组网与网络管理技术第一讲

1组网与网络管理技术第一讲教学安排一、课程简介《组网与网络管理技术》课程是中央电大计算机应用专业一门专业基础课，4学分，72学时，其中含实验35学时。该课程主要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。二、课程教材本课程的文字教材包括《组网与网络管理技术》主教材和《组网与网络管理技术实验》实验教材两本，录像教材为10讲，每讲50分钟，均由中央广播电视大学出版社出版，陈平主编、主讲。三、其他教学媒体中央电大直播课堂：共1讲，50分钟，主要对教学重点、难点的讲解、期末复习辅导和有关考试说明。网址：中央电大在线信息发布：给出该课程教学大纲、教学设计方案、期末复习提要、考核说明、教学辅导文章等信息。网址：武汉电大在线信息发布：给出该课程教学实施方案、期末复习辅导、教学辅导文章等信息。网址：四、教学媒体进度安排面授辅导：面授辅导和答疑24课时分八次进行，第4、5、6、7、14、15、16、17周周一晚上课。作业练习：共4次作业，完成一次作业将是获得平时成绩的12.5％。采用中央电大作业。11月9日前交第一、二次作业。上机实验：每个学生做7个上机实验。保证两人一机。不完成实验不得参加期末卷面考试。五、教学交流与答疑安排两次网上答疑：第一次：10月16日7：30～9：30，第二次：12月18日7：30～9：30。六、网上教研会安排两次网上教研会：第一次：9月25日7：30～9：30，第二次：12月11日7：30～9：30。七、教学要求见教学大纲。第1章组网的物理基础[内容简介]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2具体的参数指标，以及常用的几种连接传输介质的接插件和接口标准。[学习目标]通过本章的学习，应该做到：1．掌握传输介质及接插件的不同特性和应用领域；2．理解组网用的物理信道的概念、分类和特性；3．了解不同物理信道对传输的影响，最新的信道通信技术。[学习进度]本章教学安排一次面授辅导。1．1网络信道1．1．2传输技术的分类从广义上讲，网络采用的传输技术有2种类型：广播式网络、点到点网络。广播式网络：网络上的所有机器共享一条通信信道。广域网作用范围通常几十至几千公里。一般采用点到点网络传输技术。局域网在一个较小的范围里，通常是一个单位或一幢大厦。一般采用广播式传输技术。城域网作用范围通常在一个城市范围。一般采用广播式传输技术。1．1．3信道的类型我们已经学习了开放系统互连（OSI，OpenSystemsInterConnection），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。为了正确的发送和接收数据，通信双方必须实现某种程度的时钟同步。因此，根据实现同步的方式不同，又可分为同步通信和异步通信。同步通信需要发送方周期性地发送时钟同步信号（可与数据在同一个信道，也可以在不同的信道），接收方根据接收到的时钟信号对数据进行同步接收。在信道上传输的信号类型有两大类：●模拟信号●数字信号1．1．4信道的多路复用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）频分多路复用的方法是将整个频带划分成若干逻辑信道，每个用户独占某些频段。而时分多路复用则是有所有的用户轮流瞬时地占用整个信道。波分多路复用其实是在光纤信道上使用频分多路复用的一个变种。对于广播信道一般采用多路访问技术。常用的多路访问技术有ALOHA、CSMA/CD、TOKEN3RING、TOKENBUS。1．1．5信道的特性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。通常码元的传输速率为波特（baud），即每秒信号的变化次数。而信息的传输率单位为比特率（bps），即每秒能传输的比特数。两者之间有一定的关系。对于采用二进制的信号方式而言，信道能够以多少波特传输信号，就能够以多少比特率传输比特信息，这时比特率就是波特。而如果采用多进制（如四进制，即每次信号变化代表了2个比特信息），虽然波特没有改变，但每个码元所携带的比特信息数增加了，因此同样的信道能够更快地传输比特信息（如采用四进制时比采用二进制时快一倍）。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（b/s）=Hlog2（1+S/N）。由香农公式可知：信道的带宽愈大和信噪比越大，传输速率就越高。例1.1.1填空：从广义上讲，计算机网络的传输技术有2种主要类型：和点到点。(P2)广播式例1.1.2填空：广播式网络中所有机器共享一条________。(P2)通信信道例1.1.3填空：广域网作用的范围较大，一般采用_____________网络传输技术；局域网在一个相对小的范围内传输信息，一般采用_____________网络传输技术。(P2)点到点广播式例1.1.4填空：开放系统互连OSI的英文全称为__________。(P2)OpenSystemsInterConnection例1.1.5填空：OSI参考模型的七个层次是：、、、、、、、。(P2)应用层表示层会话层运输层网络层数据链路层物理层例1.1.6填空：信道有三种工作方式，即：、、。