網(wǎng)絡(luò)連接技術(shù)

網(wǎng)絡(luò)連接技術(shù)第1頁，共40頁，2023年，2月20日，星期六1網(wǎng)絡(luò)傳輸媒介及連線設(shè)備

常用的網(wǎng)絡(luò)傳輸媒介可分為兩類：一類是有線的；一類是無線的。有線傳輸媒介主要有同軸電纜、雙絞線及光纜；無線媒介有微波、無線電、激光和紅外線等第2頁，共40頁，2023年，2月20日，星期六2Media/Cabling

CoaxialCable

UnshieldedTwistedPairFiberOpticCable第3頁，共40頁，2023年，2月20日，星期六3同軸電纜（Coaxialcable）及有關(guān)設(shè)備

同軸電纜可分為兩類：粗纜和細纜第4頁，共40頁，2023年，2月20日，星期六4同軸電纜絕緣效果佳，頻帶也寬，數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定，價格適中，性價比高，是局域網(wǎng)中普遍采用的一種媒介。10BASE-2以太網(wǎng)就是使用細同軸電纜組網(wǎng)的。使用同軸電纜組網(wǎng)，需要在兩端連接50歐的反射電阻，這就是通常所說的終端匹配器第5頁，共40頁，2023年，2月20日，星期六5雙絞線（Twisted-pair）

雙絞線是由兩條導(dǎo)線按一定扭距相互絞合在一起的類似于電話線的傳輸媒體.每根線加絕緣層并有顏色來標(biāo)記，成對線的扭絞旨在使電磁輻射和外部電磁干擾減到最小第6頁，共40頁，2023年，2月20日，星期六6雙絞線的種類非屏蔽雙絞線(UTP:UnshildedTwistedPair)屏蔽雙絞線(STP:ShieldedTwistedPair)

屏蔽雙絞線電纜的外層由鋁泊包裹,以減小幅射,但并不能完全消除輻射。屏蔽雙絞線價格相對較高,安裝時要比非屏蔽雙絞線電纜困難第7頁，共40頁，2023年，2月20日，星期六7非屏蔽雙絞線TheRJ-45Connector8Pair4R41234567WirePairTisTipRisRingPair3T2Pair3R2Pair2T3Pair1R1Pair1T1Pair2R3Pair4T4Pin

第8頁，共40頁，2023年，2月20日，星期六8雙絞線

EIA/TIA（電氣工業(yè)協(xié)會／電信工業(yè)協(xié)會）第一類雙絞線通常在LAN技術(shù)中不使用,主要用于模擬話音。EIA/TIA第二類可用于綜合業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)網(wǎng)（數(shù)據(jù)），如數(shù)字話音、IBM3270等。這兩類雙絞線在LAN中很少使用。第9頁，共40頁，2023年，2月20日，星期六9雙絞線EIA/TIA第三類雙絞線是四對非屏蔽雙絞線,可用來進行10Mbps和IEEE802.310Base-T的話音和數(shù)據(jù)傳輸。EIA/TIA第四類雙絞線在性能上比第三類有一定改進,適用于包括16Mbps令牌環(huán)局域網(wǎng)在內(nèi)的數(shù)據(jù)傳輸速率。這類雙絞線可以是UTP，也可以是STP第10頁，共40頁，2023年，2月20日，星期六10雙絞線TIA五類雙絞線是4對電纜數(shù)據(jù)傳輸速率可達100Mbps或更高，并支持600MHz頻帶上的全息圖象。TIA超5類標(biāo)準(zhǔn)同5類線一樣，規(guī)定線纜達到100M的帶寬要求。但超五類標(biāo)準(zhǔn)對系統(tǒng)近端串音干擾、遠端串音干擾以及回程損耗等參數(shù)有了更高的要求。另外還規(guī)定全部4個線對都能實現(xiàn)全雙工傳輸。TIA6類布線標(biāo)準(zhǔn)將是下一代布線標(biāo)準(zhǔn)，要求布線的衰減要低，頻率范圍要高第11頁，共40頁，2023年，2月20日，星期六11使用雙絞線組網(wǎng)，網(wǎng)卡必須帶有RJ45接口，另外還需要一個非常重要的設(shè)備----集線器HUB.RJ45接口第12頁，共40頁，2023年，2月20日，星期六12

