网络硬件技术.ppt

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1、第二讲 网络传输介质和网络设备,本章内容计算机网络的传输介质计算机网络的互联设备,2.1 计算机网络的传输介质,有线介质 同轴电缆 双绞线 光纤无线介质 无线电 微波 卫星,同轴电缆,同轴电缆：由一根空心的外圆柱导体及其所包围的单根内导线所组成。柱体同导线用绝缘材料隔开，能进行较高速率的传输。同轴电缆的屏蔽性能好，抗干扰能力强。同轴电缆一般采用总线型拓朴结构。,同轴电缆的基本结构,四层同心环状结构，从内到外分别是：1、铜芯 2、绝缘材料 3、网状导体（屏蔽层）4、塑料外层,同轴电缆的分类,常用的同轴电缆有两种：50欧同轴电缆 又称为基带同轴电缆，局域网中最常使用，主要分为两类：粗同轴电缆（50

2、0m）和细同轴电缆（185m）。75欧同轴电缆 又称为宽带同轴电缆，目前主要用于电视信号的传输。缺点：价格贵 局域网使用被双绞线取代；长途传输被光纤取代。,双绞线（Twist Pair：TP）,双绞线是目前使用最广，价格相对便宜的一种传输介质。双绞线是由两根具有绝缘保护层的铜导线相互缠绕而组成，以减少对邻近线对的干扰。常用是8芯，传输距离为100米。,双绞线的分类,非屏蔽双绞线(UTP)和屏蔽双绞线(STP),以铝箔屏蔽以减少干扰和串音，应用较少,双绞线外无任何屏蔽层，应用广泛,双绞线相关标准,对于UTP，最常用的标准是第3、5、6类：第3类：用于组建10Base-T 局域网(10Mbps)第

3、5类：用于组建100Base-T 局域网(100Mbps)第6类：用于100Base-T和1000Base-T的局域网(250Mbps),双绞线接口,RJ插头 Registered jack connector，代表“已注册的插头”常用RJ插头 RJ-45：网卡的接口 RJ-11：电话机接口,RJ-45,RJ-45接口可用于连接RJ-45接头，适用于由双绞线构建的网络。我们平常所讲的多少口集线器，就是指的具有多少个RJ-45端口。,RJ-11,RJ-11接口和RJ-45接口很类似，但只有4根针脚（RJ45为8根）。在计算机系统中，RJ-11主要用来联接modem调试解调器。RJ-45 和RJ-

4、11，两者的尺寸不同。,双绞线接线标准,在UTP电缆的8根铜线中，只有4根在数据传输的过程中起到了作用，分别是1、2、3、6。1、2：这对绞线负责发送资料；3、6：这对绞线负责接收资料。,色彩标记和连接方法：交叉线：交换机-交换机、PC-PC、HUB-HUB直连线：PC/路由器-交换机/HUB；服务器-HUB,交叉线EIA-568B,直连线EIA-568A,双绞线接线标准,光纤,光纤是一种通过光信号将讯息从一端传送到另一端的媒介。成份：塑料纤维和玻璃纤维（二氧化硅）。“光纤”和“光缆”两个名词的区别：光纤在使用前必须由几层保护结构包覆，包覆后的线缆即被称为“光缆”。光纤具有很多独特的优点：带宽

5、高、低损耗、屏蔽电磁辐射、重量轻、安全性高、误码率低。光纤适合长距离传输。,高密度多芯光缆剖面结构,芯,封套,外套,加强芯,光纤,外鞘,加强芯,光纤束,光传输系统,光传输系统由三个部分组成：光纤传输介质、光源和检测器,电信号,驱动器,光源,光信号,光纤,光检测器,放大器,电信号,发光二极管激光二极管,光电二极管,光信号在光纤中的传输,光脉冲在光纤中的传输是利用了光的全反射原理。光纤分为多模光纤和单模光纤。,光纤的分类,单模光纤：光源是一个激光二极管，产生的是单色的光，这时光纤应足够的细，光在光纤内以直线传输。多模光纤：光源是一个发光二极管，产生的是复色光，光在光纤中以全反射传输。,单模光纤与多

6、模光纤的比较,无线通信,无线介质是指信号通过空气传输，信号不能被约束在一个物理导体内。无线介质实际上就是无线传输系统，主要包括：无线电、微波和卫星,无线电,无线电就是利用地面发射的无线电波通过电离层的反射，或电离层与地面的多次反射而到达接收端的一种远距离通信方式。,无线电,无线电波能轻易地绕过一般的障碍物，但其能量随着传播距离的增大而急剧递减。质量不稳定，容易受到其他设备的各种电磁干扰。,无线电,基站与终端之间通信采用无线链路应用领域：移动通信、无线局域网,微波,微波是能量集中于一点并沿直线传播，且频率在1GHz以上的无线电波。使用频率范围一般在1GHz至20GHz左右。需要使用微波塔延长传输

7、距离。成本低，常用于长途通信，可与光纤互补。,卫星,地球同步卫星：与地面站相对固定位置。传输延迟时间长。适用于大覆盖范围以及地形复杂的边远地区通信，与地面传输网络互补。,小结,有线介质 同轴电缆 双绞线 光纤无线介质 无线电 微波 卫星,2.2 计算机网络的互联设备,网卡集线器中继器网桥交换机路由器网关,交换机,交换机,防火墙,防火墙,交换机,主机,主机,路由器,交换机,因特网,集线器,企业内部网,外部访问子网,因特网,常用网络连接设备分类,网络设备在OSI体系中的位置,中继器（集线器）的概念结构,网桥（交换机）的概念结构,路由器的概念结构,网关的概念结构,网 卡,网卡是网络接口卡NIC（Ne

