计算机组网技术第一单元网络物理层的构建ppt课件

计算机组网技术实训教程电子教案 1 第一单元网络物理层的构建 要组建计算机网络 第一阶段的工作就是建立起各计算机间通信的通道 即构建网络的物理层 在这一阶段首先要对用户的需求进行分析 在此基础上对要组建的网络进行规划与设计 根据设计要求 编写综合布线文档 并进行综合布线的施工 施工完成后 对综合布线进行测试和验收 这些就是本单元需学习的内容 为方便教学 我们选择了一个需求分析的案例 在本单元后面 整个组网技术可围绕案例展开 2 模块1网络规划与设计 一 实训概述1 学习目的 1 理解用户对网络的需求 参见案例 2 掌握网络规划与设计的步骤与方法 3 掌握网络规划与设计文档的编写 2 主要内容 1 对用户网络需求的论证 2 编写网络规划文档 3 编写网络设计文档 3 实训理论要求 1 理解网络拓扑结构 参见附录一 2 理解相关的组网技术 参见附录一 3 理解综合布线理论 参见附录一 3 二 网络规划网络规划就是为即将建设的网络系统提出一套完整的设想或方案 包括对需求分析进行技术性论证 网络的分布 网络的基本规模 网络的基本设备和类型 网络的基本功能和服务项目 网络系统的难点和关键性问题 投资预算和网络技术文档的规范编写等内容 具体的做法如下 4 1 需求分析进行技术性论证2 网络的分布3 网络的基本规模4 网络的基本设备和类型5 网络的基本功能和服务项目6 网络系统的难点和关键性问题7 投资预算8 网络技术文档的规范编写将1 7项的内容 按简明扼要 全面准确的要求 编制网络规划方案 5 三 网络的设计网络的设计是对网络规划提出的设想或方案 给出具体的指标和实现方法 包括网络的拓扑结构设计 组网方案的确定 网络的软硬件设施的选定 网络的综合布线设计 主要数据库系统的选择以及编写设计说明书等内容 网络的设计可按下步骤进行 6 1 网络的拓扑结构设计 主干网是网络的主干线 涉及通信线路的容量和流量的分配 对网络的建设起决定性的作用 设计时主要考虑可靠性 吞吐量 时延和网络费用等问题 子网在设计时则主要考虑交换机 集线器的选址 用户的场地分配和终端的布局等问题 另外网络的拓扑结构设计还须考虑经济性 灵活性和可靠性的要求 由结构角度应从主干网和子网两方面考虑 7 2 组网方案的确定组网方案的确定就是选择网络所遵循的标准或适当的组网技术 主要从两方面考虑 一是选用的标准或技术要成熟 商品化和兼容性好 二是要符合近期的需要并兼顾长远的发展 8 3 网络的软硬件设施的选定服务器选择应考虑的因素为 CPU的性能 存储器的容量 高速的传输总线 高效的磁盘接口 系统的容错功能以及数据的备份等 网络操作系统选择应考虑的问题为 网络的性能 网络的管理 网络的安全性 网络的可靠性和灵活性 网络的成本以及网络的实现等因素 9 网络互联设备的选择既要考虑产品的先进性 又要考虑实际情况 应避免先进设备无法发挥优势的情况发生 对路由器和交换机或集线器选择时是 需考虑设备的端口类型 数量 支持的协议 传输率 时延 背板的带宽等技术指标 10 4 网络的综合布线设计网络综合布线的设计要点为 尽量满足用户的通信要求 了解建筑物 楼宇的通信环境 确定合适的通信网络拓扑结构 管理间 设备间要考虑防静电和防雷击 选取适用的传输介质 11 5 综合布线设计的内容有 工作区子系统设计 水平子系统设计 垂直子系统设计 管理间子系统设计 设备间子系统设计 建筑群子系统设计 综合布线总体方案设计 12 6 主要数据库系统的选择选择主要数据库要考虑其最大容量 性能和价格 应由网络和信息管理人员共同商定 13 7 编写设计说明书在有关各方就1 6个问题达成共识的条件下 编写网络设计说明书 说明书应详细说明所采用的网络结构 关键设备的依据 14 四 