1、计算机网络技术基础计算机网络技术基础第第3 3章章 网络通信介质及通信设备网络通信介质及通信设备3.1.1 同轴电缆同轴电缆外导体屏蔽层外导体屏蔽层绝缘层绝缘层绝缘保护套层绝缘保护套层内导体内导体同轴电缆的特点同轴电缆的特点广泛使用的同轴电缆有两种：（一般用于二进一般用于二进制数据信号的传输，多用于计算机局域网制数据信号的传输，多用于计算机局域网）（用于高带宽数据通信用于高带宽数据通信，支持多路复用，支持多路复用,常见于有线电视系统的信号传输常见于有线电视系统的信号传输）2、同轴电缆的分类、同轴电缆的分类同轴粗缆和同轴细缆同轴粗缆和同轴细缆同轴粗缆的特点同轴粗缆的特点同轴粗缆的配件同轴粗缆的配
2、件（2）同轴细缆）同轴细缆 同轴细缆外观和内部结构同轴细缆外观和内部结构 同轴细缆的特点同轴细缆的特点同轴细缆的配件同轴细缆的配件关于关于BNC接头接头 3.1.2 双绞线双绞线n将两根导线绞在一起的目的是将两根导线绞在一起的目的是减少来自其他导线中的信号干扰。减少来自其他导线中的信号干扰。n相对于其他有线物理传输介质相对于其他有线物理传输介质（同轴电缆和光纤）来说，双绞（同轴电缆和光纤）来说，双绞线价格便宜，也易于安装使用，线价格便宜，也易于安装使用，但在传输距离、信道宽度和数据但在传输距离、信道宽度和数据传输速度等方面均受到一定限制。传输速度等方面均受到一定限制。双绞线电缆的分类双绞线电缆
3、的分类1）屏蔽双绞线（）屏蔽双绞线（STP）屏蔽双绞线 封套/外壳 金属箔屏蔽层 双绞线对 2）非屏蔽双绞线（）非屏蔽双绞线（UTP）非屏蔽双绞线 封套/外壳 双绞线对 2、双绞线的分类、双绞线的分类3、双绞线的连接方法、双绞线的连接方法双绞线双绞线的线序标准有两种双绞线的线序标准有两种 1）直接连接法）直接连接法2）交叉连接法）交叉连接法双绞线交叉连接法的各线的作用双绞线交叉连接法的各线的作用 3.1.3 光纤光纤1、光纤的结构和物理特性、光纤的结构和物理特性 护套护套包层包层通常，光纤一端的发射装置使用发光二极管（通常，光纤一端的发射装置使用发光二极管（light light emitti
4、ng emitting diode,LEDdiode,LED）或一束激光将光脉冲传送至光纤，）或一束激光将光脉冲传送至光纤，光纤的另一端的接收装置使用光敏元件来检测脉冲。光纤的另一端的接收装置使用光敏元件来检测脉冲。光缆光缆由于光纤非常细，连包层一起的直径也不到由于光纤非常细，连包层一起的直径也不到0.2mm0.2mm，因此必，因此必须将光纤做成很结实的光缆。须将光纤做成很结实的光缆。光缆的芯数就是里面有几根纤芯，常用的有光缆的芯数就是里面有几根纤芯，常用的有4 4，6 6，8 8，1212，2424，4848，9696，144144等等入射角入射角临界角，反射临界角，反射高密度高密度低密度低
5、密度光线的发射与折射光线的发射与折射光线在光纤中的折射光线在光纤中的折射折射角入射角 包层（低折射率的媒体）包层（低折射率的媒体）纤芯（高折射率的媒体）包层纤芯如果从纤芯射到纤芯表面的光线的入射角足够大如果从纤芯射到纤芯表面的光线的入射角足够大（大于某一个临界角度），光线碰到包层时就会（大于某一个临界角度），光线碰到包层时就会折射回纤芯，出现折射回纤芯，出现全反射全反射。这个过程不断重复，光也就沿着光纤传输下去。这个过程不断重复，光也就沿着光纤传输下去。光纤的成分光纤的成分l超纯二氧化硅（超纯二氧化硅（SiO2）l多成分光导玻璃纤维多成分光导玻璃纤维l塑料纤维塑料纤维 等等 几种材料构成的光纤
