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计算机网络布线原理

发布时间: 2025-03-19 11:48:08

计算机网络的定义,分类和主要功能是什么

计算机网络的定义:将地理位置不同的具有独立功能的多台计算机及其外部设备,通过通信线路连接起来,在网络操作系统,网络管理软件及网络通信协议的管理和协调下,实现资源共享和信息传递的计算机系统。

计算机网络的分类:局域网、城域网、广域网、无线网。

计算机网络的主要功能:将大量独立的、但相互连接起来的计算机来共同完成计算机任务。

(1)计算机网络布线原理扩展阅读:

计算机网络的性能有:

1、速率

计算机发送出的信号都是数字形式的。比特是计算机中数据量的单位,也是信息论中使用的信息量的单位。英文字bit来源于binary digit,意思是一个“二进制数字”,因此一个比特就是二进制数字中的一个1或0。

2、带宽

在计算机网络中,带宽用来表示网络的通信线路所能传送数据的能力,因此网络带宽表示在单位时间内从网络中的某一点到另一点所能通过的“最高数据率”。这里一般说到的“带宽”就是指这个意思。这种意义的带宽的单位是“比特每秒”,记为bit/s。

3、吞吐量

吞吐量表示在单位时间内通过某个网络(或信道、接口)的数据量。吞吐量更经常地用于对现实世界中的网络的一种测量,以便知道实际上到底有多少数据量能够通过网络。

参考资料来源:网络—计算机网络

❷ 网线是怎么传输数据的

一般情况下,网络从上至下分为五层:应用层、传输层、网络层、数据链路层、物理层。每一层都有各自需要遵守的规则,称之为“协议”。TCP/IP协议就是一组最常用的网络协议。
网线在网络中属于物理层,计算机中所需要传输的数据根据这些协议被分解成一个一个数据包(其中包括本地机和目的机的地址)后,按照一定的原则最后通过网线传输给目的机。通俗讲,和我们去寄信的道理一样,先写好信的内容(计算机上的数据)、装信封然后在封面上写地址(打包成数据包,里面包含本地机和目的机的地址)、寄出(传输),那么网线就相当于你的地址和你要寄到的地址之间的路。
(1)如上所述,和电线传输电的原理一样,只不过网线上传输的就是脉冲电信号,而且遵守一定的电气规则。
(2)计算机上的数据都是用0和1来保存的,所以在网线上传输时就要用一个电压表示数据0,用另一个电压表示数据1。
(3)网线上传输的是数字信号
(4)网线在传输数据就是传输电信号,就会有电流通过,那么就会产生电磁场,几根线之间的电磁场就会互相干扰,会影响电压,使得数据失真,所以把绞在一起就可以有效的抵消掉这种线之间的互相电磁干扰。
网线中传输的是数字信号,网卡工作在物理层,是将数据根据OSI的七层协议,从要传输的数据一级一级的转换成帧数据,用电信号的方式传输出去,接收方依同样的原理,转换成对方的原始数据。
RJ-45的接头实现了网卡和网线的连接。它里面有8个铜片可以和网线中的4对双绞(8根)线对应连接。其中100M的网络中1、2是传送数据的,3、6是接收数据的。1、2之间是一对差分信号,也就是说它们的波形一样,但是相位相差180度,同一时刻的电压幅度互为正负。这样的信号可以传递的更远,抗干扰能力强。同样的,3、6也一样是差分信号。
网线中的8根线,每两根扭在一起成为一对。我们制作网线的时候,一定要注意要让1、2在其中的一对,3、6在一对。否则长距离情况下使用这根网线的时候会导致无法连接或连接很不稳定。
首先说一下差分方式传输。所谓差分方式传输,就是发送端在两条信号线上传输幅值相等相位相反的电信号,接收端对接受的两条线信号作减法运算,这样获得幅值翻倍的信号。其抗干扰的原理是:假如两条信号线都受到了同样(同相、等幅)的干扰信号,由于接受端对接受的两条线的信号作减法运算,因此干扰信号被 基本抵消,那么怎样才能保证两条信号线受到的干扰信号尽量是同相、等幅的呢?办法之一那就要将两根线扭在一起,按照电磁学的原理分析出:可以近似地认为两条信号线受到的干扰信号是同相、等幅的。 两条线交在一起后,既会抵抗外界的干扰也会防止自己去干扰别人。一般常用的就是双绞线。
大多数局域网使用非屏蔽双绞线(UTP—Unshielded Twisted Pair)作为布线的传输介质来组网,网线由一定距离长的双绞线与RJ45头组成。双绞线由8根不同颜色的线分成4对绞合在一起,成队扭绞的作用是尽可能减少电磁辐射与外部电磁干扰的影响,双绞线可按其是否外加金属网丝套的屏蔽层而区分为屏蔽双绞线(STP)和非屏蔽双绞线(UTP)。在EIA/TIA-568A标准中,将双绞线按电气特性区分有:三类、四类、五类线。网络中最常用的是三类线和五类线,超五类,目前已有六类以上线。第三类双绞线在LAN中常用作为10Mbps以太网的数据与话音传输,符合IEEE802.3 10Base-T的标准。第五类双绞线目前占有最大的LAN市场,最高速率可达100Mbps,符合IEEE802.3 100Base-T的标准。做好的网线要将RJ45水晶头接入网卡或HUB等网络设备的RJ45插座内。相应地RJ45插头座也区分为三类或五类电气特性。RJ45水晶头由金属片和塑料构成,特别需要注意的是引脚序号,当金属片面对我们的时候从左至右引脚序号是1-8, 这序号做网络联线时非常重要,不能搞错。双绞线的最大传输距离为100米。 EIA/TIA的布线标准中规定了两种双绞线的线序568B与568A。
