组网技术与配置第1章.pptx

2024/4/19 周五 6:18:49共102页1组网技术与配置（第组网技术与配置（第1 1章）章）2024/4/19 周五 6:18:491第1章 计算机组网技术基础2024/4/19 周五 6:18:49共102页2计算机组网技术基础 2024/4/19 周五 6:18:492在计算机网络组网时，首先要了解组网要用到传输介质，网络中的计算机怎样通过连接器与网络线缆系统连接，最常用的传输介质是双绞线和光纤，这两种传输介质有什么特征，它们的连接器插头、插座是怎样的。进一步要了解组网设备的用途和特点，各种组网设备在网络环境中的位置，网卡和交换机是经常用的组网设备，网卡有哪些类型，交换机的工作原理又是怎样的，三层路由交换与一般的交换又什么区别。在两台计算机直连时，有哪些直连方法，各种直连方法又有何特点。2024/4/19 周五 6:18:49共102页3第1章 提要 2024/4/19 周五 6:18:4931 本章从网络组网设备开始，联系具体的组网操作，结合组网技术的要求，介绍组网设备的原理、功能、使用特点。2 进一步说明基本的网络组网技术，连接器插头、插座的连接方法，两台计算机直连的方法。3 讨论组网用到的网络通信协议和网络操作系统，说明在选择网络软件时应注意的问题。4 最后讨论企业网组网的技术和方法。2024/4/19 周五 6:18:49共102页41.1 传输介质及连接器使用 2024/4/19 周五 6:18:4941网络传输介质用来提供信号传输的信道，提供信息传输的通路2有多种物理介质可用于实际的传输3每一种传输介质在数据传输率、传输时延、安装、维护和成本上有不同的特性。适应的网络应用环境也不同。4传输介质分为有线传输介质和无线传输介质。5 有线传输介质用于组建有线网络，无线传输介质用于组建无线网络。6在有线传输介质中，电信号的传播速度是光速的三分之二，即每秒20万Km（千米）。在无线传输介质中电信号的传播速度等于光速，为每秒30万Km（千米）。2024/4/19 周五 6:18:50共102页51.1.1 双绞线2024/4/19 周五 6:18:5051双绞线是由一对相互绝缘的导线缠绕在一起构成的，两条导线缠绕在一起，可以降低导线之间的电磁干扰（线对上的差分信号具有共模抑制干扰的作用），也有助减少其它导线中的信号干扰这两根导线。2双绞线既可以传输模拟信号，也可以传输数字信号。3双绞线的数据传输率（带宽）与材质物理特性、绝缘壁的厚度、绞合密度和传输距离有关。4双绞线分为屏蔽和非屏蔽两大类。2024/4/19 周五 6:18:50共102页6双绞线的用途2024/4/19 周五 6:18:506图1.1 双绞线双绞线在Ethernet网和Token Ring网中用得相当多，它常用作总线型拓扑结构或星形拓扑结构的连线。但由于双绞线在网络段最大长度上受到限制，因此双绞线作为传输介质适合于小范围的LAN配置。在以太网中双绞线的最大传输距离是100m（米），数据传输率可以达到10Mbps、100Mbps、1000Mbps。2024/4/19 周五 6:18:50共102页75类非屏蔽双绞线的特性描述 2024/4/19 周五 6:18:507UTP的类型线对数适用情况UTP-11模拟和数字话音（电话）以及低速数据传输。UTP-24语音、综合业务数字网ISDN和数据传输率不超过4Mbps的中速数据传输。UTP-34传输高速数据和不超过16Mbps的局域网通信。用在Ethernet和 4Mbps令 牌 网 中。指 目 前 在 ANSI和EIA/TIA568标准中指定的电缆。主要用于10base-T。UTP-44数据传输率不超过20Mbps的长距离局域网通信。可用在Ethernet网和16Mbps的令牌网中。UTP-54用于网络连接理想的传输线，这类双绞线最贵，性能也最好。增加了绕线密度,外套一种高质量的绝缘材料,传输速率为100Mbps，用于100base-T网络2024/4/19 周五 6:18:50共102页8非屏蔽双绞线的特点2024/4/19 周五 6:18:508无屏蔽外套，直径小，节省所占用的空间。重量轻、易弯曲、易安装。将串扰减至最小或加以消除。具有阻燃性。具有独立性和灵活性,适用于结构化综合布线。2024/4/19 周五 6:18:50共102页9非屏蔽双绞线的性能参数 2024/4/19 周五 6:18:509衰减（Attenuation）衰减是沿链路的信号损失度量。