第3章网络系统的组成课件.ppt

1、2.1 局域网概述2.2 广域网概述2.3 网络传输介质2.4 实训小结2-1 局域网概述 2-1-1 主要特征与功能主要特征与功能 1 1特征特征 （1）共享传输信道。 （2）传输速率高。 （3）连接规范整齐。 （4）归属单一、清楚。 （5）传输距离有限。 （6）误码率低，可靠性高。 （7）采用多种媒体的访问控制技术。 （8）采用分布式控制和广播式通信。 （9）低层协议简单，不单独设立网络层。 （10）局域网易于安装、组建和维护，具有较好的灵活性。 2 2功能功能 。 (2) 通信交往。 数据、文件的传输。现代局域网所具有的最主要功能就是数据和文件的传输，它是实现办公自动化的主要途径，通常不

2、仅可以传递普通的文本信息，还可以传递语音、图像等多媒体信息。 电子邮件。局域网邮局，可以提供局域网内和Internet上的电子邮件服务，它使得无纸办公成为可能。 视频会议。使用网络，可以召开在线视频会议。例如召开教学工作会议，所有的会议参加者可以通过网络面对面的发表看法，讨论会议精神，节约了人力物力。 3 3局域网的典型应用场合局域网的典型应用场合 同一房间内的所有主机，覆盖距离为10米的数量级。 同一楼宇内的所有主机，覆盖距离为100米的数量级。 同一校园、厂区、院落内的所有主机，覆盖距离为1000米的数量级(这种情况又称为“校园网”)。例如校园、办公室、网吧中连接在一起的计算机网络都是这种

3、网络。 2-1-2 拓扑结构拓扑结构 网络拓扑结构是网络规划和设计的重要内容，也是网络设计的第一步。从计算机网络拓扑结构的定义来看，拓扑结构应该指其通信子网中结点和链路排列组成的几何图形。 1分类分类 局域网的拓扑结构通常分为两类。 （1） 逻辑拓扑结构：用来描述网络中各结点间的信息流动形式，或介质访问控制方法。 （2）物理拓扑结构：用来描述网络硬件的布局，即网络中各部件的物理连接形状。 2 2原则原则 （1） 价格：网络拓扑结构直接决定了网络的安装和维护费用，例如星型物理拓扑结构的网络安装费用比总线型结构的高。 （2）速率：拓扑结构直接关系到系统的数据传输速率和带宽，例如总线型带宽由所有结点

4、共同占有，而交换式的星型网络结构中的带宽则由一个结点占有。 （3）规模：网络的拓扑结构直接与网络的规模相关。例如网络中包含有多少个结点，结点的分布情况，结点间的流量，专用服务器的位置及数量等都与网络规模有关。 2-1-3 局域网的组成局域网的组成 局域网的软件系统：网络操作系统是整个网络的核心，用来实现对网络的控制和管理，并向网络用户提供各种网络资源和服务。网络服务器(Sewer)：是网络的服务中心，通常由一台或多台规模大、功能强的计算机担任。它们一般具有高速的处理能力，并配置了具有快速存储能力的、大容量的存储磁盘或光盘存储器，可以同时为网络上的其他计算机或用户提供服务。网络工作站(Works

5、tation)：连接到网络上的各种用户使用的终端计算机，都可以称为网络工作站，其功能通常比服务器弱。用户通过它们使用服务器提供的服务和网络资源。 按服务器的机箱结构来划分，可以把服务器划分为“台式服务器”、“机架式服务器”和“刀片式服务器”三类。 台式服务器 机架式服务器 刀片式服务器 台式服务器 机架式服务器 刀片式服务器（1）对等网的结构 2-2 广域网概述 广域网（WAN，Wide Area Network）也称远程网。通常跨接很大的物理范围，所覆盖的范围从几十公里到几千公里，它能连接多个城市或国家，或横跨几个洲并能提供远距离通信，形成国际性的远程网络。广域网的通信子网主要使用分组交换技

