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1、2023/4/3,1,组网技术与配置（第2版）,清华大学出版社,高等院校计算机教育系列教材,2023/4/3,2,组网技术与配置（第2版）（第1章）,清华大学出版社,高等院校计算机教育系列教材,第1章 计算机组网技术基础,2023/4/3,3,计算机组网技术基础,在计算机网络组网时，首先要了解组网要用到传输介质，网络中的计算机怎样通过连接器与网络线缆系统连接，最常用的传输介质是双绞线和光纤，这两种传输介质有什么特征，它们的连接器插头、插座是怎样的。,2023/4/3,4,第1章 提要,1 本章从计算机网络组网基本技术开始，联系具体的组网操作，结合组网技术的要求，介绍组网技术基本概念和方法。2
2、进一步说明网络传输介质的使用方法，连接器插头、插座的连接方法，两台计算机直连的方法。3 讨论组网用到的网络通信协议和网络操作系统，说明在选择网络软件时应注意的问题。4 最后讨论Intranet组网的技术和方法。,2023/4/3,5,第1章目录,1.1 传输介质及连接器使用 1.2 组网基本技术 1.3 组网软件基础 1.4 Intranet组网层次和技术 1.5 小 结,2023/4/3,6,1.1 传输介质及连接器使用,1.1.1 双绞线 1.1.2 同轴电缆 1.1.3 光纤 1.1.4 双绞线的组网工具及网线制作 1.1.5 双绞线组网连接方法 1.1.6 光纤连接器与光纤连接方法 1
3、.1.7 同轴电缆的组网连接方法,2023/4/3,7,基本知识,1网络传输介质用来提供信号传输的信道，提供信息传输的通路2有多种物理介质可用于实际的传输3每一种传输介质在数据传输率、传输时延、安装、维护和成本上有不同的特性。适应的网络应用环境也不同。4传输介质分为有线传输介质和无线传输介质。5 有线传输介质用于组建有线网络，无线传输介质用于组建无线网络。6在有线传输介质中，电信号的传播速度是光速的三分之二，即每秒20万Km（千米）。在无线传输介质中电信号的传播速度等于光速，为每秒30万Km（千米）。,2023/4/3,8,1.1.1 双绞线,1双绞线是由一对相互绝缘的导线缠绕在一起构成的，两
4、条导线缠绕在一起，可以降低导线之间的电磁干扰（线对上的差分信号具有共模抑制干扰的作用），也有助减少其它导线中的信号干扰这两根导线。2双绞线既可以传输模拟信号，也可以传输数字信号。3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。4双绞线分为屏蔽和非屏蔽两大类。,2023/4/3,9,双绞线的用途,图1.1 双绞线,双绞线在Ethernet网和Token Ring网中用得相当多，它常用作总线型拓扑结构或星形拓扑结构的连线。但由于双绞线在网络段最大长度上受到限制，因此双绞线作为传输介质适合于小范围的LAN配置。在以太网中双绞线的最大传输距离是100m（米），数据传输
5、率可以达到10Mbps、100Mbps、1000Mbps。,2023/4/3,10,5类非屏蔽双绞线的特性描述,2023/4/3,11,非屏蔽双绞线的特点,无屏蔽外套，直径小，节省所占用的空间。重量轻、易弯曲、易安装。将串扰减至最小或加以消除。具有阻燃性。具有独立性和灵活性,适用于结构化综合布线。,2023/4/3,12,非屏蔽双绞线的性能参数,衰减（Attenuation）衰减是沿链路的信号损失度量。近端串扰 直流电阻特性阻抗 衰减串扰比(ACR)电缆特性,2023/4/3,13,双绞线的标准测试数据,2023/4/3,14,屏蔽双绞线STP,屏蔽双绞线STP的构造由图1.4所示，是由两对或
6、者更多对铜绞线外层包着柔软的绝缘层，绝缘层外面是金属箔屏蔽层，最外层是塑料防护层。,外层,屏蔽网层,箔屏蔽,两对双绞线,绝缘层,图1.4 屏蔽双绞线构造,2023/4/3,15,1.1.2 同轴电缆,同轴电缆是最早用于数据网和局域网的一种线缆类型。同轴电缆的结构如图1.5所示，它中央是铜芯，铜芯外包着一层绝缘层，绝缘层外是一层屏蔽层,用于局域网的同轴电缆有两种：一种是为支持以太网设计的，用在符合IEEE 802.3标准Ethernet网络环境中，阻抗为50的电缆，又分为RG58A/U标准的细缆和RG11标准的粗缆，细缆的塑料外皮颜色为黑色，粗缆的塑料外皮颜色为黄色；另一种是专门用在ARCNET
