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2012年下半年 上午试卷 综合知识
第 23 题
知识点 网络分类   交换机   局域网   双绞线  
关键词 交换机   局域网   双绞线   网络拓扑结构   微机   拓扑结构   网络   网络拓扑  
章/节 信息系统及其技术和开发方法  
 
 
某实验室准备建立一个由20台计算机组成的局域网,为节约费用,适宜采用通用的(23)技术,采用交换机式HUB和双绞线进行组网,其网络拓扑结构为(24),HUB与微机工作站之间的最长距离为(25)米.
 
  A.  以太网
 
  B.  令牌环网
 
  C.  双总线网络
 
  D.  ATM
 
 




 
 
相关试题     计算机网络技术(标准与协议、网络设备、网络接入、网络设计与规划、性能指标) 

  第22题    2015年下半年  
网络路由器(22)。

  第55题    2011年下半年  
某机房工程公司承接了一个大型机房的UPS工程。公司项目经理组建了工作团队。施工过程中,项目经理发现一个熟练电工一时大意,未按照规范端接电池连线,极可能造成严重的安全事故。从团队管理角度..

  第20题    2010年下半年  
在以下几种网络交换技术中,适用于计算机网络、数据传输可靠、线路利用率较高且经济成本较低的是(20)。

 
知识点讲解
· 网络分类
· 交换机
· 局域网
· 双绞线
 
        网络分类
        按照不同的分类方法,网络可以分为不同的类型。
        1.按网络的地理位置分类
        .局域网(Local Area Network,LAN):一般位于一个建筑物或一个单位内,不存在寻径问题,不包括网络层的应用。这种网络的特点是连接范围窄、用户数少、配置容易,并且连接速度高。IEEE 802定义了多种主要的局域网,即以太网(Ethernet)、令牌环网(Token King)、光纤分布式接口网络(FDDI)、异步传输模式网(ATM)以及无线局域网(WLAN)。
        .城域网(Metropolis Area Network,MAN):一种最大可覆盖城市及其郊区范围、提供丰富业务和支持多种通信协议的公用网。特征是公用多业务网。一个完整的城域网在垂直方向上由城域传送网、城域承载网、城域业务/应用网及支撑网组成。目前城域网应用比较多的模式有SDH多业务平台、弹性分组环多业务平台和电信级以太网多业务平台。
        .广域网(Wide Area Network,WAN):也称“远程网”,它一般连接不同城市之间的LAN或者MAN网络。由于距离远,信息衰减比较严重,这种网络一般要租用专线。通过接口信息处理(IMP)协议和线路连接起来构成网状结构,解决寻径问题。
        .因特网(Internet):最大的一种网络,特点是不定性,整个网络中的计算机每时每刻都在不断变化。其优点是信息量大,传播广。
        2.按网络的拓扑结构分类
        .总线型拓扑结构:所有的站点共享一条数据通道,任意时刻只有一台机器是主站,可向其他站点发送信息。其传递方式总是从发送信息的节点开始向两端扩散,因此称为“广播式计算机网络”。优点是结构简单、易于扩充、控制简单、便于组网、造价成本低,以及某个站点的故障一般不会影响整个网络。缺点是可靠性较低,查找分支故障困难。
        .星型拓扑结构:指各工作站以星型方式连接成网,网络的中央节点和其他节点直接相连。这种结构以中央节点为中心,又称为“集中式网络”。特点是很容易在网络中增加新的站点,数据的安全性和优先级容易控制,易实现网络监控,但中心节点的故障会引起整个网络瘫痪。
        .环型拓扑结构:将计算机连成一个环,每台计算机按位置不同有一个顺序编号,信号按计算机顺序以“接力”方式传输。环型网容易安装和监控,但容量有限,网络建成后,难以增加新的站点。
        3.按传输介质分类
        .有线网络:采用同轴电缆和双绞线来连接的计算机网络。同轴电缆网是常见的一种连网方式,它比较经济,安装较为便利,传输率和抗干扰能力一般,传输距离较短。双绞线网是目前最常见的连网方式,它价格便宜,安装方便,但易受干扰,传输率较低,传输距离比同轴电缆要短。
        .光纤网络:光纤网也是有线网的一种,但由于其特殊性而单独列出,光纤网采用光导纤维作传输介质。光纤传输距离长,传输率高,可达数千兆位每秒,抗干扰性强,不会受到电子监听设备的监听,是高安全性网络的理想选择。
        .无线网络:采用空气作传输介质,用电磁波作为载体来传输数据,联网方式灵活。
        4.按通信方式分类
        .点对点传输网络:数据以点到点的方式在计算机或通信设备中传输。星型网、环型网采用这种传输方式。
        .广播式传输网络:数据在共用介质中传输。无线网和总线型网络属于这种类型。
 
