1 第3章網絡設備與綜合布線 2 本章學習要求 集線器網卡傳輸介質交換機路由器網絡綜合布線 3 3 1傳輸介質 傳輸介質可分為兩類 有線傳輸介質和無線傳輸介質 有線傳輸介質 指利用電纜或者光纜等充當傳輸導體的傳輸介質 例如雙絞線 同軸電纜和光纖等 無線傳輸介質 指利用電波或光波充當傳輸導體的傳輸介質 例如無線電波 微波 紅外線和衛星通信等 由于傳輸介質是計算機網絡最基礎的通信設施 因此其性能好壞對網絡的性能影響很大 衡量傳輸介質性能優劣的主要技術指標有 傳輸距離 傳輸帶寬 衰減 抗干擾能力 連通性和價格等 4 3 1 1雙絞線 雙絞線是綜合布線工程中最常用的一種傳輸介質 雙絞線由兩根具有絕緣保護層的銅導線組成 把兩根絕緣的銅導線按一定密度互相絞在一起 可降低信號干擾的程度 每一根導線在傳輸中輻射的電波會被另一根線上發出的電波抵消 如果把一對或多對雙絞線放在一個絕緣套管中便成了雙絞線電纜 如圖所示 5 屏蔽雙絞線STP 非屏蔽雙絞線UTP 6 3 1 2同軸電纜 在同軸電纜中 銅線傳輸電磁信號 網狀金屬屏蔽層一方面可以屏蔽噪聲 另一方面可以作為信號地 絕緣層通常由陶制品或塑料制品組成 例如聚乙烯 PVG 或特富龍 它將銅線與金屬屏蔽物隔開 若這兩者接觸 電線將會短路 塑料封殼可使電纜免遭物理性破環 它通常由柔韌性好的防火塑料制品制成 7 細纜 在以前的局域網中一般采用RG 58的以太網細纜 直徑為5mm 特征阻抗為50 細纜用于連接網絡中的不同設備 一般用于總線結構 連接時 細纜的兩頭必須做BNC連接器插頭 BNC接頭 8 粗纜的BNC頭和終端電阻 計算機網絡一般選用RG 11以太網粗纜 相對細纜來說 其外觀與細纜差不多 但粗纜 直徑為10毫米 比細纜的直徑大了一倍 粗纜的兩端同樣必須和BNC頭或匹配的終端電阻連接 9 3 1 3光纖 在大中型網絡中布線時 需要聯網的距離一般較遠 導致雙絞線或粗纜的傳輸不能滿足要求 所以只能采用光纜 光纜傳輸是以光波為載體 以光導纖維為傳輸媒體的通信方式 它具有傳輸頻帶寬 通信容量大 線路損耗低 傳輸距離遠 抗干擾能力強 質量小等優點 光纖芯是由石英玻璃制成的橫截面積很小的圓柱體 粗細與頭發絲差不多 非常容易斷裂 因此一般都在外表加上堅固的保護層 如鋼絲 金屬箔片 樹脂涂層等 還有些光纜填充了潤滑膏 以便更好地保護光纖芯 10 光纜的結構圖 11 光纜里面的光纖分為多模光纖和單模光纖兩種 多模光纖 這種光纖的直徑大約為0 1mm 與頭發絲的粗細差不多 射入這種光纖的光在傳輸時有多種不同的傳輸模式 不同模式的傳輸速度不同 使傳輸的頻帶變窄 載送的信息量也相對少些 單模光纖 在這種光纖中 只傳輸一種模式的光 沒有色散 傳輸的頻帶寬 能載送的信息量比多模光纖大得多 布線時如果兩個網絡的間距在2km以內 則可以采用多模光纜 而單模光纜適合遠距離的布線 一般用在大于2km的布線上 12 光纖工作原理 13 單膜與多膜光纖的比較 14 3 2網卡 網卡 NetworkInterfaceCard NIC 也叫網絡適配器 是連接計算機與網絡的硬件設備 網卡插在計算機或服務器擴展槽中 通過網絡線 如雙絞線 同軸電纜或光纖 與網絡交換數據 共享資源 15 網卡按總線類型劃分 1 ISA網卡較早前多數采用的是ISA總線型網卡 一般帶BNC接頭或RJ 45接口 也有這兩種接口同時帶的 有些還帶AUI接口 用于直接連接粗纜收發器上的AUI接口 常見的有NE2000兼容網卡 如下圖所示 16 2 PCI網卡 隨著網絡流量的增大 以前的10M網卡已經不能滿足速度的要求 于是出現了現在的PCI網卡 如圖所示 PCI網卡的理論帶寬為32位133M 所以PCI網卡的速度比ISA網卡的速度快很多 17 3 PCMCIA網卡 PCMCIA網卡一般用于筆記本電腦上 具有質量小 體積小等特點 18 4 USB網卡 顧名思義 USB網卡是接在電腦的USB接口上 而不是插在電腦的ISA或PCI插槽上 USB袖珍網卡 19 4 無線網卡 無線網卡同樣有PCI USB類型的區分 如圖所示為無線網卡 20 3 3集線器 集線器 HUB 屬于數據通信系統中的基礎設備 它和雙絞線等傳輸介質一樣 是一種不需任何軟件支持或只需很少管理軟件管理的硬件設備 它被廣泛應用到各種場合 