第三章第三章 网网络传输介介质与与互互联设备2第三章第三章 网络传输介质与互连设备网络传输介质与互连设备3第三章第三章 网络传输介质与互连设备网络传输介质与互连设备1网络传输介质网络传输介质2网络互联设备网络互联设备4 掌握常用的网络传输介质的特点和使用场合。 掌握双绞线缆的制作方法并实现双机互连。 了解网卡的特性与应用场合，掌握网卡的安装方法。 了解集线器的特性与应用场合，掌握集线器的使用方法。 掌握交换机的工作机制、种类、特点及基本配置方法。学习目标学习目标1、知识目标、知识目标 5 人的一生中和选择路由一样，也是一个不断选择的过程。有时候关键的一步将会决定一个人一生的命运。对于在校学习的学生，更应当珍惜学校生活，为自己的将来打好基础。2、技能目标、技能目标3、情感目标、情感目标 通过本次课程学生能针对不同的应用场合制作各种RJ45双绞连线，并认识基本的网络互连设备。学习目标学习目标6互联设备互联设备（集线器、交换机、路由器等）（集线器、交换机、路由器等）工作站工作站 传输介质传输介质网卡网卡服务器服务器 计算机计算机网络基本组网络基本组成（硬件、成（硬件、软件）软件）计算机计算机网络硬件设网络硬件设备备导入导入 7 概概 念念服务器：网络服务之核心，一台或多台规模较大/配置较高的计算机（具备高速处理及快速存取功能的存储器），提供：文件服务/打印服务/邮件服务等网络服务。工作站：广义上的用户。每一台连到网络上的个人计算机（PC），支持：多种网络协议（最广泛使用的TCP/IP协议）传输介质：用于连接网络间的设备，因每种传输介质的电气性质的差异，存在连接速率、效率差异。83.1 3.1 网络传输介质网络传输介质u双绞线(局域网使用最广泛的一种传输介质，屏蔽层加强了传输信号的能力，速率：10Mbit/s100Mbit/s，1Gbit/s)。u同轴电缆：主要用于有线电视网传播电视信号。有：宽带同轴电缆（粗缆）、基带同轴电缆（细缆）。因接触点易氧化而产生网络故障，已逐渐被双绞线所取代。u光导纤维：光导玻璃/塑料芯构成，远距离网络连接/主干网络中的重要传输媒介，随制造工艺改进将成为主流。u微波/红外线/激光等。常用传输介质常用传输介质91 1结构结构 两根绝缘铜线拧成有规则的螺旋形（按一定密度规则螺旋排列） 内部绝缘保护层铜导线对（1对/两根，共4对/8根）铜质细线颜色及线序：3.1 3.1 网络传输介质网络传输介质一、双绞线一、双绞线102 2、特性、特性 具有绝缘保护层的铜导线对按一定密度，规则螺旋互绞在一起，每一对线对作为一条通信链路；可降低在传输过程中辐射的电磁波被另一根导线产生的电磁波抵消）；成本低，速度快，可靠性高。3 3、应用、应用适合近距离数据传输，广泛应用于语音和100Mb/s网络数据传输。 用于网络的双绞线和用于电话系统的双绞线是有差别的。3.1 3.1 网络传输介质网络传输介质114 4、分类、分类 非屏蔽双绞线非屏蔽双绞线（UTP，Unshielded Twisted-Pair）、 屏蔽双绞线屏蔽双绞线（STP，Shielded Twisted-Pair）。 EIA/TIA为非屏蔽双绞线制定了布线标准，该标准包括5类UTP。CAT1（第1类双绞线）：可用于电话传输，但不适合数据传输，这一级电缆没有固定的性能要求。CAT2（2类双绞线）：可用于电话传输和最高为4Mbit/s的数据传输，包括4对双绞线。CAT3（第3类双绞线）：可用于最高为10Mbit/s的数据传输，包括4对双绞线，常用于10BaseT以太网。3.1 3.1 网络传输介质网络传输介质12CAT4（第4类双绞线）：可用于16Mbit/s的令牌环网和大型10BaseT以太网，包括4对双绞线。其测试速度可达20Mbit/s。CAT5（第5类双绞线）：可用于100Mbit/s的快速以太网，包括4对双绞线。CAT5E（超5类双绞线）：支持1000Mbase-T网络数据传输，基本取代了CAT5（可达：125Mb/s）。CAT6（第6类双绞线）：传输频率：250MHZ，传输速率：1000Mb/s，主要用于语音传输、1000Base-T网络传输。CAT7（第7类双绞线）：线缆的一个新标准，预计带宽可达600Mb/s3.1 3.1 网络传输介质网络传输介质13CATCAT（categorycategory：种类，部门，类目） 计算机网络综合布线普遍使用CAT5以上性能电缆，目前应用较多的目前应用较多的双绞线主要为：双绞线主要为：CATE5CATE5、CAT6CAT6。 