网络故障诊断与实训 第3章 物理层维护
网络故障诊断与处理教程
网络故障诊断与处理教程第一章网络故障诊断基础 (2)1.1 网络故障概述 (2)1.2 常见网络故障类型 (3)1.2.1 硬件故障 (3)1.2.2 软件故障 (3)1.2.3 网络攻击 (3)1.2.4 通信故障 (3)1.3 网络故障诊断方法 (3)1.3.1 故障现象观察 (3)1.3.2 故障排查 (3)1.3.3 故障定位 (3)1.3.4 故障解决 (4)第二章网络硬件设备故障诊断 (4)2.1 网络设备故障分类 (4)2.2 网络设备故障诊断步骤 (4)2.3 常见网络设备故障处理 (5)第三章网络协议故障诊断 (5)3.1 网络协议概述 (5)3.2 常见网络协议故障 (6)3.3 网络协议故障诊断工具 (6)第四章 IP地址与子网掩码故障处理 (6)4.1 IP地址与子网掩码概述 (6)4.2 IP地址与子网掩码故障诊断 (7)4.3 IP地址与子网掩码故障处理 (7)第五章路由器故障诊断与处理 (8)5.1 路由器故障分类 (8)5.2 路由器故障诊断方法 (8)5.3 路由器故障处理 (8)第六章交换机故障诊断与处理 (9)6.1 交换机故障分类 (9)6.2 交换机故障诊断方法 (9)6.3 交换机故障处理 (10)第七章网络安全故障诊断 (10)7.1 网络安全故障概述 (10)7.2 常见网络安全故障 (10)7.3 网络安全故障处理 (11)第八章网络功能故障诊断 (12)8.1 网络功能故障概述 (12)8.2 网络功能故障诊断方法 (12)2.1 基于数据包的分析 (12)2.2 基于网络指标的监测 (12)2.3 基于日志分析 (12)2.4 基于协议分析 (12)8.3 网络功能故障处理 (12)3.1 故障定位 (12)3.2 故障原因分析 (13)3.3 制定解决方案 (13)3.4 实施解决方案 (13)3.5 验证与优化 (13)3.6 归档与总结 (13)第九章无线网络故障诊断与处理 (13)9.1 无线网络故障分类 (13)9.2 无线网络故障诊断方法 (13)9.3 无线网络故障处理 (14)第十章网络故障排查技巧 (15)10.1 网络故障排查方法 (15)10.2 网络故障排查工具 (15)10.3 网络故障排查案例分析 (15)第十一章网络故障预防与维护 (16)11.1 网络故障预防措施 (17)11.2 网络维护策略 (17)11.3 网络故障应对策略 (17)第十二章网络故障诊断与处理实践 (18)12.1 网络故障诊断实践案例 (18)12.1.1 案例一：公司内部网络访问缓慢 (18)12.1.2 案例二：某学校校园网无法访问外部网站 (18)12.2 网络故障处理实践案例 (19)12.2.1 案例一：某企业网络遭受DDoS攻击 (19)12.2.2 案例二：某数据中心网络设备故障 (19)12.3 网络故障诊断与处理总结 (19)第一章网络故障诊断基础网络作为现代社会信息交流的重要载体，其稳定性和可靠性。
网络层的故障诊断与维护
无连接通信中;从源到目的地并没有建立一条连接 网络层协议 依赖于信用或上层协议来保证数据包传输的安全 此系统与利用美 国邮政寄送交第一类信件非常相似 将信件放入邮箱中;希望可以传 送到目的地 通常情况下;正是如此 但若想要确认信被收到了或被告 知信没有被收到;就必须在信件上加一层附件同时;花费
1 1 网络层的功能
TCP/IP包括IP网络层协议;TCP与UDP传输层协议 当然还包含一个 应用程序与问题解决的工具包;如FTP和PING工具
IPX/SPX带有IPX网络层协议;SPX传输层协议;以及NETWERE核心协 议NCP NCp处理了一些传输层以及上层的功能
NETBEUI则是一个轻量级的协议;它只在传输层与会话层上工作 尽 管可以选择很多网络协议;但应用最普遍的网络协议则是TCP/IP
3IP主机的配置 IP地址配置的一条规则便是所有同一个物理网络中的主机必 须包含相同的网络号 因为一个IP地址的设置离不开子网掩码;上面 的规则暗示了主机也必须具有相同子网掩码 图53形象地表示同一个物理网络所表示的具体含义 图中;每一 个圆圈表示一个单独的物理网络 大体上;一个单独的物理网络可以 是网络的任何一部分 它与网络的其他部分通过一个路由器接口相 连 每一个物理网络的路由器接口必须配置一个地址;此地址与在网 络中的主机网络号相同 除了一个IP地址和子网掩码;大多数主机配置同样需要一个默 认网关地址 默认网关;通常是指路由器的地址 当网络中的主机发送 数据包时;如果数据包的目的地址不在同一个网络中;数据将传送给 这个设备;
