计算机网络基础精1PPT课件

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1、 计算机网络基础 主要内容 一 计算机网络的定义指通过一定的通信线路 如双绞线 同轴电缆 光缆 微波等 和通信设备 路由器 交换机 网桥 HUB 集线器 中继器等 将地理位置不同的 功能独立的计算机连接起来 通过功能丰富的网络软件 网络操作系统 通讯协议 而实现资源共享和信息传递的一个系统 主要内容 二 网络的组成1 广域网的基本组成与结构 1 主机 Host 主机是计算机网络中承担数据处理的计算机系统 具有完善的管理能力的硬件和软件系统 2 终端 Terminal 直接面对用户 如键盘显示器 智能终端 会话型终端 图形终端等等 3 通信控制处理机 CCP 4 通信设备与通信线路 2 局域网的

2、基本组成与结构局域网的基本组成与广域网相似 但由于局域网的覆盖范围与规模较小 故有些方面与广域网不同 例如 局域网没有通信处理机 通信处理功能由网卡实现 1 服务器 Server 2 客户机 Client 3 网络设备与网络介质 4 网络软件 三 计算机网络的功能1 数据通信计算机网络本身就是一种通信系统 2 资源共享3 易于分布式处理和均衡负荷4 节省投资5 网络管理 四 计算机网络的分类 1 按照地理位置分 局域网 LocalAreaNetwork LAN 覆盖范围常在10KM以内 具有规模小 专用 传输延迟小误码率低的特征 局域网的特点如下 1 分布范围有限 2 有较高的通信带宽 数据传

3、输率高 3 数据传输可靠 误码率低 4 通常采用同轴电缆 双绞线或光缆作为传输介质 5 拓扑结构简单 城域网 MetropolitanAreaNetwork MAN 覆盖范围一般是一个城市 10 100KM 介于局域网和广域网之间 广域网 WideAreaNetwork WAN 也称远程网 其覆盖范围通常在数百公里以上 具有规模大 传输延迟大的特征 广域网最根本的特点是 1 分布范围广 2 数据传输率低 误码率高 3 可靠性不高 使用光纤较好 4 广域网常常借用传统的公共传输网 电话网等 来实现 因为单独建造一个广域网极其昂贵 5 拓扑结构较为复杂 2 按拓朴结构分类 网络拓扑结构是指网络形状

4、 即网络中各结点及连线的几何形状 网络的拓扑结构主要有 星形拓扑 总线拓扑 环形拓扑 树形拓扑 混合拓扑及网形拓扑 五 计算机网络的传输介质 网络中传输信息的物理连线 是不可缺少的物质基础 传输介质的性能对网络的通信 速度 距离 价格以及可靠性都有很大的影响 有线 双绞线 同轴电缆 光缆无线 卫星 无线电 微波1 双绞线Twist Pair使用最早 最普及的有线介质是双绞线 它是以螺旋状扭在一起的两根绝缘铜导线组成的 两根线扭在一起是为了减少相互间的幅射电磁干扰 分类 屏蔽双绞线 STP 和非屏蔽双绞线 UTP 的不同之处是 在双绞线和外层保护套中间增加了一层金属屏蔽保护膜 该保护膜用以减少信

5、号传送时所产生的电磁干扰和减小辐射 并防止信息被窃听 屏蔽 STP 非屏蔽 UTP 1类 2类 3类 4类 5类 最大速度为100M CAT5 超5类 5E 6类 常用的双绞线分类 12345678T568B白橙橙白绿蓝白蓝绿白棕棕T568A白绿绿白橙蓝白蓝橙白棕棕EIA TIA 美国电子工业协会 电信工业协会 在局域网 双绞线主要是用来连接计算机网卡到集线器或通过集线器之间级联口的级联 有时也可直接用于两个网卡之间的连接或不通过集线器级联口之间的级联 但它们的接线方式各有不同 设备设备线型计算机计算机交叉线T568BT568A计算机交换机平行线计算机UP LINK交叉线交换机交换机交叉线交换

6、机UP LINK平行线UP LINKUP LINK交叉线 连接UTP和RJ45接头 总结 1 双绞线制作规范 按照标准 2 双绞线尽量不要用在室外敷设 3 双绞线敷设不能超长 超100米 4 根据所连接设备选择直连线还是交叉线 5 工业现场建议使用屏蔽双绞线 包括水晶头 制作时一定将接地线和屏蔽水晶头外金属相连 2 同轴电缆基带 网络同轴电缆 数字信号 阻抗50欧 外导体是铜网或铜管 可提供10Mbps的传输速率 传输带宽为1 20MHz 宽带 视频同轴电缆 模拟信号 阻抗75欧 用于频分多路复用技术 外导体一般为铝箔网 可提供50Mbps的传输速率 传输带宽可达1GHz 目前常用CATV电缆

