第3章-計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)

1、 第三章 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備3.1 網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)3.1.1 雙絞線雙絞線 雙絞線是由相互絕緣并纏繞在一起的細(xì)芯銅導(dǎo)線對組成，通常由兩對或更雙絞線是由相互絕緣并纏繞在一起的細(xì)芯銅導(dǎo)線對組成，通常由兩對或更多對這樣纏繞在一起的導(dǎo)線組成，依靠相互纏繞（雙絞）作用，來消除或減少多對這樣纏繞在一起的導(dǎo)線組成，依靠相互纏繞（雙絞）作用，來消除或減少電磁干擾（電磁干擾（EMI）和射頻干擾（）和射頻干擾（RFI）。根據(jù)是否有屏蔽層，雙絞線可分為屏）。根據(jù)是否有屏蔽層，雙絞線可分為屏蔽型雙絞線蔽型雙絞線(STP)和非屏蔽型雙絞線和非屏蔽型雙絞線(UTP)。 1、屏蔽雙絞線、屏蔽雙絞線 屏蔽雙絞線是由成對的絕緣

2、實(shí)心電纜組成，在實(shí)心電纜上包圍著一層用金屬屏蔽雙絞線是由成對的絕緣實(shí)心電纜組成，在實(shí)心電纜上包圍著一層用金屬絲編織的屏蔽層。屏蔽層減少了由絲編織的屏蔽層。屏蔽層減少了由RFI和和EMI引起的對通信信號的干擾。引起的對通信信號的干擾。 第三章 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備2、非屏蔽雙絞線、非屏蔽雙絞線 非屏蔽雙絞線非屏蔽雙絞線(UTP)，就是平時所用的網(wǎng)線，由于其價格相對便宜且易于安裝，就是平時所用的網(wǎng)線，由于其價格相對便宜且易于安裝，是局域網(wǎng)組網(wǎng)布線中使用最多的網(wǎng)絡(luò)電纜。是局域網(wǎng)組網(wǎng)布線中使用最多的網(wǎng)絡(luò)電纜。UTP由位于絕緣保護(hù)層內(nèi)的成對的電由位于絕緣保護(hù)層內(nèi)的成對的電纜線組成，在纏繞在一起的絕緣電線和電纜外部的

3、套之間并沒有屏蔽。纜線組成，在纏繞在一起的絕緣電線和電纜外部的套之間并沒有屏蔽。 第三章 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備3、雙絞線的主要特性、雙絞線的主要特性 第三章 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 物理特性物理特性 傳輸特性傳輸特性 連通性連通性 地理范圍地理范圍 抗干擾性抗干擾性 價格價格3.1.2 光纜光纜 1.光纜的結(jié)構(gòu)光纜的結(jié)構(gòu) 光纖，全稱為光導(dǎo)纖維，是一種利用光在玻璃或塑料制成的纖維中的全反射原光纖，全稱為光導(dǎo)纖維，是一種利用光在玻璃或塑料制成的纖維中的全反射原理而達(dá)成的光傳導(dǎo)工具。大多數(shù)光纖在使用前必須由幾層保護(hù)結(jié)構(gòu)包覆，包覆后理而達(dá)成的光傳導(dǎo)工具。大多數(shù)光纖在使用前必須由幾層保護(hù)結(jié)構(gòu)包覆，包覆后的纜線也被稱為的纜線也被稱

4、為“光纜光纜”。 第三章 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 按光在光纖中的傳輸模式可將光纖分為：單模光纖和多模光纖。按光在光纖中的傳輸模式可將光纖分為：單模光纖和多模光纖。 多模光纖：纖芯較粗（直徑約為多模光纖：纖芯較粗（直徑約為50或或62.5m）可傳多種模式的光源。但其模間）可傳多種模式的光源。但其模間色散較大，這就限制了傳輸數(shù)字信號的頻率，而且隨距離的增加會更加嚴(yán)重，因色散較大，這就限制了傳輸數(shù)字信號的頻率，而且隨距離的增加會更加嚴(yán)重，因此，多模光纖傳輸?shù)木嚯x比較近，一般只有幾公里。此，多模光纖傳輸?shù)木嚯x比較近，一般只有幾公里。 單模光纖：中心纖芯很細(xì)（纖芯直徑一般為單模光纖：中心纖芯很細(xì)（纖芯直徑一般為810