网络故障诊断及网络维护命令
课程实验报告实验项目名称网络故障诊断及网络维护命令所属课程名称网络管理实验类型综合型与仿真型试验实验日期 2017.5.26 实验地点笃行楼B栋401 实验成绩班级学生姓名陈海学号教务处2017年5月1日目录实验项目三网络故障诊断及网络维护命令 (3)一、实验内容、目标及要求 (3)（一）实验内容 (3)（二）实验目标 (3)（三）实验要求 (3)二、实验步骤 (3)1、ping命令： (3)2、Tra cert命令： (6)3、Ipconfig命令： (8)4、Route命令： (9)5、Arp命令: (10)6、Pathping命令： (11)三、总结 (13)实验项目三网络故障诊断及网络维护命令一、实验内容、目标及要求（一）实验内容1、掌握ping命令；2、掌握Tracert命令；3、掌握Ipconfig命令；4、掌握Route命令；5、掌握Arp命令；6、掌握Pathping命令。
（二）实验目标掌握常用的网络维护命令，在日常的网络管理和网络维护中能应用网络维护命令来诊断网络故障或测试网络状态。
（三）实验要求1、完成实验内容；2、撰写实验报告。
二、实验步骤1、ping命令：（1）无参数的ping命令（以对qq发送命令为例）ping 用来测试一帧数据从本机传输到目标主机所需的平均时间，以测试网络传输质量。
（2）带参数–t的ping命令（以对腾讯QQ发送为例）ping -t 不停向目标主机发送数据，以测试网络的传输情况，若要停止按下Ctrl+C后显示结果。
测试网络的传输质量，并以IP地址格式来显示目标主机的网络地址,即将的主机地址显示出来。
（4）带参数–n count 的ping命令（以对腾讯QQ发送为例）ping -n 5.指定向目标主机发送ping命令多少次，具体次数由count来指定。
本例中，会向发送10次数据包。
–l 100. 指定发送到目标主机的数据包大小。
本例中，向发送大小为100bytes的数据包.2、Tra cert命令：（1）无参数（以对腾讯QQ发送为例）tracert 判定数据包到达目的主机所经过的路径、显示数据包经过的中继节点清单和到达时间.（2）带参数-d （以对腾讯QQ发送为例）tracert –d 此命令不会将地址解析为主机名。
网络故障诊断与维护
网络故障网络故障诊断应该实现三方面的目的：确定网络的故障点，恢复网络的正常运行；发现网络规划和配置中欠佳之处，改善和优化网络的性能；观察网络的运行状况，及时预测网络通信质量。
网络故障诊断以网络原理、网络配置和网络运行的知识为基础。
从故障现象出发，以网络诊断工具为手段获取诊断信息，确定网络故障点，查找问题的根源，排除故障，恢复网络正常运行。
网络故障通常有以下几种可能：物理层中物理设备相互连接失败或者硬件及线路本身的问题；数据链路层的网络设备的接口配置问题；网络层网络协议配置或操作错误；传输层的设备性能或通信拥塞问题；上三层CISCO IOS或网络应用程序错误。
诊断网络故障的过程应该沿着OSI七层模型从物理层开始向上进行。
首先检查物理层，然后检查数据链路层，以此类推，设法确定通信失败的故障点，直到系统通信正常为止。
网络诊断可以使用包括局域网或广域网分析仪在内的多种工具：路由器诊断命令；网络管理工具和其它故障诊断工具。
CISCO提供的工具足以胜任排除绝大多数网络故障。
查看路由表，是解决网络故障开始的好地方。
ICMP的ping、trace命令和Cisco的show命令、debug命令是获取故障诊断有用信息的网络工具。
我们通常使用一个或多个命令收集相应的信息，在给定情况下，确定使用什么命令获取所需要的信息。
譬如，通过IP协议来测定设备是否可达到的常用方法是使用ping命令。
ping从源点向目标发出ICMP信息包，如果成功的话，返回的ping 信息包就证实从源点到目标之间所有物理层、数据链路层和网络层的功能都运行正常。
如何在互联网络运行后了解它的信息，了解网络是否正常运行，监视和了解网络在正常条件下运行细节，了解出现故障的情况。
监视那些内容呢利用show interface命令可以非常容易地获得待检查的每个接口的信息。
另外show buffer命令提供定期显示缓冲区大小、用途及使用状况等。
Show proc命令和 show proc mem命令可用于跟踪处理器和内存的使用情况，可以定期收集这些数据，在故障出现时，用于诊断参考。
计算机网络故障诊断及维护
计算机网络故障诊断及维护计算机网络故障诊断及维护随着时代的进步，互联网络已经普及与流行于现代社会，网络出现故障是极普遍的事，其种类也多种多样。
