《综合布线与网络工程》.ppt

综合布线与网络工程,项目1综合布线与网络工程认识项目2网络技术基础项目3综合布线系统设计项目4综合布线系统施工项目5综合布线系统测试与验收,项目1综合布线与网络工程认识,知识目标：1熟悉综合布线系统设计标准及综合布线系统常用工具；2掌握综合布线系统的特点、组成、常用线缆和连接硬件。能力目标：1能够理解综合布线系统与智能建筑的关系；2会使用综合布线系统打线工具等常用工具；3能正确选用综合布线系统常用线缆和连接硬件。能看懂综合布线系统工程图。,项目1综合布线与网络工程认识,1.1 综合布线系统概述1.2 综合布线系统的组成1.3 系统分级与类别,1.1 综合布线系统概述,1.1.1 综合布线系统的概念1.1.2 综合布线系统与智能建筑的关系1.1.3 综合布线系统的特点1.1.4 综合布线系统的范围1.1.5 结构化综合布线系统的重要性1.1.6 综合布线系统的组成1.1.7 综合布线系统的分级与类别1.1.8 综合布线系统设计标准与规范1.1.9 综合布线系统认识实训,1.1.1 综合布线系统的概念,传统布线系统 在智能建筑的建筑物或建筑群中,为了满足信息传输与楼宇管理的需要，除了计算机网络系统外,还包括电话交换、数据终端、视频设备、供热通风空调、消防系统、监视系统及其他设备控制系统等。因此，要根据不同需要配置各种布线系统，将上述设备连接起来。传统布线往往由不同的单位设计和安装，采取不同厂家生产的电缆头、配线插座以及插头等。,综合布线系统 综合布线系统的布线形式可以把建筑物或建筑群内的所有语音设备、数据处理设备、视频设备以及传统的大楼管理系统都集成在一个布线系统中。这样不但减少了安装空间，减少了变动、维修和管理费用，而且使设计和施工标准化、规范化、国际化。综合布线是由线缆和相关连接件组成的信息传输通道。综合布线一般采用星形拓扑结构。该结构下的每个子系统都是相对独立的单元，对每个分支子系统的改动都不影响其他子系统。,综合布线系统与智能建筑的关系,综合布线作为智能建筑的重要组成部分，犹如智能建筑中的信息高速公路，综合布线的设计质量直接关系到智能建筑的智能化程度和发展前景。1、综合布线系统是智能建筑中必备的基础设施。2、综合布线系统是衡量智能建筑的智能化程度的重要标志。3、综合布线系统是智能建筑内部联系和对外通信的传输网络。4、综合布线系统可以适应智能建筑未来发展的需要。5、综合布线系统必须与房屋建筑融为一体。,1.1.3 综合布线系统的特点,同传统的布线方式相比较，综合布线有很多优越性。1、兼容性 兼容性是指综合布线系统本身是完全独立的，可以适用于多种网络应用,与应用系统相对无关。2、开放性 对于传统的布线方式，只要用户选定了某种设备，也就选定了与之相适应的布线方式和传输介质 3、灵活性 综合布线采用标准的传输线缆和相关连接硬件，进行模块化设计。因此所有通道都是通用的。,4、可靠性 传统布线方式由于各个布线系统互不兼容，因而在一个建筑物中往往要有多种布线方案。5、先进性 综合布线系统采用最新的通信标准和光纤与双绞线混合的布线方式，为目前的网络应用提供了足够的带宽容量。6、经济性 传统布线方式改造起来在时间和金钱上花费较高，而综合布线系统则可以适应长时间的应用需求,并且大大减少维护管理人员的数量及费用。,1.1.4 综合布线系统的范围,综合布线系统的范围应根据建筑工程项目范围来定，一般有两种范围，即单幢建筑和建筑群体。我国通信行业标准大楼通信综合布线系统（YD/T 926）的适用范围规定是跨越距离不超过3000m、建筑总面积不超过100万m2的布线区域，其人数为50人50万人。因此，综合布线系统的具体范围应根据网络结构、设备布置和维护办法等因素来划分相应范围。,1.1.5 结构化综合布线系统的重要性,结构化综合布线系统是一种基于标准的、完整的通信布线系统，同时它也是一个可以支持多种网络应用和多个厂商产品的开放式布线系统。综合布线系统不是简单的线缆连接，它需要综合考虑用户的使用需求、网络应用、传输距离以及布线环境等许多因素。同时，在设计布线系统时要兼顾网络应用和综合布线的未来发展。,综合布线系统的组成,综合布线系统分为三个布线子系统，分别是建筑群子系统、干线子系统和配线子系统三部分（如图1.1）。工作区布线为非永久性部分，在工程设计和施工中一般不被列在内。,图1.1 综合布线系统构成,1、建筑群子系统 建筑群子系统由连接多个建筑物之间的主干电缆和光缆，建筑群配线设备(CD)及设备缆线和跳线组成。