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数理信息学院电子信息工程111朱思思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
1、同轴电缆同轴电缆的结构,它的__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__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IEEE
802.3标准以太网环境中阻抗为50Ω的电缆,只用于数字__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__发送,阻抗为75Ω的电缆,称为宽带同轴电缆
2、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__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
3、光纤光缆光纤是一种细小、柔韧并能传输光__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__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__调制成光__,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__变换为电__,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__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__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__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
1、网络拓扑结构及其特点网络拓扑结构,英文名称networktopology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__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WANLAN__N2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__节点和通过点到到通信链路接到__节点的各个站点组成图6星型拓扑结构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1电缆长度和__工作量可观2__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
2、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IP地址的这种表示法叫做“点分十进制表示法”,这显然比1和0容易记忆得多图10IP地址
1.IP构成Internet上的每台主机Host都有一个唯一的IP地址IP协议就是使用这个地址在主机之间传递信息,这是Internet能够运行的基础IP地址的长度为32位,分为4段,每段8位,用十进制数字表示,每段数字范围为0~255,段与段之间用句点隔开例如
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1.1IP地址有两部分组成,一部分为网络地址,另一部分为主机地址IP地址分为A、B、C、D、E5类常用的是B和C两类 将IP地址分成了网络号和主机号两部分,设计者就必须决定每部分包含多少位网络号的位数直接决定了可以分配的网络数(计算方法2^网络号位数-2);主机号的位数则决定了网络中最大的主机数(计算方法2^主机号位数-2)然而,由于整个互联网所包含的网络规模可能比较大,也可能比较小,设计者最后聪明的选择了一种灵活的方案将IP地址空间划分成不同的类别,每一类具有不同的网络号位数和主机号位数图11IP构成结构
2.IP地址分配TCP/IP协议需要针对不同的网络进行不同的设置,且每个节点一般需要一个“IP地址”、一个“子网掩码”、一个“默认__”不过,可以通过动态主机配置协议(DHCP),给客户端自动分配一个IP地址,避免了出错,也简化了TCP/IP协议的设置互联网上的IP地址统一由一个叫“IANA”(InternetAssignedNumbersAuthority,互联网网络号分配机构)的__来管理
3.IP地址分类最初设计互联网络时,为了便于寻址以及层次化构造网络,每个IP地址包括两个标识码(ID),即网络ID和主机ID同一个物理网络上的所有主机都使用同一个网络ID,网络上的一个主机(包括网络上工作站,服务器和路由器等)有一个主机ID与其对应Internet委员会定义了5种IP地址类型以适合不同容量的网络,即A类~E类
4.子网编码1无子网编址指使用自然掩码,不对网段进行细分比如B类网段
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0.0,采用
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255.
0.0作为掩码图12无子网编码2带子网编址图13带子网编码
3、网络协议网络协议Protocol是一种特殊的软件,是计算机网络实现其功能的最基本机制网络协议的本质是规则,即各种硬件和软件必须遵循的共同守则网络协议并不是一套单独的软件,它融合于其他所有的软件系统中,因此可以说,协议在网络中无所不在网络协议遍及OSI通信模型的各个层次,从我们非常熟悉的TCP/IP、HTTP、FTP协议,到OSPF、IGP等协议,有上千种之多局域网常用的三种通信协议分别是TCP/IP协议、NetBEUI协议和IPX/SPX协议TCP/IP协议毫无疑问是这三大协议中最重要的一个,作为互联网的基础协议,没有它就根本不可能上网,任何和互联网有关的操作都离不开TCP/IP协议
1.TCP/IP协议TCP/IP协议Tran__issionControlProtocol/InternetProtocol,传输控制协议/网际协议是由一组小的、专业化的子协议组成的,包括TCP、IP、UDP、ARP、ICMP等目前,TCP/IP协议已成为建立计算机局域网、广域网的首选协议,并将随着网络技术的进步和信息高速公路的发展而不断地完善图14TCP/IP协议TCP/IP模型的主要缺点有 第一,它在服务、接口与协议的区别上就不是很清楚一个好的软件工程应该将功能与实现方法区分开来,TCP/IP恰恰没有很好地做到这点,就使得TCP/IP参考模型对于使用新的技术的指导意义是不够的TCP/IP参考模型不适合于其他非TCP/IP协议簇 第二,主机-网络层本身并不是实际的一层,它定义了网络层与数据链路层的接口物理层与数据链路层的划分是必要和合理的,一个好的参考模型应该将它们区分开,而TCP/IP参考模型却没有做到这点
2.NetBIOS/NetBEUI协议NetBIOS网络基本输入输出系统协议最初由IBM公司设计,对运行在小型网络上的应用程序提供传输层和会话层服务Microsoft将IBM的NetBIOS作为自己的基础协议,最初用于使用LAN__nager或Windows的网络中,后来又在NetBIOS上增加了一个应用层组件,称为NetBEUI体积小、效率高、速度快、不可路由
3.IPX/SPX协议IPX/SPX协议InternetworkPacketeXchange/Sequen__sPacketeXchange,网间数据包交换/顺序包交换具有强大的路由功能,支持多网段,适合大型网络使用,在复杂的网络环境下具有很强的适应性但是,该协议比较庞大,在由WindowsNT和Windows9x/Me组成的对等网中无法直接使用IPX/SPX协议
4.HTTP协议HTTP是一个属于应用层的面向对象的协议,由于其简捷、快速的方式,适用于分布式超媒体信息系统它于1990年提出,经过几年的使用与发展,得到不断地完善和扩展目前在___中使用的是HTTP/
1.0的第六版,HTTP/
1.1的规范化工作正在进行之中,而且HTTP-NGNextGenerationofHTTP的建议已经提出HTTP协议的主要特点可概括如下
1.支持客户/服务器模式
2.简单快速客户向服务器请求服务时,只需传送请求方法和路径请求方法常用的有GET、HEAD、POST每种方法规定了客户与服务器__的类型不同由于HTTP协议简单,使得HTTP服务器的程序规模小,因而通信速度很快
3.灵活HTTP允许传输任意类型的数据对象正在传输的类型由Content-Type加以标记
4.无连接无连接的含义是限制每次连接只处理一个请求服务器处理完客户的请求,并收到客户的应答后,即断开连接采用这种方式可以节省传输时间
5.无状态HTTP协议是无状态协议无状态是指协议对于事务处理没有记忆能力缺少状态意味着如果后续处理需要前面的信息,则它必须重传,这样可能导致每次连接传送的数据量增大另一方面,在服务器不需要先前信息时它的应答就较快网络拓扑结构
1、中小型企业网络拓扑图
2、学校网络拓扑图
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