传输介质与网络设备
计算机网络的基本组成
计算机网络的基本组成计算机网络是一个复杂的系统。
不同的网络组成不尽相同。
但不论是简单的网络还是复杂的网络，基本上都是由计算机与外部设备、网络连接设备、传输介质以及网络协议和网络软件等组成。
1.计算机与外部设备计算机网络中的计算机包括主机、服务器、工作站和客户机等。
计算机在网络中的作用主要是用来处理数据。
计算机外部设备包括终端、打印机、大容量存储系统、电话等。
2.网络连接设备网络连接设备是用来进行计算机之间的互联并完成计算机之间的数据通信的。
它负责控制数据的发送、接收或转发，包括信号转换、格式变换、路径选择、差错检测与恢复、通信管理与控制等。
计算机网络中的网络连接设备有很多种，主要包括网络接口卡（NIC）、集线器（HUB）、路由器（Router）、集中器（Concentrator）、中继器（Repeater）、网桥（Bridge）等。
此外为了实现通信，调制解调器、多路复用器等也经常在网络中使用。
3.传输介质计算机之间要实现通信必须先用传输介质将它们连接起来。
传输介质构成网络中两台设备之间的物理通信线路，用于传输数据信号。
网络中的传输介质一般分为有线和无线两种。
有线传输介质是指利用电缆或光缆等来充当传输通路的传输介质，包括同轴电缆、双绞线、光缆等。
无线传输介质是指利用电波或光波等充当传输通路的传输介质，包括微波、红外线、激光等。
4.网络协议在计算机网络技术中，一般把通信规程称做协议（Protocol）。
所谓协议，就是在设计网络系统时预先作出的一系列约定（规则和标准）。
数据通信必须完全遵照约定来进行。
网络协议是通信双方共同遵守的一组通信规则，是计算机工作的基础。
正如谈话的两个人要相互交流必须使用共同的语言一样，两个系统之间要相互通信、交换数据，也必须遵守共同的规则和约定。
例如，应按什么格式组织和传输数据，如何区分不同性质的数据、传输过程中出现差错时应如何处理等。
现代网络系统的协议大都采用层次型结构，这样就把一个复杂的网络协议和通信过程分解为几个简单的协议和过程，同时也极大地促进了网络协议的标准化。
网络传输介质与硬件设备介绍
网络传输介质与硬件设备介绍一、引言网络传输介质和硬件设备是构建计算机网络的重要组成部分。
网络传输介质是信息传递的媒介，而硬件设备则是实现信息传输的工具。
本文将介绍常见的网络传输介质和硬件设备，并分析它们的特点和应用。
二、网络传输介质1. 有线传输介质有线传输介质是指通过电缆或光纤等物理媒介传输数据的方式。
常见的有线传输介质包括： - 铜缆：包括双绞线和同轴电缆。
双绞线广泛应用于局域网，是最常见的有线传输介质之一。
同轴电缆适用于电视信号传输等场景。
- 光纤：光纤传输介质通过光的反射和折射实现数据的传输。
光纤的传输速度快、抗干扰能力强，在长距离传输中有着广泛应用。
2. 无线传输介质无线传输介质是指通过无线电波或红外线等无线方式传输数据的介质。
常见的无线传输介质包括： - Wi-Fi：Wi-Fi是一种通过无线方式实现局域网的技术。
它广泛应用于家庭、办公场所等环境中，提供了无线上网的便利。
- 蓝牙：蓝牙技术是一种短距离无线通信技术，适用于手机、耳机、键盘等设备之间的数据传输。
-4G/5G：4G和5G是移动通信技术的代表，通过无线电波传输数据。
4G适用于移动电话通信，而5G提供了更高的传输速度和更低的延迟。
三、硬件设备1. 网卡网卡是计算机连接网络的硬件设备，它负责将计算机中的数据转换为网络可以识别的信号，并在计算机与网络之间进行数据传输。
网卡有有线网卡和无线网卡两种类型，分别对应有线传输介质和无线传输介质。
2. 路由器路由器是用于连接多个网络，并在这些网络之间进行数据传输的设备。
它能根据数据包的目标地址，在不同的网络之间进行转发和路由选择。
路由器是实现互联网连接的核心设备。
3. 交换机交换机是用于连接多台计算机并实现它们之间高速数据传输的设备。
它可以在局域网中实现数据交换和数据转发，提供了更高的传输速度和更低的延迟。
4. 防火墙防火墙是一种网络安全设备，用于保护计算机网络免受来自网络的攻击和非法访问。
3 传输介质及常用网络设备
集线器（HUB）
单一集线器组网
集线器（HUB）
多集线器级联结构
平行式结构
集线器（HUB）
树型结构
连接时注意：
用双绞线连接网卡与HUB一般端口时，采
用直通线； 用双绞线连接HUB的UPLINK口和另一HUB 的一般端口时采用的直通线； 用双绞线连接两个HUB的一般端口时， 采用交叉线。
Cable Modem Cable MODEM即电缆调制解调器，它是利用了有 线电视电缆的工作机制，使用了电缆带宽的一部 分来传送数据。理论上可以达到3M-40Mbps的下 行速率和128K-10Mbps的上行速率。
ISDN仍使用现有的电话线，但Internet服务 商到用户的线上传输的是数字信号，不是模拟信 号： 窄带（N-ISDN）:技术完善，速度128Kbps, 由2个B信道（数据与语音）与1个D信道（信 令）构成； 宽带（B-ISDN）:技术复杂，将来的发展方 向，可提供150Mbps以上的速度。
同一时间只能有一个设备发送信息
多个设备可同时发送信息
HUB
SWITCH
路由器（Router）
Router
Router
路由器（Router）
路由器是工作在第三层的网络设备，在网络层将 数据帧进行存储转发，并且具有路由选择功能。
路由器（Router）
路由表
192.168.3.0 192.168.1.0 192.168.2.0 Frame Relay Ethernet FDDI
光纤
光纤是以光脉冲的方式来传输信号，因此材质也以 玻璃或有机玻璃为主。它由纤维芯、包层和保护套 组成。
光纤的分类
分类 单模光纤 主要用途 用于高速度、长距离 连接；成本高；需要 激光源；耗散极小， 高效。
