数据通信网络与设备调试

第5章网络设备和传输介质

1功能数据的封装与解封

发送时将上一层交下来的数据加上首部和尾部，成为以太网的帧。接收时将以太网的帧剥去首部和尾部，然后送交上一层。链路管理主要是半双工方式下CSMA/CD协议的实现

编码与译码

即曼彻斯特编码与译码

5.1

网络设备

1、网络接口卡NIC计算机网络技术2沈阳理工大学应用技术学院分类根据传输速率分类10Mbit/s网卡10/100Mbit/s自适应网卡5.1

网络设备

计算机网络技术3沈阳理工大学应用技术学院分类根据传输速率分类1000Mbit/s网卡5.1

网络设备

计算机网络技术4沈阳理工大学应用技术学院分类根据传输速率分类

万兆网卡5.1

网络设备计算机网络技术5沈阳理工大学应用技术学院分类根据总线类型分类

ISA总线型网卡

PCI总线型网卡

PCMCIA型网卡

USB网络适配器5.1

网络设备计算机网络技术6沈阳理工大学应用技术学院分类根据端口类型分类

RJ-45网卡

BNC端口网卡

光纤端口网卡

无线网卡5.1

网络设备计算机网络技术7沈阳理工大学应用技术学院功能特点交换机是一种具有简化、低价、高性能和高端口密集特点的交换产品。一般工作在数据链路层，按硬件地址转发数据包。交换机的每个端口都是独立的冲突域，由它构成的网络是全双工网络。但所有端口共享广播域。5.1

网络设备2、交换机计算机网络技术8沈阳理工大学应用技术学院

根据使用的网络技术划分

以太网交换机

令牌环交换机

ATM交换机

FDDI交换机用于局域网，使用最广泛，价格较低用于电信网的主干，高端，价格贵用于早期使用光纤的校园网，目前少见用于令牌环网，目前少见ATM技术简介：ATM称为异步传输模式，以信元为单位，又称信元中继，采用面向连接技术，具有电路交换和分组交换的双重性，用于电信网的主干。适用于高速信息传送和对服务质量的支持，还具备了综合多种业务的能力，以及动态带宽分配与连接管理能力和对已有技术的兼容性。交换机的分类5.1

网络设备计算机网络技术9沈阳理工大学应用技术学院根据应用的规模划分工作组交换机骨干交换机

中心交换机支持100信息点；带宽10/100M；固定配置；无网管支持300信息点；带宽可达1000M；固定配置或模块配置；有光纤模块；简单网管支持500信息点；带宽可达万兆；模块化；网络管理；硬件冗余；5.1

