第3章網(wǎng)絡(luò)互連與以太網(wǎng)

3.1網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備3.2網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)3.3以太網(wǎng)本章小結(jié)練習(xí)與思考3.1網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備在建立計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)時(shí)為了分隔網(wǎng)絡(luò)、簡(jiǎn)化配置、優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)性能，必然需要一些互連設(shè)備，這些互連設(shè)備主要包括網(wǎng)絡(luò)適配器、集線器、交換機(jī)和路由器等。3.1.1網(wǎng)絡(luò)適配器網(wǎng)絡(luò)適配器(網(wǎng)卡)是把計(jì)算機(jī)連接到網(wǎng)絡(luò)上，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源的共享和相互通信的基本設(shè)備，網(wǎng)絡(luò)適配器執(zhí)行數(shù)據(jù)鏈路層的通信規(guī)程，實(shí)現(xiàn)物理層信號(hào)的轉(zhuǎn)換。在計(jì)算機(jī)網(wǎng)中通常把它做成一塊設(shè)備卡，安裝在計(jì)算機(jī)的擴(kuò)展槽中，因而又稱之為網(wǎng)絡(luò)接口卡，簡(jiǎn)稱網(wǎng)卡。當(dāng)計(jì)算機(jī)所連接網(wǎng)絡(luò)的發(fā)送與接收位串的速度比計(jì)算機(jī)CPU的運(yùn)行速度快時(shí)，則不需要CPU來(lái)處理位串的發(fā)送與接收，而是由連接計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)適配器來(lái)處理數(shù)據(jù)包的傳輸和接收的所有細(xì)節(jié)。所以說(shuō)，網(wǎng)絡(luò)適配器是一種I/O設(shè)備，是為特定的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)而制造的，不需要CPU就能處理數(shù)據(jù)的傳輸和接收細(xì)節(jié)。

由于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，網(wǎng)卡的總線位數(shù)已由8位提高到16位、32位乃至64位。其帶寬也由10Mb/s升至100Mb/s，千兆網(wǎng)卡目前也開(kāi)始投入應(yīng)用。3.1.2集線器

在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，集線器是一種連接多個(gè)計(jì)算機(jī)或其他設(shè)備的連接設(shè)備，是對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行集中管理的最小單元，主要工作于OSI體系的數(shù)據(jù)鏈路層。許多種類型的網(wǎng)絡(luò)都依靠集線器來(lái)連接各種設(shè)備并把數(shù)據(jù)分發(fā)到各個(gè)網(wǎng)段。集線器也是一個(gè)共享設(shè)備，其實(shí)質(zhì)是一個(gè)中繼器，主要提供信號(hào)放大和中轉(zhuǎn)的功能，把一個(gè)端口接收的全部信號(hào)向所有端口分發(fā)出去。一些集線器在分發(fā)之前將弱信號(hào)加強(qiáng)后重新發(fā)出，一些集線器則排列信號(hào)的時(shí)序以提供所有端口間的同步數(shù)據(jù)通信。集線器主要用于星型以太網(wǎng)，是解決從服務(wù)器直接到桌面最經(jīng)濟(jì)的方案。使用集線器組網(wǎng)靈活，它處于網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)星型結(jié)點(diǎn)，對(duì)結(jié)點(diǎn)相連的工作站進(jìn)行集中管理，不會(huì)使出問(wèn)題的工作站影響整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)行，并且用戶的加入和退出也很自由。3.1.3交換機(jī)

隨著網(wǎng)絡(luò)傳輸媒體類型的日益豐富，圖形、圖像及各種流媒體等多媒體內(nèi)容的出現(xiàn)，使得人們對(duì)高網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸速度和傳輸性能的要求日益提高。由于集線器的共享介質(zhì)傳輸、單工數(shù)據(jù)操作和廣播數(shù)據(jù)發(fā)送方式等都先天決定了很難滿足用戶的上述速度和性能要求，因此，在用戶的需求和全球各大網(wǎng)絡(luò)設(shè)備開(kāi)發(fā)商的努力下，一種更新、更實(shí)用的集線設(shè)備——交換機(jī)出現(xiàn)了。從外觀上看，交換機(jī)與集線器基本上沒(méi)有多大區(qū)別，都是帶有多個(gè)端口的長(zhǎng)方形盒狀體。交換機(jī)是按照通信兩端傳輸信息的需要，用人工或設(shè)備自動(dòng)完成的方法把要傳輸?shù)男畔⑺偷椒弦蟮南鄳?yīng)路由上的技術(shù)的統(tǒng)稱。廣義的交換機(jī)就是一種在通信系統(tǒng)中完成信息交換功能的設(shè)備。交換機(jī)完全克服了集線器的上述種種不足之處，所以在短時(shí)間內(nèi)得到了業(yè)界廣泛的認(rèn)可和應(yīng)用。同時(shí)，隨著交換機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展，數(shù)據(jù)傳輸速度的發(fā)展也是一日千里。目前最快的以太網(wǎng)交換機(jī)端口帶寬可達(dá)到10Gb/s，千兆(G位)級(jí)的交換機(jī)在各企業(yè)骨干網(wǎng)絡(luò)中早已得到廣泛應(yīng)用。3.1.4路由器

