组网技术(二)网络设备(1)线缆

网络硬件设备现在是1页\一共有99页\编辑于星期三主要内容2.1线缆2.2网卡2.3集线器2.4交换机2.5路由器2.6服务器现在是2页\一共有99页\编辑于星期三线揽现在是3页\一共有99页\编辑于星期三传输介质的分类计算机网络中的传输介质分为有线传输介质和无线传输介质两大类有线传输介质用于组建有线网络无线传输介质用于组建无线网络常用的有线传输介质主要是双绞线、同轴电缆和光纤无线传输介质是利用电磁波在空间传输，按电磁波频段的不同特性划分常用的无线传输介质主要有无线电、微波、红外线和激光现在是4页\一共有99页\编辑于星期三常用传输介质的速率等参数现在是5页\一共有99页\编辑于星期三同轴电缆同轴电缆的中央是铜芯，铜芯外包着一层绝缘层，绝缘层外是屏蔽层用于局域网的同轴电缆有两种：一种是为支持以太网设计的，用在符合IEEE802.3标准以太网网络环境中，阻抗为50Ω的电缆，又分为RG58A/U标准的细缆和RG11标准的粗缆另一种是专门用在ARCNET网络环境中阻抗为93Ω的电缆，为RG62标准有线电视(CATV)同轴电缆用于电视机与闭路电视系统的连接，为RG59标准，阻抗为75Ω

现在是6页\一共有99页\编辑于星期三基带同轴电缆一条电缆只用于一个信道，50，用于数字传输。现在是7页\一共有99页\编辑于星期三宽带同轴电缆

一条电缆同时传输不同频率的多路模拟信号，75，用于模拟传输，300—450MHz，100km，需要放大器。现在是8页\一共有99页\编辑于星期三细同轴

--50，D=1.02cm，10Mbps--185m、4中继、5段（925m）--优缺点：*价格低*安装方便*抗干扰能力强*距离短*可靠性差现在是9页\一共有99页\编辑于星期三现在是10页\一共有99页\编辑于星期三粗同轴--50，D=2.54cm，10Mbps--500m、4中继、5段（2500m）

--优缺点：*价格稍高*安装方便*抗干扰能力强*距离中等*可靠性好

现在是11页\一共有99页\编辑于星期三现在是12页\一共有99页\编辑于星期三同轴电缆的技术规格和参数现在是13页\一共有99页\编辑于星期三双绞线双绞线（TwistedPair）是由两根相互绝缘的铜导线按照一定的规格互相缠绕在一起而成的网络传输介质，外部包裹屏蔽层或橡塑外皮而构成非屏蔽双绞线(UnshieldedTwistedPair，UTP)不用外加屏蔽层，常用的是4对8芯的现在是14页\一共有99页\编辑于星期三双绞线现在是15页\一共有99页\编辑于星期三现在是16页\一共有99页\编辑于星期三UTP

抗拉线？现在是17页\一共有99页\编辑于星期三现在是18页\一共有99页\编辑于星期三双绞线种类3类（带宽16Mbps）5类（带宽100Mbps）3类（带宽16Mbps）4类（带宽20Mbps）5类（带宽100Mbps）超5类（带宽155Mbps）6类（带宽200Mbps）

