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发布时间:2020-05-15 03:51:26

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作者:薛良玉

出版社:电子工业出版社

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计算机网络基础

计算机网络基础试读:

前言

计算机网络技术与各行各业有机地融合,助推了各个行业的发展;而各个行业的发展需求对计算机网络技术的促进,则对职业院校的计算机网络基础的教学提出了更高的要求和挑战。为了适应现代科技的进步,满足职业院校对计算机网络基础教学的需求,特编写了本书。

本书编写具有如下的特点:

1.以工作过程为导向的工学结合的教材。

本书以工作过程为导向,按照基础够用,采用“项目导向,任务驱动”的编排形式,把计算机网络的基础知识有机融入具体的任务中来学习,以达学以致用的目的;每个任务后安排适当的思考与练习,便于读者及时巩固反馈;每个项目后面设计的“项目测评”便于学生、小组、教师三种不同层次的检测和评价,特别利于自学。

2.紧跟计算机网络技术行业的发展。计算机网络技术发展比较快,为此,编写过程中尽量把行业、企业的最新应用技术融入进来,使得教学内容与实践应用对接,提升了教学的职业性、针对性、实用性、前瞻性。

本书共包括7个项目35个任务。7个项目分别是认识计算机网络、组建对等网、接入因特网、因特网的应用、架设Windows网络服务器、网络安全与维护、认识计算机网络新技术。每个项目由数量不等的具体工作任务组成,学生可以在学习相应的知识后来完成具体的操作任务,从而在“做中学、做中教”中使学生完成计算机网络建设、管理与维护方面的知识和技能。

本书建议总学时为84学时,具体安排的学时建议如下表所示,在教学过程中,各校可根据学生的学习基础和实际学情进行适当的调整。续表

本书配套有电子化学习资源,包括电子化教案课件(PPT)、习题参考答案,读者可以登录华信教育资源网(www.hxedu.com.cn)免费注册后进行下载。

本书由罗维主审,薛良玉主编,胡洪健统稿,胡洪健、宋艳华、龙天才、王金龙、余波担任副主编。具体分工如下:胡洪健、程弋可、胡海燕编写项目1;宋艳华、王金龙、余波编写项目2;程弋可、龙天才、薛良玉编写项目3;李光寿、官凤林、胡海燕编写项目4;罗维、覃伟强、赵倩红编写项目5;苏清、陈挺华、李泽荣编写项目6;薛良玉、罗维、谢俊编写项目7。在编写过程中,电子工业出版社的领导、编辑对本书的统筹规划付出了辛勤的劳动。在此对给予本书编写工作大力支持和关注的领导、老师表示衷心的感谢!

由于编写时间紧,书中难免存有不当或者错漏之处,恳请师生及广大读者在使用过程中提出宝贵的意见,予以批评指正。项目1 认识计算机网络

项目背景

计算机网络技术是计算机技术与通信技术相结合的产物,它实现了远程通信、远程信息处理和资源共享等。如今,计算机网络已成为现代人生活中不可或缺的一个重要部分,渐渐地改变和影响着人们的生活方式及观念。

光明科技发展公司是一家主要经营计算机软件编程、品牌机代理、网络设备的IT企业。作为公司员工,特别是IT部门及技术服务部门,更应该对计算机网络加深了解和认识。

项目分析

要认识计算机网络,就必须了解它的“前世今生”,明白计算机网络是什么、里面有些什么、能干些什么等。本项目由7个任务构成,主要包括:初始计算机网络、认识计算机网络硬件、认识计算机网络传输介质、看懂计算机网络拓扑图、认识数据通信、认识网络协议和认识IP地址。