路由器是一種連接多個(gè)網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備，它能將不同網(wǎng)絡(luò)或網(wǎng)段之間的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行“翻譯”，以使它們能夠相互“讀懂”數(shù)據(jù)，從而構(gòu)成一個(gè)更大的網(wǎng)絡(luò)。與前面所介紹的集線器和交換機(jī)不同，路由器不是應(yīng)用于同一網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備，而是應(yīng)用于不同網(wǎng)絡(luò)之間的設(shè)備，屬網(wǎng)際設(shè)備。路由器之所以能在不同網(wǎng)絡(luò)之間起到“翻譯”的作用，是因?yàn)樗辉偈且粋€(gè)純硬件設(shè)備，而是具有相當(dāng)豐富的路由協(xié)議的軟、硬結(jié)構(gòu)設(shè)備，如RIP協(xié)議、OSPF協(xié)議、EIGRP協(xié)議、IPV6協(xié)議等。這些路由協(xié)議是用來(lái)實(shí)現(xiàn)不同網(wǎng)絡(luò)之間的相互“理解”的。從本質(zhì)上說(shuō)，路由器也是一臺(tái)計(jì)算機(jī)，其操作系統(tǒng)是在計(jì)算機(jī)引導(dǎo)時(shí)從ROM中裝入內(nèi)存的。隨著Internet和企業(yè)網(wǎng)絡(luò)的不斷普及，路由器也被大量地采用。目前，市場(chǎng)上的路由器品牌很多，其中Cisco路由器在路由器技術(shù)方面最為權(quán)威，從某種意義上來(lái)說(shuō)它是路由器的代名詞，所以一講到路由器，人們就會(huì)想到Cisco這個(gè)名字。Cisco的路由器不僅產(chǎn)品線非常齊全，其技術(shù)也是最先進(jìn)的，它引導(dǎo)著整個(gè)路由器市場(chǎng)。3.1.5網(wǎng)關(guān)

網(wǎng)關(guān)又稱信關(guān)，當(dāng)異種網(wǎng)(指異種網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng))互連，或者局域與大型機(jī)互連，以及局域網(wǎng)與廣域網(wǎng)互連時(shí)，就需要配置網(wǎng)關(guān)。網(wǎng)關(guān)設(shè)備比路由器要復(fù)雜得多，當(dāng)異型局域網(wǎng)連接時(shí)，網(wǎng)關(guān)除具有路由器的全部功能外，更重要的是由于操作系統(tǒng)差異而引起的不同通信協(xié)議之間的轉(zhuǎn)換。

網(wǎng)關(guān)的實(shí)現(xiàn)非常復(fù)雜，工作效率也很難提高，一般只提供有限的幾種協(xié)議的轉(zhuǎn)換功能。常見(jiàn)的網(wǎng)關(guān)設(shè)備都用于網(wǎng)絡(luò)中心的大型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)之間的連接，為普通用戶訪問(wèn)更多類型的大型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)提供幫助。

當(dāng)然，有些網(wǎng)關(guān)通過(guò)軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)協(xié)議轉(zhuǎn)換操作，并能起到與硬件類似的作用，但它是以損耗機(jī)器的運(yùn)行時(shí)間來(lái)實(shí)現(xiàn)的。3.2網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)是網(wǎng)絡(luò)中傳輸數(shù)據(jù)以及連接不同網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)的載體。常見(jiàn)的網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)有雙絞線、同軸電纜、光纜三種。其中，雙絞線是最常使用的傳輸介質(zhì)，它一般用于星型網(wǎng)絡(luò)中；同軸電纜一般用于總線型網(wǎng)絡(luò)中；光纜一般用于主干網(wǎng)中。3.2.1雙絞線雙絞線是將一對(duì)或一對(duì)以上的絕緣銅導(dǎo)線封裝在一個(gè)絕緣外套中而形成的一種傳輸介質(zhì)，是局域網(wǎng)中最常用的一種布線材料，如圖3-1所示。圖3-1雙絞線從圖3-1中可以看出，雙絞線中的每一對(duì)都是由兩根絕緣銅導(dǎo)線相互纏繞而成的，這是為了降低信號(hào)的干擾程度。

雙絞線一般用于星型網(wǎng)絡(luò)的布線連接，兩端安裝有RJ-45頭(接口)，最大網(wǎng)線長(zhǎng)度為100m。如果需要加大網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)姆秶?，可以在兩段雙絞線之間安裝中繼器來(lái)擴(kuò)大傳輸信號(hào)(在兩段雙絞線之間最多只能安裝4個(gè)中繼器)。如果在5個(gè)網(wǎng)段之間安裝了4個(gè)中繼器，可以使網(wǎng)絡(luò)最大傳輸范圍達(dá)500m。

1．雙絞線的分類

雙絞線按照是否有屏蔽層分為非屏蔽雙絞線(UTP)和屏蔽雙絞線(STP)兩大類。在局域網(wǎng)中，UTP分為1類、2類、3類、4類、5類、超5類和6類；STP分為3類和5類，如圖3-2所示。

適用于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的雙絞線有3類、5類和6類UTP，而目前，局域網(wǎng)中常用到的是非屏蔽5類4對(duì)(即8根導(dǎo)線)的雙絞線。5類UTP的傳輸速率為10～100Mb/s，阻抗為100??，線纜的最大傳輸距離為100?m。增強(qiáng)型5類UTP線纜通過(guò)性能增強(qiáng)設(shè)計(jì)后可支持1000?Mb/s的傳輸速率，所以又稱為超5類或5e線。6類UTP線纜是專為1000?Mb/s傳輸制定的布線標(biāo)準(zhǔn)(該標(biāo)準(zhǔn)于2003年頒布)。圖3-2雙絞線的分類

STP內(nèi)有一層金屬隔離膜，這層膜可以使數(shù)據(jù)傳輸時(shí)減少電磁干擾，所以屏蔽雙絞線的穩(wěn)定性較高。UTP內(nèi)沒(méi)有這層金屬膜，所以其穩(wěn)定性較差。

