以太网组网.docx
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以太网组网
第3章 以太网组网技术
教学目标
通过本章的学习，掌握以太网的组网规则，熟悉组网所需的器件、设备，了解以太网的组网类型和传输速度。
教学内容
1、以太网的组网类型和传输速度；
2、组网所需的器件、设备和传输介质；
3、单一集线器组网配置规则；
4、多集线器组网配置规则。
教学的重点和难点
1、集线器、网卡等设备的特点、分类、应用。
2、双绞线的通信规则。
3、以太网的组网规则。
学习指导
1、学生应该了解以太网的相关标准。
2、学生应该结合市场情况掌握集线器、网卡等设备的特点、分类、应用。
3、学生应该理解双绞线的通信规则和制作方式。
4、学生应该掌握10Base-T和100Base-TX的配置规则。
3.1以太网的相关标准
以太网最早是由Xerox（施乐）公司创建的，在1980年由DEC、Intel和Xerox三家公司联合开发为一个标准。
以太网是应用最为广泛的局域网，包括标准以太网（10Mbps）、快速以太网（100Mbps）、千兆以太网（1000Mbps）和10G以太网，它们都符合IEEE802.3系列标准规范。
传输介质：
同轴电缆、双绞线、光缆等
网络速度：
10Mb/s、100Mb/s、1000Mb/s
介质访问控制方法：
CSMA/CD
主要技术标准
1、10BASE5
粗缆以太网（粗同轴电缆），电缆的两端有50欧姆的终端电阻，每网段允许连接100个节点，长度是500米，最多有4个中继器连接5段500米的网线，最大网络直径是2500米。
2、10BASE2
细缆以太网，每段只能连接30个节点，每段的最大长度是185米，最大的网络直径是925米。
3、10BASE-T
3类以上双绞线以太网，水晶头（RJ-45头），4个中继器连接5个100米的网线，最大网络直径是500米。
4、100BASE-TX
5类以上双绞线以太网，2个中继器连接2个100米的网线，，两个中继器之间的距离不超过5米。
最大网络直径是205米。
5、100BASE-FX—使用光纤的快速以太网
3.2组网所需的器件和设备
10BASE-T和100BASE-TX的组网设备：
（1）带有RJ-45连接头的UTP电缆
（2带有RJ-45接口的以太网卡
（310Mbps/100Mbps集线器
（4）网桥
3.2.1集线器的主要功能和特性
集线器是以太网中最关键的设备之一，它处于星型物理拓朴结构的中心，把网络中各节点连成一体。
只有通过集线器，网络中节点之间的通信才能完成。
集线器通常具有如下功能：
（1）作为以太网的集中连接点；
（2）放大接收到的信号；
（3）通过网络传播信号；
（4）无过滤和路径检测或交接功能；
（5）不同速率的集线不能级联。
集线器通常采用RJ-45标准接口，上图显示了一个具有多个RJ-45端口的以太网集线器。
一般集线器可以有4-32个端口，更大型的的集线器甚至采用模块化结构，每插入一片类似接口卡的集线器模块，就能扩充数十个端口，这种集线器又称为Concentrator。
.计算机或其他终端设备可以通过UTP电缆与集线器RJ-45端口相连，成为网络一部分。
利用集线器对信号的放大功能，通过集线器的级联可以将以太网覆盖范围扩大。
集线器是对网络进行集中管理的最小单元，从逻辑上看，通过集线器组成以太网（不论是单一集线器组成的还是集线器级联组成的）都是由一条电缆连接起来的。
当数据到达一个端口后,集线器不经过路径检测和过滤处理，直接将信息“广播”到所有端口，不管这些端口连接的设备是否需要这些数据。
节点越多,集线器"广播"量越大，整个网络的性能也就越差。
根据集线器的速度不同，可将集线器分为10Mb/s，100Mb/s，10Mb/100Mb/s自适应三种类型。
3.2.2网卡
1、网络接口卡简称为卡，它是构成网络的基本部件。
计算机过添加网络接口卡,可将计算机与局域网中的通信介质相连，从而达到将计算机接入网络的目的。
2、网卡的主要功能包括：
（1）实现计算机与局域网传输介质之间的物理连接和电信号匹配，接收和执行计算机送来的各种控制命令，完成物理层功能；
（2）按照使用的介质访问控制方法，实现共享网络的介质访问控制、信息帧的发送与接收、差错校验等数据链路层的基本功能；
（3）提供数据缓存能力，实现无盘工作站的复位和引导。
3、带有RJ-45接口的网卡类型
（1）根据带宽
• 10Mb/s网卡：
与符合10BASE-T的集线器连接
• 100Mb/s网卡：
与符合100BASE-T的集线器连接
• 10M/100M自适应网卡：
根据集线器的类别，自动适应网络速率
（2）根据总线
按总线接口划分有以下四种：
ISA接口、PCI接口、USB接口和PCMCIA接口。
• ISA总线
随着PC架构的演化，ISA总线因速度缓慢、安装复杂等自身难以克服的问题，完成了历史使命，ISA总线的网卡也随之消亡了。
