1. 计算机组网技术基础
1.1 传输介质及连接器的使用
传输介质分类:
(1)有线传输介质(组建有线网络):双绞线、同轴电缆、光缆
(2)无线传输介质(组建无线网络):利用电磁波在空间的传输,按频段不同分为: 无线电传输、微波传输、红外线传输、激光传输
1.1.1 双绞线
(1)双绞线既可以传输模拟信号,也可以传输数字信号。
(2)双绞线的数据传输率(带宽)与材质物理特性、绝缘壁的厚度、绞合密度和传输
距离有关。常用作总线结构或星型结构。适合于局域网,最大距离100m (4)双绞线分为屏蔽和非屏蔽两大类。
a. 非屏蔽双绞线UTP
特点:(1)无屏蔽外套,直径小,节省所占用的空间。(2)重量轻、易弯曲、易
安装。(3)将串扰减至最小或加以消除。(4)具有阻燃性。(5)具有独立
性和灵活性,适用于结构化综合布线。
连接器:RJ-45接头(水晶头)
b. 屏蔽双绞线STP
1.1.2 同轴电缆
用于局域网的同轴电缆分类:
(1)支持以太网设计,符合IEEE 802.3标准:RG58A/U标准的细缆; RG11标准的
粗缆
(2)ARCNET网络环境: RG62标准
(3)有线电视同轴电缆用于电视机与闭路电视系统的连接:RG59标准 细缆通过T型头与有BNC接口网卡的设备相连 粗缆经过粗缆收发器
1.1.3 光纤(光纤的结构)
光纤具有带宽高、可靠性高、数据保密性好、抗干扰能力强等特点,适用于长距离、高
数据传输率的场合。 光纤的工作原理 :光纤通信系统是以光波为载体、光导纤维为传输媒体的通信方式,
起主导作用的是光源、光纤、光发送机和光接收机。 连接器:ST型连接器 SC型连接器 FC型连接器
1.1.4 双绞线的组网工具及网线制作
A、B线序和线的颜色及排列
线序 B A
1 橙白 绿白
2 橙 绿
3 绿白 橙白
4 蓝白 蓝白
5 蓝 蓝
6 绿 橙
7 棕白 棕白
8 棕 棕
网线用途与水晶头连接线序的规则 :(MDI :与介质相关 ) MDIX:与介质无关
网线的用途
交换机/Hub--计算机 计算机--计算机
交换机/Hub--下级交换机/Hub(普通口) 交换机/Hub--下级交换机/Hub(Uplink口)
两端RJ45水晶头线
B-B或A-A B-A或A-B B-A或A-B B-B或A-A
1.1.5 双绞线组网连接方法
(1).用集线器连接 (5-4-3法则 )
? 两台计算机之间不能超过5段线
? 计算机与计算机之间不能超过4台集线器 ? 连接路径上只能有3台集线器连接计算机 (2).用交换机连接(堆叠和级联)
堆叠(同型号交换机,提供堆叠端口)电缆不超过5米 级联(不同型号交换机)电缆可达500米
1.1.7 同轴电缆的组网连接方法
细同轴电缆连接的5-4-3规则 ? 网络连接不能超过5段线 ? 4台网络延长设备 ? 3个网段连接计算机
1.2 组网技术基础(直连、局域网)
1.2.1 网络拓扑结构
总线型,环型,星型,树型,回路型,全连接或网状型,不规则型,卫星或无线电型
1.2.2 结构化布线技术
1.结构化布线:也叫综合布线系统的概念 Premises Distribution System,PDS) 是一种模块化、灵活性极高的建筑物或建筑群内的信息传输系统,是一个能够支持任何用户选择的语音、数据、图形图像应用的电信布线系统。 2. 结构化布线的特点
(1)实用性 能支持多种数据通信,多媒体技术及信息管理系统;2)灵活性 何接点可接入任何设备;3)开放性 支持多家产品;4)模块化 接插件都是积木式结构;5)扩展性 新设备易接入;6)经济性 次投入,长期受益。
3. 综合布线系统的标准
(1)EIA/TIA586A/B商用建筑物电信布线标准。 (2)ISO/IEC11801国际标准 ?? 4. 网络布线的设计规则 (1).一次性充分铺足;(2).光纤优先作为传输介质;(3).光缆铺设方式为架空或直埋;(4).适当冗余;(5).遵循最长距离受限制的规范。 5. 综合布线系统结构 (1).工作区子系统:由连接线和连接器组成。
