第3章

網絡體系結構與協議

學習目標

掌握計算機網絡體系結構的基本概念熟悉ISO/OSI開放系統互連參考模型各層的功能，熟悉OSI中相鄰層之間通信的過程，不同計算機上同等層之間的通信過程，ISO/OSI數據封裝與解封裝的過程熟悉OSI模型中每一層數據的名稱熟悉TCP/IP體系結構及各層協議，熟悉數據封裝過程熟悉常見物理層傳輸介質（雙絞線、同軸電纜、光纖以及無線傳輸介質等），熟悉線纜規范和連接方式，學會制作和測試雙絞線掌握數據鏈路層的功能，掌握HDLC協議和PPP協議的主要內容

任務1：理解網絡體系結構

本任務將學習網絡體系結構、網絡協議以及協議分層模型這3個計算機網絡中最基本的概念，在此基礎上，理解ISO/OSI開放系統互連參考模型和TCP/IP參考模型，為后續學習打下基礎

3.1.1網絡協議

為進行網絡中數據交換而制定的規則、約定和標準，稱為網絡協議（NetworkProtocol）或通信協議（CommunicationProtocol）。簡單地說，協議是通信雙方必須遵循的控制信息交換的規則集合。一般來說，網絡協議主要由語法、語義和同步3要素組成。（1）語法：規定通信雙方“如何講”，即確定協議元素的格式，如數據和控制信息的結構或格式。（2）語義：規定通信雙方“講什么”，即確定協議元素的類型，如規定通信雙方發出何種控制信息、執行何種動作以及做出何種應答等。（3）同步(又稱語序、變化規則或定時)：規定通信雙方之間“講的順序”，即通信過程中的應答關系和狀態變化關系。同步定義了通信雙方何時進行通信，先講什么，后講什么，講話的速度等。

3.1.2網絡的分層模型

網絡層次結構模型包含兩個方面的內容：一是將網絡功能分解到若干層次，在每一個功能層次中，通信雙方共同遵守該層次的約定和規程，這些約定和規程稱為同層協議；二是層次之間逐層過渡，上一層向下一層提出服務要求，下一層完成上一層提出的要求，上一層必須做好進入下一層的準備工作，這兩個相鄰層次之間要完成的過渡條件稱為接口協議。接口協議可以通過硬件實現，也可以采用軟件實現。

1．實體與同等層實體在網絡分層體系結構中，每一層都由一些實體組成。實體是各層中用于實現該層功能的活動元素，這些實體抽象地表示了通信時的軟件元素（如進程或子程序）或硬件元素。實體除了是一些實際存在的物體和設備外，還可以是客觀存的與某一應用有關的事物，如含有一個或多個程序、進程或作業之類的成分。不同終端上位于同一層次且完成相同功能的實體，稱為同等層（對等層）實體。例如，系統A的第N層和系統B的第N層是同等層。不同系統同等層之間存在的通信稱為同等層通信，不同系統同等層上的兩個正在通信的實體稱為同等層實體。2．服務與接口在網絡分層結構模型中，每一層為相鄰的上一層提供的功能稱為服務。在同一系統中，相鄰兩層實體進行交互的地方稱為服務訪問點。服務訪問點（SAP，ServiceAccessPoint）是同一個節點相鄰兩層實體的接口(Interface)，也可說第N層SAP是第N+1層可訪問第N層的地方。低層通過接口向高層提供服務，相鄰層通過它們之間的接口交換信息。高層不需要知道低層是如何實現的，僅需要知道該層通過層間接口提供的服務即可，這使得兩層之間保持了功能的獨立性。3．服務類型（1）面向連接服務面向連接服務的工作方式像電話系統。數據交換之前必須先建立連接，數據交換結束后終止連接，傳送數據時按序傳送。通信過程分為3部分：建立連接、傳輸數據、撤銷連接。面向連接服務比較適合在一定時期內向同一目的地發送許多報文的情況。（2）無連接服務無連接服務的工作方式像郵政系統。每個報文（信件）帶有完整的目的地址，并且每一個報文都獨立于其他報文，由系統選定傳遞路線發送報文。