計算機網(wǎng)絡的物理組成和設備

1、第3章 計算機網(wǎng)絡的物理組成和設備,,第3章 計算機網(wǎng)絡的物理組成和設備,3.1 網(wǎng)卡3.2 傳輸介質3.3 集線器3.4 交換機3.5 路由器3.6 其他網(wǎng)絡設備3.7網(wǎng)線制作實驗,ch03 計算機網(wǎng)絡的物理組成和設備,2,3.1 網(wǎng)卡,計算機通過網(wǎng)絡接口卡（Network Interface Card，NIC，簡稱為網(wǎng)卡）連接到網(wǎng)絡，網(wǎng)卡負責將計算機內(nèi)部數(shù)據(jù)轉換成適合在網(wǎng)絡上傳輸?shù)母袷?；每塊網(wǎng)卡都有一個唯一的物理地址，稱

2、為MAC地址，在通信過程中，通過數(shù)據(jù)包中的MAC地址來識別相應的計算機。用戶選購網(wǎng)卡時，要關心三個參數(shù)：網(wǎng)絡接口類型、帶寬/速率、與主機（主板）的接口類型。,ch03 計算機網(wǎng)絡的物理組成和設備,3,有線網(wǎng)絡網(wǎng)卡,對于有線網(wǎng)絡，根據(jù)網(wǎng)絡接口不同，網(wǎng)卡可分為細纜口、粗纜口、雙絞線口和光纜口；根據(jù)網(wǎng)卡的帶寬不同，網(wǎng)卡可分為10M、100M、10/100M自適應、1000M、10/100/1000M自適應和10G網(wǎng)卡；而根據(jù)網(wǎng)卡在主板接口上

3、的接口又可分為ISA接口、PCI接口、EISA接口和MCA接口等，目前最普遍的是PCI接口的網(wǎng)卡。,ch03 計算機網(wǎng)絡的物理組成和設備,4,ch03 計算機網(wǎng)絡的物理組成和設備,5,,RJ45雙絞線接口的網(wǎng)卡,細纜接口的網(wǎng)卡,無線網(wǎng)絡網(wǎng)卡,對于無線網(wǎng)絡，根據(jù)網(wǎng)卡與主機的接口不同分為PCMCIA接口、PCI接口、USB接口；根據(jù)速率不同，又可分為11Mbps（802.11b）、54Mbps（802.11a）、11Mbps/54Mbps自

4、適應（802.11g）三種。,ch03 計算機網(wǎng)絡的物理組成和設備,6,,3.2 傳輸介質,所謂傳輸介質通俗地說就是用于計算機網(wǎng)絡進行數(shù)據(jù)通信的傳輸材料。按其性質劃分，常用的傳輸介質可分為有線介質和無線介質兩種；有線介質包括電話線、雙絞線、同軸電纜、光導纖維等；無線介質則可分為衛(wèi)星、微波、紅外線、激光等。衡量介質的傳輸能力的標準是帶寬（Band）。帶寬越大傳輸能力越強。,ch03 計算機網(wǎng)絡的物理組成和設備,7,有線傳輸介質,雙絞線：

5、雙絞線是一種將兩根絕緣銅線按一定的密度互相絞在一起的導線。通過互相交叉，可以減少串擾及信號放射影響的程度，每一根導線在導電傳輸中發(fā)出的電波會被另一根線上發(fā)出的電波所抵消。雙絞線分為非屏蔽雙絞線（UTP）和屏蔽雙絞線（STP）二種。對于非屏蔽雙絞線，有5種類型，其中1類和2類線通常用于語音傳輸，3~5類線用于計算機局域網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸，3類線的傳輸速率為10Mbps，4類線的傳輸速率為20Mbps，5類線的傳輸速率為100Mbps。,ch03