实训练习与实训报告1 根据案例的用户需求 按要求编写网络规划方案 2 根据案例的用户需求和网络规划方案 编写网络设计说明书 3 写出实训报告 格式见附录七 将相关文档附在后面 15 模块2综合布线施工文档及施工一 实训概述1 学习目的 1 掌握综合布线施工文档的编写 2 掌握布线工程中常用工具的使用方法 3 熟练掌握双绞线端接 RJ 45 信息模块 配线架 制作技能 4 掌握光纤交连技术 5 掌握综合布线各类设备与材料的品种与规格 能根据需求作出合理选购 6 掌握各型线槽 管的施工技术 7 了解施工过程项目管理的内容 16 2 主要内容 1 编写综合布线施工文档 2 熟练使用布线工程中常用工具 3 双绞线端接 RJ 45 信息模块 配线架 制作 4 线槽 管的施工技术以及线缆施工技术 5 光纤端接与交连技术 6 项目管理与工程监理 3 实训理论要求 1 综合布线理论 2 综合布线的技术规范 17 二 网络综合布线的施工文档根据设计说明书的相关内容 可编制相关的网络综合布线的施工文档 施工文档是网络施工的依据 也是网络施工验收和今后网络管理的重要技术资料 施工文档包括以下内容 1 综合布线逻辑图 用以描叙整个网络布线的总体结构 2 信息点分布图 用以描叙整个网络信息点与网线的连接和分布状况 3 配线架与信息点对照表 用以描叙整个网络信息点端口与配线架端口的对应关系 4 配线架与交换机端口对照表 用以描叙配线架端口与交换机端口的对应关系 5 交换机与设备间的连接表 用以描叙整个网络管理间交换机入口的端口与设备间出口端口的对应关系 6 光纤配线表 用以描叙整个网络光纤的配线关系 18 三 综合布线施工 一 常用施工材料和工具1 双绞线及其端接技术在综合布线系统中 双绞线主要用于垂直干线和水平干线子系统 是目前最流行的传输介质 它由两条相互绝缘的铜线组成 典型直径约为1MM左右 两根线绞接在一起是为了防止其电磁感应在邻近线对中产生干扰信号 现行双绞线电缆中一般包含4对双绞线 具体为橙白 l 橙 2 绿白 3 绿 4 棕白 5 棕 6 蓝白 7 蓝 8 双绞线接头为国际标准规定的RJ45插头 因其透明 俗称水晶头 和插座 其外形如图1 2 1所示 19 图1 2 1RJ45插头和插座 20 双绞线分为屏蔽 Shielded 双绞线STP和非屏蔽 Unshielded 双绞线UTP 屏蔽式双绞线具有一个金属里套 Sheath 对电磁干扰EMI ElectromagneticInterference 具有较强的抵抗能力 适用于网络流量较大的高速网络协议应用 非屏蔽双绞线则无金属里套 适用于网络流量不大的场合中 非屏蔽双绞线根据性能又可分为l到5类 见表1 2 1 21 表1 2 1UTP的分类及性能 22 常用的非屏蔽双绞线 线身上一般标有CAT5或CATEGORY5等字样 其频率带宽为100MHz以上 双绞线最多应用基于CSMA CD 载波侦听多路访问 冲突检测 的技术 即应用于1OBASE T 1OMb s 和100BAS T 100Mb s 的以太网 Ethernet 中 23 具体规定有 每根双绞线的最大长度为100M 且只能连接一台计算机 双绞线的每端需要一个RJ45插件 头或座 各根双绞线通过集线器HUB 1OBASE集线器 互连 利用双绞线最多可以连接64个站点到中继器 Repeater 10BASE T中继器 Repeater 可以利用收发器电缆连到以太网同轴电缆上 24 双绞线与RJ45头连接的制作步骤简述如下 剥皮 先将双绞线的外部绝缘层胶皮剥去1 5CM 连接 根据使用要求 按表1 2 2 表1 2 3的线序排好线 插入RJ45插头 水晶头 中 注意一定要插到底才行 压线 把插好线的RJ45插头放如专用的压线钳中 压牢 25 表1 2 2双绞线的线序 