網(wǎng)絡連接技術

網(wǎng)絡連接技術第一頁，共四十頁，編輯于2023年，星期三1網(wǎng)絡傳輸媒介及連線設備

常用的網(wǎng)絡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、激光和紅外線等第二頁，共四十頁，編輯于2023年，星期三2Media/Cabling

CoaxialCable

UnshieldedTwistedPairFiberOpticCable第三頁，共四十頁，編輯于2023年，星期三3同軸電纜（Coaxialcable）及有關設備

同軸電纜可分為兩類：粗纜和細纜第四頁，共四十頁，編輯于2023年，星期三4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五頁，共四十頁，編輯于2023年，星期三5雙絞線（Twisted-pair）

雙絞線是由兩條導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六頁，共四十頁，編輯于2023年，星期三6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七頁，共四十頁，編輯于2023年，星期三7非屏蔽雙絞線TheRJ-45Connector8Pair4R41234567WirePairTisTipRisRingPair3T2Pair3R2Pair2T3Pair1R1Pair1T1Pair2R3Pair4T4Pin

第八頁，共四十頁，編輯于2023年，星期三8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。第九頁，共四十頁，編輯于2023年，星期三9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第十頁，共四十頁，編輯于2023年，星期三10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類標準同5類線一樣，規(guī)定線纜達到100M的帶寬要求。但超五類標準對系統(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類布線標準將是下一代布線標準，要求布線的衰減要低，頻率范圍要高第十一頁，共四十頁，編輯于2023年，星期三11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備----集線器HUB.RJ45接口第十二頁，共四十頁，編輯于2023年，星期三12

光纖（FiberOpticalCable）光纖防磁防電，傳輸穩(wěn)定，質(zhì)量高，適于高速網(wǎng)絡和骨干網(wǎng)。第十三頁，共四十頁，編輯于2023年，星期三13同軸電纜、雙絞線、光纜的性能比較

第十四頁，共四十頁，編輯于2023年，星期三14LANPhysicalLayerImplementationsPhysicalDataLink(MAClayer)Ethernet100baseTX10BaseT802.310Base510Base2100baseFX100baseT410BaseF第十五頁，共四十頁，編輯于2023年，星期三15EthernetMediaRequirementsSTRJ-45AUIAUIConnectorBus50Ohmthickcoaxialcable500m10Base5LinkFiber2000m10BaseFLStarCat3,4or5UTP2pairs100m10BaseTBus50Ohmthincoaxialcable185m10Base2TopologyTypeofCableMaximumCableLengthStandard第十六頁，共四十頁，編輯于2023年，星期三16EthernetMediaRequirements(Cont.)Duplexmedia-InterfaceconnectorSCRJ-45RJ-45ConnectorPoint-to-Point62.5/125multimodefiber400m2000m(FDX)100BaseFxStarCat3UTP4pairs100m100BaseT4StarCat5UTP2pairs100m100BaseTxTopologyTypeofCableMaximumCableLengthStandard第十七頁，共四十頁，編輯于2023年，星期三17網(wǎng)間連接設備

第十八頁，共四十頁，編輯于2023年，星期三18數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡中是以“包”的形式傳遞的，但不同網(wǎng)絡的“包”，其格式也是不一樣的。如果在不同的網(wǎng)絡間傳送數(shù)據(jù)，由于包格式不同，導致數(shù)據(jù)無法傳送，于是網(wǎng)絡間連接設備就充當“翻譯”的角色，將一種網(wǎng)絡中的“信息包”轉換成另一種網(wǎng)絡的“信息包”。第十九頁，共四十頁，編輯于2023年，星期三19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)分解為適當大小的數(shù)據(jù)包之后向網(wǎng)絡上發(fā)送出去。每塊網(wǎng)卡都有一個唯一的網(wǎng)絡節(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。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自適應網(wǎng)卡以及千兆(1000M)網(wǎng)卡.第二十頁，共四十頁，編輯于2023年，星期三20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.第二十一頁，共四十頁，編輯于2023年，星期三21中繼器（Repeater）中繼器可以“延長”網(wǎng)絡的距離，在網(wǎng)絡數(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)包的轉換。中繼器連接的兩個網(wǎng)絡在邏輯上是同一個網(wǎng)絡。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)絡距離的作用，還可將不同傳輸介質(zhì)的網(wǎng)絡連接在一起。中繼器工作在物理層，對于高層協(xié)議完全透明第二十二頁，共四十頁，編輯于2023年，星期三22第二十三頁，共四十頁，編輯于2023年，星期三23集線器(HUB)

