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1.2 传输介质 网络上数据的传输需要有“传输媒体”，即传输介质。常用的网络传输介质可分为两类：一类是有线的；一类是无线的。有线传输介质主要有同轴电缆、双绞线和光纤；无线传输介质主要有无线电波和红外线。本书主要介绍有线传输介质。 （1）同轴电缆（Coaxial cable） 同轴电缆曾经是局域网中使用最普遍的一种线缆，它的典型特点是传输距离长，抗干扰性强。同轴电缆主要用于总线型网络中，它的结构和闭路电视的传输电缆很相似，只不过在性能和参数上有很大不同。 同轴电缆的组成 同轴电缆由保护层、屏蔽层、绝缘层、核心层（导线）组成，如图4所示。
图4同轴电缆结构图 同轴电缆的分类 根据线缆粗细的不同，同轴电缆分为细同轴电缆和粗同轴电缆。 细同轴电缆：细同轴电缆的直径为0.25英寸,它的{zd0}传输距离为185米。如果超过此 距离必须添加中继器放大信号，延长传输距离。细同轴电缆的传输速率为10M。 粗同轴电缆：粗同轴电缆的直径为0.5英寸，{zd0}传输距离为500米。同样，若超出此 距离时必须添加中继器放大信号，延长传输距离。粗同轴电缆的传输速率也为10M。 同轴电缆主要用于组建总线型拓扑结构的网络，因总线型网络维护起来比较困难，所以同轴电缆目前已很少使用了。 同轴电缆的连接方法 在使用同轴电缆组网时，细同轴电缆和粗同轴电缆的连接方法是不同的。细同轴电缆要通过T型头和BNC头将细缆与网卡连接起来，同时需要在网线的两端连接终结器。细缆连接如图5。终结器的作用是吸收电缆上的电信号，防止信号发生反弹。而粗同缆电缆在连接时需要通过收发器将网线和计算机连接起来，线缆两端也要连接终结器。由于同轴电缆目前已很少使用了，所以简单了解就可以了。
图5 细缆连接图 （2）双绞线（Twisted-pair） 双绞线由相互绞合在一起的线对组成，如图6所示。为制作网线时便于区分，每条线都标有不同的颜色。由于基于双绞线的星型拓扑比总线拓扑更容易维护，所以双绞线成为目前组建局域网时最常用的一种线缆。
图6 双绞线 双绞线的分类 双绞线可分为屏蔽双绞线（STP）和非屏蔽双绞线（UTP）两类。屏蔽双绞线的抗干扰性优于非屏蔽双绞线。但由于屏蔽双绞线价格较高，而且安装时比非屏蔽双绞线复杂，所以，在组建局域网时通常使用非屏蔽双绞线。 非屏蔽双绞线按其电气特性又可分为不同的类别，简介如下： 1类双绞线通常在局域网中不使用，主要用于模拟话音。传统的电话线即为1类线； 2类双绞线支持4Mbps传输率，在局域网中很少使用； 3类双绞线可用于10Mbps以太网； 4类双绞线适用于16Mbps令牌环局域网； 5类和超5类双绞线带宽可达100M，用于构建100M以太网，是目前最常用的线缆； 另外还有6类、7类线，能提供更高的传输率和更远的距离。 5类和超5类双绞线是目前最常用的线缆，其传输距离是100米，传输速率是100M，用于构建星型拓扑结构的网络。 双绞线的连接 在制作网线时，要用到RJ-45接头，俗称“水晶头”的连接头，如图7。在将网线插入水晶头前，要对每条线排序。根据EIA/TIA接线标准，RJ45接口制作有两种排序标准：EIA/TIA 568B标准和EIA/TIA 568A标准，具体线序如图8所示。 568B标准的线序为：白橙、橙、白绿、蓝、白蓝、绿、白棕、棕（图8(a)） 568A标准的线序为：白绿、绿、白橙、蓝、白蓝、橙、白棕、棕（图8(b)）
图7 RJ-45接头与制作好的网线
图8 EIA/TIA线序标准 另外，根据双绞线两端线序的不同，有两种不同的连接法： 直接连接法：直接连接法是将电缆的一端按一定顺序排序后接入RJ-45接头，线缆的另一端也用相同的顺序排序后接入RJ-45接头。直接连接法通常用于不同类型的设备的相互连接。如计算机连接集线器、计算机连接交换机时。 交叉连接法：交叉连接法是线缆的一端用一种线序排列，如568B标准线序，而另一端用不同的线序，如568A标准线序。这种排序用于连接同种设备，如两台计算机直接通过网线连接时，必须用交叉连接法来制作网线。 双绞线的制作及测试： 制作双绞线通常要用到两种工具：网线钳和测线仪，如图9。