6、术。广域网的通信子网可以利用公用分组交换网、卫星通信网和无线分组交换网，它将分布在不同地区的局域网或计算机系统互连起来，达到资源共享的目的。 2-2-1 主要特征与功能1. 特征l 覆盖范围广。数据的传输距离较长，一般都在几十千米以上，多者可达数千米，甚至上万千米。l分属于多个单位和部门所有。WAN的资源子网与通信子网一般分别由不同的部门自行管辖。例如，一般通信子网由邮电部门管辖。l数据传输速率较低。由于数据传输距离较长，所以通信线路上的传输速率较低，一般在几个Kbit/s到2 Mbit/s的数量级，最高也不超过10 Mbit/s的数量级。本世纪初，随着我国通信技术产业的迅猛发展，国内使用的W

7、AN的传输速率可望达到Gbit/s数量级。l可以使用多种传输介质。例如，有线介质有光缆、双绞线和同轴电缆等；无线介质有微波、卫星、红外线和激光等。l数据延迟大。例如卫星通信时，时间延迟可以达到几秒钟。l广域网的管理和维护比较困难。通常，广域网的互联结构很不规整，有较大的随意性和盲目性，因此难以管理和维护。 2.功能适应大容量与突发性通信的要求；适应综合业务服务的要求；开放的设备接口与规范化的协议；完善的通信服务与网络管理。通常广域网的数据传输速率比局域网低，而信号的传播延迟却比局域网要大得多。广域网的典型速率是从56kbit/s到155Mbit/s，现在已有622Mbit/s、2.4 Gbit

8、/s甚至更高速率的广域网；传播延迟可从几毫秒到几百毫秒（使用卫星信道时）。 2-2-2 拓扑结构1. 分类l 广域网可以提供面向连接和无连接两种服务模式，对应于两种服务模式，广域网有两种组网方式：虚电路（virtual circuit）方式和数据报（datagram）方式。l广域网WAN一般最多只包含OSI参考模型的底下三层，而且目前大部分广域网都采用存储转发方式进行数据交换，也就是说，广域网是基于报文交换或分组交换技术的（传统的公用电话交换网除外）。2. 典型应用场合lWAN中的所有主机与工作站点的物理设备分布的地理范围一般都在10 km100 km甚至1000 km以上的数量级。l例如，分

9、布在同一城市、同一国家、同一洲，甚至几个洲等。一些大的跨国公司，像IBM, SUN, DEC等计算机公司都建立了自己的企业网，它们通过通信部门的通信网络连接分布在世界各地的子公司。国内这样的网络也很多，例如，银行的骨干网也是典型的企业广域网。2-2-3 接入技术 DDN、FR、ISDN，还有一些新兴的概念，如ADSL、HFC、VPN等。如图2-9所示。1. 公用电话网（public switched telephone network，PSTN） 公用电话网用户端的接入速度是2.4kbit/s，通过编码压缩，一般可达9.6kbit/s56kbit/s，它需要异步调制解调器和电话线。通常家庭访问

10、Internet多采用此种方式。2. 综合服务数字网（Integrated Service Digital Network，ISDN） ISDN的用户使用普通电话线加上一个专用设备接入Internet，但需要电信提供ISDN业务。它的特点是数字传输、拨通时间短，费用约为普通电话的4倍，并与电话共用同一条电话线。因此适合于单位接入Internet时使用。3. ADSL方式上网 ADSL（Asymmetric Digital Subit/scriber Line）技术是一种不对称数字用户线实现宽带接入互连网的技术，ADSL作为一种传输层的技术，充分利用现有的铜线资源，在一对双绞线上提供上行640k