下面是YJBYS店铺搜索整理的关于计算机网络故障诊断及维护，欢迎参考阅读，希望对大家有所帮助!想了解更多相关信息请持续关注我们应届毕业生培训网!一、计算机网络维护的意义计算机网络维护能够保障计算机网络各装置设备的正常运转，使网络装置处于一个正常的运行环境中。
网络维护的目的在于保证这个网络系统的运行与安全，当系统长时间处于运行状态，如果没有及时维护，那么这个系统有可能会因长时间运行导致崩溃。
要让计算机能在更长的时间里发挥其最大的使用价值，以最大程度为使用者及相关需求者提供高效服务。
维护提高了网络的稳定性、安全性。
二、计算机网络故障的分类计算机网络故障主要是指，用户在使用计算机网络过程中或网络在运行过程中出现的问题，导致计算机网络不能正常使用。
通常计算机网络故障可以按照其故障的性质，分为物理故障和逻辑故障。
1.物理故障。
物理故障也就是硬件故障，一般是指网络设备或线路损坏、接口松动、线路受到严重干扰，以及因为人为因素导致的网络连接错误等情况。
出现该类故障时，通常表现为网络断开或时断时续。
物理故障主要包括：(1)线路故障;(2)接口故障;(3)交换机或路由器故障;(4)网卡故障。
2.逻辑故障。
逻辑故障也称为软件故障，主要是指软件安装或网络设备配置错误所引起的网络异常。
与硬件故障相比，逻辑故障往往要复杂得多。
常见的网络逻辑故障有：(1)主机逻辑故障;(2)进程或端口故障;(3)路由器逻辑故障。
三、计算机网络故障的诊断计算机网络故障诊断以网络原理、网络配置和网络运行等技术为基础，程序是从故障现象出发，以网络诊断工具为手段获取诊断信息，确定网络故障点，查找问题的根源，排除故障，恢复网络正常运行。
一般计算机网络故障的诊断步骤如下：1.明确故障现象：就是要确定造成这种故障现象的原因的类型。
计算机网络故障诊断与排除 物理层故障诊断与排除71页PPT
51、没有哪个社会可以制订一部永远 适用的 宪法， 甚至一 条永远 适用的 法律。 ——杰 斐逊 52、法律源于人的自卫本能。——英 格索尔
53、人们通常会发现，法律就是这样 一种的 网，触 犯法律 的人， 小的可 以穿网 而过， 大的可 以破网 而出， 只有中 等的才 会坠入 网中。 ——申 斯通 54、法律就是法律它是一座雄伟的大 夏，庇 护着我 们大家 ；它的 每一块 砖石都 垒在另 一块砖 石上。 ——高 尔斯华 绥 55、今天的法律未必明天
❖ 知识就是财富 ❖ 丰富你的人生
71、既然我已经踏上这条道路，那么，任何东西都不应妨碍我沿着这条路走下去。——康德 72、家庭成为快乐的种子在外也不致成为障碍物但在旅行之际却是夜间的伴侣。——西塞罗 73、坚持意志伟大的事业需要始终不渝的精神。——伏尔泰 74、路漫漫其修道远，吾将上下而求索。——屈原 75、内外相应，言行相称。——韩非
计算机故障诊断与维护第三章
计算机故障诊断与维护第三章
四.按计算机软硬件分类
1.硬件故障：由于物理元件失效或参数超出允许范围所造成的故障。又 可分为：
①逻辑故障：造成电路输入输出信号逻辑关系不正常的故障（桥接、短 路、断路、损坏）。
②参数故障：元件测试漂移，其值超出了允许的范围而造成的故障（如 脉冲电平变形、太小）。
计算机故障诊断与维护
计算机故障诊断与维护第三章
第三章 计算机故障诊断
本章主要内容： 计算机的故障分类 故障模拟与故障字典 故障定位测试法
计算机故障诊断与维护第三章
第一节 计算机故障分类
一. 按故障影响范围分类
1. 局部性故障：一般只影响完成某个（或几个）功能，而 系统其他部分仍能正常工作。
2. 全局性故障：该故障的出现，可以导致计算机丧失全部 功能。
二. 按故障的相互影响分类
1. 独立性故障：由于一个元件自身引起的故障，仅影响一 个局部。
2. 相关性故障：指一个故障与另外几个故障有关联。使它 们相互影响。
计算机故障诊断与维护第三章
三. 按持续时间分类
1. 暂时性故障：也称为间歇性故障。它由于以前就所受的应 力（环境温度、湿度）及工作电压波动、外界振动冲击、电 磁干扰影响下出现的不稳定的工作状态，或因电路冒险竞争 而引起的功能错误。
设：T = { X1, X2; Z } 当 T1 = { 0 , 1 ; 0 } 时，表明电路正常 当 T1 = { 0 , 1 ; 1 } 时，表明存在s-a-1故障，但不能
说
明故障发生在x1处还是Z处。 当 T2 = { 1 , 0 ; 0 } 时，则表明 X1:S-a-1存在。 当 T2 = { 1 , 0 ; 1 } 时，则表明 Z:S-a-1存在。
网络故障诊断与维护PPT教学课件
算机电源。