在使用雙絞線組建局域網(wǎng)絡(luò)時(shí)必須遵循“5-4-3規(guī)則”?！?-4-3規(guī)則”規(guī)定：網(wǎng)絡(luò)中任意兩臺(tái)計(jì)算機(jī)間最多不超過(guò)5段線(集線設(shè)備到集線設(shè)備或集線設(shè)備到計(jì)算機(jī)間的連線)、4臺(tái)集線設(shè)備、3臺(tái)直接連接計(jì)算機(jī)的集線設(shè)備。

2．雙絞線線序和RJ-45接口引腳序號(hào)

雙絞線由8根銅導(dǎo)線組成，其排列順序分別為橙白-1，橙-2，綠白-3，藍(lán)-4，藍(lán)白-5，綠-6，棕白-7，棕-8，如圖3-3所示。這8根銅導(dǎo)線的布線規(guī)則是1、2、3、6線有用，4、5、7、8線閑置。

RJ-45接口由金屬片和塑料構(gòu)成。當(dāng)金屬片面對(duì)用戶時(shí)，從右至左引腳序號(hào)依次是1～8，如圖3-4所示。在網(wǎng)絡(luò)連線時(shí)引腳的排列序號(hào)非常重要，千萬(wàn)不能搞錯(cuò)。圖3-3雙絞線的排列順序圖3-4RJ-45接口順序3.2.2同軸電纜

同軸電纜由一根空心的外圓柱導(dǎo)體(銅網(wǎng))和一根位于中心軸線的內(nèi)導(dǎo)線(電纜銅芯)組成，并且內(nèi)導(dǎo)線和圓柱導(dǎo)體及圓柱導(dǎo)體和外界之間都是用絕緣材料隔開(kāi)的，如圖3-5所示。

同軸電纜的特點(diǎn)是抗干擾能力好、傳輸數(shù)據(jù)穩(wěn)定、價(jià)格便宜，因此被廣泛使用，如應(yīng)用于閉路電視線等。

同軸電纜根據(jù)傳輸頻帶的不同，可分為基帶同軸電纜和寬帶同軸電纜兩種類型；按直徑的不同，可分為粗纜和細(xì)纜。圖3-5同軸電纜結(jié)構(gòu)以往的局域網(wǎng)中大多使用細(xì)纜組網(wǎng)。細(xì)纜一般用于總線型網(wǎng)絡(luò)布線連接，利用T型BNC接口連接器連接BNC接口網(wǎng)卡，同軸電纜的兩端需安裝50?Ω終端電阻器。細(xì)纜網(wǎng)絡(luò)每段干線長(zhǎng)度最大為185?m，每段干線最多可接入30個(gè)用戶。如要拓寬網(wǎng)絡(luò)范圍，則需要使用中繼器，如采用4個(gè)中繼器連接5個(gè)網(wǎng)段，使網(wǎng)絡(luò)最大距離達(dá)到925?m。細(xì)纜安裝較容易，而且造價(jià)較低，但因受網(wǎng)絡(luò)布線結(jié)構(gòu)的限制，其日常維護(hù)不是很方便，一旦一個(gè)用戶出故障，便會(huì)影響其他用戶的正常工作。粗纜在以往的局域網(wǎng)布線工程中適用于較大局域網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)干線，布線距離較長(zhǎng)，可靠性較好。用戶通常采用外部收發(fā)器與網(wǎng)絡(luò)干線連接。粗纜局域網(wǎng)中每段長(zhǎng)度可達(dá)500?m，采用4個(gè)中繼器連接5個(gè)網(wǎng)段后最大可達(dá)2500?m。用粗纜組網(wǎng)時(shí)，如果直接與網(wǎng)卡相連，網(wǎng)卡必須帶有AUI接口(15針D型接口)。用粗纜組建的局域網(wǎng)雖然各項(xiàng)性能較高，具有較大的傳輸距離，但是網(wǎng)絡(luò)安裝、維護(hù)等方面比較困難，且造價(jià)較高。3.2.3光纜

光纜是由一組光導(dǎo)纖維組成的細(xì)小而柔韌的傳輸介質(zhì)，它是用來(lái)傳播光束的，如圖3-6所示。與其他傳輸介質(zhì)相比較，光纜具有頻帶寬、電磁絕緣性能好、信號(hào)衰變小、傳輸距離遠(yuǎn)、傳輸速度快等優(yōu)點(diǎn)。圖3-6光纜結(jié)構(gòu)光纜主要用于傳輸距離較長(zhǎng)的網(wǎng)絡(luò)或者主干網(wǎng)的連接。

光纜通信的過(guò)程大致為：由光發(fā)送機(jī)產(chǎn)生光束，將電信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)楣庑盘?hào)，再把光信號(hào)導(dǎo)入光纖，在光纜的另一端由光接收機(jī)接收光纖上傳輸來(lái)的光信號(hào)，并將它轉(zhuǎn)變成電信號(hào)，經(jīng)解碼后再進(jìn)行處理。

光纜可分為兩種類型：?jiǎn)文９饫|和多模光纜。單模光纜的纖芯直徑很小，在給定的工作波長(zhǎng)上只能以單一模式傳輸，傳輸頻帶寬，傳輸容量大。多模光纜是在給定的工作波長(zhǎng)上，能以多個(gè)模式同時(shí)傳輸?shù)墓饫w，與單模光纖相比，多模光纖的傳輸性能較差。光纜是數(shù)據(jù)傳輸中最有效的一種傳輸介質(zhì)，它具有以下幾方面的優(yōu)點(diǎn)：

(1)頻帶較寬。

(2)不受電磁干擾。光纖電纜中傳輸?shù)氖枪馐?，由于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(hào)，因此它適用于遠(yuǎn)距離的信息傳輸以及要求高度安全的場(chǎng)合。

