第3章 计算机网络的物理组成和设备第3章 计算机网络的物理组成和设备n3.1 网卡n3.2 传输介质n3.3 集线器n3.4 交换机n3.5 路由器n3.6 其他网络设备n3.7网线制作实验ch03 计算机网络的物理组成和设备23.1 网卡n计算机通过网络接口卡（Network Interface Card，NIC，简称为网卡）连接到网络，网卡 负责将计算机内部数据转换成适合在网络上传 输的格式；每块网卡都有一个唯一的物理地址 ，称为MAC地址，在通信过程中，通过数据包 中的MAC地址来识别相应的计算机。n用户选购网卡时，要关心三个参数：网络接口 类型、带宽/速率、与主机（主板）的接口类 型。ch03 计算机网络的物理组成和设备3有线网络网卡n对于有线网络，根据网络接口不同，网卡可分 为细缆口、粗缆口、双绞线口和光缆口；根据 网卡的带宽不同，网卡可分为10M、100M、 10/100M自适应、1000M、10/100/1000M自 适应和10G网卡；而根据网卡在主板接口上的 接口又可分为ISA接口、PCI接口、EISA接口 和MCA接口等，目前最普遍的是PCI接口的网 卡。ch03 计算机网络的物理组成和设备4ch03 计算机网络的物理组成和设备5RJ45双绞线接口的网卡细缆接口的网卡无线网络网卡n对于无线网络，根据网卡与主机的接口不同分 为PCMCIA接口、PCI接口、USB接口；根据 速率不同，又可分为11Mbps（802.11b）、 54Mbps（802.11a）、11Mbps/54Mbps自适 应（802.11g）三种。ch03 计算机网络的物理组成和设备63.2 传输介质n所谓传输介质通俗地说就是用于计算机网络进 行数据通信的传输材料。按其性质划分，常用 的传输介质可分为有线介质和无线介质两种； 有线介质包括电话线、双绞线、同轴电缆、光 导纤维等；无线介质则可分为卫星、微波、红 外线、激光等。n衡量介质的传输能力的标准是带宽（Band）。 带宽越大传输能力越强。ch03 计算机网络的物理组成和设备7有线传输介质n双绞线：双绞线是一种将两根绝缘铜线按一定的密度 互相绞在一起的导线。通过互相交叉，可以减少串扰 及信号放射影响的程度，每一根导线在导电传输中发 出的电波会被另一根线上发出的电波所抵消。双绞线 分为非屏蔽双绞线（UTP）和屏蔽双绞线（STP）二 种。对于非屏蔽双绞线，有5种类型，其中1类和2类线 通常用于语音传输，35类线用于计算机局域网的数 据传输，3类线的传输速率为10Mbps，4类线的传输速 率为20Mbps，5类线的传输速率为100Mbps。ch03 计算机网络的物理组成和设备8有线传输介质n同轴电缆：同轴电缆的内芯是单根导线，内芯 周围是绝缘材料层，再向外是一层屏蔽金属网 ，最外边是一层绝缘材料的护套， 如图所示。 同轴电缆的抗干扰性能较强。ch03 计算机网络的物理组成和设备9有线传输介质n目前有两种应用广泛的同轴电缆：75欧姆同轴电缆，主要用于模拟传输，又称为宽带 电缆，在有线电视网络系统中，使用的都是75欧姆 的同轴电缆作为传输介质。50欧姆同轴电缆，主要用于传输数字信号，又称为 基带电缆，50欧姆的同轴电缆又可分为两种： 粗缆：传输带宽为10Mbps，最大传输距离为500m，最多可以连接100个站点； 细缆：传输带宽为10Mbps，最大传输距离为185m，最多可以连接30个站点；ch03 计算机网络的物理组成和设备10有线传输介质n光纤：光导纤维是一种细小柔软并能传导光线 的介质，中心是玻璃芯，芯外面包围着一层折 射率比芯低的玻璃封套，最外面是一层薄的塑 料外套，如图所示。在实际使用中，通常将多 根光纤放在一块，并在外面包上保护介质，组 成光缆。ch03 计算机网络的物理组成和设备11有线传输介质n光纤的种类很多，按光在光纤中的传输模式可分为单 模光纤(SMF)和多模光纤(MMF)。