如圖所示 21 集線器 集線器是把許多網絡設備或電腦連接在一起的網絡設備 它可以把從一個端口收到的信號發向另一個端口 22 集線器在網絡中的作用 集線器工作在局域網 LAN 環境 像網卡一樣 應用于OSI參考模型第一層 因此又被稱為物理層設備 集線器內部采用了電器互聯 當維護LAN的環境是邏輯總線或環型結構時 完全可以用集線器建立一個物理上的星型或樹型網絡結構 在這方面 集線器所起的作用相當于多端口的中繼器 其實 集線器實際上就是中繼器的一種 其區別僅在于集線器能夠提供更多的端口服務 所以集線器又叫多口中繼器 23 3 4交換機 SWITCH 交換機是指按照通信兩端傳輸信息的需要 用人工或者設備自動完成信息的傳輸 廣義的交換機是指一種在通信系統中完成信息交換功能的設備 如圖所示 24 大多數交換機工作在OSI七層模型中第二層 數據鏈路層 它的作用是對封裝數據包進行轉發 并減少沖突域 隔離廣播風暴 它可以用于將一個網絡從邏輯上分為若干更小的網絡段 每個網絡段彼此獨立 25 3 5路由器 Router 路由器 Router 又稱選徑器 是網絡層互聯設備 它與網橋類似 并高于網橋的作用層 因此路由器轉發的信息及轉發的方法與網橋不同 如圖所示 26 無線路由器 WirelessRouter 無線路由是由AP與寬帶路由器構成 借助無線路由器 能實現家庭無線網絡中的Internet連接共享 實現ADSL和寬帶的無線共享接入 另外 無線路由器可以將與它相連接的無線和有線終端分配到一個子網里 這樣便于子網內的各種設備交換數據 換句話說 它除了具有AP的功能外 還能通過它讓所有的無線客戶端共享上網 27 路由器是一種典型的網絡層設備 工作在OSI模型的物理 數據鏈路和網絡層 路由器在多個互連設備之間中繼包 對來自某個網絡的包確定路線 發送到互連網絡中任何可能的目的網絡中 另外 路由器一般還可以執行復雜的路由選擇算法 能夠算出兩個節點之間數據傳輸最快最近的路徑 在網絡中的功能相當于交通警察 指揮著網絡上數據包的流向 28 網絡中兩臺計算機通信的過程 29 3 6網絡綜合布線 綜合布線是20世紀90年代初傳入我國的一套新型的 多學科 多邊緣的布線技術 主要為解決建筑物內部和建筑物之間的信號快速傳遞問題 如計算機信號 電話信號 監控信號 自動化設備控制信號等傳遞 這種新型的綜合布線系統是將上述應用中的絕大部分內容融合在一起 采用標準的高速線材 統一設計 統一布線施工 統一管理 并且給用戶的使用和維護帶來了極大的方便 30 3 6 1綜合布線系統的含義 綜合布線系統是一個用于語音 數據 影像和其他信息技術的標準結構化布線系統 綜合布線系統是建筑物或者建筑群內的傳輸網絡 它能使語音和數據通信設備 交換設備和其他信息管理系統彼此相連接 包括建筑物到外部網絡或電話局線路上的連接點與工作區的語音或者數據終端之間的所有電纜及相關聯的布線部件 31 32 33 現代家庭的綜合布線 34 某校園網綜合布線結構圖 35 綜合布線系統的六大子系統 一 水平子系統 Horizontal 36 水平布線系統是用于分布 支持和接入水平布線的布線系統的一部分 水平布線系統是在工作區中的電信插座 連接器和TR中的水平跳接系統之間提供傳輸信號的物理方法 布線及其有關連接硬件構成水平通道 這些通道包括電纜通道本身 如電纜托架和導管 以及有關的空間 如牽引盒 接續盒和中間合并點 由此可以接入電纜和連接硬件 37 2 工作區子系統 WorkLocation 它是由終端設備連接到信息插座之間的設備組成 包括信息插座 插座盒 或面板 連接軟線 適配器等 38 3 垂直干線子系統 Backbone 通常它是由主設備間 如計算機房 程控交換機房 至各層管理間 它采用大對數的電纜饋線或光纜 兩端分別接在設備間和管理間的跳線架上 39 4 設備間子系統 Equipment 它是由設備間的電纜 連續跳線架及相關支撐硬件防雷電保護裝置等構成 比較理想的設置是把計算機房 交換機房等設備間設計在同一樓層中 這樣既便于管理 又節省投資 當然也可根據建筑物的具體情況設計多個設備間 40 5 管理子系統 Administration 它是干線子系統和水平子系統的橋梁 同時又可為同層組網提供條件 其中包括雙絞線跳線架 跳線 有