組網(wǎng)技術(shù)3教材

計(jì)算機(jī)組網(wǎng)技術(shù)基于WindowsServer2008主要內(nèi)容：了解常見數(shù)據(jù)通訊接口機(jī)器特點(diǎn)掌握雙絞線的制作方法了解同軸電纜的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)掌握光纖的基本類型及工作原理了解常見無線傳輸介質(zhì)及特點(diǎn)掌握網(wǎng)卡的工作原理及分類掌握調(diào)制解調(diào)器的工作原理了解交換機(jī)的基本工作原理了解路由器的基本工作原理了解常見無限網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的作用及特點(diǎn)第三章網(wǎng)絡(luò)通信基礎(chǔ)設(shè)備1.串行通信接口：把組成信息的各個(gè)比特位在同一根傳輸線上，從低位到高位，逐位順序的進(jìn)行傳送的通信方式。速度慢，距離遠(yuǎn)，適合遠(yuǎn)距離通信。按電氣標(biāo)準(zhǔn)分RS-232-C、RS-422、RS-485。1）RS-232-C：標(biāo)準(zhǔn)串口，目前最常用的串行通訊接口。數(shù)據(jù)終端設(shè)備和數(shù)據(jù)通信設(shè)備間串行二進(jìn)制素具交換接口技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)傳統(tǒng)接口有22根線，采用25芯D型插頭；現(xiàn)多采用簡化的9芯D型插頭2）RS-422：平衡通信接口，速率提高到10Mbit/s，距離延長到4000英尺，允許在一根平衡總線上街10個(gè)接收器，單機(jī)發(fā)送，多機(jī)接收，單向、平衡傳輸規(guī)范（TIA/EIA-422-A）。3）RS-485：在RS-422基礎(chǔ)上增加了多點(diǎn)、雙向通信能力。（TIA/EIA-485-A）1.常見的通信接口2.并行通訊接口：以計(jì)算機(jī)的字長為傳輸單位，簡稱并行口。傳輸速度快，距離短。Normal、EPP、ECP1）Normal：分4位、8位、半8位等。低速并口。2）EPP：增強(qiáng)并口，由Intel開發(fā)，8位雙向傳送，連接非打印設(shè)備，如掃描儀等。3）ECP：擴(kuò)展并口，由微軟、惠普開發(fā)，告訴，雙向，支持多個(gè)設(shè)備尋址，可使用DMA。1.常見的通信接口3.USB口：通用串行總線，1994年底由Intel、康柏、微軟等多家公司聯(lián)合推出。1）規(guī)格：4針插頭，菊花鏈?zhǔn)娇偩€，最多可同時(shí)掛在127個(gè)設(shè)備，需硬件、操作系統(tǒng)、外設(shè)3方面的支持。2）特點(diǎn)：速度快。USB1.1為12Mbit/s，USB2.0為480Mbit/s,USB3.0為5Gbit/s。4.IEEE1394接口：Apple和TI公司開發(fā)，高速串行接口，又稱為火線（FireWire），i.Link,Lynx等，支持熱插拔，可為外設(shè)提供電源，可同時(shí)連接多個(gè)設(shè)備，支持同步數(shù)據(jù)傳輸。1.常見的通信接口1.傳輸介質(zhì)傳輸信號(hào)經(jīng)過的各種物理環(huán)境物理上將計(jì)算機(jī)相互連接起來的介質(zhì)2.傳輸介質(zhì)的種類同軸電纜非屏蔽雙絞線（UTP）屏蔽雙絞線（STP）光纜無線電2.常見傳輸介質(zhì)傳輸介質(zhì)的種類非屏蔽雙絞線和RJ-45連接器雙絞線是綜合布線工程中最常用的一種傳輸介質(zhì)。雙絞線最外層由絕緣材料包裹，為了降低信號(hào)干擾，內(nèi)部每兩根絕緣銅導(dǎo)線相互纏繞，名符其實(shí)。雙絞線又可分為非屏蔽雙絞線(UTP)和屏蔽雙絞線(STP)兩大類。