近端串扰 直流电阻特性阻抗 衰减串扰比(ACR)电缆特性 2024/4/19 周五 6:18:50共102页10 双绞线的标准测试数据 2024/4/19 周五 6:18:5010类型率减(单位db)分布电容直流电阻阻抗特性返回损耗近端串扰3类2.320sqrt(f)+0.238(f)330pf/100米9.38欧姆100欧 姆 +15%12db43db4类2.050sqrt(f)+0.1(f)330pf/100米9.38欧姆100欧 姆 +15%12db58db5类1.9267sqrt(f)+.075(f)330pf/100米9.38欧姆100欧 姆 +15%23db64db2024/4/19 周五 6:18:50共102页11屏蔽双绞线STP 2024/4/19 周五 6:18:5011屏蔽双绞线STP的构造由图1.4所示，是由两对或者更多对铜绞线外层包着柔软的绝缘层，绝缘层外面是金属箔屏蔽层，最外层是塑料防护层。外层屏蔽网层箔屏蔽两对双绞线绝缘层图1.4 屏蔽双绞线构造2024/4/19 周五 6:18:50共102页121.1.2 同轴电缆 2024/4/19 周五 6:18:5012同轴电缆是最早用于数据网和局域网的一种线缆类型。同轴电缆的结构如图1.5所示，它中央是铜芯，铜芯外包着一层绝缘层，绝缘层外是一层屏蔽层 用于局域网的同轴电缆有两种：一种是为支持以太网设计的，用在符合IEEE 802.3标准Ethernet网络环境中，阻抗为50的电缆，又分为RG58A/U标准的细缆和RG11标准的粗缆，细缆的塑料外皮颜色为黑色，粗缆的塑料外皮颜色为黄色；另一种是专门用在ARCNET网络环境中阻抗为93的电缆，为RG62标准。2024/4/19 周五 6:18:50共102页13同轴电缆图示2024/4/19 周五 6:18:5013塑料外层屏蔽网层铜芯绝缘层图1.5 同轴电缆构造有线电视（CATV）同轴电缆用于电视机与闭路电视系统的连接，为RG59标准，阻抗为75的，塑料外皮的颜色为白色。在以太网中使用的是RG58A/U标准的细缆和RG11标准的粗缆。2024/4/19 周五 6:18:50共102页14同轴电缆的主要电气参数 2024/4/19 周五 6:18:5014同轴电缆的平均特性阻抗为502，沿单根同轴电缆的阻抗的周期性变化为正弦波,中心平均值3,其长度小于2米。同轴电缆的衰减一般指500米长的电缆段的衰减值。当用10MHz的正弦波进行测量时，它的值不超过8.5db（17db/公里），而用5MHz的正弦波进行测量时，它的值不超过6.0db(12db/公里)。同轴电缆的最低传播速度为0.77C（C为光速）。同轴电缆直流回路电阻，电缆的中心导体的电阻与屏蔽层的电阻之和不超过10毫欧/米（在20下测量）。2024/4/19 周五 6:18:51共102页15同轴电缆的测试参数 2024/4/19 周五 6:18:5115导体或屏蔽层的开路情况。导体和屏蔽层之间的短路情况。导体接地情况。在各屏蔽接头之间的短路情况。2024/4/19 周五 6:18:51共102页161.1.3 光纤 2024/4/19 周五 6:18:5116光纤具有圆柱形的形状，由传输光波的玻璃纤芯以及包围在纤芯外面的反射层组成，形成三部分：纤芯、包层和护套。护套包层纤芯图1.6 单根光纤构造2024/4/19 周五 6:18:51共102页17光纤的工作原理 2024/4/19 周五 6:18:5117光纤利用全反射传输对信号编码后的光束。在发送端需要用单色光作为光源，并且经调制后送入光纤。光纤通信系统是以光波为载体、光导纤维为传输媒体的通信方式,起主导作用的是光源、光纤、光发送机和光接收机。光源是光波产生的根源。光纤是传输光波的导体。光发送机的功能是产生光束,将电信号转变成光信号,再把光信号导入光纤。光接收机的功能负责接收从光纤上传输的光信号,并将它转变成电信号,经解码后再作相应处理。2024/4/19 周五 6:18:51共102页18光纤的分类 2024/4/19 周五 6:18:5118传输点模数类 传输点模数类分为单模光纤（Single Mode Fiber）和多模光纤（Multi Mode Fiber）。折射率分布类 折射率分布类光纤可分为跳变式光纤和渐变式光纤。室外和室内光纤 光纤从应用上分为室外和室内光纤。