11、bit/s下行8Mbit/s的带宽，从而克服了传统用户在“最后一公里”的“瓶颈”，实现了真正意义上的宽带接入。由于它上网的同时比影响电话的使用，费用比较低是目前家庭上网首选。4.DDN（Digital Data Network）专线 DDN专线速度为64kbit/s2.048Mbit/s，它需要配同步调制解调器。比如，中国教育科研网的主干网就租用了信息产业部的DDN专线。2-2-4 协议 ISO的OSI-RM模型虽然也适用于广域网，但在一般情况下，广域网只涉及模型的低3层，即物理层、数据链路层和网络层。有关的协议如下。 1.常用的物理层协议 2. 常用的数据链路层协议 3. 常用的网络层协议

12、在网络互联中，需要解决在网络设备接口、网络协议、网络体系结构和网络操作平台等方面存在的差异，实现网络的互联、互通和互操作。2-3-1 2-3-1 双绞线双绞线 双绞线（Twisted Pair wire）是一种最常用的传输介质。双绞线是由两根具有绝缘保护的铜导线组成的。把两根绝缘的铜导线按一定的密度互相绞在一起，这样可降低信号干扰的影响程度。目前双绞线可分为非屏蔽双绞线（Unshielded Twisted Pair如图2-3所示）和屏蔽双绞线（Shielded Twisted Pair，也称八线头和四线对双绞线，如图2-4所示）两种，屏蔽双绞线的外层被铝包裹着，它的价格相对要贵一些。 非屏蔽

13、双绞线屏蔽双绞线 2-3-2 2-3-2 同轴电缆同轴电缆 同轴电缆（同轴电缆（Coaxial Cable）由一根空心的）由一根空心的外圆柱导体及其所包围的乌黑的单根内导线外圆柱导体及其所包围的乌黑的单根内导线所组成。所组成。 同轴电缆由以下几部分组成：l 中心导体：由多芯铜线组成，网络上高速变化的电子信号主要就是靠它来传递的。l 绝缘体：用来隔离中心导体和导电网，避免短路。l 导电网：环绕中心导体的一层金属网，与中心导体同轴。这层导电网一般用于接地，在传输信号的过程中，它可用来当作中心导体的参考电压。l 外层包覆：用来保护网线，预防网线在不良环境（如潮湿、高温）中受到氧化。 最常用的同轴电缆

14、有以下几种：（1）RG-58/U用于10BASE2，阻抗为50，直径为0.18英寸的同轴电缆线，又称细同轴电缆线。它是计算机网络中最常见到的同轴电缆。（2）RG-11用于10BASE5，阻抗为50，直径为0.4英寸的同轴电缆线，又称粗同轴电缆线。（3）RG-59U阻抗为75，直径为0.25英寸的同轴电缆线，常用于电视电缆线，也可作为宽带的数据传输线，ARCnet网络用的就是此类电缆线 2-3-3 光导纤维电缆 光导纤维电缆（Optical Fiber）简称光纤或光缆。随着对数据传输速度的要求不断提高，光缆的使用日益普及。对计算机网络来说，光缆具有无可比拟的优势，也是目前和未来发展的方向。如图2

15、.9所示。 光缆由纤芯、包层和护套层组成。其中纤芯由玻璃或塑料制成，包层由玻璃制成，护套由塑料制成，光纤具有以下几个优点和缺点： *2-3-4 无线（自由）传输介质 频率频率(Hz)(Hz)名名 称称模拟通模拟通信调制信调制方法方法带宽带宽(Hz)(Hz)数字通信调数字通信调制方法制方法速率速率b/sb/s应应 用用30300K低频(LF)一 般 不用 ASK、FSK、MSK0 . 1 100导航3003000K中频(MF)AM到4KASK、FSK、MSK101000商用AM广播，中距离通信330M高频(HF)AM、SSB到4KASK、FSK、MSK103000广播，长距离通信30300M甚高