非屏蔽雙絞線只有線纜外皮作為屏蔽層。目前廣泛使用的是非屏蔽雙絞線，因?yàn)閮r(jià)格便宜，容易安裝，性價(jià)比較高。非屏蔽雙絞線優(yōu)點(diǎn)：尺寸小、重量輕、容易彎曲價(jià)格便宜容易安裝和維護(hù)RJ-45連接器牢固、可靠缺點(diǎn)：抗干擾能力較弱傳輸距離比較短UTP分為：3類線、4類線、5類線和超5類線UTP非常適合于樓宇內(nèi)部的結(jié)構(gòu)化布線雙絞線既可用于傳輸模擬信號(hào)，又可用于傳輸數(shù)字信號(hào)。美國的電氣工業(yè)協(xié)會(huì)/電信工業(yè)協(xié)會(huì)（EIA/TIA）制定標(biāo)準(zhǔn)來評(píng)估非屏蔽雙絞線，分為多個(gè)等級(jí)，每個(gè)等級(jí)的傳輸速率和應(yīng)用環(huán)境不同，標(biāo)準(zhǔn)如下：第一類線：主要用于傳輸語音（一類標(biāo)準(zhǔn)主要用于八十年代初之前的電話線纜），不用于數(shù)據(jù)傳輸。其數(shù)據(jù)傳輸速率可達(dá)4Mbps。第二類線：傳輸頻率為1MHz，用于語音傳輸和最高傳輸速率4Mbps的數(shù)據(jù)傳輸，常見于使用4Mbps規(guī)范令牌傳遞協(xié)議的舊的令牌網(wǎng)。第三類線:指目前在ANSI和EIA/TIA568標(biāo)準(zhǔn)中指定的電纜。該電纜的傳輸頻率為16MHz,用于語音傳輸及最高傳輸速率為10Mbps的數(shù)據(jù)傳輸，主要用于10base-T。非屏蔽雙絞線的標(biāo)準(zhǔn)第四類線:該類電纜的傳輸頻率為20MHz,用于語音傳輸和最高傳輸速率16Mbps的數(shù)據(jù)傳輸，主要用于基于令牌的局域網(wǎng)和10base-T/100base-T。

第五類線:該類電纜增加了繞線密度,外套一種高質(zhì)量的絕緣材料,傳輸頻率為100MHz,用于語音傳輸和最高傳輸速率為100Mbps的數(shù)據(jù)傳輸，主要用于100base-T和10base-T網(wǎng)絡(luò)，這就是我們最常用的雙絞線。

非屏蔽雙絞線的標(biāo)準(zhǔn)超五類線：超5類具有衰減小，串?dāng)_少，并且具有更高的衰減與串?dāng)_的比值（ACR）和信噪比（StructuralReturnLoss）、更小的時(shí)延誤差，性能得到很大提高。超5類線主要用于千兆位以太網(wǎng)（1000Mbps）。

六類線：該類電纜的傳輸頻率為1MHz～250MHz，六類布線系統(tǒng)在200MHz時(shí)綜合衰減串?dāng)_比（PS-ACR）應(yīng)該有較大的余量，它提供2倍于超五類的帶寬，最大速度可達(dá)到1000Mbps，能滿足千兆位以太網(wǎng)需求。

另外，由歐州提出的標(biāo)準(zhǔn)七類線，為ISO7類/F級(jí)標(biāo)準(zhǔn)中最新的一種雙絞線，它主要為了適應(yīng)萬兆位以太網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展。但它不再是一種非屏蔽雙絞線了，而是一種屏蔽雙絞線，所以它的傳輸頻率至少可達(dá)500MHz，是六類線和超六類線的2倍以上，傳輸速率可達(dá)10Gbps。非屏蔽雙絞線的標(biāo)準(zhǔn)屏蔽雙絞線

屏蔽式雙絞線則具有一個(gè)金屬甲套(sheath)，對(duì)電磁干擾具有較強(qiáng)的抵抗能力。

五類屏蔽雙絞線多了根導(dǎo)線，這是一條金屬銅導(dǎo)線，是接地用的，可以加強(qiáng)雙絞線的數(shù)據(jù)傳輸和抗干擾能力。

優(yōu)點(diǎn)：傳輸質(zhì)量較高電纜尺寸和重量與UTP相當(dāng)缺點(diǎn)：安裝不合適有可能引入外界干擾同軸電纜同軸電纜以單根銅導(dǎo)線為內(nèi)芯（電纜銅芯），外裹一層絕緣材料（絕緣層），外覆密集網(wǎng)狀導(dǎo)體（銅網(wǎng)），最外面是一層保護(hù)性塑料（外絕緣層。金屬屏蔽層能將磁場反射回中心導(dǎo)體，同時(shí)也使中心導(dǎo)體免受外界干擾，故同軸電纜比雙絞線具有更高的帶寬和更好的噪聲抑制特性。

