學習自網絡!總結還不夠詳細,有待我逐一整理資料!
你知道生活中有些什麼網絡嗎?他們各有什麼用途?
----網絡原指用一個巨大的虛擬畫面把所有的東西連接起來形成的一個整體。
思考:
1.爲什麼要把計算機連接成網絡?
2.建立計算機網絡需要什麼條件?
3.組建家庭計算機網絡的過程是怎麼樣的?
答案:
1.可以實現網絡範圍內的信息傳遞和資源共享<什麼是資源共享?見目錄拓展一>
2.計算機網絡的三個關鍵詞:網絡通信設備,網絡傳輸介質,多臺計算機<網絡通訊設備介紹拓展二><網絡傳輸介質,見目錄拓展三>
3.五個步驟:
- 確定組網方案
- 配置硬件
- 配置軟件
- 設置共享設備和資源
- 設置共享Internet
計算機網絡的組成和作用
計算機網絡中的硬件連接設備
瞭解計算機網絡的分類方法
按分佈距離可分爲
- 局域網(Local Area Network,LAN)局域網作用範圍小,分佈在一個房間、一個建築物或一個企事業單位。例如學校的校園網。
- 城域網(Metropolitan Area Network,MAN)城域網作用範圍是一個城市。
- 廣域網(Wide Area Network,Wan)廣域網作用的範圍很大,可以是一個地區、一個省、一個國家以跨國集團。因特網是一種特殊的廣域網。
網絡類型 | 覆蓋範圍 | 特點 |
LAN | 1~2千米內 | 高速、快捷 |
MAN | 整個城市 | 大範圍的信息傳輸、共享 |
WAN | 全球或若干個城市 | 超大範圍、傳輸速度率偏低 |
常見的計算機網絡設備
網絡介質
瞭解計算機網絡的功能
- 數據通信,如,電子郵件、網上聊天等。
- 資源共享,如,網上瀏覽新聞、網上查找學習資料等學校的電子閱覽室。
- 協同工作(分佈處理)
- 總結:
- 電子郵件服務
- www瀏覽服務
- FTP服務
- 視頻播放服務
- 確定組網方案
- 配置硬件
- 配置軟件
- 設置共享設備和資源
- 設置共享Internet
拓展一
資源共享
原理
數據和應用程序的共享
- 打印共享局域網內建立一臺打印服務器,可以爲局域網所有用戶提供打印服務。
- 郵件功能郵件服務器可以爲企業內部所有的員工提供基於用戶名的郵件轉發、分發、抄送等服務,並且可以在服務器上完成方便的管理、備份、刪除、收回、回覆、恢復等工作。
- 網絡聊天最常見的便是Whiteboard,Netmeeting,WebEx等應用程序,可以實時、快速的實現位於不同物理位置的用戶之間的語音、視頻交流。
- 實時信息的應用程序如yahoo IM、MSN等,可以實現局域網、互聯網範圍內的消息轉發。
- 數據庫數據服務器是企業局域網內部重要組成部分,可以實現數據共享、減少冗餘度、集中存儲和管理、可維護性和安全性等功能。
拓展二
網絡通訊設備介紹
- 常用數據通訊產品的種類和作用
- 交換機的基本工作原理
- 路由器的基本工作原理
- 路由交換機的基本工作原理
中繼器
網橋
- 第二層設備,它用來創建兩個或多個LAN分段
- 通過查看MAC地址來過濾網絡通信流
集線器Hub
- 收到電氣信號所有端口發送
- 連接同網段設備
交換機Switch
- 按照物理MAC地址進行尋址轉發
- 連接同網段設備
路由器
- 按照目的網絡地址進行尋址轉發
- 連接不同網段設備
- 需要收集全網路由信息
路由交換機RS
路由器和路由交換機的對比
拓展三·網絡傳輸介質簡介
常用的寬帶接入網絡傳輸介質
據CNNIC第21屆中國互聯網絡發展狀況統計報告:網絡音樂收聽率居中國各項網絡應用之首,半年內有86.6%的網民收聽過網絡音樂;而2007視頻網站迅速興趣,網絡影視觀看比例更是達到76.9%。隨便着網絡傳輸數據量的增加,對傳輸介質的要求也更苛刻。網絡傳輸介質是連接網絡上各個節點的物理通道。網絡中常用的傳輸介質有四種——雙絞線、同軸電纜、光導纖維和微波傳輸和衛星傳輸。其中,雙絞線是最常見的傳輸介質,它一般用於星形網絡中,同軸電纜一般用於總線型網絡,光纜一般用於主幹網的連接。接下來讓我們逐一瞭解下。一、雙絞線(Twisted Pair)
