《計算機網絡導論》第二章

數據交換技術什么是交換？由中間節(jié)點進行轉接的通信稱為交換。例如，電話交換機在用戶呼叫時為用戶選擇一條可用的線路進行接續(xù)。用戶掛機后則斷開該線路，該線路又可分配給其它用戶。最初的交換：人工轉接交換為什么要采用交換技術？節(jié)省線路投資，提高線路利用率。實現交換的方法主要有：電路交換、報文交換和分組交換。編輯ppt電路交換在通信雙方之間建立一條臨時專用線路的過程?？梢允钦嬲奈锢砭€路，也可以是一個復用信道。特點：數據傳輸前需要建立一條端到端的通路。——稱為“面向連接的”（典型例子：電話）過程：建立連接→通信→釋放連接優(yōu)缺點：建立連接的時間長；一旦建立連接就獨占線路，線路利用率低；無糾錯機制；建立連接后，傳輸延遲小。不適用于計算機通信：因為計算機數據具有突發(fā)性的特點，真正傳輸數據的時間不到10%。例如：建立連接的時間為0.5秒，計算機以1Mb/s的速率發(fā)送10k字節(jié)。線路利用率＝？編輯ppt電話網絡中的電路交換電路交換也能在多路復用信道上實現在物理線路的某個信道上建立連接編輯ppt報文交換以報文為單位進行“存儲-轉發(fā)”交換的技術。在交換過程中，交換設備將接收到的報文先存儲，待信道空閑時再轉發(fā)出去，一級一級中轉，直到目的地。這種數據傳輸技術稱為存儲-轉發(fā)。傳輸之前不需要建立端到端的連接，僅在相鄰結點傳輸報文時建立結點間的連接?！Q為“無連接的”（典型例子：電報）整個報文（Message）作為一個整體一起發(fā)送。報文：需要發(fā)送的整個數據塊（報頭、正文、報尾）編輯ppt報文交換優(yōu)缺點：沒有建立和拆除連接所需的等待時間；線路利用率高；傳輸可靠性較高；報文大小不一，造成存儲管理復雜；大報文造成存儲轉發(fā)的延時過長，且對存儲容量要求較高；出錯后整個報文全部重發(fā)。比較：下載時若無斷點續(xù)傳功能，一旦出錯你會怎樣做？編輯ppt分組交換（包交換）將報文分割成若干個大小相等的分組（Packet）進行存儲轉發(fā)。數據傳輸前不需要建立一條端到端的通路——也是“無連接的”。有強大的糾錯機制、流量控制、擁塞控制和路由選擇功能。優(yōu)缺點：對轉發(fā)結點的存儲要求較低，可以用內存來緩沖分組——速度快；轉發(fā)延時小——適用于交互式通信；某個分組出錯可以僅重發(fā)出錯的分組——效率高；各分組可通過不同路徑傳輸，容錯性好。需要分割報文和重組報文，增加了端站點的負擔。分組交換有兩種交換方式：數據報方式和虛電路方式編輯ppt數據報方式（Datagram）各分組獨立地確定路由（傳輸路徑）不能保證分組按序到達，所以目的站點需要按分組編號重新排序和組裝數據報方式不能保證分組按序到達分組可能通過多個路徑穿越網絡編輯ppt虛電路方式（VirtualCircuit）通信前預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中的路由表定義的類比：鐵路系統(tǒng)（旅客/列車:分組，鐵路網:網絡，火車站:節(jié)點）“西安－北京”這條線路可以看成是一條虛路徑也需要三個過程：建立－數據傳輸－拆除建立虛電路時，交換機將預留傳輸時所需的所有資源虛電路的路由在建立時確定，傳輸數據時則不再需要選則傳輸路徑數據傳輸時只需指定虛電路號，分組即可按虛電路的路由穿越網絡——“數字管道”提供的是“面向連接”的服務但卻沒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永久虛電路PVC和交換虛電路SVC編輯ppt分組通過預先建立好的虛電路穿越網絡編輯ppt三種交換方式的事件順序呼叫請求呼叫應答數據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報文ABCD排隊延遲報文交換編輯ppt第2章網絡傳輸介質傳輸介質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無線傳輸編輯ppt傳輸介質磁介質

