光缆则是由一组光导纤维组成的用来传播光束的、细小而柔韧的传输介质。与其它传输介质相比较,光缆的电磁绝缘性能好,信号衰变小,频带较宽,传输距离较大。光缆主要是在要求传输距离较长,布线条件特殊的情况下用于主干网的连接。光缆通信由光发送机产生光束,将电信号转变为光信号,再把光信号导入光纤,在光缆的另一端由光接收机接收光纤上传输来的光信号,并将它转变成电信号,经解码后再处理。光缆的最大传输距离远、传输速度快,是局域网中传输介质的姣姣者。 光缆是数据传输中最有效的一种传输介质。 它有以下几个优点:
① 频带极宽(GB); ② 抗干扰性强(无辐射); ③ 保密性强(防窃听); ④ 传输距离长(无衰减);2-10km ⑤ 电磁绝缘性能好; ⑥ 中继器的间隔较大 主要用途:长距离传输信号,局域网主干部分,传输宽带信号。 网络距离:一般为2000米。 每干线最大节点数:无限制。
光纤跳线连接: 在1000M局域网中,服务器网卡具有光纤插口,交换机也有相应的光纤插口,连接时只要将光纤跳线进行相应的连接即可。在没有专用仪器的情况下,可通过观察让交换机有光亮的一端连接网卡没有光亮的一端,让交换机没有光亮的一端连接网卡有光亮的一端。
光纤通信系统组成:光纤通信系统是以光波为载体、光导纤维为传输介质的通信方式,起主导作用的是光源、光纤、光发送机和光接收机。 光缆分类:传输点模数类(又可分为多模光纤和单模光纤两类); 折射率分布类(又可分为跳变式光纤和渐变式光纤两类)。
多模光纤:由发光二极管产生用于传输的光脉冲,通过内部的多次反射沿芯线传输。可以存在多条不同入射角的光线在一条光纤中传输。 单模光纤:使用激光,光线与芯轴平行,损耗小,传输距离远,具有很高的带宽,但价格更高。在2.5Gb/s的高速率下,单模光纤不必采用中继器可传输数十公里。 4、无线传输介质:
无线传输指在空间中采用无线频段、红外线激光等进行传输,不需要使用线缆传输。不受固定位置的限制,可以全方位实现三维立体通信和移动通信。
目前主要用于通信的有:无线电波、微波、红外、激光。
计算机网络系统中的无线通信主要指微波通信,分为两种形式: 地面微波通信和卫星微波通信。
无线局域网通常采用无线电波和红外线作为传输介质。其中红外线的基本速率为1MB/s,仅适用于近距离的无线传输,而且有很强的方向性,而无线电波的覆盖范围较广,应用较广泛,是常用的无线传输媒体。吴国一般使用2.4-2.4835GHZ频段的无线电波进行局域网的光线通信。 2.1.3网络设备 1、集线器(HUB)
集线器是目前使用较广泛的网络设备之一,主要用来组建星型拓扑的网络。在网络中,集线器是一个集中点,通过众多的端口将网络中的计算机连接起来,使不同计算机能够相互通信。 集线器类型:
独立型:具有价低、故障易查、网络管理方便等优点;性能差、速度低等缺陷;
模块化:带机架和多个卡槽;每槽可安装一块扩展卡,每卡相当于一个独立型;通常4-14个槽,可管理性好;
可堆叠:利用高速总线“堆叠”或短距离连接成整体; (1)集线器的通信特性
集线器的基本功能是信息分发,它将一个端口收到的信号转发给其他所有端口。同时,集线器的所有端口共享集线器的带宽。当我们在一台10Mb/s带宽的集线器上只连接一台计算机时,此计算机的带宽是10Mb/s;而当我们连接两台计算机,每台计算机的带宽是5Mb/s;当连接10计算机时,带宽则是1Mb/s。即用集线器组网时,连接的计算机越多,网络速度越慢。
(2)集线器的分类
按通信特性分,集线器分为无源集线器和有源集线器。无源集线器只能转发信号,不能对信号作任何处理。有源集线器会对所传输的信号进
行整形、放大并转发,并可以扩展传输媒体的传输距离。目前市面上的集线器属于有源集线器,无源集线器已被淘汰。
按带宽分,集线器分为10Mb/s、10/100Mb/s、100Mb/s集线器。我们通常选择10/100Mb/s自适应的集线器。因为这种集线器可以根椐网卡和网线所提供的带宽而自动调整带宽。当网线和网网卡为10Mb/s时,集线器以10Mb/s的速率通信。当网线与网卡达到100Mb/s时,集线器则以100Mb/s的速率通信。
按端口个数分,集线器分为5口、8口、16口、24口等。 (3)集线器的连接
集线器通过其端口实现网络连接。集线器主要有RJ-45接口和级联口两种接口。
RJ-45接接口:集线器的大部分接口属于这种接口,主要用于连接网络中的计算机,从而组建计算机网络。
级联口:级联口主要用于连接其他集线器或网络设备。比如我们在组网时,集线器的端口数量不够,可以通过级联口将两个或多个集线器级联起来,达到拓展端口的目的。级联口一般标有“UPLINK”或“MDI”等标志。在级联时,我们可以通过直连接线将集线器的级联口与另一台集线器的RJ-45接口连接起来,从而组建更大的网络。 2、交换机(Switch)
交换机也是目前使用较广泛的网络设备之一,同样用来组建星型拓扑的网络。从外观上看,交换机与集线器几乎一样,其端口与连接方式和集线器几乎也是一样,但是,由于交换机采用了交换技术,其性能优于集线器。
