第2章-局域网互联设备课件.ppt
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1、第第2章章 网络基础网络基础 n一、传输介质与连接器一、传输介质与连接器n二、网络互联设备二、网络互联设备 一、传输介质与连接器一、传输介质与连接器同轴电缆同轴电缆(一)、同轴电缆的概念,结构。(一)、同轴电缆的概念,结构。同轴电缆(同轴电缆(CoaxCoax)是指有两个同心导体,而导体和屏)是指有两个同心导体,而导体和屏蔽层又共用同一轴心的电缆。蔽层又共用同一轴心的电缆。同轴电缆的结构同轴电缆的结构同轴电缆的特点:高带宽、及好的噪声抑制性。同轴电缆的带宽取决同轴电缆的特点:高带宽、及好的噪声抑制性。同轴电缆的带宽取决于电缆长度。于电缆长度。1km1km的电缆可以达到的电缆可以达到1Gb/s2
2、Gb/s1Gb/s2Gb/s的数据传输速率。的数据传输速率。(二)、同轴电缆的分类:(二)、同轴电缆的分类:1.1.按传输信号分类:按传输信号分类:(1 1)基带同轴缆:基带同轴缆主要用于数字信号的基带通信,如)基带同轴缆:基带同轴缆主要用于数字信号的基带通信,如10Base-210Base-2以太网中使用的以太网中使用的RG-58RG-58同轴缆。同轴缆。(2 2)宽带同轴缆:宽带同轴缆主要用于模拟信号的宽带通信,如闭)宽带同轴缆:宽带同轴缆主要用于模拟信号的宽带通信,如闭路电视系统中的传输线路。路电视系统中的传输线路。2.2.按直径的不同分类:粗缆、细缆。按直径的不同分类:粗缆、细缆。计算
3、机网络一般选用计算机网络一般选用RG-8RG-8以太网粗缆和以太网粗缆和RG-58RG-58以太网细缆。以太网细缆。(三)、同轴细缆的主要技术参数:(三)、同轴细缆的主要技术参数:1.1.电气参数:特性阻抗、衰减、传播速度、直流回路电阻。电气参数:特性阻抗、衰减、传播速度、直流回路电阻。2.2.物理参数:弯曲半径、中心导体直径、绝缘材料、屏蔽层、外物理参数:弯曲半径、中心导体直径、绝缘材料、屏蔽层、外部隔离材料。部隔离材料。(四)、同轴细缆连接器及制作:(四)、同轴细缆连接器及制作:1.1.连接器:连接器:T T型连接头、型连接头、BNCBNC连接器、终端匹配电阻连接器、终端匹配电阻T T型连
4、接头型连接头BNCBNC连接器连接器终端匹配电阻终端匹配电阻 2.2.同轴细缆与同轴细缆与BNCBNC头的连接工艺:头的连接工艺:BNCBNC接头有压接式、组装式和焊接头有压接式、组装式和焊接式,制作压接式接式,制作压接式BNCBNC接头需要专用卡线钳和剥线器。接头需要专用卡线钳和剥线器。压接式压接式BNCBNC接头制作步骤如下接头制作步骤如下:(1)(1)剥线剥线 (2)(2)连接芯线连接芯线 (3)(3)装配装配BNCBNC接头接头 (4)(4)压线压线(五)、同轴细缆网络的实施与电缆段的测试(五)、同轴细缆网络的实施与电缆段的测试 (1)10 Base 2(1)10 Base 2技术规定
5、阻抗:技术规定阻抗:5050欧姆、最大长度:欧姆、最大长度:185m 185m、电缆、电缆中抽头的最大数目:中抽头的最大数目:30(30(包括终结器包括终结器)、抽头间的最短距离:、抽头间的最短距离:0.5m 0.5m、最、最高速度:高速度:10Mbps 10Mbps、带的类型:基带、连接的段的最大数目:、带的类型:基带、连接的段的最大数目:5 5、转发器、转发器(用来放大信号并为信号重新分配时间用来放大信号并为信号重新分配时间)的最大数目:的最大数目:4 4、通过转发器的、通过转发器的总长度的最大值:总长度的最大值:925m925m (2)(2)同轴细缆网络的拓扑结构同轴细缆网络的拓扑结构