26 表1 2 3RJ45的连接标准 27 2 光缆及其端接技术在综合布线系统中 光缆主要用于建筑群子系统和垂直干线子系统 光导纤维是用导光性极好的玻璃纤维或塑料制成 利用内部全反射原理来传导光束的传输介质 有单模和多模之分 单模光纤传输频率单一的光信号 多用于通信业 多模光纤传输多种频率的光信号 多用于网络布线系统 28 光纤为圆柱状 由3个同心部分组成 纤芯 包层和护套 如图1 2 4所示 每一路光纤包括两根 一根接收 一根发送 用光纤作为网络介质的LAN技术主要是光纤分布式数据接口 FiberopticDataDistributedInterface FDDI 图1 2 4光纤示意图 DataDistributedInterface FDDI 29 光纤的连接方式有以下3种 可以将光纤接入连接头并插入光纤插座 连接头要损耗10 20 的光 但是它使重新配置系统很容易 可以用机械方法将其接合 方法是将两根小心切割好的光纤的一端放在一个套管中 然后钳起来 可以让光纤通过结合处来调整 以使信号达到最大 机械结合时 需要受过训练的人员花大约5分钟的时间完成 光的损失大的为10 两根光纤可以被融合在一起形成坚实的连接 融合方法形成的光纤和单根光纤差不多是相同的 但也有一点衰减 对于这三种连接方法 结合处都有反射 并且反射的能量会和信号交互作用 30 光纤安装时用到一些术语 一般规定为 直径 用MM表示 重量 用KG KM表示 拉力 用N表示 对拉力分两种情况说明 安装时最大为2700N 安装后 即长期为440N 弯曲半径 指光缆安装拐弯时的弯曲半径 31 3 同轴电缆及其端接技术在综合布线系统中 同轴电缆主要用于垂直干线和水平干线子系统 广泛使用的同轴电缆有两种 一种为50 指沿电缆导体各点的电磁电压对电流之比 同轴电缆 用于数字信号的传输 即基带同轴电缆 另一种为75 同轴电缆 用于宽带摸拟信号的传输 即宽带同轴电缆 32 图1 2 6同轴电缆的结构 同轴电缆以单根铜导线为内芯 外裹一层绝缘材料 外覆密集网状导体 最外面是一层保护性塑料如图1 2 6所示 金属屏蔽层能将电磁辐射反射回中心导体 同时也使中心导体免受外界干扰 故同轴电缆比双绞线具有更高的带宽和更好的噪声抑制特性 33 现行以太网同轴电缆的接法有两种 直径为0 4CM的RG 11粗缆采用凿孔接头接法 粗缆要符合10BASE5介质标准 使用时需要一个外接收发器和收发器电缆 单根最大标准长度为500M 可靠性强 最多可接100台计算机 两台计算机的最小间距为2 5M 直径为0 2MM的RG 58细缆采用T形接法如图1 2 7所示 细缆按10BASE2介质标准直接连到网卡的T形头连接器 即BNC连接器 上 单段最大长度为185M 最多可接30个工作站 最小站间距为0 5M 34 图1 2 7细缆的连接方法 细缆与BNC头连接的制作步骤简述如下 剥皮 先将细缆的外部绝缘层胶皮剥去1 5CM 小心不要伤及屏蔽层 再将内部绝缘层剥去0 6CM 使中心导体的铜线裸露 连接 BNC头的构成如图1 2 8所示 将中心导体裸露的铜线插入芯线插针的孔中压紧或焊牢 穿过屏蔽金属套筒 再将芯线插针从接头本体尾部的孔中向前穿入 使芯线插针从前端向外伸出 如图1 2 8箭头所指方向 压线 把细缆屏蔽层的网状导体放于接头本体尾部的外部 将屏蔽金属套筒推至接头本体尾部的底部压紧 使细缆屏蔽层与接头本体有良好的接触 35 图1 2 8BNC头的构成 注意 压接过程最好使用专用的压线钳 压接后细缆与BNC头连为一体 如图1 2 7所示 可与T头连接使用 36 4 线槽 管及配件线槽 管及配件在综合布线系统中也是重要的组成部分 作用是在其中敷设线缆 对线缆起支撑和保护作用 线槽 管及配件主要有 金属 PVC槽 