2、干线子系统 干线子系统由设备间至电信间的干线电缆和光缆，安装在设备间的建筑物配线设备(BD)及设备缆线和跳线组成。（设备间是在每幢建筑物的适当地点进行网络和信息交换的场地。）,3、配线子系统 配线子系统由工作区的信息插座模块、信息插座模块至电信间配线设备(FD)的配线电缆和光缆、电信间的配线设备及设备缆线和跳线等组成。4、工作区 工作区应由配线子系统的信息插座模块（TO）延伸到终端设备处的连接缆线及适配器组成。,图1.2 综合布线系统各组成部分示意图,综合布线系统的分级与类别,1、综合布线铜缆系统的分级与类别 表1.1 铜缆布线系统的分级与类别,注:3类,5/5e类（超5类）、6类、7类布线系统应能支持向下兼容的应用。,综合布线系统信道应由最长90m水平缆线、最长l0m的跳线和设备缆线及最多4个连接器件组成，久链路则由90m水平缆线及3个连接器件成。,图1.3 布线系统信道、永久链路、CP链路构成,2、光纤信道的分类与组成 光纤信道分为OF-300、OF-500和OF-2000三个等级，各等级光纤信道应支持的应用长度不应小于300m,500m及2000m。,光纤信道构成方式应符合以下要求：（1）水平光缆和主干光缆至楼层电信间的光纤配线设备应经光纤跳线连接构成如图1.4所示。,图1.4 光纤信道构成（一）（光缆经电信间FD光跳线连接）,（2）水平光缆和主干光缆在楼层电信间应经端接（熔接或机械连接）构成如图1.5所示。,图1.5 光纤信道构成（二）（光缆在电信间FD做端接）注：FD只设光纤之间的连接点。,（3）水平光缆经过电信间直接连至大楼设备间光配线设备构成如图1.6所示。,图1.6 光纤信道构成（三）（光缆经过电信间FD直接连接至设备间BD）注：FD安装于电信间，只作为光缆路径的场合,（4）当工作区用户终端设备或某区域网络设备需直接与公用数据网进行互通时，宜将光缆从工作区直接布放至电信入口设施的光配线设备。,综合布线系统设计标准与规范。,美国国家标准协会商业建筑电信路径和空间标准（TIA/EIA-568A）美国国家标准协会商业建筑物电信布线标准（TIA/EIA-568B）美国国家标准协会住宅电信布线标准（TIA/EIA-570A）美国国家标准协会商业建筑物电信基础设施管理标准（TIA/EIA-606）美国国家标准协会商业建筑物电信布线接地及接线要求（TIA/EIA-607）国际布线标准用户建筑综合布线（ISO/IEC11801）中国国家标准综合布线系统工程设计规范（GB 50311-2007）中国国家标准综合布线系统工程验收规范（GB 50312-2007）中国通信行业标准大楼通信综合布线系统（YD/T926-2001）,综合布线系统认识实训,实训目的 通过参观讲解，使学生对综合布线系统有一个完整的认识。了解综合布线系统的组成及功能。了解各部分的主要设备及材料.实训内容1、根据所学理论知识，对照工程实例，能区分综合布线系统三个布线系统的范围。2、初步认识各部分的主要设备、材料的名称及用途。实训条件 该项目的实训是参观性质，应具有一个实际应用综合布线施工的校园网或者企业网的环境。实训方法和步骤1、先由讲解人员对大楼综合布线系统及功能做整体介绍。2、按综合布线的各子系统分步参观，结合现场讲解和提问答疑。,1.2综合布线系统常用线缆,1.2.1 双绞线电缆1、双绞线电缆分类 常见分类有：（1）双绞线按其绞线对数可分为2对，4对，25对。（2）双绞线的传输性能与带宽有直接关系，带宽越大，双绞线的传输速率越高。根据双绞线带宽不同，可将双绞线分为16类线缆。各类双绞线的带宽与传输速率、应用范围如表1.2所示。（3）双绞线电缆按是否有屏蔽层可分为：对绞电缆又分为非屏蔽对绞（UTP）电缆和屏蔽对绞线（STP）电缆。,1.2.1 双绞线电缆,表1.2各类双绞线的带宽与传输速率、应用范围,2、双绞线电缆的构成 双绞线（Twisted Pair，TP）是一种综合布线工程中最常用的传输介质。（1）非屏蔽双绞线电缆 非屏蔽双绞线电缆由多对双绞线外包缠一层绝缘塑料护套构成。4对非屏蔽双绞线电缆（UTP）如图1.7所示。,图1.7 UTP结构,（2）屏蔽双绞线电缆 屏蔽双绞线电缆与非屏蔽双绞线电缆比，只不过在绝缘层内增加了金属屏蔽层。按增加的金属屏蔽层数量和金属屏蔽层绕包的方式，又分为铝箔屏蔽双绞线电缆（FTP）、铝箔/金属网双层屏蔽双绞线电缆（SFTP）和独立双层屏蔽双绞线电缆（STP）三种。