传输介质与接续设备介绍
传输介质与接续设备介绍1. 传输介质传输介质是指在数据通信过程中，用于传输数据的物理媒介。
根据不同的传输方式和需求，有以下几种常见的传输介质：1.1 有线传输介质有线传输介质是指使用导线或光纤作为信号传输的媒介。
常见的有线传输介质包括：•双绞线：双绞线是最常见的有线传输介质之一。
根据不同的应用需求，常见的双绞线包括Cat5、Cat6等，其传输速率分别为100Mbps和1000Mbps。
•同轴电缆：同轴电缆多用于传输电视信号和宽带接入。
其结构由内部导体、绝缘层、外部导体和保护层组成，能够提供较高的传输速率和抗干扰能力。
•光纤：光纤是以光信号传输数据的传输介质。
由于光信号具有较高的传输速率和抗干扰能力，光纤在长距离和高速数据传输方面具有优势。
1.2 无线传输介质无线传输介质是指使用无线电波进行信号传输的媒介。
常见的无线传输介质包括：•Wi-Fi：Wi-Fi是一种基于无线局域网技术的传输介质，通过无线电波进行信号传输。
其传输距离一般在100米左右，适用于室内和短距离通信。
•蓝牙：蓝牙是一种短距离无线通信技术，适用于手机、耳机、音响等设备之间的互联互通。
传输距离一般在10米左右。
•红外线：红外线是一种短距离无线通信技术，适用于遥控器、红外线传感器等设备之间的通信。
传输距离一般在几米到几十米。
2. 接续设备接续设备是用于连接和传输数据的设备。
根据不同的应用场景和需求，有以下几种常见的接续设备：2.1 路由器路由器是一种常见的接续设备，用于将多个局域网连接起来，实现网络之间的数据传输。
路由器具备转发数据包的能力，并能根据不同的网络地址进行数据的路由选择。
2.2 交换机交换机是一种广泛应用于局域网中的接续设备。
它通过物理地址进行数据包转发，能够实现高速、稳定的数据传输。
交换机在局域网内部进行数据的转发，提供了更加灵活和高效的数据交换方式。
2.3 中继器/放大器中继器和放大器是一种用于增强信号强度和延长传输距离的设备。
网络技术基础3计算机网络设备
01
无线传输介质指我们周围的自由空间。我们利用无线电波在自由空间的传播可以实现多种无线通信。在自由空间传输的电磁波根据频谱可将其分为无线电波、微波、红外线、激光等，信息被加载在电磁波上进行传输
01
双绞线
双绞线（Twisted Pair）是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，属于信息通信网络传输介质。
第3章 计算机网络设备
§3.1 传输介质
§3.5 无线网络设备
§3.4 网络层上的网络设备
§3.3 数据链路层上的网络设备
§3.2 物理层上的网络设备
本章内容
§3.1 传输介质
网络传输介质是指在网络中传输信息的载体，常用的传输介质分为有线传输介质和无线传输介质两大类。
有线传输介质是指在两个通信设备之间实现的物理连接部分，它能将信号从一方传输到另一方，有线传输介质主要有双绞线、同轴电缆和光纤。
按照线径粗细分类
按照屏蔽层的有无分类
双绞线分为屏蔽双绞线(Shielded Twisted Pair，STP)与非屏蔽双绞线(Unshielded Twisted Pair，UTP) 屏蔽双绞线在双绞线与外层绝缘封套之间有一个金属屏蔽层。
传输距离远、传输质量高。 由于在双绞线收发器中采用了先进的处理技术，极好地补偿了双绞线对视频信号幅度的衰减以及不同频率间的衰减差，保持了原始图象的亮度和色彩以及实时性，在传输距离达到1km或更远时，图象信号基本无失真。如果采用中继方式，传输距离会更远。 布线方便、线缆利用率高。 一对普通电话线就可以用来传送视频信号。另外，楼宇大厦内广泛铺设的5类非屏蔽双绞线中任取一对就可以传送一路视频信号，无须另外布线，即使是重新布线，5类缆也比同轴缆容易。此外，一根5类缆内有4对双绞线，如果使用一对线传送视频信号，另外的几对线还可以用来传输音频信号、控制信号、供电电源或其它信号，提高了线缆利用率，同时避免了各种信号单独布线带来的麻烦，减少了工程造价。 抗干扰能力强。 双绞线能有效抑制共模干扰，即使在强干扰环境下，双绞线也能传送极好的图象信号。而且，使用一根缆内的几对双绞线分别传送不同的信号，相互之间不会发生干扰。 可靠性高、使用方便。 利用双绞线传输视频信号，在前端要接入专用发射机，在控制中心要接入专用接收机。这种双绞线传输设备价格便宜，使用起来也很简单，无需专业知识，也无太多的操作，一次安装，长期稳定工作。 价格便宜，取材方便。 购买容易，而且价格也很便宜，给工程应用带来极大的方便
网络传输介质与硬件设备介绍
网络传输介质与硬件设备介绍网络传输介质是信息技术领域中用于在计算机网络中传输数据的媒介，而硬件设备则是用于在网络中进行数据传输和交换的物理设备。
网络传输介质和硬件设备在计算机网络中起着至关重要的作用，它们可以帮助用户实现数据的快速传输和高效交换。
网络传输介质包括有线和无线两种形式。
有线传输介质主要有光纤、双绞线、同轴电缆等。
光纤是一种以光信号作为传输介质的高速传输介质，具有高速传输、大容量和抗干扰能力强的特点，适用于长距离传输。
双绞线则是一种采用双股绝缘导线以减小电磁干扰的传输介质，适用于局域网和城域网的建设。
而同轴电缆则是另一种常见的传输介质，主要用于有线电视系统和长距离通信。
无线传输介质主要有无线局域网、蓝牙、红外线等。
无线局域网是一种通过无线信号来传输数据的传输介质，适用于移动设备和需要灵活部署的场合。
蓝牙则是一种用于短距离数据传输的传输介质，适用于智能手机、耳机等设备的无线连接。
红外线传输介质则主要用于遥控器、红外通信设备等场合。
硬件设备包括路由器、交换机、网卡、集线器等。
路由器是用于将不同网络之间进行数据传输和交换的设备，主要负责网络间的通信连接和数据包的转发。