6、的特点几种材料构成的光纤的特点 2、光纤分类、光纤分类1）多模光纤）多模光纤2）单模光纤）单模光纤单模单模光纤和光纤和多模多模光纤的区别光纤的区别 光纤的传播模式光纤的传播模式有有失失真真有有失失真真几几乎乎无无失失真真单模单模光纤和光纤和多模多模光纤的对比光纤的对比3、光纤的特点、光纤的特点体积小，重量轻体积小，重量轻频带宽，通信容量非常大频带宽，通信容量非常大传输过程中信号衰减小传输过程中信号衰减小中继器数量少，中继距离长，对远距离传输特别经济中继器数量少，中继距离长，对远距离传输特别经济电磁隔离，抗雷电干扰性能好电磁隔离，抗雷电干扰性能好无串音干扰，保密性好，不易被窃听或截取数据无串音干
7、扰，保密性好，不易被窃听或截取数据安装困难，将两根光纤精确地连接需要专用设备安装困难，将两根光纤精确地连接需要专用设备目前光电接口价格高目前光电接口价格高几种导向传输媒体的比较几种导向传输媒体的比较抗抗3.1.4 无线传输无线传输2、微波通信、微波通信 微波在空间主要是直线传播。主要的工作频率范微波在空间主要是直线传播。主要的工作频率范围为围为2 GHz40 GHz2 GHz40 GHz。传统的微波通信分为：。传统的微波通信分为：地面微波通信是以直线方式传播，各个相邻站地面微波通信是以直线方式传播，各个相邻站点之间必须形成无障碍的视距传播，这就是经常点之间必须形成无障碍的视距传播，这就是经常看
8、到采用高架天线塔进行微波发送的主要原因。看到采用高架天线塔进行微波发送的主要原因。地面微波的工作频率范地面微波的工作频率范围一般为围一般为1 120 GHz20 GHz，由于，由于受到地形和天线高度的限制，受到地形和天线高度的限制，两微波站间的通信距离一般两微波站间的通信距离一般为为303050 km50 km。地球同步卫星地球同步卫星n在模拟信道中，表示通信线路允许通过的信号在模拟信道中，表示通信线路允许通过的信号频带范围就称为线路带宽频带范围就称为线路带宽(通频带通频带)。n在数字信道中，在数字信道中，“带宽带宽”是所能传送的是所能传送的“最高最高数据率数据率”同义语，单位是同义语，单位是
9、“比特每秒比特每秒”。又称为网络接口卡又称为网络接口卡 NIC(Network NIC(Network Interface Card)Interface Card)或网络适配器或网络适配器(adapter)(adapter)网卡的作用网卡的作用CPU高速缓存存储器I/O 总线计算机至局域网网络接口卡（网卡）串行通信并行通信计算机通过网卡和局域网进行通信 进行串行进行串行/并行转换；对数据进行缓存；在计算机的并行转换；对数据进行缓存；在计算机的操作系统安装设备驱动程序；实现以太网协议。操作系统安装设备驱动程序；实现以太网协议。网卡的种类网卡的种类 nATM网卡网卡n令牌环网网卡令牌环网网卡n以太
10、网网卡以太网网卡2.根据传输速率划分根据传输速率划分 3.根据工作对象来划分根据工作对象来划分1 1）服务器专用网卡）服务器专用网卡 2 2）PCPC网卡网卡 3 3）笔记本电脑专用网卡）笔记本电脑专用网卡 PCMCIAPCMCIA是专门用在笔记是专门用在笔记本或本或PDAPDA、数码相机等便、数码相机等便携设备上的一种接口规携设备上的一种接口规范（总线结构）。范（总线结构）。4 4）无线局域网网卡）无线局域网网卡 IEEE（美国电子电气工程师协会）4.4.根据主板总线类型划分根据主板总线类型划分 ISA网卡 PCI网卡3 3）USBUSB网卡网卡 5.5.根据网卡接口划分根据网卡接口划分 3