图9 双绞线制作工具 双绞线制作过程如下： （1）用钳子将网线两端的表皮剥去后，按前面介绍的线序为网线排序。 （2）将排好序的网线并拢，注意并拢时不要使线序发生变化。 （3）将排好序的网线剪齐。 （4）将网线插入水晶头，注意插入时使水晶头有金属片的一端对着自己。 （5）将网线插入水晶头后，将水晶头放入钳子的压线槽中，合拢钳子，将其压紧。 这样，网线也就制作好了。网线作好后，需要用测线仪测试是否连通。测试的方法是将制作好的网线的两端插入测线仪的接口，开打电源后观察指示灯是否按顺序点亮，若8条线对应的灯都按顺序点亮，说明网线已连通。若有哪个灯不亮，则此条线不通。 双绞线的选择 目前组网时主要选择5类和超5类的非屏蔽双绞线，其速率为100M，传输距离为100 米，用于组建星型结构的局域网。质量好的双绞线每箱价格在400-500元左右，质量一般的每箱价格在300元左右。 （3）光纤 光纤是一种细小、柔韧并能传输光信号的传输介质，相对于其它传输介质来说，光纤具有传输距离长、传输速率高、安全性好等特点。主要适用于长距离、大容量、高速度的场合，如大型网络的主干线等。详细内容请读者参阅其它资料。 （4）无线传输介质 除了上述三种传输媒体之外，还可以通过无线的方式进行通信。无线传输主要有无线电波和红外线等。其中红外线的基本速率为1M，仅适用于近距离的无线传输，而且有很强的方向性；而无线电波的覆盖范围较广，应用较广泛，是常用的无线传输媒体。我国一般使用2.4-2.4835GHZ频段的无线电波进行无线通信。 |
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网络设备 在组建局域网时，通常需要用一些网络设备将计算机连接起来。常用的局域网组网设备包括集线器、交换机、路由器等。 （1）集线器（HUB） 集线器是目前使用较广泛的网络设备之一，主要用来组建星型拓扑的网络。在网络中，集线器是一个集中点，通过众多端口将网络中的计算机连接起来，使不同计算机能够相互通信。集线器外观如图10。
图10 集线器 集线器的通信特性 集线器的基本功能是信息分发，它将一个端口收到的信号转发给其它所有端口。同时，集线器的所有端口共享集线器带宽。当我们在一台10M带宽的集线器上只连接一台计算机时，此计算机的带宽是10M；而当我们连接两台计算机时，每台计算机的带宽是5M；当连接10台计算机时，带宽则是1M。即用集线器组网时，连接的计算机越多，网络速度越慢。由集线器连接的网络如图11。
图11 集线器组网连接图 集线器的分类 按通信特性分，集线器分为无源集线器和有源集线器。无源集线器只能转发信号，不能对信号作任何处理。有源集线器会对所传输的信号进行整形、放大和转发，并可以扩展传输媒体的传输距离。目前市场上的集线器属于有源集线器，无源集线器已被淘汰。 按带宽分，集线器分为10M、10/100M、100M集线器。我们通常选择10/100M自适应的集线器。因为这种集线器可以根据网卡和网线所提供的带宽而自动调整带宽。当网线和网卡为10M时，集线器以10M的速率通信。当网线与网卡达到100M时，集线器则以100M的速率通信，同时价格又比较低。 按端口个数分，集线器分为5口、8口、16口、24口。我们可以根据要组建的网络规模选择具有合适的端口数量的集线器。 集线器的连接 集线器通过其端口实现网络连接。集线器主要有J-45接口和级联口两种接口。 RJ-45接口：集线器的大部分接口属于这种接口，主要用于连接网络中和计算机，从而组建计算机网络。 级联口：级联口主要用于连接其它集线器或网络设备。比如我们在组网时，集线器的端口数量不够，可以通过级联口将两个或多个集线器级联起来，达到拓展端口的目的。级联口一般标有“UPLINK”或“MDI”等标志，如图12。在级联时，我们可以通过直连线将集线器的级联口与另一台集线器的RJ-45接口连接起来，从而组建更大的网络。集线器的级联口如图12，级联方式如图13。
图12 集线器的UPLINK接口