带宽带宽（传输频率：MHZMHZ） 传输速率：传输速率：Mb/sMb/s 带宽与传输速率的关系：带宽与传输速率的关系：成正比（带宽越高，传输速率越快）因信号之传输和编码方式不同，相同带宽可达到不同传输速率。 NBase-T/Tx/Fx/LxNBase-T/Tx/Fx/Lx（10Base-T/100Base-T/1000Base-T10Base-T/100Base-T/1000Base-T）：N数据传输速率传输速率 ，BaseBase基带信号（线路中传输的是经过编码的数字信号），T/TX（Twisted Pair,TP-双绞线）双绞线。Fx/Lx-Fx/Lx-不同模式光纤。知识角知识角3.1 3.1 网络传输介质网络传输介质14 双绞线千兆网络：目前流行局域网以太网，双绞线千兆双绞线千兆 的两个标准：的两个标准：1000Base-T/1000Base-Tx1000Base-T/1000Base-Tx。 双绞线使用RJ-45RJ-45接头接头连接计算机的网卡或集线器等通信设备。 RJ-45RJ-45插头（水晶头）：插头（水晶头）：由金属片与塑料构成，是双绞线的接头。一般连接在网卡、交换机接口或信息插座上。 信息插座：信息插座：由信息模块与面板组成。主要为方便工作站的移动以及保持整个布局的美观。分为墙上型、桌面型和地面型等。3.1 3.1 网络传输介质网络传输介质15 直通线缆：线缆两端的线序一致（直通线缆：线缆两端的线序一致（T568B标准）。标准）。 直通线缆线序：T568BT568B白橙、橙、白绿、蓝、白蓝、绿、白棕、棕白橙、橙、白绿、蓝、白蓝、绿、白棕、棕 交叉线缆：线缆一端采用交叉线缆：线缆一端采用T568A标准，另一端采用标准，另一端采用T568B标标准。一般用于计算机和计算机之间的连接或交换机与交换机之间准。一般用于计算机和计算机之间的连接或交换机与交换机之间的连接。的连接。 交叉线缆线序：T568AT568B白绿、绿、白橙、蓝、白蓝、橙、白棕、棕白橙、橙、白绿、蓝、白蓝、绿、白棕、棕双绞线的连接方法双绞线的连接方法技术角技术角 3.1 3.1 网络传输介质网络传输介质16 剪线 剥皮 排序 剪齐 插入 压线 测通跳线制作过程跳线制作过程3.1 3.1 网络传输介质网络传输介质17二、同轴电缆二、同轴电缆 同轴电缆是由一根空心的外圆柱形的导体围绕着单根内导体构成的。内导体为实芯或多芯硬质铜线电缆，外导体为硬金属或金属网。内外导体之间有绝缘材料隔离，外导体外还有外皮套或屏蔽物。 有5种不同的同轴电缆可用于计算机网络，如图所示3.1 3.1 网络传输介质网络传输介质18三、光导纤维三、光导纤维 光导纤维导芯外包一层玻璃同心层构成圆柱体，包层比导芯的折射率低，使光线全反射至导芯内，经过多次反射，达到传导光波的目的。 3.1 3.1 网络传输介质网络传输介质19 只要到达光纤表面的光线入射角大于临界角，便产生全反射，因此可以由多条入射角度不同的光线同时在一条光纤中传播，这种光纤称为多模光纤多模光纤。 如果光纤导芯的直径小到只有一个光的波长，光纤就成了一种波导管，光线则不必经过多次反射式的传播，而是一直向前传播，这种光纤称为单模光纤单模光纤。单模单模 多模多模 用于高速度，长距离用于高速度，长距离 用于低速度，短距离用于低速度，短距离 成本高成本高 成本低成本低窄芯线，需要激光源窄芯线，需要激光源 宽芯线，聚光好宽芯线，聚光好 耗散极小，高效耗散极小，高效 耗散较大，低效耗散较大，低效 光导纤维可以分为多模和单模两种光导纤维可以分为多模和单模两种3.1 3.1 网络传输介质网络传输介质20 光缆的类型由模、材料、芯尺寸和外层尺寸决定，芯的尺寸大小决定光的传输质量。常用的光缆有：8.3mm芯/125mm外层单模62.5mm芯/125mm外层多模50mm芯/125mm外层 多模100mm芯/140mm外层多模 光纤通信：光纤通信就是因为光纤的这种神奇结构而发展起来的以光波为载波，光导纤维为传输介质的一种通信方式。光纤通信系统的基本构成如图所示: 3.1 3.1 网络传输介质网络传输介质212光纤的特点光纤的特点 光纤的很多优点使得它在远距离通信中起着重要作用。光纤与同轴电缆相比有如下优点： （1）光纤有较大的带宽，通信容量大。 （2）光纤的传输速率高，能超过千兆位/秒。 （3）光纤的传输衰减小，连接的范围更广。 （4）光纤不受外界电磁波的干扰，因而电磁绝缘性能好，适宜在电气干扰严重的环境中应用。 （5）光纤无串音干扰，不易被窃听和截取数据，因而安全保密性好。 目前，光缆通常用高速的主干网络。3.1 3.1 网络传输介质网络传输介质22 无线传输介质，简称无线（自由或无形）介质或空间介质。无线传输介质是指在两个通信设备之间不使用任何物理的连接器，通常这种传输介质通过空气进行信号传输。当通信设备之间由于存在物理障碍而不能使用普通传输介质时，可以考虑使用无线介质。1无线电短波通信无线电短波通信 无线电波由于具有容易产生、可以传播很远的距离、 能够穿过建筑物的特性，被广泛用于通信。 无线电波的传输是全方向的，因此发射和接收装置不需要在物理上进行精确对准。3.1 3.1 网络传输介质网络传输介质233 3红外线红外线 无导向的红外线已经被广泛应用于短距离通信。在日常生活中所使用的遥控装置都利用了红外线装置。红外线通信的特点是相对有方向性和成本较低。其主要的缺点是不能穿透坚实的物体。许多笔记本电脑都内置了红外线通信装置。目前，直接红外传输主要用于在同一房间中设备间的通信。 2 2微波传输微波传输 微波频率在100MHz以上。微波能沿着直线传播，具有很强的方向性，因此，发射天线和接收天线必须精确地对准。3.1 3.1 网络传输介质网络传输介质24 一、实验工具 双绞线、水晶头、网钳、测线仪、 二、实验目的 掌握直通双绞线直通双绞线与交叉双绞线交叉双绞线的制作方法。实训三实训三 双绞线的制作双绞线的制作251、双绞线的制作、双绞线的制作 RJ45头的连接标准有，T568A和T568B。直通线缆线序直通线缆线序：T568BT568BT568BT568B白橙、橙、白绿、蓝、白蓝、绿、白棕、棕白橙、橙、白绿、蓝、白蓝、绿、白棕、棕交叉线缆线序交叉线缆线序：T568AT568AT568BT568B白绿、绿、白橙、蓝、白蓝、橙、白棕、棕白橙、橙、白绿、蓝、白蓝、绿、白棕、棕三、实验步骤三、实验步骤26外皮剥除(1.5cm2cm)； 将双绞线反向绕开；根据标准线序排线序（用左手指捏 紧，右手将8根线拉直）；剪齐线头（约15mm）；插入水晶头；用压线钳夹紧； 使用万用表或测线仪测试。双绞线制作步骤双绞线制作步骤 27交叉线制作步骤如下交叉线制作步骤如下步骤1：利用斜口错剪下所需要的双绞线长度，至少0.6米，最多不超过 100米。然后再利用双绞线剥线器(实际用什么剪都可以)将双绞线的外皮除去23厘米。 有一些双绞线电缆上含有一条柔软的尼龙绳，如果您在剥除双绞线的外皮时，觉得裸露出的部分太短，而不利于制作RJ45接头时，可以紧握双绞线外皮，再捏住尼龙线往外皮的下方剥开，就可以得到较长的裸露线。步骤2：接下来就要进行拨线的操作。将裸露的双绞线中的橙色对线拨向自己的前方，棕色对线拨向自己的方向，绿色对线拨向左方，蓝色对线拨向右方。步骤3：将绿色对线与蓝色对线放在中间位置，而橙色对线与棕色对线保持不动，即放在靠外的位置。28 步骤4：按照EIATIA 568B规定，最好的接线方法应该是：左起（左起（T568BT568B）：白橙橙白绿蓝白蓝）：白橙橙白绿蓝白蓝/ /绿绿/ /白棕白棕/ /棕；棕； 而另一端线序：左起（左起（T568AT568A）：白绿）：白绿/ / 绿绿/ /白橙白橙/ /蓝蓝/ /白蓝白蓝/ /橙橙/ /白棕白棕/ /棕。棕。1、双绞线与、双绞线与RJ-45水晶头连接水晶头连接(直通连接与交叉连接直通连接与交叉连接)2、双绞线连接网卡与集线器：、双绞线连接网卡与集线器： 直通线直通线3、双绞线连接两个集线器：交叉线、双绞线连接两个集线器：交叉线4、双绞线直连两个网卡（两台、双绞线直连两个网卡（两台PC）：交叉线）：交叉线5、网络调试：可以用通过、网络调试：可以用通过ping命令调试网络是否连通。命令调试网络是否连通。交叉线制作步骤如下交叉线制作步骤如下29一、实验环境一、实验环境 Windows 2000二、实验目的二、实验目的 熟悉交叉线制作及简单网络的组建三、实验步骤三、实验步骤 1硬件的准备硬件的准备 （1）准备二块具有RJ 45接口的10M或100M或 10/100M自适应网络适配器。 （2）网络连线 双绞线两端接头的制作与局域网中连接网卡和集线 器时不同，需要考虑导线在RJ45连接器(水晶头) 的排列问题，即要进行交叉连接。 （3）安装网卡 （4）双机的连接 实训四实训四 双机互联双机互联 30 2Windows 2000中的设置中的设置 (1)安装网卡驱动程序 (2)安装通信协议。安装向导如下图所示 (3)标识计算机3、传输数据、传输数据 首先建立共享文件夹，单击“网络邻居”，查找对应的计算机，就可以传输数据。实训四实训四 双机互联双机互联313.2.1网卡 网卡又称网络接口卡（Network Interface Card，NIC），是计算机与网络的接口。 网卡能够对信道中的信息进行侦听，并根据自身的网卡能够对信道中的信息进行侦听，并根据自身的MACMAC地址识别地址识别自己应该接收的信息。自己应该接收的信息。当与网卡连接的计算机或其他设备作好接受信息的准备后，网卡便将从外部接收的信息提交给这些设备；当与网卡连接的计算机或其他设备需要向外界发送信息时，网卡会在信道信息流中寻找间隙，并将信息送上信道。 3.2 3.2 网络互联设备网络互联设备32 （1）根据速度分类：（10M、100M、10/100M自适应网卡、1000M网卡） （2）根据总线分类ISA总线网卡，一般为10M； PCI总线网卡，一般为10M1000M都有 （3）根据应用领域分类有线网卡无线网卡 1网卡的类型网卡的类型（4）根据端口类型分类 RJ-45接口 AUI接口 BNC接口 （5）根据工作对象不同 作站网卡 服务器网卡3.2 3.2 网络互联设备网络互联设备33（1）网卡的吞吐量要大（2）对CPU的占用率要小2. 评价网卡的标准评价网卡的标准3.2 3.2 网络互联设备网络互联设备341集线器的工作特点集线器的工作特点 集线器在工作时具有以下两个特点： 首先HUB只是一个多端口的信号放大设备，工作中当一个端口接收到数据信号时，由于信号在从源端口到HUB的传输过程中已有了衰减，所以HUB便将该信号进行整形放大，使衰减的信号再生（恢复）到发送时的状态，紧接着转发到其他所有处于工作状态的端口上 。有人称集线器为“傻HUB”或“哑HUB”。 其次HUB只与它的上联设备（如上层HUB、交换机或服务器）进行通信，同层的各端口之间不会直接进行通信，而是通过上联设备再将信息广播到所有端口上。由此可见，即使是在同一HUB的两个不同端口之间进行通信，都必须经过两步操作：第一步是将信息上传到上联设备；第二步是上联设备将该信息广播到所有端口上。3.2 3.2 网络互联设备网络互联设备35集线器的种类很多，依据外形尺寸分为机架式和桌面式（Small Office Home Office）；依据带宽分为10M、100M、10/100M 自适应集线器；按照管理方式分为Damp HUB（亚集线器）和Intelligent HUB（智能集线器）；按扩展方式的不同有可堆叠与不可堆叠，可扩展与不可扩展；按安装方式分为内、外置两种。比较标准的集线器分类，是从局域网角度来区分的，因为这样的分类对LAN交换机技术的发展可产生直接影响。这样可以将集线器分为五种不同类型。 1）单中继网段集线器。 2）多网段集线器。 3）端口交换式集线器。 4）端口交换式集线器。 5）交换式集线器。 2集线器的种类集线器的种类 3.2 3.2 网络互联设备网络互联设备361 1局域网交换机的工作方式局域网交换机的工作方式 局域网交换机的工作机制与电话交换机类似。局域网交换机通过协议地址建立连接。 在局域网中，第2层交换机应用得比较广泛。第2层交换机工作在ISO/OSI模型中的数据链路层，基于MAC地址（即主机在网络中的站地址或物理地址，也可说是网络的硬件地址，在802标准中为局域网上的每一个站规定了一个48bit的全局地址）进行数据包转发。其端口接口用于收发数据，与交换机的物理端口对应。 3.2 3.2 网络互联设备网络互联设备372局域网交换机与集线器的区别局域网交换机与集线器的区别 集线器存在的主要问题是其所有用户共享带宽，每个用户的可用带宽随接入用户数的增加而减少。当通信比较繁忙时，多个用户可能同时争用信道，而信道在某一时刻只允许一个用户占用，故大量的用户经常处于侦听等待状态，这样会严重影响数据传输效率。 交换机则为每个用户提供专用的信息通道，除多个源端口企图同时将信息发往同一个目标端口的情况外，各个源端口与其目标端口之间均可同时进行通信而不会发生冲突，从而可以提高数据的传输效率。3.2 3.2 网络互联设备网络互联设备383. 