《[理学]第6章 网络设备》由会员分享，可在线阅读，更多相关《[理学]第6章 网络设备（55页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、计算机外部设备,第六章 网络设备,6.1 异步串行通信接口,串行通信是通信双方用一对通信线路互相进行数据传输，这数据以二进制数码位串的形式传输。串行通信方式的数据传输速率低于并行通信方式。 显示器、打印机、磁盘、绘图仪等外设都以并行方式与主机交换数据，是并行通信方式。 网络通信不能采用并行方式，因为并行通信线路成本高，通信设备复杂，干扰严重。 异步串行通信的特点是当前网络通信的基本工作方式。,网络通信线路上传输的信号分为基带方式和载波方式，载波方式根据载波信号的形式又可分为模拟传输和数字传输。 基带传输即按数字信号的原样进行直接传输。 载波传输是利用调制解调器将基带数字信号用交流正弦波调制成交
2、流信号，通过线路可以远距离的传输。 数据传输按其对线路的使用方式划分为：单工通信、半双工通信、全双工通信。,6.1.1 传输方式,RS-232C标准(协议)的全称是EIA-RS-232C标准，定义是“数据终端设备(DTE)和数据通讯设备(DCE)之间串行二进制数据交换接口技术标准”。它是在1970年由美国电子工业协会联合贝尔系统、调制解调器厂家及计算机终端生产厂家共同制定的用于串行通讯的标准。其中EIA代表美国电子工业协会，RS代表推荐标准，232是标识号，C代表RS232的最新一次修改。 其定义是“数据终端设备和数据通讯设备之间串行二进制数据交换接口技术标准”。,6.1.2 接口标准RS23
3、2C,RS-232C标准只规定采用一对物理连接器，而并未定义连接器的物理特性，因此，出现了DB-25、DB-15和DB-9各种类型的连接器，其引脚的定义也各不相同。下面是DB-25和DB-9连接器及其接口图：,6.2 调制解调器,调制解调器(Modem)是结合了数据通信和计算机技术用于数据通信的重要设备。 我们都已经习惯谐音地将Modem称为“猫”。对于我们而言，Modem在我们通过电话线拨号上网的过程中是连接计算机和普通电话线的不可缺少的设备；但是计算机处理的数据信息是二进制的数字信号，而电话线上传输的却是载波形式的模拟信号； Modem就要负责这两种信号的转换：调制，将数字信号转换为模拟信
4、号；解调，将模拟信号转换为数字信号。调制与解调，这也是Modem学名的由来。 Modem按接入方式不同，可分为普通Modem、ISDN、ADSL、CableModem等。,6.2.1 概述,在Modem的硬件中，最重要的是数据泵(DSP)和控制器，前者完成编码/解码工作，后者则负责数据纠错、压缩以及对传输协议的处理等。以往DSP和控制器是分别以独立的芯片形式存在，但实际上随着集成电路技术的发展，将原来的分离的功能集成到一起也并非不可能。 下图是PCI接口内置Modem，它采用的是CONEXANT的HSF单芯片。,全向 秋池飞叶(内置式),由于没有数据泵部分，这款Modem将原先控制模块和数据整
5、理模块的工作转嫁给CPU，是一款非常标准的“软猫”。,电话线在接通的时候，有50V的交流电，并且地线就是地面。隔离变压器的作用就是对高压进行处理，将相对地线改变。,这个就是蜂鸣器，我们在拨号时候听到的刺耳声音就是蜂鸣器产生的，主要是给用户合理的提示。,摘机信号继电器，它的作用是实现信号的导通和断开。,光电耦合芯片内部是一个三极管和一个发光二极管，通过发光二极管的照射来实现三极管的集电极和发射极的导通。光电耦合芯片的作用和继电器差不多。,Modem常用的信号调制方式有调幅、调频和调相三种。大多数通信系统都选择正弦波信号作为载波，而利用正弦波信号的幅度、频率和相位三个参数进行调制来携带数据信息，从
