传输媒介与网络设备PPT讲稿.ppt

传输媒介与网络设备第1页，共28页，编辑于2022年，星期四4.1 传输介质传输介质计算机网络传输媒体：计算机网络传输媒体：有线有线双绞线、同轴电缆、光纤双绞线、同轴电缆、光纤无线无线无线电波、微波或红外线无线电波、微波或红外线第2页，共28页，编辑于2022年，星期四电磁波谱电磁波谱第3页，共28页，编辑于2022年，星期四各波段各波段:l长波长波:30k300kHz/100001000m 绕射绕射/地面波地面波l中波中波:300k3M/1000100m 绕射绕射/反射反射l短波短波:3M300M/10010m 电离层反射电离层反射l超声波超声波微波微波:300M300G 直线传播直线传播l移动移动:GSM 903909/948954Ml联通联通:GSM 909915/954960Ml联通联通:CDMA 825835/870880M第4页，共28页，编辑于2022年，星期四传输介质的特性传输介质的特性l物理特性：传输介质物理结构的描述；物理特性：传输介质物理结构的描述；l传输特性：传输介质允许传送数字或模拟信号，以及传输特性：传输介质允许传送数字或模拟信号，以及 调制技术、传输容量、传输的频率范围；调制技术、传输容量、传输的频率范围；l连通特性：允许点连通特性：允许点-点或多点连接；点或多点连接；l地理范围：传输介质最大传输距离；地理范围：传输介质最大传输距离；l抗干扰性：传输介质防止噪声与电磁干扰对传输数据抗干扰性：传输介质防止噪声与电磁干扰对传输数据 影响的能力；影响的能力；l相对价格：器件、安装与维护费用。相对价格：器件、安装与维护费用。第5页，共28页，编辑于2022年，星期四1.双绞线：双绞线：(Twisted Pair)内导体芯线内导体芯线绝缘绝缘箔屏蔽箔屏蔽铜屏蔽铜屏蔽外套外套材质材质：铜芯线：铜芯线互绞互绞：为了抵消两条电线上的电磁干扰（：为了抵消两条电线上的电磁干扰（EMI）分类分类：无屏蔽双绞线（：无屏蔽双绞线（UTP）/屏蔽双绞线（屏蔽双绞线（STP）网络中使用的双绞线为网络中使用的双绞线为8芯的（四对双绞线），用不同的颜色区分开来。芯的（四对双绞线），用不同的颜色区分开来。连接双绞线的插头称为连接双绞线的插头称为RJ-45头。头。第6页，共28页，编辑于2022年，星期四屏蔽双绞线屏蔽双绞线(STP)非屏蔽双绞线非屏蔽双绞线(UTP)以铝箔屏蔽以减少以铝箔屏蔽以减少 干扰和串音干扰和串音双绞线外没有任何附加双绞线外没有任何附加屏蔽屏蔽第7页，共28页，编辑于2022年，星期四UTP:l没有屏蔽，相邻的电缆易互相干扰。在没有屏蔽，相邻的电缆易互相干扰。在LAN 中一般用于比特率为中一般用于比特率为10Mbps1Gbps，最大距离为，最大距离为100m 的数据传输。的数据传输。l分类：分类：1类、类、2类、类、3类、类、4类、类、5类、超类、超5类、类、6类线类线（绞数、材质不同）；（绞数、材质不同）；4对对/25对对l1-4类：不再用于网络布线类：不再用于网络布线l5类：主要应用于类：主要应用于10/100M以太网以太网l超超5类：主要应用于类：主要应用于10/100M以太网（最常用）以太网（最常用）l6类：主要应用于千兆以太网（也可用于类：主要应用于千兆以太网（也可用于10/100M以太网）以太网）lUTP最大传输距离：最大传输距离：100米米l传输速率传输速率:10100Mb/s第8页，共28页，编辑于2022年，星期四2.同轴电缆：同轴电缆：l在信号线的周围有一层金属屏蔽层。