1组网技术

第一章 组网技术 针对于考试侧重于实际应用的特点， 本部分从实践的角度对网络知识进和总结归纳。

以 使辅导更有利于考试，同时也提高大家的实际水平。

1.1 网络的类型 计算机网络的种类很多，通常是按照规模和组织形式来分类。

从规模上分，分为局域网、城域网、广域网： （1）局域网：是指在较小的地理范围内由计算机、通信线路和网络连接设备组成的网 络。

（2）城域网：是指在一个城市范围内由计算机、通信线路和网络连接设备组成的网络。

（3）广域网：比城域网范围大，由多个局域网或城域网组成的网络。

互联网是世界上 最大的广域网。

按照网络的逻辑组织形式又分为对等网和基于客户机/服务器模式的网络。

（1）对等网：在对等网中，所有计算机的地位是平等的。

每台计算机既作为服务器， 也作为客户机。

既为别人提供服务， 也从别人那里获得服务。

管理对等网时， 只能分别管理， 是一种分散的，松散的管理。

（2）基于客户机/服务器模式的网络：在这种网络中，有两种角色的计算机，一种是服 务器,一种是客户机。

服务器：服务器主要负责响应客户请求，给客户机提供各种各样的服务。

如打印服务器 给客户机提供打印服务， 用户从这里打印文档。

数据库服务器给客户机提供数据查询服务等。

服务器的种类很多，如邮件服务器，WEB 服务器，传真服务器，目录服务服务器等。

不同服 务器可以提供各种不同的服务。

我们在构建网络是时，一般选择配置较好的计算机，在其上 安装相关服务或设备，它也就成了服务器。

客户机：主要用于给服务器发请求，获得相关服务。

如客机户机向打印服务器请求打印 服务。

向 WEB 服务器请求 WEB 页面等。

1.2 网络拓朴结构 网络拓朴结构指网络中计算机，线缆，及其它组件的物理布局。

基本网络拓朴主要有三 种模式：总线型，星型，环型等 （1）总线型拓朴：总线结构是使用同一电缆连接所有计算机的一种方式。

如下图：总线上的通信：在总线上，任何一个网络节点发送的信息都可以沿着总线向总线的两 端扩散，从而使网络中所有节点都会接收到这个信息，但是否接收，还取决于信息的目的地 址是否与网络主机地址相一致。

信号反射和终结器：在总线型网络中，信号会沿着网线发送到整个网络。

当信号到达 线缆的端点时，将产生反射信号，这种反射信号会与后续信号发生冲突，从而使通信中断。

为了防止中断，必需在线缆的两端安装终结器，以吸收端点信号，防止信号反弹。

总线型拓朴结构的优缺点：这种拓朴结构成优点是：结构简单，易于安装，成本低。

缺点是：难于维护，因一旦断线，故障点很难查找。

（2）星型拓扑结构 星型结构存在着中心结点，每个结点通过点对点的方式与中心结点相连，任何两个结 点之间的通信都要通过中心结点来转接。

这种拓朴结构是目前使用最普遍的拓朴结构， 处于 中心位置的网络设备可以是集线器，也可以为交换机。

星型拓朴结构的连接方式如下图：这种拓朴结构的优点是易于维护。

缺点是浪费网线，同时中央结点出问题，整个网络 瘫痪。

（3）环型网络拓扑结构 环型网络拓扑结构是以一个共享的环形信道连接所有设备，这种拓朴，称为令牌环。

信号沿环按一个方向传播， 并依次通过每台计算机。

而且， 每台计算机会对信号进行放大后， 传给下一台计算机。

同时， 在网络中有一种特殊的信号称为令牌。

令牌会沿顺时针方向传输。

当某计算机要发送信息时，必须先捕获令牌。

发送信息后再释放令牌。

环型结构在 LAN 中使 用较少。

（4）混合拓朴：是指在组网时综合使用多种拓朴结构。

如星型总线、星型环等。

1.3 网络线缆 网络上数据的传输需要有“传输媒体”，这好比是车辆必须在公路上行驶一样。

常用的 网络传输媒介可分为两类：一类是有线的；一类是无线的。

有线传输媒介主要有同轴电缆、 双绞线及光缆；无线传输媒介主要有微波、无线电、激光和红外线等。

（1）同轴电缆（Coaxial cable） 同轴电缆是由导线发展而来的，典型的特点是传输距离长，抗干扰性强。

50Ω 基带同轴电缆可分为两类：粗缆和细缆。

细缆用于 10BASE-2 以太网，最大干线段 长度 185 米，最大网络干线电缆长度 925 米，每条干线段支持的最大结点数 30 个，BNC、T 型连接器之间的最小距离 0.5 米。

粗缆用于 10BASE-5 以太网，最大干线长度 500 米，最大 网络干线电缆长度 2500 米，每条干线段支持的最大结点数 100 个，收发器之间的最小距离 1.5 米，收发器电缆的最大长度 50 米； 同轴电缆主要用于组建总线型网络。

网络两端要安装终结器以防止信号反弹。

（2）双绞线（Twisted-pair） 双绞线是由两条导线按一定扭距相互绞合在一起的类似于电话线的传输媒体， 如下图所 示。

成对线的扭绞旨在使电磁辐射和外部电磁干扰减到最小。

使用双绞线组网，双绞线与网 卡、双绞线与集线器的接口叫 RJ45，俗称水晶头，如图 1-12 右所示。

图 1-12 双绞线及 RJ45 接口 双绞线分为屏蔽双绞线（STP）和非屏蔽双绞线（UTP）。

我们通常使用的是 UTP 双绞线， 如 5 类和超 5 类，阻抗值通常为 100 欧姆，每条双绞线最大传输距离为 100 米，带宽为 100 兆。

根据 EIA/TIA 接线标准，双绞线与 RJ45 接头的连接时需要 4 根导线通信， 两条用于发 送数据， 两条用于接收数据。

RJ45 接口制作有两种标准： EIA/TIA 568B 标准和 EIA/TIA 568A 标准，如图 1-13 所示。

图 1-13 EIA/TIA RJ45 接口线序双绞线的制作有两种方法：一是直通线，即双绞线的两个接头都按 T568B 线序标准连 接； 二是交叉线， 即双绞线的一个接头按 EIA/TIA 568A 线序连接， 另一个接头按 EIA/TIA 568B 线序连接。