7、网络环境中阻抗为93的电缆，为RG62标准。,2023/4/3,16,同轴电缆图示,塑料外层,屏蔽网层,铜芯,绝缘层,图1.5 同轴电缆构造,有线电视（CATV）同轴电缆用于电视机与闭路电视系统的连接，为RG59标准，阻抗为75的，塑料外皮的颜色为白色。,在以太网中使用的是RG58A/U标准的细缆和RG11标准的粗缆。,2023/4/3,17,同轴电缆的主要电气参数,同轴电缆的平均特性阻抗为502，沿单根同轴电缆的阻抗的周期性变化为正弦波,中心平均值3,其长度小于2米。同轴电缆的衰减一般指500米长的电缆段的衰减值。当用10MHz的正弦波进行测量时，它的值不超过8.5db（17db/公里），而
8、用5MHz的正弦波进行测量时，它的值不超过6.0db(12db/公里)。同轴电缆的最低传播速度为0.77C（C为光速）。同轴电缆直流回路电阻，电缆的中心导体的电阻与屏蔽层的电阻之和不超过10毫欧/米（在20下测量）。,2023/4/3,18,同轴电缆的测试参数,导体或屏蔽层的开路情况。导体和屏蔽层之间的短路情况。导体接地情况。在各屏蔽接头之间的短路情况。,2023/4/3,19,1.1.3 光纤,光纤具有圆柱形的形状，由传输光波的玻璃纤芯以及包围在纤芯外面的反射层组成，形成三部分：纤芯、包层和护套。,护套,包层,纤芯,图1.6 单根光纤构造,2023/4/3,20,光纤的工作原理,光纤利用全反
9、射传输对信号编码后的光束。在发送端需要用单色光作为光源，并且经调制后送入光纤。,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。,光源是光波产生的根源。光纤是传输光波的导体。光发送机的功能是产生光束,将电信号转变成光信号,再把光信号导入光纤。光接收机的功能负责接收从光纤上传输的光信号,并将它转变成电信号,经解码后再作相应处理。,2023/4/3,21,光纤的分类,传输点模数类 传输点模数类分为单模光纤（Single Mode Fiber）和多模光纤（Multi Mode Fiber）。折射率分布类 折射率分布类光纤可分为跳变式光纤和渐变式
10、光纤。室外和室内光纤 光纤从应用上分为室外和室内光纤。,2023/4/3,22,光纤与电缆线相比的优点,因为传输的形式是光，所以光纤不会引起电磁干扰也不会被干扰；光纤传输信号的距离比电缆线所能传输的距离要远得多，线路损耗低；与电信号相比，传输频带宽，通信容量大。光可以对更多的信息进行编码，所以光纤可在单位时间内传输比导线更多的信息；线径细,重量轻。抗化学腐蚀能力强。光纤制造资源丰富。,2023/4/3,23,光纤与电缆线相比的缺点,光纤的安装需要专门设备以保证光纤的端面平整以便光能透过；当一根光纤在护套中断裂（如被弯成直角），要确定其位置是非常困难的；修复断裂光纤也很困难，需要专门的设备熔接二
11、根光纤以确保光能透过光纤连接结合部。,2023/4/3,24,光纤的连接方式,可以将它们接入连接头并插入光纤插座。连接头要损耗10%到20%的光，但是它使重新配置系统很容易。可以用机械方法将其接合。方法是将两根小心切割好的光纤的一端放在一个套管中，然后钳起来。可以让光纤通过结合处来调整，以使信号达到最大。机械结合需要训练过的人员花大约5分钟的时间完成，光的损失大约为10%。两根光纤可以被融合在一起形成坚实的连接。融合方法形成的光纤和单根光纤差不多是相同的，但也有一点衰减。对于这三种连接方法，结合处都有反射，并且反射的能量会和信号交互作用。,2023/4/3,25,常用的光纤缆有,8.3m 芯、
12、125m 外层、单模。62.5m 芯、125m外层、多模。50m 芯、125m外层、多模。100m 芯、140m外层、多模。,2023/4/3,26,安普光纤线缆的特性,2023/4/3,27,光纤安装时用到一些术语,直径，:单位用mm表示。重量，用kg/km表示。拉力，拉力单位用N（牛顿）。对拉力分两种情况说明，安装时最大为2700N，安装后，即长期为440N。弯曲半径，:指光缆安装拐弯时的弯曲半径。,需要注意的是，在光纤设备工作时，不要用眼睛对着光纤接口看，因为光纤局域网使用的激光束是不可见的，但对人的视力会造成永久性损伤。,2023/4/3,28,1.1.4 双绞线的组网工具及网线制作,
