（中职）计算机网络技术第3章教学课件

1、YCF正版可修改PPT（中职）计算机网络技术第3章教学课件模块3计算机网络设备任务1 网卡3.1.1 网卡的分类3.1.2 网卡的作用3.1.3 网卡的组成和工作原理3.1.4 网卡的分类和选购任务2 制作双绞线3.2.1 传输介质3.2.2 双绞线跳线制作工具3.2.3 制作标准与跳线类型3.2.4 双绞线制作步骤下一页模块3计算机网络设备任务3 认识交换机和路由器3.3.1 交换机的交换方式3.3.2 路由器的工作原理3.3.3 交换机之间的连接3.3.4 交换式以太网与共享式以太网的特点比较应用实践1 网络通信线的连接与制作应用实践2 交换机和集线器的级联上一页任务1 网卡3.1.1网卡

2、的介类网卡(英文简称NIC，又可称为网络卡或网络接口卡或网络适配器等，它是局域网中最基本的部件之一。根据工作对象的不同，局域网中的网卡一般分为服务器专用网卡、普通工作站网卡、笔记本电脑专用网卡和无线局域网网卡，如图3-1所示。常见的网卡插在计算机主板的扩展槽中，通过网线与网络交换数据、共享资源。计算机主要通过网卡来连接网络。在进行相互通信时，数据不是以流而是以帧的方式进行传输的。可以把帧看做一种数据包，在数据包中不仅包含有数据信息，而且还包含有数据的发送方、接收方信息和数据的校验信息。下一页返回任务1 网卡一块网卡包括OSI模型的两个层物理层和数据链路层的功能。物理层定义了数据传送与接收所需要

3、的光电信号、线路状态、时钟基准、数据编码和电路等，并向数据链路层设备提供标准接口。数据链路层则提供寻址机构、数据帧的构建、数据差错检查、传送控制、向网络层提供标准的数据接口等功能。3.1.2网卡的作用网卡的主要作用有两个:一是将计算机的数据封装为帧，并通过传输介质(如网线或无线电磁波)将数据发送到网络上去;二是接收网络上其他设备传过来的帧，并将帧重新组合成数据，通过主板上的总线传输给本地计算机。网卡能接收所有在网络上传输的信号，但正常情况下只接收发送到该计算机的帧和广播帧，将其余的帧丢弃，然后传送到系统的CPU中做进一步处理。下一页返回上一页任务1 网卡3.1.3网卡的组成和工作原理1.网卡的

4、组成以最常见的PC1接口的网卡为例，一块网卡主要由印制电路板、主芯片、数据泵、金手指(总线插槽接口),BOOTROM槽、EPROM，晶振、RJ - 45接口、指示灯、固定片以及一些二极管、电阻电容等组成(如图3-2所示)。2.网卡的工作原理每一块网卡都有全球唯一的物理地址(称为MAC地址)。MAC地址由6位的数字串(共48位二进制)组成，数字串通常用冒号隔开，例如00：60：8C：00：54：99。通常分为两部分:生产商ID和设备ID。下一页返回上一页任务1 网卡(1)生产商ID。前面3位(24位二进制)代表厂商，3Com公司为00-60-8 C ,Intel公司为00-AA-00。有些生产厂

5、商有几个不同的生产商ID。(2)设备ID (24位)。后面3位(24位二进制)代表制造商为某具体设备分配的ID。网卡充当计算机和网络线缆之间的物理接口或连线，负责将计算机中的数字信号转换成电或光信号。数据在计算机总线中的传输采用并行方式，即数据是并行传输的，而在网络的物理线缆中数据是以串行的比特流方式传输的，网卡则要承担串行数据和并行数据间的转换。网卡在发送数据前要与接收端的网卡进行对话，以确定最大可发送数据分组的大小、发送的数据量的大小、两次发送数据间的间隔、等待确认的时间、每块网卡在溢出前所能承受的最大数据量、数据的传输速率等。下一页返回上一页任务1 网卡3.1.4网卡的介类和选购根据工作

6、对象的不同，局域网中的网卡一般分为服务器专用网卡、普通工作站网卡、笔记本电脑专用网卡和无线局域网网卡。1.服务器专用网卡顾名思义，服务器专用网卡是为了适应网络服务器的工作特点而专门设计的，它的主要特征是在网卡上采用专用的控制芯片，大量的工作由这些芯片直接完成，从而减轻了服务器的CPU的工作负荷。但这类网卡的价格较贵，一般只安装在一些专用的服务器上，普通用户很少使用。2.普通工作站网卡人们平时看到的网卡多为一些适合于普通计算机使用的网卡，这些网卡按速度划分，可分为10 Mbps,100 Mbps,10/100 Mbps和100 /1 000 Mbps网卡;下一页返回上一页任务1 网卡按总线类型划

7、分，可分为PCI网卡、EISA网卡和ISA网卡;按接口类型划分，可分为AUI接口(粗缆接口)、BNC接口(细缆接口)和RJ - 45接口(双绞线接口)。目前，市面上的主流产品基本上是PCI插槽、RJ -45接口的100 /1 000 Mbps自适应网卡。1. 10 Mbps ,100 Mbps ,10/100 Mbps和100/1 000 Mbps网卡(1)10Mbps网卡:10Mbps网卡是一种低档网卡。它的带宽限制在10Mbps，这在当时的ISA总线类型的网卡中较为常见，目前PCI总线接口类型的网卡中也有一些是10Mbps网卡，不过它已不是主流。这类带宽的网卡仅适用于一些小型局域网或家庭需