非屏蔽双绞线双绞线

屏蔽双绞线现在是19页\一共有99页\编辑于星期三现在是20页\一共有99页\编辑于星期三用户关心的双绞线的指标：

◆衰减

◆近端串扰

◆直流电阻

◆特性阻抗

◆衰减串扰比现在是21页\一共有99页\编辑于星期三◆衰减Attenuation，是沿链路的信号损失度量。最大衰减（20℃）频率信道链路3类4类5类3类4类5类1481016202231.2562.51004.27.310.211.514.92.64.86.77.59.9112.54.56.37.09.210.311.412.818.5243.26.18.81013.22.24.366.88.892.14.05.76.38.29.210.311.516.721.6现在是22页\一共有99页\编辑于星期三◆近端串扰测量一条UTP链路中从一对线到另一对线的信号耦合。现在是23页\一共有99页\编辑于星期三◆直流电阻：直流环路电阻会消耗一部分信号并转变成热量，它是指一对导线电阻的和。◆特性阻抗：与环路直接电阻不同，特性阻抗包括电阻及频率自1～100MHz的电感抗及电容抗，它与一对电线之间的距离及绝缘的电气性能有关。◆衰减串扰比（ACR）：在衰减串扰比也称信噪比(ACR),是在某一频率上测得的串扰与衰减的差,是反映电缆性能的另一个重要参数。(串扰-衰减)现在是24页\一共有99页\编辑于星期三现在是25页\一共有99页\编辑于星期三3类线该电缆的传输特性最高规格为16MHz，用于语音传输及最高传输速率为10Mbps的数据传输。4类线该类电缆的传输特性最高规格为20MHz，用于语音传输和最高传输速率16Mbps的数据传输。5类线该类电缆增加了绕线密度，外套是一种高质量的绝缘材料，传输特性的最高规格为100MHz，用于语音传输和最高传输速率为100Mbps的数据传输。现在是26页\一共有99页\编辑于星期三双绞线外皮标识“AMPSYSTEMSCABLEE138034010024

AWG(UL)CMR/MPRORC(UL)PCCFT4VERIFIEDETLCAT5

O44766FT9907”AMP：代表公司名称。0100：表示100W。24：表示线芯是24号的（线芯有22、24、26三种规格）。AＷG：表示美国线缆规格标准。UL：表示通过认证的标记。FT4：表示4对线。CAT5：表示5类线。044766：表示线缆当前处在的英尺数。9907：表示生产年月。现在是27页\一共有99页\编辑于星期三六类双绞线加长型抗拉的模制尾护套防扭曲的能力比标准高出两倍多，不允许跳线的弯曲半径超过1英寸。现在是28页\一共有99页\编辑于星期三水晶头现在是29页\一共有99页\编辑于星期三信息插座现在是30页\一共有99页\编辑于星期三模块现在是31页\一共有99页\编辑于星期三

工具现在是32页\一共有99页\编辑于星期三压线钳现在是33页\一共有99页\编辑于星期三剥线钳现在是34页\一共有99页\编辑于星期三打线钳现在是35页\一共有99页\编辑于星期三打线保护装置现在是36页\一共有99页\编辑于星期三识别所有接线图错误现在是37页\一共有99页\编辑于星期三37现在是38页\一共有99页\编辑于星期三现在是39页\一共有99页\编辑于星期三直通线、交叉线与全反线网络传输线分为直通线、交叉线和全反线。以双绞线UTP-5与RJ45水晶头制作的网络传输线为例，UTP-5有4对8根线，8根线线序的排列遵循EIA568A或EIA568B标准现在是40页\一共有99页\编辑于星期三线缆的用途与连接直通线用于异种网络设备之间的互连，例如，计算机与交换机。交叉线用于同种网络设备之间的互连现在是41页\一共有99页\编辑于星期三网线的测试方法打开主模块的电源开关，若观察到另一模块上的1&2、3&6、4&5、7&8四个指示灯按顺序轮流发光，表示网线制作成功现在是42页\一共有99页\编辑于星期三光缆外保护套玻璃包层光导纤维现在是43页\一共有99页\编辑于星期三

光从一种介质入射到另一种介质时会产生折射。折射量取决于两种介质的折射率。当入射角≥临界值时产生全反射，不会泄漏。

光纤：纤芯-折射率高、玻璃包层-折射率低

亮度调制，有脉冲-1，无脉冲-0现在是44页\一共有99页\编辑于星期三光传输系统：光源、介质、光检测器 光源:850nm/1300nm/1500nm发光二极管/激光二极管 介质:光纤 光检测器:光电二极管PIN/雪崩二极管APD

