网络硬件技术一PPT课件

1、1同轴电缆 同轴电缆：由一根空心的外圆柱导体及其所包围的单根内导线所组成。柱体同导线用绝缘材料隔开，能进行较高速率的传输。 同轴电缆的屏蔽性能好，抗干扰能力强。 同轴电缆一般采用总线型拓朴结构。铜芯绝缘层外导体屏蔽层保护套第1页/共63页2同轴电缆的基本结构 四层同心环状结构，从内到外分别是： 1、铜芯 2、绝缘材料 3、网状导体（屏蔽层） 4、塑料外层第2页/共63页3同轴电缆的分类常用的同轴电缆有两种： 5050欧同轴电缆欧同轴电缆 又称为基带同轴电缆，局域网中最常使用，主又称为基带同轴电缆，局域网中最常使用，主要分为两类：粗同轴电缆（要分为两类：粗同轴电缆（500m500m）和细同轴电缆

2、）和细同轴电缆（185m185m）。）。 7575欧同轴电缆欧同轴电缆 又称为宽带同轴电缆，目前主要用于电视信号又称为宽带同轴电缆，目前主要用于电视信号的传输。的传输。缺点：价格贵 局域网使用被双绞线取代；长途传输被光纤取局域网使用被双绞线取代；长途传输被光纤取代代 。 第3页/共63页4双绞线（Twist Pair：TP） 双绞线是目前使用最广，价格相对便宜的一种传输介质。 双绞线是由两根具有绝缘保护层的铜导线相互缠绕而组成，以减少对邻近线对的干扰。 常用是8芯，传输距离为100米。内导体芯绝缘层内屏蔽外屏蔽外套第4页/共63页5双绞线的分类非屏蔽双绞线(UTP)和屏蔽双绞线(STP)以铝箔

3、屏蔽以减少干扰和串音，应用较少双绞线外无任何屏蔽层，应用广泛第5页/共63页6双绞线相关标准对于UTP，最常用的标准是第3、5、6类： 第3类：用于组建10Base-T 局域网(10Mbps) 第5类：用于组建100Base-T 局域网(100Mbps) 第6类：用于100Base-T和1000Base-T的局域网(250Mbps)第6页/共63页7双绞线接口 RJ插头 Registered jack connector，代表“已注册的插头” 常用RJ插头 RJ-45：网卡的接口 RJ-11：电话机接口第7页/共63页8RJ-45 RJ-45接口可用于连接RJ-45接头，适用于由双绞线构建的网

4、络。 我们平常所讲的多少口集线器，就是指的具有多少个RJ-45端口。 第8页/共63页9RJ-11RJ-11接口和RJ-45接口很类似，但只有4根针脚（RJ45为8根）。在计算机系统中，RJ-11主要用来联接modem调试解调器。RJ-45 和RJ-11，两者的尺寸不同。第9页/共63页10双绞线接线标准在UTP电缆的8根铜线中，只有4根在数据传输的过程中起到了作用，分别是1、2、3、6。 1 1、2 2：这对绞线负责发送资料；：这对绞线负责发送资料； 3 3、6 6：这对绞线负责接收资料。：这对绞线负责接收资料。第10页/共63页11 色彩标记和连接方法： 交叉线：交换机-交换机、PC-PC

5、、HUB-HUB 直连线：PC/路由器-交换机/HUB； 服务器-HUB线对线对色彩码色彩码1白蓝，蓝白蓝，蓝2白橙，橙白橙，橙3白绿，绿白绿，绿4白棕，棕白棕，棕12345678123456781234567812345678交叉线EIA-568B直连线EIA-568A双绞线接线标准第11页/共63页12光纤 光纤是一种通过光信号将讯息从一端传送到另一端的媒介。成份：塑料纤维和玻璃纤维（二氧化硅）。 “光纤”和“光缆”两个名词的区别： 光纤在使用前必须由几层保护结构包覆，包光纤在使用前必须由几层保护结构包覆，包覆后的线缆即被称为覆后的线缆即被称为“光缆光缆”。 光纤具有很多独特的优点：带宽高

6、、低损耗、屏蔽电磁辐射、重量轻、安全性高、误码率低。 光纤适合长距离传输。第12页/共63页13 高密度多芯光缆剖面结构芯封套外套加强芯光纤外鞘加强芯光纤束第13页/共63页14光传输系统 光传输系统由三个部分组成：光纤传输介质、光源和检测器电信号驱动器光源光信号光纤光检测器放大器电信号发光二极管激光二极管光电二极管第14页/共63页15光信号在光纤中的传输 光脉冲在光纤中的传输是利用了光的全反射原理。 光纤分为多模光纤和单模光纤。多束光线以不同的反射角传播激光器包层，折射率低纤芯，折射率高亮度调制光检波器激光器光检波器单束光线沿直线传播第15页/共63页16光纤的分类 单模光纤：光源是一个激

