通信网络与综合布线.ppt

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1、通信网络与综合布线,书名：通信网络与综合布线ISBN：9787111470557作者：陈红出版社：机械工业出版社本书配有电子课件,通信网络与综合布线第三章 计算机网络基础,通信网络与综合布线,第三章 计算机网络基础,3.1 计算机网络概述 3.1.1 通信网络 3.1.2 计算机网络 3.1.3 计算机网络设备 3.1.4 计算机网络拓扑结构 3.1.5 计算机网络分类 思考与分析题,通信网络与综合布线,3.1.1通信网络,返回,通信网络是由一定数量的节点（包括终端设备和交换设备）和连接节点的传输链路相互有机地组合在一起，以实现两个或多个规定点间信息传输的通信体系。一个完整的通信网除了包括硬件

2、设备以外，还要有相应的软件。,1)终端设备是通信网中的源点和终点，不同的通信业务，对应有不同的终端设备。如：电话机，计算机，服务器等。2)交换设备是现代通信网的核心。它的基本功能是完成接入交换节点链路的汇集，转接接续和分配。3）传输链路是网络节点的连接媒介，是信息和信号的传输通路。狭义信道是单纯的传输媒介；广义信道还包括相应的变换设备。,通信网络与综合布线,3.1.2计算机网络,早期的计算机应用模式单机（大、中、小型机）庞大，昂贵，资源无法共享计算机网络产生始于1950s，发展的动因：资源共享的需求（CPU、外设、软件、数据），大型项目的合作，人与人之间的沟通。,计算机网络发展三个阶段（从体系

3、结构来观察）以主机为中心的联机终端系统，以通信子网为中心的主机互连，具有层次化体系结构的标准化网络,通信网络与综合布线,计算机网络,通信网络与综合布线,计算机网络,计算机网络是指将地理位置不同的具有独立功能的多台计算机及其外部设备，通过通信线路连接起来，在网络操作系统，网络管理软件及网络通信协议的管理和协调下，实现资源共享和信息传递的计算机系统。计算机网络主要功能是实现数据通信、资源共享、分布处理。通常，我们把计算机网络看成由两大部分组成：即资源子网和通信子网。资源子网负责全网的数据处理，向网络用户提供网络资源及网络服务。通信子网负责网络传输和网间互联。通信子网的主体是网络通信传输介质和通信设

4、备。,通信网络与综合布线,两层网络概念,通信子网由各种通信设备及用于信息交换的设备(CCPCommunication Control Processor)组成的传输网络。资源子网建立在通信子网基础上的主机集合，负责全网面向应用的数据处理。在通信子网上可有多个资源子网，共享通信子网的服务。,通信网络与综合布线,计算机网络设备,计算机网络中的主要硬件设备包括网络终端、网络传输介质、网络接口部件、网络互联设备以及网络安全设备等。,1.网络终端指计算机网络的各种计算机、服务器以及打印机、绘图仪等各种硬件资源，可以说是用户直接使用和操作的设备，功能各异，种类繁多，包括现在广泛应用的网络摄像机、网络控制器

5、等。工作站（Client）是每一台连到网络上的个人计算机PC。服务器（Server）是网络服务之核心，服务器实质上是一台或多台规模较大/配置较高的计算机（具备高速处理及快速存取功能的存储器），提供文件/打印/邮件等网络服务。,通信网络与综合布线,2.传输介质,通信网络与综合布线,Hong Chen March,2006,Department of Building Services Engineering,常用传输介质,双绞线(局域网使用最广泛的一种传输介质，屏蔽层加强了传输信号的能力，速率：10Mbit/s100Mbit/s，1Gbit/s)。同轴电缆：主要用于有线电视网传播电视信号。有：宽

6、带同轴电缆（粗缆）、基带同轴电缆（细缆）。因接触点易氧化而产生网络故障，已逐渐被双绞线所取代。光导纤维：光导玻璃/塑料芯构成，远距离网络连接/主干网络中的重要传输媒介，随制造工艺改进将成为主流。微波/红外线/激光等。,通信网络与综合布线,Hong Chen March,2006,Department of Building Services Engineering,（1）双绞线（twisted wire）,双绞线：具有绝缘保护层的铜导线（1对/两根，共4对/8根）对按一定螺旋节距互绞在一起的传输媒体。每一对线作为一条通信链路，可降低传输过程中辐射的电磁波（被另一根导线产生的电磁波抵消）非屏蔽双