单向传输，双向需两根光纤现在是45页\一共有99页\编辑于星期三光纤传送模式：MMF、SMF多模MMF

输入电信号输出电信号单模SMF

波长:1300,1550nm波长:850,1300nmh2h1芯/封套特性h1h2光纤的直径减小到一个光波波长多束光线以不同的反射角传播单束光线沿直线传播现在是46页\一共有99页\编辑于星期三光纤技术性能参数现在是47页\一共有99页\编辑于星期三光纤单模多模特性比较单模多模用于高速度、长距离成本高窄芯线、需要激光源耗散小、高效用于低速度、短距离成本低宽芯线、聚光好耗散大、低效现在是48页\一共有99页\编辑于星期三光纤与电缆线的比较光纤通信的优点是：通信容量大（理论上可达到25Tbps）、保密好、抗电磁波幅射干扰、防雷击、传输距离长（无中继下可达200km）光纤中传输的是光波，外界的电磁干扰与噪声都不能对光信号造成影响光纤通信的缺点是：光纤连接困难，成本较高光纤的连接方式有3种：可以将它们接入连接头并插入光纤插座可以用机械方法将其接合两根光纤可以被融合在一起形成坚实的连接现在是49页\一共有99页\编辑于星期三光纤的组网连接方法1．光纤的连接是一种对接耦合式连接2．多模光纤的ST连接头的制作方法3．法兰盘与连接头4．光纤连接头的接法5．光纤跳线6．光纤终端盒7．光纤的熔接8．连接光纤的设备9．带光纤端口的交换机10．光纤模块11．光纤网卡12．光纤连接的测试方法现在是50页\一共有99页\编辑于星期三光纤连接器由三个部分组成的：两个配合插头和一个耦合管。两个插头装进两根光纤尾端；耦合管起对准套管的作用。如图1所示。图1光纤活动连接器基本结构现在是51页\一共有99页\编辑于星期三连接器的类型——按接头外形分类FCSCLCNTT公司开发。其外部加强方式是采用金属套，紧固方式为螺丝扣日本NTT公司开发的光纤连接器。其外壳呈矩形，紧固方式是采用插拔销闩式，不需旋转，具有安装密度高的特点。ST由Belllab开发出来。采用操作方便的模块化插孔闩锁机理制成。其所采用的插针和套筒的尺寸是普通SC、FC等所用尺寸的一半，为1.25mm，提高了光配线架中连接器的密度。目前，在单模光纤方面，LC类型的连接器实际已经占据了主导地位。由AT＆T开发出来，是双锥型连接器。ST光纤连接器有一个直通和卡口式锁定机构。现在是52页\一共有99页\编辑于星期三连接示意光纤要完成传输任务，必须最少一收一发两条芯。现在是53页\一共有99页\编辑于星期三现在是54页\一共有99页\编辑于星期三单纤设备可以节省一半的光纤，即在一根光纤上实现数据的接收和发送，在光纤资源紧张的地方十分适用。这类产品采用了波分复用的技术，使用的波长多为1310nm和1550nm。但由于单纤收发器产品没有统一国际标准，因此不同厂商产品在互联互通时可能会存在不兼容的情况。另外由于使用了波分复用，单纤收发器产品普遍存在信号衰耗大的特点。目前市面上的光纤收发器多为双纤产品，此类产品较为成熟和稳定，但需要更多的光纤。现在是55页\一共有99页\编辑于星期三光纤收发器通过光纤收发器，先将光纤跳线接入收发器的光口，再用普通双绞线跳线接入交换机的RJ45口现在是56页\一共有99页\编辑于星期三光纤模块通过光纤跳线接入交换机集成的的光口或插入的光纤模块现在是57页\一共有99页\编辑于星期三光纤连接器的连接现在是58页\一共有99页\编辑于星期三光纤跳线和终端盒现在是59页\一共有99页\编辑于星期三网卡现在是60页\一共有99页\编辑于星期三网卡的功能及工作原理网卡负责将用户要传递的数据转换为网络上其他设备能够识别的格式，通过网络介质传输。每块网卡都有一个唯一的网络节点地址(MAC地址)，该地址在网卡生产厂家生产时就已写入ROM中的绝对不会重复。现在是61页\一共有99页\编辑于星期三网卡的分类按传输速度可分为：10M网卡、10/100M自适应网卡以及千兆(1000M)网卡按总线类型分，网卡又可分为ISA,VESA,EISA,PCI等类型按接口类型分，又可分为AUI接口、BNC接口和RJ-45接口现在是62页\一共有99页\编辑于星期三网卡分类1.按总线接口类型分（1）ISA总线网卡这是早期的一种的接口类型网卡，ISA总线接口由于I/O速度较慢，随着上世纪90年代初PCI总线技术的出现，很快被淘汰了。目前在市面上基本上看不到有ISA总线类型的网卡。现在是63页\一共有99页\编辑于星期三ISA总线型网卡示意图现在是64页\一共有99页\编辑于星期三（2）PCI总线网卡

