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计算机网络实验指导书.doc
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2022-06-14
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计算机网络实验指导书
第一部分:局域网组装实验
实验一:常见网络设备与连接线缆介绍
实验目的:了解常见的网络设备及其特点
了解常见网络传输介质及其特点
实 验 器 材 : 集 线 器 ( HUB ) 、 交 换 机 ( SWITCH ) 、 路 由 器
(ROUTER);
双绞线、同轴电缆、光缆
实验内容:
1、集线器简介
集线器的英文称为“Hub”。“ Hub”是“中心”的意思,集线器的主要功能是
对接收到的信号进行再生整形放大,以扩大网络的传输距离,同时把所有节点
集中在以它为中心的节点上。它工作于 OSI(开放系统互联参考模型)参考模型
第一层,即“物理层”。集线器与网卡、网线等传输介质一样,属于局域网中的
基础设备,采用 CSMA/CD(一种检测协议)访问方式。
集线器属于纯硬件网络底层设备,基本上不具有类似于交换机的 "智能记
忆"能力和"学习"能力。它也不具备交换机所具有的 MAC 地址表,所以它发送
数据时都是没有针对性的,而是采用广播方式发送。也就是说当它要向某节点
发送数据时,不是直接把数据发送到目的节点,而是把数据包发送到与集线器
相连的所有节点,如图一所示。
图一:集线器
2、交换机简介
交换机(Switch)也叫交换式集线器,是一种工作在 OSI 第二层(数据链路层,
参见“广域网”定义)上的、基于 MAC (网卡的介质访问控制地址)识别、能完成封
装转发数据包功能的网络设备。它通过对信息进行重新生成,并经过内部处理
后转发至指定端口,具备自动寻址能力和交换作用。
交换机不懂得 IP 地址,但它可以“学习”源主机的 MAC 地址,并把其存放在
内部地址表中,通过在数据帧的始发者和目标接收者之间建立临时的交换路径,
使数据帧直接由源地址到达目的地址。交换机上的所有端口均有独享的信道带
宽,以保证每个端口上数据的快速有效传输。由于交换机根据所传递信息包的
目的地址,将每一信息包独立地从源端口送至目的端口,而不会向所有端口发
送,避免了和其它端口发生冲突,因此,交换机可以同时互不影响的传送这些
信息包,并防止传输冲突,提高了网络的实际吞吐量。
图二:交换机
3、路由器简介
路由器是一种连接多个网络或网段的网络设备,它能将不同网络或网段之
间的数据信息进行“翻译”,以使它们能够相互“读”懂对方的数据,从而构成一个
更大的网络。
图三:路由器
4、传输介质之双绞线
双绞线的英文名字叫 Twist-Pair。是综合布线工程中最常用的一种传输介
质。它分为两种类型:屏蔽双绞线和非屏蔽双绞线。屏蔽双绞线电缆的外层由
铝铂包裹,以减小辐射,但并不能完全消除辐射,屏蔽双绞线价格相对较高,
安装时要比非屏蔽双绞线电缆困难。非屏蔽双绞线电缆具有以下优点: ( 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。
双绞线采用了一对互相绝缘的金属导线互相绞合的方式来抵御一部分外界电
磁波干扰。把两根绝缘的铜导线按一定密度互相绞在一起,可以降低信号干扰
的程度,每一根导线在传输中辐射的电波会被另一根线上发出的电波抵消。“双
绞线”的名字也是由此而来。双绞线是由 4 对双绞线一起包在一个绝缘电缆套管
里的。一般双绞线扭线的越密其抗干扰能力就越强,与其他传输介质相比,双
绞线在传输距离,信道宽度和数据传输速度等方面均受到一定限制,但价格较
为低廉。
双绞线常见的有 3 类线,5 类线和超 5 类线,以及最新的 6 类线,前者线径
细而后者线径粗,型号如下:
1)一类线:主要用于传输语音(一类标准主要用于八十年代初之前的电话
线缆),不同于数据传输。
2)二类线:传输频率为 1MHZ,用于语音传输和最高传输速率 4Mbps 的
数据传输,常见于使用 4MBPS 规范令牌传递协议的旧的令牌网。
3)三类线:指目前在 ANSI 和 EIA/TIA568 标准中指定的电缆,该电缆的传
输频率 16MHz,用于语音传输及最高传输速率为 10Mbps 的数据传输主要用
于 10BASE--T。
4)四类线:该类电缆的传输频率为 20MHz,用于语音传输和最高传输速率
16Mbps 的数据传输主要用于基于令牌的局域网和 10BASE-T/100BASE-T。
5)五类线:该类电缆增加了绕线密度,外套一种高质量的绝缘材料,传输
率为 100MHz,用于语音传输和最高传输速率为 10Mbps 的数据传输,主要用
于 100BASE-T 和 10BASE-T 网络。这是最常用的以太网电缆。
6)超五类线:超 5 类具有衰减小,串扰少,并且具有更高的衰减与串扰的
比值(ACR)和信噪比(Structural Return Loss)、更小的时延误差,性能得到
很大提高。超 5 类线主要用于千兆位以太网(1000Mbps)。
7)六类线:该类电缆的传输频率为 1MHz~250MHz,六类布线系统在
200MHz 时综合衰减串扰比(PS-ACR)应该有较大的余量,它提供 2 倍于超
五类的带宽。六类布线的传输性能远远高于超五类标准,最适用于传输速率高
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