图13 集线器的级联 （注：一端为级联口，另一端为普通口，连线为直连线。当使用两个普通口级联时，应使用交叉线） 集线器的选择 在选择集线器时，主要应考虑四个要素：带宽、端口数、品牌与价格。目前主流网络多为100M，所以我们通常选择10/100M自适应的集线器。至于端口数量，主要根据所要组建的网络规模的大小来确定。目前，市场上集线器的品牌很多，对于普通的网络，可以选择大从化品牌的产品，如TP_LINK、D_LINK等。 （3）交换机（Switch） 交换机也是目前使用较广泛的网络设备之一，同样用来组建星型拓扑的网络。从外观上看，交换机与集线器几乎一样，其端口与连接方式和集线器也是一样的，如图14。但是，由于交换机采用了交换技术，其性能大大优于集线器。
图14 交换机 交换机的通信特性 由于交换机采用交换技术，使其可以并行通信而不像集线器那样平均分配带宽。如一台100M交换机的每端口都是100M，互连的每台计算机均以100M的速率通信，而不像集线器那样平均分配带宽，这使交换机能够提供更佳的通信性能。 交换机的分类 按交换机所支持的速率和技术类型，可分为以太网交换机、千兆位以太网交换机、ATM交换机、FDDI交换机等 按交换机的应用场合，交换机可分为工作组级交换机、部门级交换机和企业级交换机三种类型。 工作组级交换机：是最常用的一种交换机，主要用于小型局域网的组建，如办公室局域网、小型机房、家庭局域网等。这类交换机的端口一般为10/100自适应端口。 部门级交换机：常用来作为扩充设备，当工作组级交换机不能满足要求时可考虑使用部门级交换机。这类交换机只有较少的端口，但支持更多的MAC地址。端口的传输率一般为100M。 企业级交换机：用于大型网络，且一般作为网络的骨干交换机。企业级交换机一般具有高速交换能力，并且能实现一些特殊功能。 交换机的连接 像集线器一样，交换机的接口也分为RJ-45接口和级联口，其中RJ-45接口用于连接计算机，级联口用于连接其它交换机或集线器。连接方式也与集线器相同。 交换机的选择 对于普通交换机的选择，主要考虑带宽、端口数、品牌与价格这几个方面。目前主流网络多为100M，所以我们通常选择10/100M自适应的交换机。至于端口数量，还是要根据所要组建的网络规模的大小来确定。在组建普通的网络时，可以选择大众化品牌的产品，如TP_LINK、D_LINK等。 （4）路由器(Router) 路由器并不是组建局域网所必需的设备，但随着企业网规模的不断扩大和企业网接入互联网的需求，使路由器的使用率越来越高，路由器如图15。
图15 路由器 路由器的功能： 路由器是工作在网络层的设备，主要用于不同类型的网络的互联。概括起来，路由器的功能主要体现在以下几个方面。 路由功能：所谓路由，即信息传输路径的选择。当我们使用路由器将不同网络连接起来后，路由器可以在不同网络间选择{zj0}的信息传输路径，从而使信息更快的传输到目的地。事实上，我们访问的互联网就是通过众多的路由器将世界各地的不同网络互联起来的，路由器在互联网中选择路径并转发信息，使世界各地的网络可以共享网络资源。如图16。
图16 由路由器连接的互联网（路由器起路由选择的功能） 隔离广播、划分子网 当我们组建的网络规模较大时，同一网络中的主机台数过多，会产生过多的广播流量，从而使网络性能下降。为了提高性能，减少广播流量，我们可以通过路由器将网络分隔为不同的子网。路由器可以在网络间隔离广播，使一个子网的广播不会转发到另一子网，从而提高每个子网的性能，如图17。当一个网络因流量过大而性能下降时，可以考虑使用路由器来划分子网。
图17 路由器将单一子网划分为多个子网 广域网接入： 当一个较大的网络要访问互联网并要求有较高带宽时，通常采用专线接入的方式，一些大型网吧、校园网、企业网等往往采用这种接入方法。当通过专线使局域网接入互联网时，则需要用路由器实现接入，如图18所示。
图18通过路由器接入互联网 路由器的接口 路由器的接口主要有串口、以太口和CONSOLE口等，如图19。通常，串口连接广域网，以太口连接局域网。而CONSOLE口用于连接计算机或终端，配置路由器。（路由器在使用前必须进行相应的配置，才能正常工作。通常可以将一台计算机连接到路由器的CONSOLE口上，通过计算机对路由器进行相应的配置）。
图19 路由器的接口 |
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