132.202.30/1A2D/1S0L宽带网无法上网故障
6
13.2 常见的网络故障诊断及维护
（5）如果故障依旧，接着依次打开“开始”→“控制面 板”→“系统”→“硬件”→“设备管理器”，打开“设备管理器” 对话框。在“设备管理器”对话框中双击“网络适配器”选项，打开
“网络适配器属性”对话框，然后检查网卡是否有冲突，是否启用。 如果网卡有冲突，调整网卡的中断值。
（2）接着检查“本地连接”的状态。如果本地连接的图标是两个小计算机 闪亮，提示“已连接上”，这代表从交换机或HUB到计算机的线路是正常的，网 卡基本能正常工作，不能上网是由于操作系统设置不当或软件限制等原因引起的。
（3）接下来用ping命令ping远程主机，看能否ping通，如果能ping通则 说明网络连接正常，接着检查计算机中的防火墙设置、代理服务器设置等。
上网掉线故障的诊断方法如下： （1）首先用杀毒软件查杀病毒，看是否有病毒。如果没有，接着安 装系统安全补丁，然后重新建立拨号连接，建好后进行测试。如果故障 排除，则是操作系统及PPPOE协议引起的故障。 （2）如果故障依旧，接着检查ADSL调制解调器是否过热。如果过 热，将ADSL调制解调器电源关闭，放置在通风的地方散热后再用。
（2）如果信号分频器的连线正常，接着检查ADSL调制解调器的
“Power（电源）”指示灯是否亮。如果不亮，检查ADSL调制解调
器电源开关是否打开，外置电源是否插接良好等。
（3）如果亮，接着检查“LINK（同步）”指示灯状态是否正常
（常亮为闪烁）；如果不正常，检查ADSL调制解调器的各个连接线
是否正常（从信号分频器连接到ADSL调制解调器的连线是否接在
132.102.20/1网2/络10故障解决方法
计算机网络故障诊断与维护
计算机网络故障诊断与维护计算机网络故障的诊断与维护是维护计算机网络正常运行的重要步骤。
在现代社会中，计算机网络越来越重要，已经成为人们日常生活以及企业和组织运营的关键。
因此，一旦发生计算机网络故障，我们需要及时诊断并进行维护以恢复正常的网络运行。
本文将探讨计算机网络故障诊断与维护的步骤和方法。
首先，在诊断计算机网络故障之前，我们需要了解计算机网络的基本知识。
计算机网络是由多个计算机和其他网络设备通过通信链路连接起来的系统。
网络故障可能由多种因素引起，包括硬件问题、软件问题、网络拓扑问题等。
因此，我们需要对这些问题有基本的了解，以更有效地诊断和解决故障。
接下来，我们可以使用一些工具和技术来帮助我们诊断网络故障。
例如，我们可以使用网络分析器来监视和分析网络流量，从而找出网络瓶颈或流量异常的原因。
我们还可以使用网络扫描工具来扫描网络设备，检测是否存在安全漏洞。
另外，我们还可以使用故障排除工具和命令来检查网络设备的状态和配置。
在诊断过程中，我们需要遵循一定的步骤。
首先，我们需要确认故障的性质和范围。
例如，我们需要确定是整个网络还是仅仅一些设备出现了问题。
接下来，我们可以使用Ping命令来检查网络设备之间的连通性。
如果Ping命令返回超时或错误的响应，那么可能存在网络连接问题。
然后，我们可以检查设备的物理连接，如网线是否插紧或设备是否接通电源。
最后，我们可以通过检查设备的配置和日志来查找可能的故障原因，如IP地址冲突、路由配置错误等。
完成故障诊断后，我们需要采取一些维护措施来修复网络故障。
首先，我们可以尝试重新启动故障设备。
这通常可以解决一些由软件问题引起的故障。
如果故障仍然存在，我们可以尝试重新配置设备的网络设置，并更新操作系统和驱动程序。
此外，我们还可以尝试升级设备的固件或软件版本，以解决一些已知的问题。
如果所有这些努力都没有成功，那么可能需要更换故障设备或运营商。
维护计算机网络的方法不仅仅局限于故障诊断和修复，我们还可以采取一些预防措施来减少网络故障的发生。
《网络故障诊断与测试》实验教学大纲[07网工]
![《网络故障诊断与测试》实验教学大纲[07网工]](https://img.taocdn.com/s3/m/8c0c61a1b0717fd5360cdcf6.png)
《网络故障诊断与测试》实验教学大纲开课实验室：网络工程实验室课程名称：网络故障诊断与测试面向专业：网络工程课程编号：420304课程学时：48实验学时：12一、目的和任务本课程以网络故障的诊断与测试为主线，完整而深入地讨论了局域网、广域网和应用层协议各种常见的故障诊断与测试技术。
首先介绍了网络故障和网络诊断测试工具，其次对物理层、数据链路层、网络层、以太网络、广域网络、 TCP/IP、服务器等的故障进行诊断与排除以及介绍网络故障管理和数据备份方式。