项目目标

1.识记计算机网络的定义、功能、特点和类型。

2.识记构成计算机网络的硬件和软件。

3.识记计算机网络协议。

4.识记IP地址的结构及分类。

5.识记常见的计算机网络设备及其功能。

6.识记常见的计算机网络传输介质。

7.理解数据通信的相关概念。

8.理解计算机网络协议的概念及模型。

9.能看懂计算机网络的拓扑结构。

10.能根据网络需求初步设置IP地址。

11.具有子网划分的初步能力。任务1.1 初识计算机网络【任务描述】

计算机网络应用在日常工作、学习和生活中的方方面面,人们已离不开它,那么,什么是计算机网络?它有哪些功能和类型?它是由什么构成的呢?【知识准备】

计算机网络技术是在计算机技术与通信技术的基础上新兴的科学技术。追溯网络的缘起,前苏联于1957年10月4日成功发射了人类历史上第一颗人造卫星“旅伴1号(Sputnik I)”,这一事件被认为是计算机网络诞生的强有力的催化剂。为夺回外层空间的霸主地位,同时努力改进军队的通信网络,1958年1月7日,美国国防部的研究机构—“国防部高级研究规划署”(ARPA)正式成立。1969年12月,在ARPA工程师的努力之下,连接加州大学洛杉矶分校(UCLA)、斯坦福研究院(SRI)、加州大学圣巴巴拉分校(UCSB)和犹他大学(UTAH)等4个节点的阿帕网(ARPANet)正式启用,阿帕网成为了当今网络时代的第一个网络。1.1.1 计算机网络的定义

计算机网络就是把分布在不同地点的多台计算机用传输介质连接起来,按照网络协议相互通信,以共享软件、硬件和数据资源为目标的系统,简单的网络如图1-1-1所示。建立计算机网络的目的是通过数据通信,实现系统的资源共享,增加单机的功能,提高系统的可靠性。图1-1-1 最简单的网络示意图1.1.2 计算机网络的特点

1.可靠性

在一个网络系统中,当一台计算机出现故障时,可立即由系统中的另一台计算机来代替其完成所承担的任务。同样,当网络的一条链路出现故障时,可选择其他的通信链路进行连接。

2.高效性

计算机网络系统摆脱了中心计算机控制结构数据传输的局限性,并且信息传递迅速,系统实时性强。网络系统中各相连的计算机能够相互传送数据信息,使相距很远的用户之间能够即时、快速、高效、直接地交换数据。

3.独立性

网络系统中各相连的计算机是相对独立的,它们之间的关系是既互相联系,又相互独立。

4.扩充性

在计算机网络系统中,人们能够很方便、灵活地接入新的计算机,从而达到扩充网络系统功能的目的。

5.廉价性

计算机网络使微机用户也能够分享到大型机的功能特性,充分体现了网络系统的“群体”优势,能节省投资、降低成本。

6.分布性

计算机网络能将分布在不同地理位置的计算机进行互联,可将大型、复杂的综合性问题实行分布式处理。【任务目标】

1.了解计算机网络的发展。

2.理解计算机网络的定义。

3.识记计算机网络的分类。

4.了解不同网络的特点。

5.识记计算机网络的功能。

6.识记计算机网络的硬件组成。

7.识记计算机网络的软件组成。【工作过程】

步骤一 识记计算机网络的功能

1.数据传送

计算机网络中的计算机之间或计算机与终端之间,可以快速地相互传递数据、程序或文件。例如电子邮件(E-mail)可以使相隔万里的异地用户快速准确地相互通信;电子数据交换(EDI)可以实现在商业部门或公司之间进行订单、发票、单据等商业文件安全准确地交换;文件传输服务(FTP)可以实现文件的实时传递,为用户复制和查找文件提供了强有力的工具。

2.资源共享

充分利用计算机资源是建立计算机网络的最主要目的。利用计算机网络,既可以共享大型主机设备又可以共享其他硬件设备,例如进行复杂运算的巨型计算机、海量存储器、高速激光打印机、大型绘图仪等,从而避免重复购置,并且能够提高硬件设备的利用率。此外,利用计算机网络还可以共享软件资源,例如大型数据库和大型软件等,这样可以避免软件的重复开发和大型软件的重复购置,最大限度地降低成本,提高了效率。

3.提高计算机的可靠性和可用性

在一些用于计算机实时控制和要求高可靠性的场合,通过计算机网络实现的备份技术可以提高计算机系统的可靠性。当一台计算机出现故障时,可以立即由计算机网络中的另一台计算机来代替其完成所承担的任务。例如工业自动化生产、军事防御系统、电力供应系统等都可以通过计算机网络设置备用或替换的计算机系统,以保证实时性管理和不间断运行系统的安全性和可靠性。

