1、計算機網絡的物理設備課件計算機網絡的物理設備課件第一節 網絡傳輸媒體 雙絞線、同軸電纜和光纖是常用的三種有線媒體。衛星、無線電通信、紅外線通信、激光通信以及微波通信傳送信息的載體都是屬于無線通信。 一、雙絞線 雙絞線電纜（以下稱“雙絞線”）是將一對或一對以上的雙絞線封裝在一個絕緣外套中而形成的一條傳輸介質，是目前局域網最常用到的一種物理傳輸媒體。 第一節 網絡傳輸媒體 雙絞線、同軸電纜 雙絞線一般用于星型網的布線連接，兩端安裝有RJ45頭（水晶頭），連接網卡與集線器，最大網線長度為100m，如果要加大網絡的范圍，在兩段雙絞線之間可安裝中繼器，最多可安裝4個中繼器。如安裝4個中繼器連接5個網段，

2、則最大傳輸范圍可達500m。 雙絞線分為非屏蔽雙絞線（UTP）和屏蔽雙絞線（STP）兩大類。局域網中非屏蔽雙絞線分為三類、四類、五類和超五類四種。屏蔽雙絞線分為三類和五類兩種。 目前，局域網中常用到的雙絞線一般都是非屏蔽的五類4對（即8根導線）的電纜線。這些雙絞線的傳輸速率都能達到1000Mbps。 雙絞線一般用于星型網的布線連接，兩端安裝有RJ45 二、同軸電纜 由四個部分構成。第一個部分是最里層的傳導物，一根銅質或鋁質裸線。一層絕緣體包圍著裸線，以防金屬導體碰到第三層材料。第三層材料通常是一層緊密纏繞的網狀導線。同軸電纜的最外一層是起保護作用的塑料外皮。 同軸電纜可分為兩種基本類型,基帶同

3、軸電纜和寬帶同軸電纜。目前基帶常用的電纜，其屏蔽線是用銅做成的網狀的，特征阻抗為50(如RG-8、RG-58等)；寬帶同軸電纜（粗纜）常用的電纜的屏蔽層通常是用鋁沖壓成的，特征阻抗為75(如RG-59等)。 同軸電纜按直徑分為粗纜和細纜。 二、同軸電纜 計算機網絡一般選用RG-8以太網粗纜和RG-58以太網細纜。RG-59 用于電視系統。RG-62 用于ARCnet網絡和IBM3270網絡。 三、光導纖維 光纖使用光線而不是電流來傳輸信息。光纖不受電子噪音的干擾，并具有巨大的信息傳輸容量。另外，光纖很細 。 光纖的三個主要部分是核心、覆層和保護層。光纖是通過在核心媒體中傳輸光線來工作的。四、無

4、線通信 有兩種類型的無線通信十分重要：微波傳輸和衛星傳輸。 計算機網絡一般選用RG-8以太網粗纜和RG-58 1. 微波傳輸 微波傳輸一般發生在兩個地面站之間。微波傳輸一般發生在兩個地面站之間。微波傳輸的兩個特性限制了它的使用范圍。首先，微波是直線傳播的，它無法象某些低頻波那樣沿著地球的曲面傳播。其次，大氣條件和固體物將妨礙微波的傳播。 2. 衛星傳輸 首先，衛星傳輸是微波傳輸的一種，只不過它的一個站點是繞地球軌道運行的衛星。衛星傳輸的確是當今一種更為普遍的通信手段。 1. 微波傳輸第二節 網絡連接設備一、網絡連接器網絡線路與用戶節點具體銜接時，可能用到以下幾種器件：T型連接器；收發器；屏蔽或