通过介绍局域网和广域网的测试基础、诊断工具的使用以及一些应用示例，使学生学会使用相关网络工具排除网络中出现的故障，最终使学生能掌握提取与分析网络各项指标的能力和排除网络故障的能力。
完成5个实验并写好实验报告。
二、配套教材和实验教材教材：《计算机网络故障诊断与排除》, 潘朝阳等著，清华大学出版社，2007年4月。
实验教材：《计算机网络故障诊断与排除》, 潘朝阳等著，清华大学出版社，2007年4月。
《网络测试与故障诊断实验教程》，曹庆华、周华等著,清华大学出版社，2006年10月。
三、与其他课程的关系《计算机网络》、《计算机网络工程》、《网络系统集成技术》、《网络安全与管理技术》是《网络故障诊断与测试》的前导课。
四、基本内容要求（1）对计算机网络故障有较全面地了解。
（2）熟悉使用计算机网络故障诊断与测试工具。
（3）能分析在物理层、数据链路层、网络层、传输层中出现的计算机网络故障原因并及时排除。
五、实验主要内容与目的实验一网络故障和网络诊断测试工具（1）了解常用的网络故障测试命令（2）熟悉网络诊断工具（3）熟悉网络测试工具实验二物理层故障诊断与排除（1）了解物理层链路故障诊断与排除方法（2）熟悉中继器或集线器故障诊断与排除实验三数据链路层故障诊断与排除（1）熟悉网卡故障诊断与排除（2）熟悉网桥或交换机故障诊断与排除实验四网络层故障诊断与排除（1）熟悉路由器原理与故障诊断（2）了解网络层故障原因实验五以太网络故障诊断与排除（1）会对以太网故障进行排除实验六广域网络故障诊断与排除（1）掌握虚拟专用网故障诊断与排除（2）掌握解决ADSL故障的方法实验七TCP/IP故障诊断与排除（1）了解给基于TCP/IP协议出现故障的原因、现象及其解决办法。
网络故障诊断与实训网络维护的方法
网络故障诊断与实训网络维护的方法网络故障对于现代企业和组织来说是非常严重的问题，因为大多数的工作都依赖于网络。
如果网络出现故障，用户可能无法访问服务器，员工无法工作，业务可能会受到损失甚至停滞。
因此，对于网络管理员来说，诊断和修复网络故障是非常重要的。
本文将介绍网络故障的诊断和实战网络维护的方法。
网络故障的诊断网络故障的诊断通常是一个复杂的过程，可能需要使用多种工具和技术来确定问题所在。
以下是在诊断网络故障时需要考虑的一些步骤：第一步：了解网络拓扑和配置在系统开始出现问题之前，网络管理员应首先确保他们了解整个网络的拓扑结构和配置。
这包括所有的设备，如交换机、路由器、防火墙、服务器等，以及它们之间的连接方式。
这将有助于他们确定故障的位置和影响范围。
第二步：定位故障一旦了解了网络的配置，管理员应该开始尝试定位出出现故障的设备或服务。
这通常涉及使用一些网络工具，例如 ping、traceroute 等等。
管理员可以使用这些工具，来查看设备之间是否可以通信，以及数据包是如何在网络中移动的。
第三步：分析故障当找到问题所在后，管理员应该分析故障的原因和影响。
这可能需要查看设备的日志、流量分析、协议分析等。
分析故障的原因将有助于发现未来可能出现的相似问题，并采取措施来防止这些问题的再次发生。
第四步：解决故障最后，管理员应该开始解决故障，并且确保网络和应用程序能够正常运行。
这通常意味着对系统进行修复、升级或更换硬件和软件，以确保故障不会再次发生。
实战网络维护的方法在保持网络运行良好的同时，网络管理员还应该采用一些实战的网络维护方法来保护网络的安全和可靠性。
以下是一些实用的网络维护方法：完善备份策略网络管理员应该定期备份整个网络系统和数据，以防止数据丢失或损坏。
备份应该存储在不同的地方，可以是物理设备或云存储。
在设置备份策略时，管理员应该确保备份数据的完整性和及时性。
定期检查安全漏洞网络管理员应定期检查网络中存在的安全漏洞，并及时修复。
网络故障诊断与实训第3章物理层维护
3.2 物理层的组件
3）双绞线的性能指标。对于双绞线,用户最关心的是表征其性能的几个指标，这些指标包括衰减、近端串扰、阻抗特性、分布电容、直流电阻等。 (1)衰减 衰减(Attenuation)是沿链路的信号损失度量。衰减与线缆的长度有关系,随着长度的增加,信号衰减也随之增加。衰减用"db"作单位,表示源传送端信号到接收端信号强度的比率。由于衰减随频率而变化,因此,应测量在应用范围内的全部频率上的衰减。 (2)近端串扰 串扰分近端串扰(NEXT)和远端串扰(FEXT),测试仪主要是测量NEXT,由于存在线路损耗,因此FEXT的量值的影响较小。近端串扰损耗是测量一条UTP链路中从一对线到另一对线的信号耦合。对于UTP链路,NEXT是一个关键的性能指标,也是最难精确测量的一个指标。随着信号频率的增加,其测量难度将加大。