交换机则是用于在局域网内进行数据交换和传输的设备，主要负责实现局域网内设备的快速通信。
网卡是计算机内安装的用于接入网络的硬件设备，主要负责实现计算机和网络之间的连接。
集线器则是用于将多台计算机连接在一起形成局域网的设备，主要负责数据的转发和传输。
总之，网络传输介质和硬件设备是计算机网络中不可或缺的重要组成部分，它们为计算机网络的数据传输和交换提供了坚实的基础和保障。
通过不断的技术创新和发展，网络传输介质和硬件设备会不断完善和进步，成为推动计算机网络发展的关键力量。
网络传输介质和硬件设备在信息技术领域中起着至关重要的作用，它们不仅直接影响着网络传输效率和数据安全，也为各种信息通信提供了基础设施。
随着科技的不断发展，网络传输介质和硬件设备不断更新和升级，以适应不断变化的网络需求和技术环境。
网络传输介质和网络互联设备
网络传输介质和网络互联设备简介网络传输介质和网络互联设备是构成计算机网络基础架构的关键组成部分。
网络传输介质指的是用于在计算机之间传输数据的物理媒介，而网络互联设备则是用于连接计算机和其它网络设备的硬件设备。
在本文中，我们将详细介绍几种常见的网络传输介质和网络互联设备，包括有线传输介质、无线传输介质以及交换机和路由器等网络互联设备。
网络传输介质有线传输介质有线传输介质是指通过电缆来传输数据的介质。
常见的有线传输介质包括：1.双绞线：双绞线是一种由多股细铜线以对绞的方式组成的电缆，常用于局域网中。
根据传输速率和用途的不同，双绞线分为不同的类别，如Cat5、Cat 6和Cat 7等。
它们具有较高的传输带宽和抗干扰能力，适用于高速数据传输。
2.同轴电缆：同轴电缆是一种中心导体由铜芯构成的电缆，外层由绝缘材料和金属屏蔽层包裹。
同轴电缆通常用于传输视频信号和宽带网络。
它的传输距离较长，且抗干扰能力相对较好。
3.光纤：光纤是一种利用光导纤维传输数据的介质。
它由一个或多个芯纤和包裹在外层的包覆层组成。
光纤传输具有高速率、大带宽和抗干扰能力强的特点，广泛用于长距离、高速率的数据传输。
无线传输介质无线传输介质指的是通过无线方式传输数据的介质，常见的无线传输介质包括：1.无线局域网（WLAN）：WLAN是一种通过无线方式连接局域网设备的技术。
它使用无线电波作为传输介质，通过无线接入点（Access Point）实现无线设备与有线网络的连接。
WLAN通常用于家庭、办公室和公共场所的无线上网。
2.蓝牙：蓝牙是一种短距离无线通信技术，可在设备之间传输数据。
蓝牙通常用于连接个人电脑、手机、音频设备和其他智能设备。
3.红外线：红外线是一种通过红外线传输数据的技术。
它广泛应用于遥控器、红外线传感器和红外线数据传输设备中。
网络互联设备交换机交换机是一种用于在计算机网络中连接多个设备的网络互联设备。
它通过根据目的地址将数据包转发到适当的目标设备，实现设备之间的通信。
网络传输介质与硬件设备介绍
网络传输介质与硬件设备介绍在计算机网络中，网络传输介质和硬件设备扮演着至关重要的角色。
网络传输介质决定了数据在网络中的传输速率和可靠性，而硬件设备则负责数据的传输和处理。
本文将介绍几种常见的网络传输介质和硬件设备，并解释它们在网络中的作用。
网络传输介质1. 有线传输介质有线传输介质是通过电缆或光纤来传输数据的介质。
下面是一些常见的有线传输介质：•双绞线（Twisted Pair）：双绞线是一种由一对绝缘的铜线组成的电缆。
它被广泛应用于局域网（LAN）中，可以传输各种类型的数据，如以太网和电话信号。
双绞线分为不同的类别，如Cat 5、Cat 6等，不同类别的双绞线具有不同的传输速率和性能。
•同轴电缆（Coaxial Cable）：同轴电缆由一根中心导线、一个环绕在中心导线外的绝缘层和一个外部导线组成。
它通常用于电视信号和宽带互联网接入。
同轴电缆的传输速率比双绞线高，但成本也更高。
•光纤（Fiber Optic）：光纤是一种传输数据的高速介质，利用光的传输方式代替了电的传输方式。
光纤由一个或多个玻璃或塑料纤维组成，用于长距离的数据传输。
光纤具有较高的传输速率和抗干扰能力，常用于骨干网络和广域网（WAN）。
2. 无线传输介质无线传输介质是通过无线信号来传输数据的介质。
下面是一些常见的无线传输介质：•无线局域网（Wireless LAN，WLAN）：WLAN是一种使用无线电波进行数据传输的局域网。
它利用无线接入点（Access Point）来连接无线设备，如笔记本电脑、智能手机和平板电脑，实现无线网络连接。
•蓝牙（Bluetooth）：蓝牙是一种短距离无线通信技术，用于在电子设备之间进行数据传输和通信。
它被广泛应用于个人设备和周边设备之间的无线连接，如耳机、音箱和键盘。
•红外线（Infrared）：红外线传输利用红外线的电磁波进行数据传输，通常用于近距离无线通信。
它常用于智能手机、遥控器和红外线传输设备之间的数据传输。
网络传输介质和网络互联设备概论
网络传输介质和网络互联设备概论1. 简介网络传输介质和网络互联设备是构建互联网的关键组成部分。
本文将介绍网络传输介质和网络互联设备的基本概念、分类、特点以及它们对网络连接和数据传输的重要性。
2. 网络传输介质网络传输介质是指在计算机网络中用来传输数据的物质媒体。
根据传输介质的不同形式，网络传输介质可以分为有线传输介质和无线传输介质两大类。
2.1 有线传输介质有线传输介质是使用导线或电缆进行数据传输的介质。
常见的有线传输介质有：•双绞线（Twisted Pair）：双绞线是一种由两根细线紧密绞合在一起的传输介质。
它分为无屏蔽双绞线（UTP）和屏蔽双绞线（STP）两种。
双绞线的优点是安装简单、成本低廉，适用于局域网等短距离传输。
•同轴电缆（Coaxial Cable）：同轴电缆是由中心导体、绝缘层、外层金属网和外层绝缘层组成的传输介质。