7、光二极管，产生的是单色的光，这时光纤应足够的细，光在光纤内以直线传输。 多模光纤：光源是一个发光二极管，产生的是复色光，光在光纤中以全反射传输。第16页/共63页17单模光纤与多模光纤的比较单模光纤单模光纤多模光纤多模光纤用于高速度、长距离用于高速度、长距离 用于低速度、短距离用于低速度、短距离成本高成本高成本低成本低端接较难端接较难端接较易端接较易窄芯线，需要激光源窄芯线，需要激光源 宽芯线，发光二极管宽芯线，发光二极管耗散极小，高效耗散极小，高效耗散大，低效耗散大，低效第17页/共63页18无线通信 无线介质是指信号通过空气传输，信号不能被约束在一个物理导体内。 无线介质实际上就是无线传输

8、系统，主要包括： 无线电、微波和卫星无线电、微波和卫星第18页/共63页19无线电 无线电就是利用地面发射的无线电波通过电离层的反射，或电离层与地面的多次反射而到达接收端的一种远距离通信方式。第19页/共63页20无线电无线电波能轻易地绕过一般的障碍物，但其能量随着传播距离的增大而急剧递减。质量不稳定，容易受到其他设备的各种电磁干扰。第20页/共63页21无线电 基站与终端之间通信采用无线链路 应用领域：移动通信、无线局域网BS基站覆盖的无线电区域BS基站 用户计算机和终端第21页/共63页22微波 微波是能量集中于一点并沿直线传播，且频率在1GHz以上的无线电波。 使用频率范围一般在1GHz

9、至20GHz左右。 需要使用微波塔延长传输距离。 成本低，常用于长途通信，可与光纤互补。地面站之间的直视线路 微波传送塔第22页/共63页23卫星 地球同步卫星：与地面站相对固定位置。 传输延迟时间长。 适用于大覆盖范围以及地形复杂的边远地区通信，与地面传输网络互补。35,784公里地球第23页/共63页24小结 有线介质 同轴电缆同轴电缆 双绞线双绞线 光纤光纤 无线介质 无线电无线电 微波微波 卫星卫星第24页/共63页252.2 计算机网络的互联设备网卡集线器中继器网桥交换机路由器网关第25页/共63页26交换机交换机防火墙防火墙交换机主机主机路由器交换机因特网集线器企业内部网外部访问子

10、网因特网第26页/共63页27常用网络连接设备分类网络连接设备联网设备网际互联设备集线器网桥交换机路由器网关第27页/共63页28网络设备在OSI体系中的位置OSI层次层次地址类型地址类型设备设备传输层及以上传输层及以上应用程序进程地应用程序进程地址（端口）址（端口）网关网关网络层网络层网络地址网络地址（IP地址）地址）路由器路由器数据链路层数据链路层物理地址物理地址（MAC地址）地址）网桥、交换机网桥、交换机物理层物理层无无中继器、集线器中继器、集线器第28页/共63页29中继器（集线器）的概念结构第29页/共63页30网桥（交换机）的概念结构网段2网段1应用层传输层网络层数据链路层物理层应

11、用层传输层数据链路层物理层PHYDL网桥主机2主机1PHY网络层第30页/共63页31路由器的概念结构应用层传输层网络层数据链路层物理层应用层传输层网络层数据链路层物理层PHYDL互连网层路由器主机1主机2DLPHY子网1子网2第31页/共63页32网关的概念结构应用层传输层网络层数据链路层物理层应用层传输层网络层数据链路层物理层PHYDLIP应用层/传输层网关主机2主机1PHYDLIP网络1网络2第32页/共63页33网 卡 网卡是网络接口卡NIC（Network Interface Card）的简称，也叫网络适配器。 它插在电脑的主板扩展槽中，通过网线（如：双绞线）与网络共享资源、交换数据

12、。 网卡与计算机中其他插卡一样，是一块布满了芯片和电路的电路板。 工作原理：读入由其他网络设备传输过来的数据包，经过拆包，将其变成客户机或服务器可以识别的数据，通过主板上的总线将数据传输到所需设备中。第33页/共63页34网卡的种类按传输速度分类： 10M 100M 10/100M自适应 1000M 1G 10G第34页/共63页35网卡的种类（续）按网络类型分类： 以太网卡（常用）以太网卡（常用） 令牌环网卡令牌环网卡 FDDIFDDI网卡网卡 ATMATM网卡网卡第35页/共63页36网卡的种类（续）按总线类型分类： ISA（工业标准结构） PCI（外围部件互连）按性能和功能分类： 服务器

