计算机网络浅析

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计算机网络浅析之三
以太网是大家见的最多的一种局域网，它在各企、事业单位网络中得到了充分的应用。因为以太网大家上面已经说过它其实发展到今天已不是单一的一种网络，而是一系列网
络的总称，但是作为初级学员大家还是从最基本的以太网着手了解以太局域网的组建方法。下面先来认识双绞线和同轴电缆以太局域网网线制作所需的材料及工具。

　　一、双绞线网线制作的材料及工具

　　在双绞线以太网网线制作中首先要做的工作就是准备必要的材料和工具，只有对这些材料和工具有了充分了解后才可以制作符合要求的网线，为此本篇先来简单先容这些材料和制作工具，具体的制作步骤将在下一篇先容。制作以太网线所需材料及工具主要包括：双绞线、RJ-45水晶头、剥线钳、双绞线专用压线钳等。

　　1. 双绞线（Twisted-Pair Cable；TP）

　　双绞线是由不同颜色的4对8芯线组成，每两条按一定规则绞织在一起，成为一个芯线对。作为以太局域网最基本的连接、传输介质，人们对双绞网线的重视程度是不够的，总认为它无足轻重，其实做过网络的人都知道绝对不是这样的，相反它在一定程度上决定了整个网络性能。这一点其实大家很容易理解，一般来说越是基础的东西越是取着决定性的作用，如大家的生活水平，如果大家平常的水、电、日常生活用品都很难保证供应，您说大家还要那些高科技有什么用，大家的生活水平能说很高吗？双绞线作为网络连接的传输介质，将来网络上的所有信息都需要在这样一个信道中传输，您能说它不重要吗？如果双绞线本身质量不好，传输速率受到限制，您说即使其它网络设备的性能再好，传输速度再高又有什么用呢？因为双绞线已成为整个网络传输速度的一个瓶颈。它一般有屏蔽（Shielded Twicted-Pair ；STP）与非屏蔽（Unshielded Twisted-Pair ；UTP）双绞线之分，屏蔽的当然在电磁屏蔽性能方面比非屏蔽的要好些，但价格也要贵些。

　　双绞线按电气性能划分的话，通常分为：三类、四类、五类、超五类、六类、七类双绞线等类型，数字越大，版本越新、技术越先进、带宽也越宽，当然价格也越贵了。三类、四类线目前在市场上几乎没有了，如果有，也不是以三类或四类线出现，而是假以五类，甚至超五类线出售，这是目前假五类线最多的一种。目前在一般局域网中常见的是五类、超五类或者六类非屏蔽双绞线，图1所示的左图为一段非屏蔽超五类双线示意图，而右图为一段屏蔽的双绞线。可以从图中看出，屏蔽的五类双绞线外面包有一层屏蔽用的金属膜，它的抗干扰性能好些，但应用的条件比较苛刻，不是用了屏蔽的双绞线，在抗干扰方面就一定强于非屏蔽双绞线。屏蔽双绞线的屏蔽作用只在整个电缆均有屏蔽装置，并且两端正确接地的情况下才起作用。所以，要求整个系统全部是屏蔽器件，包括电缆、插座、水晶头和配线架等，同时建筑物需要有良好的地线系统。事实上，在实际施工时，很难全部完美接地，从而使屏蔽层本身成为最大的干扰源，导致性能甚至远不如非屏蔽双绞线UTP。所以，除非有特殊需要，通常在综合布线系统中只采用非屏蔽双绞线。

　　双绞线作为一种价格低廉、性能优良的传输介质，在综合布线系统中被广泛应用于水平布线。双绞线价格低廉、连接可*、维护简单，可提供高达1000Mbps的传输带宽，不仅可用于数据传输，而且还可以用于语音和多媒体传输。目前的超五类和六类非屏蔽双绞线可以轻松提供155Mbps的通信带宽，并拥有升级至千兆的带宽潜力，因此，成为当今水平布线的首选线缆。

　　在六类双绞线产品家族中，主要的品牌有如下几个：
　　（1）安普

　　安普（AMP）这一品牌是大家见的最多，也是最常用的一个，几乎每一个网线经营店铺都可见到它的身影，它的最大特点就是质量好、价格便宜，整箱购买的话，通常正品安普超大业双绞线每米也只需1.5元左右。正因如此受欢迎，所以它的假货也是最多的，有的到了几乎可以以假乱真了，很难区分真假。

