cisco思科网络技术教程第四五章

西北工业大学软件与微电子学院1第四、五章线缆测试及局域网、广域网布线西北工业大学软件与微电子学院2一、线缆测试CableTesting西北工业大学软件与微电子学院34.1背景知识•波(wave)•频率(frequency)•振幅(amplitude)•赫兹(hertz)•脉冲(pulse)•分贝(dB)西北工业大学软件与微电子学院44.2信号•信号是指携带有信息的电平、光模式或者经过调制的电磁波。•信号有两种不同的类型：–模拟信号(AnalogSignals)：用连续变化的电磁波来表示数据。模拟信号是一系列连续的值。–数字信号(DigitalSignals)：用电压脉冲序列来表示数据。数字信号是离散的值。西北工业大学软件与微电子学院5示波器•用于观察波和脉冲，通常有两个y轴的输入来对比观察；•这种使用示波起来观察电压/电流的方式叫时域分析Y=电压或电流X=时间Note-有种不同的设备叫频谱分析仪，用以建立频域分析的图像，那么它的x轴表示的是频率。西北工业大学软件与微电子学院6数据传输方式•数据分类–模拟数据(AnalogData)：连续值，例如声音曲线–数字数据(DigitalData)：离散值，例如整数序列西北工业大学软件与微电子学院7数据传输方式•模拟数据和数字数据都可以用模拟信号和数字信号来表示和传播。在传输一段距离之后，信号都会衰减，需要放大器来恢复。–模拟信号经放大器后，噪音分量也会增大。–数字信号经过中继器后，会克服衰减。–数字信号的发送比模拟信号便宜，抗干扰能力强，但却易衰减。西北工业大学软件与微电子学院8数据传输方式调制/解调器(modem/demodem)电压脉冲模拟信号编码/解码器(code/decode)模拟信号数字信号数字数据用模拟信号来传输模拟数据用数字信号来传输西北工业大学软件与微电子学院9网络信号的传输•数据从源端传到目的端然后返回到源端的时间称为往返时间（roundtriptime，简称RTT）。排除其它的延迟，1bit数据从一端传到另一端的时间是RTT/2。•下面是一些常用的词：–传输，propagation；衰减，attenuation；–反射，reflection；噪声，noise；–时序问题，timingproblem；冲突，collisions；–扩散，Dispersion；抖动，jitter；延迟，latency。西北工业大学软件与微电子学院104.3噪音(noise)•噪音类型–噪声是不希望有的额外的电、光或者电磁信号。–所有的信号都伴随有噪声，重要的是保持高的信噪比•噪音源–RFI(radiofrequencyinterference)无线电频率干扰.–EMI(Electromagneticinterference)电磁干扰.–光噪音西北工业大学软件与微电子学院11噪音•常见的噪声有：串话、热噪声、交流/参考点噪声和电磁干扰。•串话–当两条线缆足够接近并且没有绞合在一起的时候，就会串话。–解决方法是严格遵守标准的终结规程，使用高质量的双绞线缆西北工业大学软件与微电子学院12噪音•电磁干扰(EMI/RFI)：•EMI：electromagneticinterference•RFI：radiofrequencyinterference–实际上缆线都有天线的作用，因此会吸收外部的电磁源产生的信号。–解决方法1：屏蔽(shielding)，在线缆的外面包上金属薄膜材料，起屏蔽作用，其缺点是成本较高。–解决方法2：抵消(cancellation)，通过同一电路中平行的具有相反电流方向产生的磁场间的相互抵消，可以减小电磁干扰的影响。通常的做法是将线缆绞合在一起。西北工业大学软件与微电子学院13数字信号和电噪声数字信号在传输过程中,由于外部电磁干扰,导致接收端接收到的信号和源信号产生差错西北工业大学软件与微电子学院144.4网络衰减•衰减（attenuation）是当电缆长度超过某个限度时，信号能量的散失。这意味着1bit的电压在传输的过程中幅度会减小。衰减会对网络造成影响，它限制了网络线缆的最大长度。•精心地选择材料和材料的几何形状（如线缆的形状和位置）可以减少衰减。但是由于电阻的存在，总会存在一定的衰减，这无法避免。西北工业大学软件与微电子学院15•解决衰减的方法有两种，一是选择合适的传输介质，另一个是在合适的地方接入中继器。西北工业大学软件与微电子学院16衰减由于金属介质电阻的物理特性导致点信号的衰减西北工业大学软件与微电子学院17导致衰减的一些因素•铜缆的电阻将信号的部分电能转换为热能•当信号通过线缆的绝缘层漏出时会造成信号能量损失•不合格接头所造成的阻抗也会导致信号能量损失•衰减用负的分贝(dB)值来表示西北工业大学软件与微电子学院18连接LAN和WANCablingLANsandWANs西北工业大学软件与微电子学院19LAN布线•1、LAN的物理层•2、校园网中的以太网•3、以太网介质和连接器要求•4、UTP执行规范•5、中继器、集线器、桥、交换机•6、网络应用的模式•7、点对点与客户机/服务器西北工业大学软件与微电子学院20局域网的物理层•以太网是广泛使用的局域网技术。以太网最初是由一个称为DIX（Digital、Intel和Xerox）的团体实现的。首个以太局域网规范，被用作1980年发布的电气与电子工程师协会（IEEE）802.3规范的基础。•IEEE将802.3委员会扩展为三个新的委员会，称为802.3u（快速以太网）802.3z（光纤上的吉比特以太网）和802.3ab（UTP上的吉比特以太网）。