6、同轴细缆网络采用总线型拓扑结构,如图所示。同轴细缆网络采用总线型拓扑结构,如图所示。(3)(3)细缆结构网络的特点细缆结构网络的特点 细缆结构的总线型网络主要特点有:细缆结构的总线型网络主要特点有:容易安装;造价较容易安装;造价较低;网络抗干扰能力强;网络维护和扩展比较困难;电缆系统的断点较低;网络抗干扰能力强;网络维护和扩展比较困难;电缆系统的断点较多,影响网络系统的可靠性。多,影响网络系统的可靠性。同轴细缆网络采用总线型拓扑结构同轴细缆网络采用总线型拓扑结构(六)、(六)、网络实施网络实施 1.1.细缆网络的硬件配置细缆网络的硬件配置 (1)(1)网络接口适配器:网络接口适配器:(2)T(
7、2)T型连接器:型连接器:(3)(3)电缆系统:电缆系统:(4)(4)中继器中继器用于连接细缆以太网的电缆系统,包括:用于连接细缆以太网的电缆系统,包括:细缆(细缆(RG-58A/URG-58A/U)、)、BNCBNC连接器插头连接器插头 、BNCBNC桶型连接器桶型连接器 、BNCBNC终端匹配器终端匹配器(七)、网络实施步骤(七)、网络实施步骤 同轴细缆网络的实施步骤如下:同轴细缆网络的实施步骤如下:(1)(1)分析线路走向分析线路走向 、(2)(2)材料预算材料预算 、(3)(3)工具准备工具准备 、(4)(4)为第一个电为第一个电缆段制作缆段制作BNCBNC连接线,并进行测试。连接线,
8、并进行测试。(5)(5)在每台计算机中插入网卡,在每台计算机中插入网卡,T T型头连接在型头连接在网卡的网卡的BNCBNC口上。口上。(6)(6)用第用第4 4步中制作的对应段的细缆将这些计算机连接起来。步中制作的对应段的细缆将这些计算机连接起来。(7)(7)在整个网段的两端装上终端匹配电阻。在整个网段的两端装上终端匹配电阻。(八)、同轴细缆的电缆段测试(八)、同轴细缆的电缆段测试 对电缆进行测试的主要参数有:对电缆进行测试的主要参数有:(1)(1)导体或屏蔽层的开路情况;导体或屏蔽层的开路情况;(2)(2)导体导体和屏蔽层之间的短路情况;和屏蔽层之间的短路情况;(3)(3)导体接地情况;导体
9、接地情况;(4)(4)在各屏蔽接头之间的短路情在各屏蔽接头之间的短路情况况双绞线双绞线1.1.非屏蔽双绞(非屏蔽双绞(UTPUTP)、屏蔽双绞线()、屏蔽双绞线(STPSTP)非屏蔽双绞线只依赖于扭纹的线对产生的相互抵消效应来避免由电磁干扰非屏蔽双绞线只依赖于扭纹的线对产生的相互抵消效应来避免由电磁干扰和射频干扰引起的信号恶化和射频干扰引起的信号恶化,必须遵循其规范精确定义的每英尺电缆允许有多少必须遵循其规范精确定义的每英尺电缆允许有多少个扭绞个扭绞。屏蔽双绞线电缆结合了屏蔽、相互抵消和电线扭绞技术。对电磁干扰和射屏蔽双绞线电缆结合了屏蔽、相互抵消和电线扭绞技术。对电磁干扰和射频干扰具有更好的
10、抵抗能力。频干扰具有更好的抵抗能力。屏蔽双绞线的结构屏蔽双绞线的结构 2.2.双绞线的型号双绞线的型号 按照型号来分主要有以下几类。按照型号来分主要有以下几类。(1)3(1)3类双绞线类双绞线 、(2)4(2)4类双绞线类双绞线 、(3)5(3)5类双绞线类双绞线 、(4)(4)超超5 5类双绞线类双绞线 、(5)6(5)6类双绞线类双绞线 、(6)7(6)7类双绞线。类双绞线。非屏蔽双绞的结构非屏蔽双绞的结构光纤光纤(一)、光纤的概念(一)、光纤的概念 光纤为光导纤维的简称,由直径大约为光纤为光导纤维的简称,由直径大约为0.1mm0.1mm的细玻璃丝构成。的细玻璃丝构成。光纤通信:光纤通信就