,图1.8 FTP结构,图1.9 SFTP结构,图1.10 STP结构,3、双绞线电缆的标识双绞线电缆的类型；NEC/UL防火测试和级别；CSA防火测试；长度标志；生产日期；双绞线电缆的生产商和产品号码。,另:VCOM：公司名称。24：表示线芯是24号（有22、24、26三种规格）AWG：表示美国线规标准。UL：表示通过认证。CMR/MPR：表示安全级别。FT4：表示4对线。CAT5：表示5类线。,1.2.2 光缆,光纤通信是以光波为载频、光导纤维为传输介质的一种通信方式。与电缆传输相比，光纤具有传输信息量大、传输距离长、体积小、重量轻,抗干扰强等优点。它尤其适合于传输距离长、数据容量大及要求防电磁干扰、防窃听的场合。光纤主要分为62.5/125m多模光纤,50/125m多模光纤和8.3/125m单模光纤。,1、光纤的结构及特点 它是用高纯度玻璃材料及管壁极薄的软纤维制成的新型传导材料。采用光纤传送信号有以下优点：（1）频带宽。（2）传输损耗小。（3）传输距离远。（4）数据传输速率高。（5）误码率很低。,区,PVC 紧密缓冲层,图1.11 光纤剖面结构,2、光纤的分类 按信号传送方式，光纤可分为多模光纤和单模光纤两种。（1）单模光纤 单模光纤纤芯很小，只允许与光纤轴一致的光线通过，这种只传输单一模式（Single Mode）光的光纤称为单模光纤。此类光纤模间色散很小，传输频带宽，传输容量大，适用于远程通信。单模光纤传播示意图如图1.12所示。,（2）多模光纤 多模（Multi Mode）光纤直径较大，可以通过多种模式的光。多模光纤的模间色散较大，限制了传输数字信号的频率，且光纤越长色散越严重。多模光纤的传输示意图如图1.13所示。3、常用光纤规格单模光纤：8/125m、9/125m、10/125m。多模光纤：50/125m（欧洲标准）、62.5/125m（美国标准)。（其中分子表示纤芯的直径，分母表示包层的直径）。,图1.12 单模光纤传播示意图,图1.13 多模光纤传播示意图,1.3综合布线系统常用连接硬件,连接件电缆连接件光缆连接件综合布线系统常用工具的认识双绞线跳线的制作实训双绞线与信息模块的连接实训综合布线系统工程图识图实训,连接件,连接件是综合布线系统中配线架（柜）和各种连接部件等的统称。配线架等设备有时又被称为接续设备；连接部件包括各种线缆连接器及接插软线，但不包括某些应用系统对综合布线系统使用的连接硬件、有源或无源电子线路的中间集合器或其他器件等。连接件是综合布线系统中的重要组成部分。,电缆连接件,1、电缆连接器:连接器由插头和插座组成。（1）RJ-45模块（Modular）。RJ-45模块的核心是模块化插孔。RJ-45模块结构示意图如图1.14（a）所示。,（a）RJ-45模块,（2）RJ-45插头（Mudular Plug）。RJ-45插头俗称水晶头。它与插座（RJ-45模块）共同组成一个完整的连接单元。其结构示意图如图1.14（b）所示。,（b）RJ-45插头,水晶头外型如图1.15所示。,图1.15 RJ-45水晶头外形示意图,2、电缆配线架 配线架是电缆进行端接和连接的装置。在配线架上可进行互连或交接操作。配线常放置于配线间或设备间内。在综合布线的网络中，整个管理的核心是配线架，电缆配线架外形如图1.16所示。其中图1.16（a）所示为（DDF）8系统数字配线架单元，图1.16（b）所示为(DDF）16系统数字架单元。,（a）（DDF）8系统数字配线架单元（可旋转）-8SM,（b）（DDF）16系统数字架单元-16SM,图1.16 电缆配线架外形,110配线架及专用打线工具和跳线如图1.17所示。,（a）110数字配线架,（b）110P接插软线,图1.17 110配线架和110P接插软线,3、集合点 集合点通常用于将电信间（配线间）的25对UTP电缆（或分离的4对UTP电缆）集合到特定的区域。一个典型集合点如图1.18所示。,图1.18 集合点,1.3.3 光缆连接件,1、光纤连接器 光纤连接器俗称活接头，是用以稳定但并不是永久地连接两根或多根光纤的无源组件。（1）光纤连接器的基本构成。通常，一个完整的光纤连接器由三部分组成，即两个配合插头（连接器）和一个耦合器。不同形式的耦合器如图1.19所示。,（a）ST,（b）SC,（c）FC,图1.19 光纤耦合器,（2）光纤连接器的对准方式。光纤连接器的对准方式有两种：高精密组件对准和主动对准。