　　AMP的六类双绞线系统是由Quantum UTP线缆、Quantum模块化信息插座系统、Quantum模块化配线架系统和Quantum跳线等连接件组成。Quantum六类系统提供了200MHz的带宽，其UTP线缆模块化的连接由传统110系统或无需工具的模块化连接硬件组成，整个系统将轻易超越由ISO/IEC目前规定的六类布线应达到的性能标准。

　　（2）西蒙

　　西蒙（Siemon）产品在综合布线系统中是经常可以见到的，它相比安普品牌来说，档次要高许多，质量、技术特性都高出一个档次，当然其价格也高许多，所以在DIY市场中很难见到它的应用。不仅如此，它在综合布线系统中还提供了一整套的完整方案，包括后面要先容的网线制作和布线工具。

　　西蒙SYSTEM 6系统的频率带宽超过250MHz，同时可以保证在250MHz以内所有的性能参数都满足和超过六类标准草案的要求，西蒙企业可提供所有六类产品（连接硬件、线缆）及系统（基本链路和信道）的测试报告及第三方认证实验室（如DELTA、ETL）的测试认证。

　　（3）朗讯

　　朗讯（Lucent）这一品牌虽然听得较多，但是双绞线行业大家还是较少见到，特别是中、小型企业中。但这并不是说它就缺乏技术实力，相反它在高端网络组建中是经常可见其身影的。朗讯以贝尔实验室为后盾，朗讯科技设计开发的端到端“六类”布线系统SYSTIMAX GigaSPEED Solution，对网络中连接主机及计算机的布线统的每一元件都进行了革新，更加优化了布线系统的端到端性能。

　　GigaSPEED解决方案是一个性能超前的产品，其性能完全能达到及超过目前最新的六类标准草案的指标。GigaSPEED系统拥有14项世界专利，典型的GigaSPEED配置是水平系统UTP铜缆与垂直主干及建筑群子系统SYSTIMAX光纤的组。这种解决方案可为用户提供目前所需的网络性能，同时也为将来的网络应用和技术发展提供了充足的带宽。

　　（4） 丽特

　　丽特（NORDX/CDT）的千兆位六类2400系统采用IBDN PS5增强型连接和IBDN 2400系列非屏蔽电缆，能够提供2.4Gbps的数据传输率，其电缆提供了较高的频带宽度和余量，以保证更广泛的应用。而丽特新的六类产品IBDN System 4800LX将达到4.8Gbps的数据传输率，它由新型的IBDN 4800LX电缆、PS6连接硬件和PS6标准线缆组成，能提供300MHz的带宽性能。与当前的六类建议标准草案相比，IBDN System 4800LX 在各项性能参数上都有显著提高。

　　（5）IBM

　　IBM 的ACS银系列产品符合ISO/IEC 11801 六类/E级标准草案、EN 50173 六类E级标准草案和TIA/EIA 568 六类标准草案。ACS银系列带宽达200MHz，可以更好地支撑千兆以太网及其它使用4对线缆传的网络。

　　IBM ACS银系列系统向下兼容五类或超五类，银系列和铜系列适用同类型配线架，易升级且保护投资。同时，IBM ACS银系列产品是一个100欧姆铜缆系统，它可与IBM ACS水晶系列产品进行整合，以实现不同楼层之间、集线器和楼宇之间光缆的连接，这时水晶系列产品可以为水平系统上低速的银系列产品性能提供高速的连接。
2. RJ-45水晶头：

　　之所把它称之为“水晶头”，估计是因为它的外表晶莹透亮的原因而得名的吧。双绞线的两端必须都安装RJ-45插头，以便插在网卡、集线器（Hub）或交换机（Switch）RJ-45接口上。水晶头也有几种档次之分，一般比较好的也是如AMP这样的名牌大厂的质量好些。价格嘛，很便宜，约为1.5元一个。不过在选购时千万别贪图便宜，否则质量得不到保证，主要体现在它的接触探针是镀铜的，容易生锈，造成接触不良，网络不通。质量差的还有一点明显表现为塑料扣位不紧（通常是变形所致），也很容易造成接触不良，网络中断。如图2所示的左图是单个的水晶头图示，右图为一段做好网线的水晶头。