5、m），采用激光器做光源，），采用激光器做光源，只能允許一束光傳播，所以單模光纖沒有模分散特性，傳輸距離可以達(dá)到幾十公只能允許一束光傳播，所以單模光纖沒有模分散特性，傳輸距離可以達(dá)到幾十公里至上百公里，因而適用于遠(yuǎn)程通訊。里至上百公里，因而適用于遠(yuǎn)程通訊。 2.光纖的種類光纖的種類 第三章 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備3、光纖的主要特性、光纖的主要特性 第三章 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 物理特性物理特性 傳輸特性傳輸特性 連通性連通性 地理范圍地理范圍 抗干擾性抗干擾性 價格價格3.2.2 無線傳輸介質(zhì)無線傳輸介質(zhì) 常見的無線傳輸介質(zhì)有紅外線、無線電波、微波與光波常見的無線傳輸介質(zhì)有紅外線、無線電波、微波與光波 1.紅外線傳輸技術(shù)

6、紅外線傳輸技術(shù) 2.無線電波傳輸技術(shù)無線電波傳輸技術(shù) 3.微波傳輸技術(shù)微波傳輸技術(shù)BS 第三章 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備3.2 網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備 第三章 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備3.2.1 中繼器中繼器 中繼器是連接網(wǎng)絡(luò)線路的一種裝置，常用于兩個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間物理信號中繼器是連接網(wǎng)絡(luò)線路的一種裝置，常用于兩個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間物理信號的雙向轉(zhuǎn)發(fā)工作。中繼器是最簡單的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備，主要完成物理層的功能，的雙向轉(zhuǎn)發(fā)工作。中繼器是最簡單的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備，主要完成物理層的功能，負(fù)責(zé)在兩個節(jié)點(diǎn)的物理層上按位傳遞信息，完成信號的復(fù)制、調(diào)整和放大功負(fù)責(zé)在兩個節(jié)點(diǎn)的物理層上按位傳遞信息，完成信號的復(fù)制、調(diào)整和放大功能，以此來延長網(wǎng)絡(luò)的長度。能

7、，以此來延長網(wǎng)絡(luò)的長度。1.中繼器的作用中繼器的作用 第三章 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 中繼器又稱為中繼器又稱為“轉(zhuǎn)發(fā)器轉(zhuǎn)發(fā)器”，主要作用是對信號進(jìn)行放大、整形，使衰減的，主要作用是對信號進(jìn)行放大、整形，使衰減的信號得以再生，并沿著原來的方向繼續(xù)傳播，在實(shí)際使用中主要用于延伸網(wǎng)信號得以再生，并沿著原來的方向繼續(xù)傳播，在實(shí)際使用中主要用于延伸網(wǎng)絡(luò)長度和連接不同網(wǎng)絡(luò)絡(luò)長度和連接不同網(wǎng)絡(luò)中繼器擴(kuò)展網(wǎng)段中繼器擴(kuò)展網(wǎng)段中繼器連接網(wǎng)絡(luò)中繼器連接網(wǎng)絡(luò)2.中繼器的特點(diǎn)與不足中繼器的特點(diǎn)與不足 第三章 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 中繼器工作在物理層，它不解釋也不改變接收的信號，只是增強(qiáng)信號起著中繼器工作在物理層，它不解釋也不改變接收的信號，只是

8、增強(qiáng)信號起著延長傳輸距離的作用，對高層協(xié)議是透明的，用中繼器連接的網(wǎng)絡(luò)在物理上延長傳輸距離的作用，對高層協(xié)議是透明的，用中繼器連接的網(wǎng)絡(luò)在物理上和邏輯上是同一個網(wǎng)絡(luò)，相當(dāng)于用同一條電纜組成的一個更大的網(wǎng)絡(luò)。和邏輯上是同一個網(wǎng)絡(luò)，相當(dāng)于用同一條電纜組成的一個更大的網(wǎng)絡(luò)。 中繼器可以將局域網(wǎng)的一個網(wǎng)段與另一個網(wǎng)段連接起來，并且可以連接不中繼器可以將局域網(wǎng)的一個網(wǎng)段與另一個網(wǎng)段連接起來，并且可以連接不同類型的介質(zhì)，但是，中繼器不能無限制地延長網(wǎng)絡(luò)距離，任何兩個數(shù)據(jù)終同類型的介質(zhì)，但是，中繼器不能無限制地延長網(wǎng)絡(luò)距離，任何兩個數(shù)據(jù)終端設(shè)備間允許的傳輸通路最多由端設(shè)備間允許的傳輸通路最多由5個中繼網(wǎng)段、