16、频(VHF)AM、SSB、FM5K05MFSK、PSK到100KFM广播，VHF电视300M30G超高频(UHF)SSB、FM到20MPSK到10MUHF电视、地面微波3G30G特高频(SHF)FM到500MPSK到100M地面微波、卫星微波通信30300G极高频(EHF) 到lGPSK到750M雷达 1 1无线电波通信无线电波通信 无线电波通信主要用在广播通信中，因此不做详细介绍。 2 2卫星通信卫星通信 卫星通信是利用静止的地球与同步卫星作为中继站的通信系统。地面系统通常采用定 向抛物天线。卫星通信系统具有通信容量大，传输距离远，覆盖范围广，特别适用于全球通 信、电视广播和地理环境恶劣的地

17、区使用等优点。 2-4 实训实训2-4-1 实训一实训一 联网通信线的制作联网通信线的制作一、实训目的一、实训目的1掌握利用网卡连接两台微机时，掌握利用网卡连接两台微机时，RJ-45接头接头的制作方法。的制作方法。2掌握利用网卡、集线器连接两台微机时，掌握利用网卡、集线器连接两台微机时，RJ-45接头的制作方法和原理。接头的制作方法和原理。3. 区分两台微机互联不用集线器和用集线器的区分两台微机互联不用集线器和用集线器的RJ-45接头的制作特点。接头的制作特点。 二、实训理论基础二、实训理论基础1RJ-45接头接头 RJ-45接头前端有接头前端有8个凹槽，简称个凹槽，简称“8P（Positio

18、n）”，凹槽内的金属接点共有，凹槽内的金属接点共有8个，简称个，简称“8C（Contact）”，因而有，因而有“8P8C”的别称。也叫水晶头或网头。的别称。也叫水晶头或网头。 2 2两台微机互联网线与两台微机互联网线与RJ-45RJ-45接头连接的顺序接头连接的顺序 两台微机互联的网线的连接为级连方法。根据网络传输两台微机互联的网线的连接为级连方法。根据网络传输线的规定使用五类网线通信在线的规定使用五类网线通信在4 4组组8 8根线中只有根线中只有4 4根线起到了根线起到了通信作用即两端网卡的第通信作用即两端网卡的第“1 1”、“2 2”脚皆用来发送信号，第脚皆用来发送信号，第“3 3”、“6

19、 6”脚则负责接收信号，如图所示。脚则负责接收信号，如图所示。 如果两台微机要想彼此收到对方的信息，只要将网卡如果两台微机要想彼此收到对方的信息，只要将网卡RJ-RJ-4545插槽插槽“1 1”、“2 2”脚送出的信号引导到另一块网卡的脚送出的信号引导到另一块网卡的“3 3”、“6 6”脚即可，如图所示。网线的两端要有所不同，才能达到脚即可，如图所示。网线的两端要有所不同，才能达到线路的畅通。线路的畅通。 三、实训内容1 制作RJ-45插头用于网卡连接。2 利用网卡连接两台微机。制作RJ-45插头用于连接到集线器。 四、实训步骤四、实训步骤1 1准备工作准备工作（1）硬件工具：两块网卡、RJ-

20、45网头；一根长度能够连接两台微机为宜的五类双绞线；1个网线测试器；网钳、斜口钳、剪刀等工具。 2 2设备检验设备检验检查两台微机的系统是否安装完好；检查微机的主板PCI或ISA槽有空，网卡插好。3 3双绞线双绞线RJ-45RJ-45接头的制作步骤接头的制作步骤（1）双绞线两头用剥线钳子将外部橡胶皮剥开2cm，注意不要将里面的细线割破，以免短路。将四对线扇状拨开，顺时钟由左向右依次为“白橙/橙”“白蓝/蓝”“白绿/绿”“白棕/棕”排好。（2）再将每对线分开排列，注意第3、5线的位置互调，调整好的顺序，如表所示。 表 RJ-45接口级连顺序两台微机级连接法RJ-45接头和网线的连接要注意的地方4