4.分布处理

利用现有的计算机网络环境,把数据处理的功能分散到不同的计算机上,这样既可以使一台计算机负担不至于太重,又扩大了单机的功能,从而起到了分布式处理和均衡负荷的作用。

步骤二识记计算机网络的分类

由于应用场合、网络标准和技术的不同,计算机网络有多种分类的标准。比如某实验室内的网络,从拓扑结构角度出发可以称之为“星型网”,从传输介质角度上衡量也可以称之为“双绞线网络”,而从网络覆盖范围角度来定义又可以将其称作“局域网”。表1-1-1列举了当今主流的几种计算机网络分类的情况。

按照联网的计算机等设备之间的距离和网络覆盖面的不同,计算机网络一般分为局域网(Local Area Network,LAN)、城域网(Metropolitan Area Network,MAN)、广域网(Wide Area Network,WAN)。局域网覆盖范围一般为几千米之内,由于光纤技术的出现,局域网实际的覆盖范围已经大大增加;城域网覆盖范围一般为几十千米;广域网覆盖范围从几十千米到几千千米甚至更远。表1-1-1 网络主要分类情况表

步骤三认识计算机网络的组成

计算机网络系统是由网络硬件系统和网络软件系统组成,硬件对网络的选择起着决定性作用,而软件则是挖掘网络潜力的工具。

1.计算机网络的硬件

计算机网络硬件主要有计算机设备(服务器和工作站)、网络连接设备和网络传输介质。下面重点介绍服务器和工作站。(1)服务器。服务器(Server)是用于网络管理、运行应用程序、处理各网络工作站成员的信息请求等,并连接一些外部设备如打印机、CD-ROM、调制解调器等的一台高性能计算机。根据其作用的不同,主要分为文件服务器、应用程序服务器和数据库服务器等。一台单独的服务器计算机上可以同时有多个服务器软件包在运行,它们可以向网络上的客户提供多种不同的服务。(2)工作站。工作站(Workstation)也称客户机(Client),由服务器进行管理和提供服务的、连入网络的任何计算机都属于工作站,其性能一般低于服务器。个人计算机接入Internet后,在获取Internet的服务的同时,其本身就成为一台Internet上的工作站。网络工作站通常需要运行网络操作系统的客户端软件。

2.计算机网络的软件

运行在计算机网络上的软件较多,其中比较重要的是网络操作系统(NOS)。计算机网络操作系统是网络的核心,是向网络计算机提供服务的操作系统,它在计算机操作系统下工作,使计算机操作系统增加了网络操作所需要的能力。网络操作系统运行在服务器上。

NOS的各种安全特性可用来管理每个用户的访问权力,确保关键数据的安全保密。NOS从根本上说是一种管理器,用来管理连接、资源和通信量的流向。现在常用的NOS有Windows Server、Novell NetWare、UNIX和Linux等。(1)Windows类。

微软公司的Windows系统不仅在个人操作系统中占有绝对优势,它在网络操作系统中也是具有非常强劲的力量。这类操作系统在整个局域网配置中是最常见的,但由于它对服务器的硬件要求较高,且稳定性能不是很高,所以微软的网络操作系统一般只是用在中低档服务器中,高端服务器通常采用UNIX、Linux或Solaris等非Windows操作系统。在局域网中,微软的网络操作系统主要有:Windows NT 4.0 Serve、Windows 2000 Server/Advance Server、Windows Server 2003/Advance Server,以及最新的Windows Server2008、Windows Server2012;个人操作系统主要有:Windows 9x/ME/XP、Windows 7、Windows 8等。(2)NetWare类

