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计算机网络实验哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院2013年6月3日0计算机网络实验概述•第1章计算机网络传输介质•第2章计算机网络设备•第3章计算机网络服务器相关技术•第4章网络操作系统•第5章信息安全相关实验参考网站：中国IT认证实验室—技术专题计算机网络基本知识1.2同轴电缆1.3双绞线1.4光纤1.5无线第1章计算机网络通信介质1.1计算机网络基本知识1.网络基本概念2.构成局域网的基本构件a.什么是计算机网络b.网络的功能c.网络协议定义与功能简单定义：是指相互互联接的其目的在于实现资源共享的独立自主计算机的集合。严格定义：凡将地理位置不同、并具有独立功能的多个计算机系统通过通信设备和线路连接起来，以功能完善的网络软件实现网络中资源共享的系统，称为计算机网络系统。实质：计算机网络是通信技术与计算机技术相结合的产物b.网络的功能：通过网络，您可以和其他连到网络上的用户一起共享网络资源，如磁盘上的文件及打印机、调制解调器等，也可以和他们互相交换数据信息。核心问题，即其主要目的：实现资源共享。资源：指包括数据（信息、文件）、打印机、绘图仪、扫描仪等。常见网络协议IPX/SPXIPX/SPX是NovellNetware客户机使用的一种网络协议，用它可与Netware服务器连接。NetBEUINetBEUI它不能在网络之间进行路由选择，因此只能限于小型局域网内使用，不能单独使用它来构建由多个局域网组成的大型网络。TCP/IP“传输控制协议/网际协议”的简称Internet上的计算机使用的是TCP/IP协议。2.构成局域网的基本构件①计算机②传输媒体;③网络适配器;④网络连接设备;⑤网络操作系统。计算机网络传输介质•传输介质又称传输媒体，是传输信息的载体，亦即将信息从一个节点向另一个节点传送的连接线路实体。•本章将介绍：1.2同轴电缆1.3双绞线1.4光纤1.5无线1.2同轴电缆（CoaxialCable）1结构:中央是一根铜线，外面包有绝缘层。同轴电缆由内部导体环绕绝缘层以及绝缘层外的金属屏蔽网和最外层的护套组成2分类细同轴电缆：RG-58/uorc/u50欧姆阻抗特性基带同轴粗同轴电缆RG-8/orRG-1150欧姆阻抗特性CATV电缆RG-59u75欧姆阻抗特性宽带同轴RG-62/u93欧姆阻抗特性A网络标准10base–2802.310Mbps最大传输距离180米直径0.18英寸（0.55cm）B连通性适用于点到点及多点连接，可以使用物理层中继器扩大传输距离。C连接接口BNCT型连接头50欧端子D.抗干扰特性依靠外层屏蔽网抗电磁干扰，高频时同轴优于双绞线，低频时双绞线由于同轴。3.细同轴电缆E.最大连接范围180*5=900m4级中继连接5段F.组网特点物理总线型,共享信道,故障点较多，单点故障会造成全网瘫痪，速度10Mbps,实现简单，扩展时影响全网。4粗同轴电缆A标准802.310base-550欧10Mbps基带传输500mR=0.4英寸=1.22cmB连通性同细C连接接口AUI接口粗缆收发器及电缆50欧端子D.抗干扰性能同细E.最大连接范围4级中继连接5段2500mF.组网特点同细（续细同轴）4基带传输与宽带传输（1）基带传输计算机中，二进制序列最方便的表示方法是方波信号，0，1分别用高低电平表示，人们方波固有的频率称为基带；方波电信号称为基带信号；把在信道上直接传输数据的基带信号的方式称为基带传输方式。编码方式：同轴使用曼彻斯特编码和差分曼彻斯特编码。基带传输特点：基带信号容易畸变，原因：电磁干扰，线路总的电感电容影响，因此传输距离短。10Base-210base5(2)频带传输先把数字信号调制成模拟信号再传输，接收端解调还原成数字信号。