计算机网络设备详细论述PPT课件(-67页)

计算机网络设备•主要内容–3.1传输介质–3.2物理层上的网络设备–3.3数据链路层上的网络设备–3.4网络层上的网络设备–3.5无线网络设备计算机网络技术与应用3.1传输介质3.1.1同轴电缆3.1.2双绞线3.1.3光纤3.1.4无线传输介质计算机网络技术与应用3.1.1同轴电缆1．同轴电缆的结构与分类结构，由内导体、绝缘层、屏蔽层和外保护层组成。计算机网络技术与应用同轴电缆主要有以下型号（1）RG-8或RG-11。匹配阻抗为50Ω，用于10Base5以太网，又叫粗缆网。（2）RG-58A/U，匹配阻抗为50Ω，用于10Base2以太网，又叫细缆网。（3）RG-59/U，匹配阻抗为75Ω，用于ARCnet（和有线电视网。（4）RG-62A/U，匹配阻抗为93Ω，用于ARCnet基带同轴电缆和宽带同轴电缆•基带同轴电缆屏蔽层使用网状铜丝织成，其特性阻抗为50Ω，适合传输数字信号；•宽带同轴电缆屏蔽层使用铝箔缠绕而成，其特性阻抗为75Ω或93Ω，主要用于传输模拟信号。计算机网络技术与应用2．同轴电缆主要特性•连接距离：粗缆可达2500m（单段最远500米），细缆的最大传输距离可达925m（单段最远185米）•安装维护：粗缆安装时不需要切断电缆，需要单独安装收发器和收发器电缆，难度大，造价高；细缆安装则比较简单、造价低，由于安装过程中要切断电缆，当接头多时容易产生接触不良的隐患•抗干扰能力：有较强的抗干扰能力•拓扑结构：用粗缆和细缆连接的网络都是总线拓扑结构计算机网络技术与应用3.1.2双绞线1．双绞线的结构与分类1）双绞线的结构双绞线是由两根绞合的绝缘铜线外部包裹橡胶外皮而构成，有两对线型和四对线型，两对线型的接插头称为RJ-11，四对线型的接插头称为RJ-45。计算机网络技术与应用双绞线电缆分为屏蔽双绞线STP和非屏蔽双绞线UTP两大类2）双绞线分类按照传输特性分，双绞线分为7类。（1）1类线：主要用于传输语音，不用于数据传输。（2）2类线：用于语音传输和传输速率4Mbps的数据传输，（3）3类线：主要用于10兆以太网（10BASE—T）。（4）4类线：主要用于16兆的令牌环局域网和10兆以太网。（5）5类线：主要用于百兆以太网（100BASE-T）是最常用的电缆。（6）超5类线：主要用于千兆位以太网（1000BASE-T）。（7）6类线：适用于传输速率高于1Gbps的应用。计算机网络技术与应用2．双绞线的主要特性（1）传输距离一般不超过100米，传输速度随双线类型而异；（2）价格低，重量轻，易弯曲，安装维护容易；（3）可以将串扰减至最小或加以消除，屏蔽双绞线抗外界干扰能力强；（4）具有阻燃性；（5）适用于结构化综合布线。计算机网络技术与应用3．双绞线的接线方式RJ-45线槽12345678色彩标记绿白绿橙白蓝蓝白橙棕白棕EIA/TIA568A接线标准EIA/TIA568B接线标准RJ-45线槽12345678色彩标记橙白橙绿白蓝蓝白绿棕白棕1）接线标准计算机网络技术与应用2）直连线（或直通线、正接线）和交叉线（或反接线）双绞线接线可以根据需要制作成直连线和交叉线•直连线是指双绞线两端接线线序一致，用于连接不同类型的设备•交叉线是指双绞线两端分别使用不同的接线标准，一端用T568A，另一端用T568B，用于连接相同类型的设备计算机网络技术与应用3.1.3光纤1．光纤的结构光纤的横截面为圆形，由纤芯、包层、外保护套构成图3-4光纤的结构计算机网络技术与应用2．光纤传输原理在发送端先将电信号通过发光二极管转换为光信号。在接收端使用光电二极管将光信号转换成电信号。计算机网络技术与应用光纤分为单模光纤和多模光纤两种类型。•单模光纤内径为10μm，只传输单一频率的光，光信号沿轴路径直线传输，速率高，可达百G，传输距离远，达数十公里、成本高，用红外激光管作光源(ILD)。