NetWare操作系统虽然远不如以前那么风光,但是仍以对网络硬件的要求较低而受到一些设备比较落后的中、小型企业,特别是学校的青睐。人们一时还忘不了它在无盘工作站组建方面的优势。它具有丰富的应用软件支持,技术完善、可靠。目前常用的版本有3.11、3.12和4.10、V4.11、V5.0等中英文版本,NetWare服务器对无盘站和游戏的支持较好,常用于教学网和游戏厅。目前NetWare服务器市场占有率呈下降趋势。(3)UNIX类

目前常用的UNIX系统版本主要有UNIX SUR4.0、HP-UX 11.0,SUN的Solaris8.0等。支持网络文件系统服务,提供数据等应用,功能强大,由AT&T和SCO公司推出。这种网络操作系统的稳定性和安全性能非常好,但由于它多数是以命令方式来进行操作的,不容易掌握,特别是初级用户。小型局域网基本不使用UNIX作为网络操作系统,一般用于大型的网站或大型的企、事业局域网中。UNIX网络操作系统历史悠久,其良好的网络管理功能已为广大网络用户所接受,拥有丰富的应用软件的支持。UNIX是一种集中式分时多用户体系结构,因其体系结构不够合理,UNIX的市场占有率呈下降趋势。(4)Linux类

Linux是一种新型的网络操作系统,它的最大特点就是源代码开放,可以免费得到许多应用程序。中文版本的Linux主要有RedHat(红帽子)、红旗Linux等。目前这类操作系统主要应用于中、高档服务器中。

总的来说,对特定计算环境的支持使得每一个操作系统都有适合于自己的工作场合。例如,Windows XP Professional适用于桌面计算机,Linux目前较适用于小型的网络,而Windows Server 2003和UNIX则适用于大型服务器应用程序。因此,对于不同的网络应用,需要我们有目的地选择合适的网络操作系统。

思考与练习

1.填空题(1)计算机网络按其覆盖的范围,可划分为________、________和广域网。(2)计算机网络的特点主要有________、________、________、________、________和公布性。

2.简答题(1)什么是计算机网络?(2)请简述计算机网络的主要功能?任务1.2 认识计算机网络硬件【任务描述】

李小明到光明科技发展公司实习,被分配给网络管理员夏元当助手,夏元发现李小明计算机网络理论水平较高,但对网络设备认知较欠缺,决定带他先认识公司的各种网络设备。【知识准备】

计算机网络硬件较多,涉及面广,下面重点介绍网卡、交换机、路由器、网关和防火墙等设备。

1.网卡(1)网卡概念

网络接口卡又称网络适配器,简称网卡,是物理地连接计算机与网络的硬件设备,为计算机之间相互通信提供一条物理通道,并通过这条通道进行高速数据传输。它是工作在物理层的网络设备。网卡的物理地址(又叫MAC地址)通常是在生产时由生产厂商写入的,由48位二进制数构成,通常用十六进制表示,如:E0-94-67-04-67-3B,前三组表示厂商,由IEEE来分配,后三组表示该制造商所制造的某个网络产品(如网卡)的系列号,网卡默认的物理地址是全球唯一的。(2)网卡分类

网卡依据总线接口方式可分为ISA网卡、PCI网卡、PCMCIA网卡和USB网卡,目前大多数主板都集成了网卡,早期笔记本计算机因没有网卡需要通过PCMCIA扩展口扩充使用的网卡是PCMCIA接口类型的,如图1-2-1所示。图1-2-1 不同总线接口的网卡

按照网卡的带宽分,目前网卡主要有10Mbps网卡、100Mbps以太网卡、10Mbps/100Mbps自适应网卡、1000Mbps千兆以太网卡和10000Mbps万兆以太网卡。

按网卡的网络接口类型来划分,目前常见的接口主要有以太网的RJ-45接口、同轴电缆接口和光纤接口等。有的网卡为了适用于更广泛的应用环境,提供了两种或多种类型的接口,如有的网卡会同时提供RJ-45、同轴电缆接口或光纤接口,如图1-2-2所示。图1-2-2 不同接口的网卡

2.交换机(1)交换机概念

交换机(Switch)是一种基于MAC地址(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。交换机可以“学习”MAC地址,并把其存放在内部地址表中,通过在数据帧的始发者和目标接收者之间建立临时的交换路径,使数据帧直接由源地址到达目的地址。交换机是工作在数据链路层中的设备,如图1-2-3所示。交换机主要有3个功能:图1-2-3 交换机