信源数据编码器译码器信宿数字信道高低平地信源数据调制解调信宿模拟信道模拟信号（3）宽带传输宽带系统分为多个模拟信道，eg:CATV,频带0-450Mhz,划分成多个6M的频带，每个电视频道信号6Mhz,每个电视频道占用不同的频带。实质：频分复用。宽带信号是将基带信号进行调制后形成的频分复用模拟信号。传输特点：模拟信号衰减小，传输距离可达几十公里。数字信道与模拟信道（信号）；基带传输与宽带传输的区别：单路与信道复用编码解码与调制解调传输距离不同双绞线(TP:TwistedPairwire)是布线工程中最常用的一种传输介质,双绞线是由相互按一定扭距绞合在一起的类似于电话线的传输媒体，每根线加绝缘层并有色标来标记.结构如图：技术参数：最大长度100米国际标准规定的5类双绞线的频率带宽是100MHz连接接口:1.3双绞线(TP:TwistedPairwire)（1）按是否屏蔽分为UTP(unshieldedTwistedpair)、STP(多对一起屏蔽)和SCTP（单对屏蔽）（2）按传输特性和质量分（由EIA国际电气工业协会定义为6类）1.3.1双绞线分类发布时间:CAT5标准1995年10发布;CAT5e标准2000年1.27发布;CAT6标准2002年6.20发布网络需求增长与网络技术发展的关系?双绞线分类与应用一览表1.色标定义线对1234颜色白蓝/蓝白橙/橙白绿/绿白棕/棕2配线线序(认识双绞线制作RJ45)(1)RJ45接口配线线序(两个标准)T568A---绿白、绿、橙白、蓝、蓝白、橙、棕白、棕T568B---橙白、橙、绿白、蓝、蓝白、绿、棕白、棕(2)网卡插脚定义1.3.2线对色标定义与配线方法3双绞线常见用法及RJ45线序（1）computertocomputer双机直连线双绞线一端568Ato568BT568A---绿白、绿、橙白、蓝、蓝白、橙、棕白、棕T568B---橙白、橙、绿白、蓝、蓝白、绿、棕白、棕1线对号243(2)Computertoswitch两端使用相同线序。工程上多用T568B标准(3)switchtoswitchHUBtoHUBHUBtoSwitch同computertocomputer4双绞线网络配线相关设备及工具（用户端）4双绞线网络配线相关设备及工具（设备间）机柜详图1.3.3100BASE-TX编码规则•两对线系统一对发送一对接收全双工（FullDuplex）•4B-5B编码编码效率80%•初始信号速率125Mbaud码元速率•多级二进制编码MLT-3三个信号电平一个（电平）码元一个比特•传输速率100Mbps=125*80%1.3.41000Base-T编码规则•四对线系统(FD每对线支持250Mbps双向）•四级编码（4个信号电平）-----每个信号电平2bit(每个码元2bit)-----每秒125Mbaud(同100Base-TX)-----距离短（25m最长距离）1.3.5双绞线认证测试1.测试指标说明（1）．接线图WireMap在测试的前期工作中，测试的连接图表示出每条线缆的８条布线与接线端口的连接实际状态。正确的线对为：１／２，３／６，４／５，７／８。(2)．直流环路电阻Resistance线缆每个线对的直流环路电阻在２０摄氏度环境下的最大值：9.38欧姆MAX.Per100m@20ºC(3)．线缆链路长度Length(m)布线线缆链路的物理长度由测量到的信号在链路上的往返传播延迟Ｔ导出。为保证长度测量的精度，进行此项测试前应对被测线缆进行ＮＶＰ值（额定传输速度）校核。ＮＶＰ＝（线缆中信号传播速度／光速）×１００％，通常，ＮＶＰ范围为69％。(4)平均延时Prop.Delay(ns)延时差DelaySkew(ns)1m的平均延时约4.83ns.1，2和3，6线对长度不同导致延时差。(5)．特性阻抗Impedance特性阻抗指链路在规定工作频率范围内呈现的电阻。综合布线用缆线为１００Ω，链路特征阻抗与标准值之差≤２０Ω。（6）．衰减Attenuation(dB)由于集肤效应，绝缘损耗、阻抗不匹配、连接电阻等因素，信号沿链路传输损失的能量称为衰减，表示为测试传输信号在每个线对两端间的传输损耗值及同一条电缆内所有线对中最差线对的衰减量相对于所允许的最大衰减值的差值。