数据通信网络与设备调试.ppt
1,第 5 章 网络设备和传输介质,计算机网络技术,沈阳理工大学应用技术学院,PPT 4-2,功能数据的封装与解封 发送时将上一层交下来的数据加上首部和尾 部，成为以太网的帧。接收时将以太网的帧 剥去首部和尾部，然后送交上一层。链路管理 主要是半双工方式下CSMA/CD协议的实现 编码与译码 即曼彻斯特编码与译码,5.1 网络设备,1、网络接口卡NIC,计算机网络技术,沈阳理工大学应用技术学院,PPT 4-3,分类根据传输速率分类 10Mbit/s网卡 10/100Mbit/s自适应网卡,5.1 网络设备,计算机网络技术,沈阳理工大学应用技术学院,PPT 4-4,分类根据传输速率分类 1000Mbit/s网卡,5.1 网络设备,计算机网络技术,沈阳理工大学应用技术学院,PPT 4-5,分类根据传输速率分类 万兆网卡,5.1 网络设备,计算机网络技术,沈阳理工大学应用技术学院,PPT 4-6,分类根据总线类型分类 ISA总线型网卡 PCI总线型网卡 PCMCIA型网卡 USB网络适配器,5.1 网络设备,计算机网络技术,沈阳理工大学应用技术学院,PPT 4-7,分类根据端口类型分类 RJ-45网卡 BNC端口网卡 光纤端口网卡 无线网卡,5.1 网络设备,计算机网络技术,沈阳理工大学应用技术学院,PPT 4-8,功能特点交换机是一种具有简化、低价、高性能和高端口密集特点的交换产品。一般工作在数据链路层，按硬件地址转发数据包。交换机的每个端口都是独立的冲突域，由它构成的网络是全双工网络。但所有端口共享广播域。,5.1 网络设备,2、交换机,计算机网络技术,沈阳理工大学应用技术学院,PPT 4-9,根据使用的网络技术划分,以太网交换机,令牌环交换机,ATM交换机,FDDI交换机,用于局域网，使用最广泛，价格较低,用于电信网的主干，高端，价格贵,用于早期使用光纤的校园网，目前少见,用于令牌环网，目前少见,ATM技术简介：ATM称为异步传输模式，以信元为单位，又称信元中继，采用面向连接技术，具有电路交换和分组交换的双重性，用于电信网的主干。适用于高速信息传送和对服务质量的支持，还具备了综合多种业务的能力，以及动态带宽分配与连接管理能力和对已有技术的兼容性。,交换机的分类,5.1 网络设备,计算机网络技术,沈阳理工大学应用技术学院,PPT 4-10,根据应用的规模划分,工作组交换机,骨干交换机,中心交换机,支持100信息点；带宽10/100M；固定配置；无网管,支持300信息点；带宽可达1000M；固定配置或模块配置；有光纤模块；简单网管,支持500信息点；带宽可达万兆；模块化；网络管理；硬件冗余；,5.1 网络设备,计算机网络技术,沈阳理工大学应用技术学院,PPT 4-11,根据交换机的结构划分,固定端口交换机,模块化交换机,低端交换机；端口数目和类型固定；价格较便宜,中高端交换机；端口数目可扩展；端口类型可根据需要改变；支持冗余备份；价格较高,5.1 网络设备,计算机网络技术,沈阳理工大学应用技术学院,PPT 4-12,根据交换机工作的协议层划分,二层交换机,三层交换机,四层交换机,工作在第二层；能够根据MAC地址完成不同端口间的数据交换；支持VLAN划分,工作在第三层；除二层功能外还具有路由功能；可实现VLAN间的互通,工作在第四层；除前两层功能外还可以识别上层应用程序，实现带宽分配、故障诊断、应用程序数据流访问控制等功能,5.1 网络设备,计算机网络技术,沈阳理工大学应用技术学院,PPT 4-13,堆叠和级联相同点：都可以实现扩展端口数目不同点堆叠的设备间的关系是平等的，而级联是上下 级的关系。