(3)衰減較小。較長(zhǎng)距離范圍內(nèi)信號(hào)衰減只是一個(gè)常數(shù)。

(4)中繼器的間隔較長(zhǎng)。在使用光纜互聯(lián)多個(gè)小型機(jī)的應(yīng)用中，必須考慮光纖的單向特性，如果要進(jìn)行雙向通信，那么就應(yīng)使用雙股光纖。由于要對(duì)不同頻率的光進(jìn)行多路傳輸和多路選擇，因此出現(xiàn)了光學(xué)多路轉(zhuǎn)換器。3.2.4UTP線纜的用途與制作

由前述可知，雙絞線分為STP和UTP兩類。STP雖抗干擾性較好，但由于價(jià)格較貴，因此采用較少。目前，布線系統(tǒng)規(guī)范建議采用UTP進(jìn)行水平布線，而將光纖用作主干線纜，同軸電纜已經(jīng)不再推薦使用。

1．UTP線纜的組成

UTF線纜內(nèi)部由4對(duì)線組成，每一對(duì)線由相互絕緣的銅線擰絞而成，擰絞的目的是為了減少電磁干擾，雙絞線的名稱即源于此。每一根線的絕緣層都有顏色，一般來(lái)說(shuō)，其顏色排列可能有兩種情況：第一種情況是由4根白色的線分別和l根橙色、1根綠色、1根藍(lán)色、l根棕色的線相間組成，通常把與橙色相絞的那根白色的線稱為白橙色線，與綠色線相絞的白色的線稱為白綠色線，與藍(lán)色相絞的那根白色的線稱為為白藍(lán)色線，與棕色相絞的白色的線稱為白棕色線；第二種情況是由8根不同顏色的線組成，其顏色分別為白橙(由一段白色與一段橙色相間而成)、橙、綠白、綠、棕白、棕、藍(lán)白、藍(lán)。

注意：由于雙絞線內(nèi)部的線對(duì)均已經(jīng)在技術(shù)上按照抗干擾性能進(jìn)行了相應(yīng)設(shè)計(jì)，所以使用者切不可將兩兩相絞線對(duì)的順序打亂，如將綠白色線誤作為棕白色線或其他線等。

2．三種UTP線纜的作用及線序排列

1)直連線

直連線用于將計(jì)算機(jī)連入到集線器或交換機(jī)的以太網(wǎng)口，或在結(jié)構(gòu)化布線中由配線架連到集線器或交換機(jī)等。下面給出了根據(jù)EIA/TIA568-B標(biāo)準(zhǔn)(端接B標(biāo)準(zhǔn))的直連線線序排列說(shuō)明。

2)交叉線

交叉線用來(lái)將計(jì)算機(jī)與計(jì)算機(jī)、路由器(交換機(jī))直接相連，有時(shí)也用它將計(jì)算機(jī)直接接入路由器的以太網(wǎng)口。下面給出了EIA/TIA568-B標(biāo)準(zhǔn)的交叉線線序排列說(shuō)明。

3)反轉(zhuǎn)線的作用

反轉(zhuǎn)線用于將計(jì)算機(jī)連到交換機(jī)或路由器的控制端口。在如圖3-7所示的連接場(chǎng)合，計(jì)算機(jī)相當(dāng)于交換機(jī)或路由器的超級(jí)終端。圖3-7反轉(zhuǎn)線的連接

3．連接線的制作步驟

1)制作直連線的步驟

(1)首先計(jì)算將要連線的兩個(gè)設(shè)備之間的距離，在這個(gè)距離上至少加上12cm作為將要截取的電纜的長(zhǎng)度。

(2)按照算好的長(zhǎng)度截取一段5類雙絞線。

(3)將電纜一端的塑料外皮剝掉2cm的長(zhǎng)度，如圖3-1所示。

(4)用手將4對(duì)絞在一起的線纜按橙白、橙、綠白、綠、藍(lán)白、藍(lán)、棕白、棕的順序拆分開(kāi)，并小心地拉直。注意盡量保持電線絞在一起，以抵消噪音。

(5)手持電纜，按前面所述的順序調(diào)整線纜的顏色順序，即交換藍(lán)線與綠線的位置。

(6)捋直并排列好所有的電線，然后在距離電纜外皮0.5～0.75cm的地方筆直地將電線鉸斷。應(yīng)該使得電線沒(méi)有交織在一起的部分盡量短，因?yàn)檫@一部分要是過(guò)長(zhǎng)的話，將成為電子噪音的主要來(lái)源。

(7)將一個(gè)RJ-45插頭放到電纜的一端。注意插頭的叉子應(yīng)該朝下，橙色的一組電線對(duì)著最左邊的連接器。

(8)將電線插入到插頭中，直到透過(guò)插頭的頂端可以看到電線的銅線。確認(rèn)電纜的外皮是否已經(jīng)進(jìn)入插頭，所有的電線排序是否正確。如果電纜的外皮沒(méi)有進(jìn)入插頭，就不能很好地防止電纜的扭傷。如果沒(méi)有問(wèn)題，使用鉗子用力夾插頭，使插頭上的銅片可以割破絕緣皮接觸電線，從而完成導(dǎo)電回路，如圖3-8所示。

(9)使用相同的方案，重復(fù)步驟(3)～(8)制作電纜另一端，完成直連線。

(10)使用指示器測(cè)試剛剛完成的電纜。圖3-8鉗子的使用

2)制作交叉線的步驟

(1)按照制作直連線中的步驟(1)～(7)制作線纜的一端。

(2)用剝線工具在線纜的另一端剝出一定長(zhǎng)度的線纜。

(3)用手將4對(duì)絞在一起的線纜按綠白、綠、橙白、橙、藍(lán)白、藍(lán)、棕白、棕的順序拆分開(kāi)，并小心地拉直。注意，切不可用力過(guò)大，以免扯斷線纜。

