传输介质和互联设备(补充内容)

第三章网络传输介质与互联设备济源职业技术学院计算机系李俊雅2第三章网络传输介质与互连设备主要内容学习目标新课讲授本章小结3第三章网络传输介质与互连设备1网络传输介质2网络互联设备4掌握常用的网络传输介质的特点和使用场合。掌握双绞线缆的制作方法并实现双机互连。了解网卡的特性与应用场合，掌握网卡的安装方法。了解集线器的特性与应用场合，掌握集线器的使用方法。掌握交换机的工作机制、种类、特点及基本配置方法。学习目标1、知识目标5人的一生中和选择路由一样，也是一个不断选择的过程。有时候关键的一步将会决定一个人一生的命运。对于在校学习的学生，更应当珍惜学校生活，为自己的将来打好基础。2、技能目标3、情感目标通过本次课程学生能针对不同的应用场合制作各种RJ45双绞连线，并认识基本的网络互连设备。学习目标6互联设备（集线器、交换机、路由器等）工作站传输介质网卡服务器计算机网络基本组成（硬件、软件）计算机网络硬件设备导入7概念服务器：网络服务之核心，一台或多台规模较大/配置较高的计算机（具备高速处理及快速存取功能的存储器），提供：文件服务/打印服务/邮件服务等网络服务。工作站：广义上的用户。每一台连到网络上的个人计算机（PC），支持：多种网络协议（最广泛使用的TCP/IP协议）传输介质：用于连接网络间的设备，因每种传输介质的电气性质的差异，存在连接速率、效率差异。83.1网络传输介质双绞线(局域网使用最广泛的一种传输介质，屏蔽层加强了传输信号的能力，速率：10Mbit/s~100Mbit/s，1Gbit/s)。同轴电缆：主要用于有线电视网传播电视信号。有：宽带同轴电缆（粗缆）、基带同轴电缆（细缆）。因接触点易氧化而产生网络故障，已逐渐被双绞线所取代。光导纤维：光导玻璃/塑料芯构成，远距离网络连接/主干网络中的重要传输媒介，随制造工艺改进将成为主流。微波/红外线/激光等。常用传输介质91．结构两根绝缘铜线拧成有规则的螺旋形（按一定密度规则螺旋排列）内部绝缘保护层铜导线对（1对/两根，共4对/8根）铜质细线颜色及线序：3.1网络传输介质一、双绞线102、特性具有绝缘保护层的铜导线对按一定密度，规则螺旋互绞在一起，每一对线对作为一条通信链路；可降低在传输过程中辐射的电磁波被另一根导线产生的电磁波抵消）；成本低，速度快，可靠性高。3、应用适合近距离数据传输，广泛应用于语音和100Mb/s网络数据传输。用于网络的双绞线和用于电话系统的双绞线是有差别的。3.1网络传输介质114、分类非屏蔽双绞线（UTP，UnshieldedTwisted-Pair）、屏蔽双绞线（STP，ShieldedTwisted-Pair）。EIA/TIA为非屏蔽双绞线制定了布线标准，该标准包括5类UTP。CAT1（第1类双绞线）：可用于电话传输，但不适合数据传输，这一级电缆没有固定的性能要求。CAT2（2类双绞线）：可用于电话传输和最高为4Mbit/s的数据传输，包括4对双绞线。CAT3（第3类双绞线）：可用于最高为10Mbit/s的数据传输，包括4对双绞线，常用于10BaseT以太网。3.1网络传输介质12CAT4（第4类双绞线）：可用于16Mbit/s的令牌环网和大型10BaseT以太网，包括4对双绞线。其测试速度可达20Mbit/s。CAT5（第5类双绞线）：可用于100Mbit/s的快速以太网，包括4对双绞线。CAT5E（超5类双绞线）：支持1000Mbase-T网络数据传输，基本取代了CAT5（可达：125Mb/s）。CAT6（第6类双绞线）：传输频率：250MHZ，传输速率：1000Mb/s，主要用于语音传输、1000Base-T网络传输。CAT7（第7类双绞线）：线缆的一个新标准，预计带宽可达600Mb/s3.1网络传输介质13•CAT（category：种类，部门，类目）•计算机网络综合布线普遍使用CAT5以上性能电缆，目前应用较多的双绞线主要为：CATE5、CAT6。