西北工业大学软件与微电子学院21LAN的物理层•局域网的物理层规定了用何种方式连接网络，其中包括：令牌环、FDDI、以太网、串行线缆•物理层优缺点的判定根据：–Cablelength–Cost–Easeofinstallation–Susceptibilitytointerference西北工业大学软件与微电子学院22LAN的物理层西北工业大学软件与微电子学院23LAN的介质与连接要求•用户的连接：用户到分组设备：10baseT、快速以太网分组设备到主干：快速以太网、吉比特以太网主干到主干：快速以太网、吉比特以太网•线缆的规定和连接头：参看教材P117页4-3表西北工业大学软件与微电子学院24项目10BASE-T快速以太网千兆以太网终端用户层（端用户设备连接工作组设备）提供低到中级的应用高性能PC访问服务器否工作组层(工作组设备连接骨干设备)否用户层设备连接工作组层设备；工作组层连接骨干层；服务器块连接骨干层企业服务器块高性能连接骨干层否工作组服务器块连接骨干层网络设备与骨干的高速连接校园中的以太网西北工业大学软件与微电子学院25附：层次化的网络结构定义中以太网的定位分布层核心层访问层分布层核心层访问层以太网、快速以太网快速以太网千兆以太网快速以太网千兆以太网西北工业大学软件与微电子学院26IEEE定义的局域网标准802.1—局域网概述、体系结构和网络互连，以及网络管理和性能测量；802.2—逻辑链路控制，高层与任何一种局域网介质访问控制层的接口；802.3—CSMA/CD，总线型访问控制和物理规范；（以太网）802.4—令牌总线；802.5—令牌环网；802.6—城域网；802.7—宽带技术；802.8—光纤技术；802.9—综合话音数据局域网；802.10—可互操作的局域网安全机制；802.11—无线局域网；西北工业大学软件与微电子学院27IEEE新扩展了以太网三个规范：802.3u(FastEthernet)802.3z(GigabitEthernetoverFiber)802.3ab(GigabitEthernetoverUTP)西北工业大学软件与微电子学院28以太网介质和连接器要求西北工业大学软件与微电子学院29连接典型网100Mbps5类交叉线10Mbps3,4,5类交叉线100Mbps5类直连线10Mbps3,4,5类直连线10Mbps3,4,5类直连线西北工业大学软件与微电子学院30无线局域网实例CiscoHubServerCiscoSwitchInternetCiscoAccessPointCiscoHubWirelessLAN(WLAN)asanextensiontowiredLANCiscoEthernetClient西北工业大学软件与微电子学院31网络应用的模式在大型机时代，终端连接到主机以利用大型机超强的处理能力。随着PC机的诞生和计算能力的加强，有相应的操作系统的配合，点对点网络以其配置简单、管理松散而普及。而应用的加强、安全性的提高是客户机/服务器网络模式成为主流。西北工业大学软件与微电子学院32点对点网络与客户机/服务器网络点对点网络的优点客户机/服务器网络的优点廉价较好的安全性不需要额外的网管软件当网络增长时，集中的管理易于操作不需要专门的网管人员数据易于备份到中心地点点对点网络的缺点客户机/服务器网络的缺点网络增长时管理成为不可能，网络没有可扩展性需要专门的、昂贵的网管软件，费用高每个用户必须被培训以完成相应的管理任务服务器部分的硬件要求很高，费用贵没有安全性要求专门的专业管理所有的机器共享资源，严重影响网络性能如果服务器宕机会出现单典故障，用户数据不可访问西北工业大学软件与微电子学院33WAN布线•1、WAN的物理层•2、WAN的串行连接•3、路由器和串行连接•4、路由器和ISDNBRI连接器•5、路由器和DSL的连接•6、路由器和CABLE连接•7、设置控制台连接西北工业大学软件与微电子学院34WAN的物理层以下是常见的广域网接入网物理层标准：常见的广域网骨干网物理层标准有：SDH/SONET、ATM等等西北工业大学软件与微电子学院35WAN串口可以采用固化方式2500路由器—背板一览WAN串口可以采用固化方式西北工业大学软件与微电子学院36路由器与串行连接DataCommunicationsEquipmen数据通讯设备•WAN服务商方的最后通讯设备•DCE提供时钟•DTE/DCE—责任分界点DataTerminalEquipment数据终端设备WAN连接中用户方的最后设备DCEDTE调制解调器通道服务单元/数据服务单元SSSSSSDTEDTEDCEDCE西北工业大学软件与微电子学院37用ISDN连接路由器(续)!!!警告!!!不要把非ISDN设备接入路由器的ISDN端口！如果把非ISDN设备连入路由器ISDN端口将损坏该设备！Cisco路由器ISDNBRI端口西北工业大学软件与微电子学院38xDSLApplicationsxDSL商业LAN-to-LANHDSL,ADSL,SDSLTelecommutingADSL,IDSL,HDSLT1replacementHDSL家庭I’netaccessforworkADSL,IDSL,HDSLI’netaccessforconsumersADSLGamingADSL西北工业大学软件与微电子学院39路由器与有线电视的连接•CiscouBR905线缆接入路由器有一个用于接入有线电视系统的同轴电缆接口（F接头）同轴电缆和F接头用于连接路由器和有线电视系统。同轴电缆可以是无线级RG-59/RG-6(Radiograde)西北工业大学软件与微电子学院40通过console配置设备•使用反转线连接设备的console口•通过RJ-45-to-DB-9转换头连接计算机的串行口（com）•启动超级终端•使用默认配置西北工业大学软件与微电子学院41广域网连接类型:物理层专线同步串口TelephoneCompany电路交换异步串口ServiceProvider包交换同步串口西北工业大学软件与微电子学院42总结•信号：模拟信号和数据信号•线缆测试：噪音、衰减、串扰、分贝•局域网布线：局域网设备、100M规则、54321原则、对等网络与客户/服务器网络•广域网布线：广域网的物理层、路由器的连接