第2章-网络组件ppt课件.ppt
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1、目录退出最后一页下一页上一页第2章局域网的硬件设备和操作系统1.1.通信介质通信介质 2.通信设备通信设备 3.局域网操作系统局域网操作系统 上一页目录退出最后一页下一页上一页组建局域网的主要设备:通信介质(同轴电缆、组建局域网的主要设备:通信介质(同轴电缆、双绞线和光纤)、通信设备(集线器、交换机和路双绞线和光纤)、通信设备(集线器、交换机和路由器)、服务器以及一些配件等。由器)、服务器以及一些配件等。在局域网中常见的操作系统包括在局域网中常见的操作系统包括Windows、UNIX、Linux等。等。21同轴电缆同轴电缆 同轴电缆主要用于总线型网络拓扑结构的布线,同轴电缆主要用于总线型网络拓
2、扑结构的布线,由一根空心的圆柱网状导体和一根位于中心轴线的由一根空心的圆柱网状导体和一根位于中心轴线的内导线组成。内导线组成。 目录退出最后一页下一页上一页211粗缆同轴电缆粗缆同轴电缆粗缆适用于较大型局域网的网络布线,它的布线粗缆适用于较大型局域网的网络布线,它的布线距离较长,可靠性较好。在安装时具有如下特点:距离较长,可靠性较好。在安装时具有如下特点: (1)粗缆局域网中每段长度)粗缆局域网中每段长度500m,最多可采用,最多可采用4个中继器连接个中继器连接5个网段,最大传输距离个网段,最大传输距离2.5Km。(2)粗缆不能与网卡直接相连,需通过一个转接器粗缆不能与网卡直接相连,需通过一个
3、转接器转成转成AUI接头,然后再接到带有接头,然后再接到带有AUI接口的网卡上。接口的网卡上。 (3)网络安装、维护比较困难,且成本较高。网络安装、维护比较困难,且成本较高。 212细缆同轴电缆细缆同轴电缆细缆应用于总线型拓扑结构的网络中,在安装细缆应用于总线型拓扑结构的网络中,在安装时具有如下特点:时具有如下特点: 目录退出最后一页下一页上一页 (1)(1)细缆局域网中每段长度为细缆局域网中每段长度为185m185m,最多可采用,最多可采用4 4个中继器连接个中继器连接5 5个网段,最大传输距离个网段,最大传输距离925m925m。 (2)网卡需要有网卡需要有BNC接口,并由接口,并由BNC
4、 T型头连接型头连接到网络中。到网络中。 (3)在主干线的两端必须分别安装在主干线的两端必须分别安装50电阻。电阻。 (4)安装简单,成本较低,但受网络布线结构限安装简单,成本较低,但受网络布线结构限制,不便于维护。制,不便于维护。 目录退出最后一页下一页上一页22 双绞线双绞线双绞线由两根具有绝缘保护层的铜导线组成,双绞线由两根具有绝缘保护层的铜导线组成,把两根绝缘的铜导线按一定密度互相绞合在一起,把两根绝缘的铜导线按一定密度互相绞合在一起,每一根导线在传输中发射的电波会被另一根线上发每一根导线在传输中发射的电波会被另一根线上发出的电波抵消。出的电波抵消。 双绞线在传输距离、信道宽度和数据传
5、输速度双绞线在传输距离、信道宽度和数据传输速度等方面均受到一定限制,但价格低廉。等方面均受到一定限制,但价格低廉。221非屏蔽双绞线与屏蔽双绞线非屏蔽双绞线与屏蔽双绞线 1非屏蔽双绞线非屏蔽双绞线局域网中常用的双绞线是非屏蔽的局域网中常用的双绞线是非屏蔽的5类类4对的电对的电缆线,传输速率可达到缆线,传输速率可达到100Mbit/s。 目录退出最后一页下一页上一页5类双绞线外层保护胶皮厚,胶皮上标类双绞线外层保护胶皮厚,胶皮上标“CAT5”字样;字样;超超5类双绞线在传送信号时衰减更小,抗干扰能类双绞线在传送信号时衰减更小,抗干扰能力更强。使用超力更强。使用超5类双绞线,用户设备的受干扰程度类