計算機隨時可以向網絡發送數據，在兩臺通信的計算機間無須事先建立連接。3.1.3網絡體系結構網絡體系結構從體系結構的角度來研究和設計計算機網絡體系，其核心是網絡系統的邏輯結構和功能分配的定義，即描述實現不同計算機系統之間互連和通信的方法以及結構。網絡體系結構將計算機網絡功能劃分為若干個層次，較高層次建立在較低層次的基礎上，并為其更高層次提供必要的服務功能。網絡體系結構是計算機網絡的分層、各層協議、功能和層間接口的集合。網絡體系結構與具體的物理實現無關，即使連接到網絡中的主機和終端型號、性能各不相同，只要共同遵守相同的協議，就可以實現互通信和互操作。3.1.4典型案例：理解ISO/OSI開放系統互連參考模型1．背景分析國際標準化組織于20世紀70年代成立了信息技術委員會，專門進行網絡體系結構標準化的工作。在綜合了已有的計算機網絡體系結構的基礎上，經過多次討論研究，最后公布了網絡體系結構的7層參考模型RM，即開放系統互連參考模型（OSI/RM，OpenSystemInterconnection/ReferenceModel）。此后，又分別為OSI的各層制定了協議標準，從而使OSI網絡體系結構更為完善。3.1.4典型案例：理解ISO/OSI開放系統互連參考模型2．OSI參考模型的結構開放系統互連參考模型是分層體系結構的一個實例，采用分層的結構化技術，共分7層，從低到高為物理層、數據鏈路層、網絡層、傳輸層、會話層、表示層、應用層。3.1.4典型案例：理解ISO/OSI開放系統互連參考模型3.1.4典型案例：理解ISO/OSI開放系統互連參考模型圖3-3考慮通信子網的OSI參考模型結構3．OSI參考模型各層的功能（1）物理層。物理層是OSI參考模型的最底層，建立在傳輸介質的基礎上，利用物理傳輸介質為數據鏈路層提供物理連接，主要任務是在通信線路上傳輸二進制數據比特流，數據傳輸單元是比特。物理層提供為建立、維護和拆除物理連接所需的機械、電氣和規程方面的特性，具體涉及接插件的規格、“0”、“1”信號的電平表示、收發雙方的協調等內容。3．OSI參考模型各層的功能（2）數據鏈路層。數據鏈路層是OSI參考模型的第二層，在物理層提供的服務基礎上，負責在通信實體之間建立數據鏈路連接，數據傳輸單元是幀。數據鏈路層采用差錯控制與流量控制方法，使有差錯的物理鏈路改造成無差錯的數據鏈路，確保實體之間可靠的數據傳輸。3．OSI參考模型各層的功能（3）網絡層。網絡層是OSI參考模型的第三層，負責向傳輸層提供服務，為傳輸層的數據傳輸提供建立、維護和終止網絡連接的手段，把上層來的數據組織成數據包在節點之間進行傳送。網絡層的數據傳輸單元是包（又稱分組）。3．OSI參考模型各層的功能（4）傳輸層。傳輸層是OSI參考模型的第四層，功能是保證不同子網的兩臺設備間的數據包可靠、順序、無差錯地傳輸。傳輸層的數據傳輸單元是段。傳輸層負責處理端到端通信，提供建立、維護和拆除傳輸連接的功能。3．OSI參考模型各層的功能（5）會話層。會話層是OSI參考模型的第五層，利用傳輸層提供的端到端的服務，向表示層或會話層提供會話服務。會話層的主要功能是在兩個節點間建立、維護和釋放面向用戶的連接，并對會話進行管理和控制，保證會話數據可靠傳送。3．OSI參考模型各層的功能（6）表示層。表示層是OSI參考模型的第六層，專門負責處理有關網絡中計算機信息表示方式的問題。表示層提供不同信息格式和編碼之間的轉換，以實現不同計算機系統間的信息交換。除了編碼外，表示層還可以處理數組、浮點數、記錄、圖像、聲音等多種數據結構。表示層用抽象的方式來定義交換中使用的數據結構，并且在計算機內部表示法和網絡的標準表示法之間進行轉換。