同轴电缆具有较好的抗干扰性能和较大的传输带宽，适用于长距离传输。
•光纤（Optical Fiber）：光纤是利用光的反射和折射原理来传输信号的传输介质。
光纤具有高带宽、低损耗、抗干扰等优点，被广泛应用于高速、大容量的网络传输。
2.2 无线传输介质无线传输介质是利用无线电波进行数据传输的介质。
常见的无线传输介质有：•Wi-Fi：Wi-Fi是一种无线局域网技术，利用无线电波进行数据传输。
Wi-Fi可以通过无线路由器将网络信号传输到不同设备上，实现无线上网。
•蓝牙（Bluetooth）：蓝牙是一种短距离无线通信技术，用于连接不同设备之间的数据传输。
蓝牙通常用于手机、耳机、键盘等设备的连接。
•红外线（Infrared）：红外线是指电磁波谱中波长较长的一部分，可以用于近距离的无线数据传输。
红外线通常用于遥控器等设备的数据传输。
3. 网络互联设备网络互联设备是实现计算机之间互联和数据传输的硬件设备。
常见的网络互联设备包括：•路由器（Router）：路由器是用于连接多个网络的设备，它通过分析数据包的目标地址来选择最佳的传输路径，并将数据从源网络转发到目标网络。
传输介质与网络设备
3.4 交换机
3.4.1 3.4.2 3.4.3 3.4.4 3.4.5
交换机的功能 交换机的分类 交换机的工作原理 交换机的应用 多层交换机
RJ-45 口
千兆光纤口 控制口
图3-33 交换机
3.4.1 交换机的功能
交换是按照通信两端传输信息的需要，用人工 或设备自动完成的方法，把要传输的信息送到符合 要求的相应路由上的技术统称。 广义的交换机就是一种在通信系统中完成信息 交换功能的设备。 交换机和集线器的本质区别是：当A发信息给B 时，如果通过集线器，则接入集线器的所有网络节 点都会收到这条信息（也就是以广播形式发送）， 只能通过网卡在硬件层面过滤掉不是发给本机的信 息；而如果通过交换机，除非A通知交换机广播，否 则发给B的信息C绝不会收到。
【例3-4】 数据帧交换过程。
图3-46 数据帧交换过程
3．帧交换技术
（1）直通交换方式。
（2）交换机检测到某一端口发来的数据包，根据其目标MAC地址，查找交换 机内部的“端口—地址”表，找到对应的目标端口，打开源端口到目标端口之间 的数据通道，将数据包发送到对应的目标端口上。
图3-34 交换方式数据传输
（3）从带宽上来看，交换机上每个端口都独占带宽，同时交换机还支持全 双工通信。
（4）交换机上的每个端口属于一个冲突域，不同的端口属于不同的冲突域， 交换机上所有的端口属于同一个广播域。
有线传输介质：利用金属、石英光纤、塑料光纤等导体传输信号。 无线传输介质：不利用导体，信号完全通过空间从发射器发射到接收器。
3.1.1 双绞线
双绞线是局域网最基本的传输介质，由具有绝缘保护层的4对8线芯组成，每 两条按一定规则缠绕在一起，称为一个线对。
1．双绞线的类型
第一课 网络基础传输介质与连接设备
第一课网络基础传输介质与连接设备一、网络起源一般地说，将分散的多台计算机、终端和外部设备用通信线路互联起来，彼此间实现互相通信，并且计算机的硬件、软件和数据资源大家都可以共同使用，实现资源共享的整个系统就叫做计算机网络。
连入网上的每台计算机本身都是一台完整独立的设备。
它自己可以独立工作。
例如我们可以对它进行启动、运行和停机等操作。
我们还可以通过网络去使用网络上的另外一台计算机。
例如可以在身边的这台计算机上去调用另一台计算机上某一目录下的一个文件。
计算机之间可以用双绞线、电话线、同轴电缆和光纤等有线通信，也可以使用微波、卫星等无线媒体把它们连接起来。
例如，你家里的一台微机要想联到Internet网络上去，只要向邮电部门办一个手续，将你家里的那根电话线通过通信设备调制解调器（modem）连接到你的那台微机上，再装上相应的软件，你就可以拨号查询Internet网上的信息。
20世纪50年代初，美国为了自身的安全，在美国本土北部和加拿大境内，建立了一个半自动地面防空系统，简称SAGE系统。
译成中文叫赛其系统。
在赛其系统中，雷达录取设备采集到的飞机目标信息自动送到通信设备，赛其信息处理中心的大型计算机自动地将通信设备送来的信息接收下来。
这种将计算机与通信设备结合使用在人类的历史上还有首次，因此也可以说是一种创新。
没有计算机与通信技术相结合的尝试，也就不会有现在这样先进的计算机网络。
二、网络的种类1、按网络的地理位置分类：1. 局域网（Local Area Network,简称LAN）：一般限定在较小的区域内，小于10km的范围，通常采用有线的方式连接起来。
局域网是组成其他两种类型计算机网络的基础。
2. 城域网（MAN）：规模局限在一座城市的范围内，10～100km的区域。
3. 广域网（W AN）：网络跨越国界、洲界，甚至全球范围。
目前局域网和广域网是网络的热点。
广域网的典型代表是Internet网。
2、按传输介质分类1. 有线网：采用同轴电缆和双绞线来连接的计算机网络。
网络传输介质与网络设备
• (1) 3类双绞线 • 3类双绞线的最高传输频率为16MHz，最高
传输速率为10Mbps， • 主要应用于语音和最高传输速率为10Mbps
的以太网中。 • 最大网段长度为100 m，连接器采用RJ型
式。
网络传输介质与网络设备
• (2) 4类双绞线 • 该类双绞线的最高传输频率为20MHz，最
图3-16 光纤通信系统
网络传输介质与网络设备
• 3．光纤的优缺点 • (1)抗干扰性能好。 • 因为传输的形式是光，所以光纤不会引起电磁干
扰也不会被干扰。 • (2)传输距离远。 • 玻璃纤维内壁对光反射能力极强，所以光纤传输
信号的距离比导线所能传输的距离要远得多。 • (3)传输速率高。 • 光可以对更多酌信息进行编码，所以光纤可在单
• 图3-14单模光纤与多模光纤
光 单模光纤
光 多模光纤