一般用于比特率为在信号线的周围有一层金属屏蔽层。一般用于比特率为100Mbps，最大距离为，最大距离为1km 的数据传输。的数据传输。l同轴电缆分基带同轴电缆（阻抗为同轴电缆分基带同轴电缆（阻抗为50欧）和宽带同轴电缆（阻抗欧）和宽带同轴电缆（阻抗为为75欧）。欧）。l网络中常用电网络中常用电 缆类型：细缆、粗缆缆类型：细缆、粗缆细缆用于细缆用于10Base-2以太网，最大传输距离：以太网，最大传输距离：185米米粗缆用于粗缆用于10Base-5以太网，最大传输距离：以太网，最大传输距离：500米米铜芯铜芯绝缘层绝缘层外导体外导体屏蔽层屏蔽层保护套保护套第9页，共28页，编辑于2022年，星期四3.光纤光纤光纤光纤光纤光纤:一根很细的可传导光线的纤维媒体，其半径仅几微米至一、二一根很细的可传导光线的纤维媒体，其半径仅几微米至一、二百微米。制造光纤的材料可以是超纯硅、合成玻璃或塑料。百微米。制造光纤的材料可以是超纯硅、合成玻璃或塑料。第10页，共28页，编辑于2022年，星期四光纤传输的优点光纤传输的优点光纤传输的优点光纤传输的优点l光纤的传输原理是光纤的传输原理是光的全反射。光的全反射。相对于如双绞线和同轴电缆等这相对于如双绞线和同轴电缆等这类金属传导媒体来说有若干优点如下：类金属传导媒体来说有若干优点如下：l 轻便轻便l 低衰减和大容量低衰减和大容量l 电磁隔离，抗干扰能力强电磁隔离，抗干扰能力强 包层入射光反射光纤芯第11页，共28页，编辑于2022年，星期四光纤分类光纤分类光纤分类光纤分类 多模光纤多模光纤多模光纤多模光纤:有多种不同角度入射光在一条光纤中传输有多种不同角度入射光在一条光纤中传输有多种不同角度入射光在一条光纤中传输有多种不同角度入射光在一条光纤中传输.纤芯纤芯纤芯纤芯62.5um,62.5um,单模光纤单模光纤单模光纤单模光纤:只有一种入射光在光纤中直线传输只有一种入射光在光纤中直线传输只有一种入射光在光纤中直线传输只有一种入射光在光纤中直线传输.纤芯纤芯纤芯纤芯8.3um,8.3um,使用激光波长使用激光波长使用激光波长使用激光波长850nm,1300nm850nm,1300nm，1500nm1500nm；光缆构成光缆构成l一根光缆少则只有一根光纤，一根光缆少则只有一根光纤，l多则几百根常用有多则几百根常用有4 4芯光缆。芯光缆。光纤填充物电源线第12页，共28页，编辑于2022年，星期四4.无线电通信无线电通信l无线电（无线电（radioradio）通信主要是靠）通信主要是靠电离层反射电离层反射，缺点是易产生，缺点是易产生多径效应多径效应*，其在无线电广播和电视广播中应用较广泛。，其在无线电广播和电视广播中应用较广泛。第13页，共28页，编辑于2022年，星期四l微波通信通常是指利用在微波通信通常是指利用在240GHz范围内的电波来进行通信。范围内的电波来进行通信。高高频（抗干扰能力强）频（抗干扰能力强）的微波的一个重要特性是沿着直线传播，的微波的一个重要特性是沿着直线传播，没有绕射功能没有绕射功能两个微波信号只能在可视情况下才能正常接收：两个微波信号只能在可视情况下才能正常接收：l所以微波通信中间需要中继，依此分为：地面微波接力通信和卫所以微波通信中间需要中继，依此分为：地面微波接力通信和卫星通信。星通信。5.微波通信微波通信第14页，共28页，编辑于2022年，星期四一种特殊的微波通信，和一般地面微波通信的不同在于它一种特殊的微波通信，和一般地面微波通信的不同在于它一种特殊的微波通信，和一般地面微波通信的不同在于它一种特殊的微波通信，和一般地面微波通信的不同在于它使用地球同步卫星作为中继站来转发微波信号使用地球同步卫星作为中继站来转发微波信号使用地球同步卫星作为中继站来转发微波信号使用地球同步卫星作为中继站来转发微波信号.