（3）光纤连接器的分类。按照传输媒介的不同，可分为单模光纤连接器和多模光纤连接器。按照结构的不同，可分为FC、SC、ST、MT、D4、DIN等形式。按照连接器的插针端面的不同，又可分为FC、PC（UPC）和APC三种形式。按照光纤芯数的差别，还有单芯和多芯之分。,光纤连接器的分类如表1.3所示。,表1.3 光纤连接器的分类,几种常用的光纤连接器如图1.20所示。,（a）SC光纤连接器,（b）ESCON光纤连接器（c）ST连接器,（d）D4光纤连接器（e）FDDI光纤连接器（f）FC光纤连接器,图1.20 常用光纤连接器外形图,（4）光纤跳线。光纤跳线由一段110m的光纤和连接器组成，在光纤的两端各接一个连接器即可做成光纤跳线。光纤跳线可以分为单芯和双芯。习惯上将尾纤软线也称为跳线，有时也俗称“猪尾线”。尾纤软线如图1.21所示。,图1.21 尾纤软线,2、光纤配线架 光纤配线架主要用于光缆终端的光纤熔接、光连接器的安装、光路的调配、多余尾纤的存储及光缆的保护等。（1）光纤配线架的功能：固定功能、熔接功能、调配功能和存储功能。（2）光纤配线架的结构：依据光纤配线架结构的不同，可分为壁挂式和机架式两种。,100A3光纤内部连接单元LIU如图1.22所示。,图1.22 100A3LIU正视图,几种不同形式的光纤配线设备如图1.23所示。,（a）光缆接头盒（卧式）（b）光缆接头盒（帽式）,（c）光缆接线箱,图1.23 几种光纤配线设备,综合布线系统常用工具的认识,1、常用的电工工具 各种型号的螺丝刀（一字的和十字的）、各种型号的钳子（尖嘴钳、斜口钳及扁嘴钳等）、各种电工刀、榔头、万用表、试电笔、电烙铁等。2、穿墙打孔工具 冲击电钻、切割机、射钉枪、铆钉枪、空气压缩机、钢丝保险绳等。,3、信息网络布线的专用工具（1）剥线钳。双绞线剥线钳如图1.24所示。（2）压线钳。双绞线专用压线钳如图1.25所示。,图1.24 双绞线剥线钳,图1.25 双绞线专用压线钳,（3）打线工具如图1.26所示。图1.26（a）为788J1专用打线工具，通常只用于110配线架，图1.26（b）为其他打线工具。,（b）其他打线工具,图1.26 打线工具,（a）788J1专用打线工具,（4）线缆测试仪。双绞线测试仪和软跳线如图1.27所示。图1.27（a）为双绞线测试仪。图1.27（b）为RJ-45双绞线软跳线。,（b）RJ-45双绞线软跳线,（a）双绞线测试仪,图1.27 双绞线测试仪和软跳线,4、光缆施工设备（1）光纤牵引设备。（2）光纤剥线钳，如图1.28（a）所示。（3）光纤切割机，如图1.28（b）所示。（4）光纤接头压接钳。如图1.28（c）所示。（5）光纤熔接机。如图1.28（d）所示。（6）光纤研磨机。（7）组合光纤工具。5、其他工具,（a）光纤剥线钳（b）光纤切割机,（c）光纤接头压接钳（d）光纤熔接机,图1.28 光缆施工设备,1.3.5 双绞线跳线的制作实训,1实训目的 通过实训，能够正确地选购和识别双绞线，掌握双绞线跳线（直通线、交叉线）的制作和测试的基本方法。2实训内容1、了解双绞线的结构和标识。2、双绞线跳线的制作。3、双绞线跳线的测试。,3实训条件 双绞线（超5类4对UTP），RJ-45水晶头，RJ-45压接钳，连通性测试仪。4实训方法和步骤1、了解双绞线的结构和标识。2、双绞线跳线（直通线、交叉线）的制作。3、双绞线跳线测试。,双绞线与信息模块的连接实训,1实训目的 掌握双绞线与信息插座的连接方法，掌握双绞线与配线架的连接方法，从而了解配线子系统的基本结构和配线架的作用。2实训内容1、了解信息插座和配线架的结构。2、双绞线与信息插座的连接。3、双绞线与配线架的连接。4、配线架的作用。,3实训条件 双绞线（超5类4对UTP），RJ-45信息插座，双绞线配线架，剥线钳，打线器，尖嘴钳，计算机，双绞线跳线，集线器。4实训方法和步骤1、了解信息插座和配线架的结构2、双绞线从布线底盒中拉出3、双绞线与配线架的连接4、了解配线架的作用,综合布线系统工程图识图实训,1、实训目的 通过实训，熟悉综合布线的图例与符号，掌握系统图和平面图的识图要点，从而对综合布线的内容有一个整体的认识。2、实训条件 实际大楼（住宅楼、办公楼或教学楼等）的综合布线系统工程图纸一套。,3、实训内容（1）综合布线的图例与符号。（2）综合布线系统图识图。（3）综合布线平面图识图。4、实训要求（1）掌握综合布线系统工程的识图方法和技巧。