表示層還提供數據壓縮和數據加密功能。3．OSI參考模型各層的功能（7）應用層。應用層是OSI參考模型的第七層，直接與用戶和應用程序打交道，提供使程序能夠使用網絡的接口。應用層不為任何其他OSI層提供服務，而只為OSI模型以外的應用程序提供服務，例如，電子表格程序和文字處理程序。應用層可以為相互通信的應用程序或進程之間建立連接、進行同步，建立關于錯誤糾正和控制數據完整性過程的協商等。3．OSI參考模型各層的功能（7）應用層。應用層是OSI參考模型的第七層，直接與用戶和應用程序打交道，提供使程序能夠使用網絡的接口。應用層不為任何其他OSI層提供服務，而只為OSI模型以外的應用程序提供服務，例如，電子表格程序和文字處理程序。應用層可以為相互通信的應用程序或進程之間建立連接、進行同步，建立關于錯誤糾正和控制數據完整性過程的協商等。4．OSI參考模型的數據傳輸（1）OSI模型各層的數據4．OSI參考模型的數據傳輸（2）數據傳輸過程4．OSI參考模型的數據傳輸①發送方逐層進行數據封裝②通信子網數據封裝與解封裝③接收方數據解封裝3.1.5典型案例：理解TCP/IP參考模型1．背景分析20世紀90年代初期，雖然整套的OSI標準已經制定出來，但Internet已在全世界飛速發展，在網絡體系結構得到廣泛應用的并不是國際標準OSI參考模型，而是TCP/IP（TransmissionControlProtocol/InternetProtocol，傳輸控制協議/網際協議）參考模型。雖然TCP/IP不是ISO標準，但廣泛的使用使TCP/IP成為一種“實際上的標準”，并形成了TCP/IP參考模型。實際上，ISO制定OSI參考模型的過程中，也參考了TCP/IP簇及其分層體系結構的思想；TCP/IP在不斷發展的過程中，也吸收了OSI標準中的概念與特征。3.1.5典型案例：理解TCP/IP參考模型TCP/IP主要有以下特點。（1）開放的協議標準，可以免費使用，并且獨立于特定的計算機硬件與操作系統。（2）獨立于特定的網絡硬件，可以運行在局域網、廣域網中，更適用于互連網絡中。（3）統一的網絡地址分配方案，所有網絡設備在Internet中都有唯一的地址。（4）標準化的高層協議，可以提供多種可靠的用戶服務。3.1.5典型案例：理解TCP/IP參考模型2．TCP/IP參考模型的層次3.1.5典型案例：理解TCP/IP參考模型3．TCP/IP模型各層的功能（1）網絡接口層網絡接口層又稱網絡訪問層，是TCP/IP參考模型的最底層，功能對應OSI的物理層和數據鏈路層的功能。網絡接口層負責接收從網絡層發來的IP數據包，并將IP數據包通過底層物理網絡發送出去，或者從底層物理網絡上接收數據幀，抽取出IP數據包交給網絡層。3.1.5典型案例：理解TCP/IP參考模型（2）網絡層網絡層又稱網際層，是在TCP/IP中正式定義的第一層。網絡層的主要功能是處理來自傳輸層的報文，將報文形成數據分組（IP數據包），并為該數據包進行路徑選擇，最終將數據包從源主機發送到目的主機。在網絡層中，最常用的協議是IP，其他一些協議用來協助IP的操作。網絡層在功能上非常類似于OSI參考模型的網絡層。3.1.5典型案例：理解TCP/IP參考模型（3）傳輸層傳輸層又被稱為主機至主機層，與OSI的傳輸層類似，主要負責主機到主機之間的端對端通信。傳輸層定義了兩種協議來進行數據傳送，即TCP和UDP。（4）應用層應用層是TCP/IP參考模型的最高層，與OSI模型中高三層的任務相同，用于提供網絡服務，比如文件傳輸、遠程登錄、域名服務和簡單網絡管理等。