物理层组件包括网络传输介质、连接器、接插面板以及网卡、集线器、收发器、介质转换器等设备。
现在新设计的网络中已经不再使用同轴电缆，但是在已经安装网络中仍然在使用同思电缆。它的带宽为10Mbps，由于具有总路线式的拓扑结构，因此在解决故障的过程中会遇到很多困难。同轴电缆的主要优点是分段长度较长且抗干扰能力强。
双绞线一般由两根22～26号绝缘铜导线相互缠绕而成。如果把一对或多对双绞线放在一个绝缘套管中便成了双绞线电缆。在双绞线电缆内,不同线对具有不同的扭绞长度,一般地说,扭绞长度在38.1cm至14cm内,按逆时针方向扭绞,相临线对的扭绞长度在12.7cm以上。与其他传输介质相比,双绞线在传输距离、信道宽度和数据传输速度等方面均受到一定限制,但价格较为低廉。目前,双绞线可分为非屏蔽双绞线(UTP:Unshilded Twisted Pair)和屏蔽双绞线(STP:Shielded Twisted Pair)。
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计算机网络体系结构中物理层的主要功能； 物理层的主要网络组件及组网规范； 物理层故障诊断与维护。
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本章学前要求
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对网络体系结构有清楚的理解。 已经掌握局域网组网工程方面的知识。 对常用的组网传输介质与设备的使用方法比较 了解。
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3.1 物理层的功能
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3.2 物理层的组件
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下一页图3-6 非屏蔽来自绞线 图3-6屏蔽双绞线退 出
双绞线一般由两根22～26号绝缘铜导线相互缠绕而成。如果把一 对或多对双绞线放在一个绝缘套管中便成了双绞线电缆。在双绞线电 缆内,不同线对具有不同的扭绞长度,一般地说,扭绞长度在38.1cm至 14cm内,按逆时针方向扭绞,相临线对的扭绞长度在12.7cm以上。与其他 传输介质相比,双绞线在传输距离、信道宽度和数据传输速度等方面均 受到一定限制,但价格较为低廉。目前,双绞线可分为非屏蔽双绞线 (UTP:Unshilded Twisted Pair)和屏蔽双绞线(STP:Shielded Twisted Pair)。
3.2 物理层的组件
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NEXT并不表示在近端点所产生的串扰值,它只是表示在近端 点所测量到的串扰值。这个量值会随电缆长度不同而变,电缆越长, 其值变得越小。同时发送端的信号也会衰减,对其它线对的串扰也 相对变小。实验证明,只有在40米内测量得到的NEXT是较真实的。 如果另一端是远于40米的信息插座,那么它会产生一定程度的串扰, 但测试仪可能无法测量到这个串扰值。因此,最好在两个端点都进 行NEXT测量。现在的测试仪都配有相应设备,使得在链路一端就 能测量出两端的NEXT值。 (3)直流电阻 TSB67无此参数。直流环路电阻会消耗一部分信号,并将其转 变成热量。它是指一对导线电阻的和,11801规格的双绞线的直流 电阻不得大于19.2欧姆。每对间的差异不能太大(小于 0.1欧姆),否 则表示接触不良,必须检查连接点。 (4)特性阻抗 与环路直流电阻不同,特性阻抗包括电阻及频率为1～100MHz 的电感阻抗及电容阻抗,它与一对电线之间的距离及绝缘体的电气 性能有关。各种电缆有不同的特性阻抗,而双绞线电缆则有100欧 姆 、120欧姆及150欧姆几种。
3.1 物理层的功能
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1．定义DTE和DCE之间互联规则 OSI模型的物理层所做的定义为：在物理信道实体之间合理地 通过中间系统，为比特传输所需的物理连接的激活、保持和去除提 供机械的、电气的、功能性和规程性的手段。比特流传输可以采用 异步传输，也可以采用同步传输完成。 另外，CCITT在X.25建议书第一级（物理级）中也做了类似的定 义：利用物理的、电气的、功能的和规程的特性在DTE和DCE之间 实现对物理信道的建立、保持和拆除功能。这里的DTE(Date Terminal Equipment)指的是数据终端设备，是对属于用户所有的连网设备或 工作站的统称，它们是通信的信源或信宿，如计算机、终端等； DCE(Date Circuit Terminating Equipment 或 Date Communications Equipment)， 指的是数据电路终接设备或数据通信设备，是对为用户提供入接点 的网络设备的统称，如自动呼叫应答设备、调制解调器等。