堆叠是利用专用的接口相连，级联是用普通的 网口通过双绞线相连。堆叠是独享带宽的，而级联的各设备共享带宽。堆叠在逻辑上可以看成一个整体，可统一网管。但级联不行。,5.1 网络设备,计算机网络技术,沈阳理工大学应用技术学院,PPT 4-14,交换机的工作过程-学习,5.1 网络设备,计算机网络技术,沈阳理工大学应用技术学院,PPT 4-15,交换机的工作过程-泛洪 假设交换机还和其他交换机相连,5.1 网络设备,计算机网络技术,沈阳理工大学应用技术学院,PPT 4-16,交换机的工作过程-转发 假设主机A要向主机D发送消息。,5.1 网络设备,计算机网络技术,沈阳理工大学应用技术学院,PPT 4-17,交换机的工作过程-过滤 假设主机B要向主机C发送消息。,5.1 网络设备,计算机网络技术,沈阳理工大学应用技术学院,PPT 4-18,交换机主要支持三种工作方式：存储转发、直 通式和自由分段，下面分别予以介绍。存储转发模式 当交换机运行存储转发模式时，在转发数据帧之前必须接收整个帧。交换机接收到完整的数据帧以后，检查其源地址和目标地址，并对整个帧进行CRC（循环冗余校验）。若无错，则转发该帧，若有错，则丢弃该帧。,5.1 网络设备,交换式以太网的数据帧转发过程,计算机网络技术,沈阳理工大学应用技术学院,PPT 4-19,直通转发模式 也称为直通式，允许交换机在检查到数据帧中的目标地址时就开始转发数据帧。目标地址在数据帧中占用6个Byte（这6Byte正是目标设备的MAC地址），所以直通式的延迟很小。,5.1 网络设备,计算机网络技术,沈阳理工大学应用技术学院,PPT 4-20,自由分段模式 自由分段方式有效地结合了直通式和存储转发模式的优点。当交换机工作在自由分段模式时，它只检查数据帧的前64字节，如果前 64字节没有出现错误，交换机就转发该帧。反之，如果检测到前64Byte出错，交换机就丢弃该帧。,5.1 网络设备,计算机网络技术,沈阳理工大学应用技术学院,PPT 4-21,5.1 网络设备,3、路由器,功能特点路由器是工作在异种网络之间的一个网络互联设备。工作在网络层。路由器的每个端口都是独立的冲突域，且每个端口都属于独立的广播域。,计算机网络技术,沈阳理工大学应用技术学院,PPT 4-22,当路由器从某个接口接收到数据包，路由器将包头打开检查目的地址。通过目的地址查路由表，找到下一跳地址，然后通过相应端口将包发至下一跳。,LAN0,LAN1,Serial 0,Serial 1,RTA,数据包,目的地址,路由器的工作原理,5.1 网络设备,计算机网络技术,沈阳理工大学应用技术学院,PPT 4-23,转发报文 在网络间截获发送到远方网段的报文，起转发作用路由选择 选择最合理的路由，引导通信。数据分片和重组 路由器在转发报文的过程中，为了便于在网络间传 送报文，按照预定的规则把大的数据包分解成适当 大小的数据包，到达目的地后再把分解的数据包包 装成原有格式。,路由器的作用,5.1 网络设备,计算机网络技术,沈阳理工大学应用技术学院,PPT 4-24,CPU,RAM,NRAM,闪存,ROM,接口,系统核心，执行OS指令或用户指令,随机存取存储器，用于存储路由表和作为缓冲区，关机数据消失,非易失的存储器，用于存储路由表备份配置文件，关机数据保留,可编程、可擦除ROM，保存OS的映像,用来存放开机诊断程序，引导程序，操作系统,物理：以太网口，console口，serial口，AUX口。