA/CD協(xié)議的基本思想：P135

每站在發(fā)送數(shù)據(jù)前，先監(jiān)聽信道是否空閑；若是，

則發(fā)送數(shù)據(jù)，并繼續(xù)監(jiān)聽下去，一旦監(jiān)聽到?jīng)_突，立

即停止發(fā)送，并在短時間內(nèi)連續(xù)向信道發(fā)出一串阻塞

信號(JAM)強化沖突，如果信道忙，則暫不發(fā)送，

退避一隨機時間后再嘗試。

C時隙：P133

測沖將信道時間分為等長的時間長度,每個長度正好等于一

該協(xié)個幀的傳輸時間(“時隙”或“分槽”)。各站只能在

了H時隙的起始時間才能開始發(fā)送信息。

采用時隙技術(shù)的ALOHA協(xié)議信道吞吐量最大可達37%。

以太網(wǎng)通常采用非時隙1堅持CSMA/CD。

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355以太網(wǎng)的幀格式P138

幀長度:d廣Hc心三-Hr/IIr\AA

類型值不超過1500時，表示數(shù)據(jù)字段長度；等于8888（+

六進制）時，表示MAC控制幀，等于8100（十六進制）時,

PA表示VLAN-tagged（標(biāo)識）幀，用來輔助路由和網(wǎng)絡(luò)管理。FCS

1010...1010值為其他時，表示非標(biāo)準(zhǔn)的專用幀。校

前導(dǎo)

7字節(jié)1字節(jié)6字2字節(jié)46-1500字節(jié)4字節(jié)

以太網(wǎng)幀

PA11DASADATAPADFCS

同步目標(biāo)源地址類型幀校驗

1010...1010MAC控制操作控制碼參數(shù)

前導(dǎo)地址

碼（2字節(jié)）（60字節(jié),

不足填0）

62位2位6字節(jié)6字節(jié)2字節(jié)46-1500字節(jié)4字節(jié)

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3.5.6以太網(wǎng)的站點地址(Address)C

EEE為局域網(wǎng)制定了兩種管理模式：全局管理和局部管理，相

局部地址(目標(biāo)地址與源地址必須在同一網(wǎng)域上)：

□14位地址

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3.5.6以太網(wǎng)的站點地址(Address)

MAC地址又稱硬件地址或物理地址。使用MAC地址的不是

以太網(wǎng)就是令牌環(huán)網(wǎng)。

MAC地址有六個字節(jié)的信息，常用十六進制表示，前三個

字節(jié)為網(wǎng)絡(luò)設(shè)備生產(chǎn)廠商代號，后三個字節(jié)為廠商分配到

設(shè)備上的序列號，如下：

OOOOOCB40E1A

或00-00-C-B4-0E-1A簡寫為C-B4-E-1A

著名網(wǎng)絡(luò)廠商標(biāo)識

)商CISCO3ComHPSunIBMIntel

)商代號OOOOOC02608C08000908002008005A00AA00

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3.5.6以太網(wǎng)的站點地址(Address)

■每個MAC地址在全球都是唯一的。如果生產(chǎn)商

用完了分配的標(biāo)識數(shù)字，它總是能夠得到新的前

綴。

■FF-FF-FF-FF為廣播地址。幀結(jié)構(gòu)中SA(源地址)

不可為廣播地址。

■檢測本機MAC地址的方法：

?使用winipcfg命令(適配器地址)

?使用ipconfig命令(PhysicalAddress)

Let'stry???

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0

3.5.7以太網(wǎng)的MAC子層功能

以太網(wǎng)的MAC子層負(fù)責(zé)執(zhí)行CSMA/CD協(xié)議:

?發(fā)送和接收數(shù)據(jù)封包

a.幀處理（幀定界，幀同步）

b.尋址（源地址和目的地址處理）

c.錯誤檢測（物理介質(zhì)傳輸錯誤）

?介質(zhì)存取管理

a.介質(zhì)分配（沖突避免）

b.競爭化解（沖突處理）

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3.5.7以太網(wǎng)的MAC子層功能

IPAISFDIDASAnnDATAPADIFCSI

1010...101010101011目標(biāo)源地數(shù)據(jù)字段數(shù)據(jù)幀填充幀校驗

前導(dǎo)幀起始地址址長度O

發(fā)送過程

接收過程

MAC層必須將輸入的位流重新轉(zhuǎn)化為由字節(jié)構(gòu)成的幀。MAC層檢

查所接收到的位流，找出幀起始位置，并丟棄前導(dǎo)和幀起始SFD

字段。然后MAC層將所接收幀中的目標(biāo)地址字段值與并與本機的

MAC地址進行比較。如果不匹配，便丟棄接收幀。如果匹配則將

對所接收的幀獨立計算其CRC值，并將計算結(jié)果與從接收幀F(xiàn)CS

字段（最后4個字節(jié)）中值CRC比較。如果彼此不匹配，MAC層

就發(fā)出“出錯”報告。

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3.5.8以太網(wǎng)的網(wǎng)卡

以太網(wǎng)卡的基本功能和圖形

itTRBt

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3.5.8以太網(wǎng)的網(wǎng)卡

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3.5.8以太網(wǎng)的網(wǎng)卡

【網(wǎng)卡類型】

常用網(wǎng)卡類型總線規(guī)格適用機型

NE1000及兼容卡（8位）ISA總線舊M-PC、XT

NE2000及兼容卡（16位）ISA總線286(AT)至486

NE3200及兼容卡（32位）EISE總線EISA總線PC

VL總線卡（32位）VESA總線486DX/2-66等

PCI總線卡（32/64彳立）PCI總線Pentium(586)等

注意?用于無盤工作站時，應(yīng)另配一只遠程引導(dǎo)芯片（PROM）

【網(wǎng)卡接口形式】

AUI插座（15芯）10BASE5（粗纜以太網(wǎng)用，接收發(fā)器上DIX連接頭）

BNC插頭（卡式）10BASE5與10BASE2（粗、細(xì)纜以太網(wǎng)用，接T形頭）

TPI插座10BASE-T（雙絞線以太網(wǎng)用，接RJ?45雙絞線接頭）

莆田學(xué)院計算機教研室2003年3月

3.610BASE系列以太網(wǎng)

36110BASE5粗纜以太網(wǎng)（標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)）

①拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：總線型

3.610BASE系列以太網(wǎng)

36110BASE5粗纜以太網(wǎng)（標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)）

②鏈路組成

a.電纜：RG-11A/U50Q

同軸電纜（芯徑0.4〃n10毫

米）黃色外皮，每隔2.5米有

一黑點作為固定收發(fā)器的距5QC終端電階（Terminator）

一端接她，一端可不接她

離標(biāo)識

b.收發(fā)器（有軌道型和改

進T型兩種）及其連接電纜

收發(fā)器與網(wǎng)絡(luò)電纜連接方式：

?夾、刺穿電纜（無需切斷電纜，無

需T形頭）

?T形頭連接（需切斷電纜，連接

工作量大）

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3.610BASE系列以太網(wǎng)

36110BASE5粗纜以太網(wǎng)（標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)）

②鏈路組成

—Ethernet網(wǎng)卡網(wǎng)卡收發(fā)黑(Transceiver)

d.終端電阻（終端匹配器、

端接器）,每個網(wǎng)段一對。

功能：將傳輸?shù)诫娎|端部

的信號能量吸收掉，以消除

最小3.5米中盛現(xiàn)Repeater）

干擾。正掛兩網(wǎng)段

5Q0燃瑞電町（Terminator）

軀僧鉆虎

一端必須接地（電氣安全與一端接虬一端可不接她

抗干擾的要求）

e.BNC接頭與T形頭保用T

形頭連接時）

f.中繼器物理層連接設(shè)置,

連接兩個同類型的網(wǎng)段

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3.610BASE系列以太網(wǎng)

36110BASE5粗纜以太網(wǎng)（標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)）

③技術(shù)參數(shù)

?兩收發(fā)器間距：3.5米或其整倍數(shù)收發(fā)能(Transceiver)

?工作站-收發(fā)器最大間距:50米

?最大網(wǎng)段長度：500米

?網(wǎng)絡(luò)最大總長度:2500米

?一個網(wǎng)段最多支持的工作站數(shù)：,卜勒卜訃米

中版現(xiàn)Repeater）

100（中繼器算一個）懿硼限

外。好瑞電町（Terminator）

?工作站數(shù)量多于100個或網(wǎng)段葩借號磁

一端接患一端可不接她

長度超過500米時，應(yīng)采用中

繼器來延長距離。

?物理連接遵循5-4-3規(guī)則：最多

可用4個中繼器，5個網(wǎng)段（其

中僅3個網(wǎng)段可接工作站，其余

只用于距離加長）。

莆田學(xué)院計算機教研室2003年3月

3.610BASE系列以太網(wǎng)

36110BASE5粗纜以太網(wǎng)（標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)）

④特點

線路可靠性好，

但安裝不易（電纜粗

硬），造價較高（電

纜較貴且需增加收發(fā)

器費用），傳輸距離

長。僅作基干網(wǎng)或室

外大距離布線時才用一端接慰一端可不卷她

（與10BASE2或10

BASE-T網(wǎng)混用）。

莆田學(xué)院計算機教研室2003年3月

3.610BASE系列以太網(wǎng)

3,6.210BASE2細(xì)纜以太網(wǎng)（Cheapnet）

①拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：總線型

￡

最小0.5米

5QC終端電阻(Terminator)

一端接地，一端可不接她

昌al

莆田學(xué)院計算機教研室2003年3月

3.610BASE系列以太網(wǎng)

36110BASE2細(xì)纜以太網(wǎng)（廉價以太網(wǎng)）

②鏈路組成

a.電纜：RG-58A/U50Q同軸

電纜（芯徑02餐5毫米）

市場上有帶BNC連接器、標(biāo)準(zhǔn)O。，5米

長度（2米）的商品電纜出售5Q。斃瑞電口（Terminator）

一觸患一瑞可不覷

b.BNC連接器（裝在電纜兩端）

c.BNCT型連接器（T型頭）

d.以太網(wǎng)卡

e.50。終端電阻（一端需接地）

莆田學(xué)院計算機教研室2003年3月

3.610BASE系列以太網(wǎng)

36110BASE2細(xì)纜以太網(wǎng)（廉價以太網(wǎng)）

③技術(shù)參數(shù)

?兩T形頭間距：0.5米或其整

倍數(shù)

\b—米:\

?最大網(wǎng)段長度：185米