其主要特其主要特其主要特其主要特点是传播时延较大点是传播时延较大点是传播时延较大点是传播时延较大.地球地球地球地球地面站地面站地面站地面站地面站地面站地面站地面站6.卫星通信卫星通信第15页，共28页，编辑于2022年，星期四7.红外线和毫米波红外线和毫米波光波传输光波传输应用：在短距离内连接两个通信设备；应用：在短距离内连接两个通信设备；缺点：不能穿透雨和浓雾，易受天气影响；缺点：不能穿透雨和浓雾，易受天气影响；特点：特点：用于短距离通信，如电视、录象机等的遥控；用于短距离通信，如电视、录象机等的遥控；缺点：缺点：不能穿透固体；不能穿透固体；第16页，共28页，编辑于2022年，星期四常用传输媒体的比较常用传输媒体的比较第17页，共28页，编辑于2022年，星期四4.2 连接器连接器细缆用：细缆用：BNC头、头、T型头、型头、50欧终端器欧终端器UTP用：用：RJ-45（俗称：水晶头）（俗称：水晶头）第18页，共28页，编辑于2022年，星期四用光纤传输电信号时，在发送端先要将其转换成光信号，而在接用光纤传输电信号时，在发送端先要将其转换成光信号，而在接用光纤传输电信号时，在发送端先要将其转换成光信号，而在接用光纤传输电信号时，在发送端先要将其转换成光信号，而在接收端又要由光检测器还原成电信号。收端又要由光检测器还原成电信号。收端又要由光检测器还原成电信号。收端又要由光检测器还原成电信号。第19页，共28页，编辑于2022年，星期四4.3 互联设备互联设备l计算机设备：服务器、工作站、共享设备。计算机设备：服务器、工作站、共享设备。l网络连接设备：网络连接设备：网络适配器：网络适配器：网卡。网卡。中继器：中继器：增强信号。增强信号。集线器：集线器：HUB，连接网上的各个节点。，连接网上的各个节点。网桥：网桥：连接两个同类网络。连接两个同类网络。路由器：路由器：连接两个以上的同类网络。连接两个以上的同类网络。网关：网关：连接两个异种网络。连接两个异种网络。第20页，共28页，编辑于2022年，星期四1.网卡网卡Network interface card(NIC card)l 是网络服务器与工作站之间或工作站与工作站之间交换信息是网络服务器与工作站之间或工作站与工作站之间交换信息的接口。的接口。l 网卡一方面要和主机交换数据；另一方面还要保证数据网卡一方面要和主机交换数据；另一方面还要保证数据交换以网络物理数据的路径和格式来传送或接收。另外，交换以网络物理数据的路径和格式来传送或接收。另外，为防止数据的丢失，网卡上还需要缓存，以实现不同设备为防止数据的丢失，网卡上还需要缓存，以实现不同设备间的数据缓冲。间的数据缓冲。l 各种不同的网卡，支持不同类型的网络。各种不同的网卡，支持不同类型的网络。l 一块网卡上通常有三种不同的插座，用于连接不同的传一块网卡上通常有三种不同的插座，用于连接不同的传输介质，即输介质，即AUI（粗缆（粗缆)、BNC（细缆）、和（细缆）、和RJ-45（双绞线）。（双绞线）。第21页，共28页，编辑于2022年，星期四2.网络集线器网络集线器HUBl HUB是是一一个个共共享享设设备备，其其实实质质是是一一个个多多端端口口的的中中继继器器，属于物理层设备。属于物理层设备。l 功能：在网段之间拷贝比特流，信号整形和放大。功能：在网段之间拷贝比特流，信号整形和放大。