槽由槽底和槽盖两部分构成 金属槽的规格有50MM 100MM 100MM 100MM 100MM 200MM 100MM 300MM 200MM 400MM等 PVC槽从规格上讲有PVC 20 PVC 25 PVC 25F PVC 30 PVC 40等 从尺寸讲有20MM 12MM 25MM 12 5MM 25MM 25MM 30MM 15MM 40MM 20MM等 37 金属 塑料管 金属管的规格 以D表示管的外径 单位为MM 有D16 D20 D25 D32 D40 D50 D63 D110等 在金属管中穿线比线槽布线难度大 因此 选择金属管时要注意管径应大些 塑料管分为PE和PVC管两类 其规格与金属管同 PVC槽 管配件 PVC槽的配件如图1 2 10所示 PVC管的配件有 接头 螺圈 弯头 弯管弹簧 一通接线盒 二通接线盒 三通接线盒 四通接线盒 开口卡 专用截管器 PVC粘合剂等 38 图1 2 9PVC槽 管配件 39 桥架 综合布线中常用普通桥架 包括普通型桥架和直通普通型桥架两种 普通型桥架有以下配件供组合 梯架 弯通 三通 四通 多节二通 凸弯通 凹弯通 调高板 端向联结板 调宽板 垂直转角联接件 联结板 小平转角联结板 隔离板 直通普通型桥架有以下配件供组合 梯架 弯通 三通 四通 多节二通 凸弯通 凹弯通 端向联结板 调宽板 垂直转角联接板 联结板 小平转角联结板 隔离板 弯通盖板 三通盖板 四通盖板 护半 凸弯通盖板 凹弯通盖板 盖板 花孔托盘 花孔弯通 花孔四通托盘 端头挡板 40 5 机柜 配线架机柜用于安装网络设备 如路由器 交换机等 是按网络设备的几何尺寸和数量 进行选购 配线架则是根据需配线的数量与机柜的几何尺寸进行选购 41 2 槽管的缆线敷设槽管的缆线敷设方式一般有四种 采用电缆桥架或线槽和预埋钢管相结合的方式 如图1 2 10所示 图1 2 10电缆桥架或线槽和预埋钢管相结合的方式 42 预埋金属线槽支撑保护方式 如图1 2 11所示 图1 2 11预埋金属线槽支撑保护方式 43 预埋暗管支撑保护方式 如图1 2 12所示 图1 2 12预埋金属线槽支撑保护方式 44 格形线槽和沟槽相组合方式如图1 2 13所示 图1 2 14格形线槽和沟槽相组合方式 45 三 布线要点 为防止意外的破坏 室外电缆一般应穿入埋在地下的管道内 如需架空 则要保持一定高度 如4M以上 且一定要固定在墙上或线杆上 切勿搭架在线杆 电线 墙头甚至门窗框架上 室内电缆一般应铺设于固定在墙壁上的电缆槽内 通信设备和各种电缆线都应加以固定 防止随意移动 影响系统的可靠性 要保持室内清洁美观的环境 室内要安装电缆槽 电缆放在槽内 电缆进房间 穿楼层需打电缆洞 全部走线要横平竖直 46 光纤铺设不要绞结 光纤弯角时曲率半径要大于300MM 光纤裸露在外部分要加保护钢管 钢管要固定在墙壁上 光纤在室内要放在线槽内 光纤铺设要留有适当的涨缩余量 不可拉得过紧或过松 两端要留有融接时浪费的余量 粗细同轴电缆铺设都不要绞结 粗 细缆弯角半径要分别大于300MM和20MM 粗 细缆接头要牢靠 并要防止信号短路或开路 影响网络可靠性 粗 细缆走线均应在线槽内 防止线缆损坏 粗 细缆铺设时不可用力拉伸 以防拉断 粗 细缆段两端要加终端匹配器 且要至少有一端接地 粗缆可安装在室外 细缆一般不要安装在室外 需安装在室外时都要加防护套管 防止意外损坏 双绞线铺设在走廊或室内时要置于线槽内 平直走线 双绞线在房间内走线时要捆成线扎 放线要有一定规则 不可乱放 双绞线两端要标明编号 以便了解节点与网络设备接口的对应关系 RJ 45插头要牢靠地插入网络设备接口和工作站的网卡中 节点不用时 不要拔出插头 它不影响其他节点的工作 双绞线一般不可安装在室外 少部分要安装在室外时 