组网技术与配置（第 2 版）

组网技术与配置（第组网技术与配置（第 22 版）版）汪本标

安徽广播电视大学

组网技术与配置（第组网技术与配置（第 22 版）（第版）（第 11 章）章）第第 11 章章 计算机组网技术基计算机组网技术基础础

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计算机组网技术基础计算机组网技术基础 在计算机网络组网时，首先要了解组网要用到传输介质，网络中的计算机怎样通过连接器与网络线缆系统连接，最常用的传输介质是双绞线和光纤，这两种传输介质有什么特征，它们的连接器插头、插座是怎样的。

第第 11 章 章 提要提要 1 本章从计算机网络组网基本技术开始，联系具体的组网操作，结合组网技术的要求，介绍组网技术基本概念和方法。2 进一步说明网络传输介质的使用方法，连接器插头、插座的连接方法，两台计算机直连的方法。3 讨论组网用到的网络通信协议和网络操作系统，说明在选择网络软件时应注意的问题。4 最后讨论 Intranet 组网的技术和方法。

第第 11 章 目录章 目录1.1 传输介质及连接器使用 1.2 组网基本技术 1.3 组网软件基础 1.4 Intranet 组网层次和技术 1.5 小 结

1.1 1.1 传输介质及连接器使用传输介质及连接器使用1.1.1 双绞线 1.1.2 同轴电缆 1.1.3 光纤 1.1.4 双绞线的组网工具及网线制作 1.1.5 双绞线组网连接方法 1.1.6 光纤连接器与光纤连接方法 1.1.7 同轴电缆的组网连接方法

基本知识基本知识1 、网络传输介质用来提供信号传输的信道，提供信息传输的通路2 、有多种物理介质可用于实际的传输3 、每一种传输介质在数据传输率、传输时延、安装、维护和成本上有不同的特性。适应的网络应用环境也不同。4 、传输介质分为有线传输介质和无线传输介质。有线传输介质用于组建有线网络，无线传输介质用于组建无线网络。5 、在有线传输介质中，电信号的传播速度是光速的三分之二，即每秒 20 万 Km （千米）。在无线传输介质中电信号的传播速度等于光速，为每秒 30 万 Km （千米）。

1.1.1 1.1.1 双绞线双绞线1 、双绞线是由一对相互绝缘的导线缠绕在一起构成的，两条导线缠绕在一起，可以降低导线之间的电磁干扰（线对上的差分信号具有共模抑制干扰的作用），也有助减少其它导线中的信号干扰这两根导线。2 、双绞线既可以传输模拟信号，也可以传输数字信号。 3 、双绞线的数据传输率（带宽）与材质物理特性、绝缘壁的厚度、绞合密度和传输距离有关。4 、双绞线分为屏蔽和非屏蔽两大类。

双绞线的用途双绞线的用途

图 1.1 双绞线

双绞线在 Ethernet 网和 Token Ring 网中用得相当多，它常用作总线型拓扑结构或星形拓扑结构的连线。但由于双绞线在网络段最大长度上受到限制，因此双绞线作为传输介质适合于小范围的 LAN 配置。在以太网中双绞线的最大传输距离是 100m （米），数据传输率可以达到 10Mbps 、 100Mbps 、 1000Mbps。

55 类非屏蔽双绞线的特性描述类非屏蔽双绞线的特性描述 UTP的类型 线对数 适用情况UTP-1 1 模拟和数字话音（电话）以及低速数据传输。UTP-2 4 语音、综合业务数字网 ISDN和数据传输率不超过 4Mbps的中速数据传输。UTP-3 4 传输高速数据和不超过 16Mbps的局域网通信。用在 Ethernet 和 4Mbps 令牌网中。指目前在 ANSI和 EIA/TIA568标准中指定的电缆。主要用于 10base-T。UTP-4 4 数据传输率不超过 20Mbps的长距离局域网通信。可用在 Ethernet 网和 16Mbps的令牌网中。UTP-5 4 用于网络连接理想的传输线，这类双绞线最贵，性能也最好。增加了绕线密度 , 外套一种高质量的绝缘材料 ,传输速率为 100Mbps，用于 100base-T网络