6、 計算機網(wǎng)絡的物理組成和設備,8,,有線傳輸介質,同軸電纜：同軸電纜的內(nèi)芯是單根導線，內(nèi)芯周圍是絕緣材料層，再向外是一層屏蔽金屬網(wǎng)，最外邊是一層絕緣材料的護套， 如圖所示。同軸電纜的抗干擾性能較強。,ch03 計算機網(wǎng)絡的物理組成和設備,9,有線傳輸介質,目前有兩種應用廣泛的同軸電纜：75歐姆同軸電纜，主要用于模擬傳輸，又稱為寬帶電纜，在有線電視網(wǎng)絡系統(tǒng)中，使用的都是75歐姆的同軸電纜作為傳輸介質。50歐姆同軸電纜，主要用于傳輸數(shù)字

7、信號，又稱為基帶電纜，50歐姆的同軸電纜又可分為兩種：粗纜：傳輸帶寬為10Mbps， 最大傳輸距離為500m， 最多可以連接100個站點；細纜：傳輸帶寬為10Mbps， 最大傳輸距離為185m， 最多可以連接30個站點；,ch03 計算機網(wǎng)絡的物理組成和設備,10,,,有線傳輸介質,光纖：光導纖維是一種細小柔軟并能傳導光線的介質，中心是玻璃芯，芯外面包圍

8、著一層折射率比芯低的玻璃封套，最外面是一層薄的塑料外套，如圖所示。在實際使用中，通常將多根光纖放在一塊，并在外面包上保護介質，組成光纜。,ch03 計算機網(wǎng)絡的物理組成和設備,11,,有線傳輸介質,光纖的種類很多，按光在光纖中的傳輸模式可分為單模光纖(SMF)和多模光纖(MMF)。光纖的工作波長有短波長0.85μm、長波長1.31μm和1.55μm。多模光纖的中心玻璃芯較粗(50或62.5μm)，可傳多種模式的光。但其模間色散較大，而

9、且隨距離的增加會更加嚴重。多模光纖傳輸?shù)木嚯x比較近，一般只有幾公里。單模光纖的中心玻璃芯很細(芯徑一般為9或10μm)，只能傳一種模式的光。因此，其模間色散很小，適用于遠程通訊，通常的傳輸距離都為2KM以上。,ch03 計算機網(wǎng)絡的物理組成和設備,12,有線傳輸介質,光連接器的類型很多，有ST、SC、LC、MTRJ、BNC、FC等各種類型，相應的光跳線就有LC到LC、ST到SC等各種型號。如圖所示。,ch03 計算機網(wǎng)絡的物理組成和設

10、備,13,LC/LC,FC/FC,SC/ST,MTRJ/ MTRJ,有線傳輸介質,電力線： PLC（Power Line Communication）即電力線通信，利用普通的電力線組建網(wǎng)絡進行通信。PLC利用GMSK或OFDM調(diào)制技術將用戶數(shù)據(jù)進行調(diào)制，然后在傳輸電流的電力線上進行傳輸，在接收端，先經(jīng)過濾波器將調(diào)制信號濾出，再經(jīng)過解調(diào)，就可得到原通信信號。目前可達到的通信速率為14M。,ch03 計算機網(wǎng)絡的物理組成和設備,14,無線傳

11、輸,微波傳輸：無線電數(shù)字微波通信系統(tǒng)在長途大容量的數(shù)據(jù)通信中占有及其重要的地位，其頻率范圍為300MHz～300GHz。微波通信主要有兩種方式：地面微波接力通信和衛(wèi)星通信。微波在空間主要是直線傳播，由于地球表面是個曲面，因此其傳播距離受到限制且與天線的高度有關，一般只有50km左右，長途通信時必須建立多個中繼站，如果中繼站采用100m高的天線塔，則接力距離可增大到100 km。 衛(wèi)星通信就是利用位于3萬6千公里高空的人造地球同步衛(wèi)星

12、作為太空無人值守的微波中繼站的一種特殊形式的微波接力通信。衛(wèi)星通信最大特點就是通信距離遠，頻帶比微波接力通信更寬，通信容量更大，誤碼率也較小。衛(wèi)星通信的缺點是傳播時延較長。,ch03 計算機網(wǎng)絡的物理組成和設備,15,無線傳輸,無線電短波傳輸：無線電短波是指波長在10～100米的電磁波，其頻率為3～30兆赫茲。在這個頻段，電波可以通過高層大氣的電離層進行折射或反射而回到地面達到遠距離通信，當電波被地面再次反射而由天空二次返回時，傳送距