①学习。交换机对每一个端口相连设备的MAC地址进行识别,并将这些设备的MAC地址同相应端口的映射关系存放在自己缓存中的MAC地址表中。

②转发/过滤。当一个数据帧的目的地址在MAC地址表中有映射关系存在时,它被转发到相应的端口而不是所有端口。

③消除回路。当交换机包括一个冗余回路时,交换机通过生成树协议避免回路的产生,同时允许存在后备路径。(2)交换机分类

从广义上来看,交换机分为广域网交换机和局域网交换机两种。广域网交换机主要应用于电信领域,提供通信用的基础平台。局域网交换机则应用于局域网络,用于连接终端设备,如PC及网络打印机等。

从传输介质和传输速度上可分为以太网交换机、快速以太网交换机、千兆以太网交换机、FDDI交换机、ATM交换机和令牌环交换机等。

从规模应用上又可分为企业级交换机、部门级交换机和工作组交换机等。各厂商划分的尺度并不是完全一致的,一般来讲,作为骨干交换机时,支持500个信息点以上大型企业应用的交换机为企业级交换机,支持300个信息点以下中型企业的交换机为部门级交换机,而支持100个信息点以内的交换机为工作组级交换机。

3.路由器

路由器(Router)是连接因特网中各局域网、广域网的设备,它会根据信道的情况自动选择和设定路由,按前后顺序发送信号的设备。路由器是互联网络的枢纽,它是工作在网络层的设备。路由器主要有以下3个功能。(1)网络互联。路由器支持各种局域网和广域网接口,主要用于互联局域网和广域网,实现不同网络互相通信。(2)数据处理。提供包括分组过滤、分组转发、优先级、加密、压缩和防火墙等功能。(3)网络管理。路由器提供包括配置管理、性能管理、容错管理和流量控制等功能。主流的路由器分有线路由器和无线路由器,如图1-2-4所示。图1-2-4 路由器

4.网关(1)网关概念

网关(Gateway)又称网间连接器、协议转换器,是一个网络连接到另一个网络的“关口”,它是一个翻译器,对使用不同的通信协议、数据格式或语言,甚至体系结构完全不同的两种系统之间进行翻译,也可以提供过滤和安全功能,既可以用于广域网互联,也可以用于局域网互联。大多数网关运行在OSI七层协议的应用层。(2)安全网关

现在的网关产品越来越多,分类也越来越细,有信令网关、中继网关、接入网关、协议网关、应用网关、安全网关等。其中应用较广泛的是安全网关,它是设置在不同网络或网络安全域之间的一系列部件的组合的统称,可通过监测、限制、更改跨越安全网关的数据流,并通过检测阻断威胁,以及网络数据加密等手段来实现网络和信息的安全。安全网关按照功能和用途划分,可以分为通用型的网络防火墙、UTM(统一威胁管理网关,见图1-2-5)、安全路由器、VPN网关、防病毒网关、防垃圾邮件网关、抗DDoS网关等各种类型。图1-2-5 UTM统一威胁管理网关

5.防火墙(1)防火墙概念

防火墙(Firewall)是安全网关的一种,它是隔离在本地网络与外界网络之间的一道防御系统,根据用户制定的安全策略,对进出的网络数据进行分析和控制,保护本地网络安全,如图1-2-6所示。图1-2-6 硬件防火墙(2)防火墙分类

①软件防火墙。软件防火墙以软件方式安装于特定的计算机和操作系统中。安装完成后的计算机就成为防火墙,需要进行各项必要的配置并部署于网络的恰当位置才能发挥其作用,如Windows XP、Windows7系统均自带软件防火墙。

②硬件防火墙。硬件防火墙是以硬件形式提供给客户的。有些防火墙产品通过定制计算机硬件,在上面安装防火墙软件实现硬件防火墙功能,这些计算机硬件与普通的PC没有本质区别。真正意义上的硬件防火墙也被称为芯片级防火墙,基于专门设计的硬件平台和专门的操作系统,将所有的防火墙功能都集成于特殊的ASIC芯片中,比其他种类的防火墙速度更快、处理能力更强,易用性、稳定性和安全性也是所有产品中最高的。【任务目标】