非屏蔽双绞线的特点非屏蔽双绞线的特点①无屏蔽外套，直径小，节省所占用的空间。②重量轻、易弯曲、易安装。③将串扰减至最小或加以消除。④具有阻燃性。⑤具有独立性和灵活性 , 适用于结构化综合布线。

非屏蔽双绞线的性能参数非屏蔽双绞线的性能参数 ①衰减（ Attenuation ）衰减是沿链路的信号损失度量。②近端串扰 ③直流电阻④特性阻抗 ⑤衰减串扰比 (ACR)

⑥电缆特性

双绞线的标准测试数据双绞线的标准测试数据 类型 率减 ( 单位 db) 分布电容 直流电阻 阻抗特性 返回损耗 近端串扰3类 <2.320sqrt(f) +

0.238(f)<330pf/100 米 <9.38欧姆 100欧姆 + 1

5%12db 43db

4类 <2.050sqrt(f) + 0.1(f)

<330pf/100 米 <9.38欧姆 100欧姆 + 1

5%12db 58db

5类 <1.9267sqrt(f)+ .075(f)

<330pf/100 米 <9.38欧姆 100欧姆 + 1

5%23db 64db

屏蔽双绞线屏蔽双绞线 STP STP

屏蔽双绞线 STP 的构造由图 1.4所示，是由两对或者更多对铜绞线外层包着柔软的绝缘层，绝缘层外面是金属箔屏蔽层，最外层是塑料防护层。 外层 屏蔽网层 箔屏蔽 两对双绞线

绝缘层图 1.4 屏蔽双绞线构造

1.1.2 1.1.2 同轴电缆同轴电缆 同轴电缆是最早用于数据网和局域网的一种线缆类型。同轴电缆的结构如图 1.5所示，它中央是铜芯，铜芯外包着一层绝缘层，绝缘层外是一层屏蔽层 用于局域网的同轴电缆有两种：一种是为支持以太网设计的，用在符合 IEEE 802.3 标准 Ethernet 网络环境中，阻抗为 50Ω 的电缆，又分为 RG58A/U 标准的细缆和 RG11 标准的粗缆，细缆的塑料外皮颜色为黑色，粗缆的塑料外皮颜色为黄色；另一种是专门用在 ARCNET 网络环境中阻抗为 93Ω 的电缆，为 RG62 标准。

同轴电缆图示同轴电缆图示

塑料外层 屏蔽网层 铜芯

绝缘层图 1.5 同轴电缆构造

有线电视（ CATV ）同轴电缆用于电视机与闭路电视系统的连接，为 RG59 标准，阻抗为 75Ω 的，塑料外皮的颜色为白色。

在以太网中使用的是 RG58A/U 标准的细缆和 RG11 标准的粗缆。

同轴电缆图示同轴电缆图示

同轴电缆图示同轴电缆图示

同轴电缆图示同轴电缆图示

同轴电缆图示同轴电缆图示

同轴电缆的主要电气参数同轴电缆的主要电气参数 ①同轴电缆的平均特性阻抗为 50±2Ω，沿单根同轴电缆的阻抗的周期性变化为正弦波 ,中心平均值±3Ω,其长度小于 2 米。②同轴电缆的衰减一般指 500 米长的电缆段的衰减值。当用10MHz的正弦波进行测量时，它的值不超过 8.5db（ 17db/公里），而用 5MHz的正弦波进行测量时，它的值不超过 6.0db(12db/ 公里 )。③同轴电缆的最低传播速度为 0.77C（ C为光速）。④同轴电缆直流回路电阻，电缆的中心导体的电阻与屏蔽层的电阻之和不超过 10毫欧 / 米（在 20℃下测量）。