13、離更遠，多次反射的電波可以實現(xiàn)全球通信。短波通信可以傳送電報、電話、傳真、低速數(shù)據(jù)和語音廣播等多種信息。在衛(wèi)星通信出現(xiàn)以前，短波在國際通信、防汛救災、海難求援以及軍事通信等方面發(fā)揮了獨特的重要作用。,ch03 計算機網(wǎng)絡的物理組成和設備,16,無線傳輸,紅外線傳輸：紅外線傳輸是一種利用紅外線進行點對點通信的技術，它把要傳輸?shù)男盘栟D換成紅外光信號直接在自由空間沿直線進行傳播，它比微波通信具有更強的方向性，難以竊聽、插入數(shù)據(jù)和進行干擾，

14、因此其保密性很強。但紅外線和激光對雨霧等環(huán)境干擾特別敏感，易受氣候的影響。紅外線傳輸速率已達到16Mb/s標準，對于要求傳輸速率高、使用次數(shù)少、移動范圍小、價格比較低的設備，如打印機、掃描儀、數(shù)碼像機等，紅外線傳輸技術得到了非常廣泛的應用。,ch03 計算機網(wǎng)絡的物理組成和設備,17,無線傳輸,藍牙技術：藍牙是一種短距無線通信的技術規(guī)范，工作頻段為全球統(tǒng)一開放的2.4GHz頻段。由于藍牙體積小、功率低，其應用已不局限于計算機外設，幾

15、乎可以被集成到任何數(shù)字設備之中，特別是那些對數(shù)據(jù)傳輸速率要求不高的移動設備和便攜設備。藍牙采用電路交換和分組交換技術，支持異步數(shù)據(jù)信道、三路語音信道以及異步數(shù)據(jù)與同步語音同時傳輸?shù)男诺馈．敳捎脤ΨQ信道傳輸數(shù)據(jù)時，速率最高為342.6kbit/s。藍牙采用了跳頻方式來擴展頻譜，具有很好的抗干擾性。,ch03 計算機網(wǎng)絡的物理組成和設備,18,無線傳輸,無線局域網(wǎng)：無線局域網(wǎng)是目前最新，也是最為熱門的一種局域網(wǎng)，特別是Intel自20

16、03年3月份推出首款自帶無線網(wǎng)絡模塊的迅馳筆記本處理器以來，無線局域網(wǎng)得到了迅速的普及和發(fā)展。在無線局域網(wǎng)中，普遍采用的是802.11協(xié)議族，它們分別是802.11、802.11a、802.11b和802.11g。,ch03 計算機網(wǎng)絡的物理組成和設備,19,3.3 集線器,按照ISO/OSI RM的定義，集線器（HUB）屬于物理層的設備，具有兩個功能，一個功能是將信號放大，以支持更遠的傳輸距離，相當于中繼器的功能；另一個功能是將機器互

17、聯(lián)，以組成一個星型的網(wǎng)絡。如圖所示。因此，集線器又叫多口中繼器。連在同一個集線器上的所有計算機處在同一沖突域和同一廣播域，并且所有計算機共享集線器的帶寬。因此，集線器通常用于對通信帶寬要求不是很高的環(huán)境。,ch03 計算機網(wǎng)絡的物理組成和設備,20,3.4 交換機,交換機是一種基于MAC（網(wǎng)卡的硬件地址）識別，能完成封裝轉發(fā)數(shù)據(jù)包功能的網(wǎng)絡設備。交換機工作在ISO/OSI RM的第二層——數(shù)據(jù)鏈路層。本質上，交換機就是一個多端口

18、的網(wǎng)橋。由于交換機采用接收、查表、轉發(fā)的工作方式，交換機的各個端口分屬于不同的沖突域，因此能有效提高交換性能和數(shù)據(jù)轉發(fā)能力。衡量一臺交換機的主要參數(shù)包括端口線速度、背板帶寬、地址表大小、數(shù)據(jù)轉發(fā)速率等。,ch03 計算機網(wǎng)絡的物理組成和設備,21,,3.5 路由器,路由器工作在OSI RM的第三層，即網(wǎng)絡層。路由器能把多個不同的網(wǎng)絡互聯(lián)起來，形成一個能互相通訊的大網(wǎng)絡。同一交換機連接的所有計算機屬于同一個子網(wǎng)，但路由器連接的計算機則