光纤的工作波长有 短波长0.85m、长波长1.31m和1.55m。n多模光纤的中心玻璃芯较粗(50或62.5m)，可传多种 模式的光。但其模间色散较大，而且随距离的增加会 更加严重。多模光纤传输的距离比较近，一般只有几 公里。n单模光纤的中心玻璃芯很细(芯径一般为9或10m)，只 能传一种模式的光。因此，其模间色散很小，适用于 远程通讯，通常的传输距离都为2KM以上。ch03 计算机网络的物理组成和设备12有线传输介质n光连接器的类型很多，有ST、SC、LC、MTRJ、BNC 、FC等各种类型，相应的光跳线就有LC到LC、ST到 SC等各种型号。如图所示。ch03 计算机网络的物理组成和设备13LC/LCFC/FCSC/STMTRJ/ MTRJ有线传输介质n电力线： PLC（Power Line Communication） 即电力线通信，利用普通的电力线组建网络进 行通信。PLC利用GMSK或OFDM调制技术将 用户数据进行调制，然后在传输电流的电力线 上进行传输，在接收端，先经过滤波器将调制 信号滤出，再经过解调，就可得到原通信信号 。目前可达到的通信速率为14M。ch03 计算机网络的物理组成和设备14无线传输n微波传输：无线电数字微波通信系统在长途大容量的 数据通信中占有及其重要的地位，其频率范围为 300MHz300GHz。微波通信主要有两种方式：地 面微波接力通信和卫星通信。微波在空间主要是直线传播，由于地球表面是个曲面，因此 其传播距离受到限制且与天线的高度有关，一般只有50km左 右，长途通信时必须建立多个中继站，如果中继站采用100m 高的天线塔，则接力距离可增大到100 km。 卫星通信就是利用位于3万6千公里高空的人造地球同步卫星 作为太空无人值守的微波中继站的一种特殊形式的微波接力 通信。卫星通信最大特点就是通信距离远，频带比微波接力 通信更宽，通信容量更大，误码率也较小。卫星通信的缺点 是传播时延较长。ch03 计算机网络的物理组成和设备15无线传输n无线电短波传输：无线电短波是指波长在10100米的电磁波，其频 率为330兆赫兹。在这个频段，电波可以通过高 层大气的电离层进行折射或反射而回到地面达到远 距离通信，当电波被地面再次反射而由天空二次返 回时，传送距离更远，多次反射的电波可以实现全 球通信。短波通信可以传送电报、电话、传真、低速数据和 语音广播等多种信息。在卫星通信出现以前，短波 在国际通信、防汛救灾、海难求援以及军事通信等 方面发挥了独特的重要作用。ch03 计算机网络的物理组成和设备16无线传输n红外线传输：红外线传输是一种利用红外线进行点对点通信的技 术，它把要传输的信号转换成红外光信号直接在自 由空间沿直线进行传播，它比微波通信具有更强的 方向性，难以窃听、插入数据和进行干扰，因此其 保密性很强。但红外线和激光对雨雾等环境干扰特 别敏感，易受气候的影响。红外线传输速率已达到16Mb/s标准，对于要求传 输速率高、使用次数少、移动范围小、价格比较低 的设备，如打印机、扫描仪、数码像机等，红外线 传输技术得到了非常广泛的应用。ch03 计算机网络的物理组成和设备17无线传输n蓝牙技术：蓝牙是一种短距无线通信的技术规范，工作频段为 全球统一开放的2.4GHz频段。由于蓝牙体积小、功 率低，其应用已不局限于计算机外设，几乎可以被 集成到任何数字设备之中，特别是那些对数据传输 速率要求不高的移动设备和便携设备。蓝牙采用电路交换和分组交换技术，支持异步数据 信道、三路语音信道以及异步数据与同步语音同时 传输的信道。当采用对称信道传输数据时，速率最 高为342.6kbit/s。蓝牙采用了跳频方式来扩展频谱，具有很好的抗干 扰性。ch03 计算机网络的物理组成和设备18无线传输n无线局域网：无线局域网是目前最新，也是最为热门的一种局域 网，特别是Intel自2003年3月份推出首款自带无线 网络模块的迅驰笔记本处理器以来，无线局域网得 到了迅速的普及和发展。