同轴电缆的测试参数同轴电缆的测试参数 ①导体或屏蔽层的开路情况。②导体和屏蔽层之间的短路情况。③导体接地情况。④在各屏蔽接头之间的短路情况。

1.1.3 1.1.3 光纤 光纤 光纤具有圆柱形的形状，由传输光波的玻璃纤芯以及包围在纤芯外面的反射层组成，形成三部分：纤芯、包层和护套。

护套 包层 纤芯

图 1.6 单根光纤构造

光纤的工作原理光纤的工作原理 光纤利用全反射传输对信号编码后的光束。在发送端需要用单色光作为光源，并且经调制后送入光纤。 光纤通信系统是以光波为载体、光导纤维为传输媒体的通信方式 , 起主导作用的是光源、光纤、光发送机和光接收机。 ①光源是光波产生的根源。②光纤是传输光波的导体。③光发送机的功能是产生光束 , 将电信号转变成光信号 , 再把光信号导入光纤。④光接收机的功能负责接收从光纤上传输的光信号 ,并将它转变成电信号 ,经解码后再作相应处理。

光纤的分类光纤的分类 ⑴传输点模数类 传输点模数类分为单模光纤（ Single Mode Fiber ）和多模光纤（ Multi Mode Fiber ）。

⑵折射率分布类 折射率分布类光纤可分为跳变式光纤和渐变式光纤。

⑶室外和室内光纤 光纤从应用上分为室外和室内光纤。

光纤与电缆线相比的优点光纤与电缆线相比的优点①因为传输的形式是光，所以光纤不会引起电磁干扰也不会被干扰；②光纤传输信号的距离比电缆线所能传输的距离要远得多，线路损耗低；③与电信号相比，传输频带宽，通信容量大。光可以对更多的信息进行编码，所以光纤可在单位时间内传输比导线更多的信息；④线径细 ,重量轻。⑤抗化学腐蚀能力强。⑥光纤制造资源丰富。

光纤与电缆线相比的缺点光纤与电缆线相比的缺点①光纤的安装需要专门设备以保证光纤的端面平整以便光能透过；②当一根光纤在护套中断裂（如被弯成直角），要确定其位置是非常困难的；③修复断裂光纤也很困难，需要专门的设备熔接二根光纤以确保光能透过光纤连接结合部。

光纤的连接方式 光纤的连接方式 ①可以将它们接入连接头并插入光纤插座。连接头要损耗 10%到 20%的光，但是它使重新配置系统很容易。②可以用机械方法将其接合。方法是将两根小心切割好的光纤的一端放在一个套管中，然后钳起来。可以让光纤通过结合处来调整，以使信号达到最大。机械结合需要训练过的人员花大约 5 分钟的时间完成，光的损失大约为 10%。③两根光纤可以被融合在一起形成坚实的连接。融合方法形成的光纤和单根光纤差不多是相同的，但也有一点衰减。对于这三种连接方法，结合处都有反射，并且反射的能量会和信号交互作用。

常用的光纤缆有 常用的光纤缆有 ①8.3μm 芯、 125μm 外层、单模。②62.5μm 芯、 125μm外层、多模。③50μm 芯、 125μm外层、 多模。④100μm 芯、 140μm外层、多模。

安普光纤线缆的特性 安普光纤线缆的特性 比较内容 单模 (1310/1550nm)

多模 50/125(850/1300nm)多模 LSZH 50/125(850/1300nm)

多模 62.5/125(850/1300nm)

Grade 62.5/125(850/130

0nm)最大衰减值 0.7/0.7 3.5/2.0 3.5/2.0 3.5/1.0 3.5/1.0

典型衰减值 0.5/0.5 2.6/1.1 2.6/1.1 2.9/0.9 2.9/0.9

带 宽 (MHZ/km) --/-- 400/400 400/800 160/500 200/600

光纤安装时用到一些术语光纤安装时用到一些术语①直径， :单位用 mm表示。②重量，用 kg/km表示。③拉力，拉力单位用 N（牛顿）。对拉力分两种情况说明，安装时最大为 2700N，安装后，即长期为 440N。④弯曲半径， :指光缆安装拐弯时的弯曲半径。 需要注意的是，在光纤设备工作时，不要用眼睛对着光纤接口看，因为光纤局域网使用的激光束是不可见的，但对人的视力会造成永久性损伤。