图3-15 单模光纤和多模光纤
网络传输介质与网络设备
• 2．光纤通信过程
• 光纤通信就是以光波为载波、光导纤维为 传输介质的一种通信方式。
• 在光纤通信系统中，起主导作用的是光源、 光纤、光发送机和光接收机。
• 光纤通信系统的基本构成如图3-15所示。
（a）内置式
图3-21 调制解调器外观
(b) 外置式
网络传输介质与网络设备
• 3.2.2 网卡
• 网卡又称网络适配器或网络接口卡 （Network Interface Card, NIC）。
网络通信介质
串行信号
接收
发送
译码
编码
控制
令命
并行 数据
网络设备
态状
图3-图3-4 非屏蔽双绞线
网络传输介质与网络设备
网络传输介质和网络互联设备
同轴电缆（细同轴电缆）
细缆安装起来要比粗缆容易而且便宜，但是双绞线 柔性很好，所以更加利于安装和使用。这也是为什么同 轴电缆仅使用在比较有限的范围的原因。而细同轴电缆 优于双绞线之处在于它可以抵抗E M I和R F I。
光纤电缆(工作原理等）
当光波脉冲由激光或者普通发光二极管( L E D )设备发 出后，便可以在光纤芯线中向前传输。玻璃包层的作用是将 光线反射回芯线中。光纤电缆具有进行高速网络传输的能力， 它所支持的传输速度可以从1 0 0 M b p s到1 G b p s，甚 至超过1 G b p s。光纤电缆一般用作电缆传输主干，例如 楼层之间或者建筑物之间，或者其他方面。在同一栋建筑内 的楼层之间使用的光纤主干有时也称为“粗管道” (fat pipe)，因为与基带或者宽带高速传输相比，其带宽更为突 出。在校园网环境中，光纤电缆最为常见的用途是用于不同 建筑物之间的互连，这样做也是为了符合I E E E的布线标准。 光纤电缆也可以用于在WA N和电信系统中连接地理范围跨 度很大的L A N。光纤电缆的优点在于它的带宽大、损耗小， 可以持续传输很长的距离。
第二章 网络传输介质和网络互联设备
网络传输介质
电缆
双绞线
屏蔽双绞线 非屏蔽双绞线
同轴电缆
粗缆 细缆
光缆
多模光缆 单模光缆
无线
微波 卫星 无线局域网（802.11)
选择传输介质的因素
信号传输速率 抗干扰能力 适用的网络拓扑结构 允许的最大长度 成本、灵活性和方便性
和安装成本都比较昂贵，直径大而且控制、终止起来比较困难，所以粗 同轴电缆的应用并不很广泛。
网络传输介质和网络互联设备
网络传输介质和网络互联设备
Cat 1：主要用于语音传输（电话线缆），不同于数据传输。 Cat 2：传输频率为1MHZ，用于语音传输和最高传输速率 4Mbps的数据传输，常见于使用4MBPS规范令牌传递协议的 旧的令牌网。 Cat 3：指目前在ANSI和EIA/TIA568标准中指定的电缆，该电 缆的传输频率16MHz，用于语音传输及最高传输速率为 10Mbps的数据传输主要用于10BASE-T。 Cat 4：该类电缆的传输频率为20MHz，用于语音传输和最高 传输速率16Mbps的数据传输主要用于基于令牌的局域网和 10BASE-T/100BASE-T。 Cat 5：该类电缆增加了绕线密度，外套一种高质量的绝缘材料， 传输率为100MHz，用于语音传输和最高传输速率为10Mbps 的数据传输，主要用于100BASE-T和10BASE-T网络。这是最 常用的以太网电缆。
网络传输介质和网络互联设备
红外线传输
Ø直接红外线传输：此种方式要求发射方和接收方 彼此处在“看得见”的范围内，这种“看得见” 范围内的要求，使得红外线传输比其他多种传输 方法更加安全。
Ø间接红外线传输：信号通过路径中的墙壁、天花 板或任何其他物体的反射传输数据。从传输的环 境来看，这种传输方式安全性较低。
网络传输介质和网络互联设备
无线通信
Ø 国际通信组织对各频段都规定了特定的服务：无 线通信用中频，无线广播有高频，电视用甚高频 到特高频等。
Ø 高频无线电波的传播路径
网络传输介质和网络互联设备
地面微波通信与卫星通信
传统意义上的微波通信，可以分为地面微波通信与卫 星通信两个方面。
Ø 地面微波通信是以直线方式传播，各个相邻站点之间必须 形成无障碍的直线连接，这就是经常看到采用高架天线塔 进行微波发送的主要原因。地面微波通信需要在通信结点 间建立多个微波中继站，以降低信号的衰减，使信号进行 接力传输。
计算机网络系统组成
计算机网络系统组成计算机网络系统是由一系列相互连接的设备和通信技术构成的。
它们协同工作以实现数据传输、信息共享和资源共享。
计算机网络系统组成包括硬件设备、软件应用和网络协议。
一、硬件设备计算机网络的硬件设备是系统的基础，它提供了网络通信的物理支持和数据处理能力。
1. 主机主机是网络中进行数据处理和存储的核心设备。
它可以是个人电脑、服务器或者其他计算设备。
主机通过网络与其他设备进行通信和数据交换。
2. 网络设备网络设备用于连接主机和其他网络设备，实现数据传输和路由选择。
常见的网络设备包括路由器、交换机、网桥和集线器等。
它们通过交换、转发和过滤数据包来实现网络通信。
3. 传输介质传输介质是网络中传输数据的媒介，可以是有线或者无线的。
有线传输介质包括双绞线、光纤和同轴电缆等。
无线传输介质包括无线电波和红外线等。
传输介质的选择取决于传输距离、带宽和抗干扰能力等因素。
4. 终端设备终端设备是用户与计算机网络进行交互的工具。
例如个人电脑、笔记本电脑、智能手机和平板电脑等。
终端设备通过网络与主机进行通信，并使用各种应用程序进行数据交换和信息处理。
二、软件应用软件应用是计算机网络系统的重要组成部分，它提供了各种功能和服务，使用户能够有效地利用网络资源。
1. 网络操作系统网络操作系统是主机和服务器上运行的软件系统，它管理和控制计算机网络的各种操作。
常见的网络操作系统有Windows、Linux和Unix等。