7、绞线（UTP，Unshielded Twisted-Pair）、屏蔽双绞线（STP，Shielded Twisted-Pair）。特点：成本低，速度快，可靠性高。适合近距离数据传输，广泛应用于语音和100Mb/s网络数据传输。用于网络的双绞线和用于电话系统的双绞线是有差别的。,通信网络与综合布线,（2）同轴电缆（Coaxial Cable）,同轴电缆同轴电缆由内部导体环绕绝缘层以及绝缘层外的金属屏蔽网和最外层的护套组成。内导体为实芯或多芯硬质铜线电缆，外导体为硬金属或金属网。内外导体之间有绝缘材料隔离，外导体外还有外皮套或屏蔽物。,通信网络与综合布线,同轴电缆特点,同轴电缆目前主要用于本地网（

8、LAN，50欧：细RG-58，粗RG-11 and RG-8）有线电视（CATV，75欧：RG-59）海底电缆通信中。,同轴电缆有很好的保密性和抗干扰性。同轴电缆的频带宽度要比双绞线宽得多，其上限频率一般可达到几百兆赫兹以上。衰减与频率的平方根成正比；因此在远距离传输和宽带工作时仍需要用到均衡器。,通信网络与综合布线,（3）光纤（Fiber Optic Cable）,光纤是由细如发丝的塑胶或玻璃纤维，外加绝缘护套的组成。阶跃折射率型光纤结构如图示，芯层是由较高折射率的材料制成，外包层是折射率较低的材料，只要光的人射角足够小，光信号就能沿着芯层传播，并且在两层之间产生全反射。,通信网络与综合布线

9、,光纤的规格,8/125m单模光纤,62.5/125m多模光纤,单模8.3/125um多模62.5/125um、50/125um、100/140um（IBM）,通信网络与综合布线,单模光纤-多模光纤,单模光纤石英光纤，如果光纤导芯的直径小到只有一个光的波长，光纤就成了一种波导管，光线则不必经过多次反射式的传播，而是一直向前传播，这种光纤称为单模光纤。广泛用于通信主干网。,多模光纤当光纤的直径远大于光的波长时，只要到达光纤表面的光线入射角大于临界角，便产生全反射。因此可以由多条入射角度不同的光线同时在一条光纤中传播，这种光纤称为多模光纤。主要用于接入网和短距离信号传输。,通信网络与综合布线,光纤

10、通信系统,光纤通信系统的基本构成如图所示:,在1000Base-LX中，当使用62.5微米多模光纤时，最大无中继传输距离为550m，当使用单模光纤时为3000m。,通信网络与综合布线,光纤传输特点,光纤的很多优点使得它在远距离通信中起着重要作用。光纤与电缆相比有如下优点：（1）光纤有较大的带宽，通信容量大。（2）光纤的传输速率高，能超过千兆位/秒。（3）光纤的传输衰减小，连接的范围更广。（4）光纤不受外界电磁波的干扰，因而电磁绝缘性能好，适宜在电气干扰严重的环境中应用。（5）光纤无串音干扰，不易被窃听和截取数据，因而安全保密性好。目前，光缆通常用高速的主干网络。,通信网络与综合布线,无线传输介

11、质简称无线（自由或无形）介质或空间介质。通常无线传输介质通过空气进行信号传输。无线传输介质是指在两个通信设备之间不使用任何物理的连接器，当通信设备之间由于存在物理障碍而不能使用普通传输介质时，可以考虑使用无线介质。无线电波可以穿透墙壁，也可以到达普通网络线缆无法到达的地方。,(4)无线传输介质,通信网络与综合布线,电磁频谱及其用途,通信网络与综合布线,3.网络接口部件,Network Interface CardNIC，即通常所说的网卡提供计算机到网络的物理连接（如RJ-45接头连接集线器）它同时将PC机的总线系统中并行数据转换成网络介质要求的串行数据，及反转换。网卡还提供基本的寻址功能，这个

12、硬件地址（MAC地址）在网卡出产时被烧制在网卡的只读存储器上，并且是唯一的。分10Mbit/s,10/100Mbit/s,100Mbit/s,1000Mbit/s等.,通信网络与综合布线,网卡的作用,通信网络与综合布线,4.网络互联设备,网络互联设备首先为两个网络连接提供基本的物理接口，更重要的是要协调网络之间通信协议，处理速率与带宽的差别，实现一个网络与另一个网络的互访与通信。网络互联设备包括中继器（Repeater）、集线器（Hub）、交换机（Switch）、无线接入设备（Access Point）、调制解调器（Modem）等，局域网互联设备如图所示。交换机又称网络开关，交换机通过对信息进