光纖（FiberOpticalCable）光纖防磁防電，傳輸穩(wěn)定，質(zhì)量高，適于高速網(wǎng)絡(luò)和骨干網(wǎng)。第13頁，共40頁，2023年，2月20日，星期六13同軸電纜、雙絞線、光纜的性能比較

第14頁，共40頁，2023年，2月20日，星期六14LANPhysicalLayerImplementationsPhysicalDataLink(MAClayer)Ethernet100baseTX10BaseT802.310Base510Base2100baseFX100baseT410BaseF第15頁，共40頁，2023年，2月20日，星期六15EthernetMediaRequirementsSTRJ-45AUIAUIConnectorBus50Ohmthickcoaxialcable500m10Base5LinkFiber2000m10BaseFLStarCat3,4or5UTP2pairs100m10BaseTBus50Ohmthincoaxialcable185m10Base2TopologyTypeofCableMaximumCableLengthStandard第16頁，共40頁，2023年，2月20日，星期六16EthernetMediaRequirements(Cont.)Duplexmedia-InterfaceconnectorSCRJ-45RJ-45ConnectorPoint-to-Point62.5/125multimodefiber400m2000m(FDX)100BaseFxStarCat3UTP4pairs100m100BaseT4StarCat5UTP2pairs100m100BaseTxTopologyTypeofCableMaximumCableLengthStandard第17頁，共40頁，2023年，2月20日，星期六17網(wǎng)間連接設(shè)備

第18頁，共40頁，2023年，2月20日，星期六18數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)中是以“包”的形式傳遞的，但不同網(wǎng)絡(luò)的“包”，其格式也是不一樣的。如果在不同的網(wǎng)絡(luò)間傳送數(shù)據(jù)，由于包格式不同，導(dǎo)致數(shù)據(jù)無法傳送，于是網(wǎng)絡(luò)間連接設(shè)備就充當(dāng)“翻譯”的角色，將一種網(wǎng)絡(luò)中的“信息包”轉(zhuǎn)換成另一種網(wǎng)絡(luò)的“信息包”。第19頁，共40頁，2023年，2月20日，星期六19網(wǎng)卡

網(wǎng)卡（英文簡稱NIC）作為局域網(wǎng)中最基本的部件之一，其英文全稱是NetworkInterfaceCard。網(wǎng)卡的工作原理:整理計算機上發(fā)往網(wǎng)線上的數(shù)據(jù),并將數(shù)據(jù)分解為適當(dāng)大小的數(shù)據(jù)包之后向網(wǎng)絡(luò)上發(fā)送出去。每塊網(wǎng)卡都有一個唯一的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點地址，它是網(wǎng)卡生產(chǎn)廠家在生產(chǎn)時燒入ROM中的，而且保證絕對不會重復(fù)。普通用戶日常接觸較多的網(wǎng)卡大都是以太網(wǎng)網(wǎng)卡。網(wǎng)卡按其傳輸速度劃分，又可以分為10M網(wǎng)卡、100M、10／100M自適應(yīng)網(wǎng)卡以及千兆(1000M)網(wǎng)卡.第20頁，共40頁，2023年，2月20日，星期六20網(wǎng)卡按其連線的插口類型劃分分為RJ45水晶接口、BNC細纜接口、AUI三類及綜合幾種插口類型于一身的二合一、三合一網(wǎng)卡。RJ45插口是采用10BASET雙絞線網(wǎng)絡(luò)接口類型。它的一端就是電腦網(wǎng)卡上的RJ45插口，連接的另一端就是集線器HUB(switch)上的RJ45插口。BNC接頭則是采用10BASE2同軸電纜的接口類型，它同帶有螺旋凹槽的同軸電纜上的金屬接頭相連，如T型頭等。AUI接頭由于普通用戶很難見到，目前較少使用.第21頁，共40頁，2023年，2月20日，星期六21中繼器（Repeater）中繼器可以“延長”網(wǎng)絡(luò)的距離，在網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸中起到放大信號的作用。數(shù)據(jù)經(jīng)過中繼器，不需進行數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)換。中繼器連接的兩個網(wǎng)絡(luò)在邏輯上是同一個網(wǎng)絡(luò)。中繼器的主要優(yōu)點是安裝簡單、使用方便、價格相對低廉。它不僅起到擴展網(wǎng)絡(luò)距離的作用，還可將不同傳輸介質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)連接在一起。中繼器工作在物理層，對于高層協(xié)議完全透明第22頁，共40頁，2023年，2月20日，星期六22第23頁，共40頁，2023年，2月20日，星期六23集線器(HUB)

