局域网传输介质与连接设备课件

组建局域网的主要设备有集线器、交换机、网卡等通信设备，以及连接这些通信设备的同轴电缆、双绞线、光纤等通信介质。如果要接入Internet，可能还需要路由器等设备。本章将介绍这些硬件的特点、工作原理和安装方法等。7/28/20231

通过本章的理论学习和上机实训，读者应了解和掌握以下内容:

双绞线的连接方式和制作方法同轴电缆的分类和制作方法网卡的种类和安装集线器、交换机和路由器的工作原理和分类7/28/20232 本章章节主要内容安排如下: 2.1双绞线2.2同轴电缆2.3光缆2.4网卡2.5集线器与交换机2.6路由器2.7无线网络设备2.8思考与练习7/28/202332.1双绞线 双绞线是最常见的一种电缆传输介质，它使用一对或多对按规则缠绕在一起的绝缘铜芯电线传输信号，常见的电话线就是一种双绞线。两根绝缘铜导线相互缠绕，降低了信号的干扰程度。双绞线的分类制作双绞线网线的材料及工具双绞线的连接方式双绞线网线的制作7/28/20234双绞线的分类 根据双绞线内是否含有一层起屏蔽作用的金属隔离膜，可将双绞线分为非屏蔽双绞线(UTP)和屏蔽双绞线(STP)两大类。在局域网中，非屏蔽双绞线分为3类、4类、5类和超5类4种，屏蔽双绞线分为3类和5类两种。

7/28/20235制作双绞线网线的材料及工具

制作双绞线网线的材料包括双绞线和RJ-45水晶头。在制作时，双绞线的两端必须都安装RJ-45水晶头，以便插在网卡、集线器(Hub)或交换机(Switch)的RJ-45接口上。在双绞线网线制作中，压线钳是必不可少的工具。使用双绞线压线钳可剥去双绞线的外皮，并把双绞线的线头压进水晶头。另外，也可以使用专门的剥线钳剥去双绞线的外皮。

7/28/20236双绞线的连接方式

在星型网络中，双绞线有两种连接方式：直接连接法和交叉连接法。

T568A线序：1

2

3

4

5

6

7

8白绿绿白橙蓝白蓝橙白棕棕T568B线序：1

2

3

4

5

6

7

8白橙橙白绿蓝白蓝绿白棕棕直通线：两头都按T568B线序交叉线：一头按T568A线序,一头按T568B线序7/28/20237双绞线网线的制作

在双绞线网线的制作很简单，就是把双绞线的4对8条芯线按一定规则插入水晶头。但是，在制作不同用途的双绞线(直接连接和交叉连接)时，需要注意双绞线线的连接规则。绝大多数情况两头都用T568B线序，都做成直通线网卡与网卡对接做成交叉线

7/28/20238直通网线的制作步骤（1）剪一条长1米的五类双绞线，在网线的一端剥去2cm长的护皮，如图所示：7/28/20239直通网线的制作步骤（2）紧紧地拿好护皮已经被剥去的4对绞好网线，重新以T568B编线标准将网线编组。小心保持从左到右绞好的状态（橙色组、绿色组、蓝色组、棕色组），如图所示:7/28/202310直通网线的制作步骤（3）把保护层和网线拿在一个手里，将蓝色和绿色的组拆开一小段，以T568B编线方式重新将它们排好理顺。拆开并按编色原则排列其余组的线；将线弄平、弄直、弄好，然后用斜口钳或压线钳将裸露出的双绞线煎下只剩约14mm的长度，使线头部整齐。7/28/202311直通网线的制作步骤（3）确定不要松开护皮和线，因为它们都已经排好了顺序；按T568B网线的颜色排列方向将一个RJ45水晶头安在线的一端(注意方向不能反)，尖头放在下边，橙色组（白橙、橙色）应该在水晶头的第一只脚和第二只脚；如图所示：7/28/202312直通网线的制作步骤（4）用力将8根网线并排塞进水晶头内，直到你能够通过水晶头的尾部底端看到线头铜的一端。确定护皮的尾部在水晶头里面并且所有的线都是按顺序排好的。如果这些都做好了，用双绞线压线钳挤压水晶头直到锁扣松开，使接触端铜片穿过线的绝缘部分，从而完成水晶头的制作；如图所示:7/28/202313直通网线的制作步骤（5）重复步骤1-4来做好网线的另一端,用T568B编线方案完成这条直通网线的制作；用电缆测试仪测试已经做好的网线，然后检查主模块与另一模块的八个指示灯是否按1—1、2—2、3—3、4—4、5—5、6—6、7—7、8—8顺序轮流发光，来判断所做的网线是否合格。7/28/202314测线仪7/28/202315信息插座结构信息插座面板信息插座模块免工具信息模块

