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1、第四章计算机网络组成第四章计算机网络组成第一页，本课件共有76页学习目标学习目标l掌握网络中常用传输介质的特性及使用范围掌握网络中常用传输介质的特性及使用范围l掌握网络中常用网络设备的功能、工作原理及掌握网络中常用网络设备的功能、工作原理及应用范围应用范围l掌握网络拓扑结构的基本概念掌握网络拓扑结构的基本概念l了解综合布线的基本知识、目前常用的综合布了解综合布线的基本知识、目前常用的综合布线系统，一级结构化布线系统应注意的事项线系统，一级结构化布线系统应注意的事项第二页，本课件共有76页4.1 计算机网络传输介质计算机网络传输介质l有线传输介质有线传输介质l双绞线l同轴电缆l光纤l无线传输介质
2、无线传输介质l红外线l激光l无线电系统l微波l卫星第三页，本课件共有76页1.双绞线双绞线l双绞线是由相互绝缘的铜线按一定的扭矩两两双绞线是由相互绝缘的铜线按一定的扭矩两两绞合在一起组成，绞合的目的是为了减少信号绞合在一起组成，绞合的目的是为了减少信号之间的串扰和外部电磁干扰。之间的串扰和外部电磁干扰。l双绞线的性能较好，价格低，安装简单，是目双绞线的性能较好，价格低，安装简单，是目前使用最广泛的传输介质，适合于近距离传输。前使用最广泛的传输介质，适合于近距离传输。l双绞线分为两类：屏蔽双绞线双绞线分为两类：屏蔽双绞线STP和非屏蔽双和非屏蔽双绞线绞线 UTP第四页，本课件共有76页非屏蔽双绞
3、线（UTP）l双绞线外没有任何附双绞线外没有任何附加屏蔽加屏蔽l一般地，在网络布线一般地，在网络布线中使用中使用UTP5类类UTP 第五页，本课件共有76页非屏蔽双绞线（UTP）UTP类别最高工作频率/MHZ最高数据传输率/Mbps主要用途3类161010Mbps网络4类201610Mbps网络（用的很少）5类10010010Mbps和100Mbps的网络超5类10015510Mbps、100Mbps和1000Mbps的网络6类250高于10001000Mbps以上的网络环境第六页，本课件共有76页屏蔽双绞线（STP）l以锡箔屏蔽以减少干扰和串音以锡箔屏蔽以减少干扰和串音l l优点优点l能够减
4、少辐射，防止信息被窃，具有较高的数据传输率（155Mbps）l l缺点缺点l价格相对较高l安装比UTP困难，必须使用特殊的连接端第七页，本课件共有76页2.同轴电缆同轴电缆l内导体内导体：位于同轴电缆：位于同轴电缆的中心，是信号传输的的中心，是信号传输的媒介媒介l绝缘体绝缘体：用来屏蔽内导：用来屏蔽内导体与外导体组成的屏蔽体与外导体组成的屏蔽层层l外导体外导体：用来隔绝外界：用来隔绝外界的电磁干扰，以保证内的电磁干扰，以保证内导体信号传输的稳定性导体信号传输的稳定性l护套护套：具有绝缘和保护：具有绝缘和保护内部材料的双重功能内部材料的双重功能第八页，本课件共有76页2.同轴电缆同轴电缆l同轴电
5、缆可以分为基带同轴电缆和宽带同轴同轴电缆可以分为基带同轴电缆和宽带同轴电缆电缆l基带同轴电缆，应用于计算机网络的传输介基带同轴电缆，应用于计算机网络的传输介质，主要包括质，主要包括粗缆粗缆和和细缆细缆两大类。两大类。l宽带同轴电缆，主要应用于广播电视信号的宽带同轴电缆，主要应用于广播电视信号的传送。传送。第九页，本课件共有76页粗缆l适用于适用于较大型的局域网较大型的局域网的网络布线。其特点为：的网络布线。其特点为：l每个网段长度可达500m，最多可采用4个中继器连接5个网段，其最大传输距离为2500m。l粗缆不能与网卡直接相连，需要通过一个转接器转成AUI接头，然后再接到带有AUI接口的网卡
6、上。l网络安装维护比较困难，并且成本比较高。第十页，本课件共有76页细缆l一般应用于一般应用于总线型局域网总线型局域网中，其特点为：中，其特点为：l每个网段长度可达每个网段长度可达185m185m，最多可采用，最多可采用4 4个中继个中继器连接器连接5 5个网段，其最大传输距离为个网段，其最大传输距离为925m925m。l需要有需要有BNCBNC接口接口，并由，并由BNC-TBNC-T型头连接到网络型头连接到网络中中l在主干线的两端必须分别安装在主干线的两端必须分别安装5050电阻的终阻电阻的终阻器器l安装简单，成本较低，但受网络布线结构的安装简单，成本较低，但受网络布线结构的限制，不便于维护
