计算机网络的物理组成和设备

第3章

计算机网络的物理组成和设备第3章计算机网络的物理组成和设备3.1网卡3.2传输介质3.3集线器3.4交换机3.5路由器3.6其他网络设备3.7网线制作实验ch03计算机网络的物理组成和设备23.1网卡计算机通过网络接口卡（NetworkInterfaceCard，NIC，简称为网卡）连接到网络，网卡负责将计算机内部数据转换成适合在网络上传输的格式；每块网卡都有一个唯一的物理地址，称为MAC地址，在通信过程中，通过数据包中的MAC地址来识别相应的计算机。用户选购网卡时，要关心三个参数：网络接口类型、带宽/速率、与主机（主板）的接口类型。ch03计算机网络的物理组成和设备3有线网络网卡对于有线网络，根据网络接口不同，网卡可分为细缆口、粗缆口、双绞线口和光缆口；根据网卡的带宽不同，网卡可分为10M、100M、10/100M自适应、1000M、10/100/1000M自适应和10G网卡；而根据网卡在主板接口上的接口又可分为ISA接口、PCI接口、EISA接口和MCA接口等，目前最普遍的是PCI接口的网卡。ch03计算机网络的物理组成和设备4ch03计算机网络的物理组成和设备5RJ45双绞线接口的网卡细缆接口的网卡无线网络网卡对于无线网络，根据网卡与主机的接口不同分为PCMCIA接口、PCI接口、USB接口；根据速率不同，又可分为11Mbps（802.11b）、54Mbps（802.11a）、11Mbps/54Mbps自适应（802.11g）三种。ch03计算机网络的物理组成和设备63.2传输介质所谓传输介质通俗地说就是用于计算机网络进行数据通信的传输材料。按其性质划分，常用的传输介质可分为有线介质和无线介质两种；有线介质包括电话线、双绞线、同轴电缆、光导纤维等；无线介质则可分为卫星、微波、红外线、激光等。衡量介质的传输能力的标准是带宽（Band）。带宽越大传输能力越强。ch03计算机网络的物理组成和设备7有线传输介质双绞线：双绞线是一种将两根绝缘铜线按一定的密度互相绞在一起的导线。通过互相交叉，可以减少串扰及信号放射影响的程度，每一根导线在导电传输中发出的电波会被另一根线上发出的电波所抵消。双绞线分为非屏蔽双绞线（UTP）和屏蔽双绞线（STP）二种。对于非屏蔽双绞线，有5种类型，其中1类和2类线通常用于语音传输，3~5类线用于计算机局域网的数据传输，3类线的传输速率为10Mbps，4类线的传输速率为20Mbps，5类线的传输速率为100Mbps。ch03计算机网络的物理组成和设备8有线传输介质同轴电缆：同轴电缆的内芯是单根导线，内芯周围是绝缘材料层，再向外是一层屏蔽金属网，最外边是一层绝缘材料的护套，如图所示。同轴电缆的抗干扰性能较强。ch03计算机网络的物理组成和设备9有线传输介质目前有两种应用广泛的同轴电缆：75欧姆同轴电缆，主要用于模拟传输，又称为宽带电缆，在有线电视网络系统中，使用的都是75欧姆的同轴电缆作为传输介质。50欧姆同轴电缆，主要用于传输数字信号，又称为基带电缆，50欧姆的同轴电缆又可分为两种：粗缆：传输带宽为10Mbps，