（2）了解综合布线系统设计必须遵循的国际和国内标准。,5、实施方法和步骤（1）熟悉综合布线图例与符号。常用综合布线图例与符号如表1.4所示。（2）识图的要点 综合布线系统图的识图要点 综合布线平面图的识图要点（3）工程图识图实训,DD,TO,PABX,MD,RUT,SWH,AP,表1.4常用综合布线图例与符号,LIU,OTU,PRT,HUB,ZNX,UPS,本章小结,本项目主要介绍综合布线系统的概念、特点、范围及与智能建筑的关系。根据新规范，对综合布线系统的组成、分类与类别进行了阐述。介绍了双绞线、光纤等网络传输介质的特点以及各自的应用场合，并对与这些网络传输介质连接的硬件进行了阐述。为了让提高学生的职业能力，使学生会使用综合布线系统打线工具等常用工具，能看懂综合布线系 统工程图，绞线与信息模块、综合布线系统工程图识图的连接等四个实训内容。,项目1 思考题与习题,什么是综合布线系统？简述综合布线与智能建筑的关系？综合布线划分为几个部分？综合布线有哪些特点？综合布线系统的标准有哪些？常见的网络传输介质有哪些？屏蔽双绞线电缆和非屏蔽双绞线电缆在性能和应用上有什么区别？综合布线系统常用电缆连接件有哪些？综合布线系统常用光缆连接件有哪些？,项目2网络技术基础,知识目标1.了解计算机网络的产生和发展情况，掌握计算机网络的分类和网络拓扑结构；2.理解网络体系结构和TCP/IP模型，掌握IP地址以及子网掩码的含义；3.掌握网络硬件设备的类型和作用，熟悉网络操作系统的作用，了解常见的几种网络操作系统；熟悉常见网络故障的类型，掌握常用网络测试命令的使用方法。,项目2网络技术基础,能力目标：能够根据给定的IP地址等相关信息进行正确的配置；能够根据实际应用正确进行网络硬件设备的选择和使用；能够进行网络常见故障的排除。,项目2网络技术基础,2.1 网络概述2.2 TCP/IP模型和IP地址2.3 网络硬件设备2.4 网络操作系统2.5 网络测试与常见鼓掌分类,2.1 网络概述,2.1.1 计算机网络的概念2.1.2 计算机网络的分类2.1.3 计算机网络的拓扑结构2.1.4 综合布线工程网络概述实训,2.1.1 计算机网络的概念,计算机网络是将若干台“独立”的计算机通过传输介质相互连接，并通过网络软件逻辑地相互联系到一起而实现资源共享的计算机系统。计算机之间的连接是物理的，是由硬件实现的。,2.1.2 计算机网络的分类,计算机网络可以按不同的内容进行分类：如按分布地理范围分类可分为：局域网、城域网、广域网；按交换方式分类可分为：电路交换网、报文交换网、分组交换网；按传输媒体分类：双绞线网络、同轴电缆网络、光纤网络、无线网络；按通信带宽分类：窄带网、宽带网；按信息交换范围分类：内部网、外部网；按社会职能分类：公用网、专用网；按用途分类：教育网、校园网、科研网、商业网、企业网、军事网等。,1、局域网 局域网（Local Area Network，LAN）是将较小地理区域内的计算机或数据终端设备连接在一起组成的计算机网络。其覆盖的地理范围比较小。它具有传输速率高、误码率低、网络拓扑结构简单以及归属明确等特点。局域网示例如图2.1所示。,图2.1 局域网示例,2、城域网（Metropolitan Area Network，MAN）是覆盖范围介于局域网和广域网之间的一种高速网络。城域网示例如图2.2所示。,图2.2教育城域网示例,3、广域网 广域网（Wide Area Network，WAN）是在一个广阔的地理区域内进行数据、语音、图像信息传输的计算机网络。广域网的数据传输速率比局域网要慢得多。广域网可以覆盖一个城市、一个国家甚至于全球。广域网示例如图2.3所示。,图2.3 广域网示例,计算机网络的拓扑结构,计算机网络有很多种拓扑结构，最常见的网络拓扑结构有总线型、环型、星型、树型和网状型。1、总线型 总线型结构采用一条单根的通信线路（总线）作为公共的传输通道，所有的节点都通过相应的接口直接连接到总线上，并通过总线进行数据传输。总线型拓扑结构如图2.8所示。,图2.4总线型拓扑结构,2、环型 环型结构是各个网络节点通过环接口连在一条首尾相接的闭合环状通信线路中，每个节点设备只能与它相邻的一个或两个设备直接通信。环型结构可以分为单环结构和双环结构。相比单环结构来说双环结构具有更好的可靠性。环型拓扑结构如图2.5所示。,图2.5 环型拓扑结构,3、星型 星型结构的每个节点都通过一条点对点通信线路与中心节点连接。星型拓扑结构如图2.6所示。