《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)導(dǎo)論》第二章

數(shù)據(jù)交換技術(shù)什么是交換？由中間節(jié)點(diǎn)進(jìn)行轉(zhuǎn)接的通信稱為交換。例如，電話交換機(jī)在用戶呼叫時(shí)為用戶選擇一條可用的線路進(jìn)行接續(xù)。用戶掛機(jī)后則斷開(kāi)該線路，該線路又可分配給其它用戶。最初的交換：人工轉(zhuǎn)接交換為什么要采用交換技術(shù)？節(jié)省線路投資，提高線路利用率。實(shí)現(xiàn)交換的方法主要有：電路交換、報(bào)文交換和分組交換。編輯ppt電路交換在通信雙方之間建立一條臨時(shí)專用線路的過(guò)程。可以是真正的物理線路，也可以是一個(gè)復(fù)用信道。特點(diǎn)：數(shù)據(jù)傳輸前需要建立一條端到端的通路?！Q為“面向連接的”（典型例子：電話）過(guò)程：建立連接→通信→釋放連接優(yōu)缺點(diǎn)：建立連接的時(shí)間長(zhǎng)；一旦建立連接就獨(dú)占線路，線路利用率低；無(wú)糾錯(cuò)機(jī)制；建立連接后，傳輸延遲小。不適用于計(jì)算機(jī)通信：因?yàn)橛?jì)算機(jī)數(shù)據(jù)具有突發(fā)性的特點(diǎn)，真正傳輸數(shù)據(jù)的時(shí)間不到10%。例如：建立連接的時(shí)間為0.5秒，計(jì)算機(jī)以1Mb/s的速率發(fā)送10k字節(jié)。線路利用率＝？編輯ppt電話網(wǎng)絡(luò)中的電路交換電路交換也能在多路復(fù)用信道上實(shí)現(xiàn)在物理線路的某個(gè)信道上建立連接編輯ppt報(bào)文交換以報(bào)文為單位進(jìn)行“存儲(chǔ)-轉(zhuǎn)發(fā)”交換的技術(shù)。在交換過(guò)程中，交換設(shè)備將接收到的報(bào)文先存儲(chǔ)，待信道空閑時(shí)再轉(zhuǎn)發(fā)出去，一級(jí)一級(jí)中轉(zhuǎn)，直到目的地。這種數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)稱為存儲(chǔ)-轉(zhuǎn)發(fā)。傳輸之前不需要建立端到端的連接，僅在相鄰結(jié)點(diǎn)傳輸報(bào)文時(shí)建立結(jié)點(diǎn)間的連接。——稱為“無(wú)連接的”（典型例子：電報(bào)）整個(gè)報(bào)文（Message）作為一個(gè)整體一起發(fā)送。報(bào)文：需要發(fā)送的整個(gè)數(shù)據(jù)塊（報(bào)頭、正文、報(bào)尾）編輯ppt報(bào)文交換優(yōu)缺點(diǎn)：沒(méi)有建立和拆除連接所需的等待時(shí)間；線路利用率高；傳輸可靠性較高；報(bào)文大小不一，造成存儲(chǔ)管理復(fù)雜；大報(bào)文造成存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)的延時(shí)過(guò)長(zhǎng)，且對(duì)存儲(chǔ)容量要求較高；出錯(cuò)后整個(gè)報(bào)文全部重發(fā)。