9、個中繼網(wǎng)段、4個中繼器組成，其中只能在個中繼器組成，其中只能在3個網(wǎng)段上允許存在數(shù)據(jù)終端設(shè)備。個網(wǎng)段上允許存在數(shù)據(jù)終端設(shè)備。 中繼器只是物理層設(shè)備，它既不關(guān)心幀的起點(diǎn)，也不關(guān)心幀的格式，不中繼器只是物理層設(shè)備，它既不關(guān)心幀的起點(diǎn)，也不關(guān)心幀的格式，不具有過濾作用，因而使用它后有可能增加所連接兩個物理網(wǎng)絡(luò)段的數(shù)據(jù)負(fù)荷具有過濾作用，因而使用它后有可能增加所連接兩個物理網(wǎng)絡(luò)段的數(shù)據(jù)負(fù)荷量，隨著網(wǎng)絡(luò)的通信負(fù)載加重，采用這種擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)的方法會遇到一些困難，量，隨著網(wǎng)絡(luò)的通信負(fù)載加重，采用這種擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)的方法會遇到一些困難，一旦大量用戶使用同一帶寬會發(fā)生沖突，加上考慮到延時和衰減等原因，網(wǎng)一旦大量用戶使用同一

10、帶寬會發(fā)生沖突，加上考慮到延時和衰減等原因，網(wǎng)絡(luò)中中繼器的數(shù)量不宜過多，它只適用于較小地理范圍內(nèi)的相對小的局域網(wǎng)，絡(luò)中中繼器的數(shù)量不宜過多，它只適用于較小地理范圍內(nèi)的相對小的局域網(wǎng)，一般少于一般少于100個節(jié)點(diǎn)。個節(jié)點(diǎn)。 第三章 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備3.2.2 集線器集線器 集線器又稱集中器，平時人們都習(xí)慣地稱之為集線器又稱集中器，平時人們都習(xí)慣地稱之為“Hub”,是雙絞線網(wǎng)絡(luò)中是雙絞線網(wǎng)絡(luò)中將雙絞線集中到一起以實(shí)現(xiàn)連網(wǎng)的物理層網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，對信號有整形放大的作將雙絞線集中到一起以實(shí)現(xiàn)連網(wǎng)的物理層網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，對信號有整形放大的作用，其實(shí)質(zhì)是一個多端口的中繼器。用，其實(shí)質(zhì)是一個多端口的中繼器。 第三章 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備1

11、.集線器的作用與工作原理集線器的作用與工作原理 集線器主要用于星型以太網(wǎng)中，它是解決從服務(wù)器直接到桌面的經(jīng)濟(jì)的集線器主要用于星型以太網(wǎng)中，它是解決從服務(wù)器直接到桌面的經(jīng)濟(jì)的方案。方案。 集線器是一個共享設(shè)備，利用集線器構(gòu)建的網(wǎng)絡(luò)稱為共享式網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)集線器是一個共享設(shè)備，利用集線器構(gòu)建的網(wǎng)絡(luò)稱為共享式網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)中所有用戶共享一個帶寬。中所有用戶共享一個帶寬。 集線器又是一個多端口的信號放大設(shè)備。當(dāng)某個端口接收到數(shù)據(jù)信號時，集線器又是一個多端口的信號放大設(shè)備。當(dāng)某個端口接收到數(shù)據(jù)信號時，由于信號從源端口到集線器的傳輸過程中已經(jīng)有了一些衰減，集線器便會將由于信號從源端口到集線器的傳輸過程中已經(jīng)有了一

12、些衰減，集線器便會將該信號進(jìn)行整形放大，使已經(jīng)衰減的信號恢復(fù)到發(fā)送時的狀態(tài)，然后將信號該信號進(jìn)行整形放大，使已經(jīng)衰減的信號恢復(fù)到發(fā)送時的狀態(tài)，然后將信號復(fù)制到所有處于工作狀態(tài)的端口，利用集線器可以擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)的傳輸范圍。復(fù)制到所有處于工作狀態(tài)的端口，利用集線器可以擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)的傳輸范圍。 對于集線器網(wǎng)絡(luò)，存在著一個對于集線器網(wǎng)絡(luò)，存在著一個“5-4-3”的限制規(guī)則：通常在一個網(wǎng)絡(luò)中，的限制規(guī)則：通常在一個網(wǎng)絡(luò)中，最多可以分為最多可以分為5個區(qū)段，個區(qū)段，5個區(qū)段使用最多個區(qū)段使用最多4個中繼設(shè)備連接，只允許在其中個中繼設(shè)備連接，只允許在其中3個網(wǎng)段包含計算機(jī)或設(shè)備，其他個網(wǎng)段包含計算機(jī)或設(shè)備，其他2個