2024/4/19 周五 6:18:51共102页19光纤与电缆线相比的优点2024/4/19 周五 6:18:5119因为传输的形式是光，所以光纤不会引起电磁干扰也不会被干扰；光纤传输信号的距离比电缆线所能传输的距离要远得多，线路损耗低；与电信号相比，传输频带宽，通信容量大。光可以对更多的信息进行编码，所以光纤可在单位时间内传输比导线更多的信息；线径细,重量轻。抗化学腐蚀能力强。光纤制造资源丰富。2024/4/19 周五 6:18:51共102页20光纤与电缆线相比的缺点2024/4/19 周五 6:18:5120光纤的安装需要专门设备以保证光纤的端面平整以便光能透过；当一根光纤在护套中断裂（如被弯成直角），要确定其位置是非常困难的；修复断裂光纤也很困难，需要专门的设备熔接二根光纤以确保光能透过光纤连接结合部。2024/4/19 周五 6:18:51共102页21光纤的连接方式 2024/4/19 周五 6:18:5121可以将它们接入连接头并插入光纤插座。连接头要损耗10%到20%的光，但是它使重新配置系统很容易。可以用机械方法将其接合。方法是将两根小心切割好的光纤的一端放在一个套管中，然后钳起来。可以让光纤通过结合处来调整，以使信号达到最大。机械结合需要训练过的人员花大约5分钟的时间完成，光的损失大约为10%。两根光纤可以被融合在一起形成坚实的连接。融合方法形成的光纤和单根光纤差不多是相同的，但也有一点衰减。对于这三种连接方法，结合处都有反射，并且反射的能量会和信号交互作用。2024/4/19 周五 6:18:51共102页22常用的光纤缆有 2024/4/19 周五 6:18:51228.3m 芯、125m 外层、单模。62.5m 芯、125m外层、多模。50m 芯、125m外层、多模。100m 芯、140m外层、多模。2024/4/19 周五 6:18:51共102页23安普光纤线缆的特性 2024/4/19 周五 6:18:5123比较内容单模(1310/1550nm)多模50/125(850/1300nm)多模LSZH 50/125(850/1300nm)多模62.5/125(850/1300nm)Grade 62.5/125(850/1300nm)最大衰减值0.7/0.73.5/2.03.5/2.03.5/1.03.5/1.0典型衰减值0.5/0.52.6/1.12.6/1.12.9/0.92.9/0.9带宽(MHZ/km)-/-400/400400/800160/500200/6002024/4/19 周五 6:18:51共102页24光纤安装时用到一些术语2024/4/19 周五 6:18:5124直径，:单位用mm表示。重量，用kg/km表示。拉力，拉力单位用N（牛顿）。对拉力分两种情况说明，安装时最大为2700N，安装后，即长期为440N。弯曲半径，:指光缆安装拐弯时的弯曲半径。需要注意的是，在光纤设备工作时，不要用眼睛对着光纤接口看，因为光纤局域网使用的激光束是不可见的，但对人的视力会造成永久性损伤。2024/4/19 周五 6:18:51共102页251.1.4 双绞线的组网工具及网线制作 2024/4/19 周五 6:18:5125双绞线的线序遵循EIA/TIA 568B和EIA/TIA 568A标准，分别称为B序排列和A序排列。以UTP-5为例，一条双绞线内有8根线，每2根绞在一起，组成4个线对，用橙、绿、蓝、棕4种颜色区分开来，每个线对的另一根线用白色与该线对颜色相间标识。2024/4/19 周五 6:18:51共102页26A、B线序和线的颜色及排列2024/4/19 周五 6:18:5126线序12345678B橙白橙绿白蓝蓝白绿棕白棕A绿白绿橙白蓝蓝白橙棕白棕2024/4/19 周五 6:18:51共102页27网线用途与水晶头连接线序的规则 2024/4/19 周五 6:18:5127网线的用途两端RJ45水晶头线序交换机/Hub-计算机B-B或A-A计算机-计算机B-A或A-B交换机/Hub-下级交换机/Hub（普通口）B-A或A-B交换机/Hub-下级交换机/Hub（Uplink口）B-B或A-A2024/4/19 周五 6:18:52共102页28B线序的4根线电信号的标识 2024/4/19 周五 6:18:5228线的顺序线的颜色信号标识1橙白T+2橙T-3绿白R+6绿R-2024/4/19 周五 6:18:52共102页29压线钳 2024/4/19 周五 6:18:52292024/4/19 周五 6:18:52共102页30制作双绞线的过程 2024/4/19 周五 6:18:5230取一段适当长度的双绞线，两端用剪刀剪齐，用压线钳剥去一端的塑料包皮约10-13cm，注意不要剥的太长，避免划伤内部细线。