2. 网络服务和应用程序网络服务和应用程序为用户提供了各种功能和服务，如电子邮件、文件传输、远程登录和网络存储等。
常见的网络服务和应用程序包括SMTP、FTP、Telnet和HTTP等。
3. 数据库管理系统数据库管理系统用于管理和组织网络中的数据资源。
它提供了数据的存储、检索和管理等功能，保证网络中数据的一致性和完整性。
三、网络协议网络协议是计算机网络中的规则和约定，它定义了数据传输和通信的方式。
网络协议包括物理层、数据链路层、网络层、传输层和应用层等。
网络互联设备与传输介质
网络互联设备与传输介质1. 引言网络互联设备是构建计算机网络的基础组成部分，通过传输介质进行信息的传输和交流。
网络互联设备包括路由器、交换机、网桥等。
而传输介质则是实现设备间通信的媒介，包括以太网、无线电波、光纤等。
本文将介绍网络互联设备和传输介质的基本概念、功能以及常见类型和特点。
2. 网络互联设备2.1 路由器路由器是一种网络互联设备，负责将网络中传输的数据包从源地址转发到目标地址。
它可以对数据包进行筛选、处理、转发和路由选择等操作，确保数据能够快速准确地传输。
路由器可以实现不同网络之间的互联，是连接不同局域网或广域网的关键设备。
2.2 交换机交换机是一种局域网设备，它通过学习和转发数据帧，将数据从源地址转发到目标地址。
交换机可以实现端口之间的直接通信，提高局域网的传输效率。
与路由器不同，交换机工作在数据链路层，只能在同一局域网中进行数据交换。
2.3 网桥网桥是一种网络互联设备，用于连接两个局域网或广域网。
它可以在数据链路层对信息进行过滤和转发，实现局部网络之间的数据交换。
网桥可以隔离网络中的广播域，提高网络效率和安全性。
3. 传输介质3.1 以太网以太网是一种局域网传输介质，是当前最常用的有线网络技术。
它使用双绞线作为传输介质，支持数据传输速率从10Mbps到100Gbps不等。
以太网具有简单易用、成本低廉的特点，广泛应用在商业和家庭网络中。
3.2 无线电波无线电波是一种无线传输介质，广泛应用于无线局域网（WLAN）和移动通信等领域。
通过调制和解调技术，将信号转化为无线电波进行传输。
无线电波具有无需布线、便捷灵活的特点，适用于移动设备和远程通信。
3.3 光纤光纤是一种通过光信号进行数据传输的介质，具有高带宽、低延迟和抗干扰能力强的优点。
光纤可以实现很长距离的数据传输，并且不会受到电磁干扰的影响。
因此，光纤广泛应用于需要高速和大容量传输的网络环境，如数据中心和光纤接入网。
4. 网络互联设备和传输介质的使用网络互联设备和传输介质在计算机网络中起着至关重要的作用。
认识网络设备和传输介质-教案
（1）路由器：AR1220、AR2220、AR2240等。
（2）交换机：S3700、S5700等。
（3）终端设备：PC、Server等。
这些都是我们在实践中经常用到的设备。
2．使用eNSP模拟器创建网络拓扑结构图步骤 1 打开eNSP模拟器，进入模拟器初始界面，如图3-24所示。
图3-24 模拟器初始界面步骤2在左边的设备栏里找到路由器、交换机和终端PC，找到后将其拖入右边绘图区域中并排列好，排列完成的效果如图3-25所示，这样方便我们进行后续的设备连接。
图3-25 网络设备排列图步骤3将排列好的所有设备启动，由于设备较多，启动时需耗费一些时间，如图3-26所示。
图3-26 启动设备步骤4设备在启动成功后，会由原本的暗色变为亮色，如图3-27所示。
若设备均为亮色，则说明所有设备启动成功；若遇到设备启动不成功，多试几次就可以了。
图3-27 设备启动成功步骤5设备启动成功后，我们需要选择连线进行连接，左边设备栏中有很多连线供我们选择，但不可选择自动连线，如图3-28所示。
我们需要根据设备来判断连线类型，这样在连接时才不会错乱，而且方便记忆。
图3-28 选择连线步骤6现在将设备进行连接，路由器用Serial 0/0/1端口进行连接，如图3-29所示。
因为设备已经启动，所以若每个路由器相连的端口显示为绿色，表明线路畅通；若为红色，说明线路故障，数据不可通过该线路。
图3-29 两个路由器相连步骤7开始连接路由器和交换机，路由器与交换机之间使用GE0/0/1端口进行连接，两端端口为绿色表明线路畅通，如图3-30所示。
GE端口指的是Gigabit Ethernet千兆以太网端口，带有GE标记的端口就是1000MB 以太网网络端口。
图3-30 路由器与交换机相连步骤8开始进行交换机与交换机之间的连接，该连接使用的是GE0/0/2端口，如图3-31所示。
两端交换机的端口都是GE0/0/2端口，拓扑结构图不仅美观还好记，做任务时使用方便。
计算机网络硬件组成
计算机网络硬件组成计算机网络硬件组成是指构成计算机网络的物理设备和组件。
它们通过连接和通信协议相互配合，实现计算机之间的数据传输和共享资源。
本文将介绍计算机网络的硬件组成，包括网络传输介质、网络设备和网络接口卡等。
一、网络传输介质网络传输介质是计算机网络中用于传输数据的物理通道。
常见的网络传输介质包括有线传输介质和无线传输介质。
有线传输介质有线传输介质主要用于局域网和广域网的数据传输。
常见的有线传输介质有以下几种：1.双绞线：双绞线是最常用也是最廉价的传输介质之一。
它由两根绞合在一起的细铜线组成，可根据传输距离和速率的不同选择不同型号的双绞线。
2.同轴电缆：同轴电缆由内部导体、绝缘层、绕带和外部绝缘层等组成。
它可用于传输大量数据和高频信号，适用于传输距离较长的场景。
3.光纤：光纤是一种以光信号传输数据的传输介质。
它由一个或多个玻璃或塑料纤维组成，具有信号传输速度快、抗干扰能力强等优点。
4.其他：除了上述常见的传输介质外，还有一些特殊的传输介质，如双向电力线通信（PLC）和光无线传输（Li-Fi）等。
无线传输介质无线传输介质主要用于无线局域网和无线广域网的数据传输。