1.识记网卡、交换机、路由器、网关、防火墙的概念、工作原理、功能和分类。

2.能通过观察设备辨认出设备类型。

3.能用Ipconfig查询网卡的MAC地址。【工作过程】

为了让李小明对公司的设备有直观的印象,夏元绘制了简化的公司网络拓扑图,如图1-2-7所示,打印出来后带李小明去各个设备所在地看看。图1-2-7 光明科技发展公司简化网络拓扑图

步骤一 认识网卡(1)夏元让李小明观察了办公室里面台式机和笔记本计算机的网卡,发现台式机通常只有一个RJ-45接口,笔记本除了RJ-45接口外,还有一个RJ-11的电话线接口。(2)随后夏元带李小明到公司的数据中心机房仔细观察了服务器的网卡,通常服务器都有2个以上的RJ-45网卡,高端服务器还有光纤网卡,如图1-2-8所示。图1-2-8 不同类型计算机的网卡(3)在计算机上选择“开始→运行”,输入“CMD”命令,输入“ipconfig/all”命令,可看到网卡的详细信息,其中有物理地址,即MAC地址,如图1-2-9所示。图1-2-9 查看网卡详细信息

步骤二 认识交换机(1)在数据中心机房,李小明参照拓扑图找到了交换机,下方交换机是H3C(中文名华三)的“H3C S5500”,H3C是厂商名称,S是Switch的首字母,代表是交换机(Switch),55是厂商设备编号,通常数字越大性能越强。(2)交换机有3种接口,一种是24个RJ-45接口,一种是4个光纤预留接口,一种是用于管理和调试交换机的Console口,如图1-2-10所示。图1-2-10 交换机接口

步骤三 认识路由器(1)在数据中心机房,李小明参照拓扑图找到了路由器,下方路由器是H3C的ER5200,R是Router的首字母,代表是路由器,52是厂商编号,通常数字越大性能越强。(2)路由器有3种接口,一种是2个WAN接口,一种是3个LAN接口,一种是用于管理和调试交换机的Console口,如图1-2-11所示。图1-2-11 路由器接口

步骤四 认识网关(1)李小明看到一个特别的设备,夏元告诉他是硬件网关,硬件网关有很多类型和型号,这款是SANGFOR(深信服)公司的SSL-VPN网关,部署在入口路由器和交换机之间用于优化网络、SSL-VPN连接和安全管理。(2)这款硬件网关有4个RJ-45接口,4个光纤接口,1个COM调试口和2个USB扩展口,具体功能可以登录该设备进行设置,如图1-2-12所示。图1-2-12 硬件网关

步骤五 认识防火墙(1)交换机和服务器之间部署了一台硬件防火墙,用于保证服务器的安全,是Juniper的SSG140防火墙。(2)仔细观察有8个百兆RJ-45口,2个千兆RJ-45接口,还有1个用于升级和安装系统的USB接口,用于调试的Console接口和AUX接口,如图1-2-13所示。图1-2-13 硬件防火墙

思考与练习

1.填空题(1)交换机的主要功能有________________、转发/过滤和________________。(2)路由器的主要功能有________________、________________、________________。

2.选择题(1)路由器工作在OSI模型的第()层。

A.物理 B.数据链路层 C.网络层 D.传输层(2)按照网卡接口分类,以下不正确的是()。

A.RJ-45接口网卡 B.同轴电缆接口网卡

C.光纤接口网卡 D.电源接口网卡

3.操作题(1)调查学校的网络设备,为这些设备的品牌、型号及功能列出清单。(2)分别使用ipconfig和ipconfig/all命令查看计算机的IP地址和MAC地址,说出这两个命令的差异在哪里。任务1.3 认识计算机网络传输介质【任务描述】