交换机的分类交换机的分类1）根据应用的规模分类 根据应用规模的不同，可以将交换机分为桌面交换机、 骨干交换机和中心交换机三类。（1）桌面交换机。桌面交换机又称工作组交换机，一般用 于支持信息点在100个以内的应用，如图所示。3.2 3.2 网络互联设备网络互联设备39（2）骨干交换机。骨干交换机又称部门交换机，一般用于支持信息点在300个以内的应用，如图所示。（3）中心交换机。中心交换机又称企业交换机，属于高端交换机，采用模块化的结构，可用于构建高速局域网，如图3-16所示。3.2 3.2 网络互联设备网络互联设备402）根据结构分类 （1）固定端口交换机。固定端口交换机只能提供有限 的端口和固定类型的接口 。 （2）模块化交换机。 3）根据工作的协议层分类 （1）第2层交换机。第2层交换机根据数据链路层中的 信息完成不同端口间数据的线速交换（所谓“线速”，指设备中电信号能达到的最大传输速率）。 （2）第3层交换机。第3层交换机具有路由功能，能识别IP层的信息将IP地址信息用于网络路径选择，并能够在不同网段间实现数据的线速交换。3.2 3.2 网络互联设备网络互联设备414）根据交换方式分类u 存储-转发方式 是指在交换机接收到数据帧时，先存储在一个共享缓冲区中，然后进行过滤（滤掉不健全的帧和有冲突的帧）和差错校验处理，最后再将数据按目的地址发送到指定的端口。u 直通方式 直通式交换机只对接收到的数据帧的目的地址信息进行检查，然后立刻按指定的地址转发出去，而不做差错和过滤处理。u 无碎片直通方式 无碎片直通方式先存储接收到的数据帧的部分字节（前64个字节），然后进行差错检验，如果有错，立即滤除，并要求对方重发此帧，否则认为该帧健全，并马上转发出去。“碎片”是指当信息发送中突然发生冲突时，因为双方立即停止发送数据帧而在网络中产生的残缺不全的帧。碎片是无用的信息，必须将其滤除。3.2 3.2 网络互联设备网络互联设备425.交换机的主要参数交换机的主要参数 交换机的一些重要技术参数作简要介绍：（1）转发方式。转发方式分为直通式转发（现为准直通式转发）和存储式转发两种。 （2）转发速率。转发速率是交换机的重要参数，该参数从根本上决定了交换机的速率。目前，最流行的交换机为线速交换机。（3）管理功能。交换机的管理功能（management）指标主要是指交换机的可控性以及用户对交换机的可视程度如何 。（4）MAC地址数量。不同交换机每个端口所能够支持的MAC地址数量不同。 （5）端口。从端口的带宽来看，目前主要包括10M、100M和1000M三种。3.2 3.2 网络互联设备网络互联设备436. 6. 交换机与交换机之间以及交换机与集线器之间的连接交换机与交换机之间以及交换机与集线器之间的连接 (1) (1)交换机的堆叠交换机的堆叠 堆叠具有以下优点： 1）提供高密度端口。 2）提供高速传输性能。 3）便于管理。 (2) (2)交换机之间以及交换机与集线器之间的级联交换机之间以及交换机与集线器之间的级联 级联通常使用普通的双绞线电缆，但根据所连接端口的不同，有时需要使用直通线，而有时则需要使用交叉线。 如表3-5所示给出了用双绞线连接设备的各种方式。 级联除了能够扩充端口数量外，另外一个用途就是可以增大网络覆盖范围。 3.2 3.2 网络互联设备网络互联设备448.8.交换机的配置交换机的配置 如果没有特别的需要，交换机接上双绞线就可以工作了，不需要特别的软件和硬件设置，但是如果需要设定交换机的某些状态，如打开或关闭某个端口、划分VLAN等，就需要进行设置。不同品牌、不同系列的交换机的配置方式是不同的，通常交换机能够支持命令行，菜单和图形化界面等三种方式。7.7.交换机的主要参数交换机的主要参数 （1）端口速度 （2）交换方式 （3）模块式还是固定端口 （4）专用芯片还是通用芯片 （5）VLAN支持能力 3.2 3.2 网络互联设备网络互联设备45路由器是互连网络的重要设备之一，它工作在OSI的第三层上，即“网络层”上，路由器最基本的功能是转发数据包。在通过路由器实现的互连网络中，路由器要对数据包进行检测，判断其中所含的目的地址，若数据包不是发向本地网络的某个节点，路由器就要转发该数据包，并决定转发到哪一个目的地址（可能是路由器，也可能是最终目的节点）以及从哪个网络接口转发出去。 3.2 3.2 网络互联设备网络互联设备46路由器的特点如下 1）路由器在网络层上实现多个网络之间互连。 2）路由器在多个网络之间选择最佳路径进行 数据传输。 