标准568B:橙白--1,橙--2,绿白--3,蓝--4,蓝白--5,绿--6,棕白--7,棕--8
标准568A:绿白--1,绿--2,橙白--3,蓝--4,蓝白--5,橙--6,棕白--7,棕--8
568A和568B两者有何区别呢?后者是前者的升级和完善,但是后者还处于草案阶段,包含永久链路的定义和六类标准。另外在综合布线的施工中,有着568A和568B两种不同的打线方式,两种方式对性能没有影响,但是必须强调的是在一个工程中只能使用一种打线方式。
至于5类和超5类的不同主要是应用的不同。5类系统在使用过程中只是使用其中的两对线缆,采用的是半双工,而超5类为了满足千兆以太网的应用,采用四对全双工传输。因而远端串扰(FEXT),回波损耗(RL)、综合近端串扰(PSNEXT)、综合ACR和传输延迟也成为必须考虑的参数。所以超5类比5类有着更高的性能要求。6类和5类实质的区别在于它们的带宽不同,5类只有100MHz,六类是250MHz。它们支持的应用也因为性能的不同而不同,6类支持更高级别的应用。在性能上6类也比5类有更高的要求,为了提高性能,在结构上6类比5类也要复杂一些RJ45接头的8个接脚的识别方法是,铜接点朝自己,头朝右,从上往下数,分别是1、2、3、4、5、6、7、8。
在整个网络布线中应用一种布线方式,但两端都有RJ-45 的网络联线无论是采用568A,还是568B, 在网络中都是通用的。规定双工方式下本地的1、2两脚为信号发送端,3、6两脚为信号接收端,所以讲,这两对信号必须分别使用一对双绞线进行信号传输。在做线时要特别注意。现在100M网一般使用568B方式,1、2两脚使用橙色的那对线,其中白橙线接1脚;3、6两脚使用绿色的那对线,其中白绿线接3脚,绿线接6脚,剩下的两对线在10M、100M快速以太网中一般不用,通常将两个接头的4、5和7、8两接头分别使用 一对双绞线直连,4、5用蓝色的那对线,4为蓝色,5为白蓝色;7、8用棕色的那对线,7为白棕色、8为棕色。如果网线两头都按一种方式这么做的话就叫做直连缆方式或直通线方式。
如果网线的两头不按一种方式,一头是568B,另一头是568A,那么这种做法叫交*缆,其实就是只须将其中一个 头在568B的基础上1、2和3、6对调一下就行。不同的做法用在不同的环境,后面会讨论。
很多人以为做直连缆时将线排成,这是错误的。这既不是568A也不是568B。这种做法3、6信号线未绞在一起,失去了双绞线的屏蔽作用。虽然在传输距离近时能正常使用不容易被发现,当传输距离远时会出现丢包,或者导致局域网速度慢,很多人会怀疑网卡质量和网线质量,往往不会想到是线做的有问题。
当网线作为局域网线路时,电压不超过3伏
作为电话线路时,电话在待机状态(即没拿起来时)供电电压为-48V(反向电位) 当电话被打通需要震铃时,供电电压为+48V(正向电位)并且叠加24V 25HZ交流,使其成为72V交流25HZ震荡信号。这样就会震铃了。 当拿起电话后(无论是对方打来还是你自己拿起)电压从-48V下降并转换为+8—+18V(这个由你线路距离局端设备远近而不同) 电话是以恒流方式供电。也就是,电流一定,功率越大,电压越高。并且除了震铃之外,其他的全部为直流送电,包括脉冲直流 并且,如果是之后新装的线路中,大多地区已经使用数字模拟混合接入,即若你的电话为06年之后购买并符合标准的,则为数字信号,用载波模式装载到线路中传输,若为之前的或者局端设备还没有更新,那么则是模拟信号,用电流高低震荡的方式传送。
作为电口出来的网线时,网线供电器的输出电压一般是24V或者48V,INTEL的设备就是24V,CISCO和神脑的设备就是48V,这样经过100米的网线传输后,电压还是足够的,而这些网络设备内部还有一个转换电路,将这些可能高于要求的电压降到正常范围内。
数字信号从Internet上下载下来,通过ISP接入你所在区域的交换机,通过D/A变换变成模拟信号,经过4线至2线的变换后,传到你的调制解调器,再经过一次A/D变换,还原成计算机可接受的数字信号。
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❸ 计算机网络的拓扑结构有哪些