这种总线类型的网卡在当前的台式机上相当普遍，也是目前最主流的一种网卡接口类型。因为它的I/O速度远比ISA总线型的网卡快（ISA最高仅为33MB/s，而目前的PCI2.2标准32位的PCI接口数据传输速度最高可达133MB/s），所以在这种总线技术出现后很快就替代了原来老式的ISA总线。它通过网卡所带的两个指示灯颜色初步判断网卡的工作状态。目前主流的PCI规范有PCI2.0、PCI2.1和PCI2.2三种，PC机上用的32位PCI网卡，三种接口规范的网卡外观基本上差不多（主板上的PCI插槽也一样），都如图所示。服务器上用的64位PCI网卡外观就与32位的有较大差别，主要体现在金手指的长度较长，如图所示。现在是65页\一共有99页\编辑于星期三PCI32位网卡现在是66页\一共有99页\编辑于星期三PCI64位网卡现在是67页\一共有99页\编辑于星期三（3）PCI-X总线网卡

这是目前最新的一种在服务器开始使用的网卡类型，它与原来的PCI相比在I/O速度方面提高了一倍，比PCI接口具有更快的数据传输速度（2.0版本最高可达到266MB/s的传输速率）。目前这种总线类型的网卡在市面上还很少见，主要是由服务器生产厂商随机独家提供，如在IBM的X系列服务器中就可以见到它的踪影。PCI-X总线接口的网卡一般32位总线宽度，也有的是用64位数据宽度的。但目前因受到Intel新总线标准PCI-Express的排挤，是否能最终流行还是未知之数。现在是68页\一共有99页\编辑于星期三图4现在是69页\一共有99页\编辑于星期三4）PCMCIA总线网卡

这种总类型的网卡是笔记本电脑专用的，它受笔记本电脑的空间限制，体积远不可能像PCI接口网卡那么大。PCMCIA总线分为两类，一类为16位的PCMCIA，另一类为32位的CardBus。CardBus是一种用于笔记本计算机的新的高性能PC卡总线接口标准。该总线标准与原来的PC卡标准相比，具有以下的优势：第一，32位数据传输和33MHz操作。CardBus快速以太网PC卡的最大吞吐量接近90Mbps，而16位快速以太网PC卡仅能达到20-30Mbps。第二，总线自主。使PC卡可以独立于主CPU，与计算机内存间直接交换数据，这样CPU就可以处理其它的任务。第三，3.3V供电，低功耗。提高了电池的寿命，降低了计算机内部的热扩散，增强了系统的可靠性。第四，后向兼容16位的PC卡。老式以太网和Modem设备的PC卡仍然可以插在CardBus插槽上使用。现在是70页\一共有99页\编辑于星期三图5现在是71页\一共有99页\编辑于星期三（5）USB接口网卡

USB（UniversalSerialBus，通用串行总线）,一种新型的总线技术，其传输速率远远大于传统的并行口和串行口，设备安装简单并且支持热插拔。现在是72页\一共有99页\编辑于星期三D-LinkDSB-650TXUSB接口的网卡现在是73页\一共有99页\编辑于星期三2.按网络接口划分（1）.RJ-45接口网卡

这是最为常见的一种网卡，也是应用最广的一种接口类型网卡，这主要得益于双绞线以太网应用的普及。因为这种RJ-45接口类型的网卡就是应用于以双绞线为传输介质的以太网中，它的接口类似于常见的电话接口RJ-11，但RJ-45是8芯线，而电话线的接口是4芯的，通常只接2芯线（ISDN的电话线接4芯线）。在网卡上还自带两个状态批示灯，通过这两个指示灯颜色可初步判断网卡的工作状态。现在是74页\一共有99页\编辑于星期三图7现在是75页\一共有99页\编辑于星期三笔记本专用的PCMCIA总线接口的网卡，因其结构限制，所以通常不直接提供RJ-45接口，而是通过一条转接线来提供的。不过也有一些PCMCIA笔记本专用网卡直接提供RJ-45以太网卡。

现在是76页\一共有99页\编辑于星期三图8现在是77页\一共有99页\编辑于星期三（2）BNC接口网卡这种接口网卡对应用于用细同轴电缆为传输介质的以太网或令牌网中，目前这种接口类型的网卡较少见，主要因为用细同轴电缆作为传输介质的网络就比较少。