8、求，中型以上网络一般不选用。(2)100 Mbps网卡:100Mbps网卡在目前来说是一种技术比较先进的网卡，它的传输I/O带宽可达到100 Mbps，这种网卡一般用于骨干网络中。目前这种带宽的网卡在市面上已逐渐得到普及。下一页返回上一页任务1 网卡(3)10/100Mbps自适应网卡:这是一种能自适应10Mbps和100Mbps两种带宽的网卡，也是目前应用最为普及的一种网卡类型，因为它能自动适应两种不同带宽的网络需求，所以保护了用户的网络投资。因为它既可以与老式的10 Mbps网络设备相连，又可应用于较新的100Mbps网络设备连接，所以得到了用户的普遍认同。这种带宽的网卡会自动根据所用环境

9、选择适当的带宽，如果与老式的10Mbps旧设备相连，则它的带宽就是10Mbps;如果与100Mbps网络设备相连，则它的带宽就是100Mbp5，它能兼容10Mbps的老式网络设备和新的100 Mbps网络设备。(4)1000 Mbps以太网卡:1000 Mbps以太网(Gigabit Ethernet)是一种高速局域网技术，它能够在铜线上提供1Gbps的带宽。与它对应的网卡是千兆网卡，这类网卡的带宽也可达到1Gbps。千兆网卡的网络接口有两种主要类型:一种是普通的双绞线RJ - 45接口，另一种是多模SC型标准光纤接口。下一页返回上一页任务1 网卡2 )1SA网卡、PCI , PCMCIA ,

10、 USB网卡按总线类型分，网卡主要分为ISA总线、PCI总线、PCMCIA总线和USB接口的网卡。其中PCMCIA接口网卡用在笔记本电脑上;外置式网卡则用USB接口与计算机连接，数据传输率远远大于传统的并行口和串行口，设备安装简单并且支持热插拔。最常见的是ISA和PCI总线的网卡。ISA总线网卡的带宽一般为10 Mbps , PCI总线网卡的带宽从10Mbps到1 000 Mbps的都有。不过同样是10 Mbps网卡，因为ISA总线为16位，而PCI总线为32位，所以PCI网卡更快，且ISA网卡的CPU占用率比较高，往往会造成系统的停滞。目前计算机的主板均支持PCI插槽，所以PCI网卡已经成为

11、主流。3) AU1接口、BNC接口和RJ - 45接口的网卡目前市场上的网卡根据连接介质的不同，基本上可以分为粗缆网卡(AUI接口)、细缆网卡(BNC接口)及双绞线网卡(RJ - 45接口)。下一页返回上一页任务1 网卡如果以双绞线作为传输介质，则要选用RJ - 45接口网卡;如果传输介质是细同轴电缆，则要选用BNC接口网卡;如果采用粗同轴电缆，则要选用AUI接口网卡。4)无线局域网网卡无线局域网网卡是近年来随着无线局域网技术发展而产生的。与有线网卡不同的是，无线网卡在传输信息时不需要双绞线或同轴电缆，移动方便。但它也有缺点:(1)数据传输速度较慢。(2)数据传输的稳定性较差，主要受天线的灵敏

12、性和障碍物的影响。(3)价格较贵。无线局域网网卡分为USB接口和一般内置无线网卡。3.网卡的选购网卡看似简单，它的作用却是决定性的。选择网卡时要注意以下几个方面。下一页返回上一页任务1 网卡1)网卡的材质和制作工艺网卡与其他电子产品一样，它的制作工艺也主要体现在焊接质量和板面光洁度两方面。另一方面是就是网卡的板材了，目前比较好一点的板材通常采用喷锡板，而劣质网卡在电路板选材上选用非喷锡板材，通常就是直接清洗的铜板，颜色是黄的，叫作画金板。2)选择恰当的品牌大型企业网络最好使用信誉较好的名牌产品。如CISC0,3COM,Intel和D-Link等一线大牌，国产的较好信誉的品牌也是不错的选择，如实

13、达、TP-link等。3)根据使用环境来选择网卡为了能使选择的网卡与计算机协同高效地工作，还必须根据使用环境来选择合适的网卡，明确所选购网卡使用的网络接口、传输介质类型及与之相连的网络设备带宽等情况。下一页返回上一页任务1 网卡如果把一块价格昂贵、功能强大，速度快捷的网卡安装到一台普通的工作站中，就发挥不了多大作用，而且造成了很大的资源浪费。相反，如果在一台服务器中，安装性能普通的网卡，这样很容易会产生瓶颈现象，从而会抑制整个网络系统的性能发挥。因此，在选用时一定要注意应用环境。服务器网卡应带有高级容错、带宽汇聚等功能，这样服务器就可以通过增插几块网卡提高系统的可靠性;如果要在笔记本中安装网卡

14、的话，最好选择与计算机品牌相一致的专用网卡，这样才能最大限度地与其他部件保持兼容。一般个人用户和家庭组网时因传输的数据信息量不是很大，主要选择100M网卡。4)根据网络类型选择网卡由于网卡种类繁多，不同类型的网卡的使用环境是不一样的。因此在选购网卡之前应明确所选购网卡使用的网络及传输介质类型、与之相连的网络设备带宽等情况。下一页返回上一页任务1 网卡目前市场上的网卡根据连接介质的不同基本上可以分为粗缆网卡(AUI接口)、细缆网卡(BNC接口)及双绞线网卡(RJ -45接口)。如果以双绞线作为传输介质，则要选用RJ -45接口网卡;如果传输介质是细同轴电缆的，则要选用BNC接口网卡;如果采用粗同

15、轴电缆，则要选用AUI接口网卡。返回上一页任务2制作双绞线3.2.1传输介质传输介质是数据发送的物理基础，它处于OSI模型的最底层。最初的计算机网络是通过义粗又重的同轴电缆发送数据的。目前，大部分网络介质则如同电话线一样，具有易弯曲的外部，内部则是铰接的铜线。随着科技及经济的快速发展，计算机网络要求更高的速度、更多的用途，更可靠的性能，传输介质也随之不断地更新。目前，在局域网中使用的传输介质有双绞线、同轴电缆和光纤等。它们的分类详如图3-3所示。下一页返回任务2制作双绞线1.同轴电缆同轴电缆也是局域网中最常见的传输介质之一，它主要应用于环形的小型局域网中。虽然这种网络相对双绞线星形网络来说存在