6、双绞线,用户设备的受干扰程度只有普通只有普通5类线的类线的14,且只有该类双绞线的全部,且只有该类双绞线的全部4对线都实现全双工通信,主要用于千兆以太网。对线都实现全双工通信,主要用于千兆以太网。目录退出最后一页下一页上一页2屏蔽双绞线屏蔽双绞线屏蔽双绞线的屏蔽套一般采用铝聚对苯二甲屏蔽双绞线的屏蔽套一般采用铝聚对苯二甲酸乙二醇酯纸带酸乙二醇酯纸带(ALPET),能够减小辐射,防止,能够减小辐射,防止信息被窃,具有较高数据传输率(信息被窃,具有较高数据传输率(155Mbit/s)。)。 缺点是价格相对较高,安装时比非屏蔽双绞线缺点是价格相对较高,安装时比非屏蔽双绞线困难,必须使用特殊的连接器。
7、困难,必须使用特殊的连接器。目录退出最后一页下一页上一页222双绞线的制作方法双绞线的制作方法双绞线的制作,就是把双绞线的双绞线的制作,就是把双绞线的4对对8芯网线按芯网线按一定规则插入到水晶头中,所需材料是双绞线和水一定规则插入到水晶头中,所需材料是双绞线和水晶头;所需工具是一把专用压线钳,双绞线的制作晶头;所需工具是一把专用压线钳,双绞线的制作就是网线水晶头的制作。就是网线水晶头的制作。 1直通网线的制作直通网线的制作目录退出最后一页下一页上一页先把先把4对芯线一字并排排列,然后再把每对芯对芯线一字并排排列,然后再把每对芯线分开第线分开第1脚脚橙白、第橙白、第2脚脚橙色、第橙色、第3脚脚绿
8、白、第绿白、第4脚脚蓝色、第蓝色、第5脚脚蓝白、第蓝白、第6脚脚绿色、第绿色、第7脚脚棕白、第棕白、第8脚脚棕色,然棕色,然后用网线钳垂直于芯线排列方向剪齐。自左至右编后用网线钳垂直于芯线排列方向剪齐。自左至右编号的顺序规定为号的顺序规定为“1.2.3.4.5.6.7.8”。 目录退出最后一页下一页上一页按照相同的方法制作双绞线的另一端水晶头,按照相同的方法制作双绞线的另一端水晶头,芯线排列顺序一定要与另一端的顺序完全一样,这芯线排列顺序一定要与另一端的顺序完全一样,这样整条网线的制作就算完成了。样整条网线的制作就算完成了。 2.交叉网线制作交叉网线制作交叉网线一般用在集线器(交换机)的级连和
9、交叉网线一般用在集线器(交换机)的级连和两台计算机用网卡直接连接等情况下。两台计算机用网卡直接连接等情况下。 当线的一端从左到右的芯线顺序依次为:白绿、当线的一端从左到右的芯线顺序依次为:白绿、绿、白橙、蓝、白蓝、橙、白棕、棕时,另一端从左绿、白橙、蓝、白蓝、橙、白棕、棕时,另一端从左到右的芯线顺序则应当依次为:白橙、橙、白绿、蓝、到右的芯线顺序则应当依次为:白橙、橙、白绿、蓝、白蓝、绿、白棕、棕。白蓝、绿、白棕、棕。 目录退出最后一页下一页上一页目录退出最后一页下一页上一页23光纤光纤光缆具有很大的带宽。局域网的主干网都采用光缆具有很大的带宽。局域网的主干网都采用光纤作为通信介质。光纤作为通
10、信介质。231光纤的基本特征光纤的基本特征光纤是以光脉冲的形式传输信号,具有诸多优点:光纤是以光脉冲的形式传输信号,具有诸多优点: (1)传输的是数字的光脉冲信号,不易被窃听,)传输的是数字的光脉冲信号,不易被窃听,数据传输安全性高。数据传输安全性高。(2)外界的电磁波不会对光导纤维中的信号造)外界的电磁波不会对光导纤维中的信号造成干扰。成干扰。(3)信号传输频带宽,传输容量大,可高达几)信号传输频带宽,传输容量大,可高达几千兆千兆bit/s。(4)传输速度快,且距离长。)传输速度快,且距离长。目录退出最后一页下一页上一页缺点是光纤的成本较高,连接头需要使用熔接缺点是光纤的成本较高,连接头需要