集線器，它應(yīng)用于使用星型拓撲結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)中，連接多個計算機或網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。集線器對所連接的網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)上的信號有再生和放大的作用，可使所連接的介質(zhì)長度達到最大有效長度.集線器工作在物理層10BaseT—TwistedPairHubsoperateatPhysicalLayer第24頁，共40頁，2023年，2月20日，星期六24網(wǎng)橋（Bridge）

網(wǎng)橋工作在數(shù)據(jù)鏈路層，將兩個LAN連起來，根據(jù)MAC地址來轉(zhuǎn)發(fā)幀網(wǎng)橋可以把相同類型但又使用不同通信協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)進行互連時第25頁，共40頁，2023年，2月20日，星期六25網(wǎng)橋的工作原理當(dāng)網(wǎng)橋剛安裝時，它對網(wǎng)絡(luò)中的各工作站一無所知。在工作站開始傳送數(shù)據(jù)時，網(wǎng)橋會自動記下其地址，直到建立起一張完整的MAC地址表為止，這是一個“學(xué)習(xí)”的過程。一旦地址表建完，信息數(shù)據(jù)在通過網(wǎng)橋時，網(wǎng)橋就根據(jù)信息包比較其目地地址與源地址是否為同一端口。若不同，則進行格式轉(zhuǎn)換，將信息包傳過“橋”去；否則，不轉(zhuǎn)換，也不過“橋”。第26頁，共40頁，2023年，2月20日，星期六26SWITCHSWITCH是交換機，它的前身是網(wǎng)橋。交換機是使用硬件來完成,以往網(wǎng)橋使用軟件來完成過濾、學(xué)習(xí)和轉(zhuǎn)發(fā)過程的任務(wù)。Swith工作OSI第二層：數(shù)據(jù)鏈路層1234第27頁，共40頁，2023年，2月20日，星期六27

交換機轉(zhuǎn)發(fā)方式

LAN交換機主要有兩種轉(zhuǎn)發(fā)方式：存儲轉(zhuǎn)發(fā)(store-and-forward)

LAN交換機將整個幀拷貝到入站緩沖區(qū)，并由計算機執(zhí)行循環(huán)冗余校驗(CRC)，如果出現(xiàn)CRC錯誤，或該幀是小幀(包括CRC小于64字節(jié))/大幀(包括CRC小于1518字節(jié))/，則丟棄該幀，如果幀沒有任何錯誤，LAN交換機在轉(zhuǎn)發(fā)或交換時尋找目的地址，確定外出接口，然后將幀轉(zhuǎn)發(fā)到目的地址。直通(cut-through)