7、。限制，不便于维护。第十一页，本课件共有76页细缆连接示意图细缆连接示意图第十二页，本课件共有76页l粗同轴电缆与细同轴电缆是指同轴电缆的粗同轴电缆与细同轴电缆是指同轴电缆的直径直径大还是小大还是小。l粗缆适用于粗缆适用于比较大型比较大型的局部网络，它的标准距的局部网络，它的标准距离长、可靠性高。但是网络安装、维护等方面离长、可靠性高。但是网络安装、维护等方面比较困难，造价高。比较困难，造价高。l细缆安装比较简单，造价较低。细缆安装比较简单，造价较低。l同轴电缆比双绞线贵，但数据传输速率高，带同轴电缆比双绞线贵，但数据传输速率高，带宽较宽，传输距离远，抗干扰能力较强，传统宽较宽，传输距离远，抗
8、干扰能力较强，传统的以太网使用的是基带同轴电缆，目前已逐步的以太网使用的是基带同轴电缆，目前已逐步被双绞线取代。被双绞线取代。说 明第十三页，本课件共有76页3.光纤光纤光纤结构示意图第十四页，本课件共有76页3.光纤光纤l光纤是以光纤是以光脉冲信号光脉冲信号的形式传输信号的，其特点为：的形式传输信号的，其特点为：l依靠光波承载信息l高传送速率，通信容量大l传输损耗小，适合长距离传输l抗干扰性能好，保密性好l抗腐蚀l轻便l单向传输l叉接困难（接入困难）第十五页，本课件共有76页3.光纤光纤l通常按照光在光纤中的传输模式可以将光纤分通常按照光在光纤中的传输模式可以将光纤分为为单模光纤单模光纤和和
9、多模光纤多模光纤两种不同类型。其中，两种不同类型。其中，模是指以一定角度进入光纤的一束光模是指以一定角度进入光纤的一束光。l单模光纤的性能比多模光纤好。单模光纤的性能比多模光纤好。l光纤的价格比较昂贵，因此在一般的应用中并光纤的价格比较昂贵，因此在一般的应用中并不采用。不采用。第十六页，本课件共有76页4.无线传输介质无线传输介质l无线介质实际上就是无线传输系统，主要分为光传输无线介质实际上就是无线传输系统，主要分为光传输和无线电波传输两大类型。和无线电波传输两大类型。特点特点l使用电磁波使用电磁波l无需物理连接无需物理连接l适用于长距离适用于长距离种类种类l红外线红外线l激光激光l无线电波无
10、线电波l微波微波l卫星卫星第十七页，本课件共有76页4.无线传输介质无线传输介质l红外线红外线l特点l传输要求一定的方向性,不能穿透固体物质。l应用于短距离传输l成本低、易制造l易受环境影响l应用：电视、空调遥控器l激光激光l特点l光束集中成一道光束再射向目的地l易受环境影响l应用：两栋楼之间第十八页，本课件共有76页4.无线传输介质无线传输介质l无线电波（常用）无线电波（常用）l特点l传播特性与频率有关l传输距离较远l易穿透障碍物l微波微波l特点l频率在100MHz以上的无线电波，其能量将集中于一点并沿直线传输，即是微波。其频率范围是300MHz300GHzl传输距离与天线塔的高度有关，塔越
11、高传输距离越远，但超过一定距离后，须用中继站来接力。两个中继站的距离一般为3050km。第十九页，本课件共有76页4.无线传输介质无线传输介质l卫星通信卫星通信l特点l使用地球同步卫星做中继站。l通信容量大，不受距离限制，信号干扰小，通信比较稳定l传播延迟大，费用高，易受太阳噪声的干扰。第二十页，本课件共有76页4.2 网络连接设备网络连接设备l网络适配器（网卡）网络适配器（网卡）l中继器中继器l集线器集线器l网桥网桥l交换机交换机l路由器路由器l网关网关第二十一页，本课件共有76页1.网络适配器（网卡）网络适配器（网卡）l网络适配器又称网络接口卡（网络适配器又称网络接口卡（NIC,Netwo
12、rk Interface Card）,简称网卡。用于实现计算机简称网卡。用于实现计算机和传输介质之间的物理连接，为计算机之间相和传输介质之间的物理连接，为计算机之间相互通信提供一条物理通道，并通过这条通道进互通信提供一条物理通道，并通过这条通道进行高速数据传输。行高速数据传输。RJ-45接口网卡BNC接口网卡第二十二页，本课件共有76页1.网络适配器（网卡）网络适配器（网卡）l功能功能l完成物理层和数据链路层的功能lMAC地址地址l又称网卡地址、物理地址、硬件地址。48位二进制表示，用户通常用12位十六进制数表示l分类分类lISA网卡、EISA网卡、PCI网卡、MCA网卡和PCMCIA网卡。第