比較：下載時(shí)若無(wú)斷點(diǎn)續(xù)傳功能，一旦出錯(cuò)你會(huì)怎樣做？編輯ppt分組交換（包交換）將報(bào)文分割成若干個(gè)大小相等的分組（Packet）進(jìn)行存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)。數(shù)據(jù)傳輸前不需要建立一條端到端的通路——也是“無(wú)連接的”。有強(qiáng)大的糾錯(cuò)機(jī)制、流量控制、擁塞控制和路由選擇功能。優(yōu)缺點(diǎn)：對(duì)轉(zhuǎn)發(fā)結(jié)點(diǎn)的存儲(chǔ)要求較低，可以用內(nèi)存來(lái)緩沖分組——速度快；轉(zhuǎn)發(fā)延時(shí)小——適用于交互式通信；某個(gè)分組出錯(cuò)可以僅重發(fā)出錯(cuò)的分組——效率高；各分組可通過(guò)不同路徑傳輸，容錯(cuò)性好。需要分割報(bào)文和重組報(bào)文，增加了端站點(diǎn)的負(fù)擔(dān)。分組交換有兩種交換方式：數(shù)據(jù)報(bào)方式和虛電路方式編輯ppt數(shù)據(jù)報(bào)方式（Datagram）各分組獨(dú)立地確定路由（傳輸路徑）不能保證分組按序到達(dá)，所以目的站點(diǎn)需要按分組編號(hào)重新排序和組裝數(shù)據(jù)報(bào)方式不能保證分組按序到達(dá)分組可能通過(guò)多個(gè)路徑穿越網(wǎng)絡(luò)編輯ppt虛電路方式（VirtualCircuit）通信前預(yù)先建立一條邏輯連接——虛電路虛電路是由其路徑上的所有交換機(jī)中的路由表定義的類比：鐵路系統(tǒng)（旅客/列車:分組，鐵路網(wǎng):網(wǎng)絡(luò)，火車站:節(jié)點(diǎn)）“西安－北京”這條線路可以看成是一條虛路徑也需要三個(gè)過(guò)程：建立－數(shù)據(jù)傳輸－拆除建立虛電路時(shí)，交換機(jī)將預(yù)留傳輸時(shí)所需的所有資源虛電路的路由在建立時(shí)確定，傳輸數(shù)據(jù)時(shí)則不再需要選則傳輸路徑數(shù)據(jù)傳輸時(shí)只需指定虛電路號(hào)，分組即可按虛電路的路由穿越網(wǎng)絡(luò)——“數(shù)字管道”提供的是“面向連接”的服務(wù)但卻沒(méi)有像電路交換那樣始終占用一條端到端的物理通道，只是斷續(xù)地依次占用傳輸路徑上各個(gè)鏈路段——與鐵路系統(tǒng)類比！可以看成是采用了電路交換思想的分組交換能夠保證分組按序到達(dá)永久虛電路PVC和交換虛電路SVC編輯ppt分組通過(guò)預(yù)先建立好的虛電路穿越網(wǎng)絡(luò)編輯ppt三種交換方式的事件順序呼叫請(qǐng)求呼叫應(yīng)答數(shù)據(jù)ABCD尋路延遲線路交換分組1分組2分組3ABCD分組交換分組4t報(bào)文ABCD排隊(duì)延遲報(bào)文交換編輯ppt第2章網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)傳輸介質(zhì)的分類及基本連接方法