LAN交換機僅將目的地址(跟在序號后的6個字節(jié))拷貝到入站緩沖區(qū)，然后在交換表中尋找目的地址，確定外出接口，將幀轉(zhuǎn)發(fā)到目的地。直通方式交換一旦讀到目的地址并確定出站接口，就開始轉(zhuǎn)發(fā)，因而減少了等待時間。有些交換可以先將每個端口配置為直通交換方式，當(dāng)?shù)竭_用戶定義的出錯限制時，將自動改變到存儲轉(zhuǎn)發(fā)方式。一旦錯率降到限制以下，端口自動轉(zhuǎn)回到直通交換模式。第28頁，共40頁，2023年，2月20日，星期六28SWITCH速度比HUB快。由于HUB不知道目標(biāo)地址在何處，發(fā)送數(shù)據(jù)到所有的端口。而SWITCH中有一張路由表，如果知道目標(biāo)地址在何處，就把數(shù)據(jù)發(fā)送到指定地點，不知道就發(fā)送到所有的端口。過濾可以幫助降低整個網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸量，提高效率。還可以把網(wǎng)絡(luò)拆解成網(wǎng)絡(luò)分支、分割網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流，隔離分支中發(fā)生的故障，這樣就可以減少每個網(wǎng)絡(luò)分支的數(shù)據(jù)信息流量而使每個網(wǎng)絡(luò)更有效，提高整個網(wǎng)絡(luò)效率。目前有使用SWITCH代替HUB的趨勢。第29頁，共40頁，2023年，2月20日，星期六29ROUTER

ROUTER是路由器，用于連接多個邏輯上分開的網(wǎng)絡(luò)，幾個使用不同協(xié)議和體系結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)一個子網(wǎng)傳輸?shù)搅硗庖粋€子網(wǎng)時，可以用路由器完成。它具有判斷網(wǎng)絡(luò)地址和選擇路徑的功能，過濾和分隔網(wǎng)絡(luò)信息流。它不僅具有傳輸能力，而且有路徑選擇能力。當(dāng)某一鏈路不通時，路由器會選擇一條好的鏈路完成通信。另外，路由器有選擇最短路徑的能力

第30頁，共40頁，2023年，2月20日，星期六30路由路工作在網(wǎng)絡(luò)層R2第31頁，共40頁，2023年，2月20日，星期六31網(wǎng)關(guān)（Gateway）

當(dāng)連接兩個完全不同結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)時，必須使用網(wǎng)關(guān).網(wǎng)關(guān)為網(wǎng)絡(luò)間提供協(xié)議轉(zhuǎn)換。網(wǎng)關(guān)工作可以工作在OSI的任意一層或同時工作幾層。一般工作在高層，如應(yīng)用層。第32頁，共40頁，2023年，2月20日，星期六32網(wǎng)間連接設(shè)備的工作層次第33頁，共40頁，2023年，2月20日，星期六33沖突域和廣播域沖突域:由所有能看到同一個沖突或被該沖突涉及到的設(shè)備組成.網(wǎng)橋和交換機構(gòu)成沖突域的邊界.廣播域:由所有能看到同一個廣播數(shù)據(jù)幀的設(shè)備組成.路由器構(gòu)成廣播域的邊界.第34頁，共40頁，2023年，2月20日，星期六34Hub/Bridge/Switch/RouterHubPhysicalLayerAlldevicesareinthesamecollisiondomainAlldevicesareinthesamebroadcastdomainBridgeDataLinkLayerEachsegmenthasitsowncollisiondomainAllsegmentsareinthesamebroadcastdomainSwitchDataLinkLayerEachsegment/VLANhasitsowncollisiondomainAllsegmentsofsameVLANsareinthesamebroadcastdomainRouterNetworkLayerEachrouterportorVLANhasitsownbroadcast/domainDifferentrouterportshavedifferentsubnetsorbroadcastdomain第35頁，共40頁，2023年，2月20日，星期六35HubBridgeSwitchRouterCollisionDomains:1444BroadcastDomains:1114第36頁，共40頁，2023年，2月20日，星期六36UTPImplementationStraight-through

WiresoncableendsareinsameorderPin Label1 RD+2 RD-3 TD+4 NC5 NC6 TD-7 NC8 NCPin Label1 TD+2 TD-3 RD+4 NC5 NC6 RD-7 NC8 NC8

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