压线钳如图1.15所示。按所需要的线序规则，按线的排列顺序与线的颜色对应排好。用压线钳上的剪刀将头部剪齐用力将8根线并排塞入RJ45内，直至8根线全部顶到底部，8根线全部位于铜片下方。放松压线钳，将RJ45头用力塞入压线钳的RJ45插座内，直到塞不动为止，用力压下压线钳的手柄，直到锁扣松开。2024/4/19 周五 6:18:52共102页31RJ45插头、座及配合2024/4/19 周五 6:18:52312024/4/19 周五 6:18:52共102页32做好的双绞线与水晶头、电缆测试仪 2024/4/19 周五 6:18:52322024/4/19 周五 6:18:52共102页331.1.5 双绞线组网连接方法 2024/4/19 周五 6:18:52331.用集线器连接 2.用交换机连接交换机 1图1.21 用普通电缆进行堆叠连接交换机 2交换机 3交换机 4交换机 1图1.20 用普通电缆进行堆叠连接交换机 2交换机 3交换机 42024/4/19 周五 6:18:52共102页341.1.6 光纤连接器与光纤连接方法 2024/4/19 周五 6:18:5234ST型连接器，由氧化锆陶瓷插芯、尾纤后套及插芯头套构成，连接头的外壳部分是带有斜面锁钩的可旋转的金属圆壳。SC型连接器，外型为塑料矩形外壳，采用塑料工艺制造插针套管，是氧化锆整体型，端面磨成凸球面，插针尾部入口呈锥形，便于光纤的插入。FC连接器，外型与ST型连接器类似，中心部分与ST型连接器一样，是氧化锆陶瓷插芯，外壳是带有螺纹的可旋转的金属圆壳。2024/4/19 周五 6:18:52共102页35 光纤SC插头示意图 2024/4/19 周五 6:18:5235图1.22 光纤SC插头示意图2024/4/19 周五 6:18:52共102页36光纤剥离工具2024/4/19 周五 6:18:52362024/4/19 周五 6:18:52共102页37法兰盘与连接头2024/4/19 周五 6:18:5237法兰盘也称为耦合器，是光纤的插座，对应光纤的插头，有ST、SC、FC法兰盘，形状和构造与光纤连接头相配。法兰盘安装在光纤终端盒，也称为光纤接续箱，也可以是使用光纤的设备上，光纤连接头插入光纤插座。2024/4/19 周五 6:18:52共102页38光纤连接头的接法 2024/4/19 周五 6:18:5238清洁ST连接器头，去掉保护帽，用蘸有酒精的棉花轻轻擦拭连接器头。清洁法兰盘，去掉法兰盘上的保护帽，用蘸有酒精的杆状清洁器，穿过耦合孔，插入法兰盘内部檫干净。使用罐装气，吹去法兰盘内的灰尘。将ST头的槽口对准法兰盘的突起，把ST头插入法兰盘，插入后扭转ST头使其锁定。ST型光纤连接头是通过插头插座的卡口进行锁定连接，FC型是通过将连接头像拧螺丝一样把插头拧紧在法兰盘上。SC型连接头是方型的，直接插入即可。2024/4/19 周五 6:18:52共102页39光纤跳线 2024/4/19 周五 6:18:52392024/4/19 周五 6:18:52共102页40光纤终端盒2024/4/19 周五 6:18:52402024/4/19 周五 6:18:52共102页41光纤连接的测试方法 2024/4/19 周五 6:18:5241连续性和衰减损耗，测量光纤的输入/输出功率，分析光纤的衰减损耗，确定光纤连续性和发光损耗的位置。连通性测试，只需在光纤一端导入光线，例如阳光，在光纤的另一端观察是否有光线，测试时在远地端用手遮挡或不遮挡光纤端点，在本地的光纤端点可以观察到微弱的光亮变化，判定光纤中是否存在断点。损耗测试，采用插入式测试方法，使用一个光源和一台光功率测量仪，选择参考点a，测出从已知光源位置b到参考点a的功率值Pb，再测出从光源b到光缆另一端c的损耗功率值Pc，则从b端到c端的功率损耗A=Pb-Pc。收发功率测试，用于测定布线系统光纤链路的损耗，使用光纤测试仪和一段光纤跳线。2024/4/19 周五 6:18:53共102页421.1.7 同轴电缆的组网连接方法 2024/4/19 周五 6:18:5342185 m05 m图1.27 细缆10Base-T连接标准2024/4/19 周五 6:18:53共102页43同轴电缆的组网连接步骤2024/4/19 周五 6:18:5343剥开同轴电缆，露出网状屏蔽层、绝缘层和铜芯导线，如图1.29所示。