16、诸多不足之处，但是它的优点也是非常明显的:无需任何集中接入设备，就可以同时接入多达20台工作站，所以它的网络构建成本非常低，是以前许多小型企业的首选。同轴电缆以太网连接的传输介质就是同轴电缆，与有线电视电缆相似。应用于计算机网络的同轴电缆主要有两种，即“粗缆”和“细缆”，都属于“基带同轴电缆”(以区别于广播电视所用的“宽带同轴电缆”)。粗缆的全称为“粗同轴电缆”，简称为AUI，如图3-4所示。细缆是指“细同轴电缆”，它的英文简称为BNC。细同轴电缆与粗同轴电缆结构类似，都由内导体(铜芯导体)、绝缘材料层、外导体(屏蔽层)和护套层4部分组成，如图3-4所示。下一页返回上一页任务2制作双绞线粗同轴

17、电缆与细同轴电缆的差别在于直径的大小。粗缆适用于比较大型的局部网络，它的标准距离长、可靠性高。由于安装时不需要切断电缆，因此可以根据需要灵活调整计算机的入网位置。但粗缆网络必须安装收发器和收发器电缆，安装难度大，单价也较细缆贵许多，所以总体造价高。相反，细缆安装则比较简单，造价也较低。由于安装过程要切断电缆，然后在两头装上基本网络连接头，然后接在T型连接器两端，所以当接头多时容易产生接触不良的隐患，这也是目前以太网所发生的最常见故障之一。总的来说目前还是普遍采用细同轴电缆来构建网络。2.双绞线1)双绞线的结构下一页返回上一页任务2制作双绞线双绞线(Twisted Pair Wire,TP)是局

18、域网布线中最常用到的一种传输介质，尤其在星型网络拓扑中，双绞线是必不可少的布线材料。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在一起，可降低信号干扰的程度，每一根导线在传输中辐射的电波会被另一根线上发出的电波抵消，并在每根铜导线的绝缘层上分别涂以不同的颜色，以示区别。双绞线一般由两根2226号绝缘铜导线相互缠绕而成。如果把一对或多对双绞线放在一个绝缘套管中便成了双绞线电缆。与其他传输介质相比，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，但价格较为低廉，广泛应用于星型局域网中，典型双绞线如图3 -5所示。下一页返回上一页任务2制作双绞线2)双绞线

19、的分类双绞线可分为非屏蔽(UTP)双绞线和屏蔽(STP)双绞线两大类。(1)非屏蔽双绞线:非屏蔽双绞线又分为3类、4类、5类、超5类、6类和7类等几种。由于非屏蔽双绞线外面只有一层绝缘胶皮，因而重量轻、易弯曲、易安装，组网灵活，非常适合于网络布线。因此在无特殊要求的小型局域网布线中，经常使用非屏蔽双绞线。不同类型的非屏蔽双绞线的主要技术参数与用途如表3-1所示。非屏蔽双绞线常见于星状网络结构中，一般小型单位、学校宿舍和家庭等均采用非屏蔽的双绞线布线。目前，5类和超5类双绞线是网络布线的主流。下一页返回上一页任务2制作双绞线6类和7类双绞线的标准正在制定中，是未来的发展趋势。(2)屏蔽双绞线:屏

20、蔽双绞线的最大特点在于封装于其中的双绞线与外层绝缘皮之间有一层金属材料，这种结构能减少辐射，防止信息被窃听，同时还具有较高的数据传输速率。目前使用的双绞线标准中，只有3类和5类两种屏蔽的双绞线，主要用于对网络通信安全要求较高的环境布线，或在一些特殊的环境(如易受化学品腐蚀、易受电磁干扰等)下进行布线。此外，屏蔽双绞线的布线技术要求也比非屏蔽双绞线高，因此只使用于大规模的局域网环境中。3)RJ-45连接器和双绞线序双绞线和以太网接口的连接是通过RJ - 45连接器来实现的，RJ - 45连接器俗称水晶头。它有8个金属针脚，与它相对应的以太网接口也有8个针脚。根据这8个针脚的定义不同可以将以太网接

21、口分为两类，如表3 -2和表3 -3所示。下一页返回上一页任务2制作双绞线计算机和路由器上的以太网接口属于第一类，交换机、集线器上的以太网接口属于第二类。一根5类双绞线缆由8根线分成4对互绞在一起，颜色分别为:橙白、橙、绿白、绿、蓝白、蓝、棕白、棕在以太网中，用来连接网络设备的双绞线有两种:一种是直通线，用于连接数据终端设备(DTE)与数据通信设备(DCE)，如用于微机与交换机或交换机与路由器之间的连接接线。直通线两端水晶头的导线排列顺序必须相同。另一种是交叉线，用于连接网络中的相同设备，比如PC之间，交换机之间及路由器之间的连线。交叉线的导线如下:下一页返回上一页任务2制作双绞线即一端水晶头

22、的第1根线的颜色要与另一端的第3根线一样，第2根的要与第6根的一样。其他导线的排列顺序与直通线相同。各类网线特性如表3 -4所示，网线引脚功能如表3-5所示。3.光纤光导纤维(Optical，传输光束的细而柔韧的玻璃介质，其中心是传播光的玻璃芯，直径约850um，大致与人的头发相当。玻璃芯外面包围着一层拆射率比较低的玻璃封套，它如同一面镜子，将光反射回中心，反射的方式根据传输模式而不同。这种反射允许纤维的拐角处弯曲而不会降低通过光传输的信号的完整性。再外面是一层薄的塑料外套，用来保护封套，如图3-6所示。下一页返回上一页任务2制作双绞线 根据使用的光源和传输模式，光纤可以分为单模光纤和多模光纤