(P3)单向通信双向交替通信双向同时通信例1.1.7填空：为正确的发送和接收数据，通信双方必须实现某种程度的_______________。(P3)时钟同步例1.1.8填空：在信道上传输的信号有两大类：和。(P3)模拟信号数字信号例1.1.9填空：信道的复用的方式通常有：、、。(P3)频分多路复用（FDM）时分多路复用（TDM）波分多路复用（WDM）例1.1.10填空：频分多路复用的方法是将整个频带划分成_____________________，每个用户__________________，时分多路复用则是_____________________________。(P3)若干逻辑信道独占某些频段所有的用户轮流的瞬时的占用整个信道例1.1.11填空：码分多路复用技术多用于___________。(Px)移动技术4例1.1.12填空：信道的重要特性是和。(P4)存在最高码元传输率最高信息传输率的限制例1.1.13填空：对于采用四进制的信号方式，每次信号变化代表_____个比特的信息。(P4)2例1.1.14填空：信道上码元传输速率与带宽之间符合_____定理。(P4)香农例1.1.15单选：在A工作站与B工作站之间可以同时发送和接受信息和数据，这种工作方式称为()。A．单工通信B．双工通信C．半双工通信D．全双工通信(P3)D例1.1.16单选：下述()不属于信道工作方式。A．单工通信B．半双工通信C．双工通信D．交替通信(P3)D例1.1.17单选：若采用4相调制技术，在1200波特的信道上信息的传输率为()bps。A．1200B．2400C．4800D．9600(P4)B例1.1.18多选：关于比特率的描述正确的是()。A．比特率的单位是bpsB．比特率的单位是baudC．比特率与波特是一回事D．比特率与波特之间存在一定的关系(P4)AD例1.1.19判断：广域网一般采用点到点的网络传输技术，局域网一般采用广播式的网络传输技术。（）(P2)√例1.1.20判断：信道与电路不同，一条通信电路往往包含一条发信信道和一条接收信道。（）(P2)√例1.1.21判断：同步通信中的时钟信号必须与数据在同一个信道上发送。()(P3)×例1.1.22简答：对于广播信道，常用的多路访问技术有哪些？(P3)答：常用的多路访问技术有：ALOHA、CSMA/CD、TOKENRING和TOKENBUS例1.1.23简答：假设某信道的最大码元传输速率为2400baud，采用四电平的编码方式，该信道的最高数据传输速率是多少？(P4)最高数据传输速率=最大码元传输速率*log2m(m为电平数)=2400*log24=4800(bit/s)答：4800bps。1．2传输介质双绞线（TP：TwistedPairwire）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5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，但价格较为低廉。目前，绞线可分为非屏蔽双绞线（UTP：UnshildedTwistedPair）和屏蔽双绞线（STP：ShieldedTwistedPair）。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。对于双绞线，用户最关心的是表征其性能的几个指标。1．衰减。2．近端串扰,串扰分近端串扰（NEXT）和远端串扰（FEXT）。3．直流电阻4．特性阻抗5．衰减串扰比（ACR）6．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。1．2．2同轴电缆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于电缆长度。1公里的电缆可以达到1Gb/s～2Gb/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。使用有线电视电缆进行模拟信号传输的同轴电缆系统被称为宽带同轴电缆。“宽带”这个词来源于电话业，指比4kHz宽的频带。然而在计算机网络中，“宽带电缆”却指任何使用模拟信号进行传输的电缆网。如果系统覆盖的区域较广，则需要模拟放大器周期性地加强信号。这些放大器仅能单向传输信号，因此，如果计算机间有放大器，则报文分组就不能在计算机间逆向传输。不过可以采用双缆系统或双向频段来实现逆向传输。从技术上讲，宽带电缆在发送数字信号上比基带电缆差，但它的优点是已被广泛安装。最常用的同轴电缆有下列几种:RG-8或RG-11（50Ω）RG-58（50Ω）RG-59（75Ω）RG-62（93Ω）1．2．3光缆光纤和同轴电缆相似，只是没有网状屏蔽层。中心是光传播的玻璃芯。在多模光纤中，芯的直径是15μm～50μm，大致与人的头发的粗细相当。而单模光纤芯的直径为8μm～10μm。芯外面包围着一层折射率比芯低的玻璃封套，以使光纤保持在芯内。再外面的是一层薄的塑料外套，用来保护封套。光纤通常被扎成束，外面有外壳保护。纤芯通常是由石英玻璃制成的横截面积很小的双层同心圆柱体，它质地脆,易断裂,因此需要外加一保护层。光传输系统由三部分组成，即光源（发射机）、传输介质和检测器（接收机）。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