把BNC连接头接到同轴电缆，BNC接插件包括压接柱体、中心引线和实际的接插件，用压接工具将引线轻轻地压接在电缆上，然后将电缆放入接插件中，并将压接柱体移到屏蔽层和电缆上，压接到位置上。将BNC头的两根同轴电缆接到T型头的两个直通端，旋转使BNC头与T型头卡住。将T型头插入网卡上的BNC插座上。继续连接好各台计算机。在同轴电缆的两端接上端点匹配器。2024/4/19 周五 6:18:53共102页44同轴电缆、连接器图示 2024/4/19 周五 6:18:53442024/4/19 周五 6:18:53共102页45细同轴电缆连接的5-4-3规则2024/4/19 周五 6:18:5345925 m工作站中继器图1.30 细同轴电缆连接的5-4-3规则2024/4/19 周五 6:18:53共102页461.2 计算机网络组网设备 2024/4/19 周五 6:18:5346常用的网络组网设备有：网卡、集线器（HUB）、中继器（Repeater）、桥接器、路由器、交换机（Switch）、等。2024/4/19 周五 6:18:53共102页471.2.1 网络适配器（网卡）2024/4/19 周五 6:18:5347网络适配器也称为网卡，网卡的基本功能是提供网络中计算机主机与网络电缆系统（通信传输系统）之间的接口，实现主机系统总线信号与网络环境的匹配和通信连接，接收主机传来的各种控制命令，并且加以解释执行。现在网卡都支持全双工模式，也称为双向同时传输。网卡插在每台工作站和服务器主机板的扩展槽里。工作站通过网卡向服务器发出请求，当服务器向工作站传送文件时，工作站也通过网卡接收响应。2024/4/19 周五 6:18:53共102页48网卡的作用与连接2024/4/19 周五 6:18:53482024/4/19 周五 6:18:53共102页492024/4/19 周五 6:18:5349网卡的分类根据数据位宽度的不同，网卡分为8位、16位、32位和64位。网卡主要是以适应何种主机总线类型来分类的。当前，各种计算机提供的总线类型主要有：工业总线ISA，扩展工业总线EIAS，外围控制器接口总线PCI,微通道总线MCA等。按数据传输速率划分，有10Mbps、100Mbps、10/100Mbps自适应网卡，以及1Gbps网卡。根据不同的局域网协议，网卡又分为Ethernet网卡、Token Ring网卡、ARCNET网卡和FDDI网卡几种。按有无物理上的通信线缆分类，分为有线网卡和无线网卡，2024/4/19 周五 6:18:53共102页50网卡的图示2024/4/19 周五 6:18:53502024/4/19 周五 6:18:53共102页512024/4/19 周五 6:18:5351网卡的选择连接性主要是根据主机的总线类型选择不同的网卡 其次是网线选择，不同类型、规模、速度的网络选用不同的网线接口。2024/4/19 周五 6:18:53共102页52网卡安装时的参数配置2024/4/19 周五 6:18:5352网卡的物理地址 网卡地址也称为MAC（Medium Access Control）地址或物理地址 中断号 计算机主机与外部设备通信的方法有4种：无条件传送；查询；中断和直接内存访问DMA。网卡采用中断方式工作输入/输出地址范围 双向同时传输 目前的网卡均支持双向同时传输 2024/4/19 周五 6:18:53共102页53网卡的参数图示2024/4/19 周五 6:18:5353【开始】【设置】【控制面板】【系统】【设备管理】【网络适配器】【属性】【资源】2024/4/19 周五 6:18:53共102页541.2.2 调制解调器Modem 2024/4/19 周五 6:18:5354调制解调器也称为信号变换设备，也叫做数据电路端接设备DCE，按照计算机网络两级子网的划分，它属于通信子网，但是它是用户端的设备。数字信号的调制实际上是用基带信号对载波信号的三个特征参数：幅度、频率和相位进行调制，使这些参数随基带脉冲信号的变化而变化。