13、二十三页，本课件共有76页1.网络适配器（网卡）网络适配器（网卡）l网卡驱动程序网卡驱动程序l安装方法：安装方法：（1 1）执行安装程序（厂家所附带的）执行安装程序（厂家所附带的）（2 2）在设备管理器中手动安装：）在设备管理器中手动安装：“我的电脑我的电脑属性属性硬件硬件设备管理器设备管理器”第二十四页，本课件共有76页2.中继器（中继器（Repeater）l工作原理：由于数字信号在传输过程中，其高工作原理：由于数字信号在传输过程中，其高次谐波最易衰减而使信号变形，电缆上的阻抗、次谐波最易衰减而使信号变形，电缆上的阻抗、容抗也会使信号幅值和形状变小或失真，中继容抗也会使信号幅值和形状变小或失
14、真，中继器在信号传输一定距离后对其进行器在信号传输一定距离后对其进行整形和放大整形和放大，但不对信号作校验等其他处理，故即使是一个但不对信号作校验等其他处理，故即使是一个错误的信息帧或信号中含有噪声，它都照样整错误的信息帧或信号中含有噪声，它都照样整形放大。形放大。第二十五页，本课件共有76页2.中继器（中继器（Repeater）l物理层设备物理层设备l对弱信号进行放大或再生，以便延长传输距离对弱信号进行放大或再生，以便延长传输距离l主要用于扩展局域网段的长度主要用于扩展局域网段的长度 优点：便宜、简单优点：便宜、简单 缺点：再生电子干扰及错误信号缺点：再生电子干扰及错误信号l每个局域网中接入
15、的中继器数量因受时延和衰耗的每个局域网中接入的中继器数量因受时延和衰耗的影响必须加以限制。（最多使用影响必须加以限制。（最多使用4 4个中继器，即个中继器，即2500m2500m）第二十六页，本课件共有76页中继器（中继器（Repeater）第二十七页，本课件共有76页l又称又称集中器集中器，可以看成是一种，可以看成是一种多端口的中继器多端口的中继器，集线集线器的主要功能是对接收到的信号进行再生整形放大，器的主要功能是对接收到的信号进行再生整形放大，以扩大网络的传输距离，同时把所有节点集中在以以扩大网络的传输距离，同时把所有节点集中在以它为中心的节点上。它工作于它为中心的节点上。它工作于OSI
16、OSI参考模型的物理层参考模型的物理层和数据链路层的和数据链路层的MACMAC子层。子层。3.集线器集线器(Hub)第二十八页，本课件共有76页3.集线器集线器(Hub)l优点优点l当网络系统中某条线路或某节点出现故障时，不会影响网上其他节点的正常工作。l缺点缺点（1）用户带宽共享，带宽受限。其带宽由它的）用户带宽共享，带宽受限。其带宽由它的端口平均分配端口平均分配l例例：总带宽为：总带宽为100Mb/s的集线器，连接的集线器，连接4台工台工作站同时上网时，每台工作站平均带宽为作站同时上网时，每台工作站平均带宽为100/4=25Mb/s。第二十九页，本课件共有76页3.集线器集线器(Hub)（
17、2）广播方式，易造成网络风暴。）广播方式，易造成网络风暴。l集线器是一个共享设备，它的主要功能只是一集线器是一个共享设备，它的主要功能只是一个信号放大和中转的设备，不具备自动寻址能个信号放大和中转的设备，不具备自动寻址能力，即不具备交换作用，所有传到集线器的数力，即不具备交换作用，所有传到集线器的数据均被广播到与之相连的各个端口，容易形成据均被广播到与之相连的各个端口，容易形成网络风暴，造成网络堵塞。网络风暴，造成网络堵塞。第三十页，本课件共有76页3.集线器集线器(Hub)（3）非双工传输，网络通信效率低。）非双工传输，网络通信效率低。l集线器的同一时刻每一个端口只能进行一个方集线器的同一时
18、刻每一个端口只能进行一个方向的数据通信，而不能像交换机那样进行双向向的数据通信，而不能像交换机那样进行双向双工传输，网络执行效率低，不能满足较大型双工传输，网络执行效率低，不能满足较大型网络通信需求。网络通信需求。第三十一页，本课件共有76页集线器分类1、按端口数量来分、按端口数量来分l目前主流集线器主要有目前主流集线器主要有8 8口、口、1616口和口和2424口等口等3 3大类（注意大类（注意uplinkuplink端口）端口）2、按带宽划分按带宽划分l通常可分为通常可分为10Mbps10Mbps、100Mbps100Mbps、1010100Mbps100Mbps三种三种说明说明：这里所指