13、双绞线的线序遵循EIA/TIA 568B和EIA/TIA 568A标准，分别称为B序排列和A序排列。以UTP-5为例，一条双绞线内有8根线，每2根绞在一起，组成4个线对，用橙、绿、蓝、棕4种颜色区分开来，每个线对的另一根线用白色与该线对颜色相间标识。,2023/4/3,29,A、B线序和线的颜色及排列,2023/4/3,30,网线用途与水晶头连接线序的规则,2023/4/3,31,B线序的4根线电信号的标识,2023/4/3,32,压线钳,2023/4/3,33,制作双绞线的过程,取一段适当长度的双绞线，两端用剪刀剪齐，用压线钳剥去一端的塑料包皮约10-13cm，注意不要剥的太长，避免划伤内部
14、细线。压线钳如图1.15所示。按所需要的线序规则，按线的排列顺序与线的颜色对应排好。用压线钳上的剪刀将头部剪齐用力将8根线并排塞入RJ45内，直至8根线全部顶到底部，8根线全部位于铜片下方。放松压线钳，将RJ45头用力塞入压线钳的RJ45插座内，直到塞不动为止，用力压下压线钳的手柄，直到锁扣松开。,2023/4/3,34,RJ45插头、座及配合,2023/4/3,35,做好的双绞线与水晶头、电缆测试仪,2023/4/3,36,1.1.5 双绞线组网连接方法,1.用集线器连接 2.用交换机连接,交换机 1,图1.12 用普通电缆进行堆叠连接,交换机 2,交换机 3,交换机 4,交换机 1,图1.
15、13 用普通电缆进行堆叠连接,交换机 2,交换机 3,交换机 4,2023/4/3,37,1.1.6 光纤连接器与光纤连接方法,ST型连接器，由氧化锆陶瓷插芯、尾纤后套及插芯头套构成，连接头的外壳部分是带有斜面锁钩的可旋转的金属圆壳。SC型连接器，外型为塑料矩形外壳，采用塑料工艺制造插针套管，是氧化锆整体型，端面磨成凸球面，插针尾部入口呈锥形，便于光纤的插入。FC连接器，外型与ST型连接器类似，中心部分与ST型连接器一样，是氧化锆陶瓷插芯，外壳是带有螺纹的可旋转的金属圆壳。,2023/4/3,38,光纤SC插头示意图,图1.14 光纤SC插头示意图,2023/4/3,39,光纤剥离工具,202
16、3/4/3,40,法兰盘与连接头,法兰盘也称为耦合器，是光纤的插座，对应光纤的插头，有ST、SC、FC法兰盘，形状和构造与光纤连接头相配。法兰盘安装在光纤终端盒，也称为光纤接续箱，也可以是使用光纤的设备上，光纤连接头插入光纤插座。,2023/4/3,41,光纤连接头的接法,清洁ST连接器头，去掉保护帽，用蘸有酒精的棉花轻轻擦拭连接器头。清洁法兰盘，去掉法兰盘上的保护帽，用蘸有酒精的杆状清洁器，穿过耦合孔，插入法兰盘内部檫干净。使用罐装气，吹去法兰盘内的灰尘。将ST头的槽口对准法兰盘的突起，把ST头插入法兰盘，插入后扭转ST头使其锁定。ST型光纤连接头是通过插头插座的卡口进行锁定连接，FC型是通
17、过将连接头像拧螺丝一样把插头拧紧在法兰盘上。SC型连接头是方型的，直接插入即可。,2023/4/3,42,光纤跳线,2023/4/3,43,光纤终端盒,2023/4/3,44,光纤连接的测试方法,连续性和衰减损耗，测量光纤的输入/输出功率，分析光纤的衰减损耗，确定光纤连续性和发光损耗的位置。连通性测试，只需在光纤一端导入光线，例如阳光，在光纤的另一端观察是否有光线，测试时在远地端用手遮挡或不遮挡光纤端点，在本地的光纤端点可以观察到微弱的光亮变化，判定光纤中是否存在断点。损耗测试，采用插入式测试方法，使用一个光源和一台光功率测量仪，选择参考点a，测出从已知光源位置b到参考点a的功率值Pb，再测出
18、从光源b到光缆另一端c的损耗功率值Pc，则从b端到c端的功率损耗A=Pb-Pc。收发功率测试，用于测定布线系统光纤链路的损耗，使用光纤测试仪和一段光纤跳线。,2023/4/3,45,1.1.7 同轴电缆的组网连接方法,185 m,05 m,图1.19 细缆10Base-T连接标准,2023/4/3,46,同轴电缆的组网连接步骤,剥开同轴电缆，露出网状屏蔽层、绝缘层和铜芯导线，如图1.29所示。把BNC连接头接到同轴电缆，BNC接插件包括压接柱体、中心引线和实际的接插件，用压接工具将引线轻轻地压接在电缆上，然后将电缆放入接插件中，并将压接柱体移到屏蔽层和电缆上，压接到位置上。将BNC头的两根同轴
19、电缆接到T型头的两个直通端，旋转使BNC头与T型头卡住。将T型头插入网卡上的BNC插座上。继续连接好各台计算机。在同轴电缆的两端接上端点匹配器。,2023/4/3,47,同轴电缆、连接器图示,2023/4/3,48,细同轴电缆连接的5-4-3规则,925 m,工作站,中继器,图1.22 细同轴电缆连接的5-4-3规则,2023/4/3,49,1.2 组网基本技术,1.2.1 网络拓扑结构 1.2.2 结构化布线技术 1.2.3 两台计算机直连的方法 1.2.4 通过PSTN连接的方法,2023/4/3,50,1.2.1 网络拓扑结构,网络拓扑结构,2023/4/3,51,1.2.2 结构化布线