(4)按前面所說(shuō)交叉線的制作方法，按端2的順序調(diào)整線纜的顏色順序，也就是交換橙線與綠線的位置。

(5)將線纜整平直并剪齊，確保平直線纜的最大長(zhǎng)度不超過(guò)1.2cm。

(6)將線纜放入RJ-45插頭，在放置過(guò)程中注意RJ-45插頭的把子朝下，并保持線纜的顏色順序不變。

(7)檢查已放入RJ-45插頭的線纜顏色順序，并確保線纜的末端已位于RJ-45插頭的頂端。

(8)確認(rèn)無(wú)誤后，用壓線工具用力壓制RJ-45插頭，以使RJ-45插頭內(nèi)部的金屬薄片能穿破線纜的絕緣層，直至完成交叉線的制作。

(9)用網(wǎng)線測(cè)試儀檢查制作完成的網(wǎng)線，確認(rèn)其達(dá)到交叉線線纜的合格要求，否則按測(cè)試儀提示重新制作交叉線。

3)制作反轉(zhuǎn)線的步驟

(1)按制作直連線的步驟(1)～(7)制作線纜的一端。

(2)用剝線工具在線纜的另一端剝出一定長(zhǎng)度的線纜。

(3)用手將4對(duì)絞在一起的線纜按橙白、橙、綠白、綠、藍(lán)白、藍(lán)、棕白、棕的順序拆分開(kāi)，并小心地拉直，然后交換綠線與藍(lán)線的位置。

(4)將線纜整平直并剪齊，確保平直線纜的最大長(zhǎng)度不超過(guò)1.2cm。

(5)將線纜放入RJ-45插頭，在放置過(guò)程中注意RJ-45插頭的把子朝上，并保持線纜的顏色順序不變。

(6)翻轉(zhuǎn)RJ-45頭方向，使其把子朝上，檢查已放入RJ-45插頭的線纜顏色順序是否和另一端顏色順序全部反序，并確保線纜的末端已位于RJ-45插頭的頂端。

(7)確認(rèn)無(wú)誤后，用壓線工具用力壓制RJ-45插頭，以使RJ-45插頭內(nèi)部的金屬薄片能穿破線纜的絕緣層，直至完成反轉(zhuǎn)線的制作。

(8)用網(wǎng)線測(cè)試儀檢查已制作完成的網(wǎng)線，確認(rèn)其達(dá)到反轉(zhuǎn)線線纜的合格要求，否則按測(cè)試儀提示重新制作線纜。3.3以太網(wǎng)3.3.1以太網(wǎng)概述以太網(wǎng)是應(yīng)用最為廣泛的局域網(wǎng)技術(shù)。它最早是由Xerox(施樂(lè))公司在20世紀(jì)70年代開(kāi)發(fā)出來(lái)的；1980年，IEEE發(fā)布了IEEE802.3，其技術(shù)基礎(chǔ)便是以太網(wǎng)；不久，DEC、Intel和Xerox三家公司聯(lián)合開(kāi)發(fā)了以太網(wǎng)規(guī)范2.0版。如果在同一區(qū)域放置和使用多臺(tái)計(jì)算機(jī)，使用以太網(wǎng)將會(huì)成倍地提高工作效率。通過(guò)搭建一個(gè)以太網(wǎng)絡(luò)，能夠在個(gè)人計(jì)算機(jī)與文件服務(wù)器之間傳輸信息，通過(guò)遠(yuǎn)程打印機(jī)打印本地文檔，運(yùn)行安裝在其他計(jì)算機(jī)上的應(yīng)用程序，共享高速的互聯(lián)網(wǎng)接入。到目前為止，以太網(wǎng)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于大、中、小型企業(yè)，它的普及性和高傳輸速率已經(jīng)使其成為事實(shí)上的網(wǎng)絡(luò)連接標(biāo)準(zhǔn)。