11、是因为光纤的这种神奇结构而发展起来光纤通信:光纤通信就是因为光纤的这种神奇结构而发展起来的以光波为载波,光导纤维为传输介质的一种通信方式。的以光波为载波,光导纤维为传输介质的一种通信方式。光纤通信系统的基本构成如图所示。光纤通信系统的基本构成如图所示。光纤电缆不易受到电磁干扰的影响,并且它比其他网络介质有更高光纤电缆不易受到电磁干扰的影响,并且它比其他网络介质有更高的数据传输速率。在光纤电缆上,表示比特值的信号被转变成光束,然的数据传输速率。在光纤电缆上,表示比特值的信号被转变成光束,然后加以传输。后加以传输。光纤较电缆导线有四大优点:光纤较电缆导线有四大优点:抗干扰性能好、传输距离远、传输速
12、率高、单芯可实现传输。抗干扰性能好、传输距离远、传输速率高、单芯可实现传输。光纤本身也有缺点:质地较脆、机械强度低就是它的致命弱点,稍不光纤本身也有缺点:质地较脆、机械强度低就是它的致命弱点,稍不注意,就会折断于光缆外皮当中、光纤的安装需要专门设备,以保证光纤注意,就会折断于光缆外皮当中、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,施工人员要有比较好的切断、连接、分路和的端面平整,以便光能透过,施工人员要有比较好的切断、连接、分路和耦合技术、当一根光纤在护套中断裂(如被弯成直角),要确定其位置是耦合技术、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。非常困难
13、的。(二)、光纤的种类:(二)、光纤的种类:1.按照光纤中光的传输模式来分:按照光纤中光的传输模式来分:(1 1).单模光纤。单模光纤。(2 2).多模光纤多模光纤 2.2.按照主要用途来分:按照主要用途来分:(1 1).单芯互联光缆。(单芯互联光缆。(2 2).双芯互联光缆双芯互联光缆 (3 3).分布式光缆分布式光缆 (4 4).室外光缆室外光缆(三)、常用光纤连接器的结构形式:(三)、常用光纤连接器的结构形式:(1 1).FC.FC型型(2 2).SC.SC型型(3 3).双维型双维型(4 4).MT-RJ.MT-RJ型型(5 5).LCLC型连接器型连接器(6 6).MU.MU型连接器
14、型连接器(四)、光纤熔接(四)、光纤熔接概念:将一条制作精良的跳线剪成两半,用其中的一半与光缆的一条线芯进行概念:将一条制作精良的跳线剪成两半,用其中的一半与光缆的一条线芯进行熔接。采用熔接方式的光纤连接如图所示。熔接。采用熔接方式的光纤连接如图所示。步骤如下:步骤如下:(1)(1)端面的准备端面的准备 :剥覆、清洁和切割:剥覆、清洁和切割 、(、(2 2).光纤熔接光纤熔接 (3 3).盘纤盘纤 (4)(4)光缆接续质量的确保光缆接续质量的确保(五)、光纤研磨(五)、光纤研磨 概念:光纤研磨是直接将光纤连接器与光纤相接。概念:光纤研磨是直接将光纤连接器与光纤相接。光纤研磨连接位置示意图。光纤
15、研磨连接位置示意图。微波微波 一般把微波扩频连网技术应用在不易布线、覆盖面积大的地方。通信双方各安装一台微波收发机与微波天线,可实现点对点或点对多点数据、语音的通信。微波两站点传输距离可达 50千米,全双工同步传输速率1.2 kbps 2.04 Mbps,异步传输速率 005 kbps 384 kbps,支持 RS232接口,误码率非常小。通信卫星通信卫星 卫星对地面站进行广播,所有地面站都能通过天线收到卫星发来的报文,可根据阅读报文地址段决定是否需要接收。通信卫星在33万千米高空,数据单程传输到地面的时间为024 S027 S,它比计算机发送数据的时间长得多,所以不能用通常计算机网络采用的信