2.1雙絞線

2.2同軸電纜

2.3光纖

2.4無(wú)線傳輸編輯ppt傳輸介質(zhì)磁介質(zhì)

高帶寬、低費(fèi)用、高延時(shí)（小時(shí)）——

在通信中很少使用金屬導(dǎo)體雙絞線、同軸電纜(粗、細(xì))光纖無(wú)線介質(zhì)無(wú)線電、微波、衛(wèi)星、紅外線、激光編輯ppt網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)的分類—根據(jù)介質(zhì)

有線傳輸系統(tǒng)無(wú)線傳輸系統(tǒng)編輯ppt?有線傳輸介質(zhì)■雙絞線■光纖■同軸電纜■大對(duì)數(shù)纜?無(wú)線傳輸介質(zhì)■電磁波譜■紅外線與激光■無(wú)線電傳輸編輯ppt2.1雙絞線編輯ppt2.1.1結(jié)構(gòu)兩根絕緣導(dǎo)線按一定密度相互絞在一起雙絞線的一個(gè)雙絞循環(huán)稱作扭矩扭矩越小，抗干擾能力越強(qiáng)

應(yīng)用領(lǐng)域：電話網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)傳輸信號(hào)：傳輸模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)編輯ppt雙絞線（TwistPair，TP）--螺旋絞合的雙導(dǎo)線--每根4對(duì)、25對(duì)、1800對(duì)（2-1800）--典型連接距離100m（LAN）--RJ45插座、插頭--優(yōu)缺點(diǎn)：成本低組裝密度高、節(jié)省空間安裝容易（綜合布線系統(tǒng)）平衡傳輸（高速率）抗干擾性一般連接距離短內(nèi)導(dǎo)體芯線絕緣內(nèi)屏蔽外屏蔽外套編輯ppt具有不同線對(duì)數(shù)的雙絞線（4\25\100）編輯ppt2.1.2分類與規(guī)格型號(hào)分類屏蔽雙絞線（STP）和非屏蔽雙絞線（UTP）

銅質(zhì)線芯，傳導(dǎo)性能良好。可用于傳輸模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)。速率：較高抗干擾性：弱于同軸電纜。相對(duì)價(jià)格：比同軸電纜和光纖便宜得多編輯ppt屏蔽雙絞線(STP)非屏蔽雙絞線(UTP)以鋁箔屏蔽以減少干擾和串音，應(yīng)用較少雙絞線外無(wú)任何屏蔽層，應(yīng)用廣泛常用的雙絞線：3類（16Mb/s）

和5類（155Mb/s）兩種編輯ppt2.規(guī)格型號(hào)1類語(yǔ)音信號(hào)80年代之前的電話線2類語(yǔ)音傳輸數(shù)據(jù)傳輸1MHz4Mb/s令牌環(huán)網(wǎng)3類語(yǔ)音傳輸數(shù)據(jù)傳輸16MHz10Mb/s10Base-T(雙絞線

)4類語(yǔ)音傳輸數(shù)據(jù)傳輸20MHz16Mb/s10Base-T100Base-T基于令牌的LAN5類語(yǔ)音傳輸數(shù)據(jù)傳輸100MHz100Mb/s10Base-T100Base-T超5類語(yǔ)音傳輸數(shù)據(jù)傳輸<1000Mb/s低于1000M的以太網(wǎng)6類語(yǔ)音傳輸數(shù)據(jù)傳輸250MHz1000Mb/s千兆以太網(wǎng)編輯ppt3.阻抗特性100歐姆120歐姆150歐姆編輯ppt2.1.3識(shí)別1.線對(duì)數(shù)目

4對(duì)2.扭絞要求不同的線對(duì)具有不同的扭矩3.線纜產(chǎn)品標(biāo)識(shí)一般包括生產(chǎn)商、產(chǎn)品號(hào)、雙絞線類型、長(zhǎng)度標(biāo)志、生產(chǎn)日期、NEC/UL防火測(cè)試和級(jí)別、CSA防火測(cè)試4.是否易彎曲。雙絞線應(yīng)彎曲自然，以方便布線5.銅芯是否具有較好的韌性，在移動(dòng)中不致于斷線6.是否具有阻燃性可以用火來(lái)燒一下測(cè)試:如果是正品，膠皮會(huì)受熱松軟，不會(huì)起火;如果是假貨，一點(diǎn)就著編輯ppt2.1.4RJ-45接頭與插槽8個(gè)凹槽、8個(gè)金屬接點(diǎn)8p8c編輯pptＲＪ４５觸點(diǎn)分配

觸點(diǎn)信號(hào)

1TxD（+）

2TxD（-）

3不用

4不用

5RxD（+）

6不用

7RxD（-）

8不用具有RJ-45接口的網(wǎng)卡

編輯ppt2.1.5雙絞線的制作與簡(jiǎn)單測(cè)試1.線序T568B線序1

2

3

4

5

6

7

8橙白橙綠白藍(lán)藍(lán)白綠棕白棕T568A線序1

2

3

4

5

6

7

8綠白綠橙白藍(lán)藍(lán)白橙棕白棕12345678123456781234567812345678交叉線直連線編輯ppt交叉線：交換機(jī)-交換機(jī)、PC-PC、HUB-HUB(標(biāo)準(zhǔn)端口)直連線：PC/路由器-交換機(jī)/HUB、HUB-HUB(級(jí)連端口)

翻轉(zhuǎn)線：用于連接控制端口，作為控制線使用雙絞線的三種常用的連接方法：直通線和交叉線、翻轉(zhuǎn)線編輯ppt2.雙絞線的制作1)剪下所需要的雙絞線長(zhǎng)度,然后再利用雙絞線剝線器將雙絞線的外皮除去2－3厘米。2)將8根線按EIA/TIA568B線序排好理順后，用壓線鉗或剪刀將頭部剪齊。裸露出的雙絞線只剩約