6、而形成调幅(AM)、调频(FM)和调相(PM)三种基本调制方式。 计算机对数据信息的存贮、处理和传输都是通过二进制0和1的数字信号来实现的；而电话线所传送的是模拟信号。怎么办呢？这时就需要Modem了。因为，两台计算机要通过电话线进行数据传输时，是通过Modem引入了一定频率范围内的连续波(称为正弦载波)，通过其振幅、频率或相应的特性变化来表示0、1信息。,6.2.2 数字信号的调制方式,6.2.3 调制解调器与计算机的连接,在这台Modem的背面板上提供有电源开关、电源接口、串行口、电话线接口。如图所示是Modem的电源开关，打开Modem 电源后打开计算机电源。将电源插头插入Modem 后
7、如图所示的圆形电源插孔。将Modem所配的RS-232电缆的一端(即针状一端)接到Modem后如图所示的RS-232接口，另一端接到计算机的COM口。将电话线进线插入Modem后如图所示标记有Line的位置；将Modem所配的双头线一端接到Modem 后如图所示标记有Phone 的位置，另一端接电话机。,外置式与USB接口Modem,ISDN是以电话综合数字网（IDN）为基础发展而成，能提供端到端的数字连接，支持一系列广泛的话音和非话业务，为用户进网提供一组有限的标准的多用途用户/网络接口。从这句话中我们要抓住三个重点信息， 第一：ISDN能提供端到端的数字连接，而以前只能提供端到端的模拟-数
8、字-模拟连接。 第二：ISDN支持一系列广泛的话音和非话业务，而以前只能提供单一的话音业务或非话业务。 第三：ISDN提供一组有限的标准的多用途用户/网络接口，而以前只能提供单一接口。ISDN理论上可以提供8个终端同时通信，但因为目前设备限制，所以暂提供两个终端同时通信。,ISDN一线通,MODEM:只要买个“猫”，与家里的电话线、电脑连接后即可实现网络接入。速度很慢，最高只能达到56K；稳定性差，在网络使用高峰期，常常无法接入或掉线；而且因其在接入网络时需要占用电话线，在上网的同时也就无法使用电话。 ISDN:但它利用双通道技术，可使最高网速达到128K，而且上网同时电话也可照常使用。它只是
9、拨号上网的改良，充其量算是过渡产品，安装费用较高且维护复杂，在资费上也没有特殊优势。使用ISDN上网的资费标准基本与传统拨号上网相同，有使用单信道时，优势主要体现在不影响电话接听。 ADSL:它可为用户提供更高的接入速度。利用这样的高速度，可以实现在线播放电影、音乐，原来需要几小时才能完成的下载任务，依靠ADSL几分钟就可以完成。长期坚持上网和家里有多台电脑同时上网的网民应该把ADSL作为首选方案。,Modem ISDN ADSL之比对,6.3 网络连接设备,要使计算机发挥更大的效能，必须把单台计算机连接成网络。局域网是发展和使用极为广泛的网络。 网络连接设备，主要有网络传输介质、网卡、集线器
10、和交换机。,6.3.1 网络传输介质,传输介质即信号传输线，是网络互连的基本工具。组建局域网时最常用的传输电缆有三种： 同轴电缆 双绞线 光纤 这都属于物理层设备,同轴电缆,同轴电缆是组建局域网最常用的传输介质，多应用在总线型网络拓扑中。在双绞线未盛行之前，它是主宰局域网的主流传输介质。 特点：与双绞线相比，同轴电缆的抗干扰能力强、屏蔽性能好、传输数据稳定、距离较长、价格便宜，弹性好、容易安装，抗恶劣环境效果比较好，而且它不用连接在集线器或交换机上即可使用。 同轴电缆从里到外分4层：铜芯、绝缘材料层、屏蔽层和塑料外壳。根据直径的不同，又可分为细缆和粗缆两种。,细缆的直径为0.26cm，最大传输
11、距离185米，使用时与50终端电阻、T型连接器、BNC接头与网卡相连，线材价格和连接头成本都比较便宜，而且不需要购置集线器等设备，十分适合架设终端设备较为集中的小型以太网络。缆线总长不要超过185米，否则信号将严重衰减。细缆的阻抗是50。,BNC接头： 同轴电缆是用来和BNC接头相连接的，BNC头是一个螺旋凹槽的金属接头，它由金属套头、镀金针头和3C/5C金属套管组成的。我们只要利用普通的钳子即可制作好。,T型接头： 在细缆两端都必须安装BNC接头，它是通过专用T型接头与网卡相连接的。T型接头与BNC接插件同是细同轴电缆的连接器，它对网络的可靠性有着至关重要的影响。同轴电缆与T型连接器是依赖于
