計算機(jī)網(wǎng)絡(luò) 課件 項目二 組建家庭局域網(wǎng)

計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)任務(wù)一通信技術(shù)知識點一物理層概述典型的物理層設(shè)備中繼器物理層功能特性物理層的功能物理層主要實現(xiàn)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的各種硬件設(shè)備和傳輸介質(zhì)上傳輸比特的功能

物理層的作用是盡可能地屏蔽設(shè)備間的差異，使數(shù)據(jù)鏈路層感覺不到這些差異。

物理層傳輸?shù)氖潜忍亓?。物理層的功能物理層提供機(jī)械的、電氣的、功能的和規(guī)程的特性，目的是啟動、維護(hù)和關(guān)閉數(shù)據(jù)鏈路實體之間進(jìn)行比特傳輸?shù)奈锢磉B接。

物理層的協(xié)議即物理層接口標(biāo)準(zhǔn)，也稱為物理層規(guī)程。物理層的特性物理層協(xié)議實際上是規(guī)定與傳輸介質(zhì)接口的機(jī)械特性、電氣特性、功能特性和規(guī)程特性。物理層的特性計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用最為廣泛的物理接口是RS-232和RJ45接口，這兩種接口都是串行通信接口。串行接口

（SerialInterface）是指數(shù)據(jù)一位一位地順序傳送，其特點是通信線路簡單，只要一對傳輸線就可以實現(xiàn)雙向通信，從而大大降低了成本。RS-232是最常用的一種串行通訊接口，全名是“數(shù)據(jù)終端設(shè)備（DTE）和數(shù)據(jù)通訊設(shè)備（DCE）之間串行二進(jìn)制數(shù)據(jù)交換接口技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)”。機(jī)械特性：如圖2-1-3所示，傳統(tǒng)的RS-232-C接口標(biāo)準(zhǔn)有22根線，采用標(biāo)準(zhǔn)25芯D型插頭座（DB25），后來使用簡化為9芯D型插座（DB9），供計算機(jī)和調(diào)制解調(diào)器的連接使用，如計算機(jī)的COM接口。1電氣特性：采用負(fù)邏輯電平。用-15V~-5V表示邏輯“1”電平，用+5V~+15V表示邏輯“0”電平。當(dāng)連接電纜長度不超過15m時，允許數(shù)據(jù)傳輸速率不超

過20

kb/s。RS-232是為點對點通訊而設(shè)計的一種接口，其驅(qū)動器負(fù)載為3～7kΩ，所以RS-232接口適合本地設(shè)備之間的通信。2功能特性：它規(guī)定了什么電路應(yīng)當(dāng)連接到25根引腳中的哪一根以及該引腳的作用。規(guī)程特性：規(guī)定了在DTE與DCE之間所發(fā)生的合法序列。DTE

(

Data

Terminal

Equipment，數(shù)據(jù)終端設(shè)備)是指具有一定數(shù)據(jù)處理

能力和數(shù)據(jù)發(fā)送接收能力的設(shè)備，包括各種I/O

設(shè)備和計算機(jī)。如圖2-1-4所示，由于大多數(shù)數(shù)據(jù)處理設(shè)備的傳輸能力有限，直接將相距很遠(yuǎn)的兩個數(shù)據(jù)處理設(shè)備連接起來是不能進(jìn)行通信的，所以要在數(shù)據(jù)處理設(shè)備和傳輸線路之間加上一個中間設(shè)備，即DCE