14mm的長(zhǎng)度，用力將8根線并排塞入RJ-45頭內(nèi)，直到8根線全部頂?shù)降撞俊?/p>

編輯ppt放松壓線鉗，將RJ-45頭用力塞入壓線鉗的RJ-45插座內(nèi)，直到塞不動(dòng)為止，用力壓下壓線鉗的手柄，直到瑣扣松開(kāi)。

拔出做好的RJ-45頭，用同樣的方法制作另一個(gè)RJ-45頭。

將做好的網(wǎng)線每端各插入電纜測(cè)試儀一個(gè)模塊的RJ-45插座內(nèi)，打開(kāi)主模塊的電源開(kāi)關(guān)，則應(yīng)看到另一個(gè)模塊上的1&2、3&6、4&5、7&8四個(gè)指示燈按順序輪流發(fā)光，則該網(wǎng)線制作成功。否則，重新制作。

編輯ppt2.2同軸電纜2.2.1結(jié)構(gòu)編輯ppt同軸電纜（CoaxialCable）計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中使用基帶同軸電纜阻抗50，有粗同軸和細(xì)同軸兩種應(yīng)用：總線局域網(wǎng)（以太網(wǎng)）性能：10Mb/s，500米/185米銅芯絕緣層外導(dǎo)體屏蔽層保護(hù)套編輯ppt2.2.2分類基帶同軸電纜：網(wǎng)絡(luò)同軸電纜數(shù)字傳輸阻抗：50Ω速率：10Mbps分類：粗纜和細(xì)纜；寬帶同軸電纜：視頻同軸電纜它既可使用頻分多路復(fù)用的模擬信號(hào)發(fā)送，也可傳輸數(shù)字信號(hào)。阻抗：75Ω用途：CATV可傳輸多路電視信號(hào)編輯ppt2.2.3使用基帶同軸電纜的網(wǎng)絡(luò)連接

1.粗纜的連接（10Base5網(wǎng)絡(luò)）Pc網(wǎng)卡AUI接口<=50m收發(fā)器電纜收發(fā)器粗纜(<=500m)Pc網(wǎng)卡>=2.5m終端匹配器技術(shù)參數(shù)

·最大干線段長(zhǎng)度:500米。

·最大網(wǎng)絡(luò)干線電纜長(zhǎng)度:2500米。

·每條干線段支持的最大結(jié)點(diǎn)數(shù):100。

·收發(fā)器之間最小距離:2.5米。

·收發(fā)器電纜的最大長(zhǎng)度:50米編輯ppt所需硬件：網(wǎng)絡(luò)接口卡：具有AUI接口的以太網(wǎng)卡收發(fā)器收發(fā)器電纜（AUI電纜）終端匹配器中繼器（4個(gè)聯(lián)5段2500米）AUI接口

特點(diǎn)：（1）可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)（2）地理覆蓋范圍較大（3）安裝維護(hù)和擴(kuò)展難（4）造價(jià)高編輯ppt2.細(xì)纜的連接Pc網(wǎng)卡特點(diǎn)：（1）抗干擾能力強(qiáng)（2）電纜系統(tǒng)容易產(chǎn)生斷點(diǎn)，影響可靠性（3）維護(hù)和擴(kuò)展難（4）造價(jià)低技術(shù)參數(shù)

·最大的干線段長(zhǎng)度:185米。

·最大網(wǎng)絡(luò)干線電纜長(zhǎng)度:925米。

·每條干線段支持的最大結(jié)點(diǎn)數(shù):30。

·BNC-T型連接器之間的最小距離:0.5米。編輯ppt細(xì)纜網(wǎng)絡(luò)的硬件網(wǎng)絡(luò)接口卡BNC連接器BNCT型連接器BNC終端匹配器中繼器（4個(gè)）具有BNC接口的網(wǎng)卡