16、道监听办法解决信道争用问题 通信卫星联网方式 二、二、网络互联设备网络互联设备 n 根据网络进行网络互连所在的层次,常用的互连设备有以下几类:根据网络进行网络互连所在的层次,常用的互连设备有以下几类:物理层互连设备,有中继器(物理层互连设备,有中继器(Repeater)和集线器()和集线器(HUB););数据链路层互连设备,有网桥(数据链路层互连设备,有网桥(Bridge)和交换机()和交换机(Switch);网络层互连设备,有路由器(网络层互连设备,有路由器(Router););网络层以上的互连设备,统称网关(网络层以上的互连设备,统称网关(Gateway)或应用网关。)或应用网关。接连接网
17、络的不同,网络互联设备分为中继器、集线器、网桥、交接连接网络的不同,网络互联设备分为中继器、集线器、网桥、交换机、路由器和网关等。用户在构建网络系统和连接不同的网络时,正换机、路由器和网关等。用户在构建网络系统和连接不同的网络时,正确地选择互联设备尤为重要。确地选择互联设备尤为重要。思科常用图标(思科常用图标(Cisco Icons and Symbols)中继器(中继器(Repeater)中继器的作用是放大和再中继器的作用是放大和再生生bit级的网络信号,以级的网络信号,以便传输更远的距离便传输更远的距离1、中继器中继器 中继器又叫转发器,是最简单的网络互联设备,负责在两个节点的物理层上按位
18、传递信息,完成信号的复制、调整和放大功能,以此来延长网络的长度。n 在以太网中使用中继器要注意在以太网中使用中继器要注意5432一一l原原则,即则,即4个中继器连接个中继器连接5个段,其中只有个段,其中只有3个段可以连接个段可以连接主机,另主机,另2个段是连接段,它们共处于个段是连接段,它们共处于1个广播域。个广播域。用中继器连接两个网段用中继器连接两个网段nHUB是多端口的中继器是多端口的中继器nHUB ia a multiport repeater2、集线器(集线器(HUBHUB)集线器(Hub)可以说是一种特殊的中继器,即多端口中继器。根据对信号进行处理的方式不同而划分为有源集线器、无源
19、集线器以及智能集线器3种:其中,无源集线器只负责将多段介质连接在一起,不对信号做任何处理,每一种介质段只允许扩展到最大有效距离的一半;有源集线器具有对信号进行再生和放大从而扩展介质长度的功能;智能集线器与有源集线器类似,它还可将网络的部分功能集成到集线器中,如网络管理、选择网络传输线路等。集线器的功能:随机选出某一端口的设备,并让它独占全部带宽,与集线器的上联设备(交换机、路由器或服务器等)进行通信 集线器的工作特点:(1)HUB只是一个多端口的信号放大设备。(2)HUB只与它的上联设备(如上层HUB、交换机或服务器)进行通信。网桥(网桥(Bridge)3、网桥:网桥:网桥是连接两个局域网的设
20、备网桥是连接两个局域网的设备,工作在数据链路层,用它可以完成具有相同或相似体系结构网络系统的连接。一般情况下,被连接的网络系统都具有相同的逻辑链路控制规程(LLC),但媒体访问控制协议(MAC)可以不同。网桥是数据链路层的连接设备,准确地说,它工作在MAC子层上。网桥是为各种局域网存储转发数据而设计的、网桥可以将不同的局域网连在一起,组成一个扩展的局域网。网桥对末端点用户是透明的。网桥的功能:l网桥对所接收的信息帧不作任何修改,只查看MAC帧的源地址和目的地址。l网桥可以过滤和转发信息转发信息。l网桥可以连接两个同种网络,起信号中继放大作用,延伸网络范围l 网桥具有地址学习功能网桥的种类网桥的