11、使用熔接的方法制作,且需要专门的设备。的方法制作,且需要专门的设备。232光纤的结构及通信原理光纤的结构及通信原理目录退出最后一页下一页上一页下一页使用光纤传输信号时,光纤两端必须配有光使用光纤传输信号时,光纤两端必须配有光发射机和接收机,光发射机负责将电信号转换为发射机和接收机,光发射机负责将电信号转换为光信号,光接收机负责将光信号转换为电信号。光信号,光接收机负责将光信号转换为电信号。实现电光转换的是发光二极管实现电光转换的是发光二极管(LED)或注入式激光或注入式激光二极管二极管(ILD),实现光电转换的是光电二极管或光,实现光电转换的是光电二极管或光电三极管。如果信号传输距离较长,还需
12、每隔一电三极管。如果信号传输距离较长,还需每隔一定的距离安装一台中继器。定的距离安装一台中继器。233多模光纤和单模光纤多模光纤和单模光纤光纤有两种类型:多模光纤和单模光纤。模是光纤有两种类型:多模光纤和单模光纤。模是指以一定角度进入光纤的一束光。指以一定角度进入光纤的一束光。多模光纤分为突变型折射率和渐变型折射率。多模光纤分为突变型折射率和渐变型折射率。 目录退出最后一页下一页上一页突变型折射率光纤:发光管以小于临界角发射突变型折射率光纤:发光管以小于临界角发射的所有光都在光缆包层界面进行反射,并通过多次的所有光都在光缆包层界面进行反射,并通过多次内部反射沿纤芯传播,内部反射沿纤芯传播, 多
13、模渐变型折射率光纤的散射通过使用具有可变折多模渐变型折射率光纤的散射通过使用具有可变折射率的纤芯材料来减小,折射率随离开纤芯的距离射率的纤芯材料来减小,折射率随离开纤芯的距离增加,导致光沿纤芯的传播好像是正弦波。增加,导致光沿纤芯的传播好像是正弦波。 目录退出最后一页下一页上一页多模光纤采用发光二极管多模光纤采用发光二极管LED作为光源,其纤作为光源,其纤芯较粗,数据传输率低、传输距离短,成本较低。芯较粗,数据传输率低、传输距离短,成本较低。主要用于建筑物内或地理位置较近的区域。主要用于建筑物内或地理位置较近的区域。所有发射的光都沿直线传播,称为单模光纤。所有发射的光都沿直线传播,称为单模光纤
14、。 单模光纤通常使用单模光纤通常使用ILD作为发光元件,成本较作为发光元件,成本较高。优点是传输频带宽、容量大、传输距离长。用高。优点是传输频带宽、容量大、传输距离长。用于建筑物之间或地理分布较远的场合。于建筑物之间或地理分布较远的场合。目录退出最后一页下一页上一页24 网卡网卡 网卡(网卡(Network Interface Card,NIC)即网络)即网络适配器,是用来连接计算机与网络的硬件设备,网适配器,是用来连接计算机与网络的硬件设备,网卡插在计算机或服务器的插槽中,通过网线与网络卡插在计算机或服务器的插槽中,通过网线与网络连接,交换数据和共享资源。连接,交换数据和共享资源。 241网
15、卡的功能网卡的功能 1)准备数据:将较高层数据放置在以太网帧内,)准备数据:将较高层数据放置在以太网帧内,而接收数据一方的网卡从帧中取出数据并上传到较而接收数据一方的网卡从帧中取出数据并上传到较高层。高层。 2)传送数据:网卡以脉冲的方式将信号通过电)传送数据:网卡以脉冲的方式将信号通过电缆传送。缆传送。 目录退出最后一页下一页上一页3)控制数据的流量:网卡负责控制数据的流)控制数据的流量:网卡负责控制数据的流量,在以太网中,网卡也负责检查数据是否碰撞,量,在以太网中,网卡也负责检查数据是否碰撞,如果传送期间有碰撞,则等待一段时间后再进行传如果传送期间有碰撞,则等待一段时间后再进行传送。送。2