常见的无线传输介质有以下几种：1.无线电波：无线电波是最常用的无线传输介质之一。
它通过调制和解调技术实现数据的传输和接收。
2.红外线：红外线是一种波长较长的电磁波，主要用于近距离无线通信和遥控等应用。
3.蓝牙：蓝牙是一种短距离无线通信技术，常用于手机、电脑等设备之间的数据传输和连接。
4.Wi-Fi：Wi-Fi是一种无线局域网技术，可实现无线数据传输和网络连接。
二、网络设备网络设备是用于构建和管理计算机网络的硬件设备。
常见的网络设备包括路由器、交换机、集线器和网卡等。
路由器路由器是用于将数据包从一个网络转发到另一个网络的设备。
它通过查看目的IP地址来确定数据的下一跳，并将数据传输到正确的目的地。
交换机交换机是用于在局域网内传输数据的设备。
传输介质与网络设备
第4章传输介质与网络设备一、填空题1. 网卡又叫网络接口卡，也叫网络适配器，主要用于服务器与网络连接，是计算机和传输介质的接口。
2. 网卡通常可以按_传输速率、总线接口和_连接器接口方式分类。
3. 双绞线可分为—非屏蔽双绞线 _和_屏蔽双绞线—。
4. 根据光纤传输点模数的不同，光纤主要分为_单模 _和—多模—两种类型。
5. 双绞线是由 4 对—8 —芯线组成的。
6. 集线器在OSI参考模型中属于—物理层—设备，而交换机是数据链路层 _设备。
7. MAC地址也称—物理地址是内置在网卡中的一组代码，由_ 12—个十六进制数组成，总长 _ 48_bit。
8.交换机上的每个端口属于一个—冲突域_ _域，不冋的端口属于不冋的冲突域，交换机上所有的端口属于冋一个广播域域。
9.路由器上的每个接口属于一个广播域域，不冋的接口属于不同的广播域和不同的冲突域。
、选择题1.下列不属于网卡接口类型的是 D 。
A. RJ45B. BNCC. AUID. PCI2.下列不属于传输介质的是 C 。
A.双绞线B.光纤C.声波D. 电磁波3.下列属于交换机优于集线器的选项是 D 。
A.端口数量多B.体积大C.灵敏度咼D. 交换传输4.当两个不同类型的网络彼此相连时，必须使用的设备是B。
A.交换机B.路由器C.收发器D. 中继器5.下列 D 不是路由器的主要功能。
C.均衡网络负载增大网络流量A.网络互连B.隔离广播风暴D.三、判断题1.网卡是工作在物理层的设备。
（V）2.集线器是工作在物理层的设备。
(V)3.交换机是工作在数据链路层的设备。
(V)4.MAC地址是内置在网卡中的一组代码，由6个十六进制数组成。
(X)5.交换机的各端口工作在一个广播域中。
(V)6.双绞线内各线芯的电气指标相同，可以互换使用。
(X)7. 双绞线的线芯总共有4对8芯，通常只用其中的2对。
（V）8. 路由器和交换机都可以实现不同类型局域网间的互连。
（X）9. 卫星通信是是微波通信的特殊形式。
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第4章传输介质与网络设备
一、填空题
1.网卡又叫网络接口卡，也叫网络适配器，主要用于服务器与网络连接，是计算机和
传输介质的接口。
2.网卡通常可以按传输速率、总线接口和连接器接口方式分类。
3.双绞线可分为非屏蔽双绞线和屏蔽双绞线。
4.根据光纤传输点模数的不同，光纤主要分为单模和多模两种类型。
5.双绞线是由 4 对 8 芯线组成的。
6.集线器在OSI参考模型中属于物理层设备，而交换机是数据链路层设备。
7.MAC地址也称物理地址，是内置在网卡中的一组代码，由 12个十六进制数组
成，总长 48 bit。
8.交换机上的每个端口属于一个冲突域域，不同的端口属于不同的冲突域，交换机
上所有的端口属于同一个广播域域。
9.路由器上的每个接口属于一个广播域域，不同的接口属于不同的广播域和
不同的冲突域。
二、选择题
1.下列不属于网卡接口类型的是 D 。
A．RJ45 B．BNC C．AUI D．PCI
2.下列不属于传输介质的是 C 。
A．双绞线B．光纤C．声波D．电磁波
3.下列属于交换机优于集线器的选项是 D 。
A．端口数量多B．体积大C．灵敏度高D．交换传输
4.当两个不同类型的网络彼此相连时，必须使用的设备是 B 。
A．交换机B．路由器C．收发器D．中继器
5.下列 D 不是路由器的主要功能。
A．网络互连B．隔离广播风暴C．均衡网络负载D．增大网络流量
三、判断题
1.网卡是工作在物理层的设备。
（√）
2.集线器是工作在物理层的设备。
（√）
3.交换机是工作在数据链路层的设备。
（√）
4.MAC地址是内置在网卡中的一组代码，由6个十六进制数组成。
（×）
5.交换机的各端口工作在一个广播域中。
（√）
6.双绞线内各线芯的电气指标相同，可以互换使用。
（×）
7.双绞线的线芯总共有4对8芯，通常只用其中的2对。
（√）
8.路由器和交换机都可以实现不同类型局域网间的互连。
（×）
9.卫星通信是是微波通信的特殊形式。
（√）
10.同轴电缆是目前局域网的主要传输介质。
（×）
11.局域网内不能使用光纤作传输介质。
（×）
12.交换机可以代替集线器使用。
（√）
13.红外信号每一次反射都要衰减，但能够穿透墙壁和其他一些固体。
（√）
14.在交换机中，如果数据帧的目的MAC地址是单播地址，但这个MAC地址并不在交换机
的地址表中，则向所有端口（除源端口）转发。
（√）
15.在10Mbps总线型以太网中，根据4-4-3规则，可用5个中继器设备来扩展网络。
（×）
四、简答题
1.简述光纤和光缆的基本结构。
光纤（光导纤维）的结构一般是双层或多层的同心圆柱体，由透明材料做成的纤芯和在它周围采用比纤芯的折射率稍低的材料做成的包层。
纤芯：纤芯位于光纤的中心部位，由非常细的玻璃（或塑料）制成，直径为
4～50 μm。
一般单模光纤为4～10 μm，多模光纤为50 μm。