最大传输距离为500m，

最多可以连接100个站点；细缆：传输带宽为10Mbps，

最大传输距离为185m，

最多可以连接30个站点；ch03计算机网络的物理组成和设备10有线传输介质光纤：光导纤维是一种细小柔软并能传导光线的介质，中心是玻璃芯，芯外面包围着一层折射率比芯低的玻璃封套，最外面是一层薄的塑料外套，如图所示。在实际使用中，通常将多根光纤放在一块，并在外面包上保护介质，组成光缆。ch03计算机网络的物理组成和设备11有线传输介质光纤的种类很多，按光在光纤中的传输模式可分为单模光纤(SMF)和多模光纤(MMF)。光纤的工作波长有短波长0.85μm、长波长1.31μm和1.55μm。多模光纤的中心玻璃芯较粗(50或62.5μm)，可传多种模式的光。但其模间色散较大，而且随距离的增加会更加严重。多模光纤传输的距离比较近，一般只有几公里。单模光纤的中心玻璃芯很细(芯径一般为9或10μm)，只能传一种模式的光。因此，其模间色散很小，适用于远程通讯，通常的传输距离都为2KM以上。ch03计算机网络的物理组成和设备12有线传输介质光连接器的类型很多，有ST、SC、LC、MTRJ、BNC、FC等各种类型，相应的光跳线就有LC到LC、ST到SC等各种型号。如图所示。ch03计算机网络的物理组成和设备13LC/LCFC/FCSC/STMTRJ/MTRJ有线传输介质电力线：PLC（PowerLineCommunication）即电力线通信，利用普通的电力线组建网络进行通信。PLC利用GMSK或OFDM调制技术将用户数据进行调制，然后在传输电流的电力线上进行传输，在接收端，先经过滤波器将调制信号滤出，再经过解调，就可得到原通信信号。目前可达到的通信速率为14M。ch03计算机网络的物理组成和设备14无线传输微波传输：无线电数字微波通信系统在长途大容量的数据通信中占有及其重要的地位，其频率范围为300MHz～300GHz。微波通信主要有两种方式：地面微波接力通信和卫星通信。微波在空间主要是直线传播，由于地球表面是个曲面，因此其传播距离受到限制且与天线的高度有关，一般只有50km左右，长途通信时必须建立多个中继站，如果中继站采用100m高的天线塔，则接力距离可增大到100km。卫星通信就是利用位于3万6千公里高空的人造地球同步卫星作为太空无人值守的微波中继站的一种特殊形式的微波接力通信。卫星通信最大特点就是通信距离远，频带比微波接力通信更宽，通信容量更大，误码率也较小。卫星通信的缺点是传播时延较长。ch03计算机网络的物理组成和设备15无线覆传输无线睬电短啦波传普输：无线圆电短商波是渔指波论长在10～10杆0米的怠电磁廉波，受其频丘率为3～30兆赫摘兹。咱在这葡个频央段，姓电波环可以堡通过虽高层尸大气触的电徐离层碎进行柿折射脉或反碌射而纤回到以地面伤达到交远距画离通迹信，墨当电预波被病地面锹再次壶反射浩而由谨天空失二次违返回踢时，堡传送飞距离垫更远欲，多岸次反灯射的炭电波菠可以纲实现砖全球李通信陈。短波既通信割可以修传送贫电报双、电废话、舞传真夕、低系速数格据和恰语音须广播敢等多滥种信铲息。层在卫甚星通侍信出品现以址前，蜓短波殖在国缠际通圈信、蕉防汛秩救灾乘、海捞难求么援以横及军赞事通吧信等射方面坑发挥其了独指特的伐重要薄作用蛇。ch镰03计算竿机网肾络的嫂物理阀组成忧和设希备16无线谜传输红外冷线传胖输：红外擦线传受输是唯一种痕利用绩红外距线进蚕行点萍对点特通信嫩的技赞术，雁它把府要传收输的鹿信号匆转换燥成红丈外光年信号别直接免在自及由空亚间沿云直线培进行吼传播仿，它马比微知波通注信具停有更抵强的梨方向彼性，商难以胖窃听伐、插扁入数深据和案进行凉干扰度，因堆此其筑保密傻性很掘强。昂但红剂外线凡和激贵光对士雨雾膨等环难境干划扰特揭别敏餐感，私易受控气候氏的影狮响。红外将线传统输速谣率已达到16纱Mb酷/s标准芽，对发于要敲求传吴输速锄率高平、使钳用次堂数少牌、移义动范胡围小蜓、价把格比酒较低袜的设未备，蔬如打纽奉印机失、扫蜜描仪柱、数孩码像茫机等筒，红挨外线袍传输祝技术得到贞了非首常广穴泛的妙应用。ch应03计算橡机网亏络的铃物理追组成裳和设况备17无线师传输蓝牙结技术：蓝牙钓是一书种短疯距无袋线通鬼信的敢技术屋规范铜，工病作频蹲段为项全球帽统一责开放虑的2.鹿4G居Hz频段喂。由宇于蓝则牙体纵积小陪、功粗率低贺，其仆应用狼已不香局限照于计风算机浑外设绞，几幅乎可眯以被迎集成吴到任铜何数筐字设寻备之容中，棋特别振是那壶些对耻数据壮传输牢速率涌要求温不高辰的移掠动设鹅备和固便携干设备术。蓝牙抹采用贡电路城交换技和分酷组交柴换技公术，弄支持蓄异步诸数据田信道单、三缸路语商音信聚道以册及异误步数砍据与喉同步漆语音夫同时词传输厕的信冰道。贱当采宽用对球称信西道传持输数街据时矿，速上率最茄高为34镇2.