7、的传输带宽750MHz 内导体 绝缘层 外导体屏蔽 绝缘保护外层 最大的干线段长度 185米 最大网络干线电缆长度 925米 每条干线段支持的最大结点数 30 BNC T型连接器之间的最小距离 0 5米 特点 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 电缆系统的断点较多 影响网络系统的可靠性 细缆技术参数 最大干线段长度 500米 最大网络干线电缆长度 2500米 每条干线段支持的最大结点数 100 收发器之间最小距离 2 5米 粗缆技术参数 特点 具有较高的可靠性 网络抗干扰能力强 具有较大的地理覆盖范围 最长距离可达2500米 网络安装 维护和扩展比较困难 造价高 传输

8、频带宽 20THz 通信容量大 损耗低 中继距离长 抗干扰能力强 不受各种电磁干扰 保密性好 因为光纤传输的光波不能跑出光纤以外 重量轻 体积小 节省有色金属 抗腐蚀能力强 3 光纤 描述光纤尺寸的参数有两个 内芯直径和反射层直径 其度量单位都为微米 m 1 m 1 10 6m 最细的光纤其内芯直径通常只有5 10 m 粗一些的光纤其内芯直径为50 100 m 局域网中最常用的光纤是62 5 m 125 m 9 m 125 m 的光纤 其中62 5 m 9 m 是内芯直径 而125 m是反射层的直径 1 多模光纤 2 单模光纤 多模光纤 MultimodeFiber 多模光纤使用的材料是发光二

9、极管 发光二极管是一种固态器件 电流通过时就发光 价格较便宜 它产生的是可见光 但定向性较差 是通过在光纤石英玻璃媒体内不断反射而向前传播的 62 5 m 125 m的光纤 其中62 5 m是内芯直径 而125 m是反射层的直径 单模光纤 SingleModeFiber 单模光纤使用的材料是注入型激光二极管 采用激光 LD 作为光源 它根据激光器原理进行工作 它产生一个窄带的超辐射光束 产生的是激光 由于激光的定向性好 它可沿着光导纤维传播 减少了折射也减少了损耗 效率更高 也能传播更长的距离 而且可以保持很高的数据传输率 但是激光二极管要比发光二极管价格贵得多 这种光纤称为单模光纤 光信息只

10、有一种波长 典型的单模光纤尺寸为8 m 125 m 光缆的命名 型号的组成1型号组成的内容型号由型式和规格两大部分组成 2型号组成的格式3型号的组成内容 代号及意义3 1型式型式由5个部分构成 各部分均用代号表示 其中结构特征指缆芯结构和光缆派生结构 3 1 1分类的代号GY 一通信用室 野 外光缆GM 通信用移动式光缆GJ 通信用室 局 内光缆CS一通信用设备内光缆GH 通信用海底光缆GT 通信用特殊光缆3 1 2加强构件的代号加强构件指护套以内或嵌人护套中用于增强光缆抗拉力的构件 无符号 金属加强构件F非金属加强构件 3 1 3缆芯和光缆的派生结构特征的代号光缆结构特征应表示出缆芯的主要类

11、型和光缆的派生结构 当光缆型式有几个结构特征需要注明时 可用组合代号表示 其组合代号按下列相应的各代号自上而下的顺序排列 D 一光纤带结构 无符号 光纤松套被覆结构J 光纤紧套被搜结构 无符号 层绞结构C一 骨架槽结构X一一缆中心管 被橙 结构T 油膏填充式结构 无符号 干式阻水结构R 充气式结构G 自承式结构B 扁平形状E 椭圆形状Z 阻燃 3 1 4护套的代号Y聚乙烯护套V聚氯乙烯护套U聚氨醋护套A一 铝一聚乙烯粘结扩套 简称A护套 5 钢一聚乙烯粘结护套 简称5护套 V夹带平行钢丝的钢一聚乙烯粘结护套 简称W护套 1厂 一铝护套G 钢护套Q 铅护套 3 1 5外护层的代号当有外护层时 它