（俗称免打模块）7/28/2023162.2同轴电缆同轴电缆也是局域网中最常见的传输介质之一，它主要应用于环形的小型局域网中。它由一根空心的外圆柱导体(铜网)和一根位于中心轴线的内导线(电缆铜芯)组成，并且内导线和圆柱导体及圆柱导体和外界之间都是用绝缘材料隔开。同轴电缆的分类及特点同轴电缆网线的制作材料及工具

细同轴电缆网线的制作

7/28/202317同轴电缆的分类及特点

根据传输频带的不同，同轴电缆可分为基带同轴电缆和宽带同轴电缆两种类型。按直径的不同，同轴电缆可分为粗缆（AUI）和细缆（BNC）两种。粗缆适用于较大局域网的网络干线，布线距离较长，可靠性较好，通常采用外部收发器与网络干线连接。在粗缆局域网中，每段长度可达500m，采用4个中继器连接5个网段后最大可达2500m。细缆安装则比较简单，造价也较低。由于安装过程要切断电缆，两头必须装上基本网络连接头(BNC)，然后接在T型连接器两端，所以当接头多时容易产生接触不良的隐患，这也是目前以太网所发生的最常见故障之一。总的来说，目前还是普遍采用细同轴电缆构建网络。

7/28/202318同轴电缆网线的制作材料及工具

同轴电缆网线的制作材料及工具主要包括如下几种：同轴电缆(包括粗缆和细缆两种)、中继器、收发器(用细缆组网时没有这一项)、收发器电缆(用细缆组网时也没有这一项)、粗缆网线附件(N系列接头、N系列终端匹配器、N系列端接器)、细缆附件(BNC电缆连接器、BNCT型接头、BNC桶型接头、BNC终端匹配器)、同轴电缆网线压线钳等。

7/28/202319细缆附件BNC桶型接头：用于连接两段细同轴电缆。7/28/202320细缆附件BNC连接器：BNC电缆连接器必须连接到每段电缆的两端。BNC电缆连接器由一根中心针、一个外套和卡座组成。7/28/202321细缆附件BNCT型接头：T型接头用于连接细缆的BNC连接器和网卡。T型接头提供信号进出的两个电缆连接。每台工作站都需要一个T型接头。7/28/202322细缆附件终端匹配器：每个细同轴电缆网段的两端都有必须有一个50Ω的BNC终端匹配器，BNCT型接头用于连接BNC连接器的两端中的一端，然后再把匹配器的地线接触片与地线连接即可。7/28/202323细同轴电缆网线的制作

在20台以内的小型局域网中，目前还有一部分企业网络仍采用细缆连接。细缆线制作完成后，要对所做线段的连通性能进行测试。常用的细缆段的连通性测试方法有两种：一种是使用专门测试仪器测试；另一种是使用万用表测试。

7/28/2023242.3光缆 光缆是由一组光导纤维组成的、用来传播光束的、细小而柔韧的传输介质。与其他传输介质相比较，光缆的电磁绝缘性能好，信号衰变小，频带较宽，传输距离较大。光缆主要是在要求传输距离较长、布线条件特殊的情况下用于主干网的连接。7/28/202325光纤的类型常见的光纤有两种类型：（1）单模光纤（SingleModeFiber）。（2）多模光纤（MultiModeFiber）。7/28/202326光纤的传输特性光缆的特性如下：（1）速度和吞吐量：可达1Gbit/s。（2）每个节点的平均成本：昂贵。（3）介质和连接器的尺寸：小。（4）最大的电缆长度：单模超过10km，多模可以达到2km。7/28/2023272.4网卡 网卡也叫网络适配器(NetworkInterfaceCard，NIC)，是连接计算机和网络的硬件设备，工作于OSI的最低层，即物理层。网卡插在计算机或服务器主板的扩展槽中，而网卡上有一个连接到网络通信介质的端口，通过网线(如双绞线、同轴电缆、光纤等)与网络交换数据，共享资源。网卡的基本功能网卡的分类网卡的选购

