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1、组网与网络管理技术第1章复习要点组网与网络管理技术是计算机应用专业网络方向的必修课。课程教学总学时72学时，4学分。其中授课37学时(含录像)，实验35学时。先修课程是计算机网络。本课程的任务是： 使学生可以全面而细致地了解组建一个计算机网络的各个环节。 从实际出发介绍一些实际的组网和网络管理方法。 提高学生对计算机网络基本原理和实际网络的关系的深刻理解。 提高学生的计算机网络应用水平。 掌握组建网络和进行网络管理所需要的各种专业技术知识。 下面就按照章节介绍各章的重点。第1章 组网的物理基础本章主要介绍组网信道的概念、信道类型和特性。介绍各种传输介质的应用领域和具体的参数指标，以及常用的几种
2、连接传输介质的接插件和接口标准。一、网络与信道为了方便用户，将分布在不同地理位置的计算机资源实现信息交流和资源的共享。计算机资源主要指计算机硬件、软件与数据。数据是信息的载体。计算机网络的功能包括网络通信、资源管理、网络服务、网络管理和互动操作的能力。计算机网络技术是计算机技术与通信技术的结合。关于计算机网络的分类，从广义上讲，网络采用的传输技术有2种类型：广播式网络、点到点网络。在计算机网络课程中，我们已经学习了开放系统互连（OSI，Open Systems InterConnection）,知道OSI参考模型分为七个层次：应用层、表示层、会话层、运输层、网络层、数据链路层和物理层。其中物理
3、层将比特流送到物理媒体上传送，这是通过信道传送的。信道一般都是用来表示向某一个方向传送信息的媒体，一个信道可以看成是一条电路的逻辑部件。信道与电路并不等同，一条通信电路往往包含一条发送信道和一条接收信道。信道有以下三种工作方式：单向通信：又称为单工通信。双向交替通信：又称为半双工通信。双向同时通信：又称为全双工通信。根据数据在信道上传送的时间顺序，可分为串行传输方式和并行传输方式。在信道上传输的信号类型有两大类：模拟信号和数字信号。根据传输的信号类型，信道因此可分为模拟信道和数字信道。 信道的多路复用技术有几类:频分多路复用（FDM）、时分多路复用（TDM）、波分多路复用（WDM）。对于广播信
4、道一般采用多路访问技术。这样就不会因为固定分配信道导致信道利用率不高和不能适应灵活变化的主机数量。常用的多路访问技术有ALOHA、CSMA/CD、TOKEN RING、TOKEN BUS。ALOHA和CSMA/CD属于随机多路访问技术，而TOKEN RING和TOKEN BUS属于受控多路访问技术。它们各有优点和缺点。信道的重要特性是在给定的信道上存在最高码元传输率和最高信息传输率的限制。任何信道都不是理想的，而且带宽有限，在传输信号时的各种失真和干扰，使得信道上存在一个码元传输率的上限。香农关于热噪声信道的主要结论是：任何带宽为HHz，信噪比为S/N的信道，其最大数据传输率为：最大数据传输率
5、（b/s）= Hlog2（1+ S/N）。二、传输介质物理层的目的是将原始的比特流从一台机器传送到另一台机器。有多种物理介质可用于实际传输。通常将介质大致分为硬介质（双绞线、同轴电缆、光缆）和软介质（电磁波、卫星）。每一种介质在带宽、延迟、成本等特点上都不尽相同。双绞线（TP：Twisted Pairwire）是综合布线工程中最常用的一种传输介质。双绞线由两根具有绝缘保护层的铜导线组成。把两根绝缘的铜导线按一定密度互相绞在一起,可降低信号干扰的程度,每一根导线在传输中辐射的电波会被另一根线上发出的电波抵消。与其他传输介质相比,双绞线在传输距离、信道宽度和数据传输速度等方面均受到一定限制,但价格