3）路由器要求节点在网络层以上的各层中使 用相同或兼容的协议。3.2 3.2 网络互联设备网络互联设备47 路由器是一种连接多个网络或网段的网络设备，它能将不同网络或网段之间的数据信息进行“翻译”，使它们能够相互“读”懂对方的数据，从而构成一个更大的网络。 如下图所示为路由器的工作示意图3.2 3.2 网络互联设备网络互联设备48 1路由器及工作原理路由器及工作原理 (1)路由器接收来自它连接的某个网站的数据。(2)路由器将数据向上传递到协议栈的网际层，舍弃网络层的信息，并且重新组合IP数据报。 (3)路由器检查IP报头中的目的地址。如果目的地址位于发出数据的那个网络，那么路由器就放下被认为已经达到目的地的数据。(4)如果数据要送往另一个网络，那么路由器就查询路由表，以确定 数据要转发到的目的地。(5)路由器确定哪个适配器负责接收数据后，就通过相应的网络层软件传递数据。 3.2 3.2 网络互联设备网络互联设备492路由器的主要功能路由器的主要功能 （1）在网络间接收节点发送的数据包，根据数据包中的源地址和目的地址，对照自己的路由表，把数据包直接转发到目的节点。 （2）为网际间通信选择最合理的路由。 （3）拆分和包装数据包。 （4）不同协议网络之间的连接，目前有些中、高档的路由器往往具有多通信协议支持的功能。 （5）目前大部分路由器都具备一定的防火墙的功能，能够屏蔽内部网络的IP地址，自由设定IP地址、通信端口过滤，使网络更加安全。3.2 3.2 网络互联设备网络互联设备50 3路由器的特点路由器的特点（1 1）路由器的优点）路由器的优点u适用于大规模的网络。适用于大规模的网络。u为数据提供最佳的传输路径。为数据提供最佳的传输路径。u能更好地处理多媒体。能更好地处理多媒体。u安全性高。安全性高。u隔离不需要的通信量。隔离不需要的通信量。u节省局域网的频宽。节省局域网的频宽。u减少主机负担。减少主机负担。（2 2）路由器的缺点）路由器的缺点u不支持不支持NetBEUINetBEUI等非路等非路由协议。由协议。u安装和设置复杂。安装和设置复杂。u价格较高。价格较高。3.2 3.2 网络互联设备网络互联设备51 路由选择有以下两种方式：静态路由选择和动态路由选择静态路由选择和动态路由选择。静态路由选择静态路由选择是通过网络管理员设置路由表来完成的。在任意两个路由器之间都有固定的路径。当某个网络设备发生故障时，网络管理员还要重新设置链路，手工更新路由表。静态路由器可以确定某条网络链路是否关闭，但若没有网络管理员的干涉，它就不能自动重新路由交通。动态路由动态路由的产生独立于网络管理员。动态路由器监控网络变化、更新它们的路由表并在需要时重新配置网络路由。当一个网络链路发生故障时，动态路由器将自动检测到故障并建立一条最有效的新路径。新路径的配置取决于最低成本，而成本由网络负载、线路类型和带宽来确定。 某些路由器只能支持一种协议，例如TCP/IP或IPX。多协议路由器在两个不相似的网络之间提供了协议转换机制。4.路由技术路由技术 3.2 3.2 网络互联设备网络互联设备52 5路由器与交换机的区别路由器与交换机的区别 （1）交换机工作在OSI七层模型的第二层，即数据链路层；路由器工作在OSI七层模型的第三层，即网络层。 （2）交换机利用物理地址来确定是否转发数据；路由器利用位于第三层的寻址方法来确定是否转发数据，使用IP地址而不是物理地址。 （3）传统的交换机只能分割冲突域，而无法分割广播域；而路由器可以分割广播域。 （4）交换机主要是用来连接网络中的各个网段；路由器则可以通过端到端的路由选择来连接不同的网络，并可实现与Internet的连接。 3.2 3.2 网络互联设备网络互联设备53 网关又称协议转换器网关又称协议转换器，其作用是使处于通信网上采用不同高其作用是使处于通信网上采用不同高层协议的主机仍然可以互相合作，完成各种分布式应用。层协议的主机仍然可以互相合作，完成各种分布式应用。网关工作在七层协议的传输层或更高层，实际上网关使用了所有七个层次。因为网关主要用于连接不同体系结构的网络和局域网与主机的连接。网关的互联模型如图下图所示。3.2 3.2 网络互联设备网络互联设备54 1、 中继器中继器 优点 1.易于操作 2.很短的等待时间 3.价格便宜 4.突破线缆的距离限制来扩展局域网段的距离 5.扩展某些来自局域网段或主干网的工作站的距离 缺点 1.