网络设备计算机网络技术10沈阳理工大学应用技术学院根据交换机机的结构划划分固定端口交交换机模块化交换换机低端交换机机；端口数数目和类型型固定；价价格较便宜宜中高端交换换机；端口口数目可扩扩展；端口口类型可根根据需要改改变；支持持冗余备份份；价格较较高5.1网络设备计算机网络络技术11沈阳理工大大学应用技技术学院根据交换机机工作的协协议层划分分二层交换机机三层交换机机四层交换机机工作在第二二层；能够够根据MAC地址完成不不同端口间间的数据交交换；支持持VLAN划分工作在第三三层；除二二层功能外外还具有路路由功能；；可实现VLAN间的互通工作在第四四层；除前前两层功能能外还可以以识别上层层应用程序序，实现带带宽分配、、故障诊断断、应用程程序数据流流访问控制制等功能5.1网络设备计算机网络络技术12沈阳理工大大学应用技技术学院堆叠和级联联相同点：都可以实现现扩展端口口数目不同点堆叠的设备备间的关系系是平等的的，而级联联是上下级的关系。。堆叠是利用用专用的接接口相连，，级联是用用普通的网口通过双双绞线相连连。堆叠是独享享带宽的，，而级联的的各设备共共享带宽。。堆叠在逻辑辑上可以看看成一个整整体，可统统一网管。。但级联不行行。5.1网络设备计算机网络络技术13沈阳理工大大学应用技技术学院交换机的工工作过程----学习5.1网络设备计算机网络络技术14沈阳理工大大学应用技技术学院交换机的工工作过程----泛洪假设交换机机还和其他他交换机相相连5.1网络设备计算机网络络技术15沈阳理工大大学应用技技术学院交换机的工工作过程----转发假设主机A要向主机D发送消息。。5.1网络设备计算机网络络技术16沈阳理工大大学应用技技术学院交换机的工工作过程----过滤假设主机B要向主机C发送消息。。5.1网络设备计算机网络络技术17沈阳理工大大学应用技技术学院交换机主要要支持三种种工作方式式：存储转转发、直通式和自由由分段，下下面分别予予以介绍。。存储转发模模式当交换机运运行存储转转发模式时时，在转发发数据帧之前必须接接收整个帧帧。交换机机接收到完完整的数据据帧以后，检检查其源地地址和目标标地址，并并对整个帧帧进行CRC（循环冗余余校验）。。若无错，，则转发该该帧，若有错错，则丢弃弃该帧。5.1网络设备交换式以太太网的数据据帧转发过过程计算机网络络技术18沈阳理工大大学应用技技术学院直通转发模模式也称为直通通式，允许许交换机在在检查到数数据帧中的目标地地址时就开开始转发数数据帧。目目标地址在数据帧中中占用6个Byte（这6Byte正是目标设设备的MAC地址），所所以直通式式的延迟很很小。5.1网络设备计算机网络络技术19沈阳理工大大学应用技技术学院自由分段模模式自由分段方方式有效地地结合了直直通式和存存储转发模式的优优点。当交交换机工作作在自由分分段模式时，它只检检查数据帧帧的前64字节，如果果前64字节没有出现现错误，交交换机就转转发该帧。。反之，，如果检测到到前64Byte出错，交换换机就丢弃弃该帧。5.1网络设备计算机网络络技术20沈阳理工大大学应用技技术学院5.1网络设备3、路由器功能特点路由器是工工作在异种种网络之间间的一个网网络互联设备。工作在网络络层。路由器的每每个端口都都是独立的的冲突域，，且每个端口都属属于独立的的广播域。。计算机网络络技术21沈阳理工大大学应用技技术学院当路由器从从某个接口口接收到数数据包，路路由器将包包头打开检查查目的地址址。通过目的地地址查路由由表，找到下一跳地地址，然后后通过相应应端口将包包发至下一一跳。LAN0LAN1Serial0Serial1RTARTCRTDRTE数据包目的地址下一跳1.1.1.02.2.2.33.3.3.04.4.4.15.5.5.06.6.6.32.2.2.34.4.4.16.6.6.3目的地址5.5.5.0路由器的工工作原理5.1网络设备计算机网络络技术22沈阳理工大大学应用技技术学院转发报文在网络间截截获发送到到远方网段段的报文，，起转发作作用路由选择选择最合理理的路由，，引导通信信。数据分片和和重组路由器在转转发报文的的过程中，，为了便于于在网络间间传送报文，按按照预定的的规则把大大的数据包包分解成适适当大小的数据据包，到达达目的地后后再把分解解的数据包包包装成原有格格式。