應用層為用戶提供了一組常用的應用程序，應用程序和傳輸層協議相配合，完成發送或接收數據。TCP/IP參考模型各層的主要功能4．TCP/IP各層主要協議任務2：物理層及其應用【任務描述】物理層是OSI參考模型的最底層，是構成計算機網絡的基礎。物理層既不是指連接計算機的具體物理設備，也不是指負責信號傳輸的具體物理介質，而是建立在通信介質基礎上的、實現設備之間連接的物理接口。在計算機網絡組建、管理和維護工作中，需要直接與物理層打交道，例如，雙絞線網絡線纜的制作與測試，連接頭、連接插座、轉換器等組件的使用，中繼器、集線器等物理層設備的使用。為此，有必要理解物理層的功能、常見傳輸介質以及接口規范。3.2.1物理層的功能國際電報電話咨詢委員會（CCITT）對物理層的定義：利用機械的、電氣的、功能的和規程的特性在DTE和DCE之間實現對物理信道的建立、維持和拆除功能。物理層直接與物理信道相連，數據傳輸單位稱為比特。物理層的主要功能是為物理上相互關聯的通信雙方提供物理連接（物理信道），并在物理連接上透明地傳輸比特流。提示：透明是指經實際電路傳送后的比特流沒有發生變化。物理層不是物理層設備或物理傳輸介質，它定義了建立、維護和拆除物理鏈路的規范和協議，同時定義了物理層接口通信的標準，包括機械的、電氣的、功能的和規程的特性。物理層要實現4種特性的匹配。3.2.2計算機網絡的傳輸介質1．雙絞線雙絞線（TwistedPair）是由兩根具有絕緣保護層的銅導線按一定密度相互絞纏在一起形成的線對組成。把一對或多對雙絞線放在一條導管中便成了雙絞線電纜。與其他網絡介質相比，雙絞線在傳輸距離、信道寬度和數據傳輸速率等方面均受到一定限制，但價格較為低廉。3.2.2計算機網絡的傳輸介質2．雙絞線電纜的分類（1）按照線纜是否屏蔽分為:①屏蔽雙絞線（ShieldedTwistedPair）②非屏蔽雙絞線（UTP，UnshieldedTwistedPair）屏蔽雙絞線非屏蔽雙絞線3.2.2計算機網絡的傳輸介質（2）按照電氣特性分類按照電氣特性可將雙絞線分為3類、4類、5類、超5類、6類、7類等類型，數字越大，技術越先進，帶寬越寬，價格越高。目前在計算機網絡中常用的是5類、超5類或6類非屏蔽雙絞線。不同類別的雙絞線價格相差較大，應用范圍也大不相同。3．連接器件雙絞線電纜的連接器件包括電纜配線架、信息插座和接插軟線等，用于端接或直接連接電纜，使電纜和連接器件組成一個完整的信息傳輸通道。常用的連接器件有RJ-45插頭（俗稱水晶頭）和信息插座RJ-45信息模塊

屏蔽RJ-45信息模塊3.2.2計算機網絡的傳輸介質4．同軸電纜（1）同軸電纜的結構3.2.2計算機網絡的傳輸介質（2）同軸電纜的分類①根據電纜中導體的直徑大小不同，同軸電纜分為粗纜和細纜兩類。通常，中心導體的芯越粗，信號傳輸距離越遠。●粗纜粗纜的直徑為1.27cm，最大傳輸距離500m（10Base-5）。粗纜的阻抗是75Ω。●細纜細纜的直徑為0.26cm，最大傳輸距離185m（10Base-2），細纜的阻抗是50Ω。②同軸電纜的兩種基本類型●基帶同軸電纜：一般僅用來傳輸數據，不使用Modem，與寬帶同軸電纜相比要經濟，適合距離較短、速率要求較低的局域網。外導體用銅做成網狀，特性阻抗為50（型號為RG-8、RG-58等）。●寬帶同軸電纜：傳輸速率較高，距離較遠，成本較高。不僅能傳輸數據，還可傳輸圖像和語音信號，特性阻抗為75