对一条布线链路来说，衰减量由下述各部分组成。（１）每个连接器对信号的衰减量；（２）构成通道链路方式的１０ｍ跳线或构成基本链路方式的４ｍ设备接线对信号的衰减量；（３）布线线缆对信号的衰减量。不同类线缆在不同频率、不同链路方式情况下每条链路最大允许衰减值。实际测试时，根据现场温度，对于４类及５类线缆和接插件构成的链路，温度变化１摄氏度衰减量变化０．４％，线缆走向靠近金属表面时，衰减量增加３％，５类以上修正得定。（7）．近端串扰损耗（ＮＥＸＴ）一条链路中，处于线缆一侧的某发送线对对于同侧的其他相邻（接收）线对通过电磁感应所造成的信号耦合，即近端串扰。定义近端串扰值（ｄＢ）和导致该串扰的发送信号（参考值定为０ｄＢ）之差值（ｄＢ）为近端串扰损耗。越大的ＮＥＸＴ值近端串扰损耗越大。近端串扰与线缆类别、连接方式、频率值有关。指标说明6，7*（8）．远方近端串扰损耗（ＲＮＥＸＴ）与近端串扰损耗相对应，在一条链路的另外一端，发送信号的线对向其同侧其他相邻（接收）线对通过电磁感应耦合而造成的串扰，定义为远方近端串扰损耗。对一条链路来说，ＮＥＸＴ与ＲＮＥＸＴ可能是完全不同的值，测试需要分别进行。*（9）．相邻线对综合近端串扰（ＰＳＮＥＸＴ）在４对双绞线的一侧，３个发送信号的线对向另一相邻接收线对产生串扰的总和近似为：其中Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３分别为线对１、线对２、线对３的近端串扰值。（10）．近端串扰与衰减差（ＡＣＲ）串扰衰减的定义为：在受相邻发信线对串扰的线对上其串扰损耗（ＮＥＸＴ）与本线对传输信号衰减值（Ａ）的差值（单位为ｄＢ），即ＡＣＲ（ｄＢ）＝ＮＥＸＴ（ｄＢ）－Ａ（ｄＢ）*（１1）．等效远端串扰损耗（ＥＬＦＥＸＴ）它指远端串音损耗与线路传输衰减差。从链路近端线缆的一个线对发送信号，该信号经过线路衰减，从链路远端干扰相邻接收线对，定义该远端串扰值为ＦＥＸＴ。ＦＥＸＴ是随链路长度（传输衰减）而变化的量。定义：ＥＬＦＥＸＴ＝ＦＥＸＴ－Ａ（Ａ为受串扰接收线对的传输衰减）指标说明8-11*（１2）．远端等效串扰总和（ＰＳＥＬＦＥＸＴ）线缆远端受干扰的接收线对上所承受的相邻各线对对它的等效串扰ＥＬＦＥＸＴ总和限定值。*（１3）．回波损耗（ＲＬ）回波损耗由线缆特性阻抗和链路接插件偏离标准值导致功率反射引起。ＲＬ为输入信号幅度和由链路反射回来的信号幅度的差值，表８列出回波损耗标准值。指标说明12，132测试举例•HRBEU:605TestSummary:PASS•SITE:BMDLCableID:MDJ01•OPERATOR:LCGDate/Time:11/29/200012:01:33pm•NVP:69.0%FAULTANOMALYTHRESHOLD:15%TestStandard:100BASE-TX•FLUKEDSP-100S/N:7677028CableType:UTP100OhmCat5•HEADROOM:23.5dBStandardsVersion:5.5•SoftwareVersion:5.5•WireMapPASSResultRJ45PIN:12345678S•||||||||•RJ45PIN:12345678•Pair1,23,64,57,8•Impedance(ohms),Limit80-120106108•Length(m),Limit100.031.030.4•Prop.Delay(ns)150147•DelaySkew(ns)30•Resistance(ohms)5.65.5•Attenuation(dB)2.42.4•Limit(dB)10.010.0•Margin(dB)7.67.6•Frequency(MHz)16.016.0•Pairs1,2-3,61,2-4,51,2-7,83,6-4,53,6-7,84,5-7,8•NEXT(dB)46.6•Limit(d