以太網(wǎng)規(guī)范具體規(guī)定了如何在臨近的物理區(qū)域，即局域網(wǎng)內(nèi)實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)之間的數(shù)據(jù)傳送。如果希望將一臺(tái)計(jì)算機(jī)接入局域網(wǎng)成為整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的一部分，該計(jì)算機(jī)需要具備一個(gè)用于分割和包裝數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)接口以及一個(gè)用于連接線纜的連接端口。連接端口一般被集成到系統(tǒng)的主板上或作為內(nèi)置網(wǎng)卡將數(shù)據(jù)發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)上，同時(shí)接收來(lái)自網(wǎng)絡(luò)上其他計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)。以太網(wǎng)不僅僅是一種硬件規(guī)范，還是一種通信協(xié)議，它可以控制如何在相互連接的計(jì)算機(jī)中傳輸數(shù)據(jù)。通過(guò)以太網(wǎng)技術(shù)連接的計(jì)算機(jī)首先把需要發(fā)送的信息分割成許多小的數(shù)據(jù)包，然后再通過(guò)網(wǎng)線發(fā)送出去。我們可以把數(shù)據(jù)包想象為一個(gè)個(gè)的行李箱，加上標(biāo)簽之后，通過(guò)不同的運(yùn)輸途徑發(fā)送到不同的目的城市。除了需要發(fā)送的信息之外，數(shù)據(jù)包中還包含用于指定接收方的目標(biāo)地址和用于標(biāo)明發(fā)送方的源地址。以太網(wǎng)接口使用一種被稱為載波監(jiān)聽(tīng)多路存取和沖突檢測(cè)(CarrierSenseMultipleAccesswithCollisionDetection，CSMA/CD)的協(xié)議發(fā)送數(shù)據(jù)包。該協(xié)議為避免因多臺(tái)計(jì)算機(jī)同時(shí)發(fā)送數(shù)據(jù)所造成的數(shù)據(jù)丟失和網(wǎng)絡(luò)阻塞，規(guī)定在任意時(shí)刻內(nèi)網(wǎng)絡(luò)上只能有一臺(tái)計(jì)算機(jī)向外發(fā)送數(shù)據(jù)，且每一臺(tái)計(jì)算機(jī)在發(fā)送數(shù)據(jù)之前必須等待網(wǎng)絡(luò)上的空閑間隔時(shí)間。當(dāng)一個(gè)被發(fā)送出去的數(shù)據(jù)包到達(dá)接收方時(shí)，發(fā)送方會(huì)收到確認(rèn)信息，然后等待下一次網(wǎng)絡(luò)空閑時(shí)間發(fā)送下一個(gè)數(shù)據(jù)包。所有在數(shù)據(jù)包傳輸路徑上的設(shè)備都會(huì)讀取數(shù)據(jù)包內(nèi)的目標(biāo)地址，以判斷是否接收數(shù)據(jù)包或繼續(xù)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包。以太網(wǎng)規(guī)范支持多種拓?fù)漕愋?，其中使用最廣泛的是星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。在星型網(wǎng)絡(luò)中，只需要一個(gè)集線器，每臺(tái)計(jì)算機(jī)(又稱結(jié)點(diǎn))都直接連接到網(wǎng)絡(luò)中的集線器上。集線器可以接收從一個(gè)結(jié)點(diǎn)發(fā)送的數(shù)據(jù)包然后分發(fā)到其他結(jié)點(diǎn)上。通常，集線器可以劃分為被動(dòng)式集線器和交換式集線器兩種類型。其中，被動(dòng)式集線器只能簡(jiǎn)單地接收數(shù)據(jù)包，然后再發(fā)送到所有與之連接的網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)上；而交換式集線器則能夠?qū)Π跀?shù)據(jù)包中的目標(biāo)地址進(jìn)行分析，從而將數(shù)據(jù)包準(zhǔn)確地發(fā)送到實(shí)際的接收方。除星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)之外，我們也可以使用總線型的以太網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)?？偩€網(wǎng)絡(luò)中，所有的計(jì)算機(jī)都最終連接到一條網(wǎng)絡(luò)的主干線上。相比較而言，星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)比總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)更易于管理和維護(hù)，網(wǎng)線的使用量更少，費(fèi)用更低。以太網(wǎng)的規(guī)范中還對(duì)數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俾屎退枰褂玫木W(wǎng)線類型進(jìn)行了規(guī)定。在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，10兆以太網(wǎng)成為最快速、最普及的以太網(wǎng)應(yīng)用。后來(lái)，隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模和復(fù)雜程度的不斷增加，信息傳送量的不斷提高，100兆以太網(wǎng)(又稱快速以太網(wǎng))成為最佳的選擇。從10兆以太網(wǎng)到100兆以太網(wǎng)，數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣忍嵘?0倍。為了實(shí)現(xiàn)高速的傳輸速率，快速以太網(wǎng)采用了高質(zhì)量的網(wǎng)線以保證數(shù)據(jù)包在高速的傳輸過(guò)程中信號(hào)不會(huì)減弱。近來(lái)，傳輸速率高達(dá)1千兆每秒的千兆以太網(wǎng)逐漸引起越來(lái)越多的人的關(guān)注。同時(shí)，也已經(jīng)有人開(kāi)始著手研究更高速的10G以太網(wǎng)技術(shù)。這些超高速的網(wǎng)絡(luò)連接技術(shù)將主要用于創(chuàng)建大規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)。3.3.2以太網(wǎng)分類

1．按連接方式分類

1)共享型以太網(wǎng)

在共享型以太網(wǎng)中，各個(gè)結(jié)點(diǎn)通過(guò)集線器進(jìn)行互連，一個(gè)結(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)幀傳輸貫穿整個(gè)網(wǎng)絡(luò)，每一個(gè)結(jié)點(diǎn)都要進(jìn)行數(shù)據(jù)幀的接收和檢查。所有結(jié)點(diǎn)收到數(shù)據(jù)幀后，先識(shí)別數(shù)據(jù)幀的目的MAC地址，如果是自己的MAC地址，就處理此數(shù)據(jù)包，如果不是自己的MAC地址，就丟棄這個(gè)數(shù)據(jù)幀。當(dāng)數(shù)據(jù)幀到達(dá)網(wǎng)絡(luò)段的末尾時(shí)，終端連接器將數(shù)據(jù)幀吸收，防止數(shù)據(jù)幀返回網(wǎng)絡(luò)段。在任一時(shí)刻，網(wǎng)絡(luò)段上只允許一個(gè)結(jié)點(diǎn)在共享的介質(zhì)上傳輸數(shù)據(jù)。共享型以太網(wǎng)使用帶沖突檢測(cè)的CSMA/CD協(xié)議來(lái)允許網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)的權(quán)利。在結(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)之前，CSMA/CD結(jié)點(diǎn)偵聽(tīng)網(wǎng)絡(luò)是否在使用。如果網(wǎng)絡(luò)正在被使用，該結(jié)點(diǎn)就等待。如果網(wǎng)絡(luò)未被使用，該結(jié)點(diǎn)就傳輸數(shù)據(jù)。如果兩個(gè)結(jié)點(diǎn)同時(shí)偵聽(tīng)到網(wǎng)絡(luò)未被使用而同時(shí)傳輸數(shù)據(jù)，就會(huì)造成沖突，于是兩個(gè)結(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳輸都被破壞。當(dāng)一個(gè)傳輸結(jié)點(diǎn)識(shí)別出了一個(gè)沖突，它就發(fā)送一個(gè)擁塞信號(hào)，所有的結(jié)點(diǎn)都停止傳輸。在重傳之前等待一個(gè)退避時(shí)間，這是隨機(jī)產(chǎn)生的。如果在接下來(lái)的傳輸中又發(fā)生了沖突，結(jié)點(diǎn)會(huì)在放棄之前繼續(xù)重傳，最多重傳16次。