功能有限 2.某些情况下管理能力有限 3.2 3.2 网络互联设备网络互联设备552、 网桥网桥优点 1.提高通信距离、增强了局域网段的性能 2.运行独立于上层协议 3.再生信号 4.提供某些WAN互连（远程网桥） 5.通常比路由器便宜 6.比路由器的等待时间短缺点 1.无法用于大型网络或多个网络的路由通信 2.无法转换数据链路层以上的协议3.2 3.2 网络互联设备网络互联设备563、 路由器路由器优点 1.可在复杂的网络中从源到目的地路由分组 2.可配置成允许多条路由路径 3.允许网络数据流控制 4.允许如Internet的大型网络访问缺点 1.比网桥还要长的等待时间 2.比中继器和网桥成本高3.2 3.2 网络互联设备网络互联设备574、 集线器集线器 优点 1.更改配线相对容易 2.易于网络扩展 3.集中管理 4.提供中继器功能 缺点 1.比采用同轴电缆方案成本高 2.可能会在某个地方出故障5、 网关网关 优点 可以从一种网络结构转到另外一种结构 缺点 很长的等待时间3.2 3.2 网络互联设备网络互联设备586、 交换机交换机 优点 1.很短的等待时间 2.增强网络整体性能 3.集中控制 缺点 与集线器和网关比较起来成本高交换机和路由器都可以通过装配来分割局域网和提供附加带宽。如果应用项目需要支持多路径、智能化分组传递以及WAN访问，那么必须选择路由器。如果应用项目只需要增加带宽以减少通信瓶颈，则选择交换机好一些。因为交换机是专门的设备，它提供“线路速度”的包吞吐量，而且每个端口的成本比路由器更少。3.2 3.2 网络互联设备网络互联设备59 综合布线系统是指按标准的、统一的和简单的结构化方式编制和布置各种建筑物（或建筑群）内各种系统的通信线路，包括网络系统、电话系统、监控系统、电源系统和照明系统等。因此，综合布线系统是一种标准通用的信息传输系统。 综合布线由不同系列和规格的部件组成,其中包括：传输介质、相关连接硬件(如配线架、连接器、插座、插头、适配器)以及电气保护设备等。这些部件可用来构建各种子系统,它们都有各自的具体用途,不仅易于实施,而且能随需求的变化而平稳升级。1、综合布线系统的基本概念、综合布线系统的基本概念3.33.3网络综合布线系统网络综合布线系统60 建筑物的模式如何能够体现最先进的现代化管理和通讯水平，取决于是否有一套完整、高质的布线系统。多个子系统独立布线，传输媒介不同。给设计和管理带来一系列的弊端。在线路路由上，各专业设计之间过多的牵制，使得管道错综复杂，多次图纸汇总才能定出方案。重复施工，造成材料和人员的浪费。各电系统彼此相互独立、互不兼容，使用不便。用户根据各自要求对布线系统重新设计施工，造成浪费和损坏，难于维护和管理。原有的布线方式不具备开放性、兼容性和灵活性。2、传统布线存在的问题、传统布线存在的问题3.33.3网络综合布线系统网络综合布线系统61开放性和灵活性，不论各个子系统设备如何改变，位置如何移动，布线系统只需跳线不须任何其它改变。各个系统统一布线，提高全系统的性价比。设计思路简洁，施工简单，施工费用降低。结构化布线系统的优势充分适应通讯和计算机网络的发展，为今后网络扩展和通信扩展打下了坚实的线路基础。大大减少维护管理人员的数量及费用。可根据最终用户的不同需求进行随时的改变和调整。 3、综合布线系统的优势、综合布线系统的优势 3.33.3网络综合布线系统网络综合布线系统62u 实用性布线系统能够在现在和将来适应技术的发展，且实现数据通信、语音通信、图像通信。u灵活性布线系统能够满足灵活应用的要求，即任一信息点能够连接不同类型的设备，如计算机、打印机、终端或电话、传真机。u模块化布线系统中，除去敷设在建筑内的缆线外，其余所有的接插件都应是积木式的标准件，以方便管理和使用。u扩充性布线系统是可扩充的，以便将来有更大的发展时，很容易将设备扩充进去。u经济性在满足应用要求的基础上，尽可能降低造价。 4、综合布线系统的设计目标、综合布线系统的设计目标3.33.3网络综合布线系统网络综合布线系统63属性：该产品已经形成国际或行业标准，这样的产品容易得到良好的后期服务；开放性：或称为兼容性，即可采用不同厂家的产品与其连接；开放性正成为IT行业追求的一个目标；综合布线系统结构综合布线系统结构另外，选择产品时最好对生产该产品的公司进行一个了解，看它是否在中国提供足够的关注和服务支持。 