包层：包层位于纤芯的周围，是一个玻璃（或塑料）涂层，其成分也是含有
极少量掺杂剂的高纯度SiO2，直径约为125 μm。
涂覆层：光纤的最外层为涂覆层，包括一次涂覆层、缓冲层和二次涂覆层，
由分层的塑料及其附属材料制成，用来防止潮气、擦伤、压伤和其他外界带
来的危害。
因为光纤本身比较脆弱，所以在实际应用中都是将光纤制成不同结构形式的光缆。
光缆是以一根或多根光纤或光纤束制成，符合光学机械和环境特性的结构。
2.简述网卡MAC地址的含义和功用。
MAC（Media Access Control，介质访问控制）地址也称为物理地址（Physical Address），是内置在网卡中的一组代码，由12个十六进制数组成，每个十六进制数长度为4 bit，总长48 bit。
每两个十六进制数之间用冒号隔开，如“08:00:20:0A:8C:6D”。
其中前6个十六进制数“08:00:20”代表网络硬件制造商的编号，它由IEEE分配，而后6个十六进制数“0A:8C:6D”代表该制造商所制造的某个网络产品（如网卡）的系列号。
每个网络制造商必须确保它所制造的每个以太网设备都具有相同的前3个字节（每个字节包含两个十六进制数）以及不同的后3个字节。
这样，从理论上讲，MAC地址的数量可高达248，这样就可保证世界上每个以太网设备都具有唯一的MAC地址。
对于MAC地址的作用，可简单地归结为以下两个方面。
（1）网络通信基础。
（2）保障网络安全。
3.分析说明交换机的帧交换技术。
目前应用最广的交换技术是以太网帧交换技术，它通过对传输介质进行分段，提供并行
传送机制，减小冲突域，获得高带宽。
常用的帧交换方式有以下两种。
(1) 直通交换方式。
当交换机在输入端口检测到一个数据帧时，检查该数据帧的帧头，读出帧的前14个字节（7个字节的前导码、1个字节的帧首码、6个字节的目标MAC地址），得到目标MAC地址后，查找交换地址表，得到对应的目标端口，打开源端口与目标端口之间的数据通道，开始将后续数据帧传输到目标端口上。
直通交换方式的优点如下。
由于不需要存储，延迟非常小、交换速度快。
直通交换方式的缺点如下。
不支持不同速率的端口交换。
缺乏帧的控制、差错校验，数据的可靠性不足。
(2) 存储转发方式。
存储转发方式是计算机网络领域应用最为广泛的方式。
交换机先从输入端口接收到完整的数据帧（串行接收），把数据帧存储起来（并行存储），再把整个帧保存在该端口的高速缓存中。
进行一次数据校验，若数据帧错误，则丢弃此帧，要求重发；若数据帧正确，取出目标MAC地址，查找交换地址表，得到对应的目标端口，打开源端口与目标端口之间的数据通道，将存储的数据帧传输到目标端口的高速缓存上，再“由并到串”输出到目标计算机中，进行第二次数据校验。
存储转发方式的优点如下。
支持不同速度端口间的转换，保持高速端口和低速端口间协同工作。
交换机对接收到的数据帧进行错误检测，保证了数据的可靠性，在线路传输
差错率大的环境下，能提高传输效率。
存储转发方式的缺点如下。
数据帧处理的时延大，要经过串到并、校验、并到串的过程。
4.光传输的原理是什么？
由于纤芯的折射率大于包层的折射率，故光波在界面上形成全反射，使光只能在纤芯中传播，从而实现通信。
如图所示。
5.光缆分为哪几种类型？
根据光纤传输模数的不同，光纤主要分为两种类型，即单模光纤（Single Mode Fiber，SMF）和多模光纤（Multi Mode Fiber，MMF）。
单模光纤：单模光纤纤芯直径仅为几个微米，加包层和涂覆层后也仅为几十
个微米到125μm。
纤芯直径接近波长。
1 000Mbit/s单模光纤的传输距离为
550m～100km，常用于远程网络或建筑物之间的连接以及电信中的长距离主干
线路。
多模光纤：多模光纤纤芯直径为50μm，纤芯直径远远大于波长。
1 000Mbit/s多模光纤的传输距离为220～550m，常用于中、短距离的数据传
输网络以及局域网络。
6. 微波通信具有什么特点？
微波通信是在对流层视线距离范围内利用无线电波进行传输的一种通信方式，频率范围为2～40GHz 。
微波通信与通常的无线电波不一样，是沿直线传播的，由于地球表面是曲面，微波在地面的传播距离有限，直接传播的距离与天线的高度有关，天线越高距离越远，但超过一定距离后就要用中继站来接力，两微波站的通信距离一般为30～50km ，长途通信时必须建立多个中继站。
中继站的功能是变频和放大，进行功率补偿，逐站将信息传送下去，微波通信的工作原理如图所示。
微波通信的传输质量比较稳定，影响质量的主要因素是雨雪天气对微波产生的吸收损耗以及不利地形或环境对微波所造成的衰减现象。
7. 什么是网络地址转换？在网络互连中有什么作用？ 路由器既可使两个局域网互连，也可将局域网连接到Internet 。
路由器在局域网的网络互连中主要使用其网络地址转换（NAT ）功能。
这个功能适用于以下场合。
（1）将局域网连接到Internet 或其他外网，以解决日益短缺的IP 地址问题。
每个单位能申请到的InternetIP 地址非常有限，而单位内部上网的计算机数目却越来越多，可利用路由器的网络地址转换功能，完成内网与外网的交互。
在网络内部，可根据需要随意定义IP 地址，而不需要经过申请，各计算机之间通过内部的IP 地址进行通信。
当内部的计算机要与Internet 进行通信时，具有NAT 功能的路由器负责将其内部的IP 地址转换为合法的IP 地址（即经过申请的Internet IP 地址）与外部进行通信。
（2）隐藏内部网络结构。
当某单位不想让外部用户了解自己的内部网络结构时，可以通过NAT 将内部网络与Internet 隔开，使外部用户不知道通过NAT 设置的内部IP 地址。
如外部用户要访问内网的邮件服务器或网站时，NAT 可将其访问定向到某个设备上。
直接视线
地球 微波传输塔。