•多模光纤纤芯直径为50~62.5μm，可以传输多种频率的光，光信号在光纤壁之间波浪式反射，多频率（多色光）共存，传输距离近，约2公里左右，损耗大，成本低，用发光二极管作光源(LED)。光纤的分类计算机网络技术与应用3．光纤的主要特性（1）信道带宽大，传输速度快，可达1000Mbps以上；（2）传输距离远，就单段光纤的传输距离而言，单模光纤可达几十公里，多模光纤可达几公里；（3）抗干扰能力强，传输质量高。由于光纤中传输光信号，所以不受外部电磁场干扰；（4）信号串扰小，保密性好；（5）光纤尺寸小、重量轻，便于敷设和运输；（6）光纤的材料是制作塑料和玻璃的材料，材料来源丰富，环境保护好；（7）无辐射，难于窃听；（8）光缆适应性强，寿命长。计算机网络技术与应用3.1.4无线传输介质主要的无线传输方式有无线电波、微波、卫星和红外线。1.无线电波无线电是指频率范围在10KHz～1GHz之间电磁波谱无线通信有两种方式，单频通信和扩频通信。•单频通信是指信号的载波频率单一，单频通信传输速率低、有效传输距离近，抗干扰能力很差，而且非常容易被窃听。•扩频通信是指用来传输信息的射频带宽远大于信息本身带宽的一种通信方式计算机网络技术与应用扩频技术通常有4种类型：（1）直接系列扩频，简称直扩（DS）（2）载波频率跳变扩频，简称跳频（FH）（3）跳时（TH）（4）混合扩频扩频通信的特点（1）抗干扰性能好（2）隐蔽性强、干扰小（3）易于实现码分多址计算机网络技术与应用2．微波通信•微波是频率范围在3~300GHz的无线电波•微波数据通信系统有两种形式：地面微波系统和卫星微波系统，一般微波通信指的是地面微波。•地面微波系统的主要用途是完成远距离的通信任务，适合在不便于铺设电缆的场合使用。由于微波信号具有极强的方向性，直线传播，遇到阻挡就被反射或被阻断，而地球是圆的，所以在传输距离超过50公里（有高架天线时可以更远些）或遇到高山阻隔时，需要设置中继站，将信号放大再进行传输。计算机网络技术与应用微波通信的特点:（1）通信频段的频带宽（2）受外界干扰的影响小（3）通信灵活性较大（4）天线增益高、方向性强（5）投资少、建设快计算机网络技术与应用3．卫星微波卫星通信系统实际上也是一种微波通信，它以卫星作为中继站转发微波信号，在多个地面站之间通信，卫星通信覆盖范围大，三颗卫星可以覆盖地球表面。卫星通信系统的特点：（1）下行广播，覆盖范围广（2）工作频带宽（3）通信质量好（4）网络建设速度快、成本低（5）信号传输时延大（6）控制复杂计算机网络技术与应用4．红外线通信•是指利用红外线作为传输手段的通信方式。•红外通信系统中红外线的传输方式主要有两种：一是点对点方式；二是广播。•红外通信主要应用于掌上计算机、笔记本计算机、个人数字处理设备和桌面计算机之间的文件交换•红外通信的主要特点：价格低，高带宽，安装简单，高可靠性，轻便。计算机网络技术与应用3.2物理层上的网络设备3.2.1集线器3.2.2中继器3.2.3调制解调器计算机网络技术与应用3.2.1集线器1．集线器(Hub)及其作用集线器是将网络中的站点连接在一起的网络设备。大多数集线器有都有信号再生或放大作用计算机网络技术与应用2．集线器的工作原理•集线器不能够识别源地址和目的地址，没有地址过滤功能•采用广播方式，即从一个端口接收数据，向除入口之外的所有端口广播。•多站点共享总线，共处于一个冲突域中•任意时刻只能有一个站点发送数据，其他站点只能接收•总线带宽被多个站点均分。计算机网络技术与应用3．集线器的分类1）按端口数量来分：8口、16口和24口等2）按带宽划分：10Mbps、100Mbps、10／100Mbps自适应3）按照配置的形式分：独立型、模块化和堆叠式4）从是否可进行网络管理来分：不可网管型集线器和可网管型集线器两种计算机网络技术与应用3.2.2中继器1．中继器及其作用中继器（如图3-11）是一种延伸网络覆盖范围的设备，其主要作用是将接收的信号再生或放大，再传输出去。中继器不能无限的延伸网络例:以太网中的5-4-3规则。计算机网络技术与应用2．