路由器的作作用5.1网络设备计算机网络络技术23沈阳理工大大学应用技技术学院CPURAMNRAM闪存ROM接口系统核心，，执行OS指令或用户户指令随机存取存存储器，用用于存储路路由表和作作为缓冲区区，关机数数据消失非易失的存存储器，用用于存储路路由表备份份配置文件件，关机数数据保留可编程、可可擦除ROM，保存OS的映像用来存放开开机诊断程程序，引导导程序，操操作系统物理：以太太网口，console口，serial口，AUX口。逻辑：loopback口，子接口口路由器的硬硬件组成5.1网络设备计算机网络络技术24沈阳理工大大学应用技技术学院5.2传输介质双绞线、同同轴电缆缆(粗、细)金属导体光纤无线无线电、微微波、卫星星、红外线线计算机网络络技术25沈阳理工大大学应用技技术学院5.2传输介质1、双绞线（TwistPair，TP）内导体芯线绝缘内屏蔽外屏蔽外套--螺旋绞合的的双导线--每根4对、25对、50对、1000对--典型连接距距离100m（LAN）--RJ45插座、插头头--优缺点：成本低组装密度高高、节省空空间安装容易（（综合布线线系统）平衡传输（（高速率））抗干扰性一一般连接距离短短计算机网络络技术26沈阳理工大大学应用技技术学院屏蔽双绞线线(STP)非屏蔽双绞绞线(UTP)以铝箔屏蔽蔽以减少干干扰和串音音，应用较较少无任何屏蔽蔽层，应用广泛5.2传输介质双绞线的分分类计算机网络络技术27沈阳理工大大学应用技技术学院屏蔽双绞线线电缆的外外面由一层层金属材料料包裹，以以减小辐射，，防止信息息被窃听，，同时具有有较高数据据传输速率。但屏蔽双绞绞线电缆的的价格相对对较高，安安装时要比非屏屏蔽双绞线线困难，必必须使用特特殊的连接接器，技术要求也也比非屏蔽蔽双绞线电电缆高。与与屏蔽双绞绞线相比，非屏屏蔽双绞线线电缆外面面只需一层层绝缘胶皮皮，因而重量轻轻、易弯曲曲、易安装装，组网灵灵活，非常常适用于结构化化布线，所所以在无特特殊要求的的计算机网网络布线中，常常使用非屏屏蔽双绞线线电缆。屏蔽双绞线线与非屏蔽蔽双绞线的的对比5.2传输介质计算机网络络技术28沈阳理工大大学应用技技术学院该类双绞线线的最高传传输频率为为20MHz，最高传输速率为16Mbit/s，可用于语语音传输和和最高传输速率为16Mbit/s的数据传输输。各类双绞线线的特性3类双绞线4类双绞线3类双绞线的的最高传输输频率为16MHz，最高传输速率为10Mbit/s，用于语音音和最高传传输速率为10Mbit/s的数据传输输。5.2传输介质计算机网络络技术29沈阳理工大大学应用技技术学院与5类双绞线相相比，超5类双绞线的的衰减和串串扰更小，可提提供更坚实实的网络基基础，满足足大多数应用的需求求。5类双绞线线超5类类双双绞绞线线5类类双双绞绞线线电电缆缆使使用用了了特特殊殊的的绝绝缘缘材材料料，，使使其其最高高传传输输频频率率达达到到100MHz。5.2传输输介介质质计算算机机网网络络技技术术30沈阳阳理理工工大大学学应应用用技技术术学学院院标准准制制定定机机构构和和制制造造商商正正在在考考虑虑利利用用一一种种新新型型的铜铜缆缆系系统统，，其其带带宽宽可可以以高高达达600MHz。6类类双双绞绞线线7类类双双绞绞线线6类双双绞绞线线的的最最高高频频率率为为200MHz频率率，，连连接接千兆兆以以太太网网时时连连接接距距离离可可以以达达到到标标准准的的100m。5.2传输输介介质质计算算机机网网络络技技术术31沈阳阳理理工工大大学学应应用用技技术术学学院院双绞绞线线的的厂厂商商安普普双绞绞线线作作为为一一种种价价格格低低廉廉、、性性能能优优良良的的传传输输介介质，，在在综综合合布布线线系系统统中中被被广广泛泛应应用用于于水水平平布布线线。。5.2传输输介介质质在六六类类双双绞绞线线产产品品家家族族中中，，主主要要的的品品牌牌有有如如下下：：西蒙蒙IBM朗讯讯丽特特计算算机机网网络络技技术术32沈阳阳理理工工大大学学应应用用技技术术学学院院双绞绞线线的的连连接接标标准准ANSI/EIA/TIA568《《商业业大大楼楼电电信信布布线线标标准准》规定定了了两两种种双双绞绞线线的的线线序序。。