23、两种。单模光纤直径较小，一般为810um，使用单个频率的光。通过单模光纤，数据传输的速度更快，并且距离也更远。但是这种光纤价格高，因此不用于一般的数据网络。多模光纤直径略粗，一般为50um，可以在单根或多根光纤上同时使用几种频率的光。这种类型的光纤通常用于数据网络。图3 -7是单模和多模光纤传输原理图。表3-6是单模光纤和多模光纤的特性比较。光纤是数据传输中最有效的一种传输介质，它有以下优点:(1)频带宽，电磁绝缘性能好。光纤电缆中传输的是光束，而光束是不受外界电磁干扰影响的，而且本身也不向外辐射信号，因此它适用于长距离的信息传输以及要求高度安全的场合。下一页返回上一页任务2制作双绞线(2)衰

24、减较小，在较大范围内可以保持为一个常数。(3)传输距离远，目前，在传输速率为2. 5 Gbps时，无中继器传输距离可达100公里以上，其误码率较低。而同轴电缆和双绞线每隔几千米就需要接中继器。(4)抗干扰能力强，应用范围广。(5)线径细、重量轻。(6)抗化学腐蚀能力强。(7)光纤制造资源丰富。在使用光缆介质建网应用中，必须考虑光纤的单向特性，如果要进行双向通信，就应使用双股光纤。各种传输介质的对比如表3-7所示。下一页返回上一页任务2制作双绞线4.无线传输介质可以在自由空间利用电磁波发送和接收信号进行通信就是无线传输。地球上的大气层为大部分无线传输提供了物理通道，就是常说的无线传输介质。无线传

25、输所使用的频段很广，人们现在已经利用了好几个波段进行通信。紫外线和更高的波段目前还不能用于通信。无线通信的方法有微波通信、激光通信和红外通信。1)微波通信微波数据通信系统有两种形式:地面系统和卫星系统。使用微波传输要经过有关管理部门的批准，而且使用的设备也需要有关部门允许才能使用。由于微波是在空间直线传播，如果在地面传播，地球表面是一个曲面，其传播距离受到限制，采用微波传输的站必须安装在视线内，下一页返回上一页任务2制作双绞线传输的频率为46GHz和2123 GHz，传输距离一般只有50km左右。为了实现远距离通信，必须在一条无线通信信道的两个终端之间增加若干个中继站。中继站把前一站送来的信息

26、经过放大后再送到下一站，通过这种“接力”通信，可以传输电话、电报、图像、数据等信息。采用卫星微波，卫星在发送站和接收站之间反射信号传输的频率为1114 GHz。目前，利用微波通信建立的计算机局域网络也日益增多。由于微波沿直线传输，所以长距离传输时要有多个微波中继站组成通信线路，而通信卫星可以看作是悬挂在太空中的微波中继站，可通过通信卫星实现远距离的信息传输。微波通信的主要特点是有很高的带宽(111GHz)，容量大，通信双方不受环境位置的影响，并且不需事先铺设电缆。2)激光通信激光通信的优点是带宽更高、方向性好、保密性能好等。激光通信多用于短距离的传输。激光通信的缺点是其传输效率受天气影响较大。

27、下一页返回上一页任务2制作双绞线3)红外线通信红外线通信不受电磁干扰和射频干扰的影响。红外无线传输建立在红外线光的基础上，采用光发射二极管、激光二极管或光电二极管来进行站点与站点之间的数据交换。红外无线传输既可以进行点到点通信，也可以进行广播式通信。但这种传输技术要求通信节点之间必须在直线视距之内，不能穿越墙。红外线传输技术数据传输速率相对较低，在面向一个方向通信时，数据传输率为16Mbps。如果选择数据向各个方向上传输时，速度将不能超过1 Mbps。3.2.2双纹线跳线制作工具所谓跳线，是指两端均有一个水晶头的网线。跳线可用于计算机与集线器(或交换机)的连接、集线器(或交换机)之间的连接、集

28、线器(或交换机)与路由器的连接、计算机之间的连接等。下一页返回上一页任务2制作双绞线1.剥线钳/剥线器剥线钳是用来剥开线缆外层绝缘体的，它可以用来剥开双绞线以及其他电缆的外层塑料绝缘体，也可以用简易的剥线器来代替，如图3 -8所示。2.压线钳在双绞网线制作中，最简单的方法就是使用一把网线压线钳，如图3-9所示。它可以完成剪线、剥线和压线3种操作。它有两个刀口，靠近把手的刀口用于剪断整根双绞线，靠近转轴的刀口用于剥掉双绞线外面的塑料护套。两个刀口中间有一个RJ - 45的压制模子，用于把水晶头的铜片压入已经按线序插入的双绞线，使铜片和双绞线紧密接触，这样做出的网线才是通的，这是制作双绞线的关键步

29、骤。下一页返回上一页任务2制作双绞线3.打线钳信息插座与模块是嵌套在一起的，埋在墙中的网线通过信息模块与外部网线进行连接，墙内部网线与信息模块的连接是通过把网线的8条芯线按规定卡入信息模块的对应线槽中实现的。网线的卡入需要使用一种专用的卡线工具，称之为“打线钳”，如图3-10(a)和(b)所示是两款单线打线钳，图3-10(C)所示是一款多对打线工具。多对打线工具通常用于配线架网线芯线的安装。3.2.3制作标准与跳线类型1.制作标准双绞线网线的制作其实非常简单，就是把双绞线的4对8芯网线按一定规则插入到水晶头中，下一页返回上一页任务2制作双绞线所以这类网线的制作所需的材料就是双绞线和水晶头，所需

30、工具通常就是一把专用压线钳。而制作这类网线的难点在于不同用途的网线跳线规则不一样。目前最常用的布线标准是EIA/TIA T568-A和EIA/TIA T568-B。通常情况下，在布线工程中采用EIA/T1A T568-B标准。1) ElA/T1A T568-A标准EIA/TIA T568-A简称T568A。其双绞线的排列顺序为:1-白绿，2-绿，3-白橙，4-蓝，5-白蓝，6-橙,7-白棕，8-棕，依次插入RJ-45头的1-8号线槽中。2 ) ElA/T1A T568-B标准EIA/TIA T568-B简称T5 68 B。其双绞线的排列顺序为:1-白橙，2-橙,3-白绿，4-蓝，5-白蓝，6-