6、较为低廉。目前,双绞线可分为非屏蔽双绞线（UTP:：Unshilded Twisted Pair）和屏蔽双绞线（STP：Shielded Twisted Pair）。 虽然双绞线主要是用来传输模拟声音信息的,但同样适用于数字信号的传输,特别适用于较短距离的信息传输。在传输期间,信号的衰减比较大,并且产生波形畸变。采用双绞线的局域网的带宽取决于所用导线的质量、长度及传输技术。只要精心选择和安装双绞线,就可以在有限距离内达到每秒几百万位的可靠传输率。当距离很短,并且采用特殊的电子传输技术时,传输率可达100Mbps155Mbps。由于利用双绞线传输信息时要向周围幅射,信息很容易被窃听,因此要花费额
7、外的代价加以屏蔽。屏蔽双绞线电缆的外层由铝泊包裹,以减小幅射,但并不能完全消除辐射。对于双绞线,用户最关心的是表征其性能的几个指标。衰减、近端串扰、直流电阻、特性阻抗、衰减串扰比(ACR)、 电缆特性有两类双绞线在计算机网络中经常使用。3类双绞线和5类双绞线。5类双绞线比3类双绞线拧的密度更大，绝缘更好，抗干扰性更强，传输距离更长，适合高速网络通信。有两种广泛使用的同轴电缆。一种是50欧姆电缆，用于数字传输，由于多用于基带传输，也叫基带同轴电缆；另一种是75欧姆电缆，用于模拟传输，即宽带同轴电缆。同轴电缆以硬铜线为芯，外包一层绝缘材料。同轴电缆具有高带宽和极好的噪声抑制特性。同轴电缆的带宽取决
8、于电缆长度。1公里的电缆可以达到1Gb/s2Gb/s的数据传输速率。还可以使用更长的电缆，但是传输速率要降低或使用中间放大器。目前，同轴电缆大量被光纤取代，但仍广泛应用于有线电视和某些局域网。计算机网络一般选用RG-8以太网粗缆和RG-58以太网细缆。RG-59 用于电视系统。RG-62 用于ARCnet网络和IBM3270网络。光传输系统由三部分组成，即光源、传输介质和检测器。习惯上，检测到一个光脉冲表示比特1，而无光脉冲表示0。传输介质是极细的玻璃纤维，称为光纤。光缆由一捆光纤组成。光缆是数据传输中最有效的一种传输介质。光在光纤内传输是利用全反射的原理，因此可以几乎无损耗地传输几公里。光纤
9、有单模和多模之分。 多模光纤的特点是：成本低，宽芯线，聚光好，耗散大，低效，用于低速度、短距离的通信。单模光纤的特点是：成本高，窄芯线，需要激光源，耗散小，高效，用于高速度、长距离的通信。在普通计算机网络中安装光缆是从用户设备开始的。因为光缆只能单向传输。为了实现双向通信,光缆就必需成对出现,一个用于输入,一个用于输出。光缆两端接光学接口器。光缆的优点是:(1) 频带较宽。(2) 电磁绝缘性能好。光纤电缆中传输的是光束,由于光束不受外界电磁干扰与影响,而且本身也不向外辐射信号,因此它适用于长距离的信息传输以及要求高度安全的场合。(3) 衰减较小。可以说在较长距离和范围内信号是一个常数。(4)
10、中继器的间隔较大,因此可以减少整个通道中继器的数目,可降低成本。根据贝尔实验室的测试,当数据的传输速率为420Mbps且距离为119公里无中继器时,其误码率为10-8,可见其传输质量很好。而同轴电缆和双绞线每隔几千米就需要接一个中继器。前面所讲的三种传输媒体都属于有线传输，但当通信线路通过高山或岛屿就很难施工。当通信距离远时，铺设电缆既昂贵又费时，利用无线电波就方便多了。短波通信主要靠电离层，但容易产生多径效应，使得通话质量低下。而微波通信在空间中以直线传播，但会穿过电离层而进入宇宙空间，因而不象短波一样可传播到很远的地方。微波通信有两种方式：地面微波接力通信和卫星通信。卫星通信优缺点与地面微