8、twork Interface Card）的简称，也叫网络适配器。它插在电脑的主板扩展槽中，通过网线（如：双绞线）与网络共享资源、交换数据。网卡与计算机中其他插卡一样，是一块布满了芯片和电路的电路板。工作原理：读入由其他网络设备传输过来的数据包，经过拆包，将其变成客户机或服务器可以识别的数据，通过主板上的总线将数据传输到所需设备中。,网卡的种类,按传输速度分类：10M 100M 10/100M自适应 1000M 1G 10G,网卡的种类（续）,按网络类型分类：以太网卡（常用）令牌环网卡 FDDI网卡 ATM网卡,网卡的种类（续）,按总线类型分类：ISA（工业标准结构）PCI（外围部件互连）按性

9、能和功能分类：服务器网卡 工作站网卡,网卡的种类（续）,按接口类型分类：RJ-45接口 BNC接口 AUI接口 笔记本电脑专用网卡（PCMCIA卡）无线局域网网卡,网卡图片,网卡图片,中继器,信号在传输过程中有衰减，因此，必须对其放大以使其传输得更远。中继器是一种恢复、放大模拟或数字信号的网络连接设备。只适用于总线拓朴结构，工作在物理层。成本较低，最大传输距离是1000米。,中继器的作用,中继器：对传输中衰减的信号进行放大、转发。,中继器图片,集线器（HUB）,一种多端口的中继器，用于星型的拓朴结构。星型拓朴的中心设备，提供站占间的公共连接。具有与中继器同样的特点，信号的整形和放大。,用集线器

10、构建的网络的特点,LAN的最初概念是提供一种方法，允许多台设备共享一个公共通信信道。集线器：所有主机共享带宽适用于小型网络,例：用集线器搭建简单的网络,以1台服务器，3台PC机为例：一台HUB4块UTP接口的网卡4台PC机8个RJ-45接头（水晶头）若干米UTP双绞线,NIC,HUB,UTP,PC机,服务器,网桥,网桥最初主要用来分割LAN，解决主机共享带宽的问题。,网桥或网络交换机,HUB,网段2,网段1,总带宽:BW2结点带宽:BW/4,总带宽:BW结点带宽:BW/8,网桥,存储转发设备，工作在数据链路层。网桥工作原理 网桥有寻址和路由选择能力，路由选择采用查表法：网桥内的转发表描述了到达

11、每个站点的路由；转发表主要由端口号和站点MAC地址组成；对于从端口收到的每个报文，查看其目的MAC地址和转发表后转发。,转发表,C,网桥转发的例子：AB，AC,B,A,网桥图片,常用于外网租用电路接入和无线局域网内联：,交换机,网络交换机和网桥属同一类设备，工作在数据链路层。网络交换机的端口数多，并且交换速度快。在这个意义上，网络交换机可看作是多端口的高速网桥。交换机的所有端口都共享同一指定的带宽。,例：交换网络的带宽,若交换机每个端口带宽为BW，则交换机构成的网络 网络总带宽(BWn)/2 BWnn8，BW=10Mb/s时，网络总带宽最高可达80Mb/s；若每个交换机端口只连接一台计算机，则

12、每台计算机的可用带宽为10Mb/s。比较：10Mb/s 的8口集线器构成的网络（连接了8台计算机）网络总带宽仍为10Mb/s；网络中每台计算机的带宽为1.25Mb/s。,交换机与集线器的区别,在OSI中的工作层次不同；数据传输方式不同；带宽的占用方式不同；,交换机图片,交换机和集线器：不能“以貌取人”,交换机的应用场合,作为LAN核心主干连接设备，如网络中心、数据中心等；网络通信流量很大的应用场合，如图像处理、视频流等；对网络响应速度要求比较高的场合。,网关,网关主要用于连接类型不同、协议差别较大的计算机网络。网关从一个网络收到数据包，重新打包成目的网络能接收并处理的格式。网关工作在OSI模型

13、的传输层及以上。,网关,路由器,路由器是一种多端口设备，它可以连接不同传输速率并运行于各种环境的局域网和广域网，也可以采用不同的协议。路由器是一种连接多个网络或网段的网络设备，它能将不同网络或网段之间的数据信息进行“翻译”，从而构成一个更大的网络。路由器是网关的一种，位于OSI模型的网络层。,路由器,用路由器进行网络互联的特点：用路由器连接起来的若干个网络，它们仍是各自独立的。要想从一个网络访问用路由器连接起来的另一个网络中的站点，必须指定该站点的逻辑地址（IP地址）。,形形色色的路由器,形形色色的路由器,国内著名网络设备厂家,目前国内生产高端交换机/路由器的三个巨头：华为（总部在深圳）锐捷（总部在福州）港湾（总部在北京）,本章小结,计算机网络的传输介质 有线介质：同轴电缆、双绞线、光纤 无线介质：无线电、微波、卫星计算机网络的互联设备 网卡、中继器、集线器、网桥、交换机、路由器、网关,