计算机连接的方式叫做“网络拓扑结构”(Topology)。网络拓扑是指用传输媒体互连各种设备的物理布局,特别是计算机分布的位置以及电缆如何通过它们。设计一个网络的时候,应根据自己的实际情况选择正确的拓扑方式。每种拓扑都有它自己的优点和缺点。

网络的拓扑的分类:网络拓扑可以根据通信子网的通信信道分为两类,广播通信信道子网的拓扑与点到点通信子网的拓扑。
采用广播通信信道子网的基本拓扑结构主要有4种:总线型,树型,环型,无线通信与卫星通信型,
采用点到点的通信子网的基本拓扑结构主要有4种:星型,环型,树型与网状型拓扑。

网络的拓扑结构:分为逻辑拓扑和物理拓扑结构这里讲物理拓扑结构。
总线型拓扑:是一种基于多点连接的拓扑结构,所有的设备连接在共同的传输介质上。总线拓扑结构使用一条所有PC都可访问的公共通道,每台PC只要连一条线缆即可但是它的缺点是所有的PC不得不共享线缆,优点是不会因为一条线路发生故障而使整个网络瘫痪。

环行拓扑:把每台PC连接起来,数据沿着环依次通过每台PC直接到达目的地,在环行结构中每台PC都与另两台PC相连每台PC的接口适配器必须接收数据再传往另一台一台出错,整个网络会崩溃因为两台PC之间都有电缆,所以能获得好的性能。

树型拓扑结构:把整个电缆连接成树型,树枝分层每个分至点都有一台计算机,数据依次往下传优点是布局灵活但是故障检测较为复杂,PC环不会影响全局。

星型拓扑结构:在中心放一台中心计算机,每个臂的端点放置一台PC,所有的数据包及报文通过中心计算机来通讯,除了中心机外每台PC仅有一条连接,这种结构需要大量的电缆,星型拓扑可以看成一层的树型结构不需要多层PC的访问权争用。星型拓扑结构在网络布线中较为常见。