13、网卡 工作站网卡第36页/共63页37网卡的种类（续）按接口类型分类： RJ-45接口 BNC接口 AUI接口 笔记本电脑专用网卡（PCMCIA卡） 无线局域网网卡第37页/共63页38网卡图片第38页/共63页39网卡图片第39页/共63页40中继器 信号在传输过程中有衰减，因此，必须对其放大以使其传输得更远。 中继器是一种恢复、放大模拟或数字信号的网络连接设备。 只适用于总线拓朴结构，工作在物理层。 成本较低，最大传输距离是1000米。第40页/共63页41中继器的作用 中继器：对传输中衰减的信号进行放大、转发。第41页/共63页42中继器图片第42页/共63页43 集线器（HUB） 一种

14、多端口的中继器，用于星型的拓朴结构。 星型拓朴的中心设备，提供站占间的公共连接。 具有与中继器同样的特点，信号的整形和放大。第43页/共63页44用集线器构建的网络的特点LAN的最初概念是提供一种方法，允许多台设备共享一个公共通信信道。集线器：所有主机共享带宽适用于小型网络第44页/共63页45例：用集线器搭建简单的网络 以1 1台服务器，3 3台PCPC机为例： 一台HUBHUB 4 4块UTPUTP接口的网卡 4 4台PCPC机 8 8个RJ-45RJ-45接头（水晶头） 若干米UTPUTP双绞线 NICHUBUTPPC机服务器第45页/共63页46网桥 网桥最初主要用来分割LAN，解决主

15、机共享带宽的问题。HUBHUB网桥或网络交换机HUB网段2网段1总带宽: BW2结点带宽: BW/4总带宽: BW结点带宽: BW/8第46页/共63页47网桥存储转发设备，工作在数据链路层。网桥工作原理 网桥有寻址和路由选择能力，路由选择采用查表法： 网桥内的转发表描述了到达每个站点的路由； 转发表主要由端口号和站点MACMAC地址组成； 对于从端口收到的每个报文，查看其目的MACMAC地址和转发表后转发。第47页/共63页48转发表C网桥转发的例子：ABAB，ACACBA第48页/共63页49网桥图片 常用于外网租用电路接入和无线局域网内联：第49页/共63页50交换机网络交换机和网桥属同

16、一类设备，工作在数据链路层。网络交换机的端口数多，并且交换速度快。在这个意义上，网络交换机可看作是多端口的高速网桥。交换机的所有端口都共享同一指定的带宽。第50页/共63页51例：交换网络的带宽 若交换机每个端口带宽为BW，则交换机构成的网络 网络总带宽 (BWn)/2 BWn n8，BW=10Mb/s时，网络总带宽最高可达80Mb/s； 若每个交换机端口只连接一台计算机，则每台计算机的可用带宽为10Mb/s 。比较： 10Mb/s 的8口集线器构成的网络（连接了8台计算机）网络总带宽仍为10Mb/s ；网络中每台计算机的带宽为1.25Mb/s。 第51页/共63页52交换机与集线器的区别在O

17、SI中的工作层次不同；数据传输方式不同；带宽的占用方式不同；第52页/共63页53交换机图片 交换机和集线器：不能“以貌取人”第53页/共63页54交换机的应用场合作为LAN核心主干连接设备，如网络中心、数据中心等；网络通信流量很大的应用场合，如图像处理、视频流等；对网络响应速度要求比较高的场合。第54页/共63页55网关网关主要用于连接类型不同、协议差别较大的计算机网络。网关从一个网络收到数据包，重新打包成目的网络能接收并处理的格式。网关工作在OSI模型的传输层及以上。第55页/共63页56网关第56页/共63页57路由器 路由器是一种多端口设备，它可以连接不同传输速率并运行于各种环境的局域

18、网和广域网，也可以采用不同的协议。 路由器是一种连接多个网络或网段的网络设备，它能将不同网络或网段之间的数据信息进行“翻译”，从而构成一个更大的网络。 路由器是网关的一种，位于OSI模型的网络层。第57页/共63页58路由器用路由器进行网络互联的特点： 用路由器连接起来的若干个网络，它们仍是各自独用路由器连接起来的若干个网络，它们仍是各自独立的。要想从一个网络访问用路由器连接起来的另一立的。要想从一个网络访问用路由器连接起来的另一个网络中的站点，必须指定该站点的逻辑地址（个网络中的站点，必须指定该站点的逻辑地址（IPIP地地址）。址）。第58页/共63页59形形色色的路由器第59页/共63页6