5.2传输输介介质质线对色彩码1白蓝，蓝2白橙，橙3白绿，绿4白棕，棕12345678123456781234567812345678交叉叉线线直连连线线计算算机机网网络络技技术术33沈阳阳理理工工大大学学应应用用技技术术学学院院EIA-568A绿白白绿绿橙橙白白蓝蓝蓝蓝白白橙橙棕棕白白棕棕EIA-568B橙白白橙橙绿绿白白蓝蓝蓝蓝白白绿绿棕棕白白棕棕两种种标标准准5.2传输输介介质质双绞绞线线的的制制作作准备备工工具具双绞绞线线（（5类UTP）RJ-45接头头（（水水晶晶头头））网线线钳钳测线线仪仪计算算机机网网络络技技术术34沈阳阳理理工工大大学学应应用用技技术术学学院院①剪剪一一段段适适当当长长度度的的网网线线（（小小于于100米）），，用用网网线钳钳剥剥去去外外皮皮约约2.5厘米米，，将将4对细细线线扇扇形形分分开开。。②将将细细线线按按白白橙橙、、橙橙、、白白绿绿、、蓝蓝、、白白蓝蓝、、绿绿、、白棕棕、、棕棕的的顺顺序序排排列列。。将将8条线线并并拢拢，，排排在在一一个个平面面上上，，拉拉直直。。网网线线剪剪齐齐，，留留约约1.5厘米米长长度度。。③水水晶晶头头金金属属片片向向前前，，卡卡口口处处向向下下，，将将网网线线插插入水水晶晶头头内内，，注注意意白白橙橙线线对对准准第第一一脚脚。。检检查查是是否充充分分、、整整齐齐的的排排列列插插入入，，用用网网线线钳钳压压紧紧即即可可5.2传输输介介质质网线线制制作作计算算机机网网络络技技术术35沈阳阳理理工工大大学学应应用用技技术术学学院院交叉叉线线：：同同种种接接口口交换换机机-交换换机机、、PC-PC、HUB-HUB(标准准端端口口)直连连线线：：异异种种接接口口PC/路由由器器-交换换机机/HUB、HUB-HUB(级连连端端口口)交叉叉线线和和直直连连线线的的使使用用5.2传输输介介质质计算算机机网网络络技技术术36沈阳阳理理工工大大学学应应用用技技术术学学院院5.2传输输介介质质2、同轴轴电电缆缆组成成铜芯绝缘层外导体屏蔽层保护套计算算机机网网络络技技术术37沈阳阳理理工工大大学学应应用用技技术术学学院院细缆缆5.2传输输介介质质粗缆缆2、同轴轴电电缆缆分类类用于于计计算算机机网网络络中中的的基基带带同同轴轴电电缆缆的的特特征征阻阻抗为50ΩΩ，主要要的型型号有有RG-8和RG-58，其中中RG-8称为粗粗同轴轴电缆缆（简简称为为粗缆缆），，RG-58称为细细同轴轴电缆缆（简简称为为细缆缆）。。使用BNC接头使用AUI接头计算机机网络络技术术38沈阳理理工大大学应应用技技术学学院有光脉脉冲-1，无光光脉冲冲-05.2传输介介质3、光纤传输原原理——光的全全反射射光从折折射率率高的的介质质（纤纤芯））射到到折射射率低低的介质质（玻玻璃包包层））时会会产生生折射射。当当入射射角≥临临界值值时产产生全全反射射，不不泄漏漏。调制方方法——亮度调调制应用领领域局域网网主干干、电电信网网络、、服务务器连连接计算机机网络络技术术39沈阳理理工大大学应应用技技术学学院通信中中，由由光发发送机机产生生光束束，将将表示示数字字代码码的电电信号号转变成光光信号号，并并将光光信号号导入入光纤纤，光光信号号在光光纤中中传播播，在另一一端由由光接接收机机负责责接收收光纤纤上传传出的的光信信号，，并进进一步将其其还原原成为为发送送前的的电信信号。。光纤收收发器器集成了了光发发送机机和光光接收收机的的功能能：既既负责责光的的发送也也负责责光的的接收收。5.2传输介介质光传输输系统统计算机机网络络技术术40沈阳理理工大大学应应用技技术学学院光纤的的分类类5.2传输介介质多模光光纤单模光光纤以一定定角度度进入入光纤纤的一一束光光。可可以让让多条条光波以不不同的的入射射角（（但必必须大大于临临界值值）进进入同一条条纤芯芯进行行传输输，将将这类类光纤纤称为为多模。当光纤纤的直直径减减小到到只允允许一一个波波长的的光波波传输时，，这时时的光光纤就就如同同一根根波导导体，，没有有反射，而而是沿沿直线线传输输，将将这种种光纤