13、行重新生成，并经过内部处理后转发至指定端口；交换机具备自动寻址能力和交换作用。,通信网络与综合布线,局域网络互连设备,通信网络与综合布线,路由器,路由器是一种连接多个网络（局域网和广域网）或网段的网络设备，它能在不同网络或网段之间进行数据信息的“翻译”，以使它们能够相互“读懂”对方的数据，从而构成一个更大的网络。,5.网络安全设备网络中应用的典型安全设备是防火墙（Firewall），用来保护和维护网络安全。防火墙对网络中流经它的所有通信数据包进行扫描，以期过滤掉一些非法的数据包，免其在目标计算机上被执行，干扰网络安全。,通信网络与综合布线,3.1.4计算机网络拓扑结构,网络拓扑结构是指用传输媒

14、体互联各种设备的物理布局。将参与网络工作的各种设备用媒体互联在一起有多种方法，但实际上只有几种方式能适合网络的工作。,如果一个网络只连接几台设备，最简单的方法是将它们都直接相连在一起，这种连接称为点对点连接。用这种方式形成的网络称为全互联网络，,通信网络与综合布线,总线型网,总线型网络安装简单方便，需要铺设的电缆最短，成本低，某个站点的故障一般不会影响整个网络。但介质的故障会导致网络瘫痪，总线网安全性低，监控比较困难，增加新站点也不如星型网容易。而且一次只能一个端用户发送数据，其它端用户必须等侍获得发送权。媒体访问获取机制较复杂。,通信网络与综合布线,星形网,容易在网络中增加新的站点，数据的安

15、全性和优先级容易控制，容易实现网络监控，但中心节点的故障会引起整个网络瘫痪。对此中心系统通常采用双机热备份，以提高系统的可靠性。,通信网络与综合布线,环形网,各站点通过通信介质连成一个封闭的环形。环形网容易安装和监控，但容量有限，网络建成后，难以增加新的站点。以单向方式操作，便有上游端用户和下游端用户之称。,通信网络与综合布线,局域网拓扑结构,星形,总线形,环形,树形,混合形,通信网络与综合布线,3.1.5计算机网络分类,1.按地理位置分类：局域网（Local Area Network，LAN）在小范围内实现的计算机网络，一般在一个建筑物内（一个工厂或事业单位内部)为单位独有。局域网距离可在十

16、几km以内，信道传输速率较高，结构简单，布线容易。,广域网（Wide Area Network，WAN）可以分布在一个省内、一个国家或几个国家。广域网信道传输速率较低，结构比较复杂。Internet是广域网典型。,城域网（Metropolitan Area Network，MAN）在一个城市内部组建的计算机信息网络（50km)，提供全市的信息服务。目前，我国许多城市正在建设城域网。,通信网络与综合布线,2.数据交换方式分类,（a）电路交换在一对站点之间建立一条实际的物理电路，供本次通信专用。电路交换分为电路建立、数据传输和电路拆除三个阶段。适用于交互式会话通信。,A-D电路建立A向4发出含有源

17、站点和目标站点地址的“呼叫请求”，4收到后启动路由选择算法，选择与之相连的下一个节点.以此类推直至D。,通信网络与综合布线,路由选择算法,通信网络与综合布线,（b）存储转发交换,存储转发交换发送的是数据、地址与控制信息按一定的格式构成一个数据单元（报文）进入通信网；通信网的节点设备（如交换机）接收报文、进行差错校验、存储、选择路由，当所需要的输出电路空闲时，再将报文发送出处。,通信网络与综合布线,报文交换与报文分组交换,报文交换不管发送的数据长度是多少，都将其与目标地址、源地址及控制信息按一定的格式打包成一个报文。,分组报文交换把报文分成若干短的、规格化的“分组”（或称包）进行传输和交换。在收端再将多个报文分组按顺序组装还原成原长度的报文。,通信网络与综合布线,三种交换方式的事件顺序,通信网络与综合布线,思考与分析题,3-1 什么是计算机网络？计算机网络的主要功能是什么？计算机网络两大组成部分指什么？3-2 组成局域网LAN的基本设备有哪些，分别具有什么样的功能？3-3 常用网络传输介质有哪些？各自有哪些主要特点？3-4 按照覆盖的地理范围，计算机网络可以分为哪几种？3-5 最基本的网络拓扑结构有哪几种，各自特点是什么？3-6 相对于广域网，局域网具有哪些特点？3-7 什么是电路交换？什么是报文交换？,返回,