2024/4/19 周五 6:18:53共102页55调制方式2024/4/19 周五 6:18:5355调制方式可分为：幅移键控法ASK(Amplitude-Shift Keying)、频移键控法FSK（Frequency-Shift Keying）、相移键控法PSK（Phase-Shift Keying）三类分别称为：调幅AM（Amplitude Modulation）、调频FM（Frequency Modulation）、调相PM（Phase Modulation）。2024/4/19 周五 6:18:54共102页56Modem标准2024/4/19 周五 6:18:5456Modem的调制方式和数据传输率大多数由国际电信联盟（ITU）进行标准化ITU V.32标准支持9.6Kbps数据传输率支持14.4Kbps数据传输率的调制解调器的标准为V.32bis,即V.32规范的扩展形式V.32bis规范后面是数据传输率28.8Kbps的V.34标准,以及支持33.6Kbps的V.42标准1998年ITU-T制定出56Kbps的V.90标准。2024/4/19 周五 6:18:54共102页57Modem压缩技术和差错控制标准2024/4/19 周五 6:18:5457通常使用的压缩技术和差错控制标准有两种：CCITT V.42规范和Microcom网络协议MNP（Microcom Networking Protocol）CCITT V.42bis规范使用Huffman（霍夫曼）编码技术 2024/4/19 周五 6:18:54共102页58调制解调器的分类2024/4/19 周五 6:18:5458按通信设备进行分类，可将Modem 分为拨号Modem和专线Modem。按数据传输方式进行分类，可将Modem分为同步Modem和异步Modem。按通信方式（数据传输方向）对Modem进行分类，可分为单向、双向交替和双向同时三种。照传输率进行分类，可将Modem分为低速，中速，和高速。Modem安装的位置分类，分为外置Modem和内置Modem。2024/4/19 周五 6:18:54共102页59外置Modem的前面板上8个指示灯及意义 2024/4/19 周五 6:18:54592024/4/19 周五 6:18:54共102页60调制解调器的功能2024/4/19 周五 6:18:5460提供双向同时通信方式。自动拨号和应答，安全可靠回呼。自动线路质量检测、自动协商速率。自动呼叫监视、呼叫等待和自动重拨。支持常用的文件传输协议。具有存储电话号码、自动故障诊断、声光指示等。支持与Hayes AT命令集兼容，可以进行编程控制。可用于普通电话线路或专线。具有差错控制、数据压缩和传真功能。高级的调制解调器具有语音能力。2024/4/19 周五 6:18:54共102页61调制解调器的命令集2024/4/19 周五 6:18:5461AT命令格式AT命令AT是注意Attention的意思，前两个字符用大写AT标识，必须位于开头，命令为AT命令集中的一个或多个命令，命令行以回车键结束。例如：ATDT66668888告诉调制解调器以音频方式拨电话号码66668888。2024/4/19 周五 6:18:54共102页62 命令执行结果码及使用 2024/4/19 周五 6:18:5462AT命令及使用命令执行结果码 2024/4/19 周五 6:18:54共102页63调制解调器用到的通信协议 2024/4/19 周五 6:18:5463标准XMMODEM XMMODEM-CRC XMMODEM-1K YMODEM YMODEM-G ZMODEM Kermit MNPMNP是Microcom公司开发的通信协议 2024/4/19 周五 6:18:54共102页641.2.3 集线器（HUB）和中继器（Repeater）2024/4/19 周五 6:18:5464集线器又称为HUB，实质上为多端口的中继器在使用时，可以把集线器连接的网络看成一个共享式总线，在集线器的内部，各端口之间相互连在一起的。集线器可分为独立式、叠加式、智能模块化，有8端口、16端口、24端口多种规格集线器支持的数据传输率为10Mbps或100Mbps。2024/4/19 周五 6:18:54共102页65中继器（Repeater）2024/4/19 周五 6:18:5465中继器用于同种局域网络的互连，是在物理层次物理层次上实现互连的网络互连设备，用于扩展网段的距离。电信号强度在电缆中传送时随电缆长度增加而递减，这种现象叫衰减，对长距离传输有影响。中继器常用来将几个网段连接起来，通过中继器将信号放大，然后在另一个网段上继续传输。