•带宽（传输频率：MHZ）•传输速率：Mb/s•带宽与传输速率的关系：成正比（带宽越高，传输速率越快）因信号之传输和编码方式不同，相同带宽可达到不同传输速率。•NBase-T/Tx/Fx/Lx（10Base-T/100Base-T/1000Base-T）：N－数据传输速率，Base－基带信号（线路中传输的是经过编码的数字信号），T/TX（TwistedPair,TP-双绞线）－双绞线。Fx/Lx-不同模式光纤。知识角3.1网络传输介质14•双绞线千兆网络：目前流行局域网以太网，双绞线千兆的两个标准：1000Base-T/1000Base-Tx。•双绞线使用RJ-45接头连接计算机的网卡或集线器等通信设备。•RJ-45插头（水晶头）：由金属片与塑料构成，是双绞线的接头。一般连接在网卡、交换机接口或信息插座上。•信息插座：由信息模块与面板组成。主要为方便工作站的移动以及保持整个布局的美观。分为墙上型、桌面型和地面型等。3.1网络传输介质15直通线缆：线缆两端的线序一致（T568B标准）。直通线缆线序：T568B－T568B白橙、橙、白绿、蓝、白蓝、绿、白棕、棕白橙、橙、白绿、蓝、白蓝、绿、白棕、棕交叉线缆：线缆一端采用T568A标准，另一端采用T568B标准。一般用于计算机和计算机之间的连接或交换机与交换机之间的连接。交叉线缆线序：T568A－T568B白绿、绿、白橙、蓝、白蓝、橙、白棕、棕白橙、橙、白绿、蓝、白蓝、绿、白棕、棕双绞线的连接方法技术角3.1网络传输介质16剪线剥皮排序剪齐插入压线测通跳线制作过程3.1网络传输介质17二、同轴电缆同轴电缆是由一根空心的外圆柱形的导体围绕着单根内导体构成的。内导体为实芯或多芯硬质铜线电缆，外导体为硬金属或金属网。内外导体之间有绝缘材料隔离，外导体外还有外皮套或屏蔽物。有5种不同的同轴电缆可用于计算机网络，如图所示3.1网络传输介质18三、光导纤维光导纤维导芯外包一层玻璃同心层构成圆柱体，包层比导芯的折射率低，使光线全反射至导芯内，经过多次反射，达到传导光波的目的。3.1网络传输介质19只要到达光纤表面的光线入射角大于临界角，便产生全反射，因此可以由多条入射角度不同的光线同时在一条光纤中传播，这种光纤称为多模光纤。如果光纤导芯的直径小到只有一个光的波长，光纤就成了一种波导管，光线则不必经过多次反射式的传播，而是一直向前传播，这种光纤称为单模光纤。单模多模用于高速度，长距离用于低速度，短距离成本高成本低窄芯线，需要激光源宽芯线，聚光好耗散极小，高效耗散较大，低效光导纤维可以分为多模和单模两种3.1网络传输介质20光缆的类型由模、材料、芯尺寸和外层尺寸决定，芯的尺寸大小决定光的传输质量。常用的光缆有：8.3mm芯/125mm外层单模62.5mm芯/125mm外层多模50mm芯/125mm外层多模100mm芯/140mm外层多模光纤通信：光纤通信就是因为光纤的这种神奇结构而发展起来的以光波为载波，光导纤维为传输介质的一种通信方式。光纤通信系统的基本构成如图所示:3.1网络传输介质212．光纤的特点光纤的很多优点使得它在远距离通信中起着重要作用。光纤与同轴电缆相比有如下优点：（1）光纤有较大的带宽，通信容量大。（2）光纤的传输速率高，能超过千兆位/秒。（3）光纤的传输衰减小，连接的范围更广。（4）光纤不受外界电磁波的干扰，因而电磁绝缘性能好，适宜在电气干扰严重的环境中应用。（5）光纤无串音干扰，不易被窃听和截取数据，因而安全保密性好。目前，光缆通常用高速的主干网络。3.1网络传输介质22无线传输介质，简称无线（自由或无形）介质或空间介质。无线传输介质是指在两个通信设备之间不使用任何物理的连接器，通常这种传输介质通过空气进行信号传输。当通信设备之间由于存在物理障碍而不能使用普通传输介质时，可以考虑使用无线介质。1．无线电短波通信无线电波由于具有容易产生、可以传播很远的距离、能够穿过建筑物的特性，被广泛用于通信。