计算机网络实践作业

常见的网络传输介质及其工作特点

在网络硬件中，还有一类不可忽视的就是网络传输介质，我们通常称为网线。目前比较常见的网线分细/粗同轴线缆、双绞线和光纤光缆。

图 1 常见的网络传输介质

一、同轴电缆

同轴电缆的结构，它的中央是铜质的芯线（单股的实心线或多股绞合线），铜质的芯线外包着一层绝缘层，绝缘层外是一层网状编织的金属丝作外导体屏蔽层（可以是单股的），屏蔽层把电线很好地包起来，再往外就是外包皮的保护塑料外层。

图2 同轴电缆结构

最大特点：抗干扰能力好，传输数据稳定，而且价格也便宜，所以一度被广泛使用，如闭路电视线等。

应用：目前经常用于局域网的同轴电缆有二种：一种是专门用在符合IEEE802.3标准以太网环境中阻抗为50Ω的电缆，只用于数字信号发送，称为基带同轴电缆；另一种是用于频分多路复用FDM的模拟信号发送，阻抗为75Ω的电缆，称为宽带同轴电缆。

二、双绞线

组建局域网络所用的双绞线是一种由4对线（即8根线）组成的，其中每根线的材质有铜线和铜包的钢线两类。一般来说，双绞线电缆中的8根线是成对使用的，而且每一对都相互绞合在一起，绞合的目的是为了减少对相邻线的电磁干扰。双绞线分为屏蔽双绞线（STP）和非屏蔽双绞线（UTP）。

图3 双绞线示意图

特点：价格便宜。

应用：在局域网中常用到的双绞线是非屏蔽双绞线（UTP），它又分：3类、4类、5类、超5类、6类和7类。

三、光纤光缆

光纤是一种细小、柔韧并能传输光信号的介质，一根光缆中包含有多条光纤。

光纤上是利用有光脉冲信号表示1，没有光脉冲来表示0。

光纤通信系统是由光端机、光纤（光缆）和光纤中继器组成。光端机又分成光发送机和光接收机。光发送机将电信号调制成光信号，利用光发送机内的光源将调制好的光波导入光纤，经光纤传送到光接收机。光接收机将光信号变换为电信号，经放大、均衡判决等处理后送给接收方。光中继器用来延伸光纤或光缆的长度，防止光信号衰减。

光纤和同轴电缆相似，只是没有网状屏蔽层。中心是光传播的玻璃芯。

光纤分为单模光纤和多模光纤两类（所谓“模”是指以一定的角度进入光纤的一束光）。

图4 光纤光缆示意图

光纤不仅具有通信容量非常大的特点，而且还具有其他的一些特点：

1)抗电磁干扰性能好；

2)保密性好，无串音干扰；

3)信号衰减小，传输距离长；

4)抗化学腐蚀能力强。

应用：目前光缆主要是用于交换机之间、集线器之间的连接，但随着千兆位局域网络应用的不断普及和光纤产品及其设备价格的不断下降，光纤连接到桌面也将成为网络发展的一个趋势。

网络拓扑结构及其特点，IP地址，网络协议

一、网络拓扑结构及其特点

网络拓扑结构，英文名称：network topology。

网络拓扑结构定义：在计算机网络中指定设备和线路的安排或布局；在地理网络中指网络要素之间的连接关系。在选择拓扑结构时，主要考虑的因素有：安装的相对难易程度、重新配置的难易程度、维护的相对难易程度、通信介质发生故障时，受到影响的设备的情况。

1)按网络规模分：WAN, LAN, MAN

2)按拓扑结构分类：总线型，星型，树

型，环型，网型

图5 网络拓扑结构

1.星型拓扑结构

星型拓扑是由中央节点和通过点到到通信链路接到中央节点的各个站点组成。

图6 星型拓扑结构

1)电缆长度和安装工作量可观。

星型拓扑结构具有以下优点：

1)控制简单。

2)故障诊断和隔离容易。

3)方便服务。

星型拓扑结构的缺点：

2)中央节点的负担较重，形成瓶颈。3)各站点的分布处理能力较低。2.总线拓扑结构

总线拓扑结构采用一个信道作为传输媒体，所有站点都通过相应的硬件接口直接连到这一公共传输媒体上，该公共传输媒体即称为总线。

图7 总线拓扑结构

总线拓扑结构的优点：

1)总线结构所需要的电缆数量少。

2)总线结构简单，又是无源工作，有

较高的可靠性。

3)易于扩充，增加或减少用户比较方

便。总线拓扑的缺点：

1)总线的传输距离有限，通信范围受

到限制。

2)故障诊断和隔离较困难。

3)分布式协议不能保证信息的及时

传送，不具有实时功能

3.环型拓扑结构

环型拓扑网络由站点和连接站的链路组成一个闭合环。

环型拓扑的优点：

1)电缆长度短。

2)增加或减少工作站时，仅需简单的连接操作。

3)可使用光纤。图8 环型拓扑结构

环型拓扑的缺点：

1)节点的故障会引起全网故障。

2)故障检测困难。

3)环型拓扑结构的媒体访问控制协议都采用令牌传达室递的方式，在负载很轻时，信

道利用率相对来说就比较低。

4.星型和总线型结合的混合型结构

混合型拓扑结构更能满足较大网络的拓展，解决了星型网络在传输距离上的局限，同时又解决了总线型网络在连接用户数量的限制。这种网络拓扑结构同时兼顾了星型网络与总线型网络的优点，在缺点方面得到了一定的弥补。

图9 混合型拓扑结构

二、IP地址

所谓IP地址就是给每个连接在Internet

上的主机分配的一个32bit地址。按照TCP/IP

协议规定，IP地址用二进制来表示，每个IP地

址长32bit，比特换算成字节，就是4个字节。

为了方便人们的使用，IP地址经常被写成十进

制的形式，中间使用符号“.”分开不同的字节。