19、的带宽是指整个集线器所能提：这里所指的带宽是指整个集线器所能提供的总带宽供的总带宽第三十二页，本课件共有76页集线器分类3、按照配置的形式分按照配置的形式分l一般可分为独立型集线器、模块化集线器和堆一般可分为独立型集线器、模块化集线器和堆叠式集线器三种。叠式集线器三种。4、按照管理的方式分按照管理的方式分l可分为：切换式（即：智能集线器）、共享式可分为：切换式（即：智能集线器）、共享式和可堆叠共享式三种。和可堆叠共享式三种。5、从是否可进行网络管理来分、从是否可进行网络管理来分：不可网管型集：不可网管型集线器和可网管型集线器两种。线器和可网管型集线器两种。第三十三页，本课件共有76页4.网桥（
20、网桥（Bridge）l又称桥接器又称桥接器,看上去有点像中继器，具有单个看上去有点像中继器，具有单个的输入端口和输出端口。的输入端口和输出端口。l是工作在是工作在数据链路层数据链路层的一种网络互连设备，它的一种网络互连设备，它在互连的在互连的LANLAN之间实现帧的存储和转发之间实现帧的存储和转发l可分为透明网桥和源路由网桥可分为透明网桥和源路由网桥第三十四页，本课件共有76页网桥示意图网桥示意图 网桥（网桥（Bridge）第三十五页，本课件共有76页网桥（网桥（Bridge）转换网桥的应用转换网桥的应用 第三十六页，本课件共有76页5.交换机（交换机（Switch）l又称交换式集线器，工作在
21、又称交换式集线器，工作在数据链路层数据链路层上的、基于上的、基于MACMAC识识别、能完成封装转发数据包功能的网络设备。别、能完成封装转发数据包功能的网络设备。l交换机是集线器的升级换代产品，外型和集线器非常交换机是集线器的升级换代产品，外型和集线器非常相似。相似。l局域网交换机拥有局域网交换机拥有许多端口许多端口，每个端口有自己的专用，每个端口有自己的专用带宽，并且可以连接不同的网段。带宽，并且可以连接不同的网段。l为了实现交换机之间的互连或与高档服务器的连接，局为了实现交换机之间的互连或与高档服务器的连接，局域网交换机一般拥有一个或几个域网交换机一般拥有一个或几个高速端口高速端口，如，如1
22、00M100M以太以太网端口、网端口、FDDIFDDI端口或端口或155M ATM155M ATM端口，从而保证整个网络的端口，从而保证整个网络的传输性能。传输性能。第三十七页，本课件共有76页（1 1）通过支持并行通信，提高了交换机的信息吞吐量。）通过支持并行通信，提高了交换机的信息吞吐量。（2 2）将传统的一个大局域网上的用户分成若干工作组，每个端口连）将传统的一个大局域网上的用户分成若干工作组，每个端口连接一台设备或连接一个工作组，有效地解决拥挤现像。这种方法接一台设备或连接一个工作组，有效地解决拥挤现像。这种方法人们称之为网络微分段（人们称之为网络微分段（MicroMicro一一seg
23、mentationsegmentation）技术。）技术。（3 3）虚拟网（）虚拟网（VirtuaI LANVirtuaI LAN）技术的出现，给交换机的使用和管理带）技术的出现，给交换机的使用和管理带来了更大的灵活性。来了更大的灵活性。（4 4）端口密度可以与集线器相媲美）端口密度可以与集线器相媲美,一般的网络系统都是有一一般的网络系统都是有一个或几个服务器，而绝大部分都是普通的客户机。客户机都个或几个服务器，而绝大部分都是普通的客户机。客户机都需要访问服务器，这样就导致服务器的通信和事务处理能力需要访问服务器，这样就导致服务器的通信和事务处理能力成为整个网络性能好坏的关键。成为整个网络性能
24、好坏的关键。交换机（Switch）的特性第三十八页，本课件共有76页交换机（Switch）特性（5）交换机采用全双工技术进一步提高端口的带宽。普通的10M端口就可以变成20M端口，普通的100M端口就可以变成200M端口，这样就进一步提高了信息吞吐量。第三十九页，本课件共有76页以太网交换机第四十页，本课件共有76页交换机的种类1、根据交换机使用的网络传输介质以及传输速、根据交换机使用的网络传输介质以及传输速度的不同度的不同l标准以太网交换机标准以太网交换机l快速以太网交换机快速以太网交换机l1000M1000M以太网交换机以太网交换机l10G10G以太网交换机以太网交换机lFDDIFDDI交