12、可包括垫层 恺装层和外被层的某些部分和全部 其代号用两组数字表示 垫层不需表示 第一组表示恺装层 它可以是一位或两位数字 第二组表示外被层或外套 它应是一位数字 3 2光纤类别的代号光纤类别应采用光纤产品的分类代号表示 即用大写A表示多模光纤 大写B表示单模光纤 再以数字和小写字母表示不同种类型光纤 多模光纤A 单模光纤B 4实例例1 金属加强构件 骨架填充式 铝一聚乙烯粘护套通信用室外光缆 包含24根 非色散位移型 类单模光纤 光缆的型号应表示为 GYGTA24B1例2 GYTA代表标准松套管层绞式轻铠光缆53代表加强铠 双层护套 光缆8代表8芯光缆B1代表是单模G 652B纤芯 GYTA5

13、3 8B1意思是 8芯单模标准松套管层绞式加强铠缆 无线传输介质无线传输介质都不需要架设或铺埋电缆或光纤 而是通过大气传输 目前有三种技术 微波 红外线 激光 卫星 1 微波微波通信是在对流层视线距离范围内利用无线电磁波进行传输的一种通信方式 频率范围为300MHz 300GHz 使用范围是2GHz 40GHz 一般沿直线传输 传输距离一般为40 60公里 所以需要很中继站 IEEE802 11是当前无线局域网的标准 它采用2GHz或5GHz频段 数据传输速率为11Mbps或54Mbps 2 卫星通信卫星通信是以人造卫星为微波中继站 它是微波通信的特殊形式 3 红外线和激光红外通信和激光通信也

14、像微波通信一样 有很强的方向性 都是沿直线传播的 红外线 Infrared IR 技术广泛的应用在电视机和立体声系统的遥控器中 也可以做为网络通信的介质 它通过使用位于红外频率波谱中的锥形或者线型光束来传输数据信号 红外网络需要通信的双方设备都拥有一个收发器 最好还有同步软件 传输速度4Mbit s 16Mbit s 红外线是一种视线技术 不能通过不透明的物理 如墙壁 并且易受外界光线干扰 六 计算机网络的传输设备 集线器 HUB 交换机 Switch 路由器 Router 交换机和集线器的区别 从OSI体系结构来看 集线器属于OSI的第一层物理层设备 而交换机属于OSI的第二层数据链路层设备

15、 这就意味着集线器只是对数据的传输起到同步 放大和整形的作用 对数据传输中的短帧 碎片等无法有效处理 不能保证数据传输的完整性和正确性 而交换机不但可以对数据的传输做到同步 放大和整形 而且可以过滤短帧 碎片等 从工作方式来看 集线器是一种广播模式 也就是说集线器的某个端口工作的时候其他所有端口都能收听到信息 容易产生广播风暴 当网络较大的时候网络性能会受到很大的影响 那么用什么方法避免这种现象的发生呢 交换机就能够起到这种作用 当交换机工作的时候只有发出请求的端口和目的端口之间相互响应而不影响其他端口 那么交换机就能够隔离冲突域和有效地抑制广播风暴的产生 从带宽来看 集线器不管有多少个端口

16、所有端口都共享一条带宽 在同一时刻只能有两个端口传送数据 其他端口只能等待 同时集线器只能工作在半双工模式下 而对于交换机而言 每个端口都有一条独占的带宽 当两个端口工作时并不影响其他端口的工作 同时交换机不但可以工作在半双工模式下也可以工作在全双工模式下 路由器 路由器 Router 是一种典型的网络层设备 对经过的分组进行处理 同时它还要运行路由协议 生成路由表 对每一个分组进行寻路 并转发到相应的输出端口 路由器用于连接多个逻辑上分开的网络 所谓逻辑网络是代表一个单独的网络或者一个子网 当数据从一个子网传输到另一个子网时 可通过路由器来完成 因此 路由器具有判断网络地址和选择路径的功能 它能在多网络互联环境中 建立灵活的连接 可用完全不同的数据分组和介质访问方法连接各种子网 路由器只接受源站或其他路由器的信息 属网络层的一种互联设备 它不关心各子网使用的硬件设备 但要求运行与网络层协议相一致的软件 一般说来 异种网络互联与多个子网互联都应采用路由器来完成 路由器的主要工作就是为经过路由器的每个数据帧寻找一条最佳传输路径 并将该数据有效地传送到目的站点 由此可见 选择最佳路径的策略