计算机网络基础与应用 教学课件 ppt 作者 肖庆 第4章

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1、第4章 计算机网络设计与综合布线,,主要内容,认识各种网络硬件,1,初级网络设计,2,高级网络设计,3,建筑物的综合布线,4,上机实训,5,认识各种网络硬件,路由器,交换机,网卡,网络传输介质,无线网络设备,其他网络设备,组网工具,网络传输介质,同轴电缆。 同轴电缆的结构 同轴电缆是由一组共轴心的电缆构成。其具体的结构由内到外包括中心铜线、绝缘层、网状屏蔽层和塑料封套4个部分。,网络传输介质,同轴电缆。 同轴电缆的种类 应用于计算机网络的同轴电缆主要有两种，即“粗缆”和“细缆”。 同轴粗缆及其配件主要有BNC接头、收发器和终端电阻3种。 细缆是指“细同轴电缆”，它的英文简称为“BNC”，细同轴

2、电缆与粗同轴电缆结构类似，只是直径不同，有时是由多条细铜线组成的。,网络传输介质,同轴电缆。 两种类型的宽带系统 双缆系统：双缆系统有两条并排铺设的完全相同的电缆。为了传输数据，计算机通过电缆1将数据传输到电缆数据部的设备，即顶端器（head-end），随后顶端器通过电缆2将信号沿电缆数往下传输。所有的计算机都通过电缆1发送，通过电缆2接收。 单缆系统：在每根电缆上为内、外通信分配不同的频段。低频段用于计算机到顶端器的通信，顶端器收到的信号移到高频段；在子分段（subsplit）系统中，5MHz30MHz频段用于内向通信，40MHz300MHz频段用于外向通信；在中分（midsplit）系统中

3、，内向频段是5MHz116MHz，而外向频段为168MHz300MHz。这一选择是由历史的原因造成的。,网络传输介质,同轴电缆。 同轴电缆网络,主干网,次主干网,线缆,同轴电缆网络,网络传输介质,双绞线。 双绞线的结构 双绞线一般由两根22-26号绝缘铜导线相互缠绕而成，实际使用时，双绞线是由多对双绞线一起包在一个绝缘电缆套管里的。,网络传输介质,双绞线。 双绞线电缆的种类 双绞线电缆可以分为屏蔽双绞线（STP）和非屏蔽双绞线（UTP）两种。 屏蔽双绞线（STP）的缠绕电线对被一种金属箔制成的屏蔽层所包围，且每个线对应的电线也是相互绝缘的。 非屏蔽双绞线（UTP）包括一对或多对由塑料封套包裹的

4、绝缘电线对。UTP没有屏蔽双绞线的屏蔽层。,网络传输介质,双绞线。 双绞线的分类标准,2类线,分类标准,1类线,超5类线,3类线,4类线,5类线,6类线,7类线,网络传输介质,双绞线。 双绞线的连接方法 在5类双绞线中有8根电缆，每根电缆用1、2、3、4、5、6、7、8进行编号，其颜色顺序分别为棕色、棕白色、橙色、橙白色、蓝色、蓝白色、绿色、绿白色，每种颜色和与之配套的白色线对缠绕在一起。双绞线的线序标准有两种，即EIA/TIA 568 A和EIA/TIA 568 B。,网络传输介质,双绞线。 双绞线的连接方法 【任务2】制作一根双绞线的网线。,网络传输介质,光导纤维。 光纤的基本特性 光纤主

5、要是在要求传输距离较长、布线条件特殊的情况下用于主干网的连接。,网络传输介质,光导纤维。 光纤的成分 光导纤维是一种能够传导光信号的极细（1m100m）且柔软的介质，构成光纤的材料主要有超纯二氧化硅（SiO2）、多成分光导玻璃纤维和塑料纤维等。,网络传输介质,光导纤维。 光纤的构成,网络传输介质,光导纤维。 光纤的优点,优点,抗干扰能力强,重量轻,保真度高,工作性能可靠,损耗低,频带宽,成本不断下降,网络传输介质,光导纤维。 光纤种类 光纤的分类方式很多，如按光在光纤中的传输模式可分为单模光纤和多模光纤；按最佳传输频率窗口分常规型单模光纤和色散位移型单模光纤；按折射率分布情况分突变型和渐变型光