31、绿，7-白棕，8-棕，依次插入RJ -45头的1-8号线槽中，RJ-45头针脚顺序如图3-11所示。下一页返回上一页任务2制作双绞线2.三种UTP线缆1)直连线的作用和线图直连线用于将计算机连到Huh或交换机，或在结构化布线中由接线面板连到Hub或交换机等。根据EIA/TIA 568-B标准(俗称为端接B)，直连线线图如表3-8所示。2)交叉线的作用和线图交叉线(Crossover也称对接线)用于将计算机与计算机直接相连、交换机与交换机直接相连，也被用于计算机直接接入路由器的以太网口。根据EIA/TIA 568-B标准，对接线线图如表3-9所示。下一页返回上一页任务2制作双绞线3)反接线的作用

32、和线图反接线(Rollover)用于将计算机连到交换机或路由器的控制端口，在计算机中起超级终端作用。根据EIA/TIA 568-B标准，反接线线图如表3-10所示。3.2.4双纹线制作步骤1.制作直连线(1)用剥线钳在线缆的一端剥出一定长度的线缆。(2)用手将4对绞在一起的线缆按白橙、橙、白绿、绿、白蓝、蓝、白棕、棕的顺序拆分开来并小心地拉直(注意:切不可用力过大，以免扯断线缆)。(3)按表3-8端1的顺序调整线缆的颜色顺序(即交换蓝线与绿线的位置)。(4)将线缆整理平直并剪齐(确保平直线缆的最大长度不超过1. 2cm)。下一页返回上一页任务2制作双绞线(5)将线缆放入RJ-45插头，在放置过

33、程中注意RJ-45插头的把子朝下，并保持线缆的颜色顺序不变。(6)检查已放入RJ-45插头的线缆颜色顺序，并确保线缆的末端已位于RJ-45插头的顶端。(7)确认无误后，用压线工具用力压制RJ -45插头，以使RJ -45插头内部的金属薄片能穿破线缆的绝缘层。(8)重复步骤(1)-(7)制作线缆的另一端，直至完成直连线的制作。(9)用网线测试仪或让教师检查已制作完成的网线。2.制作交叉线(1)按制作直连线中的步骤(1)-(7)制作线缆的一端。(2)用剥线工具在线缆的另一端剥出一定长度的线缆。(3)用手将4对绞在一起的线缆按白绿、绿、白橙、橙、白蓝、蓝、白棕、棕的顺序拆分开来并小心地拉直(注意:切

34、不可用力过大，以免扯断线缆)。下一页返回上一页任务2制作双绞线(4)按表3-9端2的顺序调整线缆的颜色顺序，即交换表3. 4端1橙线与蓝线的位置。(5)将线缆整理平直并剪齐(确保平直线缆的最大长度不超过1.2cm)。(6)将线缆放入RJ-45插头，在放置过程中注意RJ-45插头的把子朝下，并保持线缆的颜色顺序不变。(7)检查已放入RJ-45插头的线缆颜色顺序，并确保线缆的末端已位于RJ-45插头的顶端。(8)确认无误后，用压线工具用力压制RJ -45插头，以使RJ-45插头内部的金属薄片能穿破线缆的绝缘层，直至完成对接线的制作。(9)用网线测试仪或让教师检查已制作完成的网线。下一页返回上一页任

35、务2制作双绞线3.制作反接线(1)按制作直连线中的步骤(1)(7)制作线缆的一端。(2)用剥线工具在线缆的另一端剥出一定长度的线缆。(3)用手将4对绞在一起的线缆按白橙、橙、白绿、绿、白蓝、蓝、白棕、棕的顺序拆分开来并小心地拉直(注意:切不可用力过大，以免扯断线缆)。(4)按表3-10端2的顺序调整线缆的颜色顺序。(5)将线缆整理平直并剪齐(确保平直线缆的最大长度不超过1. 2cm)。(6)将线缆放入RJ-45插头，在放置过程中注意RJ-45插头的把子朝下，并保持线缆的颜色顺序不变。下一页返回上一页任务2制作双绞线(7)检查已放入RJ-45插头的线缆颜色顺序，并确保线缆的末端已位于RJ-45插

36、头的顶端。(8)确认无误后，用压线工具用力压制RJ -45插头，以使RJ -45插头内部的金属薄片能穿破线缆的绝缘层，直至完成反接线的制作。(9)用网线测试仪或让教师检查已制作完成的网线。在进行设备连接时，需要正确地选择线缆。通常将设备的RJ - 45接口分为MDI( Media Dependent Interface，快速以太网100Base - T定义的介质相关接口)和MDIX ( Media Dependent Interface X-mode，交叉模式介质相关接口)两类，MDI接口是进行正常的UTP或STP连接的，而MDIX接口的发送和接收对是在内部反接的。当同种类型的接口(都是MDI

37、或都是MDIX)通过双绞线互联时，使用交叉线;下一页返回上一页任务2制作双绞线当不同类型的接口(一个是MDI，另一个是MDIX)通过双绞线互联时，使用直通线。通常主机和路由器的接口属于MDI，交换机和集线器的普通接口属于MDIX。例如，交换机与主机相连采用直通线，路由器与主机相连则采用交叉线。常见的连接方式如表3-11所示(其中N/ A表示不可连接)。目前一些新的网络设备具备Auto - MDI/MDIX自动线序调整功能，可以自动识别连接的网线类型，用户不管采用直通线还是交叉线都可以正确地连接设备。通常使用电缆测试仪进行检测，如图3-12所示。测试时将双绞线两端的水晶头分别插入主测试仪和远程测