11、.2.2 3.2.2 调制解调器调制解调器 调制解调器PC 机电话交换网调制解调器数字比特流数字比特流模拟信号模拟信号 源系统目的系统传输系统PC 机二、调制解调器的种类二、调制解调器的种类 物理层中继系统：物理层中继系统：中继器中继器或或转发器转发器(repeater)(repeater)。特殊的中继系统：特殊的中继系统：集线器集线器(hub)hub)。数据链路层中继系统：数据链路层中继系统：交换机交换机或或网桥网桥(bridge)(bridge)。网络层中继系统：网络层中继系统：路由器路由器(router)(router)。网络层以上的中继系统：网络层以上的中继系统：网关网关(gatewa
12、y)(gateway)。中继器中继器3.2.3 集线器集线器 集线器集线器类型集线器类型 集线器的不足集线器的不足 3个限制阻碍了主干集线器应用个限制阻碍了主干集线器应用三个独立的碰撞域一系二系三系碰撞域碰撞域碰撞域一系三系二系主干集线器一个更大的碰撞域碰撞域一系三系二系碰撞域碰撞域碰撞域交换机3.2.4 3.2.4 交换机交换机 快速以太网交换机快速以太网交换机 交换机与集线器的区别交换机与集线器的区别 例题例题交换机的种类交换机的种类 1）广域网广域网交换机交换机 2）局）局域域网交换机网交换机 1 1）以太网交换机）以太网交换机 2 2）快速以太网交换机）快速以太网交换机 3)3)千兆以
13、太网交换机千兆以太网交换机 4)4)ATMATM文换机文换机 5 5）FDDIFDDI交换机交换机 6 6）令牌环交换机）令牌环交换机 3.2.5 路由器路由器 金门大桥南北横跨宽度1900多米的金门海峡，将旧金山市与Marin县连结起来。1933年动工，1937年5月竣工，花费四年多时间和10万多吨钢材，耗资达3550万美元建成。被誉为近代桥梁工程的一项奇迹，也被认为是旧金山的象征。1980年夏天 路由器的作用路由器的作用间接交付间接交付间接交付ABC直接交付直接交付最佳路由最佳路由n它是网络中的所有结点共同协调工作的结果。它是网络中的所有结点共同协调工作的结果。n路由选择的环境往往是不断变
14、化的，而这种变路由选择的环境往往是不断变化的，而这种变化有时无法事先知道。化有时无法事先知道。路由器如何确定最佳路由？路由器如何确定最佳路由？路由表路由表R1 的路由表（未给出默认路由器）的路由表（未给出默认路由器）路由表路由表（Routing TableRouting Table）是保存到达其他网络的路由信息）是保存到达其他网络的路由信息的数据库，包含目的网络地址（网络号）、传输路径、传输的数据库，包含目的网络地址（网络号）、传输路径、传输开销等。以及子网的标志信息、网上路由器的个数和下一个开销等。以及子网的标志信息、网上路由器的个数和下一个路由器的名字等内容。路由器的名字等内容。路径表可以
15、是由系统管理员固定设置好（静态路由）；也可路径表可以是由系统管理员固定设置好（静态路由）；也可以由系统动态修改（动态路由：由路由器自动调整，或由主以由系统动态修改（动态路由：由路由器自动调整，或由主机控制）机控制）n网络中的每个路由器都会根据路由算法，定时地更新网络中的每个路由器都会根据路由算法，定时地更新路由表中的信息路由表中的信息n或在网络拓扑发生变化时更新其路由表。或在网络拓扑发生变化时更新其路由表。因特网有两大类路由选择协议因特网有两大类路由选择协议R1H1H2内部网关协议IGP（例如，RIP）自治系统 A自治系统 B自治系统 CIGPIGPIGPIGPIGPIGPIGPIGPIGPIGPIGPIGPEGPEGPEGP内部网关协议IGP（例如，OSPF）外部网关协议EGP（例如，BGP-4）IGPR3R2自治系统和内部网关协议、外部网关协议自治系统和内部网关协议、外部网关协议 3.2.6 3.2.6 无线设备无线设备 AP放置在什么位置，接收信号才会最佳？放置在什么位置，接收信号才会最佳？PCI 无线网卡无线网卡PCMCIA 无线网卡无线网卡USB 无线网卡无线网卡无线路由无线路由