2024/4/19 周五 6:18:54共102页66中继器具有以下特点 2024/4/19 周五 6:18:5466 中继器可以重发信号，这样可以扩展网段的距离。中继器主要用在同种LAN互连中，如IEEE 802.3 LAN和Ethernet网。中继器工作在网络体系结构模型的最低层物理层物理层。由中继器连接起来的各网段必须采用同样的信道访问协议，例如CSMA/CD协议。由中继器连接的网段构成一个更大的网段，并且有着相同的网络地址，属于一个冲突域。网段上的每一个节点都有自己的地址。中继器以与它相连的网络同样的速度发送数据。2024/4/19 周五 6:18:54共102页671.2.4 网桥（Bridge）2024/4/19 周五 6:18:5467网桥是一种在数据链路层数据链路层实现局域网络互连的存储转发设备存储转发设备。局域网络结构上的差异体现在介质访问协议MAC上，因而网桥被广泛用于异种局域网的互连。网桥从一个网段接收完整的数据帧，进行必要的比较和验证，然后决定是丢弃还是发送给另外一个网段。转发前网桥可以在数据帧之前增加或删除某一些字段，但不进行路由选择。因此，网桥具有隔离网段的功能，在网络上适当地使用网桥可以起到调整网络的负载，2024/4/19 周五 6:18:54共102页68网桥的问题 2024/4/19 周五 6:18:5468网桥的问题是：网桥对接收的帧要先存储和查找站表，决定是否转发，增加了时延；网桥在MAC子层并没有流量控制功能；网桥连接只能适用通信量不是很大的应用；若同时有大量的向其他网段转发的通信量，容易形成广播风暴。2024/4/19 周五 6:18:54共102页691.2.5 路由器（Router）2024/4/19 周五 6:18:5469路由器是实现异种网络连接的互连设备，工作在OSI的第三层第三层。路由器在转发分组时，依据的是网络层分组头部的路由信息。路由器可以根据网络层的协议类型、网络号、主机的网络地址、子网掩码、高层协议的类型等来监控、拦截和过滤信息。路由器和网桥本身就是一台计算机。路由器也需要操作系统才能进行网络系统配置，以及和其它路由器交换信息。路由器是网络中进行网间连接的关键设备。2024/4/19 周五 6:18:54共102页70路由器的内部结构 2024/4/19 周五 6:18:54702024/4/19 周五 6:18:54共102页712024/4/19 周五 6:18:5471路由器的背面及插槽 2024/4/19 周五 6:18:54共102页721.2.6 交换机（Switch）2024/4/19 周五 6:18:5472交换就是转接。交换机是一个连接设备，是在第二层第二层实现连接。交换机容易与电话公司的程控交换机相混淆，一般称为计算机交换机。用集线器Hub连接的网络，可以类比日常生活交通中的平面交通，而用交换机连接的网络可以类比立体交通。2024/4/19 周五 6:18:55共102页73交换机的工作原理2024/4/19 周五 6:18:5573而交换机是一个多端口的网桥，每个端口都有桥接功能，它能够在任意一对端口间转发帧，每一个端口属于一个冲突域，按照CSMA/CD协议工作，交换机中的电路可以把任意端口的网段与别的端口的网段在数据链路层上连接起来，如图1.41 2024/4/19 周五 6:18:55共102页74交换机的工作原理及内部构造2024/4/19 周五 6:18:55742024/4/19 周五 6:18:55共102页75交换机的交换方式 2024/4/19 周五 6:18:5575以太网交换机的交换方式分为静态方式和动态方式。静态方式的特点是端口间的通道由人工事先配置，两个端口间的连接类似于硬件连接，端口按固定的连接方式交换帧。动态交换方式又分为：存储转发（Store Forward）；直通；帧碎片丢弃。2024/4/19 周五 6:18:55共102页76交换机的功能和性能2024/4/19 周五 6:18:5576端口-站地址表的大小 端口的自适应性 单位时间转发帧的能力；流量控制能力；交换机是否具备双向同时传输（全双工）能力帧延时的大小 交换机端口对地址的支持 对虚拟局域网VLAN的支持 2024/4/19 周五 6:18:55共102页77交换机的主要技术参数2024/4/19 周五 6:18:5577转发技术，交换机采用直通转发、存储转发和帧碎片丢弃转发技术的哪一种。