　　水晶头虽小，但在网络的重要性一点都不能小看，在许多网络故障中就有相当一部分是因为水晶头质量不好而造成的。关于在选购水晶头等网络附件时的注意事项，后面将详细先容。在此就不再多讲了。

　　3. 双绞线网线制作工具

　　在双绞网线制作中，最简单的方法就只需一把网线压线钳即可，如图3所示。它可以完成剪线、剥线和压线三种用途。在购买网线钳时一定要注意选对种类，因为网线钳针对不同的线材会有不同的规格，一定要选用双绞线专用的压线钳才可用来制作双绞以太网线。三种常见的剥线钳如图4所示。

二、双绞网线布线材料及工具

　　前面先容了制作双绞网线的材料及工具，下面接着先容网线布线的材料和工具。这也是网络组建的基础，因为网线做好后不可能就随便拿它来进行乱连，通常这些网线是直接埋在墙壁之中，为了美观和紧固作用，通常在网线的终端会加上一个网线信息插座，这样与工作站连接的网线就可以直接插到墙壁的信息插座RJ-45插孔上。下面简单先容这些布线材料和工具。

　　1. 信息插座

　　信息插座一般是安装在墙面上的，也有桌面型和地面型的，主要是为了方便工作站的移动，并且保持整个布线的美观，以上三种信息插座分别是如图5中左、中、右边所示。

　　2. 网线模块：
　　与信息插座配套的是网线模块，这个模块就是安装在信息插座中的，一般是通过卡位来实现固定的，通过它把从交换机出来的网线与接好水晶头的到工作站端的网线相连。目前网线模块也是比较杂，如杂牌的只有2元多一个，而正品却至少需要18元以上一个，所以现在通常的网络中大家还是比较喜欢选购杂牌的，因为在价格方面相差实在太大。如图6所示的是一种正品模块示意图。

　　3. 打线钳

　　信息插座与模块是嵌套在一起的，埋在墙中的网线是通过信息模块与外部网线进行连接的，墙内部网线与信息模块的连接是通过把网线的8条芯线按规定卡入信息模块的对应线槽中的。网线的卡入需用一种专用的卡线工具，称之为“打线钳”，如图7所示的第一、二幅是西蒙的两款单线打线钳，第三幅是西蒙的一款多对打钱工具。多对打线工具通常用于配线架网线芯线的安装。

　　4. 打线保护装置

　　因为把网线的4对芯线卡入到信息模块的过程比较费劲，并且由于信息模块容易划伤手，于是就有企业专门开发的一种打线保护装置，这样一则更加方便把网线卡入到信息模块中，另一方面也可以起到隔离手掌，保护手的作用。如图8所示的是西蒙的两款掌上防护装置（注意，上面嵌套的是信息模块，下面部分才是保护装置）。

　　以上先容了几款布线材料和工具，要注意的是这些看似简单的网络附件或工具产品都较贵。就拿打线钳来说吧，贵的有好几百元一把，杂牌的虽然没那么好使，但却相当便宜，最便宜的打线钳只需要20元，中档的也只有60元左右。至于掌上防护装置就不是必选工具了，一般来说是不选的，只是在专业的网络布线企业中可以会有这些配套工具，在小网络的布线我看就没有太大必要了。

三、同轴电缆网线制作材料及工具

　　同轴电缆也是局域网中最常见的传输介质之一，它主要应用于环形的小型局域网中。虽然这种网络相对而言双绞线星形网络来说存在诸多不足之处，但是它的优点也是非常明显的，那就是它无需任何集中接入设备，就可以同时接入多达20台工作站，所以它的网络构建成本非常低，是许多小型企业的首选！为此在本篇也对这种网线制作所需的线村及工具作一个简单先容，希翼对想组建这种局域网的读者有所帮助。

　　同轴电缆网线的制作材料及工具主要包括如下几种：同轴电缆（包括“粗缆”和“细缆”两种）、中继器、收发器（用细同轴电缆组网时没有这一项）、收发器电缆（用细同轴电缆组网时也没有这一项）、粗同轴电缆网线附件（N系列接头、N系列终端匹配器、N系列端接器）、细同轴电缆附件（BNC电缆连接器、BNC T型接头、BNC桶型接头、BNC终端匹配器）、同轴电缆网线压线钳等。下面主要先容应用最多的细同轴电缆网线制作材料及工具。