逻辑：loopback口，子接口,路由器的硬件组成,5.1 网络设备,计算机网络技术,沈阳理工大学应用技术学院,PPT 4-25,5.2 传输介质,双绞线、同轴电缆(粗、细),金属导体,光纤,无线,无线电、微波、卫星、红外线,计算机网络技术,沈阳理工大学应用技术学院,PPT 4-26,5.2 传输介质,1、双绞线（Twist Pair，TP）,-螺旋绞合的双导线-每根4对、25对、50对、1000对-典型连接距离100m（LAN）-RJ45插座、插头-优缺点：成本低 组装密度高、节省空间 安装容易（综合布线系统）平衡传输（高速率）抗干扰性一般 连接距离短,计算机网络技术,沈阳理工大学应用技术学院,PPT 4-27,屏蔽双绞线(STP)非屏蔽双绞线(UTP),以铝箔屏蔽以减少干扰和串音，应用较少,无任何屏蔽层，应用广泛,5.2 传输介质,双绞线的分类,计算机网络技术,沈阳理工大学应用技术学院,PPT 4-28,屏蔽双绞线电缆的外面由一层金属材料包裹，以减小辐射，防止信息被窃听，同时具有较高数据传输速率。但屏蔽双绞线电缆的价格相对较高，安装时要比非屏蔽双绞线困难，必须使用特殊的连接器，技术要求也比非屏蔽双绞线电缆高。与屏蔽双绞线相比，非屏蔽双绞线电缆外面只需一层绝缘胶皮，因而重量轻、易弯曲、易安装，组网灵活，非常适用于结构化布线，所以在无特殊要求的计算机网络布线中，常使用非屏蔽双绞线电缆。,屏蔽双绞线与非屏蔽双绞线的对比,5.2 传输介质,计算机网络技术,沈阳理工大学应用技术学院,PPT 4-29,该类双绞线的最高传输频率为20MHz，最高传输速率为16Mbit/s，可用于语音传输和最高传输速率为16Mbit/s的数据传输。,各类双绞线的特性,3类双绞线,4类双绞线,3类双绞线的最高传输频率为16MHz，最高传输速率为10Mbit/s，用于语音和最高传输速率为10Mbit/s的数据传输。,5.2 传输介质,计算机网络技术,沈阳理工大学应用技术学院,PPT 4-30,与5类双绞线相比，超5类双绞线的衰减和串扰更小，可提供更坚实的网络基础，满足大多数应用的需求。,5类双绞线,超5类双绞线,5类双绞线电缆使用了特殊的绝缘材料，使其最高传输频率达到100MHz。,5.2 传输介质,计算机网络技术,沈阳理工大学应用技术学院,PPT 4-31,标准制定机构和制造商正在考虑利用一种新型的铜缆系统，其带宽可以高达600MHz。,6类双绞线,7类双绞线,6类双绞线的最高频率为200MHz频率，连接千兆以太网时连接距离可以达到标准的100m。,5.2 传输介质,计算机网络技术,沈阳理工大学应用技术学院,PPT 4-32,双绞线的厂商,安普,双绞线作为一种价格低廉、性能优良的传输介质，在综合布线系统中被广泛应用于水平布线。,5.2 传输介质,在六类双绞线产品家族中，主要的品牌有如下：,西蒙,IBM,朗讯,丽特,计算机网络技术,沈阳理工大学应用技术学院,PPT 4-33,双绞线的连接标准,ANSI/EIA/TIA568商业大楼电信布线标准规定了两种双绞线的线序。,5.2 传输介质,交叉线,直连线,计算机网络技术,沈阳理工大学应用技术学院,PPT 4-34,EIA-568A 绿白 绿 橙白 蓝 蓝白 橙 棕白 棕,EIA-568B 橙白 橙 绿白 蓝 蓝白 绿 棕白 棕,两种标准,5.2 传输介质,双绞线的制作,准备工具,双绞线（5类UTP）RJ-45接头（水晶头）网线钳测线仪,计算机网络技术,沈阳理工大学应用技术学院,PPT 4-35,剪一段适当长度的网线（小于100米），用网线钳剥去外皮约2.5厘米，将4对细线扇形分开。将细线按白橙、橙、白绿、蓝、白蓝、绿、白棕、棕的顺序排列。将8条线并拢，排在一个平面上，拉直。网线剪齐，留约1.5厘米长度。