13、網(wǎng)段只能用于延長傳輸距離。個網(wǎng)段只能用于延長傳輸距離。 第三章 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備1.集線器的連接集線器的連接 集線器與計算機(jī)網(wǎng)卡的連接集線器與計算機(jī)網(wǎng)卡的連接 集線器之間的連接集線器之間的連接 3.2.3 交換機(jī)交換機(jī) 交換機(jī)英文名稱交換機(jī)英文名稱Switch，是構(gòu)建局域網(wǎng)使用最多的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之一，又稱，是構(gòu)建局域網(wǎng)使用最多的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之一，又稱為網(wǎng)絡(luò)開關(guān)，是專門設(shè)計的、使計算機(jī)能夠相互高速通信的獨(dú)享帶寬的網(wǎng)為網(wǎng)絡(luò)開關(guān)，是專門設(shè)計的、使計算機(jī)能夠相互高速通信的獨(dú)享帶寬的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。它屬于集線器的一種，交換機(jī)可以智能的分析數(shù)據(jù)包，有選擇地絡(luò)設(shè)備。它屬于集線器的一種，交換機(jī)可以智能的分析數(shù)據(jù)包，有選擇地將數(shù)據(jù)發(fā)

14、送出去。交換機(jī)工作于將數(shù)據(jù)發(fā)送出去。交換機(jī)工作于ISO/OSI 模型的數(shù)據(jù)鏈路層。模型的數(shù)據(jù)鏈路層。 第三章 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 1.交換與交換機(jī)交換與交換機(jī) 第三章 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備2.交換機(jī)的工作原理交換機(jī)的工作原理 (1)交換機(jī)根據(jù)收到數(shù)據(jù)幀中的源交換機(jī)根據(jù)收到數(shù)據(jù)幀中的源MAC地址建立該地址同交換機(jī)端口的映地址建立該地址同交換機(jī)端口的映射，并將其寫入射，并將其寫入MAC地址表中。地址表中。 (2)交換機(jī)將數(shù)據(jù)幀中的目的交換機(jī)將數(shù)據(jù)幀中的目的MAC地址同已建立的地址同已建立的MAC地址表進(jìn)行比較，地址表進(jìn)行比較，以決定由哪個端口進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。以決定由哪個端口進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。 (3)如數(shù)據(jù)幀中的目的如數(shù)據(jù)幀中的目的M

15、AC地址不在地址不在MAC地址表中，則向所有端口轉(zhuǎn)發(fā)。地址表中，則向所有端口轉(zhuǎn)發(fā)。這一過程稱為泛洪（這一過程稱為泛洪（flood）。）。 (4)廣播幀和組播幀向所有的端口轉(zhuǎn)發(fā)。廣播幀和組播幀向所有的端口轉(zhuǎn)發(fā)。 3.2.4 路由器路由器 第三章 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 路由器英文名稱為路由器英文名稱為Router，是連接不同子網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。路由器在相鄰路，是連接不同子網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。路由器在相鄰路由器節(jié)點(diǎn)之間進(jìn)行路徑選擇，通過最佳的路徑來傳送數(shù)據(jù)包。路由器能隔離由器節(jié)點(diǎn)之間進(jìn)行路徑選擇，通過最佳的路徑來傳送數(shù)據(jù)包。路由器能隔離廣播，阻止廣播風(fēng)暴。路由器工作在廣播，阻止廣播風(fēng)暴。路由器工作在ISO/OSI模型的網(wǎng)