一般来讲，10Mbps网卡多为ISA总线，大多用于低档的电脑中。
• PCI总线
PCI总线在服务器和桌面机中有不可替代的地位。
32位33MHz下的PCI，数据传输率可达到132MB/s，而64位66MHz的PCI，最大数据传输率可达到267MB/s，从而适应了电脑高速CPU对数据处理的需求和多媒体应用的需求，所以，现在的网卡是几乎清一色的PCI总线。
• PCMCIA总线
PCMCIA网卡是用于笔记本电脑的一种网卡，大小与扑克牌差不多，只是厚度厚一些，在3～4mm左右。
PCMCIA是笔记本电脑使用的总线，PCMCIA插槽是笔记本电脑用于扩展功能使用的扩展槽。
PCMCIA总线分为两类，一类为16位的PCMCIA，另一类为32位的CardBus。
CardBus是一种用于笔记本电脑的新的高性能PC卡总线接口标准，不仅能提供更快的传输速率，而且可以独立于主CPU，与电脑内存间直接交换数据，减轻了CPU的负担。
• USB接口
USB作为一种新型的总线技术，由于传输速率远远大于传统的并行口和串行口，设备安装简单又支持热插拔，已被广泛应用于鼠标、键盘、打印机、扫描仪、Modem、音箱等各式设备，网络适配器自然也不例外。
USB网络适配器其实是一种外置式网卡。
（3）应用领域
工作站网卡：
10/100M自适应、1个端口
服务器网卡：
100M,可网管
3.2.3非屏蔽双绞线
1、非屏蔽双绞线UTP由8根铜缆组成。
其中，这8根线由绝缘体分开，每两根线通过相互绞合成螺旋状而形成一对（“双绞线”因而得名）。
在这4对线的外部是一层外保护套，用于保护内部纤细的铜导体和加强拉伸力。
2、常用的颜色与线号的对应关系
• 橙
（2）和橙白
（1）
• 绿（6）和绿白（3）
• 蓝（4）和蓝白（5）
• 棕（8）和棕白（7）
3、10M/100M以太网中的非屏蔽双绞线
• 10Mbps/100Mbps以太网利用非屏蔽双绞线中的两对线进行信息传输
• 10Mbps/100Mbps以太网使用的线对
• 发送：
1（橙白）、2（橙）
• 接收：
3（绿白）、6（绿）
4、RJ-45接头和接口
5、基本连接规则
• 自己的发线要与对方的的收线相连
• 自己的收线要与对方的的发线相连
6、直通UTP电缆
（1）计算机与集线器相连
（2）利用集线器的直通级联端口与另一集线器的普通交叉端口级联
7、交叉UTP电缆
集线器之间的级联有两种不同的情况。
第一种是集线器的直通级联端口与另一集线器的普通交叉端口相连接，如图所示，那么普通的直通UTP电线就可完成级联任务。
第二种是集线器的普通交叉口与另一集线器的普通交叉端口相连，如图所示，则必须使用交叉UTP电缆。
3.3双绞线以太网组网
3.3.1单集线器结构
如果网络的规模不大，需要联网的计算机数量小而且集中（例如在一个办公室），则可以考滤用单一集线器的模式进行组网。
根据网络应用对网络速率的要求，可以组成100M或10M的网络。
1、适用环境
• 网络规模不大
• 计算机比较集中
2、10Mb/s以太网
• 10Mb/s网卡（或10Mbps/100Mbps自适应网卡）
• 3类以上UTP电缆
• 10BASE-T集线器
• 每段UTP电缆最大长度100m
3、100Mb/s以太网
• 100Mb/s网卡（或10Mbps/100Mbps自适应网卡）
• 5类以上UTP电缆
• 100BASE-T集线器
• 每段UTP电缆最大长度100m
3.3.2多集线器级联结构
1、适用环境
• 计算机的数量超过单一集线器所能提供的端口数
• 计算机位置比较分散
2、集线器级联方式
• 利用集线器的级联端口与另一台集线器的普通端口级联（需要直通UTP电缆）
• 利用两个集线器上的普通端口级联（需要交叉UTP电缆）
3、10Mb/s集线器和100Mb/s集线器不能相互级联
4、多集线器进行级联时，一般可以采用平行式级联和树型级联两种方式。
（1）平行式级联
（2）树形级联
6、多集线器10Mb/s以太网配置规则
• 10Mb/s网卡（或10Mbps/100Mbps自适应网卡）
• 3类以上UTP电缆
• 10BASE-T集线器
• 每段UTP电缆的最大长度100m
• 任意两个节点之间最多可以有5个网段，经过4个集线器
• 整个网络的最大覆盖范围为500m
• 网络中不能出现环路
7、多集线器100Mb/s以太网配置规则
• 100Mb/s网卡（或10bps/100Mbps自适应网卡）
• 5类以上UTP电缆
• 100BASE-T集线器
• 每段UTP电缆的最大长度100m
• 任意两个节点之间最多可以经过2个集线器
• 集线器之间的电缆长度不能超过5m
• 整个网络的最大覆盖范围为205m
• 网络中不能出现环路
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