38、试端的RJ - 45端口，将开关开至ON(S为慢速挡)，主机指示灯从1至8逐个顺序闪亮。下一页返回上一页任务2制作双绞线如果测试的线缆为直通线，测线仪上的8个指示灯会依次闪烁。如果测试的线缆为交叉线，测线仪其中一侧的8个指示灯同样是依次闪烁，而另一侧则会按3,6,1,4,5,2,7 ,8的顺序闪烁。若双绞线连接不正常，则电缆测试仪按下述情况显示。(1)当有一根导线断路时，主测试仪和远程测试端对应线号的灯都不亮。(2)当有几条导线断路时，相对应的几条线都不亮，当导线少于2根线连通时，灯都不亮。(3)当两头网线乱序时，与主测试仪端连通的远程测试端的线号灯亮。下一页返回上一页任务2制作双绞线(4)当

39、导线有2根短路时，主测试器显示不变，而远程测试端显示短路的两根线灯都亮。若有3根以上(含3根)的线短路时，则所有短路的几条线对应的灯都不亮。(5)如果出现红灯或黄灯，就说明存在接触不良等现象，此时最好先用压线钳压制两端水晶头一次，再测;如果故障依旧存在，就得检查一下芯线的排列顺序是否正确。如果芯线顺序错误，那么就应重新进行制作。返回上一页任务3认识交换机和路由器3.3.1交换机的交换方式交换机通常具有多个端口，每个端口都直接与主机相连。可以把交换机看成是多端口的透明网桥。当主机需要通信时，交换机能同时连通许多对的端口，使每一对相互通信的主机都能像独占通信介质那样，进行无冲突的数据传输。1.交换

40、机的工作原理交换机根据数据帧的MAC地址完成数据帧的转发工作，转发数据帧的过程遵循以下规则。(1)若数据帧的目的MAC地址是广播地址或组播地址，则向除源端口外的所有端口转发。下一页返回任务3认识交换机和路由器(2)若数据帧的目的MAC地址是单播地址，但在MAC地址对照表中不存在该目的MAC地址，也会向除源端口外的所有端口转发。(3)若数据帧的目的MAC地址是单播地址，且存在于MAC地址对照表中，则转发到相应的端口。(4)若数据帧的目的MAC地址与源地址对应同一端口，则不进行交换，丢弃该帧。下面以图3-13为例，说明具体的数据帧交换过程。(1)当主机D要与主机A通信时，交换机从E3端口接收到目的

41、MAC地址为02 - 60-8c -01-11-11的数据帧，查找MAC地址表发现该地址不存在，则向EO,El,E2和E4端口转发该帧，并记录接收该帧的端口号EO，将对应的MAC地址02 -60 -8C -01-11-11写入MAC地址表。下一页返回上一页任务3认识交换机和路由器(2)当主机D再次与主机A通信时，交换机从E3端口接收到目的MAC地址为02 -60 -8c -01-11-11的数据帧，查找MAC地址表发现其对应的端口是EO，则交换机将该数据帧转发到EO端口。(3)如果在主机D与A通信的同时，主机B也要与主机C发送数据，交换机同样会将从E1端口接收的数据帧转发到E2端口，这时E1和

42、E2之间以及E3和EO之间通过交换机内部的硬件交换电路建立了两条链路，分别转发各自的数据，因此网络也不会产生冲突。所以，主机D与A,B与C各自独享一条链路，通信结束后再拆除此链路。2.数据转发方式LAN交换模式决定了当交换机端口接收到一个帧时将如何处理这个帧。因此包(或分组)通过交换机所需要的时间取决于所选的交换模式。交换模式有如下三种。下一页返回上一页任务3认识交换机和路由器存储转发模式。直通模式。不分段方式。1)存储转发存储转发交换是两种基本的交换类型之一。在这种方式下，交换机将接收整个帧并复制到它的缓冲器中，同时计算循环冗余校验(CRC)。如果这个帧有CRC差错，或者太短(包括CRC在内

43、，帧长少于64字节)，或者太长(包括CRC在内，帧长多于1518字节)，那么它将被丢弃，否则确定输出接口，并将帧发往其目的端口。由于这种类型的交换要复制整个帧，并且运行CRC，因此转发速度较慢，且其延迟将随帧长度不同而变化。2)直通模式直通型交换是另一种主要交换类型。在这种方式下，交换机仅仅将帧的目的地址(前缀之后的6个字节)复制到它的缓冲器中。下一页返回上一页任务3认识交换机和路由器然后，在交换表中查找该目的地址，从而确定输出接口，然后将帧发往其目的端口。这种直通交换方式减少了延迟，因为交换机一读到帧的目的地址，确定了输出接口，就立即转发帧。有些交换机可以自适应地址选择交换方式，可以工作在直

44、通方式，直到某个端口上的差错达到用户定义的差错极限，交换机会由直通模式自动切换成存储转发模式，而当差错率降低到这个极限以下时，交换机又会由存储转发模式切换成直通模式。3)不分段方式不分段方式(也称为改进的直通模式)是直通方式的一种改进形式。在这种方式下，交换机在转发之前等待64字节的冲突窗口。如果一个包有错，那么差错一般都会发生在前64字节中。不分段方式较之直通方式提供了较好的差错检验，而几乎没有增加延迟。下一页返回上一页任务3认识交换机和路由器3.交换机的特性1)每个端口独享带宽交换机拥有一条高带宽的背板和内部交换矩阵，并为每个端口都设立了独立的通道和带宽，交换机的所有端口都挂接在这条背板总