菊花链拓扑:类似于环行拓扑结构,但是中间有一对断点。

以上几种拓扑结构可以混合使用,并且星型拓扑较为常见。

注意要区分开网络物理拓扑结构和逻辑拓扑物理拓扑是连接的PC的真实路径。

逻辑拓扑是数据由一台PC传输到另台PC的实际流向而构成的路径

❹ 计算机网络的有线介质包括什么

有线传输介质是指在两个通信设备之间实现的物理连接部分,它能将信号从一方传输到另一方,有线传输介质主要有双绞线、同轴电缆和光纤。双绞线和同轴电缆传输电信号,光纤传输光信号。

双绞线:

双绞线简称TP,将一对以上的双绞线封装在一个绝缘外套中,为了降低信号的干扰程度,电缆中的每一对双绞线一般是由两根绝缘铜导线相互扭绕而成,也因此把它称为双绞线。双绞线分为非屏蔽双绞线(UTP)和屏蔽双绞线(STP)。

双绞线可分为非屏蔽双绞线UTP和屏蔽双绞线STP,适合于短距离通信。

非屏蔽双绞线价格便宜,传输速度偏低,抗干扰能力较差。

屏蔽双绞线抗干扰能力较好,具有更高的传输速度,但价格相对较贵。

同轴电缆:

同轴电缆由绕在同一轴线上的两个导体组成。具有抗干扰能力强,连接简单等特点,信息传输速度可达每秒几百兆位,是中、高档局域网的首选传输介质。

同轴电缆:由一根空心的外圆柱导体和一根位于中心轴线的内导线组成,内导线和圆柱导体及外界之间用绝缘材料隔开。按直径的不同,可分为粗缆和细缆两种:

粗缆:传输距离长,性能好但成本高、网络安装、维护困难,一般用于大型局域网的干线,连接时两端需终接肆租器。

光纤:

光纤又称为光缆或光导纤维,由光导纤维纤芯、玻璃网层和能吸收光线的外壳组成。是由一组光导纤维组成的用来传播光束的、细小而柔韧的传输介质。应用光学原理,由光发送机产生光束,将电信号变为光信号,再把光信号导入光纤,在另一端由光接收机接收光纤上传来的光信号。

并把它变为电信号,经解码后再处理。与其它传输介质比较,光纤的电磁绝缘性能好、信号衰小、频带宽、传输速度快、传输距离大。

主要用于要求传输距离较长、布线条件特殊裂樱兆的主干网连接。具有不受外界电磁场的影响,无限制的带宽等特点,可以实现每秒万兆位的数据传送,尺寸小、重量轻,数据可传送几百千米,但价格昂贵。

(4)计算机网络布线原理扩展阅读:

计算机网络传输介质特性:

1、吞吐量和带宽

在选择一个传输介质时所要考虑的最重要的因素可能是吞吐量。吞吐量是在一给定时间段内介质能传输的数据量,它通常用每秒兆位(1000000位)或Mbps进行度量。吞吐量也被称为容量,每种传输介质的物理性质决定了它的潜在吞吐量。

例如,物理规律限制了电沿着铜线传输的速度,也正如它们限制了能通过一根直径为1英寸的胶皮管传输的水量一样,假如试图引导超过它处理能力的水量这种胶皮管,最后只能是溅你一身水或胶皮管破裂而停止传输水。

同样,如果试图将超过它处理能力的数据量沿着一根铜线传输,结果将是数据丢失或出错。与传输介质相关的噪声和设备能进一步限制吞吐量,充满噪声的电路将花费更多的时间补偿噪声,因而只有更少的资源可用于传输数据。