12、BNC接插件进行连接的。,终端匹配器（也称终端适配器）： 安装在同轴电缆（粗缆或细缆）的两个端点上，它的作用是防止电缆无匹配电阻或阻抗不正确。,同轴电缆的优点是可以在相对长的无中继器的线路上支持高带宽通信，而其缺点也是显而易见的： 一是体积大，细缆的直径就有3/8英寸粗，要占用电缆管道的大量空间 二是不能承受缠结、压力和严重的弯曲，这些都会损坏电缆结构，阻止信号的传输最后就是成本高。 而所有这些缺点正是双绞线能克服的，因此在现在的局域网环境中，基本已被基于双绞线的以太网物理层规范所取代 。,将一对以上的双绞线封装在一个绝缘外套中，为了降低干扰，每对相互扭绕而成。分为非屏蔽双绞线(UTP)和屏蔽
13、双绞线(STP)局域网中UTP分为3类，4类，5类和超5类四种。 品牌：安普AMP、朗讯AVAYA、西蒙XIEMON,双绞线,正线(标准568B),反线(568A),网线测试仪,正线(568B):两端线序一样，线序是:橙白,橙,绿白,蓝,蓝白,绿,棕白,棕。 反线(568A):一端为正线的线序,另一端为:绿白,绿,橙白,蓝,蓝白,橙,棕白,棕。 一般的连接方式:PC-PC:反线 PC-HUB:正线,双绞线网线制做,光纤以光脉冲的形式来传输信号，因此材质也以玻璃或有机玻璃为主，它由纤维芯、包层和保护套组成。光纤的结构和同轴电缆很类似，也是中心为一根由玻璃或透明塑料制成的光导纤维，周围包裹着保护材
14、料，根据需要还可以多根光纤并合在一根光缆里面。根据光信号发生方式的不同，光纤可分为单模光纤和多模光纤。,光纤,SKT30系列 (E1/V.35/10BASE-T系列光MODEM),网络中另外一类信息传输方式是利用微波、红外线及激光，这类传输介质称为直接介质。它们由发射器和接收器设备组成，以空气或真空为介质传播。其特点是具有极高的数据传输率，可达Mps，缺点是受气候影响较大，抗干扰性能差。,直接介质,网卡(NIC)又称网络适配器，是计算机局域网中最重要的连接设备。它插在主机板的扩展槽中，通过它将计算机主机与网络相连接。在网络中，网卡的工作是双重的，它一方面负责接收网络上传过来的数据包，解包后，将
15、数据通过主板上的总线传输给本地计算机；另一方面，它将本地计算机上的数据打包后发送到网络。,6.3.2 网卡,NIC通过一个NIC设备驱动程序与计算机和操作系统进行通信。网络电缆连接NIC与真实网络。NIC通常位于计算机主板扩展槽中，但更多的手提和桌面电脑现在也使用嵌入式NIC(集成网卡)作为标准设备。 网卡的主要工作原理:发送数据时,计算机把要传输的数据并行写到网卡的缓存,网卡对要传输的数据进编码,串行发到传输介质上.接收数据时,则相反。对于网卡而言，每块网卡都有一个唯一的网络节点地址，它是网卡生产厂家在 生产时烧入ROM(只读存 储芯片)中的，我们把它叫 做MAC地址(物理地址)， 且保证绝
16、对不会重复。,1、网卡分类 按所支持带宽的不同，网卡可分为10Mbps网卡，100Mbps网卡，10/100Mbps自适应网卡和1000Mbps网卡等。 根据总线类型的不同，网卡可分为ISA，EISA和PCI总线网卡三类。其中，ISA网卡较常用，同样是10Mbps网卡，因为PCI总线是32位，所以比16位总线的ISA网卡快。,2、接口类型 根据传输介质不同，网卡有AUI接口，BNC接口和RJ-45接口三种接口类型。 根据主板上是否整合网卡芯片，又有板载网卡，下图就是主板上的网卡芯片和主板后I/O面板上的RJ-45接口。图中网卡芯片采用了RTL8100L，可提供带宽为10M/100Mbps。,集线器(Hub)是基于星形拓扑结构网络的接线点，它在星形拓扑结构的局域网中起着枢纽作用。其实，集线器就是中继器的一种形式，区别在于集线器能够提供多端口服务，故也称之为多口中继器。 大部分集线器为有源集线器，这是因为它们可以重新生成和放大电子信号，像中继器一样。 集线器通常包括一个上行链路端口，用于连接其他集线器。,6.3.3 集线器HUB,工作原理： 集线器属于