2)交換型以太網(wǎng)

交換型以太網(wǎng)主要是為了解決共享型以太網(wǎng)的傳輸數(shù)據(jù)沖突問(wèn)題而設(shè)計(jì)的，其特點(diǎn)是使用交換機(jī)代替集線器，可以使多個(gè)用戶同時(shí)使用此網(wǎng)絡(luò)。例如，如果各個(gè)用戶使用的是100?Mb交換型以太網(wǎng)，則每個(gè)用戶可以獨(dú)自享用100Mb/s的傳輸速率。這樣，網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際帶寬得到了大幅度提高，可以實(shí)現(xiàn)高速的數(shù)據(jù)傳輸。

類似傳統(tǒng)的橋接器，交換機(jī)提供了許多網(wǎng)絡(luò)互連功能。交換機(jī)能經(jīng)濟(jì)地將網(wǎng)絡(luò)分成小的沖突網(wǎng)域，為每個(gè)工作站提供更高的帶寬。協(xié)議的透明性使得交換機(jī)在軟件配置簡(jiǎn)單的情況下直接安裝在多協(xié)議網(wǎng)絡(luò)中；交換機(jī)使用現(xiàn)有的電纜、中繼器、集線器和工作站的網(wǎng)卡，不必做高層的硬件升級(jí)；交換機(jī)對(duì)工作站是透明的，這樣管理開(kāi)銷低廉，簡(jiǎn)化了網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)的增加、移動(dòng)和網(wǎng)絡(luò)變化的操作。利用專門設(shè)計(jì)的集成電路可使交換機(jī)以線路速率在所有的端口并行轉(zhuǎn)發(fā)信息，提供了比傳統(tǒng)橋接器高得多的操作性能。?如理論上單個(gè)以太網(wǎng)端口對(duì)含有64個(gè)八進(jìn)制數(shù)的數(shù)據(jù)包，可提供14880b/s的傳輸速率。這意味著一臺(tái)具有12個(gè)端口、支持6道并行數(shù)據(jù)流的“線路速率”以太網(wǎng)交換器必須提供89280b/s的總體吞吐率(6道信息流

14880b/s/道信息流)。專用集成電路技術(shù)使得交換器在更多端口的情況下以上述性能運(yùn)行，其端口造價(jià)低于傳統(tǒng)型橋接器。

2．按連接速度分類

1)標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)(10Mb/s)

最初的以太網(wǎng)只有10Mb/s的吞吐量，它所使用的是CSMA/CD的訪問(wèn)控制方法，通常把這種10Mb/s以太網(wǎng)稱為標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)。

雙絞線和同軸電纜是標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)主要使用的兩種傳輸介質(zhì)。

所有的以太網(wǎng)都遵循IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)，下面列出IEEE802.3的一些以太網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)。在這些以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)中，前面的數(shù)字表示傳輸速率，單位是“Mb/s”；Base表示“基帶傳輸”，Broad表示“寬帶傳輸”。最后的一個(gè)數(shù)字表示單段網(wǎng)線長(zhǎng)度(基準(zhǔn)單位是100m)。

·??10Base-5：使用粗同軸電纜，基帶傳輸方法，最大網(wǎng)段長(zhǎng)度為500?m，傳輸速率為10Mb/s。

·??10Base-2：使用細(xì)同軸電纜，基帶傳輸方法，最大網(wǎng)段長(zhǎng)度為185?m，傳輸速率為10Mb/s。

·??10Base-T：使用雙絞線電纜，基帶傳輸方法，最大網(wǎng)段長(zhǎng)度為100?m，傳輸速率為10Mb/s。

·?1Base-5：使用雙絞線電纜，基帶傳輸方法，最大網(wǎng)段長(zhǎng)度為500?m，傳輸速率為1Mb/s。

·10Broad-36：使用同軸電纜(RG-59/UCATV)，最大網(wǎng)段長(zhǎng)度為3600m，是一種寬帶傳輸方式。傳輸速率為1Mb/s。

·10Base-F：使用光纖傳輸介質(zhì)，傳輸速率為10Mb/s。

2)快速以太網(wǎng)(100Mb/s)

隨著網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，原有的以太網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)不能滿足日益增長(zhǎng)的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸速率的需求。在1993年10月以前，只有FDDI(FDDI是基于100Mb/s光纜的LAN，但FDDI是一種價(jià)格非常昂貴的以太網(wǎng)技術(shù)。)可以滿足對(duì)于要求10Mb/s以上數(shù)據(jù)流量的LAN應(yīng)用。1993年10月，GrandJunction公司推出了世界上第一臺(tái)快速以太網(wǎng)交換機(jī)FastSwitch10/100和網(wǎng)絡(luò)接口卡FastNIC100，快速以太網(wǎng)技術(shù)正式得以應(yīng)用。隨后Intel、SynOptics、3COM、BayNetworks等公司也相繼推出了自己的快速以太網(wǎng)裝置。