1.1.4 1.1.4 双绞线的组网工具及网线制作双绞线的组网工具及网线制作

双绞线的线序遵循 EIA/TIA 568B 和 EIA/TIA 568A 标准，分别称为 B序排列和 A序排列。以 UTP-5 为例，一条双绞线内有 8 根线，每 2 根绞在一起，组成 4个线对，用橙、绿、蓝、棕 4 种颜色区分开来，每个线对的另一根线用白色与该线对颜色相间标识。

AA 、、 BB线序和线的颜色及排列线序和线的颜色及排列线序 1 2 3 4 5 6 7 8

B 橙白 橙 绿白 蓝白 蓝 绿 棕白 棕A 绿白 绿 橙白 蓝白 蓝 橙 棕白 棕

网线用途与水晶头连接线序的规则 网线用途与水晶头连接线序的规则 网线的用途 两端 RJ45水晶头线序交换机 /Hub-- 计算机 B-B 或 A-A

计算机 -- 计算机 B-A 或 A-B

交换机 /Hub--下级交换机 /Hub （普通口） B-A 或 A-B

交换机 /Hub--下级交换机 /Hub （ Uplink口） B-B 或 A-A

BB线序的线序的 44 根线电信号的标识 根线电信号的标识 线的顺序 线的颜色 信号标识

1 橙白 T+

2 橙 T-

3 绿白 R+

6 绿 R-

压线钳压线钳

制作双绞线的过程 制作双绞线的过程 ①取一段适当长度的双绞线，两端用剪刀剪齐，用压线钳剥去一端的塑料包皮约 10-13cm ，注意不要剥的太长，避免划伤内部细线。压线钳如图 1.15所示。②按所需要的线序规则，按线的排列顺序与线的颜色对应排好。③用压线钳上的剪刀将头部剪齐用力将 8 根线并排塞入 RJ45内，直至 8 根线全部顶到底部， 8 根线全部位于铜片下方。④放松压线钳，将 RJ45 头用力塞入压线钳的 RJ45 插座内，直到塞不动为止，用力压下压线钳的手柄，直到锁扣松开。

RJ45RJ45 插头、座及配合插头、座及配合

做好的双绞线与水晶头、电缆测试仪 做好的双绞线与水晶头、电缆测试仪

1.1.5 1.1.5 双绞线组网连接方法双绞线组网连接方法 1. 用集线器连接 2. 用交换机连接

交换机 1

图 1.12 用普通电缆进行堆叠连接

交换机 2

交换机 3

交换机 4

交换机 1

图 1.13 用普通电缆进行堆叠连接

交换机 2

交换机 3

交换机 4

1.1.6 1.1.6 光纤连接器与光纤连接方法光纤连接器与光纤连接方法 ①ST 型连接器，由氧化锆陶瓷插芯、尾纤后套及插芯头套构成，连接头的外壳部分是带有斜面锁钩的可旋转的金属圆壳。②SC 型连接器，外型为塑料矩形外壳，采用塑料工艺制造插针套管，是氧化锆整体型，端面磨成凸球面，插针尾部入口呈锥形，便于光纤的插入。 ③FC 连接器，外型与 ST 型连接器类似，中心部分与 ST 型连接器一样，是氧化锆陶瓷插芯，外壳是带有螺纹的可旋转的金属圆壳。

光纤光纤 SCSC插头示意图 插头示意图

图 1.14 光纤 SC 插头示意图

光纤剥离工具光纤剥离工具

法兰盘与连接头法兰盘与连接头法兰盘也称为耦合器，是光纤的插座，对应光纤的插头，有 ST 、 SC 、 FC 法兰盘，形状和构造与光纤连接头相配。法兰盘安装在光纤终端盒，也称为光纤接续箱，也可以是使用光纤的设备上，光纤连接头插入光纤插座。