6、纤，但最常见的还是第一种分类方法。,网络传输介质,光导纤维。 光纤的连接方式,Phase 1,Phase 2,Phase 3,将光纤接入连接头并插入光纤插座,用机械方法将其接合,两根光纤可以被融合在一起,子网和子网掩码,无线传输介质,无线通信方法,无线电波,微波,蓝牙,红外线,子网和子网掩码,网络传输介质的选择。,网络的成本,未来发展,地理位置,抗干扰性能,连接器的通用性,传输介质,吞吐量和带宽,计算机系统间距,灵活性和方便性,网卡,网卡的外观与功能。 网卡的外观 网卡（Network Interface Card，NIC）又称网络适配器、网络卡或者网络接口卡，是以太网的必备设备。,网卡,网卡

7、的外观与功能。 网卡的功能 提供数据缓存能力。 实现某些接口功能。 实现无盘工作站的复位及引导。 实现局域网数据链路层的一部分功能，包括网络存取控制、信息帧的发送与接收、差错校验和串并代码转换等。 实现工作站与局域网传输介质之间的物理连接和电信号匹配，接收和执行工作站与服务器送来的各种控制命令，完成物理层的功能。,网卡,网卡的种类。 有线网卡,PCI网卡,集成网卡,USB网卡,有线网卡,网卡,网卡的种类。 无线网卡,无线网卡,Add Your Title here,PCI网卡,USB网卡,PCMCIA网卡,MINI-PCI网卡,网卡,网卡的选择。 网卡在计算机网络中有着十分重要的作用，因此选择

8、一款性能好的网卡能保证网络稳定、正常运行。在选择网卡时，需要注意以下几个方面： 注意网卡的性能指标 注意网卡的工作模式 查看网卡的做工 注重品牌 是否支持自动网络唤醒功能 是否支持远程启动,交换机,交换机相关概念。 交换机的主要功能包括物理编址、网络拓扑结构、错误校验、帧序列以及流量控制。目前一些高档交换机还具备了一些新的功能，如对VLAN（虚拟局域网）的支持、对链路汇聚的支持，有的还具有路由和防火墙的功能。 交换（switching）是按照通信两端传输信息需要，用人工或设备自动完成的方法，把要传输的信息送到符合要求的相应路由上的技术的统称。广义的交换机就是一种在通信系统中完成信息交换功能的设

9、备。,交换机,交换机的种类。 根据网络覆盖范围划分,广域网交换机,局域网交换机,交换机,交换机,交换机的种类。 根据传输介质和传输速度划分,交换机,快速以太网交换机,千兆以太网交换机,以太网交换机,令牌环交换机,ATM交换机,FDDI交换机,交换机,交换机的种类。 根据交换机应用网络层次划分,交换机,校园网交换机,企业级交换机,部门级交换机,工作组交换机,桌机型交换机,交换机,交换机的种类。 根据交换机端口结构划分,固定端口交换机,模块化交换机,交换机,交换机,交换机的种类。 根据工作协议层划分,第二层交换机,第三层交换机,交换机,第四层交换机,交换机,交换机的种类。 根据是否支持网管功能划分

10、,网管型交换机,非网管型交换机,交换机,交换机,交换机的功能。 交换机提供了大量可供线缆连接的端口，这样可以采用星型拓扑布线，该功能能够代替集线器。 当它转发帧时，交换机会重新产生一个不失真的方形电信号，该功能能够代替中继器、集线器和网桥。 交换机在每个端口上都使用相同的转发或过滤逻辑，该功能能够代替网桥。 交换机将局域网分为多个冲突域，每个冲突域都是有独立的宽带，因此大大提高了局域网的带宽，该功能能够代替网桥。 除了具有网桥、集线器和中继器的功能以外，交换机还提供了更先进的功能，如虚拟局域网（VLAN）和更高的性能。,交换机,交换机的选择。,性能参数,接入层次,选择交换机,路由器,路由器的功

11、能。 路由器能够同时支持本地和远程连接，方便用户的使用。 路由器能够过滤网络中的广播信息，从而避免发生网络拥塞，优化网络环境。 通过在路由器中设定隔离和安全参数，禁止某种数据传输到网络，增加网络的安全性。 在使用路由器时，用户利用网络接口卡等冗余设备，提供较高检错能力。 路由器能够监视数据传输，并向管理信息库报告统计数据。此外，路由器能够诊断内部或其他连接问题并触发报警信号。,路由器,路由器分类。,路由器分类,性能档次,性能,功能,使用级别,路由器,路由器的选择。 路由器是网络与外界的通信出口，也是联系内部子网的桥梁。在网络组建的过程中，路由器的选择是极为重要的。 安全性能 处理器 控制软件