星型结构特点：（1）结构简单，管理维护方便；（2）易于结构化布线，结构易扩充，易升级；（3）中心节点的负担重，容易成为信息传输的瓶颈。,图2.6 星型拓扑结构,4、树型 树型结构可以看成是星型拓扑结构的扩展。在树型结构中，节点按层次进行连接，信息交换主要在上、下节点之间进行。树型拓扑结构易于扩展，便于故障隔离，可靠性高。树型拓扑结构如图2.7所示。,图2.7 树型拓扑结构,5、网状型 网状型结构是指将各网络节点与通信线路互连成不规则的形状，每个节点至少与其它两个节点相连。其结构特点是可靠性高，结构复杂，不利于管理和维护，网状拓扑结构如图2.8所示。,图2.8 网状拓扑结构,综合布线工程网络概述实训,1实训目的与要求：通过实训了解网络在现实生活中的应用情况；通过观察能够分析出网络的拓扑结构和网络互联的类型。2实训内容：(1)分析现实生活中你所能感受到的应用计算机网络的情况，体会计算机网络的重要性；,(2)观察实验室的网络环境，分析其网络拓扑结构，并画出整个校园网的网络拓扑结构图。（3）分析实验室以及整个校园网的拓扑结构，说明其网络互联的类型；（4）形成校园网拓扑结构以及网络互联类型的实训报告。,3实训条件 使用网络的环境，如机房、实验室、校园网络中心等。4实训步骤：（1）分析现实生活中能接触到的网络环境，体会网络对现实生活的重要性；,（2）观察实验室的网络环境，分析其网络拓扑结构，并画出整个校园网的网络拓扑结构图：（3）分析网络互联的类型：（4）形成校园网拓扑结构以及网络互联类型的实训报告。,2.2 TCP/IP模型和IP地址,2.2.1 基本概念2.2.2 TCP/IP参考模型2.2.3 IP地址2.2.4 综合布线工程TCP/IP模型和IP地址实训,2.3.1 基本概念,1、分层和协议 计算机网络的功能在逻辑上将其分成了若干层，每层的功能是特定的。在计算机网络中能发送和接收信息的软件模块或硬件称为实体。两个实体间要通信，就必须能够相互理解，共同遵守某种相互都能接受的规则、标推和约定。这些规则、标准和约定被称为协议。,2、网络体系结构 计算机网络的各层及其协议的集合，称为网络体系结构。网络体系结构示意如图2.9所示。（2.9中虚线箭头表示的通信为虚拟通2信，实线箭头表示的通信为实际通信）不同计算机系统中的相同层实体称为对等实体，须遵循同层协议。,图2.9 网络体系结构示意图,3、服务类型 服务类型分为两类，即：面向连接服务和无连接服务。服务具有连接建立、数据传输和连接释放这三个阶段。无连接服务是不需要在数据交换前建立连接的服务。传输数据的每个分组携带完整的目的地址，各分组在系统中独立传送。,2.2.2 TCP/IP参考模型,TCP/IP体系结构分为四层，即：应用层、传输层、网际层和网络接口层，TCP/IP体系结构如图2.10所示。,图2.10 TCP/IP体系结构,1、应用层 提供应用程序的进程之间进行通信的协议，并利用传输层提供的端到端的服务为应用进程之间的通信服务。应用层的主要协议有HTTP、FTP、SMTP、DNS等。,2、传输层 传输层利用网际层提供的服务，为应用层的应用程序提供端到端的通信服务。传输层服务有两种，可靠的面向连接的服务与不可靠的无连接的服务。传输层包含了两个协议：传输控制协议和用数据报协议,3、网际层 网际层是通信子网的最高层，对传输层提供统一格式的数据报，是网络互连的基础。网际层提供无连接的数据报传输机制。其特点是快速、简单、效率高。网际层的主要工作是分组转发和路由选择。网际层的主要协议有IP、ARP/RARP、ICMP等。,4、网络接口层 网络接只是网际层与硬件设备间的接口，负责接收IP数据报，并通过网络发送出去，或者从网络上接收物理帧，装配成IP数据报上交给网际层。通常提到的TCPIP并不一定是指TCP和IP这两个具体的协议，而是表示TCP/IP体系结构或整个TCPIP协议族。,2.2.3 IP地址,1、IP地址的概念 IP地址是用户使用TCP/IP协议的一种最直接的表现形式。按照TCP/IP协议规定，IP地址用二进制来表示，每个IP地址长32bit，即就是4个字节。为了方便使用，IP地址经常被写成十进制的形式，并且每个数字的取值范围为0255，中间使用符号“.”分开不同的字节。,2、IP地址的分类 根据TCP/IP协议，IP地址分成五类：A类、B类、C类、D类、E类。其中A、B和C类IP地址是基本的Internet地址，D类地址叫做多播地址，E类地址作为保留地址尚未使用。