因为公司的内部弱电线缆老化,需要全部进行更换,夏元决定利用周末时间带李小明去电脑城采购弱电线缆并进行安装,夏元初步确定需要超5类双绞线、室内多模光纤等线缆。【知识准备】1.3.1 网络传输介质

网络中连接各个通信处理设备的物理媒体称为传输介质,是在网络中传输信息的载体。常用的网络传输介质分为有线传输介质和无线传输介质两大类。1.3.2 有线传输介质

有线传输介质是指在两个通信设备之间实现物理连接的部分,有线传输介质主要有双绞线、同轴电缆和光纤。双绞线和同轴电缆传输电信号,光纤传输光信号。

1.双绞线(1)双绞线概念

双绞线是综合布线工程中最常用的一种传输介质,由两条相互绝缘的导线按照一定的规格互相缠绕(一般以逆时针缠绕)在一起而制成的一种通用配线,一根导线在传输中辐射的电波会被另一根线上发出的电波抵消,降低信号干扰。(2)双绞线分类

常用的双绞线缆分为两大类,第一类为非屏蔽双绞线,简称UTP,第二类为屏蔽双绞线,外层由铝箔包裹着,减少辐射,简称STP,如图1-3-1所示。图1-3-1 双绞线

常用的双绞线根据传输带宽分为3类、5类、超5类、6类、7类等,如表1-3-1所示。表1-3-1 常用双绞线电缆分类表(3)双绞线制作工具

双绞线制作的工具通常包括剥线器、压线钳、网线测试仪和单口打线刀,如图1-3-2所示。图1-3-2 左起剥线器、压线钳、网线测试仪、单口打线刀(4)双绞线布线标准

EIA/TIA的布线标准中规定了两种双绞线的端接线序568A与568B,如图1-3-3所示。其中的顺序依据水晶头来确定:即把水晶头(如图1-3-15所示)有金属针的一面面向自己并竖直向上,同时有弹片的一面背对自己,从左至右的金属针的顺序分别为第1脚、第2脚、……、第8脚。在一个网络布线工程中通常只应用一种布线方式,实际应用中大多数都使用T568B的标准,该标准对电磁干扰的屏蔽更好。图1-3-3 双绞线布线标准(5)直连线和交叉线

交叉线是指一端是568A标准,另一端是568B标准的双绞线;直连线是指两端都是568A或都是568B标准的双绞线,通常直连线选用两端都是568B标准的直连线。通常,同种设备同类端口相连用交叉线,同种设备异类端口相连用直连线。

2.同轴电缆

同轴电缆是由一根空心的外圆柱导体和一根位于中心轴线的内导线组成,内导线和圆柱导体及外界之间用绝缘材料隔开,广泛应用于有线电视和某些局域网中,如图1-3-4所示。图1-3-4 同轴电缆结构图

同轴电缆分为基带同轴电缆和宽带同轴电缆2类。基带同轴电缆用于传送数字信号,宽带同轴电缆能将语音、图像、图形和数据同时在一条电缆上传送,家庭有线电视大多使用宽带同轴电缆。

3.光纤(1)光纤概念

光纤是一种利用光在玻璃或塑料制成的纤维中的全反射原理而达成的光传导工具。前香港中文大学校长高锟和George A.Hockham首先提出光纤可以用于通信传输的设想,高锟因此获得2009年诺贝尔物理学奖。

光纤是光缆的纤芯,由光纤芯、包层和涂覆层三部分组成,最里面的是光纤芯,包层将光纤芯围裹起来,使光纤芯与外界隔离,以防止与其他相邻的光导纤维相互干扰,包层的外面涂覆一层很薄的涂覆层,涂覆层的外面套塑(或称二次涂覆),如图1-3-5所示。图1-3-5 光纤的构成(2)光纤分类

光纤可分为单模光纤和多模光纤。单模光纤的纤芯直径很小,为4~10μm,传输频带很宽,传输容量大,适用于大容量、长距离的光纤通信。多模光纤的纤芯直径一般在50~75μm,具有较强的集光能力和抗弯曲能力,特别适合于多接头的短距离应用场合。单模光纤和多模光纤比较见表1-3-2。表1-3-2 单模光纤和多模光纤比较(3)光纤熔接