        交换机
        交换机是一个具有简化、低价、高性能和高端口密集特点的交换产品,它是按每一个包中的MAC地址相对简单地决策信息转发,而这种转发决策一般不考虑包中隐藏的更深的其他信息。交换机转发数据的延迟很小,操作接近单个局域网性能,远远超过了普通桥接的转发性能。交换技术允许共享型和专用型的局域网段进行带宽调整,以减轻局域网之间信息流通出现的瓶颈问题。
        交换机的工作过程为:当交换机从某一节点收到一个以太网帧后,将立即在其内存中的地址表(端口号一MAC地址)进行查找,以确认该目的MAC的网卡连接在哪一个节点上,然后将该帧转发至该节点。如果在地址表中没有找到该MAC地址,也就是说,该目的MAC地址是首次出现,交换机就将数据包广播到所有节点。拥有该MAC地址的网卡在接收到该广播帧后,将立即做出应答,从而使交换机将其节点的“MAC地址”添加到MAC地址表中。
        交换机的三种交换技术:端口交换、帧交换和信元交换。
        (1)端口交换技术用于将以太模块的端口在背板的多个网段之间进行分配、平衡。
        (2)帧交换技术对网络帧的处理方式分为直通交换和存储转发。其中,直通交换方式可提供线速处理能力,交换机只读出网络帧的前14个字节,便将网络帧传送到相应的端口上;存储转发方式通过对网络帧的读取进行验错和控制。
        (3)信元交换技术采用长度(53个字节)固定的信元交换,由于长度固定,因而便于用硬件实现。
 
        局域网
        局域网(Local Area Network, LAN),是在传输距离较短的前提下,所发展的相关技术的集合,用于将小区域内的各种计算机设备和通信设备互联在一起,组成资源共享的通信网络。在局域网中常见的传输媒介有双绞线、细/粗同轴电缆、微波、射频信号和红外线等。其主要特点如下。
        (1)距离短:0.1km~25km,可以是一个建筑物内、一个校园内或办公室内。
        (2)速度快:4Mbps~1Gbps,从早期的4Mbps、10Mbps及100Mbps发展到现在的1000Mbps(1Gbps),而且还在不断向前发展。
        (3)高可靠性:由于距离很近,传输相当可靠,有极低的误码率。
        (4)成本较低:由于覆盖的地域较小,因此传输媒介、网络设备的价格都相对较便宜,管理也比较简单。
        根据技术的不同,局域网有以太网(Ethernet)、令牌环网络(Token Ring)、Apple Talk网络和ArcNet网络等几种类型。现在,几乎所有的局域网都是基于以太网实现的。当然,随着应用需求的不断提高,也对局域网技术提出了新的挑战,出现了一批像FDDI(Fiber Distributed Data Interface,光纤分布式数据接口)一样的技术。
 