廣泛使用的同軸電纜有兩種：一種為50Ω(指沿電纜導(dǎo)體各點(diǎn)的電磁電壓對(duì)電流之比)同軸電纜，用于數(shù)字信號(hào)的傳輸，即基帶同軸電纜；另一種為75Ω同軸電纜，用于寬帶模擬信號(hào)的傳輸，即寬帶同軸電纜。多用于頻分多路復(fù)用的信號(hào)傳輸，電視和數(shù)據(jù)可以在一條電纜上混合傳輸，電視占用6MHz信道。同軸電纜分類細(xì)纜細(xì)纜的直徑為0.26厘米，最大傳輸距離185米，使用時(shí)與50Ω終端電阻（如圖5）、T型連接器(如圖6)、BNC接頭與網(wǎng)卡相連，線材價(jià)格和連接頭成本都比較便宜，而且不需要購置集線器等設(shè)備，十分適合架設(shè)終端設(shè)備較為集中的小型以太網(wǎng)絡(luò)。纜線總長不要超過185米，否則信號(hào)將嚴(yán)重衰減。細(xì)纜的阻抗是50Ω。粗纜粗纜的直徑為1.27厘米，最大傳輸距離達(dá)到500米。由于直徑相當(dāng)粗，因此它的彈性較差，不適合在室內(nèi)狹窄的環(huán)境內(nèi)架設(shè)，而且RG-11連接頭的制作方式也相對(duì)要復(fù)雜許多，并不能直接與電腦連接，它需要通過一個(gè)轉(zhuǎn)接器轉(zhuǎn)成AUI接頭，然后再接到電腦上。由于粗纜的強(qiáng)度較強(qiáng)，最大傳輸距離也比細(xì)纜長，因此粗纜的主要用途是扮演網(wǎng)絡(luò)主干的角色，用來連接數(shù)個(gè)由細(xì)纜所結(jié)成的網(wǎng)絡(luò)。粗纜的阻抗是75Ω。同軸電纜分類T型連接器和BNC接頭終端匹配器同軸電纜連接器同軸電纜的特點(diǎn)1.優(yōu)點(diǎn)傳輸距離較遠(yuǎn)，覆蓋的地域范圍較大技術(shù)非常成熟2.缺點(diǎn)電纜硬，折曲困難，重量重3.局域網(wǎng)常用同軸電纜粗同軸電纜：特征阻抗50Ω，直徑1cm細(xì)同軸電纜：特征阻抗50Ω，直徑0.5cm4.同軸電纜不適合用于樓宇內(nèi)的結(jié)構(gòu)化布線光纖光纖又稱為光纜或光導(dǎo)纖維，由光導(dǎo)纖維纖芯、玻璃網(wǎng)層和能吸收光線的外殼組成。是由一組光導(dǎo)纖維組成的用來傳播光束的、細(xì)小而柔韌的傳輸介質(zhì)。應(yīng)用光學(xué)原理，由光發(fā)送機(jī)產(chǎn)生光束，將電信號(hào)變?yōu)楣庑盘?hào)，再把光信號(hào)導(dǎo)入光纖，在另一端由光接收機(jī)接收光纖上傳來的光信號(hào)，并把它變?yōu)殡娦盘?hào)，經(jīng)解碼后再處理。與其它傳輸介質(zhì)比較，光纖的電磁絕緣性能好、信號(hào)衰小、頻帶寬、傳輸速度快、傳輸距離大。主要用于要求傳輸距離較長、布線條件特殊的主干網(wǎng)連接。具有不受外界電磁場的影響，無限制的帶寬等特點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)每秒幾十兆位的數(shù)據(jù)傳送，尺寸小、重量輕，數(shù)據(jù)可傳送幾百千米，但價(jià)格昂貴。光纖分為單模光纖和多模光纖：單模光纖：由激光作光源，僅有一條光通路，傳輸距離長，20-120km。多模光纖：由二極管發(fā)光，低速短距離，2千米以內(nèi)。光纖需用ST型頭連接器連接。光纖分類及常見連接器光纜的特點(diǎn)：

優(yōu)點(diǎn)：傳輸速率高傳輸距離遠(yuǎn)傳輸損耗低抗干擾能力強(qiáng)缺點(diǎn)：價(jià)格相對(duì)較高安裝比較困難光纖的分類：多模光纖和單模光纖（傳輸質(zhì)量比多模光纖好）光纜適合于樓宇內(nèi)部的結(jié)構(gòu)化布線無線電傳輸