19、屬于不同的子網(wǎng)。與交換機相比，路由器的異構網(wǎng)互聯(lián)能力、阻塞控制能力和網(wǎng)段的隔離能力等方面都要強于交換機，由于路由器能夠隔離廣播信息，從而可以將廣播風暴的破壞性隔離在局部的網(wǎng)段之內(nèi)。,ch03 計算機網(wǎng)絡的物理組成和設備,22,3.6 其他網(wǎng)絡設備,無線AP：即無線訪問接入點(Access Point)。無線AP是組建小型無線局域網(wǎng)最常用的設備，它在介質訪問控制子層MAC中扮演無線工作站及有線局域網(wǎng)絡的橋梁，最大連接距離可達

20、300英尺。有了無線AP，就如一般有線網(wǎng)絡的HUB一般，無線工作站可以快速且輕易地與現(xiàn)有有線網(wǎng)絡連結，同時，無線AP覆蓋范圍內(nèi)的無線工作站之間還可以通過它進行相互通信。用戶選購無線AP時還應注意其所支持的協(xié)議標準，相關的協(xié)議標準有802.11a、802.11b、802.11g。,ch03 計算機網(wǎng)絡的物理組成和設備,23,,其他網(wǎng)絡設備,粗纜收發(fā)器：在一個由粗纜組建的網(wǎng)絡中，通過粗纜收發(fā)器來接收線路上的信號并將其傳送到相連的計算機網(wǎng)

21、卡，同時負責將網(wǎng)卡發(fā)送來的信號傳送到線路上，并進行碰撞檢測與避免。用細纜構造網(wǎng)絡時，由于收發(fā)器電路已集成到網(wǎng)卡上，所以不再需要外加的收發(fā)器。,ch03 計算機網(wǎng)絡的物理組成和設備,24,其他網(wǎng)絡設備,光纖收發(fā)器：光纖收發(fā)器又叫光電轉換器，是一種將短距離的雙絞線電信號和長距離的光信號進行互換的以太網(wǎng)傳輸媒體轉換單元。光纖收發(fā)器按傳輸速率可分為10M、100M、10/100M自適應和1000M的光纖收發(fā)器；按工作方式分為工作在物理層的光

22、纖收發(fā)器和工作在數(shù)據(jù)鏈路層的光纖收發(fā)器；如果從結構角度來看分桌面式（獨立式）光纖收發(fā)器和機架式光纖收發(fā)器；按接入光纖的不同又有多模光纖收發(fā)器和單模光纖收發(fā)器兩種叫法。,ch03 計算機網(wǎng)絡的物理組成和設備,25,其他網(wǎng)絡設備,水晶頭與網(wǎng)線制作工具：水晶頭網(wǎng)線壓線鉗,ch03 計算機網(wǎng)絡的物理組成和設備,26,3.7 網(wǎng)線制作實驗,1、準備工作：RJ45卡線鉗一把水晶頭若干雙絞線2、制作步驟共有四步，可以簡單歸納為四

23、個字：“剝”，“理”，“插”，“壓”。,ch03 計算機網(wǎng)絡的物理組成和設備,27,網(wǎng)線制作實驗,步驟一 剝線,ch03 計算機網(wǎng)絡的物理組成和設備,28,網(wǎng)線制作實驗,步驟二 理線,ch03 計算機網(wǎng)絡的物理組成和設備,29,網(wǎng)線制作實驗,步驟三 插線,ch03 計算機網(wǎng)絡的物理組成和設備,30,網(wǎng)線制作實驗,步驟四 壓線,ch03 計算機網(wǎng)絡的物理組成和設備,31,網(wǎng)線制作實驗,線纜檢測,ch03 計算機網(wǎng)絡的物理組成和設備,32,