        双绞线
        双绞线(Twisted Pair,TP)是目前计算机网络综合布线中最常用的一种传输介质。双绞线由一对一对的带绝缘塑料保护层的铜线组成。每对绝缘的铜导线按一定密度互相绞在一起,可有效地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。双绞线一般由两根22号、24号、26号绝缘铜导线相互缠绕而成。如果把一对或多对双绞线放在一个绝缘套管中便成了双绞线电缆。在双绞线电缆(也称双扭线电缆)内,不同线对具有不同的扭绞长度,通常情况下,扭绞长度在38.1~14cm内,按逆时针方向扭绞,相临线对的扭绞长度在12.7cm以上。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。
        目前,双绞线可分为非屏蔽双绞线(Unshielded Twisted Pair,UTP)和屏蔽双绞线(Shielded Twisted Pair,STP)。
        虽然双绞线主要是用来传输模拟声音信息的,但同样适用于数字信号的传输,特别适用于较短距离的信息传输。在传输期间,信号的衰减比较大,并且产生波形畸变。采用双绞线的局域网的带宽取决于所用的铜质导线的质量、长度及传输技术。只要精心选择双绞线、进行标准化安装,就可以获得较高的传输率,通常100m可以达到155Mb/s。
        因为双绞线传输信息时会向周围辐射,所以信息比较容易窃听。当然这只需要耗费较小的代价即额外增加一层屏蔽层,就可以避免这类情况发生,这就是通常使用的屏蔽双绞线。屏蔽双绞线的外层都是由一层铝箔包裹的,可以有效地减小辐射,当然也不能完全消除辐射。屏蔽双绞线的价格相对非屏蔽双绞线来说高一些,安装也比非屏蔽双绞线难一些。类似于同轴电缆,它必须配有支持屏蔽功能的特殊连结器和相应的安装技术。但它有较高的传输速率,100米内可达到155Mb/s。
        计算机网络综合布线经常使用的4对非屏蔽双绞线的结构如下图所示。
        
        常用的4对非屏蔽双绞线结构示意图
        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。
               规格型号
               EIA/TIA(Electronic Industries Association/Telecommunications Industry Association,美国电子工业协会/美国电信工业协会)为双绞线电缆定义了多种不同质量的型号。计算机网络综合布线使用第三、四、五、超五、六类。主要的种类型号如下:
               (1)第一类:主要用于传输语音(一类标准主要用于20世纪80年代初之前的电话线缆),不用于数据传输。
               (2)第二类:传输频率为1MHz,用于语音传输和最高传输速率4Mb/s的数据传输,常见于使用4Mb/s规范令牌传递协议的旧的令牌网。
               (3)第三类:指目前在ANSI和EIA/TIA568标准中指定的电缆。该电缆的传输频率为16MHz,用于语音传输及最高传输速率为10Mb/s的数据传输,主要用于10base-T。
               (4)第四类:该类电缆的传输频率为20MHz,用于语音传输和最高传输速率16Mb/s的数据传输,主要用于基于令牌的局域网和10base-T/100base-T。
               (5)第五类:该类电缆增加了绕线密度,外套一种高质量的绝缘材料,传输频率为100MHz,用于语音传输和最高传输速率为100Mb/s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:在五类双绞线的基础上,增加了额外的参数(近端串扰、衰减串扰比)和部分性能的提升,传输速率为100Mb/s。
               (7)第六类:物理上与超五类不同,线与线对之间是分隔的,传输速率为250Mb/s。
               同时又由于双绞线有屏蔽双绞线和非屏蔽双绞线之分,这样双绞线的种类就更多了,具体规格和传输速率如下图所示。
               