水晶头金属片向前，卡口处向下，将网线插入水晶头内，注意白橙线对准第一脚。检查是否充分、整齐的排列插入，用网线钳压紧即可,5.2 传输介质,网线制作,计算机网络技术,沈阳理工大学应用技术学院,PPT 4-36,交叉线：同种接口交换机-交换机、PC-PC、HUB-HUB(标准端口)直连线：异种接口 PC/路由器-交换机/HUB、HUB-HUB(级连端口),交叉线和直连线的使用,5.2 传输介质,计算机网络技术,沈阳理工大学应用技术学院,PPT 4-37,5.2 传输介质,2、同轴电缆,组成,计算机网络技术,沈阳理工大学应用技术学院,PPT 4-38,细缆,5.2 传输介质,粗缆,2、同轴电缆,分类,用于计算机网络中的基带同轴电缆的特征阻抗为50，主要的型号有RG-8和RG-58，其中RG-8称为粗同轴电缆（简称为粗缆），RG-58称为细同轴电缆（简称为细缆）。,使用BNC接头,使用AUI接头,计算机网络技术,沈阳理工大学应用技术学院,PPT 4-39,有光脉冲-1，无光脉冲-0,5.2 传输介质,3、光纤,传输原理光的全反射,光从折射率高的介质（纤芯）射到折射率低的介质（玻璃包层）时会产生折射。当入射角临界值时产生全反射，不泄漏。,调制方法亮度调制,应用领域,局域网主干、电信网络、服务器连接,计算机网络技术,沈阳理工大学应用技术学院,PPT 4-40,通信中，由光发送机产生光束，将表示数字代码的电信号转变成光信号，并将光信号导入光纤，光信号在光纤中传播，在另一端由光接收机负责接收光纤上传出的光信号，并进一步将其还原成为发送前的电信号。光纤收发器集成了光发送机和光接收机的功能：既负责光的发送也负责光的接收。,5.2 传输介质,光传输系统,计算机网络技术,沈阳理工大学应用技术学院,PPT 4-41,光纤的分类,5.2 传输介质,多模光纤,单模光纤,以一定角度进入光纤的一束光。可以让多条光波以不同的入射角（但必须大于临界值）进入同一条纤芯进行传输，将这类光纤称为多模。,当光纤的直径减小到只允许一个波长的光波传输时，这时的光纤就如同一根波导体，没有反射，而是沿直线传输，将这种光纤称为单模。,计算机网络技术,沈阳理工大学应用技术学院,PPT 4-42,单模光纤采用激光二极管（LD）作为光源，而多模光纤采用发光二极管（LED）为光源；多模光纤的芯线粗，传输速率低、距离短，整体的传输性能差，但成本低，一般用于建筑物内或地理位置相邻的环境中；单模光纤的纤芯相应较细，传输频带宽、容量大、传输距离长，但需激光源，成本较高，通常在建筑物之间或地域分散的环境中使用。,多模光纤与单模光纤的主要区别,5.2 传输介质,计算机网络技术,沈阳理工大学应用技术学院,PPT 4-43,光纤的优缺点,5.2 传输介质,传输带宽高：仅受光电转换器件的限制（100Gb/s）传输损耗小，适合长距离传输 抗干扰性能极好、误码率低，保密性好 轻便 价格较高 需要光电转换,计算机网络技术,沈阳理工大学应用技术学院,PPT 4-44,5.2 传输介质,4、无线介质,主要类型,应用领域,无线电、地面微波 通信卫星 红外线,无需物理连接 适用于长距离或不便布线的场合 易受干扰，为障碍物所阻隔,计算机网络技术,沈阳理工大学应用技术学院,PPT 4-45,地面微波通过地面站之间接力传送接力站之间距离：50-100 km速率：每信道 45 Mb/s,5.2 传输介质,计算机网络技术,沈阳理工大学应用技术学院,PPT 4-46,地球同步卫星与地面站相对固定位置使用3颗卫星即可覆盖全球传输延迟时间长（270ms）广播式传输,5.2 传输介质,47,Thank you,计算机网络技术第五章教案,