延时，交换机数据交换延时的时间值。延时与交换机采用的转发技术有关。管理功能。单/多MAC地址类型。外接监视支持 扩展树，交换机是否提供扩展树算法或其他算法，检测并限制拓扑环。全双工，也即双向同时传输。2024/4/19 周五 6:18:55共102页78局域网采用三层交换技术2024/4/19 周五 6:18:5578第 一 种 称 为 下 一 跳 解 析 协 议 NHRP（Next Hop Resolution Protocol），采用的技术称为“路由一次，随后交换”。2024/4/19 周五 6:18:55共102页79Cisco公司提出的NetFlow交换2024/4/19 周五 6:18:55792024/4/19 周五 6:18:55共102页80三层交换机可以完成的功能2024/4/19 周五 6:18:5580通过第三层信息决定分组转发路径。通过校验字段检验第三层协议头部。检查分组的生命期字段TTL，可以更新生命周期。对管理信息库MIB中的统计信息进行更新。通过检查分组头部信息实现安全性控制。对分组选项字段信息响应和处理。通过标准的路由协议，例如RIP、OSPF，可以与广域网路由器通信。2024/4/19 周五 6:18:55共102页81三层交换与传统路由器的比较2024/4/19 周五 6:18:55812024/4/19 周五 6:18:55共102页821.2.7 协议转换器（Gateway）2024/4/19 周五 6:18:55822024/4/19 周五 6:18:55共102页831.2.8 资源设备2024/4/19 周五 6:18:5583服务器（Server）工作站（Work Station）软件数据人的经验和能力 2024/4/19 周五 6:18:55共102页841.3 组网基本技术2024/4/19 周五 6:18:55841.3.1 网络拓扑结构 2024/4/19 周五 6:18:55共102页851.3.2 结构化布线技术 2024/4/19 周五 6:18:55851.结构化布线系统的作用 2.结构化布线要求和特点 3.综合布线系统的标准及发展 4.网络布线的设计规则 5.结构化布线的体系结构 6.传输介质以及布线硬件的规格 2024/4/19 周五 6:18:55共102页861.3.3 两台计算机直连的方法 2024/4/19 周五 6:18:55861.通过串行接口连接 2.通过并行接口连接 2024/4/19 周五 6:18:55共102页87从桌面选择直接电缆连接 2024/4/19 周五 6:18:55872024/4/19 周五 6:18:55共102页88直接电缆连接对话框2024/4/19 周五 6:18:55882024/4/19 周五 6:18:56共102页891.3.4 通过PSTN连接的方法 2024/4/19 周五 6:18:56892024/4/19 周五 6:18:56共102页901.4 组网软件基础2024/4/19 周五 6:18:56901.4.1 网络通信协议 通信协议是计算机网络中计算机相互交流信息的语言。网络通信协议是计算机网络中的计算机在通信时必须遵循双方认可的规则和约定。网络协议有三个要素：语法；语义；同步。网络通信协议用协议数据单元PDU描述和实现。PDU是一个由二进制位组成的数据块，由控制部分和数据部分组成，控制部分包含有若干个字段。2024/4/19 周五 6:18:56共102页91局域网中的网络通信协议2024/4/19 周五 6:18:5691TCP/IP协议协议是广泛应用于各种计算机网络的通信协议，是 因特网的语言。IPX/SPX协议协议是Novell公司网络操作系统Netware用的通信 协议集。NetBEUI协议协议是Microsoft给出的本地网络协议。DLC（Data Link Control）数据链路控制协议，用于实现大 型计算机与局域网的连接和网络打印机的连接。2024/4/19 周五 6:18:56共102页921.4.2 选择网络通信协议2024/4/19 周五 6:18:5692一个网络尽量只选择一种网络协议，避免协议过多占用内存 空间，不利于网络管理，影响计算机运行速度；选用网络协议的高版本，因为协议高的版本性能好；注意网络环境中各计算机设备的网络协议选取要尽量一致，因为不一致会导致计算机间无法通信。2024/4/19 周五 6:18