室外部分要加装套管 双绞线的8根芯线都要按标准安装好 不要只用4很 线外护套一定要压在用RJ 45插头的后压舌下 47 四 施工的项目管理项目管理有六个方面 物料管理 进度管理 质量管理 文档管理 客户关系管理 技术管理 物料管理 要求项目经理对现场物料管理一定要重视 必须做到以下几点 正确 及时 专人负责 要作到正确 及时 现场物料管理也必须事事有记录 即发料有记录 取料有记录 换料有记录 这实际上是物料管理中的文档问题 进度管理 进度管理一是要建立正确的项目实施流程 二是一定要有工程实施计划 48 质量管理 首先要制定具有可操作的质量标准 其次是要有现场作业的质量管理 如果不能按ISO9000标准执行 至少应做到每一道工序应有人检查 每一个工作应有人负责整改 再就是施工的安全管理 要求将 安全规范 制定出来 并严格要求按安全规范实施 现场作到要求有专人负责施工安全工作 文档管理 要求作到及时 真实 符合标准 及时是指的是文档制作要及时 归档要及时 真实是指的是文档中的数据必须是真实有效的 符合标准是指的是文档的格式和填写必须规范 客户关系管理 首先要知道客户的需求 和客户达成一致的意见 最后才能设计和实施 49 技术管理 在技术管理中要注意 重视每一种学科在项目中的应用 多学科的配合往往有超出传统技术的解决问题的办法 重视技术文档的作用 要求技术文档要及时 具体 明白 特别是一些非标的工作 更要详细留档 以便今后的审查和改进 对项目组技术人员的管理与施工人员不一样 技术人员往往只关心自己的技术 不愿意干涉项目中的各种协调等 对他们应创造出适合其工作的环境 应尊重并及时表彰他们的科研成果 应造就出项目目标明确 积极向上的团体精神 50 四 实训练习与实训报告1 根据网络设计说明书的要求 编写综合布线施工文档 2 制作各种接头 并对其进行一般的连通测试 3 进行 或模拟 综合布线施工 4 进行综合布线施工的项目管理 5 写出实训报告 格式见附录七 将相关文档附在后面 51 模块3综合布线测试及验收一 实训概述1 学习目的 1 掌握基本的综合布线测试技术 2 熟悉工程验收与鉴定的内容与要求 3 掌握工程移交文档的编写 2 主要内容 1 网络连通状况测试 2 主干线的连通状况 3 跳线测试 4 网络的各项参数测试 5 工程移交文档的编写3 实训理论要求综合布线的各种技术标准 52 二 综合布线测试及验收的内容和要求综合布线测试的主要内容包括 工作间到设备间的连通状况主干线的连通状况跳线测试信息传输率 衰减 距离 接线图 近端串扰等的测试对各阶段的验收项目及内容和方式见表1 3 1 53 三 实训练习与实训报告1 根据综合布线工程的实际情况 对表1 3 1的项目进行选择 列出验收项目 2 对列出验收项目 按表1 3 1的要求 逐一进行测试和验收 并写出相关文档 3 写出实训报告 格式见附录七 将相关文档附在后面 54 模块4网络设备的安装一 实训概述1 学习目的 1 掌握网卡等网络设备的硬件安装 2 掌握网卡驱动程序的安装 3 掌握WINDOWS98操作系统的安装 4 掌握TCP IP协议的安装和配置 2 主要内容 1 网卡物理安装 2 WINDOWS98操作系统的安装 3 网卡驱动程序的安装 4 TCP IP协议的安装和配置 3 实训理论要求 1 理解操作系统的概念 2 理解网络通信协议 TCP IP 的作用 55 二 实训步骤1 实训准备环境准备 WINDOWS98安装光盘 至少两台计算机和两块网卡 带RJ45头的双绞线电缆若干 2 硬件的安装为保证网络安装的质量 在安装网络设备前 要先清点设备装箱 对设备外观进行检查 认真阅读设备手册和安装使用说明书 对进口设备在插接电源前要明确该设备的电源电压要求 110V或220V 以免电源不匹配烧毁设备 5