（3）光纤 光纤是新一代的传输介质，与铜质介质相比，光纤具有一些明显的优势。

因为光纤不 会向外界辐射电子信号， 所以使用光纤介质的网络无论是在安全性、 可靠性还是在传输速率 等网络性能方面都有了很大的提高。

光纤主要分为单模光纤和多模光纤。

1.4 网络技术 在众多的网络技术中，以太网是目前应用最广泛的局域网技术。

以太网的通讯过程可以概括为 CSMA/CD： （带冲突检测的载波侦听的多路访问方法）这 的具体过程为：网络上的一台计算机在发送信息之前，先进行“侦听”，看网络上有没有其 它计算机在发送消息，如果有，则等待一段时间，直到网络空闲时才把数据包放到网络上。

即某时刻，只有一台计算机在发送消息。

这种通讯方式中，如果网络上的计算机台数很多， 可能会发生多台计算机同时听到网络上空闲， 从而把信息放到网线上， 这时就会出现数据包 的冲突。

这时，计算机必须停止发送消息，继续等待。

直到网络空闲为止。

如此，会使网络 的带宽利用率降低。

所以，在以太网中，同一网段的计算机台数不能过多，过多则易发生冲 突。

1.4.2 以太网标准一、10M 以太网 10M 以太网根据传输介质的不同，大致有四个标准，这 4 个标准依次是： 1.10Base5 1983 年 IEEE 802.3 工作组发布 10Base-5“粗缆”以太网标准，这是最早的以太网标 准。

10Base5 以太网传输媒体采用 50Ω 粗同轴电缆，拓扑结构为总线型，每个电缆段内最 多只能使用 100 台计算机，但每个电缆段不能超过 500m。

网络设计遵循“5-4-3”法则，根 据该法则，整个网络的最大跨距为 2500m。

“5-4-3”法则的含义为： “5”即是网络中总的网段数不能超过 5 个电缆段； “4”即是网络中最多只能有 4 个中继器； “3”即是网络中只能有 3 个网段连接计算机。

10Base5 代表的具体意思是：工作速率为 10Mbps，采用基带信号，每一个网段最长为 500m。

2.10Base2 1986 年 IEEE 802.3 工作组发布 10Base-2“细缆”以太网标准。

10Base5 以太网传输媒 体采用 50Ω 细同轴电缆，拓扑结构为总线型，每个电缆段内最多只能使用 30 台计算机，但 每个电缆段不能超过 185m。

10Base2 以太网设计遵循“5-4-3”法则，整个网络的最大跨距 为 925m。

10Base2 代表的具体意思是：工作速率为 10Mbps，采用基带信号，每一个网段最长约 为 200m。

3.10BaseT 1991 年 IEEE 802.3 工作组发布 10Base-T“非屏蔽双绞线”以太网标准。

10BaseT 以太 网传输媒体采用 100ΩUTP 双绞线，拓扑结构为星型，即所有站点均连接到一个中心集线器 （hub）上，但每个电缆段不能超过 100m。

10BaseT 以太网设计遵循“5-4-3”法则，整个网 络的最大跨距为 500m。

10BaseT 代表的具体意思是：工作速率为 10Mbps，采用基带信号，T 表示的是传输媒体 双绞线（Twisted pair）。

4.10BaseF 1993 年 IEEE 802.3 工作组发布 10Base-F“光纤”以太网标准。

10BaseF 以太网传输媒 体采用多模光纤， 拓扑结构为星型， 所有站点均连接到一个支持光纤接口的中心集线器 （hub） 上， 每个电缆段不能超过 2000m。

10BaseF 以太网设计也遵循 “5-4-3” 法则， 但由于受 CSMA/CD 碰撞域的影响，整个网络的最大跨距为 4000m。

10BaseF 代表的具体意思是：工作速率为 10Mbps，采用基带信号，F 表示的是传输媒体 光纤（Fiber）。

二、百兆以太网 百兆以太网即带宽可达到百兆。

百兆以太网实质上是十兆以太网的升级。

分为以下几 个标准： 1.100Base-T4 100Base-T4 传输载体使用 3 类 UTP，它采用的信号速度为 25MHz，需要 4 对双绞线，这 样就获得了 100Mb/s。

2.100Base-TX 100Base-TX 传输载体使用 5 类 100ΩUTP，其设计比较简单，因为它可以处理速率高达 125MHz 以上的时钟信号，每个站点只需使用两对双绞线，一对连向集线器，另一对从集线 器引出。

3.100Base-FX 100Base-FX 既可以选用多模光纤，也可以选用单模光纤，在全双工情况下，多模光纤 传输距离可达 2km，单模光纤传输距离可达 40km。

三、千兆以太网 工作站之间用 100Mbps 以太网连接后， 对于主干网络的传输速度就会提出更高的要求， 1996 年 7 月，IEEE802.3 工作组成立了 802.3z 千兆以太网任务组，研究和制定千兆以太网 的标准，这个标准满足以下要求：允许在 1000Mbps 速度下进行全双工和半双工通信；使用 802.3 以太网的帧格式； 使用 CSMA/CD 访问控制方法来处理冲突问题； 编址方式和 10Base-T、 100Base-T 兼容。