3.2 物理层的组件
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3.2.2 网络传输介质 网络传输介质是网络中传输数据、连接各网络站点的实体。网 络信息还可以利用无线电系统、微波无线系统和红外技术等传输。 目前常见的网络传输介质有：双绞线、同轴电缆、光纤等。当构建 网络时存在多种网络介质可供选择。彻底地了解各种介质的功能、 特点、安装事项、测试需求以及故障排除的方法等对正确地选择网 络介质至关重要。下面我们主要讨论的是铜质电缆以及光纤介质。 1．双绞线 1）双绞线概述。双绞线(TP:Twisted Pairwire)是网络综合布线工 程中最常用的一种传输介质。双绞线由两根具有绝缘保护层的铜导 线组成。把两根绝缘的铜导线按一定密度互相绞在一起,可降低信 号干扰的程度,每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。图3-6和图3-7所示为两种常见的双绞线类型。
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3.1 物理层的功能
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RS-232C的功能特性定义了25芯标准连接器中的20根信号线，其 中2根地线、4根数据线、11根控制线、3根定时信号线、剩下的5根 线做备用或末定义。表3-1给出了其中最有用的10根信号线的功能特 性。
RS-232C功能特性
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引脚号 信号线
AA BA BB CA CB CC AB CF CD CE
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图3-7常用双绞线分类
3.2 物理层的组件
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3）双绞线的性能指标。对于双绞线,用户最关心的是表征其性能 的几个指标，这些指标包括衰减、近端串扰、阻抗特性、分布电 容、直流电阻等。 (1)衰减 衰减(Attenuation)是沿链路的信号损失度量。衰减与线缆的长度 有关系,随着长度的增加,信号衰减也随之增加。衰减用"db"作单 位,表示源传送端信号到接收端信号强度的比率。由于衰减随频 率而变化,因此,应测量在应用范围内的全部频率上的衰减。 (2)近端串扰 串扰分近端串扰(NEXT)和远端串扰(FEXT),测试仪主要是测量 NEXT,由于存在线路损耗,因此FEXT的量值的影响较小。近端串 扰损耗是测量一条UTP链路中从一对线到另一对线的信号耦合。 对于UTP链路,NEXT是一个关键的性能指标,也是最难精确测量的 一个指标。随着信号频率的增加,其测量难度将加大。
功能说明
保护地线(GND) 发送数据(TD) 接收数据(RD) 请求发送(RTS) 清除发送(CTS) 数据设备就绪(DSR) 信号地线(Sig.GND) 载波检测(CD) 数据终端就绪(DTR) 振铃指示(RI)
信号线型
地线 数据线 数据线 控制线 控制线 控制线 地线 控制线 控制线 控制线
连接方向
3.1 物理层的功能
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图3-3 RS-232C的远程连接和近地连接
RS-232C标准接口也可以如图3-3(b)所示用于直接连接两台 近地设备，此时既不使用电话网也不使用调制解调器。由于这两 种设备必须分别以DTE和DCE方式成对出现才符合RS-232C标准 接口的要求，所以在这种情况下要借助于一种采用交叉跳接信号 线方法的连接电缆，使得连接在电缆两端的DTE通过电缆看对方 都好象是DCE一样，从而满足RS-232C接口需要DTE-DCE成对使 用的要求。这种使用方式目前被广泛采用。
→DCE →DTE →DCE →DTE →DTE →DTE →DCE →DTE