网卡的安装

7/28/202328网卡的基本功能 网卡是局域网络的输入输出设备，在单机与网络间起着桥梁的作用，其主要功能如下。读入由其他网络设备(路由器、交换机、集线器或其他网卡)传输过来的数据包，经过拆包，将其变成客户机或服务器可以识别的数据，通过主板上的总线将数据传输到所需设备(如CPU、RAM或硬盘)中。将计算机设备(CPU、RAM或硬盘)需要发送的数据打包后输送到其他网络设备中。

7/28/202329网卡的控制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，主要是看这块芯片的质量。网卡的主控制芯片一般采用3.3V的低耗能设计、0.35微米的芯片工艺，这使得它能快速计算流经网卡的数据，从而减轻CPU的负担。以下是目前常用的网卡控制芯片。Realtek8201BLRealtek8139C/DIntelPro/100VEnForceMCPNVIDIA/3Com3Com905CSiS9007/28/202330网卡的分类网卡接口是指网卡与通信介质的连接方式。按接口类型可以分为RJ-45接口网卡、BNC接口网卡、AUI接口和无线网卡等。网卡一方面要在对外接口上连接网线，另一方面要插在计算机主板的扩展槽上，通过总线(Bus)来与计算机连接。现在的计算机大多有PCI接口，而部分老式工作站上则使用ISA接口，所以常见的网卡按总线类型可分为ISA网卡、PCI网卡、USB网卡、PCMCIA网卡和EISA网卡等。网卡的速率用来描述网卡接收和发送数据的快慢。网卡按数据的传输速率可以分为10Mb/s网卡、100Mb/s网卡、10/100Mb/s自适应网卡以及千兆网卡。

7/28/202331网卡的选购

网卡的类型多种多样，用户在购买时要从接口、总线类型、传输速度、使用环境等方面综合考虑，以使其能够适应自己所组建的网络。否则，很有可能造成网络缓慢，甚至不能使用。

PCIUSBPCMCIA笔记本7/28/202332网卡的安装

网卡的安装包括网卡硬件和驱动程序的安装两个部分。

7/28/2023332.5集线器与交换机

集线器和交换机都是将单独的计算机连接在一起的网络硬件设备。认识集线器集线器的分类集线器的选购原则

交换机的概念

交换机的分类

7/28/202334认识集线器

集线器又称Hub，它是构建星型网络时使用最多的设备之一。集线器在星型网络中处于各分支的汇集点，网络中的所有计算机都要与它相连。集线器具有多个端口，可连接多台计算机。

7/28/202335集线器的分类

依据带宽划分，可将集线器分为10Mb/s、100Mb/s、10/100Mb/s自适应、1000Mb/s或100/1000Mb/s自适应等。按照管理方式划分，可分为哑集线器(DumbHub)和智能集线器(IntelligentHub)两种。按照配置形式划分，可分为独立型集线器、模块化集线器、可堆叠式集线器等。按照端口数量划分，可将集线器分为8口、16口或24口等。

7/28/202336集线器的选购原则

集线器种类繁多，在构建局域网时，一般地，可从速率、端口数量、可扩展性、是否内置交换模块、是否提供网管功能等几个方面来综合考虑。

7/28/202337交换机的概念

交换机也叫交换式集线器，是局域网中的一种重要设备。它的功能与集线器相似，可以把网络从逻辑上划分成几个较小的段。

7/28/202338交换机的分类

根据构架特点，交换机可分为机架式、带扩展槽固定配置式、不带扩展槽固定配置式3种。根据应用规模，交换机可分为企业级交换机、部门级交换机和工作组交换机。按传输介质和传输速度的不同，交换机可以分为以太网交换机、快速以太网交换机、千兆以太网交换机、ATM交换机、FDDI交换机和令牌环交换机等。根据OSI的分层结构，交换机可分为二层交换机、三层交换机等。

7/28/202339交换机图片24口企业级16口企业级8口企业级5口家用型7/28/202340固定端口交换机与模板化交换机CiscoCatalyst3560系列固定端口交换机CiscoCatalyst4503模块化交换机模块化交换机的双绞线业务板