l 可认为它是将总线折叠到铁盒子中的集中连接设备。可认为它是将总线折叠到铁盒子中的集中连接设备。l 可改变网络物理拓扑形式：总线连接可改变网络物理拓扑形式：总线连接星形连接星形连接l 端口数：常见的有端口数：常见的有8，12，16，24口口l 集集线线器器是是一一个个信信号号放放大大和和中中转转的的设设备备，不不具具备备自自动动寻寻址址能能力力和交换作用。和交换作用。l “傻傻HUB”-所所有有传传到到HUB的的数数据据均均被被广广播播到到之之相相连连的的各各个个端端口口，容容易易形成数据堵塞。形成数据堵塞。第22页，共28页，编辑于2022年，星期四三种结构：三种结构：l独立式（独立式（Stand alone）：）：固定端口配置，扩充时用级连的方法固定端口配置，扩充时用级连的方法l堆叠式（堆叠式（Stackable）：）：固固定定配配置置，用用堆堆叠叠方方法法进进行行扩扩充充堆堆叠叠连连接接在在一一起起的的HUB在在逻逻辑辑相相当当于于一一台台单单独独的的HUB，可统一管理，可统一管理l模块化（模块化（Module）：）：又又称称机机箱箱式式，由由一一台台带带有有底底板板、电电源源的的机机箱箱和和若若干干块块多多端端口口的的接接口口卡卡（线线卡卡）组组成成。可可灵灵活活按按需需配配置置，通通过过插插入入不不同同的的插插卡卡满满足足需需求求（如如插插入入交交换换卡卡、路路由由卡卡、加加密密卡卡等）等）第23页，共28页，编辑于2022年，星期四l用集线器搭建简单的网络用集线器搭建简单的网络NICNICHUBHUBUTPUTPPCPC机机机机服务器服务器服务器服务器以以1台服务器，台服务器，3台台PC机为例：机为例：l 一台一台HUBl 4块块UTP接口的网卡接口的网卡l 4台台PC机机l 8个个RJ45接头（水晶头）接头（水晶头）l 若干米若干米UTP双绞线双绞线 第24页，共28页，编辑于2022年，星期四3.网络交换机网络交换机Switchl按每一个包中的按每一个包中的MAC地址相对简单地决策信息转发。地址相对简单地决策信息转发。l实现网段分割的设备，减少每个网段中站点的数量；实现网段分割的设备，减少每个网段中站点的数量；l网络交换机和网桥属同一类设备，工作在数据链路层上。网络交换机和网桥属同一类设备，工作在数据链路层上。第25页，共28页，编辑于2022年，星期四千兆主干交换机千兆主干交换机千兆主干交换机千兆主干交换机服务器服务器服务器服务器校园网校园网10Mbps UTP100Mbps UTP（连接校园网）（连接校园网）1000Mbps Fiber100Mbps UTP某高校计教中心网络结构图某高校计教中心网络结构图二级交换机二级交换机二级交换机二级交换机HUBHUB第26页，共28页，编辑于2022年，星期四4.路由器路由器Routerl 工作在第三层（网络层）上。工作在第三层（网络层）上。l 在网络之间转发网络分组。在网络之间转发网络分组。l 能够提供按最佳路由转发网络分组。能够提供按最佳路由转发网络分组。l 进行寻径和路由，网络层协议的转换，以及网络进行寻径和路由，网络层协议的转换，以及网络流量和拥塞控制。流量和拥塞控制。第27页，共28页，编辑于2022年，星期四应 用 层表 示 层会 话 层传 输 层网 络 层数 据 链 路层物 理 层应 用 层表 示 层会 话 层传 输 层网 络 层数据 链 路 层物 理 层路由器路由器路由器路由器计算机A计算机B传输介质传输介质路由器工作示意图路由器工作示意图 第28页，共28页，编辑于2022年，星期四