高帶寬、低費用、高延時（小時）——

在通信中很少使用金屬導體雙絞線、同軸電纜(粗、細)光纖無線介質無線電、微波、衛(wèi)星、紅外線、激光編輯ppt網絡傳輸系統(tǒng)的分類—根據介質

有線傳輸系統(tǒng)無線傳輸系統(tǒng)編輯ppt?有線傳輸介質■雙絞線■光纖■同軸電纜■大對數纜?無線傳輸介質■電磁波譜■紅外線與激光■無線電傳輸編輯ppt2.1雙絞線編輯ppt2.1.1結構兩根絕緣導線按一定密度相互絞在一起雙絞線的一個雙絞循環(huán)稱作扭矩扭矩越小，抗干擾能力越強

應用領域：電話網絡、計算機局域網傳輸信號：傳輸模擬信號和數字信號編輯ppt雙絞線（TwistPair，TP）--螺旋絞合的雙導線--每根4對、25對、1800對（2-1800）--典型連接距離100m（LAN）--RJ45插座、插頭--優(yōu)缺點：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導體芯線絕緣內屏蔽外屏蔽外套編輯ppt具有不同線對數的雙絞線（4\25\100）編輯ppt2.1.2分類與規(guī)格型號分類屏蔽雙絞線（STP）和非屏蔽雙絞線（UTP）

銅質線芯，傳導性能良好?？捎糜趥鬏斈M信號和數字信號。速率：較高抗干擾性：弱于同軸電纜。相對價格：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，應用較少雙絞線外無任何屏蔽層，應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1類語音信號80年代之前的電話線2類語音傳輸數據傳輸1MHz4Mb/s令牌環(huán)網3類語音傳輸數據傳輸16MHz10Mb/s10Base-T(雙絞線

)4類語音傳輸數據傳輸20MHz16Mb/s10Base-T100Base-T基于令牌的LAN5類語音傳輸數據傳輸100MHz100Mb/s10Base-T100Base-T超5類語音傳輸數據傳輸<1000Mb/s低于1000M的以太網6類語音傳輸數據傳輸250MHz1000Mb/s千兆以太網編輯ppt3.阻抗特性100歐姆120歐姆150歐姆編輯ppt2.1.3識別1.線對數目

4對2.扭絞要求不同的線對具有不同的扭矩3.線纜產品標識一般包括生產商、產品號、雙絞線類型、長度標志、生產日期、NEC/UL防火測試和級別、CSA防火測試4.是否易彎曲。雙絞線應彎曲自然，以方便布線5.銅芯是否具有較好的韌性，在移動中不致于斷線6.是否具有阻燃性可以用火來燒一下測試:如果是正品，膠皮會受熱松軟，不會起火;如果是假貨，一點就著編輯ppt2.1.4RJ-45接頭與插槽8個凹槽、8個金屬接點8p8c編輯pptＲＪ４５觸點分配

觸點信號

1TxD（+）

2TxD（-）

3不用

4不用

5RxD（+）

6不用

7RxD（-）

8不用具有RJ-45接口的網卡

編輯ppt2.1.5雙絞線的制作與簡單測試1.線序T568B線序1

2

3

4

5

6

7

8橙白橙綠白藍藍白綠棕白棕T568A線序1

2

3

4

5

6

7

8綠白綠橙白藍藍白橙棕白棕12345678123456781234567812345678交叉線直連線編輯ppt交叉線：交換機-交換機、PC-PC、HUB-HUB(標準端口)直連線：PC/路由器-交換機/HUB、HUB-HUB(級連端口)

翻轉線：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、翻轉線編輯ppt2.雙絞線的制作1)剪下所需要的雙絞線長度,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的長度，用力將8根線并排塞入RJ-45頭內，直到8根線全部頂到底部。

