第三章 网络的组成元件
学习目标：
1、 掌握几种常用的传输介质如同轴电缆、双绞线和光纤的特点及使用方法，掌握网线在不同网络环境中的制作。
2、 掌握局域网的几种拓扑结构、特点及主要功能
3、 掌握几种重要的网络设备的特点及主要功能
本章重点：
l 双绞线
l 光纤
l 网络拓扑
l 网络设备
l VLAN
本章难点：
l 路由器、交换机
l VLAN
讲授方式：面授，实验
课时分配：2 2
实验内容：实训二
思考题：习题集三
讲授内容：
3-1传输介质
介质的基本功能是以比特的形式携带信息流通过一个局域网，一般情况下网络介质将网络信号限制在线缆、电缆或光纤中。
网络传输介质是物理层的部件
一、同轴电缆
1、 在局域网中，采用同轴电缆的网络以10BASE-2为代表，采用的是RG-58同轴电缆,构造见书p38。
2、 同轴电缆优缺点。
优：同轴电缆有双层的保护(金属铜网和绝缘外皮)，不易受外界(例如：电
磁波和湿气)干扰，使用寿命也较长。
缺：同轴电缆和双绞线相比，价格比较贵，而且也很重。
二、双绞线
1、双绞线(TwistedPair)是由成对外覆绝缘材料的铜线对绞而成“两两对绞”可降低两条线路传送信号时所产生的电磁场相互干扰的影响，对绞的次数越多，抗干扰的效果越好。
2、从整体结构来看，双绞线一般可分为两种：屏蔽双绞线和非屏蔽双绞线。
两者主要区别是在绞线和外皮间有无铜网或金属层的屏蔽。
3、 双绞线的分类
见p40表3-1
4、 双绞线的颜色
见p40表3-2
5、 双绞线的优缺点
双绞线的优点就是便宜，再者，双绞线的维护和布线弹性也很好。但是比较不耐用，而且较容易受到电磁干扰。
三、光纤
1、光纤(OpticalFiber)的材质是极细小的玻璃纤维(50～100μ m)，弹性很好非常适合传输光波信号。
2、光纤的优缺点：
优：>传输速度快
>抗电磁干扰
> 传输安全性高
缺：架设不易，分接线路很麻烦，价格很高，不适合一般小型局域网使用。
四、比较三种常用传输介质：
1、同轴电缆在宽带(Broadband)传输仍有较大发挥空间。例如：目前方兴
未艾的缆线调制解调器(CableModem)市场，从有线电视部门到用户家中，
都一律使用同轴电缆。
2、 双绞线是基带传输介质的主流。是网络安装中经常使用的介质
3、由于光线价格昂贵与施工困难，通常只在铺设网络主干线时使用。
4、无线传输介质
激光、红外线、无线电，微波
3．2网络拓扑（topology）
网络拓扑规定了网络的组织结构。拓扑的定义包括两部分：物理拓扑（即网线的实际布局）和逻辑拓扑（即主机如何访问介质）
一、 常用的物理拓扑包括：总线型、星型、环型、扩展星型、层次、网络。
二、 1、总线型：所有节点都连到一条主干电缆上
缺点：故障诊断困难，总线故障会引起整个网络瘫痪。（早期常用的拓扑结构）
1、 星型：将所有电缆连到一个中心点上，这一点通常是一台集限器或者交换机。
优点：结构简单、建网易，故障诊断易，系统较稳定。缺点：安装费用多。
目前已成为小型局域网的趋势。
3、环型：各节点形成闭合的环，可实现任意两点间通信。缺点：环中任意一处故障都会造成网络瘫痪。
2、 扩展星型拓扑
通过集线器/交换机把独立的星型拓扑结构连到一起，可以扩展网络的规模。
3、 层次拓扑结构
与扩展星型拓扑类似，只是把主计算机连到一起。
4、 网络拓扑
每台主机都具有与其他所有主机的连接，应用于绝对不能出现通信中断的情况下，如核电厂。
三、 混合式网络
实际应用中，通常不会只用到一种拓扑结构，而是多种拓扑结构的结合。
例如：目前最常见的总线型和星型网络的集合。
四、 比较几种拓扑结构的优缺点及应用。
3-3网络设备
一、网卡（NIC）
1、 功能：控制主机对介质的访问，使主机设备能适用于网络介质。能够把计算机所产生的串行信号转换成可以在网络电缆上传送的串行格式。
2、 网卡工作于OSI第二层：数据链路层（即实现数据链路层的三大功能：同步、保证正确、制定介质访问控制方法)，每块网卡都有一个独一无二的代码，称为mac地址，即介质访问控制地址。该地址用于控制主机在网络上的数据通信。
3、网卡的分类：网卡可采用下列3种方式来分类
> 以接头种类区分。
> 以总线(Bus)接口区分。
> 以带宽(Bandwidth)区分。
见p48
二、中继器
1、 功能：可以对由于电缆距离过长而衰减的信号进行清除、放大、及重传。
2、 中继器位于OSI参考模型的最底层物理层。
三、集线器
1、 集线器工作在物理层，可分为有源集线器和无缘集线器，无源集线器的功能是集中线路。有源集线器本质上是一种中继器，又称为多端口中继器，功能是对信号进行再生并且把它放大到所有的网络连接上。后者多用于以太网中。
2、 特点：共享带宽。同一时间只能有一对port在工作。
3、 集线器的种类：
按端口数量分：
按带宽分：
4、扩充局域网时应遵循5-4-3原则。
5、集线器(Hub)在10BASE-T和100BASE-TX网络中经常被用到。
四、网桥
1、 功能：过滤局域网上的流量，确保本地通信在本地进行。但不能过滤广播包。
2、 工作在数据链路层(即实现数据链路层的三大功能：同步、保证正确、制定介质访问控制方法)。根据mac地址做出判断，可以维护地址表。
五、 路由器（路径选择器）
1、 功能：检查进入的数据，为他们选择通过网络的最佳路径，然后把他们交换到合适的输出端口上。还可以过滤广播包。
2、 工作在第三层网络层。使得任何类型的计算机都可以与世界上的任何地方的计算机进行通信。
3、 可路由的传输协议tcp/ip,ipx/spx；不可路由的传输协议netbuei
六、 第二层交换机
1、 同时具备集线器和网桥的功能，他把来自输入端口的帧交换到输出端口，同时能够为每个端口提供完全的带宽。
2、 工作在数据链路层
七、 第三层交换机
1、 工作在第三层，除了具有第二层交换机的功能外，还能进行路由工作。
2、 通常和路由器搭配使用。增加路由速度。
八、 调制解调器
1、接收一串数据位，并根据这些比特流调制载波的硬件线路称为调制器；而接收载波，并重建调制在载波上的数据的硬件线路称为解调器。
2、调制解调器可以采用下列两种分类方式：
>以连接方式区分。
调制解调器与计算机的连接方式可分为内置和外置：
> 以上网带宽区分。
则还可细分为窄带和宽带俩种类别。窄带指的是带宽在56Kb/s以下的调制解调器，也就是传统的调制解调器。宽带则是指电缆线调制解调器和ADSL调制解调器这两种当红的宽带上网设备。
九、VLAN
VLAN 实际是与位置无关的局域网。由一个站点发送的广播信息帧只能发送到具有相同虚拟网号的其它站点，而其它虚拟局域网的站点则接收到该广播信息帧。因此，在同一VLAN内，用户能高效地进行通信
原因：具有交换能力
技术特点：1、借助子网络管理软件
2、大大降低网络的广播风暴。