1.1非屏蔽雙絞線(UTP)和屏蔽雙絞線(STP)
雙絞線是綜合佈線工程中最常用的一種傳輸介質。雙絞線最外層由絕緣材料包裹,爲了降低信號干擾,內部每兩根絕緣銅導線相互纏繞,名符其實。雙絞線又可分爲非屏蔽雙絞線(UTP)和屏蔽雙絞線(STP)兩大類。
如上圖所示,非屏蔽雙絞線只有線纜外皮作爲屏蔽層,而屏蔽式雙絞線則具有一個金屬甲套(sheath),對電磁干擾EMI(Electromagnetic Interference)具有較強的抵抗能力。目前廣泛使用的是非屏蔽雙絞線,因爲價格便宜,容易安裝,性價比較高。細心的讀者可能會發現圖中的五類屏蔽雙絞線多了根導線,這是一條金屬銅導線,是接地用的,可以加強雙絞線的數據傳輸和抗干擾能力。
1.2非屏蔽雙絞線的標準
雙絞線既可用於傳輸模擬信號,又可用於傳輸數字信號。美國的電氣工業協會/電信工業協會(EIA/TIA)制定標準來評估非屏蔽雙絞線,分爲多個等級,每個等級的傳輸速率和應用環境不同,標準如下:
第一類線:主要用於傳輸語音(一類標準主要用於八十年代初之前的電話線纜),不用於數據傳輸。其數據傳輸速率可達4Mbps。
第二類線:傳輸頻率爲1MHz,用於語音傳輸和最高傳輸速率4Mbps的數據傳輸,常見於使用4Mbps規範令牌傳遞協議的舊的令牌網。
第三類線:指目前在ANSI和EIA/TIA568標準中指定的電纜。該電纜的傳輸頻率爲16MHz,用於語音傳輸及最高傳輸速率爲10Mbps的數據傳輸,主要用於10base-T。
第四類線:該類電纜的傳輸頻率爲20MHz,用於語音傳輸和最高傳輸速率16Mbps的數據傳輸,主要用於基於令牌的局域網和10base-T/100base-T。
第五類線:該類電纜增加了繞線密度,外套一種高質量的絕緣材料,傳輸頻率爲100MHz,用於語音傳輸和最高傳輸速率爲100Mbps的數據傳輸,主要用於100base-T和10base-T網絡,這就是我們最常用的雙絞線。
超五類線:超5類具有衰減小,串擾少,並且具有更高的衰減與串擾的比值(ACR)和信噪比(Structural Return Loss)、更小的時延誤差,性能得到很大提高。超5類線主要用於千兆位以太網(1000Mbps)。
六類線:該類電纜的傳輸頻率爲1MHz~250MHz,六類佈線系統在200MHz時綜合衰減串擾比(PS-ACR)應該有較大的餘量,它提供2倍於超五類的帶寬,最大速度可達到1 000 Mbps,能滿足千兆位以太網需求。
另外,由歐州提出的標準七類線,爲ISO7類/F級標準中最新的一種雙絞線,它主要爲了適應萬兆位以太網技術的應用和發展。但它不再是一種非屏蔽雙絞線了,而是一種屏蔽雙絞線,所以它的傳輸頻率至少可達500 MHz,是六類線和超六類線的2倍以上,傳輸速率可達10 Gbps。
1.3雙絞線的使用
雙絞線一般用於星型網的佈線連接,兩端安裝有RJ-45頭,就是我們經常說的“水晶頭”。連接網卡與集線器,最大網線長度爲100米,如果要加大網絡的範圍,在兩段雙絞線之間可安裝中繼器,最多可安裝4箇中繼器,如安裝4箇中繼器連5個網段,最大傳輸範圍可達500米。
二、同軸電纜(Coaxial Cable)
2.1同軸電纜結構
同軸電纜以單根銅導線爲內芯(電纜銅芯),外裹一層絕緣材料(絕緣層),外覆密集網狀導體(銅網),最外面是一層保護性塑料(外絕緣層)。金屬屏蔽層能將磁場反射回中心導體,同時也使中心導體免受外界干擾,故同軸電纜比雙絞線具有更高的帶寬和更好的噪聲抑制特性。
圖5:同軸電纜結構
2.2基帶同軸電纜
廣泛使用的同軸電纜有兩種:一種爲50Ω(指沿電纜導體各點的電磁電壓對電流之比) 同軸電纜,用於數字信號的傳輸,即基帶同軸電纜;另一種爲75Ω同軸電纜,用於寬帶模擬信號的傳輸,即寬帶同軸電纜。而基帶同軸電纜的主要類型有粗纜(RG-8)和細纜(RG-58)。