IEEE802.3工程組也制定了各種100Mb/s以太網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)，如100BASE-TX、100BASE-T4、MII、中繼器、全雙工等。1995年3月，IEEE宣布了IEEE802.3u100BASE-T快速以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)(FastEthernet)，標(biāo)志著以太網(wǎng)進(jìn)入了快速以太網(wǎng)時(shí)代。

與基于100Mb/s帶寬下工作的FDDI相比，快速以太網(wǎng)有許多優(yōu)勢(shì)。其中主要體現(xiàn)在快速以太網(wǎng)技術(shù)可以有效地保障用戶在布線基礎(chǔ)實(shí)施上的投資，即不僅能有效地利用現(xiàn)有的設(shè)施，同時(shí)還支持3、4、5類雙絞線以及光纖的連接。

快速以太網(wǎng)技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)技術(shù)有著同樣的不足，那就是快速以太網(wǎng)仍基于CSMA/CD技術(shù)，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)負(fù)載較重時(shí)，會(huì)造成效率的降低。但是這種不足可以使用交換技術(shù)來(lái)彌補(bǔ)。

100Mb/s快速以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)又分為100BASE-TX、100BASE-FX、100BASE-T4三個(gè)子類。具體如下：

·100BASE-TX：是一種使用5類數(shù)據(jù)級(jí)無(wú)屏蔽雙絞線或屏蔽雙絞線的快速以太網(wǎng)技術(shù)。它使用兩對(duì)雙絞線，一對(duì)用于發(fā)送數(shù)據(jù)，一對(duì)用于接收數(shù)據(jù)。在傳輸中，100BASE-TX使用4B/5B編碼方式，信號(hào)頻率為125MHz，符合EIA586的5類布線標(biāo)準(zhǔn)和IBM的SPT1類布線標(biāo)準(zhǔn)，使用與10BASE-T相同的RJ-45連接器，最大網(wǎng)段長(zhǎng)度為100m，支持全雙工的數(shù)據(jù)傳輸。

·?100BASE-FX：是一種使用光纜的快速以太網(wǎng)技術(shù)，可使用單模和多模光纖(62.5?μm和125?μm)，多模光纖連接的最大距離為550?m。單模光纖連接的最大距離為3000m。在傳輸中，100BASE-FX使用4B/5B編碼方式，信號(hào)頻率為125?MHz，使用MIC/FDDI連接器、ST連接器或SC連接器，其最大網(wǎng)段長(zhǎng)度為150?m、412?m、2000?m或更長(zhǎng)至10?km，這與所使用的光纖類型和工作模式有關(guān)，它支持全雙工的數(shù)據(jù)傳輸。100BASE-FX特別適合于有電氣干擾的環(huán)境、較大距離連接或高保密環(huán)境等情況。

·?100BASE-T4：是一種可使用3、4、5類無(wú)屏蔽雙絞線或屏蔽雙絞線的快速以太網(wǎng)技術(shù)。它使用4對(duì)雙絞線，其中，3對(duì)用于傳送數(shù)據(jù)，1對(duì)用于檢測(cè)沖突信號(hào)。在傳輸中，100BASE-T4使用8B/6T編碼方式，信號(hào)頻率為25?MHz，符合EIA586結(jié)構(gòu)化布線標(biāo)準(zhǔn)，使用與10BASE-T相同的RJ-45連接器，最大網(wǎng)段長(zhǎng)度為100m。

3)千兆以太網(wǎng)(1000Mb/s)

隨著以太網(wǎng)技術(shù)的深入和發(fā)展，人們對(duì)網(wǎng)絡(luò)連接速度的要求也越來(lái)越高。

1995年11月，IEEE?802.3工作組委任了一個(gè)高速研究組(HigherSpeedStudyGroup)，研究如何提高快速以太網(wǎng)的速度。高速研究組研究了如何將快速以太網(wǎng)速度增至1000Mb/s的可行性方案和方法。1996年6月，IEEE標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)批準(zhǔn)了千兆位以太網(wǎng)方案授權(quán)申請(qǐng)(GigabitEthernetProjectAuthorizationRequest)。隨后IEEE802.3工作組成立了802.3z工作委員會(huì)。IEEE802.3z委員會(huì)的目標(biāo)是建立千兆位以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，包括有：在1000Mb/s通信速率的情況下的全雙工和半雙工操作，802.3以太網(wǎng)幀格式，CSMA/CD技術(shù)，在一個(gè)沖突域中支持一個(gè)中繼器(Repeater)，10BASE-T和100BASE-T向下兼容技術(shù)。千兆以太網(wǎng)在處理新應(yīng)用和新數(shù)據(jù)類型方面具有很大的靈活性，它是對(duì)10Mb/s和100Mb/sIEEE802.3以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的延伸和拓展，提供了1000Mb/s的數(shù)據(jù)帶寬。千兆以太網(wǎng)具有以太網(wǎng)的易移植、易管理特性，它已經(jīng)成為高速、寬帶網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的戰(zhàn)略性選擇。

1000Mb/s千兆以太網(wǎng)目前主要有以下三種技術(shù)版本：1000BASE-SX、1000BASE-LX和1000BASE-CX版本。1000BASE-SX系列采用低成本短波的CD(CompactDisc，光盤激光器)或者VCSEL(VerticalCavitySurfaceEmittingLaser，垂直腔體表面發(fā)光激光器)發(fā)送器；1000BASE-LX系列使用相對(duì)昂貴的長(zhǎng)波激光器；1000BASE-CX系列則打算在配線間使用短跳線電纜把高性能服務(wù)器和高速外圍設(shè)備連接起來(lái)。

4)10G以太網(wǎng)

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