现在是78页\一共有99页\编辑于星期三总线接口分别为ISA和PCI的BNC接口网卡现在是79页\一共有99页\编辑于星期三（3）AUI接口网卡这种接口类型的网卡对应用于以粗同轴电缆为传输介质的以太网或令牌网中，这种接口类型的网卡目前更是很少见，因为用粗同轴电缆作为传输介质的网络更是少上加少。（4）FDDI接口网卡这种接口的网卡是适应于FDDI网络中，这种网络具有100Mbps的带宽，但它所使用的传输介质是光纤，所以这种FDDI接口网卡的接口也是光模接口的。随着快速以太网的出现，它的速度优越性已不复存在，但它须采用昂贵的光纤作为传输介质的缺点并没有改变，所以目前也非常少见。现在是80页\一共有99页\编辑于星期三（5）ATM接口网卡

这种接口类型的网卡是应用于ATM光纤（或双绞线）网络中。它能提供物理的传输速度达155Mbps。现在是81页\一共有99页\编辑于星期三MMF-SC光接口和RJ45电接口的ATM网卡产品现在是82页\一共有99页\编辑于星期三3.按带宽划分目前主流的网卡主要有10Mbps网卡、100Mbps以太网卡、10Mbps/100Mbps自适应网卡、1000Mbps千兆以太网卡四种。千兆以太网(GigabitEthernet)是一种高速局域网技术，它能够在铜线上提供1Gbps的带宽。与它对应的网卡就是千兆网卡了，同理这类网卡的带宽也可达到1Gbps。千兆网卡的网络接口也有两种主要类型，一种是普通的双绞线RJ-45接口，另一种是多模SC型标准光纤接口。现在是83页\一共有99页\编辑于星期三千兆以太网卡现在是84页\一共有99页\编辑于星期三4.按网卡应用领域来分前面所介绍的基本上都是工作站网卡，其实通常也应用于普通的服务器上。但是在大型网络中，服务器通常采用专门的网卡。它相对于工作站所用的普通网卡来说在带宽（通常在100Mbps以上，主流的服务器网卡都为64位千兆网卡）、接口数量、稳定性、纠错等方面都有比较明显的提高。还有的服务器网卡支持冗余备份、热拨插等服务器专用功能。现在是85页\一共有99页\编辑于星期三无线网卡现在是86页\一共有99页\编辑于星期三网卡的信号灯网卡一般有两个指示灯：“连接指示灯”(LINK灯)一般为绿色；“信号传输指示灯”(DATA灯)一般为红色或黄色。正常情况下“连接指示灯”应一直亮着，而“信号传输指示灯”在信号传输时应不停闪烁，且闪烁的频率均匀。现在是87页\一共有99页\编辑于星期三网卡的组成部分现在是88页\一共有99页\编辑于星期三主芯片最常见的8139D芯片现在是89页\一共有99页\编辑于星期三主芯片网卡的主控制芯片是网卡的核心元件，一块网卡性能的好坏和功能的强弱多寡，主要就是看这块芯片的质量。常见的10/100M自适应网卡芯片有Realtek8139系列/810X系列、VIAVT610*系列、Intel82550PM/82559系列、Broadcom44xx系列、3COM3C920系列、DavicomDM9102、MxicMX98715等等。

现在是90页\一共有99页\编辑于星期三主芯片网卡芯片也有“软硬”之分常见的网卡芯片都是把MAC和PHY集成在一个芯片中，但目前很多主板的南桥芯片已包含了以太网MAC控制功能，只是未提供物理层接口，因此，需外接PHY芯片以提供以太网的接入通道。这类PHY网络芯片就是俗称的“软网卡芯片”，常见的PHY功能的芯片有RTL8201BL、VT6103等等。“软网卡”一般将网络控制芯片的运算部分交由处理器或南桥芯片处理，以简化线路设计，从而降低成本，但其多少会更多占用系统资源.现在是91页\一共有99页\编辑于星期三RTL8201BLPHY芯片现在是92页\一共有99页\编辑于星期三BOOTROMBOOTROM插座也就是常说的无盘启动ROM接口，其是用