集線器，它應用于使用星型拓撲結構的網(wǎng)絡中，連接多個計算機或網(wǎng)絡設備。集線器對所連接的網(wǎng)絡介質(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第二十四頁，共四十頁，編輯于2023年，星期三24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)絡進行互連時第二十五頁，共四十頁，編輯于2023年，星期三25網(wǎng)橋的工作原理當網(wǎng)橋剛安裝時，它對網(wǎng)絡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“學習”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，則進行格式轉換，將信息包傳過“橋”去；否則，不轉換，也不過“橋”。第二十六頁，共四十頁，編輯于2023年，星期三26SWITCHSWITCH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、學習和轉發(fā)過程的任務。Swith工作OSI第二層：數(shù)據(jù)鏈路層1234第二十七頁，共四十頁，編輯于2023年，星期三27

交換機轉發(fā)方式

LAN交換機主要有兩種轉發(fā)方式：存儲轉發(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交換機在轉發(fā)或交換時尋找目的地址，確定外出接口，然后將幀轉發(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?shù)竭_用戶定義的出錯限制時，將自動改變到存儲轉發(fā)方式。一旦錯率降到限制以下，端口自動轉回到直通交換模式。第二十八頁，共四十頁，編輯于2023年，星期三28SWITCH速度比HUB快。由于HUB不知道目標地址在何處，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)絡的數(shù)據(jù)傳輸量，提高效率。還可以把網(wǎng)絡拆解成網(wǎng)絡分支、分割網(wǎng)絡數(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)絡分支的數(shù)據(jù)信息流量而使每個網(wǎng)絡更有效，提高整個網(wǎng)絡效率。目前有使用SWITCH代替HUB的趨勢。第二十九頁，共四十頁，編輯于2023年，星期三29ROUTER

ROUTER是路由器，用于連接多個邏輯上分開的網(wǎng)絡，幾個使用不同協(xié)議和體系結構的網(wǎng)絡。當一個子網(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)絡地址和選擇路徑的功能，過濾和分隔網(wǎng)絡信息流。它不僅具有傳輸能力，而且有路徑選擇能力。當某一鏈路不通時，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

第三十頁，共四十頁，編輯于2023年，星期三30路由路工作在網(wǎng)絡層R2第三十一頁，共四十頁，編輯于2023年，星期三31網(wǎng)關（Gateway）

當連接兩個完全不同結構的網(wǎng)絡時，必須使用網(wǎng)關.網(wǎng)關為網(wǎng)絡間提供協(xié)議轉換。網(wǎng)關工作可以工作在OSI的任意一層或同時工作幾層。一般工作在高層，如應用層。第三十二頁，共四十頁，編輯于2023年，星期三32網(wǎng)間連接設備的工作層次第三十三頁，共四十頁，編輯于2023年，星期三33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備組成.網(wǎng)橋和交換機構成沖突域的邊界.廣播域:由所有能看到同一個廣播數(shù)據(jù)幀的設備組成.路由器構成廣播域的邊界.第三十四頁，共四十頁，編輯于2023年，星期三34Hub/Bridge/Switch/RouterHubPhysicalLayerAlldevicesareinthesamecollisiondomainAlldevicesareinthesamebroadcastdomainBridgeDataLinkLayerEachsegmenthasitsowncollisiondomainAllsegmentsareinthesamebroadcastdomainSwitchDataLinkLayerEachsegment/VLANhasitsowncollisiondomainAllsegmentsofsameVLANsareinthesamebroadcastdomainRouterNetworkLayerEachrouterportorVLANhasitsownbroadcast/domainDifferentrouterportshavedifferentsubnetsorbroadcastdomain第三十五頁，共四十頁，編輯于2023年，星期三35HubBridgeSwitchRouterCollisionDomains:1444BroadcastDomains:1114第三十六頁，共四十頁，編輯于2023年，星期三36UTPImplementationStraight-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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