2.3同軸電纜應用
現在計算機局域網中一般都使用細纜組網。細纜一般用於總線型網絡佈線連接。利用T型BNC接口連接器連接BNC接口網卡,同軸電纜的兩端需安裝50Ω終端電阻器。細纜網絡每段幹線長度最大爲185米,每段幹線最多可接入30個用戶。如要拓寬網絡範圍,則需要使用中繼器,如採用4箇中繼器連接5個網段,使網絡最大距離達到925米。細纜安裝較容易,而且造價較低,但因受網絡佈線結構的限制,其日常維護不是很方便,一旦一個用戶出故障,便會影響其他用戶的正常工作。
粗纜適用於較大局域網的網絡幹線,佈線距離較長,可靠性較好。用戶通常採用外部收發器與網絡幹線連接。粗纜局域網中每段長度可達500米,採用4箇中繼器連接5個網段後最大可達2500米。用粗纜組網如果直接與網卡相連,網卡必須帶有AUI接口(15針D型接口)。用粗纜組建的局域網雖然各項性能較高,具有較大的傳輸距離,但是網絡安裝、維護等方面比較困難,且造價較高。
目前,同軸電纜大量被光纖取代,但仍廣泛應用於有線電視和某些局域網。
三、光纖(Fiber)
3.1光纜結構
光纖一般都是使用石英玻璃製成,橫截面積非常小,利用內部全反射原理來傳導光束。光纖在使用前必須由幾層保護結構包覆,包覆後的纜線即被稱爲“光纜”。光纜(optical fiber cable)由光導纖維纖芯(光纖核心)、玻璃網層(內部敷層)和堅強的外殼組成(外部保護層)。
3.2光纖分類
目前有兩種光纖:單模光纖和多模光纖(模即Mode,這裏指入射角)。單模光纖的纖芯直徑很小,約爲8~10μm,在給定的工作波長上只能以單一模式傳輸,傳輸頻帶寬,傳輸容量大,距離遠,一般由激光作光源,多用於遠程通信。多模光纖是在給定的工作波長上,能以多個模式同時傳輸的光纖,一般由二極管發光,多用於網絡佈線系統。與單模光纖相比,多模光纖的傳輸性能較差。
3.3光纖傳輸
光纖的數據傳輸:由光發送機產生光束,將電信號轉變爲光信號,再把光信號導入光纖,在光纖的另一端由光接收機接收光纖上傳輸來的光信號,並將它轉變成電信號,經解碼後再處理。光纖的傳輸距離遠、傳輸速度快,是局域網中傳輸介質的姣姣者。不過光纖的安裝和連接需由專業技術人員完成。
光纖中傳輸的是光束,由於光束不受外界電磁干擾與影響,而且本身也不向外輻射信號,加上提供極寬的頻帶且功率損耗小,所以光纖具有傳輸距離長(多模光纖有2公里以上,單模光纖則有上百公里,如我們熟知的海底通訊光纜)、傳輸率高(可達數千Mbps)、保密性強(不會受到電子監聽)等優點,適用於高速局域網,遠距離的信息傳輸以及主幹網連接。
雖然目前光纖費用昂貴,但是光纖到戶(FTTH:Fiber To The Home)作爲寬帶接入的最終發展方向已是不可逆轉,據報導,2007第一季度日本寬帶用戶數達2644萬戶,其中光纖寬帶用戶880萬戶,市場佔有率挺進33%。香港特區政府有關部門2007年月11月公佈的數據顯示,香港光纖到戶及光纖到樓加局域網的普及率已達到21.2%,超越韓國和日本,成爲全球之冠。筆者跟大家一樣,期待着有一天可以用上光纖。
四、 微波傳輸和衛星傳輸
這兩種傳輸方式均以空氣爲傳輸介質,以電磁波爲傳輸載體,聯網方式較爲靈活。
衛星傳輸作爲微波接力傳輸的一種特殊形式,憑其無線通信的特點和優勢,在軍用、民用、科研等領域中發揮着巨大的作用。目前在商用衛星通信方面用得最廣泛的是語音通信和電視傳輸,數據傳輸所佔的比例非常小。隨着Internet的迅速擴大和信息量的急劇增加,衛星傳輸在數據通信領域也得到越來越廣泛的應用。
4.1、衛星傳輸在因特網通信中的應用
在最初的因特網通信中,基於通信質量和通信容量的考慮,極大部分的傳輸中繼採用光纜方式。隨着衛星通信技術的不斷成熟和發展,寬帶通信得到越來越廣泛的應用,衛星通信在寬帶傳輸領域中組網簡單、連接便利、費用低廉、調度靈活等優勢也得到了充分的體現,目前越來越多的國家都逐步採用了衛星Internet寬帶中繼傳輸作爲本國國特網網絡結構中的重要組成部分。