（如RG-59等）。3.2.2計算機網絡的傳輸介質（3）同軸電纜的連接器①粗纜連接器粗纜通過收發器（Transceiver）與計算機連接。計算機通過一根電纜連接到收發器上，這根電纜稱為連接單元接口（AUI，AttachmentUnitInterface）電纜。計算機網絡接口卡（網卡）和收發器件稱為AUI連接器。3.2.2計算機網絡的傳輸介質②細纜連接器細纜通過BNC連接器連接到每段電纜的兩端，用于與其他細纜或BNCT型接頭連接。BNC連接器由一根中心插針、一個外套和接頭組成。BNCT型接頭有3個接口，用于連接細纜的BNC連接器或網卡。T型底部的接口連接到計算機的網卡上，另兩邊連接細纜的BNC接頭。BNC連接器BNCT型接頭3.2.2計算機網絡的傳輸介質5．光纖光纖的全稱為光導纖維，是一種能夠傳輸光束并且細而柔軟的通信介質，是由石英玻璃拉成細絲，由纖芯和包層構成的雙層通信圓柱體。（1）光纖的組成與工作原理光纖由纖芯、包層和涂覆層3部分組成3.2.2計算機網絡的傳輸介質（1）光纖的組成與工作原理光纖中光的傳輸原理光纖中光的傳輸3.2.2計算機網絡的傳輸介質（2）光纖的分類①按照折射率分布不同來分●均勻光纖（突變型光纖）：纖芯折射率n1和包層的折射率n2為常數，且n1>n2。●非均勻光纖（漸變型光纖）：纖芯折射率n1隨半徑增加呈拋物線型變化至n2。②按照傳輸的總模數來分●多模光纖：存在一定入射角度范圍的光線在一條光纖中傳輸。多模光纖的傳輸性能較差，帶寬較窄，傳輸容量較小，常用于建筑物內干線子系統、水平子系統或建筑物之間的布線。●單模光纖：光纖的直徑減小到只能傳輸一種模式的光波，光纖像一個波導，使光線一直向前傳播，不會有多次反射。單模光纖的傳輸頻帶寬，傳輸容量大，適用于大容量、長距離的光纖通信，常用于建筑物之間的布線。單模光纖在色散、效率及傳輸距離等方面優于多模光纖。3.2.2計算機網絡的傳輸介質（3）光纖通信系統光纖通信是一種光電混合式的通信結構。通信終端的電信號與光纖傳輸的光信號之間要進行光電轉換。光電轉換通過光電轉換器完成。3.2.2計算機網絡的傳輸介質（4）光纖連接部件光纖連接部件主要有配線架、端接架、接線盒、光纜信息插座、各種適配器（如ST、SC、FC等）以及用于光纜與電纜轉換的連接器等，作用是實現光纜線路的端接、接續、交連和光纜傳輸系統的管理，以形成光纜傳輸系統通道。光纖連接器光纖適配器3.2.2計算機網絡的傳輸介質6．無線傳輸介質利用無線傳輸介質可以在自由空間中利用電磁波進行通信。常用無線通信方式有微波、衛星、激光和紅外線。3.2.3物理層接口標準廣域網物理層協議定義了DTE和DCE之間的接口規范和標準3.2.3物理層接口標準1．物理層接口標準DTE和DCE之間的連接需要遵循共同的接口標準。物理層通過4個特性在DTE與DCE之間實現物理連接。（1）機械特性機械特性又稱物理特性，規定DTE和DCE之間的連接器形式，包括連接器的形狀、幾何尺寸、引線數目和排列方式、固定和鎖定裝置等。與DTE連接的DCE設備多種多樣，因而連接器的標準有多種。常用的機械特性標準有5種：ISO2110（25針）、ISO2593（34針）、ISO4902（37針）、ISO4902（9針）和ISO4903（15針）。3.2.3物理層接口標準（2）電氣特性電氣特性規定了DTE與DCE之間多條信號線的連接方式，發送器和接收器的電氣參數及其他有關電路的特征，包括信號源的輸出阻抗、負載的輸入阻抗、信號“1”和“0”的電壓范圍、傳輸速率、平衡特性和距離的限制等。電氣特性決定了傳輸速率和傳輸距離。最常見的電氣特性的技術標準是ITU-T的V.10、V.11和V.24，與之兼容的分別是EIA的RS422-A、RS422-A和RS-232C。（3）功能特性功能特性規定接口信號具有的特定功能，即DTE和DCE之間各信號的信號含義。通常信號線可分4類：數據線、控制線、同步線和地線。