16、42网卡的选择方法网卡的选择方法1网卡的接口类型网卡的接口类型 目录退出最后一页下一页上一页2总线类型总线类型PCI网卡以网卡以32位传输数据,传输速率可以达到位传输数据,传输速率可以达到100 Mbit/s。 3传输速率传输速率网卡主要有网卡主要有10 Mbit/s、10/100自适应、自适应、100 Mbit/s和和1000 Mbit/s四类。四类。 一般选择一般选择10/100 Mbit/s自适应网卡与自适应网卡与100 Mbit/s网卡。而网卡。而1000Mbit/s网卡是一种高速局域网网卡是一种高速局域网技术。技术。 4是否支持远程启动是否支持远程启动目录退出最后一页下一页上一页 5
17、是否具有完整的适用于各种操作系统的驱是否具有完整的适用于各种操作系统的驱动程序;是否具有即插即用功能,简化网卡的安装。动程序;是否具有即插即用功能,简化网卡的安装。目录退出最后一页下一页上一页集线器就是一种多端口的中继器。集线器一般集线器就是一种多端口的中继器。集线器一般有有4、8、16、24、32等数量的等数量的RJ45接口,通过这接口,通过这些接口,集线器便能为相应数量的电脑完成些接口,集线器便能为相应数量的电脑完成“中继中继”功能。功能。 25集线器集线器 251集线器的工作原理集线器的工作原理 集线器处于网络的集线器处于网络的“中心中心”,通过集线器对信,通过集线器对信号进行转发,号进
18、行转发,8台电脑之间可以互连互通。台电脑之间可以互连互通。 假如计算机假如计算机1要将一条信息发送给计算机要将一条信息发送给计算机8,当,当计算机计算机1的网卡将信息通过双绞线送到集线器上时,的网卡将信息通过双绞线送到集线器上时,集线器并不会直接将信息送给计算机集线器并不会直接将信息送给计算机8,它会将信息,它会将信息进行进行“广播广播”。 目录退出最后一页下一页上一页当当8个端口上的计算机接收到这条广播信息时,个端口上的计算机接收到这条广播信息时,会对信息进行检查,如果发现该信息是发给自己的,会对信息进行检查,如果发现该信息是发给自己的,则接收,否则不予理睬。则接收,否则不予理睬。 目录退出
19、最后一页下一页上一页252集线器的特点集线器的特点集线器主要有两个特点集线器主要有两个特点: 1.共享带宽共享带宽 2.半双工半双工 253集线器的连接集线器的连接1 集线器的堆叠集线器的堆叠 堆叠方式是指将若干集线器的以电缆通过堆栈堆叠方式是指将若干集线器的以电缆通过堆栈端口连接起来,以实现单台集线器端口数的扩充。端口连接起来,以实现单台集线器端口数的扩充。 目录退出最后一页下一页上一页2级联级联 级联是另一种集线器端口扩展方式,它是指使级联是另一种集线器端口扩展方式,它是指使用集线器普通的或特定的端口来进行集线器间的连用集线器普通的或特定的端口来进行集线器间的连接的。接的。 (1)使用)使
20、用Uplink端口级联端口级联目录退出最后一页下一页上一页目录退出最后一页下一页上一页(2)使用普通端口级联)使用普通端口级联集线器间还可以通过集线器的普通端口进行级集线器间还可以通过集线器的普通端口进行级联,连接双绞线要用交叉线了,就是说双绞线的两联,连接双绞线要用交叉线了,就是说双绞线的两端要跳线,即端要跳线,即1-3与与2-6脚对调。脚对调。 目录退出最后一页下一页上一页虽然集线器级连方式有专用虽然集线器级连方式有专用“Uplink端口端口”方方式和式和“普通端口普通端口”方式两种,但从网络连接距离来方式两种,但从网络连接距离来考虑的话最好选用考虑的话最好选用“Uplink端口端口”方式