(1)交换机的通信特性
由于交换机采用交换技术,使其可以并行通信而不像集线器那样平均分配带宽。如一台100 Mb/s交换机的每端口都是100Mb/s,互连的每台计算机均以100Mb/s的速率通信,而不像集线器那样平均分配带宽,这使交换机能够提供更佳的通信性能。 (2)交换机的分类
按交换机所支持的速率和技术类型,可分为以太网交换机、千兆位以太网交换机、ATM交换机、FDDI交换机等。
按交换机的应用场合,交换机可分为工作组级交换机、部门级交换机和企业级交换机三种类型。
工作组级交换机:是最常用的一种交换机,主要用于小型局域网的组建,如办公室局域网、小型机房、家庭局域网等。这类交换机的端口一般为10/100Mb/s自适应端口。
部门级交换机:常用来作为扩充设备,当工作组级交换机不能满足要求时可考虑使用部门级交换机。这类交换机只有较少的端口,但支持更多的MAC地址。端口传输速率一般为100Mb/s。
企业级交换机:用于大型网络,且一般作为网络的骨干交换机。企业级交换机一般具有高速交换能力,并且能实现一些特殊功能。 (3)交换机的连接
像集线器一样,交换机的接口也分为RJ-45接口和级联口,其中RJ-45接口用于连接计算机,级联口用于连接其他交换机或集线器。连接方式也与集线器相同。 (4)交换机工作原理
交换机工作原理: 当交换机从某一节点收到一个以太网帧后,将立即在其内存中的地址表(端口号-MAC地址)进行查找,以确认该目的MAC的网卡连接在哪一个接口上,然后将该帧转发至相应的接口,如果在地址表中没有找到该MAC地址,也就是说,该目的MAC地址是首次出现,交换机就将数据包广播到所有节点。拥有该MAC地址的网卡在接收到该广播帧后,将立即做出应答,从而使交换机将其节点的“MAC地址”添加到MAC地址表中。交换机的主要功能包括物理编址、网络拓扑结构、错误校验、帧序列以及流量控制。
MAC(Media Access Control)地址,或称为 MAC位址、硬件位址,用来定义网络设备的位置。在OSI模型中,第三层网络层负责 IP地址,第二层资料链结层则负责 MAC位址。因此一个主机会有一个IP地址,而每个网络位置会有一个专属于它的MAC位址。 3、路由器(Router)
路由器并不是组建局域网所必需的设备,但随着企业网规模的不断扩大和企业网接入互联网的需求,使路由器的使用率越来越高。
路由器的功能:路由器是工作在网络层的设备,主要用于不同类型的网络的互联。概括起来,路由器的功能主要体现在以下几个方面。
路由功能:所谓路由,即信息传输路径的选择。当我们使用路由器将不同网络连接起来后,路由器可以在不同网络间选择最佳的信息传输路径,从而使信息更快地传输到目的地。事实上,我们访问的互联网就是通过众多
的路由器将世界各地的不同网络互联起来的,路由器在互联网中选择路径并转发信息,使世界各地的网络可以共享网络资源。
隔离广播、划分子网:当我们组建的网络规模较大时,同一网络中的主机台数过多,会产生过多的广播流量,从而使网络性能下降。为了提高性能,减少广播流量,我们可以通过路由器将网络分隔为不同的子网。路由器可以在网络间隔离广播,使一个子网的广播不会转发到另一子网,从而提高每个子网的性能,当一个网络因流量过大而性能下降时,可以考虑使用路由器来划分子网。
广域网接入:当一个较大的网络要访问互联网并要求有较高带宽时,通常采用专线接入的方式,一些大型网吧、校园网、企业网等往往采用这种接入方法。当通过专线使局域网接入互联网时,则需要用路由器实现接入。 路由器的接接口:路由器的接口主要有串口、以太口和CONSOLE口等,通常,串口连接广域网,以太口连接局域网,而CONSOLE口用于连接计算机或终端,配置路由器。 4、调制解调器(Modem)
调制解调器(Modem,俗称“猫”)的功能就是将电脑中表示数据的数字信号在模拟电话线上传输,从而达到数据通信的目的,主要由两部分功能构成:调制和解调。调制是将数字信号转换成适合于在电话线上传输的模拟信号进行传输,解调则是将电话线上的模拟信号转换成数字信号,由电脑接收并处理。
(1)调制解调器的分类:
一般来说,根据Modem的形态和安装方式,可以大致可以分为以下四类: 外置式Modem:外置式Modem放置于机箱外,通过串行通讯口与主机连接。这种Modem方便灵巧、易于安装,闪烁的指示灯便于监视Modem的工作状况。但外置式Modem需要使用额外的电源与电缆。
内置式Modem:内置式Modem在安装时需要拆开机箱,并且要对终端和COM口进行设置,安装较为繁琐。这种Modem要占用主板上的扩展槽,但无需额外的电源与电缆,且价格比外置式Modem要便宜一些。
PCMCIA插卡式Modem:插卡式Modem主要用于笔记本电脑,体积纤巧。配合移动电话,可方便地实现移动办公。
机架式Modem:机架式Modem相当于把一组Modem集中于一个箱体或外壳里,并由统一的电源进行供电。机架式Modem主要用于
Internet/Intranet、电信局、校园网、金融机构等网络的中心机房。