表2.1列出了每类地址的取值范围,表2.1 IP地址定义范围,A类：主要用于拥有大量主机的网络，它的特 点是网络数少。B类：主要用于中等规模的网络。C类：主要用于小型局域网，特点是网络数 多，主机数少。D类：用于已知的多点传送或者组的寻址。E类：保留地址，尚未使用。,在应用过程中，按主机的IP地址是否需要变化将IP地址分为固定IP地址和动态IP地址。按IP地址所使用的范围可以分为公有IP地址和私有IP地址。各组织机构可以根据自己的网络规模选择相应的内部私有地址来分配给局域网中的主机，并负责相应的维护管理工作。,3、子网和子网掩码 采用子网寻址技术，是将主机标识部分划出一定的位数用作本网的各个子网的网络标识，剩余的主机标识作为相应子网的主机标识部分。进行子网划分需要使用子网掩码。子网掩码的作用就是标识本网的子网是如何划分的。其表达方式是：,（1）凡是IP地址的网络和子网标识部分都用 二进制1表示；（2）凡是子网的主机标识部分都用二进制0表示；（3）同IP一样用点分十进制书写；对C类IP地址进行子网划分，取不同子网掩码时得到的子网数如表2.2所示。,表2.2 C类地址子网划分实例,按一定规律命名的字符来标识主机的IP地址，这样的一些字符就是域名。从技术上讲，域名只是一个Internet中用于解决地址对应问题的一种方法。域名的定义需要满足一定的规律，它是一个分级的结构，域名分级结构如图2.11所示。,图2.11 域名分级结构,DNS是一种帮助人们在Internet上用名字来唯一标识计算机，并保证主机名（域名）和其IP地址一一对应的网络服务，它是一个分级的、基于域的命名机制为核心的分布式命名数据库系统。网关（Gateway）就是一个网络连接到另一个网络的“关口”。网关的IP地址是具有路由功能的设备的某个端口的IP地址。,配置IP地址时的相关信息如IP地址、网关、子网掩码以及DNS服务器等都需要预先知道，一般由网络管理员负责分配和管理。（以Windows2000 Server操作系统为例介绍一下IP地址的配置）。如图2.12所示。,图2.12 本地连接属性窗口,Windows2000 IP地址的配置如图2.13所示,图2.13 Windows2000 IP地址的配置,综合布线工程TCP/IP模型和IP地址实训,1实训目的与要求：体会网络体系结构的作用，掌握在Windows操作系统中配置IP地址、子网掩码、网关和DNS的方法。2实训内容：1、对Windows操作系统进行配置；2、用net send命令给其他同学发送一条信息，根据网络体系结构分析其传输过程；,（3）形成IP地址配置和对信息传输过程的理解的实训报告。3实训条件：计算机，局域网环境4实训步骤：（1）配置IP地址、子网掩码、网关以及DNS等信息（2）用net send命令给其他同学发送一条信息，根据网络体系结构分析其传输过程（3）形成IP地址配置与实训报告。,2.3 网络硬件设备,2.3.1 网卡2.3.2 集线器2.3.3 交换机2.3.4 路由器2.3.5 防火墙2.3.6 网络服务器2.3.7 综合布线工程网络硬件设备实训,网卡,网络接口卡（NIC），简称网卡，又叫网络适配器，是连接计算机和网络硬件的设备，它一般插在计算机的主机扩展槽中。可以根据不同的分类标准对网卡进行分类:1.按传输速度分类：分为10M网卡、10/100M自适应网卡以及1000M网卡3种，,2.按总线接口类型分类:分为ISA接口的网卡、PCI接口的网卡、PCMCIA接口的网卡和USB接口的网卡。,图2.14 PCI总线接口网卡,图2.15 PCMCIA总线接口网卡,3.按连接线接口类型:分为RJ-45接口，BNC接口，AUI接口,（b）BNC接口 图2.16 各种连接线接口类型,（a）RJ45接口,（c）AUI接口,集线器,集线器可用于局域网、企业网、校园网，广域网。,图2.17 集线器的应用,1、集线器的工作原理 集线器的主要功能是对接收到的信号进行再生放大，以扩大网络的传输距离，但它不具备交换功能。集线器用于星型网络布线中，如果一个工作站出现问题，不会影响整个网络的正常运行。,2、集线器的分类（1）按尺寸分类 集线器按照外形尺寸有机架式和桌面式两种。机架式集线器是指几何尺寸符合工业规范、可以安装在19英寸机柜中的集线器。桌面式集线器是指几何不符合19英寸工业规范、不能安装在机柜中、只能直接置放于桌面的集线器。