光纤熔接是目前普遍采用的光纤续接方法,光纤熔接机通过高压放电将接续光纤端面熔融后,将两根光纤连接到一起成为一段完整的光纤,光纤熔接机如图1-3-6所示。1.3.3 无线传输介质

无线传输介质不使用电子或光学导体,也不需要架设或铺埋电缆或光纤,而是通过大气传输,无线传输介质一般应用于难以布线的场合或远程通信,无线传输介质美观大方,但传输速率和稳定性较有线介质差。无线传输介质类型主要有蓝牙、激光、微波、无线电波和红外线。图1-3-6 光纤熔接机(1)蓝牙

蓝牙是一种支持设备短距离通信的无线电技术。蓝牙支持点对点、点对多点通信,工作在全球通用的 2.4GHz ISM 频段,采用全双工方式传输,被广泛应用在手机、笔记本计算机等数字设备,如图1-3-7所示。图1-3-7 蓝牙技术标志(2)激光

激光是一种方向性极好的单色相干光。激光信息发送时,先转换成电信号,再由光调制器将其调制在激光器产生的激光束上,经光学天线发射出去;信息接收时,光学接收天线将接收到得光信号聚焦后,送到光检测器恢复成电信号,在还原为信息。激光通信容量大、保密性好、不受电磁干扰、结构轻便、设备经济,但激光在大气中传输时受雨、雾、霜等影响。一般应用于边防、海岛、跨越江河等近距离通信,还用于卫星间通信、水下潜艇间通信。(3)微波

微波是指频率为300MHz~300GHz的电磁波,是无线电波中一个有限频带的简称,它是一种定向传播的电波,收发双方的天线必须相对应才能收发信息。(4)无线电波

无线电波是在自由空间(空气或真空)传播的射频频段的电磁波,一种全方位传播的电波,其传输方式有直接传输、靠大气层中电离层的反射进行传输两种,如图1-3-8和图1-3-9所示。图1-3-8 无线电波直接传输图1-3-9 无线电波反射传输(5)红外线

红外线是指在光谱中波长自0.76微米至400微米的一段,它是不可见光线,被广泛用于室内短距离通信传输,如电视遥控器就是一种低速红外线的应用。红外线数据收发的两端必须相互对准才能通信,在传输中会受到墙壁或大型物体的阻碍,还容易受到下雨、下雪或雾气的干扰。【任务目标】

1.识记常见的双绞线、光纤等有线线缆。

2.能正确的辨认常见双绞线、光纤等网络传输介质。

3.学会制作双绞线跳线。

4.学会用单口打线刀端接信息模块。

5.了解熔接光纤的方法。【工作过程】

在夏元指导下,李小明对公司的简化拓扑图进行了分析,增加了准备更换的连接线缆,如图1-3-10所示。图1-3-10 光明科技发展公司简化网络拓扑图

步骤一 线缆的选择

周六李小明陪夏元去电脑城认识了各种有线传输介质和无线传输介质(见知识准备部分),采购了足量的超五类线缆和多模光纤,周日到公司对线缆进行更换。

步骤二 制作双绞线

公司所有双绞线排线方式均采用T568B标准,夏元向李小明展示了规范的制作双绞线方法:

1.材料工具准备(1)准备一些RJ-45水晶头,用卷尺量出适合长度的超5类网线(一般根据需要控制长度在0.6~100m之间),用网线钳的切线刀剪断。(2)准备剥线器、压线钳、单口打线刀各一把,如图1-3-2所示。

2.制作(1)把护套与线标号安装到双绞线的两端,如图1-3-11所示。图1-3-11 安装护套与线标号(2)剥线,按照如图1-3-12所示方法用剥线器将双绞线塑料外皮剥去2~3cm,并剪去撕裂线。(3)理线,小心地剥开每一线对(开绞),并将线芯按T568B标准排序,将线芯拉直压平、挤紧理顺,朝一个方向紧靠,如图1-3-13所示。图1-3-12 剥线

试读结束[说明:试读内容隐藏了图片]

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