(Data

Circuit-

terminating

Equipment，數(shù)據(jù)線路端連接設(shè)備)。3物理層的特性4典型的物理層設(shè)備中繼器中繼器(Repeater)工作在物理層，是數(shù)字信號放大設(shè)備，它的作用是對網(wǎng)絡(luò)上傳輸衰減的比特流信號進(jìn)行整形和放大，以此來增加中繼距離。中繼器最典型的應(yīng)用是連接兩個以上的以太網(wǎng)電纜段，其目的是為了延長網(wǎng)絡(luò)的長度。1那么在家庭局域網(wǎng)中中繼器的作用體現(xiàn)在哪里？由于任務(wù)設(shè)置的是三室一廳的居室，無線路由器的覆蓋范圍有限，且容易被墻和家具等物體隔離，導(dǎo)致信號衰減較大，最直觀的影響即是距離無線路由較遠(yuǎn)的房間，接受WiFi信號不好，上網(wǎng)速度慢，在這種環(huán)境下，引入WiFi中繼器，可以擴(kuò)展無線網(wǎng)的覆蓋范圍。中繼器不需要從物理上通過線纜連接到網(wǎng)絡(luò)的任何部分，所以，WiFi中繼器是解決信號受損、衰減等問題的一個有效的解決方案。2網(wǎng)段2中繼器網(wǎng)段1典型的物理層設(shè)備中繼器在安裝中繼器時，一定要遵循廠商的安裝手冊。（1）先在信號很好的一個位置安裝中繼器。為了讓中繼器正常工作，這樣做可以極大地減少無線覆蓋問題。（2）配置IP地址。一定要保證中繼器地址的唯一性，并且屬于無線網(wǎng)絡(luò)連接能夠確認(rèn)的IP地址范圍。另外，在中繼器上設(shè)置子網(wǎng)掩碼時要使它與網(wǎng)絡(luò)設(shè)置相匹配，對用戶來說，可能還要配置中繼器的網(wǎng)關(guān)IP地址，使它與現(xiàn)有接入點上的IP地址配置相匹配。（3）配置SSID。要將它設(shè)置與現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)上的SSID完全相同。如果忽略了這一步，中繼器無法正常工作?？傊?，WiFi中繼器可以增加現(xiàn)有無線網(wǎng)的射頻范圍，是擴(kuò)展無線網(wǎng)范圍的有效設(shè)備。3知識點二局域網(wǎng)的傳輸介質(zhì)雙絞線的特點雙絞線的分類雙絞線電纜分為非屏蔽雙絞線UTP(UnshieldedTwistedPair)與屏蔽雙絞線STP(ShieldedTwistedPair)兩類。雙絞線是兩根絕緣導(dǎo)線互相紐絞在一起的一種通用的傳輸介質(zhì)，它可以減小線間的干擾，既適用于模擬通信，也適用于數(shù)字通信。1雙絞線的特點屏蔽雙絞線中纏繞電線對被一種金屬箔制成的屏蔽層所包圍，目的是提高雙絞線的抗干擾能力。非屏蔽雙絞線中沒有屏蔽層，因此UTP比STP更便宜，抗噪性也相對較低。目前，在局域網(wǎng)中大多使用的是UTP，其傳輸速率取決于芯線質(zhì)量、傳輸距離、驅(qū)動和接收信號的技術(shù)等。10Base-T使用的是3類UTP，其傳輸速率可達(dá)10Mb/s；100Base-T使用的是五類UTP，其傳輸速率可達(dá)100Mb/s。2雙絞線的特征（2）優(yōu)缺點：①價格便宜，管理、連接方便。②網(wǎng)絡(luò)建立和擴(kuò)展，十分靈活方便。③HUB具有自動隔離故障作用。④故障檢測容易，維護(hù)方便。（1）相關(guān)參數(shù)：①數(shù)據(jù)傳輸速率：10Base-T為10Mbit/s，100Base-T為100Mb/s。②每段雙絞線的最大長度：100m。③一段通路允許連接HUB數(shù)：4個。④拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：星型。⑤訪問控制方式：CSMA/CD。⑥幀長度：可變，最大為1518字節(jié)。⑦最大傳輸距離：500m。⑧每網(wǎng)段上的最大節(jié)點數(shù)：512個。⑨網(wǎng)卡：RJ45頭。線纜類型和用途類別傳輸速率說明一類線最大20kb/s一般是用于報警系統(tǒng)，或者只適用于電話傳輸，數(shù)據(jù)傳輸就不是用這型了。二類線最高4Mb/s使用4Mb/s規(guī)范令牌傳遞協(xié)議的，但是用于語音傳輸和最高傳輸速率4Mb/s的數(shù)據(jù)傳輸也是適合的。三類線10Mb/s要應(yīng)用于語音、10Mbit/s以太網(wǎng)和4Mbit/s令牌環(huán)，采用RJ形式的連接器，大網(wǎng)段長度為100m，但是它已經(jīng)淡出市場。五類線最高100Mb/s適用于語音傳輸和傳輸率可以達(dá)到100的數(shù)據(jù)傳輸，這是我們最常用的電纜。超五類100Mb/s超5類的串?dāng)_少，衰減也小，時延誤差更小，性能得到很大提高六類線最大可以達(dá)到1Gb/s改善了在串?dāng)_以及回波損耗方面的性能，對于現(xiàn)在一個高速的時代，優(yōu)良的回波損耗性能是極重要的。超六類線大于1Gb/s跟七類一樣，國家還沒有出臺正式的檢測標(biāo)準(zhǔn)，只是各廠家宣布一個測試值。部分習(xí)題答案1、（單選題）RS-232-C的電氣特性規(guī)定邏輯“1”的電平范圍為（）。