,（2）按带宽分类分为10Mbps集线器、100Mbps集线器、10/100Mbps自适应集线器3种。（3）按管理方式分类 集线器按管理方式分有哑集线器和智能集线器两种。哑集线器是指不可管理的集线器。智能集线器是指能够通过SNMP对集线器进行简单管理的集线器。,（4）按扩展方式分类分为堆叠式集线器和级联式集线器两种。,图2.18 集线器的堆叠和级联,（b）级联,（a）堆叠,交换机,交换机是局域网中的一种重要设备。它可将用户收到的数据包根据目的地址转发到相应的端口。交换机每个端口为规定带宽，有独特的传输方式，传输速率不受计算机台数增加影响。交换机可以将多个局域网网段连接到一大型网络上。交换机的应用如图2.19所示。,图2.19 交换机的应用,交换机的分类1、根据结构的特点分类 可分为机架式、带扩展槽固定配置式、不带扩展槽固定配置式3种。2、根据应用规模分 交换机可分为企业级交换机、部门级交换机和工作组交换机。3、按扩展方式分类分为堆叠式交换机和级联式交换机。,图2.20 企业级交换机,图2.22 工作组交换机,图2.21 部门级交换机,路由器,路由器（Router）是一种多端口的网络设备，它能够连接多个不同类型的网络和网段，并将数据信息进行传输，如图2.19所示。1、路由器的功能和特点 路由器的主要功能有：截获发送到远程网段的报文；选择最合理的路由；按照规定的规则把大的数据包分解成适当大小的数据包；可以连接使用不同通信协议的网段。,特点：主要适用于大规模的网络，复杂的网络拓扑结构，负载共享和最优路径，能更好地处理多媒体，安全性高，隔离不需要的通信量，节省局域网的带宽，减少主机负担等。2、路由器的工作原理 路由器是用来连接多个逻辑上分开的网络，要工作是：判断网络地址和选择路径。,图2.23 路由器的工作原理,3、路由器的分类 按功能划分为骨干级、企业级、接入级。（1）骨干级路由器：骨干级路由器是实现企业级网络互连的关键设备，它数据吞吐量较大。基本性能要求是高速度和高可靠性。,图2.24 Cisco 7600路由器,2）企业级路由器：企业或校园级路由器连接许多终端系统，连接对象较多，但系统相对简单，且数据流量较小。,图2.25 华为企业级宽带路由器,（3）接入级路由器：接入级路由器主要应用于连接家庭或ISP内的小型企业客户群体。,图2.26 LINKSYS 无线路由器,防火墙,防火墙是指设置在不同网络或网络安全域之间的一系列部件的组合，它可以通过监测、限制、更改跨越防火墙的数据流，尽可能地对外部屏蔽网络内部的信息、结构和运行状况，以此来实现网络的安全保护。它能有效地监控内部网和Internet之间的任何活动，保证内部网络的安全。,防火墙的功能有：1、过滤掉不安全服务和非法用户2、控制对特殊站点的访问3、提供监视Internet安全和预警的方便端点,图2.27 Cisco硬件防火墙,网络服务器,为网络用户提供服务和共享受资源的网络结点就称为网络服务器。服务器的基本任务是处理各个网络工作站提交的网络请求。,图2.28 IBM 网络服务器,塔式,机架式,影响网络服务器性能的因素：处理器的类型和速度内存容量的大小、内存通道的访问速度网络服务器缓存的大小硬盘的性能和存储容量通信协议中确定的分组的大小到达网络服务器的数据速率,2.3.7 综合布线工程网络硬件设备实训,1实训目的与要求：加深对网络硬件设备的认识和了解，掌握网络硬件设备的选择和使用方法。2实训内容：（1）观察各种网络硬件设备；（2）设计一个网络拓扑结构；（3）实现上面设计的拓扑结构；（4）形成网络硬件设备实训报告。,3实训条件计算机（带网卡）、集线器、交换机、路由器、防火墙、网络服务器等硬件设备。4实训步骤：观察各类网络硬件设备，加深对硬件的了解；设计一个网络拓扑结构，并规划出相关参数；所设计的网络，并为其配置相关参数；形成网络硬件设备实训报告。,2.4 网络操作系统,2.4.1 网络操作系统概述2.4.2 Windows操作系统2.4.3 UNIX操作系统2.4.4 Linux操作系统2.4.5 网络操作系统的选择2.4.6 综合布线工程网络操作系统实训,网络操作系统概述,网络操作系统(Network operating System)是指能使网络上的计算机方便而有效地共享网络资源，为用户提供所需的各种服务的特殊操作系统。网络操作是负责管理整个网络资源和方便网络用户的软件集合。是对整个网络进行资源管理的工具。,网络操作系统一般具有以下功能：（1）资源管理（2）通信