5、非屏蔽雙絞線連接器RJ-45；RS232接口（DB-25）；DB-15接口；VB35同步接口；網絡接口單元； 調制解調器。 第二節 網絡連接設備一、網絡連接器 1、T型連接器和BNC連接器 T型連接器與BNC接插件同是細同軸電纜的連接器。同軸電纜與T型連接器是依賴于BNC接插件進行連接的。 2、RJ型連接器 將雙絞線與設備間連接起來，俗稱水晶接頭。RJ45水晶接頭是非屏蔽雙絞線連接器，有8根連針，在10BASE-T標準中，僅使用4根，即第1對雙絞線使用第1針和第2針，第2對雙絞線使用第3針和第6針（第3對和第4對作備用） 3、DB-25（RS-232）接口是目前微機與線路接口的常用方式。是標準

6、的串行接口。4、AUI接口：DB-15接口用于連接網絡接口卡的AUI接口，可將信息通過收發器電纜送到收發器，然后進入主干介質。 5、終端匹配器（也稱終端適配器）：安裝在同軸電纜（粗纜或細纜）的兩個端點上，它的作用是防止電纜無匹配電阻或阻抗不正確。 1、T型連接器和BNC連接器 6、調制解調器（Modem） 它是在計算機和網絡之間進行數字/模擬信號的轉換的設備，其功能是將計算機的數字信號轉換成模擬信號或反之，以便在電話線路或微波線路上傳輸。 調制解調器利用現有的模擬電話線路實現數字數據的傳輸。調制方式有：調幅AM、調頻FM、調相PM三種。數字調制信號被稱為鍵控信號，由此數字調制又形成振幅鍵控AS

7、K、頻移鍵控FSK、相移鍵控三種基本方式。 6、調制解調器（Modem） 調制解調器的功能：a、差錯控制協議b、數據壓縮協議c、流量控制二、網絡適配器（網卡） 網絡適配器是將工作站或服務器連到網絡上，實現數據轉換和電信號匹配，實現資源共享和相互通信。它的主要工作原理為整理計算機上發往網線上的數據并將數據分解為適當大小的數據包之后向網絡上發送出去。 目前常用的是10M網卡和10100M自適應網卡兩種 。 目前市場上的主流網卡是PCI接口的網卡。 調制解調器的功能： 三、 中繼器 中繼器（RPrepeater）是連接網絡線路的一種裝置，常用于兩個網絡節點之間物理信號的雙向轉發工作。中繼器是最簡單的

8、網絡互聯設備，主要完成物理層的功能，負責在兩個節點的物理層上按位傳遞信息，完成信號的復制、調整和放大功能，以此來延長網絡的長度。它在OSI參考模型中的位置是在物理層。 四、集線器（Hub） 集線器可以說是一種特殊的中繼器，作為網絡傳輸介質間的中央節點，它克服了介質單一通道的缺陷。以集線器為中心的優點是：當網絡系統中某條線路或某節點出現故障時，不會影響網上其他節點的正常工作。集線器可分為無源（Passive）集線器、有源（Active）集線器和智能（Intelligent）集線器。 三、 中繼器 五、交換機網絡交換技術是近幾年來發展起來的一種結構化的網絡解決方案。它是計算機網絡發展到高速傳輸階段

9、而出現的一種新的網絡應用形式。 集線器與交換機的區別 ： 1）從OSI體系結構來看，集線器屬于OSI的第一層物理層設備，而交換機屬于OSI的第二層數據鏈路層設備。 2）從工作方式來看，集線器是一種廣播模式，也就是說集線器的某個端口在工作的時候，其他所有端口都能夠收聽到信息，容易產生廣播風暴，當網絡較大時網絡性能會受到很大的影響，當交換機工作的時候，只有發出請求的端口和目的端口之間相互響應而不影響其他端口，因此交換機就能夠隔離沖突域和有效的抑制廣播風暴的產生。 五、交換機 3）從帶寬來看，集線器不管有多少個端口，所有端口都是共享一條帶寬，在同一時刻只能有二個端口傳送數據，其他端口只能等待，同時集