光纤连接头的接法 光纤连接头的接法 ①清洁 ST 连接器头，去掉保护帽，用蘸有酒精的棉花轻轻擦拭连接器头。②清洁法兰盘，去掉法兰盘上的保护帽，用蘸有酒精的杆状清洁器，穿过耦合孔，插入法兰盘内部檫干净。③使用罐装气，吹去法兰盘内的灰尘。④将 ST 头的槽口对准法兰盘的突起，把 ST 头插入法兰盘，插入后扭转 ST 头使其锁定。⑤ST 型光纤连接头是通过插头插座的卡口进行锁定连接， FC型是通过将连接头像拧螺丝一样把插头拧紧在法兰盘上。 SC型连接头是方型的，直接插入即可。

光纤跳线 光纤跳线

光纤终端盒光纤终端盒

光纤连接的测试方法 光纤连接的测试方法 ①连续性和衰减损耗，测量光纤的输入 / 输出功率，分析光纤的衰减损耗，确定光纤连续性和发光损耗的位置。 ②连通性测试，只需在光纤一端导入光线，例如阳光，在光纤的另一端观察是否有光线，测试时在远地端用手遮挡或不遮挡光纤端点，在本地的光纤端点可以观察到微弱的光亮变化，判定光纤中是否存在断点。 ③损耗测试，采用插入式测试方法，使用一个光源和一台光功率测量仪，选择参考点 a ，测出从已知光源位置 b 到参考点 a的功率值 Pb ，再测出从光源 b 到光缆另一端 c 的损耗功率值 Pc ，则从 b端到 c端的功率损耗 A=Pb-Pc 。 ④收发功率测试，用于测定布线系统光纤链路的损耗，使用光纤测试仪和一段光纤跳线。

1.1.7 1.1.7 同轴电缆的组网连接方法同轴电缆的组网连接方法 185 m

0． 5 m

图 1.19 细缆 10Base-T 连接标准

同轴电缆的组网连接步骤同轴电缆的组网连接步骤①剥开同轴电缆，露出网状屏蔽层、绝缘层和铜芯导线，如图 1.29所示。②把 BNC 连接头接到同轴电缆， BNC 接插件包括压接柱体、中心引线和实际的接插件，用压接工具将引线轻轻地压接在电缆上，然后将电缆放入接插件中，并将压接柱体移到屏蔽层和电缆上，压接到位置上。③将 BNC头的两根同轴电缆接到 T型头的两个直通端，旋转使BNC头与 T型头卡住。④将 T型头插入网卡上的 BNC插座上。继续连接好各台计算机。⑤在同轴电缆的两端接上端点匹配器。

同轴电缆、连接器图示 同轴电缆、连接器图示

细同轴电缆连接的细同轴电缆连接的 5-4-35-4-3 规则规则

925 m

工作站中继器图 1.22 细同轴电缆连接的 5-4-3规则

1.2 1.2 组网基本技术组网基本技术1.2.1 网络拓扑结构 1.2.2 结构化布线技术 1.2.3 两台计算机直连的方法 1.2.4 通过 PSTN 连接的方法

1.2.1 网络拓扑结构网络拓扑结构

1.2.2 1.2.2 结构化布线技术 结构化布线技术 1. 结构化布线系统的作用 2. 结构化布线要求和特点 3. 综合布线系统的标准及发展 4. 网络布线的设计规则 5. 结构化布线的体系结构 6. 传输介质以及布线硬件的规格

1.2.3 1.2.3 两台计算机直连的方法 两台计算机直连的方法

1. 通过串行接口连接 2. 通过并行接口连接

从桌面选择直接电缆连接从桌面选择直接电缆连接

直接电缆连接对话框直接电缆连接对话框

1.2.4 1.2.4 通过通过 PSTNPSTN 连接的方法连接的方法

1.3 1.3 组网软件基础组网软件基础1.3.1 网络通信协议 1.3.2 选择网络通信协议 1.3.3 网络操作系统的选择 1.3.4 常用的网络操作系统 1.3.5 网络配置软件