（4）規程特性規程特性規定DTE和ECE之間各接口信號線實現數據傳輸的操作過程，即在物理連接的建立、維持和拆除時，DTE和DCE雙方在各電路上的動作順序以及維護測試操作等。只有符合相同特性標準的設備之間才能有效地進行物理連接的建立、維持和拆除。常見的規程特性標準有：ITU-T的V.24、V.25、V.54、X.20、X.21等。3.2.3物理層接口標準2．典型的物理層標準（1）EIARS-232C/V.24接口標準EIARS-232C是EIA在1969年頒布的一種串行物理接口標準，其中，RS（RecommendedStandard）的意思是推薦標準；232是標識號；后綴C是版本號，表示該推薦標準已被修改過的次數。RS-232C與ITV-T的V.24標準兼容，是一種非常實用的異步串行通信接口。RS-232C標準提供了一個利用公用電話網絡作為傳輸介質并通過Modem將遠程設備連接起來的技術規定。3.2.3物理層接口標準2．典型的物理層標準RS-232C的引線分配3.2.4物理層設備與組件1．物理層組件常見的物理層組件包括物理線纜、連接頭、連接插座、轉換器等。連接頭和連接插座是配對使用的組件，作用是為網絡線纜連接提供良好的端接。轉換器用于不同接口或介質之間進行信號轉換，例如DB-25到DB-9的轉換器，光纖到非屏蔽雙絞線的轉換器等。3.2.4物理層設備與組件2．常見物理層設備①中繼器的功能中繼器主要負責在兩個節點的物理層上按位傳遞信息，同時負責放大或再生局域網的信號，擴展網絡連接距離，擴充工作站數目。②中繼器的使用原則●用中繼器連接的以太網不能形成環形網；●必須遵守MAC（介質訪問控制）協議的定時特性：用中繼器連接電纜的段數是有限的。對于以太網，最多只能使用4個中繼器，因而只能連接5個網段，遵守以太網的5-4-3-2-1規則。即：最多有5個網段，每網段最大長度為100m；同一信道上最多可連接4個中繼器或集線器；其中3個網段可增加節點；另外2個網段除做中繼器鏈路外，不連接任何節點；由此組成一個共享局域網，總站數小于1024，網絡直徑2.5km。3.2.4物理層設備與組件（2）集線器（Hub）①集線器的功能●集線器在OSI7層模型中位于物理層，實質是一個中繼器，同樣必須遵守MAC（介質訪問控制）協議的定時特性，主要功能是對接收到的信號進行再生放大，以擴大網絡的傳輸距離。●集線器是一個多端口的信號放大設備，可將接收到的數據信號進行整形放大，使衰減的信號再生到發送時的強度，轉發到其他處于工作狀態的端口上（廣播）。以太網的每個時間片內只允許有一個節點占用公用通信信道發送數據，所有端口共享帶寬。●集線器只與它的上連設備（如上層集線器、交換機、路由器或服務器等）進行通信，同層的各端口之間不直接進行通信，而是通過上連設備再返回集線器將信息廣播到所有端口。3.2.4物理層設備與組件②集線器的分類●按集線器端口數分類：8口、12口、16口、24口、48口等。●按集線器提供帶寬分類：10Mbit/s、10/100Mbit/s、100Mbit/s、10/100/1000Mbit/s。●按集線器適用的網絡類型分類：以太網集線器、令牌環網集線器、FDDI集線器、ATM集線器。●按集線器是否支持網絡管理分類：非網管型集線器和網管型集線器。●按集線器擴展方式分類：可堆疊集線器、不可堆疊集線器。●按集線器的配置分類：獨立型集線器、模塊化集線器和堆疊式集線器。●按集線器供電方式分類：無源集線器和有源集線器。③集線器的端口集線器通常提供3種類型的端口：RJ-45端口、BNC端口、AUI端口，以便連接不同類型電纜所構建的網絡。