　　1. 同轴电缆

　　同轴电缆以太网连接的传输介质就是采用同轴电缆，如大家常见的有线电视电缆差不多。应用于计算机网络的同轴电缆主要有两种，即“粗缆”和“细缆”，都属于“基带同轴电缆”（以区别于广播电视所用的“宽带同轴电缆”）。

　　同轴电缆以硬铜线为芯，外包一层绝缘材料。这层绝缘材料用密织的网状导体环绕，网外又覆盖一层保护性材料。计算机网络一般选用RG-8规格的以太网粗缆和RG-58规格的以太网细缆，它们的匹配阻抗均为50Ω。

　　粗缆的全称为“粗同轴电缆”，简称为“AUI”，如图9左图所示。细缆是指“细同轴电缆”，它的英文简称为“BNC”，细同轴电缆与粗同轴电缆结构类似，只是直径细些，如图9右图所示的一条剥了皮的细同轴电缆。

　　粗同轴电缆与细同轴电缆是指同轴电缆的直径大还是小。粗缆适用于比较大型的局部网络,它的标准距离长、可*性高。由于安装时不需要切断电缆，因此可以根据需要灵活调整计算机的入网位置。但粗缆网络必须安装收发器和收发器电缆，安装难度大，单价也较细缆贵许多，所以总体造价高。相反，细缆安装则比较简单，造价也较低。由于安装过程要切断电缆，两头须装上基本网络连接头(BNC)，然后接在T型连接器两端，所以当接头多时容易产生接触不良的隐患，但这也是目前以太网所发生的最常见故障之一。总的来说目前普遍采用的还是细同轴电缆来构建网络。

　　另外，为了保持同轴电缆的正确电气特性,电缆屏蔽层必须接地。同时两头要有终端器来削弱信号反射作用。

　　2. BNC桶型接头：用于连接两段细同轴电缆，如图10所示。

　　3. BNC连接器：BNC电缆连接器必须连接到每段电缆的两端。BNC电缆连接器由一根中心针、一个外套和卡座组成。如图11所示的左图为组合在一起的BNC图示，而右图为各部分拆分后的图示，它包括BNC连接器基座、外套和探针三部分。

　　4. BNC T型接头：T型接头用于连接细缆的BNC连接器和网卡。T型接头提供信号进出的两个电缆连接。每台工作站都需要一个T型接头。如下图12所示。

　　5. 终端匹配器：每个粗同轴电缆网段都必须用50Ω系列终端匹配器连接，每个网段还必须有一个终端匹配器。每个细同轴电缆网段的两端都有必须有一个50Ω的BNC终端匹配器，直接连接于BNC T型接头用于连接BNC连接器的两端中的一端，然后再把匹配器的地线接触片与地线连接即可。如图13所示。

　　6. 网线钳：这种网线钳是用来卡住如图11所示的BNC连接器外套与基座的，它有一个用于压线的六角缺口,如图14所示。一般这种压线钳也同时具有剥线、剪线功能。

　　7. 剥线钳：剥线钳在制作细缆时是必备的工具，它的主要功能是用来剥掉细缆导线外部的两层绝缘层。如图15所示的是一款剥线钳图示。剥线钳上共有三个刀片，分别用于剥掉外层绝缘层、中间金属屏蔽层和内部绝缘层。刀片的切割深度，可由随刀赠送的螺杆调整其相应位置的内六角形螺母实现。顺时针方向时，抬高刀片，切割深度加重；逆时针方向时，降低刀片，切割深度变浅。

　　8. 中继器：它是一个可选设备，它是用来连接两个以太网的骨干网段，以加强电缆上的信号。

　　9. 收发器：收发器为粗同轴电缆与工作站之间的连接器。它有三个接头，两个为粗电缆进/出接头，第三个用于连接工作站。收发器连接到网络骨干电缆上有二种方法，夹紧法可钻入电缆而不必切断电缆来安装连接器，另一种方法是使用BNC型的收发器，它有一个T型接头，这时就必须切断电缆来安装接头。

　　10. 收发器电缆：它也是粗同轴电缆以太网专用，一般仅由收发器单元使用，电缆的两端分别有公、母接头。通过收发器电缆，信号才能在电缆与网卡之间传送。

　　11. N系列接头：N系列接头安装在粗缆的两端，只有T型接头的收发器才能使用此接头。N系列桶型接头用于连接两电缆段。