A.+5V至+15VB.-15V至-5VC.0V至+5VD.0V至-5V2、（單選題）目前光纖通信中，光纖中傳輸?shù)氖牵ǎ?/p>

A.微波B.紅外線C.激光D.紫外線3、（單選題）局域網(wǎng)中常使用兩類雙絞線，其中STP和UTP分別代表（）。

A.屏蔽雙絞線和非屏蔽雙絞線B.非屏蔽雙絞線和屏蔽雙絞線C.3類和5類屏蔽雙絞線D.5類和3類屏蔽雙絞線4、（單選題）利用電話線路接入Internet，客戶端必須設(shè)置（）。

A.路由器B.調(diào)制解調(diào)器C.集線器D.網(wǎng)卡5、（單選題）在同一時刻，通信雙方可以同時發(fā)送數(shù)據(jù)的信道通信方式為（）。A.半雙工通信B.單工通信C.全雙工通信D.偽雙工通信6、（多選題）物理層的規(guī)程特性包括幾下哪幾項（）。

A.機(jī)械特性B.規(guī)程特性C.功能特性D.電氣特性計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)任務(wù)2家庭路由器的配置知識點一無線局域網(wǎng)概述WLAN簡介無線局域網(wǎng)（WirelessLocalAreaNetwork，WLAN）指應(yīng)用無線通信技術(shù)將計算機(jī)設(shè)備互聯(lián)起來，構(gòu)成可以互相通信和實現(xiàn)資源共享的網(wǎng)絡(luò)體系。在無線局域網(wǎng)WLAN發(fā)明之前，人們要想通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行聯(lián)絡(luò)和通信，必須先用物理線纜（銅絞線）組建一個電子運(yùn)行的通路，為了提高效率和速度，后來又發(fā)明了光纖。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展到一定規(guī)模后，人們又發(fā)現(xiàn)，這種有線網(wǎng)絡(luò)無論組建、拆裝還是在原有基礎(chǔ)上進(jìn)行重新布局和改建，都非常困難，且成本和代價也非常高，于是WLAN的組網(wǎng)方式應(yīng)運(yùn)而生。WLAN特點靈活性和移動性；安裝便捷；易于進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和調(diào)整；故障定位容易；易于拓展。優(yōu)點無線局域網(wǎng)是依靠無線電波進(jìn)行傳輸?shù)?。這些電波通過無線發(fā)射裝置進(jìn)行發(fā)射，而建筑物、車輛、樹木和其它障礙物都可能阻礙電磁波的傳輸，所以會影響網(wǎng)絡(luò)的性能。無線信道的傳輸速率與有線信道相比要低得多。無線電波很容易被監(jiān)聽，造成通信信息泄漏。不足WLAN的組成結(jié)構(gòu)無線局域網(wǎng)可獨立存在，也可與有線局域網(wǎng)共同存在并進(jìn)行互連。在WLAN中最常見的組件如下：筆記本電腦和工作站或無線移動終端、無線網(wǎng)卡、無線接入點（AP）、天線等。1無線網(wǎng)卡就像標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)適配器那樣工作，不需要其它特別的無線網(wǎng)絡(luò)功能。2Internet無線接入點ADSLModemWLAN的組成與解決方案AP為AccessPoint簡稱，一般翻譯為“無線接入點”或“橋接器”。接入點的作用相當(dāng)于局域網(wǎng)集線器。它在無線局域網(wǎng)和有線網(wǎng)絡(luò)之間接收、緩沖存儲和傳輸數(shù)據(jù)，以支持一組無線用戶設(shè)備。接入點通常是通過標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)線連接到有線網(wǎng)絡(luò)上，并通過天線與無線設(shè)備進(jìn)行通信。在有多個接入點時，用戶可以在接入點之間漫游切換。3目前常用的AP是無線路由器。4無線局域網(wǎng)的配置方式無線局域網(wǎng)配置方式通常有兩種：對等模式和基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)模式。對等模式又稱Ad-hoc模式，是點對點的對等結(jié)構(gòu)。這種應(yīng)用包含多個無線終端和一個服務(wù)器，均配有無線網(wǎng)卡，但不連接到接入點和有線網(wǎng)絡(luò)，而是通過無線網(wǎng)卡進(jìn)行相互通信。這種模式主要用在沒有基礎(chǔ)設(shè)施的地方，可以快速而輕松地組建無線局域網(wǎng)。