●RJ-45端口可以直接連接計算機、網絡打印機等終端設備，也可以與其他交換機、集線器或路由器等設備進行連接。●BNC端口是與細同軸電纜連接的端口，一般通過BNC-T型接頭進行連接。●AUI端口是與粗同軸電纜連接的端口。3.2.5應用與實踐：雙絞線網線的制作與測試1．雙絞線網線制作材料與工具（1）RJ-45接頭（2）壓線鉗（3）打線鉗（4）打線保護工具RJ-45接頭普通RJ-45壓線鉗AMP專用壓線鉗110型單線打線工具打線保護裝置110型4對打線工具2．雙絞線制作標準與網線類型（1）T568-A與T568-B標準①T568-A標準水晶頭的8針（或稱插針）與線對的分配。線序從左到右依次為：1-白綠（W-G）、2-綠（G）、3-白橙（W-O）、4-藍（BL）、5-白藍（W-BL）、6-橙（O）、7-白棕（W-BR）、8-棕（BR）。4對雙絞線對稱電纜中，線對2接信息插座的3、6針，線對3接信息插座的1、2針。②T568-B標準水晶頭的8針（或稱插針）與線對的分配。線序從左到右依次為：1-白橙（W-O）、2-橙（O）、3-白綠（W-G）、4-藍（BL）、5-白藍（W-BL）、6-綠（G）、7-白棕（W-BR）、8-棕（BR）。4對雙絞線對稱電纜中，線對2插入水晶頭1、2針，線對3插入水晶頭3、6針。T568-A標準接線T568-B標準接線2．雙絞線制作標準與網線類型（2）判斷線序將水晶頭有塑料彈簧片的一面朝下，有金屬片針腳的一面向上，而且有金屬片針腳的一端指向遠離自己的方向，有方形孔的一端對著自己，此時，從左至右的引腳序號是1～8。（3）網線的類型①直通線直通線接法使雙絞線的兩端芯線一一對應。如果按照T568-B標準制作，則網線兩端線序如表3-1所示。一般情況下，連接兩個不同類型的設備時采用直通線連接，例如，計算機-集線器或計算機-交換機相連時采用直通線。端1白橙橙白綠藍白藍綠白棕棕端2白橙橙白綠藍白藍綠白棕棕2．雙絞線制作標準與網線類型②交叉線交叉線接法（又稱1362接法）采用1和3線對對接，2和6線對對接。如果按照T568-B標準制作，則網線兩端線序如表所示。交叉線連接主要用于連接同種設備，例如，集線器-集線器連接、交換機-交換機連接、服務器-集線器連接、服務器-交換機連接、兩臺計算機的直接連接等。端1白橙橙白綠藍白藍綠白棕棕端2白綠綠白橙藍白藍橙白棕棕2．雙絞線制作標準與網線類型③設備間連線主機路由器交換機MDIX交換機MDI集線器主機交叉交叉直通N/A直通路由器交叉交叉直通N/A直通交換機MDIX直通直通交叉直通交叉交換機MDIN/AN/A直通交叉直通集線器直通直通交叉直通交叉3．雙絞線網線的制作（1）準備好5類雙絞線、RJ-45插頭（水晶頭）和一把專用的壓線鉗。（2）用壓線鉗的剝線刀口將雙絞線的外保護套管劃開（注意不要將里面雙絞線的絕緣層劃破），刀口距雙絞線的端頭至少2cm。（3）將劃開的外保護套管剝去（旋轉、向外抽），露出雙絞線電纜中的4對雙絞線。（4）按照EIA/TIAT568-B標準和導線顏色將導線按規定的序號排好。（5）將8根導線平坦整齊地平行排列，導線間不留空隙，準備用壓線鉗的剪線刀口將8根導線剪斷。（6）剪斷電纜線。注意：一定要剪得很整齊。剝開的導線長度不可太短，可以先留長一些。不要剝開每根導線的絕緣外層。（7）將剪斷的電纜線放入RJ-45插頭試試長短（要插到底），電纜線的外保護層最后應能夠在RJ-45插頭內的凹陷處被壓實。反復進行調整。（8）在確認一切都正確后（特別注意不要將導線的順序排列反），將RJ-45插頭放入壓線鉗的壓頭槽內，準備最后的壓實。（9）雙手緊握壓線鉗的手柄，用力壓緊。（10）完成雙絞線網線的制作。4．