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，直到塞不動為止，用力壓下壓線鉗的手柄，直到瑣扣松開。

拔出做好的RJ-45頭，用同樣的方法制作另一個RJ-45頭。

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

編輯ppt2.2同軸電纜2.2.1結構編輯ppt同軸電纜（CoaxialCable）計算機網絡中使用基帶同軸電纜阻抗50，有粗同軸和細同軸兩種應用：總線局域網（以太網）性能：10Mb/s，500米/185米銅芯絕緣層外導體屏蔽層保護套編輯ppt2.2.2分類基帶同軸電纜：網絡同軸電纜數字傳輸阻抗：50Ω速率：10Mbps分類：粗纜和細纜；寬帶同軸電纜：視頻同軸電纜它既可使用頻分多路復用的模擬信號發(fā)送，也可傳輸數字信號。阻抗：75Ω用途：CATV可傳輸多路電視信號編輯ppt2.2.3使用基帶同軸電纜的網絡連接

1.粗纜的連接（10Base5網絡）Pc網卡AUI接口<=50m收發(fā)器電纜收發(fā)器粗纜(<=500m)Pc網卡>=2.5m終端匹配器技術參數

·最大干線段長度:500米。

·最大網絡干線電纜長度:2500米。

·每條干線段支持的最大結點數:100。

·收發(fā)器之間最小距離:2.5米。

·收發(fā)器電纜的最大長度:50米編輯ppt所需硬件：網絡接口卡：具有AUI接口的以太網卡收發(fā)器收發(fā)器電纜（AUI電纜）終端匹配器中繼器（4個聯5段2500米）AUI接口

特點：（1）可靠性高，抗干擾能力強（2）地理覆蓋范圍較大（3）安裝維護和擴展難（4）造價高編輯ppt2.細纜的連接Pc網卡特點：（1）抗干擾能力強（2）電纜系統(tǒng)容易產生斷點，影響可靠性（3）維護和擴展難（4）造價低技術參數

·最大的干線段長度:185米。

·最大網絡干線電纜長度:925米。

·每條干線段支持的最大結點數:30。

·BNC-T型連接器之間的最小距離:0.5米。編輯ppt細纜網絡的硬件網絡接口卡BNC連接器BNCT型連接器BNC終端匹配器中繼器（4個）具有BNC接口的網卡

編輯ppt2.3光纖（OpticalFiber）依靠光波承載數據，光脈沖在玻璃纖維中傳播優(yōu)缺點：傳輸帶寬高：僅受光電轉換器件的限制（＞100Gb/s）傳輸損耗小，適合長距離傳輸抗干擾性能極好、誤碼率低，保密性好輕便價格較高需要光電轉換纖芯材料：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入射到折射率低的介質時會產生折射。當入射角≥臨界值時產生全反射，不會泄漏。纖芯-折射率高，玻璃包層-折射率低亮度調制：有光脈沖-1，無光脈沖-0光傳輸系統(tǒng)：光源、介質、光檢測光源：850nm/1300nm/1500nm，發(fā)光二極管/激光二極管光檢測器：光電二極管PIN/雪崩二極管APD單向傳輸，雙向需兩根光纖應用領域：局域網主干、電信網絡、服務器連接編輯ppt多模光纖(MMF)單模光纖(SMF)：光纖的直徑接近一個光波波長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英里時應用。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，使光線能夠直接發(fā)射到中心。建議距離較長時、傳輸大帶寬數據信號采用。帶寬：在一根單模光纜上可將40G以太網的64信道傳輸長達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芯玻璃內芯塑料外套玻璃封套外殼常見規(guī)格：纖芯——50um緩變型-MMF62.5um緩變型/增強型-MMF8.3um突變型-SMF

包層——125um編輯ppt高密度多芯光纜剖面結構芯封套外套加強芯光纖外鞘加強芯光纖束編輯ppt光纖連接線編輯ppt光纖網絡組件編輯ppt光纖網絡簡介光發(fā)送器光纖中繼器光接收器電信號光信號光信號電信號光纖光纖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5.光纖網卡1.光纖通信過程編輯ppt2.4無線傳輸2.4.1電磁波譜1.特點電磁波是變化的電磁場在空間的傳播，它在真空中的傳播速度等于光速。頻率范圍：1~1024Hz

波長范圍：108~10-16m

可承載信息的電磁波：無線電波、紅外線、可見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：無線電話、蜂窩電話2.4GHZ頻段：無線局域網802.11b5GHZ頻段：無線局域網802.11a編輯ppt2.4.2紅外線和激光1.紅外線波長：750nm~1mm；頻率高于微波而低于可見光，無法穿透固體物質。傳輸模式（1）直接式紅外線連接