1.3.1 网络通信协议网络通信协议 通信协议是计算机网络中计算机相互交流信息的语言。网络通信协议是计算机网络中的计算机在通信时必须遵循双方认可的规则和约定。网络协议有三个要素：语法；语义；同步。网络通信协议用协议数据单元 PDU描述和实现。PDU是一个由二进制位组成的数据块，由控制部分和数据部分组成，控制部分包含有若干个字段。

局域网中的网络通信协议局域网中的网络通信协议⑴TCP/IP 协议是广泛应用于各种计算机网络的通信协议，是因特网的语言 。⑵IPX/SPX 协议是 Novell公司网络操作系统 Netware 用的通信协议集。⑶NetBEUI 协议是 Microsoft给出的本地网络协议 。⑷DLC （ Data Link Control ）数据链路控制协议，用于实现大型计算机与局域网的连接和网络打印机的连接 。

1.3.2 1.3.2 选择网络通信协议选择网络通信协议⑴一个网络尽量只选择一种网络协议，避免协议过多占用内存空间，不利于网络管理，影响计算机运行速度；⑵选用网络协议的高版本，因为协议高的版本性能好；⑶注意网络环境中各计算机设备的网络协议选取要尽量一致，因为不一致会导致计算机间无法通信。

1.3.3 1.3.3 网络操作系统的选择网络操作系统的选择计算机网络操作系统是网络环境下的操作系统。网络操作系统是使网络中各台计算机设备能够共享网络资源，进行数据传输，为网络用户提供服务的网络协议和有关软件的集合。网络操作系统应该具有普通操作系统所具有的处理机管理、存储器管理、设备管理、文件管理、 I/O管理功能。还要具有网络通信和网络管理功能，提供网络用户与网络环境之间的接口。1.客户 /服务器型的网络操作系统 2. 对等型网络操作系统

1.3.4 1.3.4 常用的网络操作系统常用的网络操作系统1.UNIX 操作系统 2.Linux 操作系统 3.Netware 操作系统 4.Windows 网络操作系统

1.3.5 1.3.5 网络配置软件网络配置软件网络配置软件有：网卡驱动程序、两台计算机直连的通信软件、路由器配置软件、交换机配置软件、代理服务器配置软件、各种服务器软件等。设备驱动程序是用于计算机系统控制网络环境特定硬件设备的软件。

1.4 1.4 IntranetIntranet 组网层次和技术组网层次和技术1.4.1 Intranet 组网采用的技术1.4.2 Intranet 方案设计中的层次结构 1.4.3 千兆 Intranet 的协议结构 1.4.4 Intranet 组网的基本问题 1.4.5 大中型 Intranet 方案设计 1.4.6 Intranet 组网技术问题分析

1.4.1 IntranetIntranet 组网采用的技术企业网的建设属于局域网组网。首先涉及到网络的拓扑结构、使用的传输介质、信道访问协议的选择。目前企业网所采用的主导技术是千兆以太网技术，遵循 CSMA/CD 信道访问协议传输介质普遍使用双绞线和光纤。

1.4.2 1.4.2 IntranetIntranet 方案设计中的层次结方案设计中的层次结构构企业网络方案设计一般按层次给出三级网络结构：①企业主骨干网；②数据中心；③边缘交换机，以及楼层配线间设备到桌面（部门局域网）。

1.4.31.4.3 千兆千兆 IntranetIntranet 的协议结构的协议结构

1.4.4 1.4.4 IntranetIntranet 组网的基本问题 组网的基本问题 1.原有网络的升级、改造问题 2. 传输介质的选取 3.交换设备的选取问题 4. 网管问题

1.4.5 1.4.5 大中型大中型 IntranetIntranet 方案设计方案设计

1.4.6 1.4.6 IntranetIntranet 组网技术问题分析 组网技术问题分析 1.需求分析的重要作用 2.综合布线的考虑 3. 进一步需要考虑的问题

TCP/IP 在安全性方面存在许多隐患和不足，正在研究的工作如 IPv6扩充 IP地址、 Ipsec安全协议等。对 IEEE802.3 的 CSMA/CD也可能在今后给出不小的变化，