11、波通信方式差不多，但其具有较大的传播时延。并且通信卫星和发射卫星用的火箭造价高，卫星地球站技术复杂，价格贵。卫星通信的主要特点是频率高，频段范围宽，通信信道容量大；传输质量高；可靠性高；微波传播受天气影响大；隐蔽性和保密性较差。网络的一般拓扑结构分为：总线、树型、环形、星形，而传输介质与拓扑结构的关系：表1-1 各种传输介质与拓扑结构的关系传输介质拓扑结构总线树型环型星型双绞线基带同轴宽带同轴光缆下表对光纤和铜线作一比较：表1-2 光纤和铜线的比较通信介质带宽衰减抗干扰性抗腐蚀性重量防窃听接口价格价格铜线低较大一般较差较重一般便宜中光纤高很小很好很好很轻很好较贵较低三、接口标准及接插件计算机要
12、使用物理线路进行通信，必须以某种形式连接到物理线路上。完成这些工作的设备就称为接插件。物理设备之间的接口必须形成标准，才能使不同厂家生产的设备能非常完美地结合在一起。数据链路是网络中最基本的数据传输通路。通常所说的传输线路或通信线路,在概念上和层次上与数据链路有所区别。传输线路又称通信线路,主要是指“信号”传输的通路及相关的设备,通信双方的信号变换器输入端之间的一段信号通路,称为传输线路。传输线路主要由信号变换器和传输介质两部分组成。因为信号变换器是传输线路两端的端末设备,所以又称它为线路终端,在数据通信系统中称为“数据线路设备”(DCE, Data Circuit Equipment)。数据
13、链路又称逻辑链路,主要是指“数据”的传输通路及相关设备。通信双方的通信控制器输入端之间或者两端通信实体之间的一段数据通路,也称数据链路。数据链路两端的端末设备,统称为“数据终端设备”(DTE, Data Terminal Equipment)。DTE一般泛指数据的源/宿设备，包括数据传输控制设备,例如：计算机,终端,打印机,通信控制器,等等。因此,通常所说的数据通信,其实就是DTE与DTE之间的通信。DTE与DCE由许多种信号线和控制线连接起来。发送时DTE将数据传给DCE，DCE再把数据按比特顺序逐个发往传输线路；接收时DCE从传输线路收下来串行的比特流，然后再交给DTE。很明显，这里需要高
14、度协调的工作。为了减轻用户的负担，就必须对DTE和DCE之间的界面进行标准化。EIA (Electronic Industry Association) 美国电子工业协会。ITU(International Telecommunication Union)国际电信联盟。ISO (International Standards Organization) 国际标准化组织。IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) 电器和电子工程师协会。一般通信接口种类按其国际或工业标准分类，实际上就是按规程分类。常用接口有EIA-232/V.
15、24、V.35、X.21、G.703等。其中EIA-232/V.24 接口为低速接口，通常情况下其速率上限为20K；V.35、X.21、G.703等接口为高速接口 为了完整地描述接口，需要在四个方面进行特性的描述：机械特性。电气特性。功能特性。规程特性。当今国际上流行也是具有代表性的模拟接口标准RS-232-C。当今几乎每台计算机和终端设备都配备了RS-232-C接口装置。1 机械特性RS-232-C采用表1-3中符合ISO 2110标准的25芯连接器。标准还规定连接器的阳面(带插针的一头)安装在DTE一侧,阴面(带针孔的一头)安装在DCE的一侧。2 电气特性RS-232-C的电气特性与ITU-T V.28所规定的特性相一致,它规定接口线电路采用公共地线、非平衡驱动/接收的电路连接方式。接口线的信号电平规定-3-15V代表逻辑“1”和“断