25、换机交换机lATMATM交换机交换机第四十一页，本课件共有76页交换机的种类2、根据交换机的应用层次、根据交换机的应用层次l桌面型交换机桌面型交换机l工作组交换机工作组交换机l部门级交换机部门级交换机l企业级交换机企业级交换机3、根据交换机的端口结构、根据交换机的端口结构l固定端口交换机固定端口交换机l模块化交换机模块化交换机第四十二页，本课件共有76页交换机的种类4、根据交换机完成的协议层功能、根据交换机完成的协议层功能l第二层交换机第二层交换机l第三层交换机第三层交换机l多层交换机多层交换机第四十三页，本课件共有76页集线器与交换机的区别1、工作层次不同、工作层次不同l集线器：工作在物理层
26、和数据链路层的集线器：工作在物理层和数据链路层的MACMAC子层子层l交换机：工作在数据链路层交换机：工作在数据链路层2、数据传输方式不同、数据传输方式不同l集线器：广播方式集线器：广播方式l交换机：数据只对目的节点发送交换机：数据只对目的节点发送3、带宽占用方式不同、带宽占用方式不同l集线器：所有端口是共享集线器的总带宽集线器：所有端口是共享集线器的总带宽l交换机：每个端口都具有自己的带宽交换机：每个端口都具有自己的带宽4、传输模式不同、传输模式不同l集线器：是共享传输介质的，一次只能传输一个任务集线器：是共享传输介质的，一次只能传输一个任务l交换机：采用交换机：采用 全双工模式的，在同一时
27、刻可以同时进行数据全双工模式的，在同一时刻可以同时进行数据的发送和接收的发送和接收第四十四页，本课件共有76页6.路由器（路由器（Router）第四十五页，本课件共有76页6.路由器（路由器（Router）l路由路由：是指把数据从一个地方传送到另一个：是指把数据从一个地方传送到另一个地方的行为和动作。而路由器，正是执行这地方的行为和动作。而路由器，正是执行这种行为动作的机器。种行为动作的机器。l路由器是路由器是网络层网络层设备，它决定网络通信能够设备，它决定网络通信能够通过的最佳路径。它依据网络层信息将数据通过的最佳路径。它依据网络层信息将数据包从一个网络向另一个网络转发。它能将不包从一个网络
28、向另一个网络转发。它能将不同网络或网段之间的数据信息进行同网络或网段之间的数据信息进行“翻译翻译”，以使它们能够相互，以使它们能够相互“读读”懂对方的数据，懂对方的数据，从而构成一个更大的网络。从而构成一个更大的网络。第四十六页，本课件共有76页6.路由器（路由器（Router）l功能功能l网络互连网络互连。路由器支持各种局域网和广域网。路由器支持各种局域网和广域网接口，主要用于互连局域网和广域网，实现接口，主要用于互连局域网和广域网，实现不同网络相互通信。不同网络相互通信。l数据处理数据处理。提供包括分组过滤、分组转发、。提供包括分组过滤、分组转发、优先级、复用、加密、压缩和防火墙等功能。优
29、先级、复用、加密、压缩和防火墙等功能。l网络管理网络管理。路由器提供配置管理、性能管理。路由器提供配置管理、性能管理和流量控制等功能。和流量控制等功能。第四十七页，本课件共有76页路由器工作原理1 1、路由器接收来自它连接的某个网站的数据。、路由器接收来自它连接的某个网站的数据。2 2、路由器将数据向上传递，并且（必要时）重新组合、路由器将数据向上传递，并且（必要时）重新组合IPIP数数据报。据报。3 3、路由器检查、路由器检查IPIP头部中的目的地址，如果目的地址位于发出数头部中的目的地址，如果目的地址位于发出数据的那个网络，那么路由器就放下被认为已经达到目的地的据的那个网络，那么路由器就放
30、下被认为已经达到目的地的数据，因为数据是在目的计算机所在网络上传输。数据，因为数据是在目的计算机所在网络上传输。4 4、如果数据要送往另一个网络，那么路由器就查询路由表，以、如果数据要送往另一个网络，那么路由器就查询路由表，以确定数据要转发到的目的地。确定数据要转发到的目的地。5 5、路由器确定哪个适配器负责接收数据后，就通过相应的软、路由器确定哪个适配器负责接收数据后，就通过相应的软件传递数据，以便通过网络来传送数据。件传递数据，以便通过网络来传送数据。第四十八页，本课件共有76页工作原理第四十九页，本课件共有76页与交换机区别（1）工作层次不同）工作层次不同 l路由器路由器：网络层：网络层