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表3-1 RS-232C引脚功能特性
3.2 物理层的组件
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物理层对所设计的网络的可靠性、高效能有着重要的影响。网 络的传输介质与设备的选择、安装及测试在决定网络能否满足用户 现在以及将来的信息系统需要的过程中起着至关重要的作用。 3.2.1 物理层组件概述 物理层组件包括网络传输介质、连接器、接插面板以及网卡、 集线器、收发器、介质转换器等设备。 铜缆可以分为两种类型：同轴电缆与双绞线。在以太网中使用 比较广泛的同轴电缆类型是细电缆和粗电缆。双绞线双被分为5类， 其中只有从种类3到种类5的电缆可以应用于局域网组网之中。 现在新设计的网络中已经不再使用同轴电缆，但是在已经安装 网络中仍然在使用同思电缆。它的带宽为10Mbps，由于具有总路线 式的拓扑结构，因此在解决故障的过程中会遇到很多困难。同轴电 缆的主要优点是分段长度较长且抗干扰能力强。 五类非屏蔽双绞线（5E）是现在的标准铜质线缆，它所支持的 带宽最高可以达到1000Mbps,最大分段长度为100米，但是可以通过 使用转发器来扩展。由于缺乏抗电磁能力，所以必须特别注意双绞 线的正确终端联结方式。
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第三 章 物理层维护
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本章学习目标
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了解物理层在整个网络体系结构中的功能与作 用。 正确识别物理层的网络组件，重点掌握网络物 理层的传输介质、传输设备的特性。 掌握物理层网络设备的组网标准与规范，常用 的测试方式与故障排除。
本章要点内容
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3.1 物理层的功能
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图3-2 DTE-DCE接口框图
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DTE-DCE的接口框如图3-2所示，物理层接口协议实际上是DTE和 DCE或其它通信设备之间的一组约定，主要解决网络节点与物理信 道如何连接的问题。物理层协议规定了标准接口的机械连接特性、 电气信号特性、信号功能特性以及交换电路的规程特性，这样做的 主要目的，是为了便于不同的制造厂家能够根据公认的标准各自独 立地制造设备，使各个厂家的产品都能够相互兼容。
3.2 物理层的组件
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2）双绞线的规格型号。EIA/TIA为双绞线电缆定义了五种不 同质量的型号。计算机网络综合布线使用第三、四、五类。 双绞线分为屏蔽双绞线与非屏蔽双绞线两大类。在这两大类 中又分100欧姆电缆、双体电缆、大对数电缆、150欧姆屏蔽电缆。 具体型号有多种,如图3-7所示：
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3.1 物理层的功能
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2．网络互联的接口标准举例 EIA RS-232C是由美国电子工业协会EIA(Electronic Industry Association)在1969年颁布的一种目前使用最广泛的串行物理接口， 下面以此为例来讨论网络互联的接口标准在整个网络组建中的功能 与作用。 RS-232标准提供了一个利用公用电话网络作为传输媒体，并通过调 制解调器将远程设备连接起来的技术规定。远程电话网相连接时， 通过调制解调器将数字转换成相应的模拟信号，以使其能与电话网 相容；在通信线路的另一端，另一个调制解调器将模拟信号逆转换 成相应的数字数据，从而实现比特流的传输。图3-3(a)给出了两台远 程计算机通过电话网相连的结构图。从图中可看出，DTE实际上是 数据的信源或信宿，而DCE则完成数据由信源到信宿的传输任务。 RS-232C标准接口只控制DTE与DCE之间的通信，与连接在两个 DCE之间的电话网没有直接的关系。