21、种类 A内桥 内桥是通过文件服务器中的不同网卡连接起来的局域网 B外桥 外桥不同于内桥,外桥安装在工作站上,它实现连接两个相似的局域网络,如图333所示。外桥可以是专用的,也可以是非专用的。专用外桥不能做工作站使用,它只能用来建立两个网络之间的连接,管理网络之间的通信。非专用外桥既起网桥的作用,又能作为工作站使用。C远程桥远程桥n 远程桥是实现远程网之间连接的设备,通常远程桥使用调制解调器与传输介质,如用电话线实现两个局域网的连接。4 交换机(交换机(Switch)交换机被认为是多端口的网桥交换机被认为是多端口的网桥A switch is sometimes described as a mu
22、ltiport bridge.n 交换机是一种基于交换机是一种基于MAC地址识别,能完成封装转发数地址识别,能完成封装转发数据包功能的网络设备。交换机对于因第一次发送到目的地址据包功能的网络设备。交换机对于因第一次发送到目的地址不成功的数据包会再次对所有节点同时发送,企图找到这个不成功的数据包会再次对所有节点同时发送,企图找到这个目的目的MAC地址,找到后就会把它重新加入到自己的地址,找到后就会把它重新加入到自己的MAC地地址列表中,下次再发送到这个节点时就不会发错。交换机的址列表中,下次再发送到这个节点时就不会发错。交换机的这种功能被称为这种功能被称为“MAC地址学习地址学习”功能。功能。n
23、 交换机除了能够连接同种类型的网络之外,还可以在不交换机除了能够连接同种类型的网络之外,还可以在不同类型的网络(如以太网和快速以太网)之间起到互连作用。同类型的网络(如以太网和快速以太网)之间起到互连作用。如今许多交换机都能够提供支持快速以太网或如今许多交换机都能够提供支持快速以太网或FDDI等的高等的高速连接端口,用于连接网络中的其他交换机或者为带宽占用速连接端口,用于连接网络中的其他交换机或者为带宽占用量大的关键服务器提供附加带宽。量大的关键服务器提供附加带宽。交换机的特点交换机的特点 交换机交换机 的功能的功能n 交换机的主要功能包括物理编址、网络拓扑结构、交换机的主要功能包括物理编址、
24、网络拓扑结构、错误校验、帧序列以及流量控制。目前交换机还具备错误校验、帧序列以及流量控制。目前交换机还具备了一些新的功能,如对了一些新的功能,如对VLAN(虚拟局域网)的支持、(虚拟局域网)的支持、对链路汇聚的支持,甚至有的还具有防火墙的功能。对链路汇聚的支持,甚至有的还具有防火墙的功能。交换机与集线器的区别交换机与集线器的区别 交换机最开始是为了解决集线器共享传输介质,端口带宽过窄,交换机最开始是为了解决集线器共享传输介质,端口带宽过窄,容易产生广播风暴而产生的,当时的交换机是工作在容易产生广播风暴而产生的,当时的交换机是工作在OSI/RM中的第二中的第二层,所以也称之为第二层交换机。交换机
25、与集线器有如下区别:层,所以也称之为第二层交换机。交换机与集线器有如下区别:第一,交换机与集线器都是通过多端口连接以太网设备的,都可以将第一,交换机与集线器都是通过多端口连接以太网设备的,都可以将多个用户通过网络以星型结构连接起来,共享资源或交流数据,这是多个用户通过网络以星型结构连接起来,共享资源或交流数据,这是它们唯一的相同点它们唯一的相同点 交换机与集线器的区别交换机与集线器的区别n第二,它们之间的区别很多,首先是交换机和集第二,它们之间的区别很多,首先是交换机和集线器在线器在OSI/RMOSI/RM中对应的层次不同,集线器工作在中对应的层次不同,集线器工作在第一层第一层物理层,而交换机
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