31、l交换机交换机：数据链路层：数据链路层（2）数据转发所依据的对象不同）数据转发所依据的对象不同 l路由器路由器：利用不同网络的：利用不同网络的ID号（即号（即IP地址）来确定数地址）来确定数据转发的地址。据转发的地址。IP地址则通常由网络管理员或系统地址则通常由网络管理员或系统自动分配。自动分配。l交换机交换机：利用物理地址或者说：利用物理地址或者说MAC地址来确定转发数地址来确定转发数据的目的地址。据的目的地址。MAC地址通常是硬件自带的，由网卡地址通常是硬件自带的，由网卡生产商来分配的，而且已经固化到了网卡中去，一般生产商来分配的，而且已经固化到了网卡中去，一般来说是不可更改的。来说是不可
32、更改的。第五十页，本课件共有76页与交换机区别（3）路由器可以分割广播域）路由器可以分割广播域。连接到路由器上的网段。连接到路由器上的网段会被分配成不同的广播域，广播数据不会穿过路由器。会被分配成不同的广播域，广播数据不会穿过路由器。l交换机只能分割冲突域，不能分割广播域交换机只能分割冲突域，不能分割广播域。由交换机连。由交换机连接的网段仍属于同一个广播域，广播数据包会在交换机连接的网段仍属于同一个广播域，广播数据包会在交换机连接的所有网段上传播，在某些情况下会导致通信拥挤和安接的所有网段上传播，在某些情况下会导致通信拥挤和安全漏洞全漏洞。虽然第三层以上交换机具有。虽然第三层以上交换机具有VL
33、AN功能，也可以功能，也可以分割广播域，但是各子广播域之间是不能通信交流的，它分割广播域，但是各子广播域之间是不能通信交流的，它们之间的交流仍然需要路由器。们之间的交流仍然需要路由器。（4）路由器提供了防火墙的服务）路由器提供了防火墙的服务 第五十一页，本课件共有76页7.网关（网关（Gateway）l网关，又叫网间连接器、协议转换器，是一个网络连接到网关，又叫网间连接器、协议转换器，是一个网络连接到另一个网络的另一个网络的“关口关口”，它可以支持不同协议之间的，它可以支持不同协议之间的转换，实现不同协议网络之间的互连。转换，实现不同协议网络之间的互连。l网关的功能体现在网关的功能体现在OSI
34、OSI模型的高层，它将协议进行转模型的高层，它将协议进行转换，将数据重新分组，以便在两个不同类型的网络系换，将数据重新分组，以便在两个不同类型的网络系统之间通信。统之间通信。l网关一般是软件产品。网关一般是软件产品。l网关和多协议路由器组合在一起，可以连接多种不同的网关和多协议路由器组合在一起，可以连接多种不同的系统。和网桥一样，网关可以是本地的，也可以是远程系统。和网桥一样，网关可以是本地的，也可以是远程的。主要有三类网关：的。主要有三类网关：（1 1）协议网关；（）协议网关；（2 2）应用网关；（）应用网关；（3 3）安全网关）安全网关 第五十二页，本课件共有76页网关示意图网关示意图 7
35、.网关（网关（Gateway）第五十三页，本课件共有76页7.网关（网关（Gateway）第五十四页，本课件共有76页网关应用的实例网关应用的实例 第五十五页，本课件共有76页4.3 网络拓扑结构网络拓扑结构 网络拓扑结构：将网络中的主机、路由器等设备抽象成与网络拓扑结构：将网络中的主机、路由器等设备抽象成与大小、形状无关的点，将节点之间的通信线路抽象为线，大小、形状无关的点，将节点之间的通信线路抽象为线，这些点和线连接形成的几何形状即是这些点和线连接形成的几何形状即是。它反映的是网络。它反映的是网络中各种设备之间的连接形式。其结构有以下几种：中各种设备之间的连接形式。其结构有以下几种：l总线
36、形总线形l星形星形l树形树形l环形环形l网状形网状形第五十六页，本课件共有76页(1)总线形总线形 总线拓扑结构中的各个节点都是通过相应的总线拓扑结构中的各个节点都是通过相应的硬件接口连接到一条公共的访问线路上，一硬件接口连接到一条公共的访问线路上，一个节点发送的信号都可以沿着公共的访问线个节点发送的信号都可以沿着公共的访问线路传播，如图所示。路传播，如图所示。第五十七页，本课件共有76页(1)总线形总线形l优点优点 安装简单；所需通信器材、线缆的成本低；扩安装简单；所需通信器材、线缆的成本低；扩展方便展方便 适用于一点发送、多点接收的场合。适用于一点发送、多点接收的场合。l缺点缺点在重负荷下
37、效率低在重负荷下效率低总线的某一接头接触不良时，会影响到网络的总线的某一接头接触不良时，会影响到网络的通信，使整个网络瘫痪通信，使整个网络瘫痪安全性较低，监控比较困难。安全性较低，监控比较困难。第五十八页，本课件共有76页(2)星形结构星形结构l星形拓扑结构有一个星形拓扑结构有一个中央节点中央节点，以此为中心连接，以此为中心连接若干外围节点，任何两个节点之间要进行信号的若干外围节点，任何两个节点之间要进行信号的传送必须通过中央节点，由发送端发出，经过中传送必须通过中央节点，由发送端发出，经过中央节点后转发到接收端，如图所示。央节点后转发到接收端，如图所示。第五十九页，本课件共有76页(2)星形