12、容量 网络扩展能力 支持的网络协议 带电拔插 【任务3】在家庭网络中连接路由器和计算机。,无线网络设备,无线接入点。 无线接入点即无线AP（Access Point）它是用于无线网络的无线交换机，也是无线网络的核心。,无线网络设备,无线路由器。 无线路由器是带有无线覆盖功能的路由器，它主要应用于用户上网和无线覆盖。,无线网络设备,无线AP与无线路由器的区别。 从功能上区分 从应用上区分 从组网拓扑图上区分 容量 网络扩展能力 支持的网络协议 带电拔插,无线网络设备,无线网桥。 无线网桥是为使用无线（微波）进行远距离数据传输的点对点网间互联而设计。,其他网络设备,在组建网络时，还有中继器、网关和

13、网桥等硬件设备在网络通信中起着关键作用，和集线器、路由器、交换机等设备一起，工作在OSI模型的不同层次。,其他网络设备,中继器。 中继器（Repeater）是最简单、最常用的连接设备，它作用于OSI模型中的物理层，其作用是放大模拟或数字信号，以克服信号经过较长距离传输后引起的衰减；并实现粗同轴电缆以太网和细同轴电缆以太网的互连。集线器也是一种特殊的中继器。,其他网络设备,网关。 网关（Gateway）是能够连接不同网络的一种软件和硬件的结合体，它可以将具有不同体系结构的计算机网络连接在一起。,电子邮件网关,因特网网关,常见的网关,局域网网关,其他网络设备,网桥。 网桥（Bridge）也被称为桥

14、接器，是实现两个局域网（或者称为网段）建立连接的桥梁。网桥具有以下作用： 网桥能够连接两个或两个以上的局域网。 通过在局域网中的某个关键部位设置网桥，可以防止因某个结点出现故障而导致整个系统的瘫痪。 网桥可以增加联网的工作站之间总的物理距离，且降低网络连接费用。 使用网桥可加强网络系统的安全性。,其他网络设备,网桥。,内部网桥,外部网桥,网桥,远程网桥,组网工具,压线钳。 双绞线压线钳。 同轴电缆压线钳。,组网工具,剥线钳。 剥线钳用来剥开线缆外层绝缘体，常用的剥线钳的外观，它可以用来剥开双绞线以及其他电缆的外层塑料绝缘体。,组网工具,测线仪。 测线仪，是专门用来对网线进行畅通性测试的工具，测

15、线仪分为主、从两部分，每个部分都有一个接口（或两种不同的接口类型）和一排指示灯，需要测试网线时，将制作好的网线两端分别插入两部分的接口中。,组网工具,其他组网工具。 在制作网线、组建网络的过程中，有时还需使用如尖嘴钳、螺丝刀等工具，以方便网络的安装和调试。,组网工具,万用表。 万用表是组网工具中的一种辅助测试工具，通过万用表可快速判断网线是否畅通及确定网线线脚等。万用表有数字式万用表和指针式万用表两种类型。,初级网络设计,改进的以太网设计,简单的以太网设计,10Mb/s以太网,10Mb/s以太网,10Mb/s以太网体系结构。 IEEE 802.3以太网体系结构包括MAC子层和物理层。物理层又分

16、为物理信令PLS和物理介质连接件PMA两个子层，并根据物理层的两个子层是否在同一个设备上实现。,10Mb/s以太网,10Mb/s以太网组网方式。 在IEEE 802.3规定中，支持的物理层介质和配置方式有多种，它们都由一组协议组成，其中每一种实现方案都有一个名称代号。,简单的以太网设计,两台计算机联网设计。 在家庭或办公网络中，可能存在两台计算机互联组成一个最简单的以太网，根据其距离、使用的通信介质和网络设备造价，有以下3种设计方法。 （1）使用双绞线 （2）使用细同轴电缆 （3）使用粗同轴电缆或光纤,简单的以太网设计,10Base-2联网设计。 10Base-2联网。,简单的以太网设计,10Base-2联网设计。 增加一台打印机。,简单的以太网设计,10Base-2联网设计。 连接两个网络。,简单的以太网设计,10Base-2联网设计。 连接多个实验室。,