16、絡(luò)層，因此可以連接物模型的網(wǎng)絡(luò)層，因此可以連接物理層和數(shù)據(jù)鏈路層結(jié)構(gòu)不同的網(wǎng)絡(luò)。理層和數(shù)據(jù)鏈路層結(jié)構(gòu)不同的網(wǎng)絡(luò)。 1.路由器的功能路由器的功能 連接功能連接功能 網(wǎng)絡(luò)地址判斷、最佳路由選擇和數(shù)據(jù)處理功能網(wǎng)絡(luò)地址判斷、最佳路由選擇和數(shù)據(jù)處理功能 設(shè)備管理功能設(shè)備管理功能2.路由器的工作過程路由器的工作過程 第三章 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備3.2.5 網(wǎng)橋網(wǎng)橋 第三章 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 1.網(wǎng)橋的基本功能網(wǎng)橋的基本功能 能匹配不同端口的速率能匹配不同端口的速率 對幀具有檢測和過濾的作用對幀具有檢測和過濾的作用 網(wǎng)橋能擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)地理范圍網(wǎng)橋能擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)地理范圍 提升帶寬提升帶寬 連接不同傳輸介質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)連接不同傳輸介質(zhì)的網(wǎng)絡(luò) 學(xué)

17、習(xí)功能學(xué)習(xí)功能 網(wǎng)橋又稱為橋接器，是連接兩個局域網(wǎng)的一種存儲網(wǎng)橋又稱為橋接器，是連接兩個局域網(wǎng)的一種存儲轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備，它可以轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備，它可以將一個較大的局域網(wǎng)分割成為多個網(wǎng)段，或者將兩個以上的局域網(wǎng)互聯(lián)為將一個較大的局域網(wǎng)分割成為多個網(wǎng)段，或者將兩個以上的局域網(wǎng)互聯(lián)為一個邏輯上的局域網(wǎng)，使網(wǎng)絡(luò)上的所有用戶均可以訪問服務(wù)器。一個邏輯上的局域網(wǎng)，使網(wǎng)絡(luò)上的所有用戶均可以訪問服務(wù)器。2.網(wǎng)橋的基本原理網(wǎng)橋的基本原理3.網(wǎng)橋的分類網(wǎng)橋的分類 第三章 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備3.2.5 網(wǎng)關(guān)網(wǎng)關(guān) 第三章 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備常見的網(wǎng)關(guān)有：常見的網(wǎng)關(guān)有： 電子郵件網(wǎng)關(guān)：通過這種網(wǎng)關(guān)可以從一種類型的郵件系統(tǒng)向另一種類型電子郵件網(wǎng)關(guān)：通過這

18、種網(wǎng)關(guān)可以從一種類型的郵件系統(tǒng)向另一種類型的郵件系統(tǒng)傳輸數(shù)據(jù)。電子郵件網(wǎng)關(guān)允許使用不同電子郵件系統(tǒng)的人相互的郵件系統(tǒng)傳輸數(shù)據(jù)。電子郵件網(wǎng)關(guān)允許使用不同電子郵件系統(tǒng)的人相互收發(fā)郵件。收發(fā)郵件。 因特網(wǎng)網(wǎng)關(guān)：這種網(wǎng)關(guān)用于管理局域網(wǎng)和因特網(wǎng)間的通信。因特網(wǎng)網(wǎng)關(guān)因特網(wǎng)網(wǎng)關(guān)：這種網(wǎng)關(guān)用于管理局域網(wǎng)和因特網(wǎng)間的通信。因特網(wǎng)網(wǎng)關(guān)可以限制某些局域網(wǎng)用戶訪問因特網(wǎng)，或者限制某些因特網(wǎng)用戶訪問局域可以限制某些局域網(wǎng)用戶訪問因特網(wǎng)，或者限制某些因特網(wǎng)用戶訪問局域網(wǎng)，防火墻可以看作是一種因特網(wǎng)網(wǎng)關(guān)。網(wǎng)，防火墻可以看作是一種因特網(wǎng)網(wǎng)關(guān)。 局域網(wǎng)網(wǎng)關(guān)：通過這種網(wǎng)關(guān)，運(yùn)行不同協(xié)議或運(yùn)行于不同層上的局域網(wǎng)局域網(wǎng)網(wǎng)關(guān)：通過這種網(wǎng)關(guān)，運(yùn)行不同協(xié)議或運(yùn)行于不同層上的局域網(wǎng)網(wǎng)段間可以相互通信。允許遠(yuǎn)程用戶通過撥號方式接入局域網(wǎng)的遠(yuǎn)程訪問網(wǎng)段間可以相互通信。允許遠(yuǎn)程用戶通過撥號方式接入局域網(wǎng)的遠(yuǎn)程訪問服務(wù)器可以看作局域網(wǎng)網(wǎng)關(guān)。服務(wù)器可以看作局域網(wǎng)網(wǎng)關(guān)