朽6k抚bi淡t/勿s。蓝牙饮采用纪了跳宵频方渔式来键扩展课频谱，具有撑很好蹦的抗莫干扰裤性。ch丽03计算狸机网锦络的纹物理搭组成揭和设兵备18无线币传输无线罗局域证网：无线禽局域袜网是撇目前摇最新概，也始是最脂为热星门的书一种吸局域促网，教特别伴是In杜te处l自20仰03年3月份雨推出点首款壳自带谷无线索网络庆模块窄的迅影驰笔碎记本戏处理警器以训来，史无线绵局域芬网得口到了坏迅速局的普休及和寇发展队。在午无线硬局域驶网中染，普乡丰遍采套用的氧是80六2.贵11协议个族，南它们欲分别影是80从2.找11、80长2.弯11唉a、80棉2.穿11偏b和80舍2.太11超g。ch痰03计算愈机网同络的怎物理射组成桂和设烘备193.距3集线躁器按照IS贩O/郊OS捏I养RM的定慌义，叫集线巷器（HU节B）属曲于物孤理层阴的设苗备，偶具有车两个早功能泥，一普个功劫能是铃将信废号放援大，蚕以支测持更住远的嘴传输醋距离僻，相混当于店中继坊器的扩功能积；另锻一个专功能议是将标机器国互联闻，以旱组成怒一个颠星型阿的网吐络。毙如图炒所示胞。因购此，详集线外器又敬叫多避口中瘦继器铺。连在惯同一笑个集有线器昨上的晒所有将计算级机处牺在同英一冲正突域造和同接一广皮播域散，并疤且所系有计崖算机共享访集线皆器的测带宽充。因片此，档集线器猴通常您用于扬对通歇信带得宽要吧求不是鸭很高歼的环奋境。ch泡03计算爪机网泼络的秒物理具组成趴和设筒备203.挪4交换抵机交换脆机是窄一种龟基于MA雷C（网耽卡的筛硬件没地址强）识滚别，盒能完四成封虚装转烘发数贡据包乐功能吼的网尽络设蜡备。殃交换聚机工皱作在IS神O/筋OS妥I涉RM的第侧二层——数据理链路罗层。台本质浮上，耍交换此机就漂是一缘瑞个多康端口碰的网象桥。由于驰交换宰机采逆用接违收、慰查表今、转雷发的大工作伴方式棋，交鼓换机它的各逃个端丧口分才属于歉不同禾的冲叹突域膝，因念此能茄有效恼提高劳交换纯性能鞠和数寸据转月发能才力。衡量树一台员交换鱼机的筛主要辜参数慰包括照端口健线速浙度、祸背板暖带宽够、地席址表妻大小府、数回据转抽发速具率等顷。ch鄙03计算州机网姨络的签物理萄组成踏和设警备213.疾5路由插器路由牙器工援作在OS皂I恨RM的第纽奉三层厕，即杨网络痰层。晃路由聚器能革把多敌个不茂同的提网络淹互联绘起来跟，形破成一谢个能洗互相裕通讯肥的大说网络图。同抖一交桑换机滨连接牢的所咸有计许算机杏属于酷同一零个子说网，歼但路亦由器智连接蠢的计吩算机毫则属扭于不列同的旬子网扮。与交称换机证相比辛，路辆由器绳的异派构网识互联陶能力罩、阻现塞控盆制能庆力和盆网段圆的隔电离能价力等方在面都而要强剪于交唯换机畅，由于达路由科器能茂够隔贞离广播信资息，义从而祖可以努将广播风宵暴的惕破坏蜓性隔蹦离在局部肝的网穿段之乱内。ch样03计算帝机网乐络的永物理榨组成援和设露备223.虏6其他保网络泰设备无线AP：即无立线访孝问接聪入点(A窜cc医es握s混Po武in偏t)。无线AP是组翅建小蚀型无组线局童域网趟最常伸用的惰设备奴，它管在介具质访桌问控结制子哨层MA纪C中扮胃演无惧线工败作站萍及有漏线局矿域网爷络的何桥梁时，最摧大连铅接距待离可旬达30森0英尺膛。有啦了无爬线AP，就榨如一蔽般有仍线网版络的HU茅B一般很，无应线工定作站丙可以惯快速麻且轻歪易地待与现伍有有唯线网翻络连始结，阀同时过，无磁线AP覆盖输范围撞内的倡无线胜工作兰站之横间还陆可以商通过性它进译行相乓互通么信。用户限选购维无线AP时还努应注干意其立所支惑持的匠协议件标准冶，相途关的把协议蚊标准传有80芳2.若11吨a、80晨2.猾11略b、80笛2.流11为g。ch块03计算而机网壳络的旺物理深组成抄和设裙备23其他海网络探设备粗缆敬收发执器：在一口个由切粗缆六组建评的网筛络中怠，通颜过粗待缆收译发器祖来接棚收线急路上肿的信准号并挠将其诞传送行到相匪连的鞠计算泻机网根卡，蜓同时啊负责浪将网傲卡发扶送来容的信架号传含送到牌线路么上，傻并进帆行碰擦撞检翼测与震避免渴。用贴细缆鸡构造窄网络端时，攀由于活收发闹器电它路已垃集成瓜到网晨卡上途，所沿以不辽再需册要外勇加的香收发各器。ch倾03计算剧机网结络的怒物理撤组成渣和设走备24其他立网络她设备光纤未收发毛器：光纤仗收发雪器又辛叫光拉电转戚换器缺，是昆一种哀将短喘距离诞的双盏绞线峡电信共号和宗长距白离的捆光信吸号进辉行互虎换的币以太椅网传累输媒多体转闯换单粒元。光纤脉收发失器按芬传输沫速率愚可分面为10餐M、10竞0M、10掏/1昼00舱M自适单应和10同00政M的光徐纤收条发器诊；按劫工作奶方式恨分为挨工作妄在物祸理层浴的光俩纤收凯发器竭和工误作在垃数据洁链路诊层的门光纤睛收发涉器；挠如果爱从结宇构角好度来扶看分笼桌面虫式（纲独立命式）勤光纤限收发乓器和厕机架室