38、结构星形结构l优点优点 容易在网络中增加新的站点；数据的安全性和容易在网络中增加新的站点；数据的安全性和优先级容易控制；易实现网络监控。优先级容易控制；易实现网络监控。l缺点缺点中央节点的负担较重中央节点的负担较重一旦发生故障会引起整个网络的瘫痪，因此要一旦发生故障会引起整个网络的瘫痪，因此要求中央节点的可靠性较高求中央节点的可靠性较高由于每个站点都要和中央节点直接相连，因而由于每个站点都要和中央节点直接相连，因而需要耗费大量的电缆。需要耗费大量的电缆。第六十页，本课件共有76页(3)树形结构树形结构l在树形拓扑结构中所有节点是按照一定的层次关系在树形拓扑结构中所有节点是按照一定的层次关系排列
39、而成的，就像一棵倒立着的树，与总线结构的排列而成的，就像一棵倒立着的树，与总线结构的主要区别在于树形中有主要区别在于树形中有“根根”，如图所示。一般中，如图所示。一般中大型局域网采用这种拓扑结构。大型局域网采用这种拓扑结构。第六十一页，本课件共有76页(3)树形结构树形结构l优点优点l结构比较灵活,易于进行网络的扩展，是星形结构的发展和扩充l缺点缺点l当根节点出现故障时,会影响到全局第六十二页，本课件共有76页(4)环形结构环形结构l环形拓扑结构是将所有节点依次连接起来，且并首尾相连环形拓扑结构是将所有节点依次连接起来，且并首尾相连构成一个环状结构。任何两个节点都必须通过环路进行数构成一个环状
40、结构。任何两个节点都必须通过环路进行数据的传输，发送端将信号发出，环状结构上的下一个节点据的传输，发送端将信号发出，环状结构上的下一个节点对该信号进行检查，然后发送给下一个节点，依次传送，对该信号进行检查，然后发送给下一个节点，依次传送，直到接收端接收到信号后将反馈信号发出，再经过其他节直到接收端接收到信号后将反馈信号发出，再经过其他节点传送到发送端，才完成一个信号的传输。点传送到发送端，才完成一个信号的传输。第六十三页，本课件共有76页(4)环形结构环形结构l优点优点l各个节点之间只有唯一的通信线路，路径的选择和控制比较容易l采用令牌分配线路的的使用权，不存在线路的争用问题，节点之间信息传输
41、的时间固定，实时性好l在重负荷下效率高。l缺点缺点l环路维护复杂、安装困难，成本高l扩展性差l可靠性差（单环）l故障检测复杂l双环特例：FDDI 第六十四页，本课件共有76页(5)网状结构网状结构l网状拓扑实际上是不规则形式，它主要用于广域网网状拓扑实际上是不规则形式，它主要用于广域网l优点优点l可靠性高l缺点缺点l成本高，网络控制和路由选择比较复杂第六十五页，本课件共有76页总总 结结l当前网络拓扑结构中，小型网络中主要使用的当前网络拓扑结构中，小型网络中主要使用的是星形拓扑；大型网络中主要使用的是树形拓是星形拓扑；大型网络中主要使用的是树形拓扑；在广域网中主要使用的是网状拓扑。扑；在广域网
42、中主要使用的是网状拓扑。第六十六页，本课件共有76页4.4 结构化布线结构化布线l结构化布线系统的组成结构化布线系统的组成l结构化布线系统的主要特点结构化布线系统的主要特点第六十七页，本课件共有76页1.结构化布线系统的组成结构化布线系统的组成l结构化布线系统是指一座建筑或一群建筑内信结构化布线系统是指一座建筑或一群建筑内信号的综合传输系统，能够支持不同的业务类型号的综合传输系统，能够支持不同的业务类型传输、不同的数据类型传输和不同的传输介质。传输、不同的数据类型传输和不同的传输介质。l由由6大子系统组成：工作区子系统、水平子系大子系统组成：工作区子系统、水平子系统、垂直子系统、管理子系统、设
43、备间子系统统、垂直子系统、管理子系统、设备间子系统和建筑群子系统。和建筑群子系统。第六十八页，本课件共有76页用户工作区系统用户工作区系统用户工作区系统用户工作区系统水平布线系统水平布线系统水平布线系统水平布线系统垂直布线系统垂直布线系统垂直布线系统垂直布线系统 管理子系统管理子系统管理子系统管理子系统（布线配线系统）布线配线系统）布线配线系统）布线配线系统）设备间系统设备间系统设备间系统设备间系统建筑群系统建筑群系统建筑群系统建筑群系统第六十九页，本课件共有76页工作区子系统工作区子系统l用户工作区，也称为工作区系统或用户端系统；用户工作区，也称为工作区系统或用户端系统；l工作区子系统是由终