地面微波接力通信

無線電波是指在自由空間（包括空氣和真空）傳播的射頻頻段的電磁波。無線電技術(shù)是通過無線電波傳播聲音或其他信號(hào)的技術(shù)。無線電技術(shù)的原理在于，導(dǎo)體中電流強(qiáng)弱的改變會(huì)產(chǎn)生無線電波。利用這一現(xiàn)象，通過調(diào)制可將信息加載于無線電波之上。當(dāng)電波通過空間傳播到達(dá)收信端，電波引起的電磁場變化又會(huì)在導(dǎo)體中產(chǎn)生電流。通過解調(diào)將信息從電流變化中提取出來，就達(dá)到了信息傳遞的目的。分為：地面微波和衛(wèi)星微波無線電傳輸

微波接力通信也存在如下的一些優(yōu)缺點(diǎn):

優(yōu)點(diǎn)：

通信信道的容量很大。

微波通信受外界干擾影響比較小，傳輸質(zhì)量較高。

投資少、見效快

缺點(diǎn)：

相鄰站之間必須直視，不能有障礙物。

微波的傳播有時(shí)也會(huì)受到惡劣氣候的影響。與電纜通信系統(tǒng)相比較，微波通信的隱蔽性和保密性較差。對(duì)大量中繼站的使用和維護(hù)，要耗費(fèi)一定的人力和物力。衛(wèi)星通信

（2）衛(wèi)星通信的主要缺點(diǎn)和地面通信的優(yōu)缺點(diǎn)差不多。

衛(wèi)星通信的最大特點(diǎn)是通信距離遠(yuǎn)，且通信費(fèi)用與通信距離無關(guān)。

紅外線是太陽光線中眾多不可見光線中的一種，由德國科學(xué)家霍胥爾于1800年發(fā)現(xiàn)，又稱為紅外熱輻射，太陽光譜中，紅光的外側(cè)必定存在看不見的光線，這就是紅外線。也可以當(dāng)作傳輸之媒界。太陽光譜上紅外線的波長大于可見光線，波長為0.75～1000μm。紅外線可分為三部分，即近紅外線，波長為0.75～1.50μm之間；中紅外線，波長為1.50～6.0μm之間；遠(yuǎn)紅外線，波長為6.0～l000μm之間。點(diǎn)到點(diǎn)紅外廣播式紅外紅外系統(tǒng)2.3網(wǎng)卡

概念網(wǎng)卡(NetworkInterfaceCard，NIC)也叫網(wǎng)絡(luò)適配器，是連接計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)的硬件設(shè)備。網(wǎng)卡插在計(jì)算機(jī)或服務(wù)器擴(kuò)展槽中，通過網(wǎng)絡(luò)線（如雙絞線、同軸電纜或光纖）與網(wǎng)絡(luò)交換數(shù)據(jù)、共享資源。2.3網(wǎng)卡

選購網(wǎng)卡（1）速度網(wǎng)卡的速度描述網(wǎng)卡接收和發(fā)送數(shù)據(jù)的快慢，10M的網(wǎng)卡價(jià)格較低（幾十元錢一塊），就目前的應(yīng)用而言能滿足普通小型共享式局域網(wǎng)傳輸數(shù)據(jù)的要求，考慮性價(jià)比的用戶可以選擇10M的網(wǎng)卡；在傳輸頻帶較寬的信號(hào)或交換式局域網(wǎng)中，應(yīng)選用速度較快的100M網(wǎng)卡（或10M－100M自適應(yīng)網(wǎng)卡）。2.3網(wǎng)卡

選購網(wǎng)卡（2）總線類型常見網(wǎng)卡按總線類型可分為ISA網(wǎng)卡、PCI網(wǎng)卡等。ISA網(wǎng)卡以16位傳送數(shù)據(jù)，標(biāo)稱速度能夠達(dá)到10M。PCI網(wǎng)卡以32位傳送數(shù)據(jù)，速度較快。目前市面上大多是10M和100M的PCI網(wǎng)卡。建議不要購買過時(shí)的ISA網(wǎng)卡，除非用戶的計(jì)算機(jī)沒有PCI插槽。2.3網(wǎng)卡

選購網(wǎng)卡（3）接口常見網(wǎng)卡接口有BNC接口和RJ-45接口（類似電話的接口），也有兩種接口均有的雙口網(wǎng)卡。接口的選擇與網(wǎng)絡(luò)布線形式有關(guān)，在小型共享式局域網(wǎng)中，BNC口網(wǎng)卡通過同軸電纜直接與其它計(jì)算機(jī)和服務(wù)器相連；RJ-45口網(wǎng)卡通過雙絞線連接集線器（HUB），再通過集線器連接其它計(jì)算機(jī)和服務(wù)器。2.4集線器、中繼器和路由器