               各种规格的双绞线
               性能指标
               对于各种类的双绞线,用户所关心的能够代表其特征的性能指标有衰减、近端串扰、阻抗特性、分布电容、直流电阻等。
               (1)衰减(Attenuation)。衰减是沿链路的信号损失度量。衰减与线缆的长度有关系,随着长度的增加,信号衰减也随之增加。衰减用dB作单位,表示源传送端信号到接收端信号强度的比率。又因为衰减随频率而变化,所以应该测量在应用范围内的全部频率上的衰减。
               (2)近端串扰(Near-End Crosstalk Loss,NEXT)。串扰可分为近端串扰和远端串扰(Far-End Crosstalk Loss,FEXT),测试仪主要是测量NEXT,由于存在线路损耗,因此FEXT的量值的影响较小,在三类、五类线缆中可以忽略不计。近端串扰损耗是测量一条UTP链路中从一对线到另一对线的信号耦合。对于UTP链路,NEXT是一个关键的性能指标,也是最难精确测量的一个指标。随着信号频率的增加,其测量难度将加大。NEXT并不表示在近端点所产生的串扰值,只是表示在近端点所测量到的串扰值。这个量值会随电缆长度不同而变,电缆越长,其值变得越小。同时发送端的信号也会衰减,对其他线对的串扰也相对变小。实验证明,只有在40m内测量得到的NEXT是较真实的。如果另一端是远于40m的信息插座,那么它会产生一定程度的串扰,但测试仪可能无法测量到这个串扰值。因此,最好在两个端点都进行NEXT测量。现在的测试仪都配有相应设备,使得在链路一端就能测量出两端的NEXT值。
               (3)直流电阻。直流环路电阻会消耗一部分信号,并将其转变成热量。它是指一对导线电阻的和,11801规格的双绞线的直流电阻不得大于19.2Ω。每对间的差异不能太大(小于0.1Ω),否则表示接触不良,必须检查连接点。
               (4)特性阻抗。与环路直流电阻不同,特性阻抗包括电阻及频率为1~100MHz的电感阻抗及电容阻抗,它与一对电线之间的距离及绝缘体的电气性能有关。各种电缆有不同的特性阻抗,而双绞线电缆则有100Ω、120Ω及150Ω几种(其中,120Ω的线缆在中国不生产)。
               (5)衰减串扰比(Attenuation-to-Crosstalk Ratio,ACR)。在某些频率范围,串扰与衰减量的比例关系是反映电缆性能的另一个重要参数。ACR有时也以信噪比(Signal-Noise Ratio,SNR)表示,它由最差的衰减量与NEXT量值的相减得到的。ACR值越大,表示抗干扰的能力越强。一般系统要求至少大于10dB。
               双绞线在外观上的文字
               双绞线一般每隔两英尺(foot,1foot=30.48cm)就有一段文字,解释了有关此线缆的相关信息。下面以CSAI公司生产的线缆为例,其文字为:
               CSAI SYSTEMS CABLEE138034 0100
               24AWG(UL)CMR/MPR ORC(UL)PCC
               FT4 VERIFIED ETL CAT5 O44766 FT 0907
               其中的具体含义如下所述:
               (1)CSAI:代表生产该线缆公司的名称为CSAI。
               (2)0100:表示特性阻抗为100Ω。
               (3)24:表示线芯是24号的(线芯有22、24、26三种规格)。
               (4)AWG:表示美国线缆规格标准。
               (5)UL:表示通过认证的标准。
               (6)FT4:表示4对线。
               (7)CAT5:表示五类线。
               (8)044766:表示线缆当前处在的英尺数。
               (9)0807:表示生产日期是2008年7月。
               布线标准
               EIA/TIA的布线标准中规定了两种双绞线的线序,分别是T568A与T568B,这两个标准是最常使用的布线标准,如下图所示。
               
               T568A和T568B针脚示意图
               (1)T568A规定的连接方法是:
               1——白绿(就是白色的外层上有些绿色,表示和绿色的是一对线)。
               2——绿色。
               3——白橙(就是白色的外层上有些橙色,表示和橙色的是一对线)。
               4——蓝色。
               5——白蓝(就是白色的外层上有些蓝色,表示和蓝色的是一对线)。
               6——橙色。
               7——白棕(就是白色的外层上有些棕色,表示和棕色的是一对线)。
               8——棕色。
               (2)T568B规定的连接方法是:
               1——白橙。
               2——橙色。
               3——白绿。
               4——蓝色。
               5——白蓝。
               6——绿色。
               7——白棕(就是白色的外层上有些棕色,表示和棕色的是一对线)。
               8——棕色。
               在通常的工程实践中,T568B使用得较多。不管使用哪一种标准,一根五类线或超五类的两端都必须使用同一种标准。
               直通线与交叉线
               直通线(Straight Cable)是指线缆两端的线序排列完全相同的网线(要么两端全部使用T568A,要么两端全部使用T568B)。
               交叉线(Crossover Cable)是指线缆两端的线序一边是按照T568A标准连接,另一边按照T568B标准连接。
               用户可根据实际需要选用直通线或交叉线,各种使用情况如下表所示。
               
               交叉线和直通线适用范围
               在实际通信中只需要用到双绞线八根铜线中的第1、2、3、6四条铜线。



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