无线电波的传输是全方向的，因此发射和接收装置不需要在物理上进行精确对准。3.1网络传输介质233．红外线无导向的红外线已经被广泛应用于短距离通信。在日常生活中所使用的遥控装置都利用了红外线装置。红外线通信的特点是相对有方向性和成本较低。其主要的缺点是不能穿透坚实的物体。许多笔记本电脑都内置了红外线通信装置。目前，直接红外传输主要用于在同一房间中设备间的通信。2．微波传输微波频率在100MHz以上。微波能沿着直线传播，具有很强的方向性，因此，发射天线和接收天线必须精确地对准。3.1网络传输介质24一、实验工具双绞线、水晶头、网钳、测线仪、二、实验目的掌握直通双绞线与交叉双绞线的制作方法。实训三双绞线的制作251、双绞线的制作RJ45头的连接标准有，T568A和T568B。直通线缆线序：T568B－T568B白橙、橙、白绿、蓝、白蓝、绿、白棕、棕白橙、橙、白绿、蓝、白蓝、绿、白棕、棕交叉线缆线序：T568A－T568B白绿、绿、白橙、蓝、白蓝、橙、白棕、棕白橙、橙、白绿、蓝、白蓝、绿、白棕、棕三、实验步骤26外皮剥除(1.5cm－2cm)；将双绞线反向绕开；根据标准线序排线序（用左手指捏紧，右手将8根线拉直）；剪齐线头（约15mm）；插入水晶头；用压线钳夹紧；使用万用表或测线仪测试。双绞线制作步骤27交叉线制作步骤如下步骤1：利用斜口错剪下所需要的双绞线长度，至少0.6米，最多不超过100米。然后再利用双绞线剥线器(实际用什么剪都可以)将双绞线的外皮除去2－3厘米。有一些双绞线电缆上含有一条柔软的尼龙绳，如果您在剥除双绞线的外皮时，觉得裸露出的部分太短，而不利于制作RJ－45接头时，可以紧握双绞线外皮，再捏住尼龙线往外皮的下方剥开，就可以得到较长的裸露线。步骤2：接下来就要进行拨线的操作。将裸露的双绞线中的橙色对线拨向自己的前方，棕色对线拨向自己的方向，绿色对线拨向左方，蓝色对线拨向右方。步骤3：将绿色对线与蓝色对线放在中间位置，而橙色对线与棕色对线保持不动，即放在靠外的位置。28步骤4：按照EIA／TIA568B规定，最好的接线方法应该是：左起（T568B）：白橙／橙／白绿／蓝／白蓝/绿/白棕/棕；而另一端线序：左起（T568A）：白绿/绿/白橙/蓝/白蓝/橙/白棕/棕。1、双绞线与RJ-45水晶头连接(直通连接与交叉连接)2、双绞线连接网卡与集线器：直通线3、双绞线连接两个集线器：交叉线4、双绞线直连两个网卡（两台PC）：交叉线5、网络调试：可以用通过ping命令调试网络是否连通。交叉线制作步骤如下29一、实验环境Windows2000二、实验目的熟悉交叉线制作及简单网络的组建三、实验步骤1．硬件的准备（1）准备二块具有RJ45接口的10M或100M或10/100M自适应网络适配器。（2）网络连线双绞线两端接头的制作与局域网中连接网卡和集线器时不同，需要考虑导线在RJ—45连接器(水晶头)的排列问题，即要进行交叉连接。（3）安装网卡（4）双机的连接实训四双机互联302．Windows2000中的设置(1)安装网卡驱动程序(2)安装通信协议。安装向导如下图所示(3)标识计算机3、传输数据首先建立共享文件夹，单击“网络邻居”，查找对应的计算机，就可以传输数据。实训四双机互联313.2.1网卡网卡又称网络接口卡（NetworkInterfaceCard，NIC），是计算机与网络的接口。网卡能够对信道中的信息进行侦听，并根据自身的MAC地址识别自己应该接收的信息。当与网卡连接的计算机或其他设备作好接受信息的准备后，网卡便将从外部接收的信息提交给这些设备；当与网卡连接的计算机或其他设备需要向外界发送信息时，网卡会在信道信息流中寻找间隙，并将信息送上信道。3.2网络互联设备32（1）根据速度分类：（10M、100M、10/100M自适应网卡、1000M网卡）（2）根据总线分类ISA总线网卡，一般为10M；PCI总线网卡，一般为10M~1000M都有（3）根据应用领域分类有线网卡无线网卡1．网卡的类型