44、端设备连接到信息插座的跳线和信工作区子系统是由终端设备连接到信息插座的跳线和信息插座（息插座（采用采用8 8芯芯RJ-45RJ-45型型）所组成，通过插座即可以）所组成，通过插座即可以连接到计算机或其他终端。连接到计算机或其他终端。l用户工作区的结构化布线主要是将用户设备连接到整用户工作区的结构化布线主要是将用户设备连接到整个布线系统中，它包括了用于连接用户设备的各种信个布线系统中，它包括了用于连接用户设备的各种信息插座及相关配件（软线、连接器等）。息插座及相关配件（软线、连接器等）。l信息插座应支持电话机、数据终端、计算机、电视机监视器等终端设备的设置和安装。l信息插座可以安装在墙上、用户的
45、办公桌上、地面上。第七十页，本课件共有76页水平布线子系统水平布线子系统l水平布线系统，也称为平面楼层布线系统，它是将垂水平布线系统，也称为平面楼层布线系统，它是将垂直布线的干线线路延伸到用户工作区的通信插座；常直布线的干线线路延伸到用户工作区的通信插座；常用的双绞线有用的双绞线有6 6类线和超类线和超5 5类线。类线。l根据超根据超5 5类线用于支持类线用于支持100Mbps100Mbps传输的最大距离为传输的最大距离为100m100m，设计线从配线架至最远端的端口的长度小于，设计线从配线架至最远端的端口的长度小于90m90m。l水平布线系统起着支线的作用。它一端连接用户工作水平布线系统起着
46、支线的作用。它一端连接用户工作区，另一端连接垂直布线系统或设备间。区，另一端连接垂直布线系统或设备间。l水平布线子系统的安装方法水平布线子系统的安装方法l暗管预埋，墙面引线l地下管槽，地面引线第七十一页，本课件共有76页垂直干线子系统垂直干线子系统l垂直布线系统，也称为干线系统。是建筑物布垂直布线系统，也称为干线系统。是建筑物布线系统中的主干线路，用于接线间、设备间和线系统中的主干线路，用于接线间、设备间和建筑物引入设施之间的线缆连接。建筑物引入设施之间的线缆连接。l通常由垂直大对数铜缆或光缆组成，它的一端通常由垂直大对数铜缆或光缆组成，它的一端接于设备机房的主配线架上，另一端通常接在接于设备
47、机房的主配线架上，另一端通常接在楼层接线间的各个管理分配线架上。楼层接线间的各个管理分配线架上。第七十二页，本课件共有76页管理子系统管理子系统l管理子系统，又称为管理子系统，又称为布线配线系统布线配线系统、接线接线间系统间系统。为建筑物楼层中水平布线的线缆。为建筑物楼层中水平布线的线缆和终端提供场所。和终端提供场所。l配线架管理模块，与水平双绞线连接选用配线架管理模块，与水平双绞线连接选用先进通用的先进通用的19in19in标准标准模块化配线架。模块化配线架。第七十三页，本课件共有76页设备间子系统设备间子系统l设备间系统，也被称为设备间系统，也被称为机房系统机房系统。设备间通常。设备间通常
48、安装有大型通信设备、主机或服务器的区域。安装有大型通信设备、主机或服务器的区域。l设备间系统主要包括用于连接内部网或公用网设备间系统主要包括用于连接内部网或公用网络所需要的各种设备和线缆。络所需要的各种设备和线缆。l设备间子系统在综合布线系统中为各类信息设设备间子系统在综合布线系统中为各类信息设备提供信息管理、信息传输服务。备提供信息管理、信息传输服务。l针对计算机网络系统，它包括网络集线器设备、针对计算机网络系统，它包括网络集线器设备、网络智能交换机及设备的连接线。网络智能交换机及设备的连接线。第七十四页，本课件共有76页建筑群子系统建筑群子系统l建筑群子系统，也称为建筑群子系统，也称为户外系统户外系统。是将一个。是将一个建筑物中的电缆延伸到另一个建筑物的通信建筑物中的电缆延伸到另一个建筑物的通信设备和装置，通常由光缆和相应设备组成。设备和装置，通常由光缆和相应设备组成。l户外系统入内的处理方法：户外系统入内的处理方法：l通过地下管道l通过架空方式l直埋电缆第七十五页，本课件共有76页2.结构化布线系统的主要特点结构化布线系统的主要特点l高开放性高开放性l高维护性高维护性l模块化组建模块化组建l灵活性灵活性l高扩展性高扩展性l高可靠性高可靠性第七十六页，本课件共有76页