5、选择布线产品遵循的几个标准、选择布线产品遵循的几个标准3.33.3网络综合布线系统网络综合布线系统64 作为布线系统，目前被划分为6个子系统：l工作区子系统工作区子系统l水平干线子系统水平干线子系统l管理间子系统管理间子系统l垂直干线子系统垂直干线子系统l设备间子系统设备间子系统l楼宇（建筑群）子系统楼宇（建筑群）子系统综合布线系统结构6、综合布线系统结构、综合布线系统结构3.33.3网络综合布线系统网络综合布线系统65设计要点设计要点从RJ45插座到设备间的连线用双绞线，一般不要超过5m。RJ45插座须安装在墙壁上或不易碰到的地方，插座距离地面30cm以上。插座和插头（与双绞线）不要接错线头。1）工作区子系统）工作区子系统 工作区工作区指从由水平系统而来的用户信息插座指从由水平系统而来的用户信息插座延伸至数据终端设备的连接线缆和适配器组成。延伸至数据终端设备的连接线缆和适配器组成。 工作区子系统由RJ45跳线与信息座所连接的设备（终端或工作站）组成。3.33.3网络综合布线系统网络综合布线系统66设计要点设计要点水平干线子系统用线一般为双绞线长度一般不超过90m用线必须走线槽或在天花板吊顶内布线，尽量不走地面线槽。用3类双绞线可传输速率为16Mbps，用5类双绞线可传输100Mbps。确定介质布线方法和线缆的走向确定水平区所需线缆长度 2）水平干线子系统）水平干线子系统水平干线子系统水平干线子系统水平干线子系统是从工作区的信息插座开始到管理间子系统的配线架。水平干线子系统指从楼层配线间至工作区用户信息插座。由用户信息插座、水平电缆、配线设备等组成。3.33.3网络综合布线系统网络综合布线系统67设计要点设计要点 配线架的配线对数可由管理的信息点数决定利用配线架的跳线功能，可使布线系统实现灵活，多功能的能力 管理间子系统应有足够的空间放置配线架和网络设备（HUB，交换机等） 有HUB，交换机的地方要配有专用稳压电源保持一定的温度和湿度，保养好设备 3）管理子系统）管理子系统 管理子系统管理子系统设置在楼层配线房间、是水平系统电缆端接的场所，也是主干系统电缆端接的场所；由大楼主配线架、楼层分配线架、跳线、转换插座等组成。 管理间子系统为连接其他子系统提供手段，它是连接垂直干线子系统和水平干线子系统的设备。3.33.3网络综合布线系统网络综合布线系统68设计要点设计要点 垂直干线子系统一般选用光缆提高传输速率 光缆可选用多模的（室外远距离）和模的（室内） 垂直干线电缆的拐弯处，不要直角拐弯，应有相当的弧度，以防光缆受损4）垂直干线子系统）垂直干线子系统 垂直干线子系统垂直干线子系统由连接主设备间至各楼层配线间之间的线缆构成。其功能主要是把各分层配线架与主配线架相连。用主干电缆提供楼层之间通信的通道，使整个布线系统组成一个有机的整体。 垂直干线子系统提供建筑物的干线电缆，负责连接管理间子系统到设备间子系统。3.33.3网络综合布线系统网络综合布线系统69设计要点设计要点 设备间要有足够的空间保障设备存放 设备间要有良好的工作环境（温度湿度） 设备间的建设标准应按机房建设标准设计5）设备间子系统）设备间子系统 设备间子系统设备间子系统是一个集中化设备区，连接系统公共设备，如PBX、局域网(LAN)、主机、建筑自动化和保安系统，及通过垂直干线子系统连接至管理子系统。 设备间子系统由电缆，连接器和相关支撑硬件组成。3.33.3网络综合布线系统网络综合布线系统70 室外铺设电缆有以下三种情况室外铺设电缆有以下三种情况 架空电缆 直埋电缆 地下管道电缆 设计要点同垂直干线子系统6）建筑群（楼宇）子系统）建筑群（楼宇）子系统 当建筑物之间有语音、数据、图象等相联的需要时，由二个及以上建筑物的数据、电话、视频系统电缆组成建筑群子系统。包括大楼设备间子系统配线设备、室外线缆等。可能的路由：架空电缆、直埋电缆、地下管道穿电缆。 建筑群（楼宇）子系统建筑群（楼宇）子系统是将一个建筑物中的电缆延伸到另一个建筑物的通信设备和装置。3.33.3网络综合布线系统网络综合布线系统71本章小结本章小结本章重点介绍了组建网络的通信线路，即网络传输介质和所需要的网络互连设备，以及网络综合布线系统。要求同学们重点掌握双绞线缆的制作方法并实现双机互连，认识基本的网络互连设备，深刻理解集线器和交换机的工作原理，掌握交换机的工作机制、种类、特点及基本配置方法，并对路由器等网络互连设备的功能与应用以及综合布线系统有一定的了解。72