21、,因为这种方式,因为这种连接方式可以最大限度的保证下一个集线器的带宽连接方式可以最大限度的保证下一个集线器的带宽和信号强度。和信号强度。 目录退出最后一页下一页上一页 26交换机交换机交换机也叫交换式集线器,它通过对信息进行交换机也叫交换式集线器,它通过对信息进行重新生成,并经过内部处理后转发至指定端口,具重新生成,并经过内部处理后转发至指定端口,具备自动寻址能力和交换作用,由于交换机根据所传备自动寻址能力和交换作用,由于交换机根据所传递信息包的目的地址,将每一信息包独立地从源端递信息包的目的地址,将每一信息包独立地从源端口送至目的端口,避免了和其他端口发生碰撞。口送至目的端口,避免了和其他端
22、口发生碰撞。 2.6.1局域网交换机的工作原理局域网交换机的工作原理 当控制电路收到数据包以后,处理端口会查找当控制电路收到数据包以后,处理端口会查找内存中的地址对照表以确定目的内存中的地址对照表以确定目的MAC的网卡挂接在的网卡挂接在哪个端口上,通过内部交换矩阵迅速将数据包传送哪个端口上,通过内部交换矩阵迅速将数据包传送到目的端口。到目的端口。目录退出最后一页下一页上一页目的目的MAC若不存在,交换机才广播到所有的若不存在,交换机才广播到所有的端口,接收端口回应后交换机会端口,接收端口回应后交换机会“学习学习”新的地址,新的地址,并把它添加入内部地址表中。并把它添加入内部地址表中。2.6.2
23、局域网交换机的特点局域网交换机的特点 如果以太网上拥有大量用户和各式各样的服务如果以太网上拥有大量用户和各式各样的服务器,引起整个网络的性能下降。解决的办法之一就器,引起整个网络的性能下降。解决的办法之一就是在以太网上添加一个交换机。是在以太网上添加一个交换机。1.独享带宽独享带宽 2.全双工全双工 263局域网交换机与集线器的区别局域网交换机与集线器的区别集线器属于集线器属于OSI的第一层物理层设备,而交换的第一层物理层设备,而交换机属于机属于OSI的第二层数据链路层设备。的第二层数据链路层设备。目录退出最后一页下一页上一页集线器采用一种集线器采用一种“广播广播”模式,而当交换机工作模式,而
24、当交换机工作的时候,只有发出请求的端口和目的端口之间相互的时候,只有发出请求的端口和目的端口之间相互响应,而不影响其他端口。响应,而不影响其他端口。 集线器所有端口都是共享一条带宽,在同一时集线器所有端口都是共享一条带宽,在同一时刻只能有两个端口传送数据,其他端口只能等待,刻只能有两个端口传送数据,其他端口只能等待,工作在半双工模式下;而交换机每个端口都有一条工作在半双工模式下;而交换机每个端口都有一条独占的带宽,当两个端口工作时并不影响其他端口独占的带宽,当两个端口工作时并不影响其他端口的工作,工作在全双工模式下。的工作,工作在全双工模式下。 2.6.4局域网交换机的交换方式局域网交换机的交
25、换方式 直通方式直通方式(Cut through): 存储转发方式存储转发方式(StoreForward): 目录退出最后一页下一页上一页无碎片直通方式无碎片直通方式(Fragment Free) 存储转发方式具有最高的交换质量,但速度慢,存储转发方式具有最高的交换质量,但速度慢,适用于网络主干的连接。直通方式是最快的一种,适用于网络主干的连接。直通方式是最快的一种,由于对任何帧都不作过滤,所以误码率较高,适用由于对任何帧都不作过滤,所以误码率较高,适用于交换式网络的外围连接。于交换式网络的外围连接。265 局域网交换机的选择方法局域网交换机的选择方法1外形尺寸外形尺寸2端口带宽及类型端口带宽
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