带宽这个术语常常与吞吐量交换使用。严格地说,带宽是对一个介质能传输的最高频率和最低频率之间的差异进行度量;频率通常用Hz表示,它的范围直接与吞吐量相关。

例如,若FCC通知能够在870~880MHz之间传输无线信号,那么分配给的带宽将是10MHz。带宽越高,吞吐量就越高,如图4-5所示。

2、成本

不同种类的传输介质牵涉的成本是难以准确描述的。它们不仅与环境中现存的硬件有关,而且还与你所处的场所有关。

3、尺寸和可扩展性

三种规格决定了网络介质的尺寸和可扩展性:每段的最大节点数、最大段长度、以及最大网络长度。在进行布线时,这些规格中的每一个都是基于介质的物理特性的。每段最大节点数与衰减有关,即通过一给定距离信号损失的量有关。

对一个网络段每增加一个设备都将略微增加信号的衰减。为了保证一个清晰的强信号,必须限制一个网络段中的节点数。

网络段的长度也应因衰减受到限制。在传输一定的距离之后,一个信号可能因损失得太多以至于无法被正确解释。在这种损失发生之前,网络上的中继器必须重发和放大信号。一个信号能够传输并仍能被正确解释的最大距离即为最大段长度。

若超过这个长度,更易于发生数据损失。类似于每段最大节点数,最大段长度也因不同介质类型而不同。在一种理想的环境中,网络可以在发送方和接收方之间实时传输数据,不论两者之间相隔多远。不幸的是我们没有生活在一个理颂含想的环境中。

4、连接器

连接器是连接电线缆与网络设备的硬件。网络设备可以是一个文件服务器、工作站、交换机或打印机。每种网络介质都对应一种特定类型的连接器。所使用的连接器的种类将影响网络安装和维护的成本、网络增加段和节点的容易度。

以及维护网络所需的专业技术知识,用于UTP电缆的连接器(看上去更像一个大的电话线连接器)在接入和替换时比用于同轴电缆的连接器的插入和替换要简单得多,UTP电缆连接器同时也更廉价并可用于许多不同的介质设计。在本章后面部分将对不同介质所需的连接器作更多的讨论。

5、抗噪性

正如前面提到的,噪声能使数据信号变形。噪声影响一个信号的程度与传输介质有一定关系。某些类型的介质比其他介质更易于受噪声影响。

无论是何种介质,都有两种类型的噪声会影响它们的数据传输:电磁干扰(EMI)和射频干扰(RFI)。EMI和RFI都是从电子设备或传输电缆发出的波。发动机、电源、电视机、复制机、荧光灯以及其他的电源都能产生EMI和RFI。RFI也可由来自广播电台或电视塔的强广播信号产生。

对任何一种噪声,你都能够采取措施限制它对网络的干扰。例如,可以远离强大的电磁源进行布线。如果环境仍然使网络易受影响,应选择一种能限制影响信号的噪声量的传输。

电缆可以通过屏蔽、加厚、或抗噪声算法获得抗噪性。假如屏蔽的介质仍然不能避免干扰,你可以使用金属管道或管线以抑制噪声并进一步保护电缆。

参考资料来源:网络-网络传输介质

❺ 什么是计算机网络中的拓扑结构

计算机网络的最主要的拓扑结构有总线型拓扑、环形拓扑、树形拓扑、星形拓扑、混合型拓扑以及网状拓扑。除了总线型、环型、星型还有树形、混合型和网状拓扑结构。

环形拓扑、星形拓扑、总线型拓扑是三个最基本的拓扑结构。在局域网中,使用最多的是星形结构。

1、总线型拓扑:

总线型拓扑是一种基于多点连接的拓扑结构,是将网络中的所有的设备通过相应的硬件接口直接连接在共同的传输介质上。总线拓扑结构使用一条所有PC都可访问的公共通道,每台PC只要连一条线缆即可。在总线型拓扑结构中,所有网上微机都通过相应的硬件接口直接连在总线上, 任何一个结点的信息都可以沿着总线向两个方向传输扩散,并且能被总线中任何一个结点所接收。

7、蜂窝拓扑结构:

蜂窝拓扑结构是无线局域网中常用的结构。