一般來說,因特網網絡分爲3層拓撲結構:核心層由各出口局組成,通過光纜或衛星與別的網絡相聯;大區層由各匯接中心已互相通過光纜連接組成,經光纜與核心層連接;用戶接入層由各本地網構成,通過光纜中繼與大區層連接。
由於各地區對數據信息的進口量和出日量有時不盡相同,特別是亞洲、非洲等地區本身的數據庫輸出量較小如對歐美等發達國家的信息需求量了「常大,同時隨着因特網用戶數的迅速增加,國際進、出日通道顯得日益緊張,因此在這種情況下,衛星Internet非對稱(收或發45Mbit/S,發或收8Mbit/S衝繼傳輸電路在充分利用網絡資源、有效分擔網絡負荷、多種路由通道備份。迅速疏通網路流量、組網簡單、互聯便捷等方面所具有的巨大潛力就得到了充分的應用和體現。我國也於近年分別在北京國際地球站和上海國際地球站與美國開通了衛星Internet非對稱(收45Mbit/s,8Mbit/s衝繼傳輸電路在因特網數據通信中發揮着巨大的作用。
在此係統鏈路中,數據庫端LAN提供的是雙向對稱45Mbit/s數據流,但是其中發衛星方向的數據流中只有8Mhit/S的數據是有用信息,其餘是數據流填充比例不含信息),爲了使地球站調制解調器能夠進行非對稱傳輸,就需要利用路由器2來進行數據緩衝、G703與HSSI數據接口轉換、8Mbit/s數據流提取。
4.2、衛星傳輸在因特網通信中的前景
由於衛星通信技術在網絡資源的分配和信息的傳遞方面具有良好的應用前景,地面段數據網絡也逐步開始利用衛星通信的優勢來優化和提高自身的傳輸效率。但是目前的衛星寬帶Internet非對稱中繼傳輸技術和設備屬於傳統的衛星同步傳輸設備,不支持局域網(LAN)數據,只有利用路由器進行數據轉換,將LAN數據轉換爲適用於衛星傳輸設備的廣域網(WAN)數據,而隨着傳輸帶寬和速率的增加,路由器的價格將非常昂武因此一般只能被大的運營商所採用。
爲了滿足數據傳輸大容量、高速率、低成本的要求,目前,一種稱爲衛星下行Internet(點一多址)接入技術正在逐步成熟,該技術在地球站上行發端採用MPEG-2、DVB數據傳輸複用器、IP網關、網絡管理軟件等技術;在地球站下行收端或客戶端則接收數據,在衛星傳輸鏈路的發、收端均不採用路由器。它爲住宅和商業用戶提供了無縫、高速、經濟的Internet連接(最高至1.5Mbit/S/每個TCP/IP會話),實時多媒體,高質量的多媒體文件傳輸和其他應用。其技術特點爲:
1.爲廣大的普通撥號用戶提供高速的信息反饋通道 普通撥號用戶通過電話線用Modem撥號上網後,用戶所需要的反饋信息將通過衛星下行直接被接收天線收到,並通過代理服務器迅速地送到用戶的計算機,節省了在普通線路上回傳信息所花費的時間和金錢。
2.均分到每個用戶的費用降低 由於採用了衛星下行的形式,因此可以充分利用衛星通信的廣播特點,將需要同一種信息的許多用戶進行統計,再通過衛星下行方式廣播,避免了一般網絡採用的多次、重複訪問方式,即節約了網上時間、避免了網絡瓶頸,又降低了單個用戶的平均費用。
3.爲大用戶提供高質量的專用通路 由於大用戶對數據傳輸通道的質量要求很高,如果讓他們象普通用戶那樣分享帶寬資源,必然感到數據的傳輸速度較慢,而如果採用衛星下行Internet接入方式,就可以在整個衛星下行通道中劃分出一定的帶寬用於此大用戶,從而使傳輸質量提高。
4.爲企業內部網的數據傳輸提供專用通路
由於大企業有許多部門,而讓這些部門自己分別上網互相聯繫,則耗費時間和金錢,而衛星傳輸方式,則由於在發端可以利用發信複用器將多達35個數據流合成一個數據流(通過RS-422/RS-232接口),那麼在接收端就可以通過較簡單的設備收到信號,達到快速聯網的目的。
隨着因特網用戶數的不斷增加,用戶對數據通道的要求也會越來越高。衛星傳輸憑藉其自身的特點,與不斷成熟的各種Internet傳輸新技術相結合,使得衛星傳輸網絡做爲傳統因特網傳輸網絡的重要補充和擴展,其所起的作用越來越重要,應用也越來越廣泛。