網線的測試測試時，將雙絞線兩端的水晶頭分別插入主測試儀和遠程測試端的RJ-45端口，將開關開至“ON”（S為慢速擋），主機指示燈從1至8逐個順序閃亮。任務3：數據鏈路層及其案例【任務描述】數據鏈路層是OSI參考模型的第二層，在物理層提供服務的基礎上，向網絡層提供服務，在相鄰節點之間建立鏈路，傳送以幀為單位的數據信息，并且對傳輸中可能出現的差錯進行檢錯和糾錯，向網絡層提供無差錯的透明傳輸，為物理鏈路提供可靠的數據傳輸。相對高層而言，數據鏈路層的協議都比較成熟。數據鏈路層的有關協議是計算機網絡中基本的部分，在任何網絡中都是必不可少的層次。為此，有必要理解數據鏈路層的功能、標準和主要協議。3.3.1數據鏈路層的基本概念數據鏈路控制規程的基本功能包括以下部分。（1）把用戶（網絡層）的數據組成幀，幀的開頭和結尾都要有明確的標識。（2）提供識別和尋址一個特別發送端或接收端的手段，該發送端或接收端可能是多點連接的設備中的一個。（3）提供檢測和糾錯機制，以保證報文的完整性；還必須提供流量控制手段，使得發送端發送幀的速率不大于接收端接收幀的速率。數據鏈路層的物理地址尋址數據鏈路層的物理地址尋址如圖所示。節點1的物理地址為A，若節點1要給節點4發送數據，那么在數據幀的頭部要包含節點1和節點4的物理地址，在幀的尾部還有差錯控制信息。3.3.2數據鏈路層的功能1．幀同步在數據鏈路層，數據以幀為單位傳送。當傳輸出現差錯時，只需將有錯誤的幀進行重傳，而不需要將全部數據都重傳一次。每個幀除了要傳送的數據外，還包括檢驗碼，以使接收端能發現傳輸中的差錯。幀的組織結構必須使接收端能夠明確地從物理層收到的比特流中區分幀的起始與終止位，這是幀同步要解決的問題。常用的幀同步方法有如下4種。（1）字符計數法（2）帶字符填充的首尾界符法（3）帶位填充的首尾標志法（4）物理層編碼違例法3.3.2數據鏈路層的功能2．差錯控制功能差錯是指接收端收到的數據與發送端實際發出的數據出現不一致的現象。差錯控制最常用的方法是檢錯重發。接收端通過對差錯編碼（如奇偶校驗碼）的檢查，檢測收到的幀在傳輸過程中是否發生差錯，一旦發現差錯，通知對方重新發送該幀。這要求接收端收完一幀后，向發送端反饋一個接收是否正確的信息，使發送端據此做出是否需要重新發送的決定。發送端僅當收到正確的反饋信號后，才能認為該幀已經正確發送完畢；否則需要重發，直至正確為止。3．流量控制功能流量控制的作用是控制相鄰兩節點之間數據鏈路上的信息流量，使發送端發送數據的能力不大于接收端接收數據的能力，使接收端在接收前有足夠的緩沖存儲空間接收每一個字符或幀。滑動窗口協議是一種采用滑動窗口機制進行流量控制的方法。滑動窗口協議在提供流量控制機制的同時，還可以同時實現幀的確認和差錯控制。4．鏈路管理功能鏈路管理功能主要用于面向連接的服務。在鏈路兩端的節點進行通信前，必須確認對方已處于就緒狀態，并交換一些必要的信息對幀的序號初始化，然后才能建立連接，在傳輸過程中還要維持該連接。如果出現差錯，需要重新初始化，重新自動建立連接，傳輸完畢要釋放連接。數據鏈路層連接的建立、維持和釋放稱作鏈路管理。3.3.3典型案例：高級數據鏈路控制協議1．高級數據鏈路控制（HDLC）的基本知識HDLC是一種面向比特型的傳輸控制協議。HDLC支持全雙工通信，采用位填充的成幀技術，以滑動窗口協議進行流量控制。最大特點是數據不必是規定字符集，對任何一種比特流，均可以實現透明的傳輸。在鏈路上采用連續發送方式傳輸信息，發送一幀信息后，不用等待對方的應答即可發送下一幀，直到接收端發出請求重發某一信息幀時，才中斷原來的發送。為滿足不同應用場合的需要，HDLC定義了3種類型的通信站，2種鏈路結構及3種數據響應方式。3.3