10、線器只能工作在半雙工模式下；而對于交換機而言，每個端口都有一條獨占的帶寬，當二個端口工作時并不影響其他端口的工作，同時交換機不但可以工作在半雙工模式下而且可以工作在全雙工模式下。 3）從帶寬來看，集線器不管有多少個端口，所有端口都第三節 網絡互連設備一、網橋 網橋（Bridge）是一個局域網與另一個局域網之間建立連接的橋梁。 它的作用是擴展網絡和通信手段，在各種傳輸介質中轉發數據信號，擴展網絡的距離，同時又有選擇地將有地址的信號從一個傳輸介質發送到另一個傳輸介質，并能有效地限制兩個介質系統中無關緊要的通信。 二、路由器 路由器（Router）是在網絡層的互聯設備，用于連接多個邏輯上分開的網絡。

11、 路由器有兩大典型功能，即數據通道功能和控制功能。 第三節 網絡互連設備一、網橋 三、網關 網關是在應用層的互聯設備。在一個計算機網絡中，當連接不同類型而協議差別又較大的網絡時，則要選用網關設備。網關的功能體現在OSI模型的最高層，它將協議進行轉換，將數據重新分組，以便在兩個不同類型的網絡系統之間進行通信。圖3.16 光電收發器四、光電收發器 光電收發器是由發光二極管和光敏三極管構成，通過光柵輪的光柵切斷光束形成與二極管位移相關的脈沖信號。用于主干網間數據傳輸，需要成對使用，實現100Mbs快速以太網雙絞線到多模/單模光纖介質之間的轉換，將網絡的有效距離拓展到2公里至100公里。 三、網關第四

12、節 路由器的原理與作用 一、路由器的原理 路由器的主要工作就是為經過路由器的每個數據幀尋找一條最佳傳輸路徑，并將該數據有效地傳送到目的站點。由此可見，選擇最佳路徑的策略即路由算法是路由器的關鍵所在。 為了完成這項工作，在路由器中保存著各種傳輸路徑的相關數據路徑表（Routing Table），供路由選擇時使用。路徑表中保存著子網的標志信息、網上路由器的個數和下一個路由器的名字等內容。 第四節 路由器的原理與作用 一、路由器的原理 二、路由器的功能（1）在網絡間截獲發送到遠地網段的報文，并對報文進行轉發。 （2）選擇最合理的路由，引導通信。 （3）路由器在轉發報文的過程中，為了便于在網絡間傳送報

13、文，按照預定的規則把大的數據包分解成適當大小的數據包，到達目的地后再把分解的數據包包裝成原有形式。（4）多協議的路由器可以連接使用不同通信協議的網絡段，作為不同通信協議網絡段通信連接的平臺。 （5）路由器的主要任務是把通信引導到目的地網絡，然后到達特定的節點站地址。后一個功能是通過網絡地址分解完成的。 二、路由器的功能 路由器負責將數據分組（Packet）從源端主機經最佳路徑傳送到目的端主機，它的兩個最基本的功能是：最佳路徑選擇和完成信息分組的傳送，即路由選擇和數據轉發。 三、路由器的分類1、從能力上分，路由器可分高端路由器和中低端路由器。 2、從結構上分，路由器可分為模塊化結構與非模塊化結構。 3、從網絡位置劃分，路由器可分為核心路由器與接入路由器。 4、從功能分，路由器可分為通用路由器與專用路由器。 路由器負責將數據分組（Packet）從源端主機經最佳 5、從性能上分，路由器可分為線速路由器以及非線速路由器。四、路由器軟件 路由器技術中最核心的技術是軟件技術。路由軟件是最復雜的軟件之一。 路由器軟件一般實現路由協議功能、查表轉發功能和管理維護等其他功能。 五、路由器接口 路由器接口用作將路由器連接到網絡，可以分為局域網接口及廣域網接口兩種。 5、從性能上分，路由器可分為線速路由器以及非線速路 六、 路由器性能指標 1