2 tcpip协议与物理层

网络基础与应用课程目标熟悉osi与tcp/ip对应关系了解物理层的各种网络介质了解光纤的基本原理熟悉双绞线的制作2第二章tcp/ip协议与物理层——理论部分技能展示了解网络的功能和分类了解网络协议和osi参考模形了解网络的拓扑结构了解网络常用设备及其功能会制作网线4TCP/IP协议参考模型TCP/IP是20世纪70年代中期美国国防部为ARPANET开发的网络体系结构网络接口层互联网层传输层应用层TCP/IP4层模型物理层数据链路层网络层OSI7层模型会话层表示层应用层传输层互联网层传输层应用层物理层数据链路层TCP/IP5层模型物理层－网络的基础物理层是TCP/IP模型的最底层物理层为数据传输提供可靠环境物理层是网络的基础，正如同公路是汽车通行的基础一样物理层概述物理层是TCP/IP五层模型的最底层，它为数据通信的介质提供规范和定义直接面向实际承担数据传输的物理媒体传输单位为比特，主要讨论的是在通信线路上比特流的传输问题物理层的功能功能一：为数据端设备提供传送数据的通路功能二：传输数据PC网络设备网络设备PC接口传输介质信号的传输物理层关心的是信号、接口和传输介质物理层关心的是什么机械特性指明通信实体间硬件连接接口的机械特点电气特性规定了在物理连接上导线的电气连接及有关的电路的特性功能特性指明物理接口各条信号线的用途（用法）规程特性指明利用接口传输位流的全过程及各项用于传输的事件发生的合法顺序为了传输信号，物理层规定了那些特性？以太网接口RJ－45RJ是描述公用电信网络的接口，常用的有RJ-11和RJ-45光纤接口用以稳定地但并不是永久地连接两根或多根光纤的无源组件FC圆形带螺纹光纤接头ST卡接式圆形光纤接头SC方型光纤接头LC窄体方形光纤接头MT-RJ收发一体的方型光纤接头物理层的传输介质有线介质双绞线光纤无线介质无线电微波激光红外线双绞线双绞线TP是目前使用最广，价格相对便宜的一种传输介质由两根绝缘铜导线相互缠绕组成，以减少对邻近线对的电气干扰由若干对双绞线构成的电缆被称为双绞线电缆非屏蔽双绞线UTP和屏蔽双绞线STP双绞线的标准EIA/TIA-568——“商用建筑物电信布线标准”Cat5：适用于100Mbps的100Base-TX和100Base-T4支持高达100MHz的数据通信传输频率为100MHz用于语音传输和最高传输速率为1000Mbps的数据传输主要用于100base-T和10base-T网络。Cat5e：超五类双绞线Cat6:传输频率为200MHzCat5eUTPCat5eSTP六类布线系统六类系统向下兼容三类、五类、超五类布线产品，同时满足混合使用的要求六类提供2倍于超五类的带宽改善了在串扰以及回波损耗方面的性能6类线与5类和超5类标准存在许多不同之处：最高工作带宽200MHz按照250MHz下检测进行设计可作为UTP和STP的解决方案包括超5类的所有测试，并加入新的参量光传输系统光传输系统由三个部分组成：光纤传输介质、光源和检测器驱动器光源光检测器放大器电信号电信号光信号光纤超细玻璃熔硅纤维发光二极管激光二极管光电二极管光信号在光纤中的传输光脉冲在光纤中的传输是利用了光的全反射原理光纤分为多模光纤和单模光纤多模光纤单模光纤输入脉冲输出脉冲输入脉冲输出脉冲光缆的结构和传播特性光缆的结构光缆的传播特性损耗色散外护套远供电源线光纤及其包层填充物加强芯包带层多模光纤和单模光纤的比较单模光纤多模光纤用于高速度、长距离用于低速度、短距离成本高成本低端接较难端接较易窄芯线，需要激光源宽芯线，聚光好，光源可采用激光或发光二极管耗散极小，高效耗散大，低效各种传输介质总结传输介质成本传输距离传输速率抗噪性可扩展性施工难易优点总结缺点总结双绞线低100m高STP较好UTP一般好易价格便宜，使用广泛，技术成熟，安装简单易受电磁干扰和窃听，传输距离短光缆高70km高优好难传输速率高，传输距离远，不易受电磁干扰，保密性强，使用范围正在逐步扩大成本较高，安装较难无线电/微波高可达数百公里较高差好较易几乎不受传输距离的限制，适合于复杂地形衰减大，造价较高，保密性差，抗干扰能力差，有时需要申请使用频段以太网标准中的线缆规范以太网标准传输介质拓扑接口最大传输距离（m）速率（Mb/s）10Base-T2对三类或以上UTP星形RJ-4510010100Base-TX2对五类UTP或以上星形RJ-451001001000Base-T4对五类UTP或以上星形RJ-4510010001000Base-LX光缆星形SC①500010001000Base-SX多模光缆星形SC①5501000线缆的连接2-1EIA/TIA568A和568B线缆的连接标准网线交叉网线全反线直通/交叉直通交叉直通交叉直通交叉交叉管脚号用途颜色1发送+白色和绿色2发送-绿色3接收+白色和橘黄色4不被使用蓝色5不被使用白色和蓝色6接收-橘黄色7不被使用白色和棕色8不被使用棕色T568A标准中RJ-45连接器的管脚号和颜色编码线缆的连接2-2标准网线的线序交叉网线的线序制作过程物理层的设备4-1网络接口卡连接计算机和网络硬件有一个惟一的网络节点地址按照速率可分为10M网卡、10/100M自适应网卡和千兆网卡按照总线类型可分为ISA网卡、PCI网卡等按照提供的线缆接口类型可分为RJ-45接口网卡、光纤网卡等便携式电脑可使用PCMCIA网络接口卡物理层的设备4-2选择网络接口卡拓扑结构传输速率线缆接口安装网络接口卡安装网卡硬件安装驱动程序网络接口卡的特征功能好处自动选择速度能使网络接口卡自动检测并适应网络的运行速率和模式（全速或半速）有助于配置系统网络接口卡上带有一块或多块CPU一些需要利用计算机的CPU才能进行的数据处理可以由板卡自己完成提高网络的运行质量直接访问存储器（DMA）使网卡可以直接与计算机的内存进行数据传输提高网络的运行质量诊断用的指示灯指示数据传输的堵塞状态和连接状态，有时指示数据传输速度有助于排除问题物理层的设备4-3中继器能放大信号延长网络传输距离只包含有一个输入端口和一个输出端口，所以只能接收和转发数据流成本低物理层的设备4-4集线器最初只是一个多端口的中继器可用于星形拓扑结构能够支持各种不同的传输介质和数据传输速率有些集线器具有内部处理能力，例如，可以接受远程管理、过滤数据或提供网络诊断信息被交换机所取代实验：制作网线实验背景：公司将新增加50台计算机，你需要为这些计算机制作标准网线，同时公司内经常有两台计算机对拷文件的需求，有员工请你为他制作交叉网线任务一：制作标准网线连接交换机和计算机任务二：制作交叉网线连接计算机和计算机任务三：观看双绞线制作相关课件实验拓扑拓扑图使用标准网线连接计算机和交换机使用交叉网线连接计算机和计算机完成标准完成标准能够按照正确的线序制作不同的网线通过网线连接正确的设备，使不同小组之间的计算机可以互相访问了解双绞线如何与模块、配线架相连接，以及打线方法，完成实验作业