集線器集線器(HUB)是局域網(wǎng)中計(jì)算機(jī)和服務(wù)器的連接設(shè)備，是局域網(wǎng)的星型連接點(diǎn)，每個(gè)工作站是用雙絞線連接到集線器上，由集線器對(duì)工作站進(jìn)行集中管理。最簡獨(dú)立型集線器有多個(gè)用戶端口（8口或16口），用雙絞線連接每一端口和網(wǎng)絡(luò)站（工作站或服務(wù)器）的連接2.4集線器、中繼器和路由器

中繼器

中繼器（Repeater）用于延伸同型局域網(wǎng)，在物理層連接兩個(gè)網(wǎng)，在網(wǎng)絡(luò)間傳遞信息，中繼器在網(wǎng)絡(luò)間傳遞信息起信號(hào)放大、整形和傳輸作用。當(dāng)局域網(wǎng)物理距離超過了允許的范圍時(shí)，可用中繼器將該局域網(wǎng)的范圍進(jìn)行延伸。很多網(wǎng)絡(luò)上都限制了工作站之間加入中繼器的數(shù)目，例如在以太網(wǎng)中最多使用四個(gè)中繼器。2.4集線器、中繼器和路由器

網(wǎng)橋網(wǎng)橋（Bridge）則是指數(shù)據(jù)層連接兩個(gè)局域網(wǎng)絡(luò)段，網(wǎng)間通信從網(wǎng)橋傳送，網(wǎng)內(nèi)通信被網(wǎng)橋隔離。網(wǎng)絡(luò)負(fù)載重而導(dǎo)致性能下降時(shí)，用網(wǎng)橋?qū)⑵渌譃閮蓚€(gè)網(wǎng)絡(luò)段，可最大限度地緩解網(wǎng)絡(luò)通信繁忙的程度，提高通信效率。例如把分布在兩層樓上的網(wǎng)絡(luò)分成每層一個(gè)網(wǎng)絡(luò)段，用網(wǎng)橋連接。網(wǎng)橋同時(shí)起隔離作用，一個(gè)網(wǎng)絡(luò)段上的故障不會(huì)影響另一個(gè)網(wǎng)絡(luò)段，從而提高了網(wǎng)絡(luò)的可靠性。2.4集線器、中繼器和路由器

路由器路由器(Router)用于連接網(wǎng)絡(luò)層、數(shù)據(jù)層、物理層執(zhí)行不同協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)，協(xié)議的轉(zhuǎn)換由路由器完成，從而消除了網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議之間的差別。路由器適合于連接復(fù)雜的大型網(wǎng)絡(luò)。路由器的互連能力強(qiáng)，可以執(zhí)行復(fù)雜的路由選擇算法，處理的信息量比網(wǎng)橋多，但處理速度比網(wǎng)橋慢。2.5交換機(jī)

1993年，局域網(wǎng)交換設(shè)備出現(xiàn)，1994年，國內(nèi)掀起了交換網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的熱潮。其實(shí)，交換技術(shù)是一個(gè)具有簡化、低價(jià)、高性能和高端口密集特點(diǎn)的交換產(chǎn)品，體現(xiàn)了橋接技術(shù)的復(fù)雜交換技術(shù)在OSI參考模型的第二層操作。交換技術(shù)允許共享型和專用型的局域網(wǎng)段進(jìn)行帶寬調(diào)整，以減輕局域網(wǎng)之間信息流通出現(xiàn)的瓶頸問題?，F(xiàn)在已有以太網(wǎng)、快速以太網(wǎng)、FDDI和ATM技術(shù)的交換產(chǎn)品。2.5交換機(jī)

利用專門設(shè)計(jì)的集成電路可使交換機(jī)以線路速率在所有的端口并行轉(zhuǎn)發(fā)信息，提供了比傳統(tǒng)橋接器高得多的操作性能。如理論上單個(gè)以太網(wǎng)端口對(duì)含有64個(gè)八進(jìn)制數(shù)的數(shù)據(jù)包，可提供14880bps的傳輸速率。這意味著一臺(tái)具有12個(gè)端口、支持6道并行數(shù)據(jù)流的“線路速率”以太網(wǎng)交換器必須提供89280bps的總體吞吐率（6道信息流Ｘ14880bps／道信息流）。2.5交換機(jī)

專用集成電路技術(shù)使得交換器在更多端口的情況下以上述性能運(yùn)行，其端口造價(jià)低于傳統(tǒng)型橋接器。典型的交換機(jī)如圖所示。光纖接口RJ－45接口光纖雙絞線

網(wǎng)線和水晶頭的壓制

雙絞線兩端頭通過RJ-45水晶頭連接網(wǎng)卡和集線器，下面我們介紹一下接頭（RJ－45）的制作方法。