主機(jī)服務(wù)器主機(jī)主機(jī)主機(jī)無線局域網(wǎng)的配置方式基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)模式該模式是目前最常見的一種架構(gòu)，這種架構(gòu)包含一個接入點和多個無線終端，接入點通過電纜連線與有線網(wǎng)絡(luò)連接，通過無線電波與無線終端連接，從而實現(xiàn)無線終端之間、以及無線終端與有線網(wǎng)絡(luò)之間的通信。通過對這種模式進(jìn)行復(fù)制，可以實現(xiàn)多個接入點相互連接的更大的無線網(wǎng)絡(luò)。主機(jī)無線AP主機(jī)主機(jī)無線局域網(wǎng)解決方案舉例基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)模式的WLAN不僅可以應(yīng)用于獨立的無線局域網(wǎng)中，如小型辦公室無線網(wǎng)絡(luò)，也可以以它為基本網(wǎng)絡(luò)單元組建成龐大的WLAN系統(tǒng)。下圖是一家賓館的無線網(wǎng)絡(luò)方案，賓館中各層樓的無線用戶通過接入該樓層，并與有線網(wǎng)絡(luò)相連接的AP實現(xiàn)與Internet的連接。路由器Internet交換機(jī)知識點二無線傳輸介質(zhì)無線傳輸介質(zhì)無線信號是能夠在空氣中進(jìn)行傳播的電磁波，無線信號不需要任何物理介質(zhì)，它在真空環(huán)境中也能夠傳輸。無線電波不僅能穿透墻體，還能夠覆蓋較大的范圍，所以成為無線技術(shù)組網(wǎng)的一種通用方法。WLAN所有的波都以光速傳播，所有波都遵循公式：頻率×波長=速度。各種電磁波之間的主要區(qū)別就是頻率。如果電磁波頻率低，那么它的波長就長。如果電磁波頻率高，那么它的波長就短。無線傳輸介質(zhì)地面微波的工作頻率范圍一般為1~20GHz，它是利用無線電波在對流層的視距范圍內(nèi)進(jìn)行傳輸。由于受地形和天線高度的限制，兩微波站間的通信距離一般為30~50km。長途傳輸時，必須架設(shè)多個微波中繼站，每個中繼站的主要功能是變頻和放大，這種通信方式稱為微波接力通信。微波通信可傳輸電話、電報、圖像和數(shù)據(jù)等信息，其主要特點是：(1)微波波段頻率高，其通信信道的容量大，傳輸質(zhì)量上較平穩(wěn)，但遇到雨天氣時會增加損耗。(2)與電纜通信相比，微波接力信道能通過有線線路難于跨越或不易架設(shè)的地區(qū)(如高山或深水)，故有較大的靈活性，抗災(zāi)害能力也較強(qiáng)，但通信隱蔽性和保密性不如電纜通信。地面微波無線傳輸介質(zhì)衛(wèi)星通信是利用衛(wèi)星上的微波天線接收地球發(fā)射站發(fā)射的信號，經(jīng)過放大后再轉(zhuǎn)回地球接收站。用于微波通信的衛(wèi)星是定位于距地球36000~50000km上空的一種人造同步地球衛(wèi)星。所謂“同步”是指它沿著軌道旋轉(zhuǎn)的角頻率與地球自轉(zhuǎn)的角頻率相同，所以它相對地球的位置始終是固定的。衛(wèi)星通信具有靈活性、移動性、安全可靠性和覆蓋全球的三維空間的能力。但衛(wèi)星通信有很大的時延。由于各地球站天線的仰角不同，因此不管兩個地球站之間的地面距離相隔多遠(yuǎn)，從一個地球站經(jīng)衛(wèi)星到另一個地球站的傳播時延在200~300ms。衛(wèi)星微波無線傳輸介質(zhì)大氣層中的電離層是具有離子和自由電子的導(dǎo)電層，無線電波通信就是利用地面的無線電波通過電離層的反射，或電離層與地面的多次反射，而達(dá)到接收端的一種遠(yuǎn)距離通信方式。由于大氣層中的電離層高度距地面數(shù)十千米至百千米以上，易受來自水、自然物體和電子設(shè)備的各種電磁波的干擾，并隨季節(jié)、晝夜以及太陽活動情況而發(fā)生變化。

由于無線電波很容易產(chǎn)生，傳播距離很遠(yuǎn)，且容易穿透建筑物，因而無線電波廣泛用于室內(nèi)通信和室外通信。無線電波在空中可以全方位的傳播，這使得無線電波的發(fā)射和接收裝置不必要精確對準(zhǔn)。無線電波無線傳輸介質(zhì)激光通信是利用激光束調(diào)制成光脈沖來傳輸數(shù)據(jù)的。激光通信只能傳輸數(shù)字信號，不能傳輸模擬信號。激光通信必須配置一對激光收發(fā)器，而且要安裝在視線范圍內(nèi)。激光的頻率比微波高，可以獲得較高的帶寬。激光具有高度的方向性，因而難于竊聽和干擾，但同樣易受環(huán)境的影響，而且傳輸距離不會很遠(yuǎn)