21、. 4. 连接到集线器的连接到集线器的RJ-45RJ-45接头的制作步骤接头的制作步骤 因为集线器上的插槽的位置和RJ-45插头的位置一样，所以称为直连方法网线两端的RJ-45接头的做法是完全一样的如表所示。 RJ-45接口直连顺序 1 12 23 34 45 56 67 78 8计算计算机机白橙白橙橙橙白绿白绿蓝蓝白蓝白蓝绿绿白棕白棕棕棕集线集线器器白橙白橙橙橙白绿白绿蓝蓝白蓝白蓝绿绿白棕白棕棕棕微机和集线器直连接法5 5制作网线连接器应注意的问题制作网线连接器应注意的问题（1）双绞线颜色和RJ-45接头的脚位是否相同。（2）双绞线头是否顶到了RJ-45接头的顶端。若没有，则该线的接触会较差

22、，需要重新压接一次。（3）观察RJ-45侧面，看金属片是否已刺入绞线之中？若没有，则容易造成线路不通，只能重新再做。（4）观察双绞线外皮去掉的地方，看使用剥线工具时是否切断了绞线。若是，则可能造成线路不通，需要重新制作一次。 6 6完成实训报告完成实训报告（1）实训地点，参加人员，实训时间。（2）实训内容：将实训步骤1、2、3、4、5的内容作详细记录。（3）实训分析： 两台微机用网卡互联，注意的问题是什么？ 制作双绞线和RJ-45接头时，在什么形式的对等网中，网头两端不一样，为什么？ 网线连接到集线器上的网线两端的做法是否一样，为什么？（4） 实训的心得体会。五、思考问题 1. 网线的连接为什

23、么分为级连接法和直连接法？ 2. 网线连接器接好后，直接插到微机的网卡上，是否就算网络连通，互相能共享，并彼此访问对方？ 2-4-2 实训二 网络传输介质的使用 一、实训目的1 了解其他网络传输介质，如同轴电缆和光缆的作用及适用的场合。2 了解同轴电缆的几种使用方法。二、实训理论基础参见2-3网络传输介质一节的内容。三、实训内容1 同轴电缆连接器的使用。2 光缆连接器的使用。 四、实训步骤四、实训步骤 1. 1. 同轴电缆连接器的使用同轴电缆连接器的使用（）T型连接器 （）BNC连接器 (）终结器 注意：注意：终结器一般用于50或75的电缆，标准终结器通常用于50。购买时应特别留意。多数网络的

24、同轴电缆都要求使用50终结器。 * 3光缆连接器 光缆最容易在连接器处发生色散。光缆使用两种连接器：SMA（Screw Mounted Adapter,螺纹安装适配器）和ST（Spring-loaded Twist，弹簧扭转器）。ST连接器使用具有一定压力的弹簧夹紧电缆，而SMA则靠螺纹进行端部连接。ST连接器比SMA更常用。 4 4完成实训报告完成实训报告（1）实训地点，参加人员，实训时间（2）实训内容：将实训步骤1、2的内容作详细记录。（3）实训分析： 为什么要在电缆的末端加终结器？购买时应注意的问题是什么？ 目前为什么使用电缆连接网络的不多？（4）实训的心得体会。五、思考问题 1. 目前

25、使用电缆连接微机，是否可以认为电缆的使命即将结束了？ 2. 在两台微机上能否使用光纤为通信传输介质？ 小结小结l 学习局域网的基础知识，了解局域网设计原则和设计方法。l 重点学习局域网的组成，了解局域网的硬件组成和软件组成。什么是虚拟局域网，有何作用，分清什么是服务器、什么是工作站，各自的作用是什么？了解当工作站上安装网络操作系统就可以充当服务器的辩证关系。l 学习广域网的基础知识，了解广域网的接入技术和使用的协议。l 介绍了网络通信的传输介质，重点介绍了双绞线的使用。l 实训中详细介绍了计算机之间互联网线的制作，和计算机与集线器互联的网线接头即R-J45的制作，这是本章必须学会的最基本的网络连接制作方法。是网络实训中首先要掌握的技能。