指的是用户设备与信息插座之间的连接线缆及部件。
(2).水平子系统:水平线缆、用户信息插座和配线设备组成。
指楼层平面范围内的信息传输介质(如双绞线、同轴电缆和光缆等)。 (3). 垂直主干子系统:连接通信室、设备间和入口设备 提供建筑物的干线的线缆路由。
(4). 设备间子系统:由连接各种设备的线缆和适配器组成。
是安装在设备室(网络中心、子网设备间)和电信室的布线系统,
(5). 管理子系统:包括:大楼的主配线架、楼层分配线架、跳线和转换插座组成
连接水平电缆和垂直干线,实现楼层干线与水平布线的交接。
(6). 建筑群子系统: 将一建筑物内的线缆延伸到另一建筑物内的通信设备,包括室
外设备和中继器等。
1.2.3 两台计算机直连的方法
1.通过串行接口连接;2.通过并行接口连接;3.通过USB口进行相连 。 1.2.4 通过PSTN连接的方法 PSTN (public switched telephone network)
1.3 组网软件基础(协议、操作系统)
1.3.1 网络通信协议
网络通信协议
? 通信协议是计算机网络中计算机相互交流信息的语言。
? 网络通信协议是计算机网络中的计算机在通信时必须遵循双方认可的规则和约定。 ? 网络协议有三个要素:语法;语义;同步。
? 网络通信协议用协议数据单元PDU描述和实现。
? PDU是一个由二进制位组成的数据块,由控制部分和数据部分组成,控制部分包含
有若干个字段。 局域网中的网络通信协议
⑴TCP/IP协议是广泛应用于各种计算机网络的通信协议,是因特网的语言 。 ⑵IPX/SPX协议是Novell公司网络操作系统Netware用的通信协议集。 ⑶NetBEUI协议是Microsoft给出的本地网络协议 。
⑷DLC(Data Link Control)数据链路控制协议,用于实现大型计算机与局域网的连接和网络打印机的连接 。
1.3.2 选择网络通信协议
⑴一个网络尽量只选择一种网络协议,避免协议过多占用内存空间,不利于网络管理,影响计算机运行速度;⑵选用网络协议的高版本,因为协议高的版本性能好;⑶注意网络环境中各计算机设备的网络协议选取要尽量一致,因为不一致会导致计算机间无法通信。
1.3.3 网络操作系统的选择
计算机网络操作系统:是网络环境下的操作系统。
网络操作系统:是使网络中各台计算机设备能够共享网络资源,进行数据传输,为网络用户提供服务的网络协议和有关软件的集合。
网络操作系统 (1)应该具有普通操作系统所具有的处理机管理、存储器管理、设备管
理、文件管理、I/O管理功能;(2)还要具有网络通信和网络管理功能,提供网络用户与网络环境之间的接口。
1.客户/服务器型的网络操作系统 2.对等型网络操作系统
1.3.4 常用的网络操作系统
1.UNIX操作系统; 2.Linux操作系统; 3.Netware操作系统;4.Windows网络操作系统 。
1.3.5 网络配置软件
网络配置软件有:网卡驱动程序;两台计算机直连的通信软件;路由器配置软件;交换机配置软件;代理服务器配置软件;各种服务器软件等;设备驱动程序是用于计算机系统控制网络环境特定硬件设备的软件。
1.4 Intranet组网层次和技术
1.4.1 Intranet组网采用的技术
企业网的建设属于局域网组网。首先涉及到网络的拓扑结构、使用的传输介质、信道访问协议的选择。目前企业网所采用的主导技术是千兆以太网技术,遵循CSMA/CD信道访问协议;传输介质普遍使用双绞线和光纤。
1.4.2 Intranet方案设计中的层次结构
企业网络方案设计一般按层次给出三级网络结构:① 企业主骨干网(楼宇千兆交换机连接,传输率为1Gbps);② 数据中心;③ 边缘交换机,以及楼层配线间设备到桌面(部门局域网)。
1.4.3 千兆Intranet的协议结构 1.4.4 Intranet组网的基本问题
1.原有网络的升级、改造问题;2.传输介质的选取;3.交换设备的选取问题(主干与边缘交换机 );4.网管问题 (SNMP协议)