20、技术,1.结构化布线系统的作用 2.结构化布线要求和特点 3.综合布线系统的标准及发展 4.网络布线的设计规则 5.结构化布线的体系结构 6.传输介质以及布线硬件的规格,2023/4/3,52,1.2.3 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,2023/4/3,53,从桌面选择直接电缆连接,2023/4/3,54,直接电缆连接对话框,2023/4/3,55,1.2.4 通过PSTN连接的方法,2023/4/3,56,1.3 组网软件基础,1.3.1 网络通信协议 1.3.2 选择网络通信协议 1.3.3 网络操作系统的选择 1.3.4 常用的网络操作系统 1.3.5
21、 网络配置软件,2023/4/3,57,1.3.1 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。,2023/4/3,58,局域网中的网络通信协议,TCP/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。IPX/SPX协议是Novell公司网络操作系统Netware用的通信协议集。NetBEUI协议是Micros
22、oft给出的本地网络协议。DLC（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。,2023/4/3,59,1.3.2 选择网络通信协议,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；选用网络协议的高版本，因为协议高的版本性能好；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。,2023/4/3,60,1.3.3 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
23、提供服务的网络协议和有关软件的集合。网络操作系统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。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,2023/4/3,61,1.3.4 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,2023/4/3,62,1.3.5 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
24、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。,2023/4/3,63,1.4 Intranet组网层次和技术,1.4.1 Intranet组网采用的技术1.4.2 Intranet方案设计中的层次结构 1.4.3 千兆Intranet的协议结构 1.4.4 Intranet组网的基本问题 1.4.5 大中型Intranet方案设计 1.4.6 Intranet组网技术问题分析,2023/4/3,64,1.4.1 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
25、CSMA/CD信道访问协议传输介质普遍使用双绞线和光纤。,2023/4/3,65,1.4.2 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：企业主骨干网；数据中心；边缘交换机，以及楼层配线间设备到桌面（部门局域网）。,2023/4/3,66,1.4.3千兆Intranet的协议结构,2023/4/3,67,1.4.4 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 4.网管问题,2023/4/3,68,1.4.5 大中型Intranet方案设计,2023/4/3,69,1.4.6 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 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。对IEEE802.3的CSMA/CD也可能在今后给出不小的变化，,