編輯ppt2.3光纖（OpticalFiber）依靠光波承載數(shù)據(jù)，光脈沖在玻璃纖維中傳播優(yōu)缺點(diǎn)：傳輸帶寬高：僅受光電轉(zhuǎn)換器件的限制（＞100Gb/s）傳輸損耗小，適合長(zhǎng)距離傳輸抗干擾性能極好、誤碼率低，保密性好輕便價(jià)格較高需要光電轉(zhuǎn)換纖芯材料：塑料二氧化硅 （高純玻璃）編輯ppt光纖傳輸原理——光的反射光從折射率高的介質(zhì)入射到折射率低的介質(zhì)時(shí)會(huì)產(chǎn)生折射。當(dāng)入射角≥臨界值時(shí)產(chǎn)生全反射，不會(huì)泄漏。纖芯-折射率高，玻璃包層-折射率低亮度調(diào)制：有光脈沖-1，無(wú)光脈沖-0光傳輸系統(tǒng)：光源、介質(zhì)、光檢測(cè)光源：850nm/1300nm/1500nm，發(fā)光二極管/激光二極管光檢測(cè)器：光電二極管PIN/雪崩二極管APD單向傳輸，雙向需兩根光纖應(yīng)用領(lǐng)域：局域網(wǎng)主干、電信網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)器連接編輯ppt多模光纖(MMF)單模光纖(SMF)：光纖的直徑接近一個(gè)光波波長(zhǎng)多束光線以不同的反射角傳播激光器包層，折射率低纖芯，折射率高亮度調(diào)制光檢波器激光器光檢波器單束光線沿直線傳播編輯ppt多模與單模光纖多模光纖（MMF）多模光纖電纜容許不同光束于一條電纜上傳輸，通常建議在距離不到5英里時(shí)應(yīng)用。帶寬：多模光纖的帶寬大約為4000Mb/s單模光纖（SMF）

單模光纖的纖芯較細(xì)，使光線能夠直接發(fā)射到中心。建議距離較長(zhǎng)時(shí)、傳輸大帶寬數(shù)據(jù)信號(hào)采用。帶寬：在一根單模光纜上可將40G以太網(wǎng)的64信道傳輸長(zhǎng)達(dá)2，840英里的距離。編輯ppt典型的光纜單芯光纜多芯光纜玻璃封套塑料外套玻璃內(nèi)芯玻璃內(nèi)芯塑料外套玻璃封套外殼常見(jiàn)規(guī)格：纖芯——50um緩變型-MMF62.5um緩變型/增強(qiáng)型-MMF8.3um突變型-SMF

包層——125um編輯ppt高密度多芯光纜剖面結(jié)構(gòu)芯封套外套加強(qiáng)芯光纖外鞘加強(qiáng)芯光纖束編輯ppt光纖連接線編輯ppt光纖網(wǎng)絡(luò)組件編輯ppt光纖網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)介光發(fā)送器光纖中繼器光接收器電信號(hào)光信號(hào)光信號(hào)電信號(hào)光纖光纖2.光纖收發(fā)器、光纖中繼器3.光纜：光纖以光纜的形式使用。一根光纜包含多根光纖4.帶有光纖模塊的交換機(jī)5.光纖網(wǎng)卡1.光纖通信過(guò)程編輯ppt2.4無(wú)線傳輸2.4.1電磁波譜1.特點(diǎn)電磁波是變化的電磁場(chǎng)在空間的傳播，它在真空中的傳播速度等于光速。頻率范圍：1~1024Hz

波長(zhǎng)范圍：108~10-16m

可承載信息的電磁波：無(wú)線電波、紅外線、可見(jiàn)光不可承載信息的電磁波：紫外線、X射線、伽瑪射線

頻率越高，承載的信息量就越大編輯ppt2.電磁波譜的分配900MHZ頻段：無(wú)線電話、蜂窩電話2.4GHZ頻段：無(wú)線局域網(wǎng)802.11b5GHZ頻段：無(wú)線局域網(wǎng)802.11a編輯ppt2.4.2紅外線和激光1.紅外線波長(zhǎng)：750nm~1mm；頻率高于微波而低于可見(jiàn)光，無(wú)法穿透固體物質(zhì)。傳輸模式（1）直接式紅外線連接