45、线上，通过内部的交换矩阵可以实现高速的数据转发。交换机通过内部的交换矩阵把网络划分为多个网段，每个端口为一个冲突域。与集线器的共享带宽不同，交换机的各个端口是独享带宽，可以实现全双工通信，交换机能够同时在多对端口间无冲突地交换帧。2)增大了总带宽若交换机的每个端口的带宽为Bw，共有n个端口，则由该交换机构成的网络的总带宽等于(Bwn) /2或Bw.n，下一页返回上一页任务3认识交换机和路由器其中(Bw n) /2为所有端口以半双工通信方式工作时的总带宽，Bwn为全双工通信时的总带宽。例如n = 8 , Bw= 10Mbps，全双工通信时的网络总带宽最高可达80Mbps，连接到交换机端口上的每台

46、计算机的带宽为10Mbps。3)分割冲突域交换机上的每一个端口构成一个冲突域，一台直接与10 Mbps以太网相连接的计算机，有自己的冲突域，并且能够达到10Mbps的带宽。例如，如果一台16端口的交换机，各个端口都与一个设备相连，就会产生16个冲突域。采用交换机的网络虽然可以提高数据交换的处理能力、分割冲突域，但交换机对于广播的数据是要进行转发的，所以连接在交换机上的设备仍然处于同一个广播域。要隔离广播域，可以使用路由器来实现。由于路由器的成本较贵，比较经济的隔离广播域的方式是采用虚拟局域网(VLAN)。下一页返回上一页任务3认识交换机和路由器4.网桥和交换机的比较交换机可看成是多端口的网桥，

47、两者均通过检查收到帧的源MAC地址来进行地址学习，两者均根据目的MAC地址来做转发决定，两者均转发二层广播。它们最大的区别在于网桥基于软件，交换机基于硬件。5.交换机与集线器的区别(1)交换机与集线器都是通过多端口连接以太网设备的，都可以将多个用户通过网络以星状结构连接起来，共享资源或交流数据，这是它们唯一的相同点。(2)交换机与集线器在OSI/RM中对应的层次不同，集线器在第一层物理层，而交换机至少工作在第二层数据链路层，现在也出现了工作在第三层和第四层的交换机。下一页返回上一页任务3认识交换机和路由器(3)交换机与集线器最根本的区别是工作机制不一样。集线器使用广播的形式传输数据，无论从哪个

48、端口接收什么类型的数据包，都会以广播的形式将数据包发送给其余的所有节点，由连接在这些节点的网卡判断处理这些信息，符合的留下处理，否则丢弃掉，当网络较大时网络性能会受到很大的影响。交换机是基于MAC地址进行交换的，它通过分析以太数据包的包头信息，取得目标MAC地址后，查找交换机中存储的地址对照表，确认具有此MAC地址的网卡连接在哪个节点上，然后仅将数据包送到对应节点，有目的地发送。因此，交换机可以实现真正意义上的点对点方式的数据传输。(4)集线器是所有端口共享集线器的总带宽，而交换机的每个端口都具有自己的带宽，因此，交换机的数据传输速率比集线器要快很多。下一页返回上一页任务3认识交换机和路由器(

49、5)集线器是采用半双工方式进行传输的，即当一台主机发送数据包的时候，它就不能接收数据包，当接收数据包的时候，就不能发送数据包。而交换机是采用全双工方式来传输数据的，即主机在发送数据包的同时，还可以接收数据包，普通的10 Mbps端口就可以变成20 Mbps端口，普通的100 Mbps端口又可以变成200 Mbps端口，这样就进一步提高了信息吞吐量。3.3.2路由器的工作原理路由器是网络中网间互联的关键设备，工作在网络层，可以实现数据包的路由和转发，进行子网隔离、抑制广播风暴，同时也可以完成包过滤,NAT等一些网络管理功能。路由选择方式有两种:静态路由和动态路由。根据是否在一个自治系统内部使用，

50、动态路由协议分为内部网关协议(IGP)和外部网关协议(EGP)。下一页返回上一页任务3认识交换机和路由器这里的自治系统指一个具有统一管理机构、统一路由策略的网络。自治系统内部采用的路由选择协议称为内部网关协议，常用的有RIP , IGRP , OSPF;外部网关协议主要用于多个自治系统之间的路由选择，常用的是BGP。1.路由器硬件介绍路由器可看成是专用的计算机，它与普通计算机一样也是由硬件和软件两部分构成。路由器的硬件主要由CPU、存储器和一些接口组成，软件部分主要是指路由器的操作系统和一些配置文件。1)CPU路由器与PC一样，有中央处理单元CPU，而且不同的路由器，其CPU一般也不相同。CP

51、U是路由器的处理中心，它负责执行处理数据包所需的工作。下一页返回上一页任务3认识交换机和路由器2)存储器存储器是路由器存储信息和数据的地方，路由器有以下几种存储组件。(1) ROM ( Read Only Memory，只读存储器)o ROM中存储路由器加电自检(POST;Power-On Self - Test)、启动程序(Bootstrap)和部分或全部IOS。ROM是不可擦写的，ROM中的软件升级需替换主板上的相应芯片。(2) NVRAM ( Nonvolatile Random Access Memory，非易失性RAM)。 NVRAM中存储路由器的启动配置文件，重启或关闭路由器后，内

52、容仍旧保持。(3)闪存(Flash Metnory)。闪存是一种可擦写的、也可编程的只读存储器(EPROM)。下一页返回上一页任务3认识交换机和路由器闪存用于存储IOS软件和代码，维持路由器的正常工作。如果闪存的容量足够，则可在闪存中保存多个IOS映像文件，以提供多重启动选项。对路由器的IOS进行升级，就是指的对闪存中的IOS映像文件的版本进行升级。重启或关闭路由器后，内容仍旧保持。(4) RAM ( Random Access Memory，随机存取存储器)。RAM与PC上的内存相似，提供临时信息的存储，在路由器通电后，同时保存着当前的路由表和配置信息。重启或关闭路由器后，RAM中的内容丢失