在无线局域网中，普遍采 用的是802.11协议族，它们分别是802.11、802.11a 、802.11b和802.11g。ch03 计算机网络的物理组成和设备193.3 集线器n按照ISO/OSI RM的定义，集线器（HUB）属于物理 层的设备，具有两个功能，一个功能是将信号放大， 以支持更远的传输距离，相当于中继器的功能；另一 个功能是将机器互联，以组成一个星型的网络。如图 所示。因此，集线器又叫多口中继器。n连在同一个集线器上的所有计算机处在同一冲突域和 同一广播域，并且所有计算机 共享集线器的带宽。因此，集 线器通常用于对通信带宽要求 不是很高的环境。ch03 计算机网络的物理组成和设备203.4 交换机n交换机是一种基于MAC（网卡的硬件地址）识别，能 完成封装转发数据包功能的网络设备。交换机工作在 ISO/OSI RM的第二层数据链路层。本质上，交 换机就是一个多端口的网桥。n由于交换机采用接收、查表、转发的工作方式，交换 机的各个端口分属于不同的冲突域，因此能有效提高 交换性能和数据转发能力。n衡量一台交换机的主要参数包括端口线速度、背板带 宽、地址表大小、数据转发速率等。ch03 计算机网络的物理组成和设备213.5 路由器n路由器工作在OSI RM的第三层，即网络层。路由器 能把多个不同的网络互联起来，形成一个能互相通讯 的大网络。同一交换机连接的所有计算机属于同一个 子网，但路由器连接的计算机则属于不同的子网。n与交换机相比，路由器的异构网互联能力、阻塞控制 能力和网段的隔离能力 等方面都要强于交换机， 由于路由器能够隔离广 播信息，从而可以将广 播风暴的破坏性隔离在 局部的网段之内。ch03 计算机网络的物理组成和设备223.6 其他网络设备n无线AP：即无线访问接入点(Access Point)。无线AP是组建小型无线局域网最常用的设备，它在介质访问 控制子层MAC中扮演无线工作站及有线局域网络的桥梁，最 大连接距离可达300英尺。有了无线AP，就如一般有线网络 的HUB一般，无线工作站可以快速且轻易地与现有有线网络 连结，同时，无线AP覆盖范围内的无线工作站之间还可以通 过它进行相互通信。用户选购无线AP时还应注意其所支持的协议标准，相关的协 议标准有802.11a、802.11b、802.11g。ch03 计算机网络的物理组成和设备23其他网络设备n粗缆收发器：在一个由粗缆组建的网络中，通过粗缆收发器来接收线路上 的信号并将其传送到相连的计算机网卡，同时负责将网卡发 送来的信号传送到线路上，并进行碰撞检测与避免。用细缆 构造网络时，由于收发器电路已集成到网卡上，所以不再需 要外加的收发器。ch03 计算机网络的物理组成和设备24其他网络设备n光纤收发器：光纤收发器又叫光电转换器，是一种将短距离的双绞线电信 号和长距离的光信号进行互换的以太网传输媒体转换单元。光纤收发器按传输速率可分为10M、100M、10/100M自适应 和1000M的光纤收发器；按工作方式分为工作在物理层的光 纤收发器和工作在数据链路层的光纤收发器；如果从结构角 度来看分桌面式（独立式）光纤收发器和机架式光纤收发器 ；按接入光纤的不同又有多模光纤收发器和单模光纤收发器 两种叫法。ch03 计算机网络的物理组成和设备25其他网络设备n水晶头与网线制作工具：水晶头网线压线钳ch03 计算机网络的物理组成和设备263.7 网线制作实验n1、准备工作：RJ45卡线钳一把水晶头若干双绞线n2、制作步骤共有四步，可以简单归纳为四个字：“剥”，“理”，“ 插”，“压”。ch03 计算机网络的物理组成和设备27网线制作实验n步骤一 剥线ch03 计算机网络的物理组成和设备28网线制作实验n步骤二 理线ch03 计算机网络的物理组成和设备29网线制作实验n步骤三 插线ch03 计算机网络的物理组成和设备30网线制作实验n步骤四 压线ch03 计算机网络的物理组