中继器的分类中继器可分为两类：直接放大式和信号再生式。图3-13放大式中继器与再生式中继器（b）信号再生式中继器（a）直接放大式中继器计算机网络技术与应用3.2.3调制解调器1．调制解调器及其作用•调制解调器是一个通过电话拨号接入Internet的必备的硬件设备。•计算机内部使用的是数字信号，电话线路传输的信号是模拟信号。•调制解调器的作用就是将数字信号转换成模拟信号，或相反。计算机网络技术与应用2．调制解调器的分类（1）外置式调制解调器（2）内置式调制解调器（3）PCMCIA插卡式调制解调器（4）机架式调制解调器（5）USB接口的调制解调器计算机网络技术与应用3.3数据链路层上的网络设备3.3.1网卡3.3.2网桥3.3.3二层交换机计算机网络技术与应用3.3.1网卡1．网卡及其作用①网卡又叫网络接口卡或网络适配器②通过网卡，可以将计算机与传输介质的连接③网卡提供OSI参考模型的物理层和数据链路层服务功能，使计算机具有通信功能，实现低层通信协议。④网卡还给计算机带来了一个地址，使计算机在网络中有唯一标识计算机网络技术与应用2．网卡的的功能网络协议控制器收发器MAC地址存储器RJ45接口编码/解码器网卡（1）连接计算机与网络（2）进行串行/并行转换（3）实现网络协议（4）差错检验（5）数据缓存（6）编码解码（7）发送接收计算机网络技术与应用3．网卡的种类（1）按网卡支持的网络类型分:以太网卡、令牌环网卡、FDDI网卡、ATM网卡等，太网卡是主流产品。（2）按网卡支持的传输速率分：10Mbps，10/100Mbps，1000Mbps，甚至10Gbps等多种。（3）按网卡支持的总线类型：计算机中常见的总线插槽类型有：ISA、EISA、VESA、PCI和PCMCIA等（4）按网卡支持的电缆接口：以太网的RJ-45接口、细同轴电缆的BNC接口和粗同轴电AUI接口、FDDI接口、ATM接口等计算机网络技术与应用4．网卡地址•以太网卡的物理地址由48位二进制数组成，为便于书写和记忆，所以实际表示时用十二位十六进制数来来表示。000000000110000000001000000000001010011000111000用十六进制数表示：00-60-00-08-00-A6-38例如：•这48位二进制数中，前24位为企业标识，后24位是企业给网卡的编号。计算机网络技术与应用使用IPCONFIG/ALL命令可以查看网卡地址物理地址计算机网络技术与应用3.3.2网桥1．网桥及其作用1）网桥网桥是一个将网络互连起来的设备，它可以在数据链路层上连接两个局域网，使之相互通信网桥可以识别帧和物理地址，有地址过滤功能，如果源地址和目的地址属于同一个网络，网桥就丢弃数据帧，不会向其他网络转发，如果源地址与目的地址不属于同一个网络，网桥就会转发数据帧。计算机网络技术与应用2）网桥的作用（1）隔离局域网间的冲突。（2）提高网络性能。（3）提高网络的安全性。（4）扩展网络覆盖范围。计算机网络技术与应用2．网桥的工作原理1）建立桥接表某站点发送数据帧时，网桥收到这个数据帧后，就读取帧中的源地址和目的地址，并将源地址和接收该帧的端口记录在桥接表中。2）转发数据当网桥收到一个数据帧时，就读取帧中的源地址和目的地址，然后去查桥接表，根据桥接表中记录的信息，网桥可能采用以下几种策略：（1）如果源地址和目的地址对应的端口是同一端口，网桥会丢弃数据帧。（2）如果源地址和目的地址对应的端口号不同，网桥就唯一的向目的地址对应的端口转发数据帧。（3）如果读取的目的地址在桥接表中没有相对应的记录，网桥将向除接收端口外的所有端口广播数据帧。计算机网络技术与应用3．网桥的类型1）透明网桥在网桥内部有一个记录了网桥各端口所接网络站点地址的数据库，即桥接表。2）源路由网桥网桥上没有所连接网段上站点信息的桥接表，它是根据数据帧里包含的路由信息来转送信息的。通常源路由网桥使用于令牌环网络。计算机网络技术与应用4．生成树算法1）循环连接在比较复杂的网络互连环境中，有