53、。路由器软件与存储器的关系如表3-11所示。下一页返回上一页任务3认识交换机和路由器2.路由器的功能路由器工作在OSI网络模型的网络层。它的功能大致可分为以下几点。(1)改进网络分段，即可根据实际需求将整个网络分割成不同的子网。换句话说，路由器可以将不同的局域网进行互联，并划分成不同的子网。(2)提供不同类型网络的互联。在局域网通过广域网与局域网互联或不同类型的局域网间互联时，大量采用路由器组网，其性能比远程网桥好。(3)隔离广播风暴。所谓广播，是指一些局域网允许任一个站点给局域网中的所有其他站点发送信息包的能力。下一页返回上一页任务3认识交换机和路由器对于通过网桥或交换机连接多个局域网段而构

54、成的大规模局域网而言，其本质上仍是一个网络，多网段上的广播通信量会产生广播风暴。路由器能够阻止一个子网到另一个子网的广播，因而减少了整个网间的广播流量，避免了广播风暴的形成。路由器还有能力抑制广播报文狂泻造成低速广域网线路的现象。(4)支持子网间的信息传输。路由器的一个基本功能是路由选择，路由选择是指路由器可以为跨越不同局域网的流量选择网络中最适宜的路径。另外，为了达到网络负载均衡的目的，它还允许流量在源站点和目的站点之间的冗余链路上传送，并能动态选择路径，绕过失效的网段进行连接，以及在局域网和广域网之间进行协议转换。(5)提供安全访问的机制。路由器能监视来自每个用户的数据流，并利用动态过滤功

55、能保证网络的安全性。下一页返回上一页任务3认识交换机和路由器3.路由器的基本工作原理路由器在网络层实现网络互联，它主要完成网络层的功能。路由器负责将数据分组(Packet)从源端主机经最佳路径传送到目的端主机。为此，路由器必须具备两个最基本的功能，那就是确定通过互联网到达目的网络的最佳路径和完成信息分组的传送，即路由选择和数据转发。1)路由选择路由选择也称路径选择，路由器的基本功能之一就是路由选择功能。当两台连在不同子网上的计算机需要通信时，必须经过路由器转发，由路由器把信息分组通过互联网沿着一条路径从源端传送到目的端。在这条路径上可能需要通过一个或多个中间设备(路由器)，下一页返回上一页任务

56、3认识交换机和路由器所经过的每台路由器都必须要知道怎么把信息分组从源端传送到目的端，需要经过哪些中间设备。为此，路由器需要确定到达目的端下一跳路由器的地址，也就是要确定一条通过互联网到达目的端的最佳路径。路由选择实现的方法是路由器通过路由选择算法，建立并维护一个路由表。在路由表中包含着目的地址和下一跳路由器地址等多种路由信息。路由表中的路由信息告诉每一台路由器应该把数据包转发给谁，它的下一跳路由器地址是什么。路由器根据路由表提供的下一跳路由器地址，将数据包转发给下一跳路由器。通过一级一级地把包转发到下一跳路由器的方式，最终把数据包传送到目的地。当路由器接收一个进来的数据包时，它首先检查目的地址

57、，并根据路由表提供的下一跳路由器地址或子网地址，将该数据包转发给下一跳路由器或子网。下一页返回上一页任务3认识交换机和路由器2)数据转发路由器的另一个基本功能是完成数据分组的传送，即数据转发，通常也称数据交换(Switching)。在大多数情况下，互联网上的一台主机(源端)要向互联网上的另一台主机(目的端)发送一个数据包，通过指定默认路由(与主机在同一个子网的路由器端口的IP地址为默认路由地址)等办法，源端计算机通常已经知道一个路由器的物理地址(即MAC地址)。源端主机将带着目的主机的网络层协议地址(如IP地址、IPX地址等)的数据包发送给已知路由器。路由器在接收了数据包之后，检查包的目的地址

58、，再根据路由表确定它是否知道怎样转发这个包。如果它不知道下一跳路由器的地址，则将包丢弃;如果它知道怎么转发这个包，路由器将改变目的物理地址为下一跳路由器的地址，并且把包传送给下一跳路由器。下一跳路由器执行同样的交换过程，最终将包传送到目的端主机。当数据包通过互联网传送时，它的物理地址是变化的，但它的网络地址是不变的，网络地址一直保留原来的内容直到目的端。下一页返回上一页任务3认识交换机和路由器值得注意的是，为了完成端到端的通信，在基于路由器的互联网中的每台计算机都必须分配一个网络层地址(IP地址)，路由器在转发数据包时，使用的是网络层地址。但是在计算机与路由器之间或路由器与路由器之间的信息传送

59、，仍然依赖于数据链路层完成，因此路由器在具体传送过程中需要进行地址转换并改变目的物理地址。图3-14是三个局域网使用路由器互联的结构示意图。在这种结构中，局域网的数据链路层与物理层可以是不同的，但数据链路层以上的高层要采用相同的协议。路由器可以有效地将多个局域网的广播通信量相互隔离开来，每一个局域网都是独立的子网。局域网1中的源结点101生成了一个或多个分组，这些分组带有源IP地址与目的IP地址。如果局域网1中的101结点要向局域网3中的目的结点104发送数据，它只要按正常工作方式将带有源IP地址与目的IP地址的分组装配成帧发送出去。下一页返回上一页任务3认识交换机和路由器连接在局域网1的路由

60、器接收到来自源结点101的帧后，由路由器的网络层检查分组头，根据分组的目的IP地址去查路由表，确定该分组的输出路径。路由器确定该分组的目的结点在局域网3中，它会将该分组发送到目的结点所在的局域网。路由器的工作过程示例。例如有A,B,C,D四个网络(不同子网)通过一个路由器相互连接起来，如图3-15所示。如果网络A中的一台IP地址为192. 168. 1. 4的计算机向网络D中IP地址为192. 168. 4. 4的计算机发送数据，则数据的传送过程如下。由于网络A中的计算机192. 168. 1. 4与网络D中的计算机192. 168. 4. 4不在一个网络上，因此数据需要通过路由器才能到达网络