模块化交换机的SFP业务板

7/28/202341桌面交换机与机架式交换机桌面式交换机

机架式交换机

7/28/202342交换机与集线器的区别区别集线器交换机在OSI参考模型中的工作层次不同工作在第一层

（物理层）工作在第二层

（数据链路层）数据传输方式不同数据传输方式是广播（broadcast）方式数据传输是有目的的，数据只对目的节点发送带宽占用方式不同所有端口是共享集线器的总带宽交换机的每个端口独占带宽传输模式不同集线器只能采用半双工方式进行传输交换机是采用全双工方式来传输数据7/28/2023432.6路由器

组成网络的设备很多，除了前面介绍的网卡、集线器和交换机外，还包括路由器和网桥等，它们也是构成计算机网络的基础。路由器网桥7/28/202344路由器

路由器(Router)是一种多端口的网络设备，它能够连接多个不同网络或网段，并能将不同网络或网段之间的数据信息进行传输，从而构成一个更大的网络。

7/28/202345路由器图片千兆网吧宽带路由器高速宽带路由器家用路由器7/28/202346路由器图片7/28/202347Cisco2600路由器7/28/202348交换机/路由器的内部构成⑴CPU，即交换机或路由器的中央处理器。⑵RAM/DRAM，即交换机或路由器的主存储器，用来存储运行配置。⑶NVRAM，即非易失性RAM，用来存储备份配置文件等。⑷FlashROM，用来存储系统软件映像，启动配置文件等。⑸ROM，只读存储器，用来存储开机诊断程序、引导程序和操作系统软件。⑹接口电路，外观可见的如交换机、路由器的各种端口的内部电路。7/28/202349路由器与交换机的主要区别区别交换机路由器工作层次不同工作在OSI的第二层（数据链路层）工作在OSI的第三层（网络层）数据转发所依据的对象不同交换机是利用物理地址或者说MAC地址来确定转发数据的目的地址。路由器是利用不同网络的ID号（即IP地址）来确定数据转发的地址。能否分割广播域交换机连接的网段仍属于同一个广播域，广播数据包会在交换机连接的所有网段上传播连接到路由器上的网段会被分配成不同的广播域，广播数据不会穿过路由器。是否具有防火墙不具备防火墙功能提供防火墙功能7/28/202350集线器、交换机、路由器的选择考虑到如今集线器与交换机的价格相差十分小，不是特殊的原因，请购买交换机。购买时不必去追求高价，TP-Link、D-Link、金浪、腾达(Tenda)、阿尔法等品牌价格较低。路由器的功能较交换机要强大，但速度相对也慢，价格较贵，第三层交换机既有交换机线速转发报文能力，又有路由器良好的控制功能，因此得以广泛应用。7/28/202351网桥

网桥(Bridge)可连接两个局域网络段，网间通信从网桥传送，网内通信被网桥隔离。当网络负载重而导致性能下降时，用网桥将其分为两个网络段，可最大限度地缓解网络通信繁忙的程度，提高通信效率。根据使用位置的不同，可将网桥分为内桥、外桥和远程桥3类。交换机实质就是用网桥的原理。

7/28/2023522.7无线网络设备无线AP（AccessPoint）俗称为网络桥接器，任何一台装有无线网卡的PC均可透过AP去分享有线局域网络甚至广域网络资源。除此之外，AP本身又兼具有网管之功能，可针对接有无线网卡的PC作必要网管。无线网卡（WirelessLANCard）7/28/202353无线AP（AccessPoint）108M无线宽带路由器54M无线宽带路由器11M无线接入器室内全向天线7/28/202354无线网卡PCI接口无线网卡USB接口无线网卡PCMCIA无线网卡7/28/2023552.8思考与练习填空题1.根据双绞线内是否含有一层起屏蔽作用的金属隔离膜，可将双绞线分为

和

两大类。2.双绞线4条全色芯线的颜色为：

、

、

、

。3.每个细同轴电缆网段的两端都有必须有一个

Ω的BNC终端匹配器。4.目前主流的网卡主要有10Mb/s网卡、100Mb/s以太网卡、

、千兆以太网卡4种。5.按带宽划分，集线器可分为10Mb/s、

、10/100Mb/s三种。6.根据架构特点，交换机可分为机架式、

、不带扩展槽固定配置式3种。7/28/2023562.8思考与练习选择题7.目前常见的PCI网卡工作在OSI/RM模型的()层。A.物理B.数据链路C.网络D.