1.4.5 大中型Intranet方案设计
大中企业网络的二级网络结构:主干层和边沿交换机
1.4.6 Intranet组网技术问题分析
1.需求分析的重要作用;2.综合布线的考虑(集中式布线或分散式布线) ;3.进一步需要考 虑的问题 。
TCP/IP在安全性方面存在许多隐患和不足,正在研究的工作如IPv6扩充IP地址、Ipsec安全协议等。
2. 计算机网络组网设备
2.1 网络适配器(网卡)
2.1.1 网络适配器的作用和连接
? 网卡的基本功能:提供网络中计算机主机与网络电缆系统(通信传输系统)之间的接口,实现主机系统总线信号与网络环境的匹配和通信连接,接收主机传来的各种控制命令,并且加以解释执行。 ? 网卡完成数据链路层的功能。
? 现在网卡都支持全双工模式,也称为双向同时传输。
? 网卡插在每台工作站和服务器主机板的扩展槽里。工作站通过网卡向服务器发出请求,当服务器向工作站传送文件时,工作站也通过网卡接收响应。
①网卡的物理地址:网卡地址也称为MAC(Medium Access Control)地址或物理地址 (ipconfig all)
②中断号:计算机主机与外部设备通信的方法有4种:无条件传送;查询;中断和直接内存访问DMA。网卡采用中断方式工作
③输入/输出地址范围
④双向同时传输:目前的网卡均支持双向同时传输
2.2 调制解调器
? 调制解调器也称为信号变换设备,也叫做数据电路端接设备DCE,按照计算机网络
两级子网的划分,它属于通信子网,但是它是用户端的设备。
? 数字信号的调制实际上是用基带信号对载波信号的三个特征参数:幅度、频率和相
位进行调制,使这些参数随基带脉冲信号的变化而变化。
2.2.1 调制方式
调制方式可分为:幅移键控法ASK (Amplitude-Shift Keying)、频移键控法FSK(Frequency-Shift Keying)、相移键控法PSK(Phase-Shift Keying)三类,分别称为:调幅AM(Amplitude Modulation)、调频FM(Frequency Modulation)、调相PM(Phase Modulation)。
2.3 集线器和中继器
2.3.1 集线器 (物理层)
? 集线器又称为HUB,实质上为多端口的中继器;
? 在使用时,可以把集线器连接的网络看成一个共享式总线,在集线器的内部,各端
口之间相互连在一起的;
2.3.2 中继器(物理层)
? 中继器用于同种局域网络的互连,是在物理层次上实现互连的网络互连设备,用于
扩展网段的距离。 ? 中继器常用来将几个网段连接起来,通过中继器将信号放大,然后在另一个网段上
继续传输。
2.4 网桥
2.4.1 网桥的功用
? 网桥是一种在数据链路层实现局域网络互连的存储转发设备。
? 局域网络结构上的差异体现在介质访问协议MAC上,因而网桥被广泛用于异种局域网的互连。
? 网桥从一个网段接收完整的数据帧,进行必要的比较和验证,然后决定是丢弃还是
发送给另外一个网段。
? 转发前网桥可以在数据帧之前增加或删除某一些字段,但不进行路由选择。 ? 网桥具有隔离网段的功能,在网络上适当地使用网桥可以起到调整网络的负载,
2.4.2 网桥的工作原理
网桥按工作原理分为两类:
(1)透明网桥,也叫生成树桥,(2)另一类称为源选路径桥。 网桥的问题是:
? 网桥对接收的帧要先存储和查找站表,决定是否转发,增加了时延; ? 网桥在MAC子层并没有流量控制功能;
? 网桥连接只能适用通信量不是很大的应用;
? 若同时有大量的向其他网段转发的通信量,容易形成广播风暴。
2.5 路由器
2.5.1 路由器的作用
? 路由器是实现异种网络连接的互连设备,工作在OSI的第三层 。 ? 路由器在转发分组时,依据的是网络层分组头部的路由信息。
2.5.2 路由器的工作原理
? 路由器可以根据网络层的协议类型、网络号、主机的网络地址、子网掩码、高层协议的类型等来监控、拦截和过滤信息。
? 路由器还有流量控制能力,可以采用优化的路由算法均衡网络负载,减少网络拥塞
的发生。