02 传输介质简介 - HCIA 华为认证路由交换工程师
文章目录
- 传输介质简介
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- 学习目标：
- 常见的传输介质
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- 1、介质 - 同轴电缆
- 2、介质 - 双绞线
- 3、介质 - 光纤
- 4、介质 - 串口线缆
- 冲突域
- 双工模式
- 总结
传输介质简介
通信网络除了包含通信设备本身之外，还包含连接这些设备的传输介质，如同同轴电缆（主要用于闭路电视，已经淘汰），双绞线和光纤。不同的传输介质具有不同的特性，这些特性直接影响到通信的诸多方面，如线路编码方式、传输速度和传输距离等。
学习目标：
- 了解一些常见的传输介质（识别介质类型等等）
- 理解冲突域和双工模式的基本概念
这里有两个主机，主机A和B，两台主机通过物理介质互联互通就组成了一个简单的网络，就像两个人要通过空气这个介质进行说话，在这里空气就是传输介质。
对于网络来说，最重要的传输介质就是物理介质。
常见的传输介质
1、介质 - 同轴电缆
同轴电缆用于闭路电路，有两种标准，一粗一细，粗的传输距离远，细的传输距离短。特点：带宽低，有冲突
同轴电缆是一种早期使用的传输介质,同轴电缆的标准分为两种, 10BASE2和10BASE5。这两种标准都支持10Mbps的传输速率,最长传输距离分别为185米和500米。一般情况下,10Base2同轴电缆使用 BNC接头,10Base5同轴电缆使用N型接头。
现在,10Mbps的传输速率早已不能满足目前企业网络需求,因此同轴电缆在目前企业网络中很少应用。
10BASE5和10BASE2是早期的两种以太网标准,它们均采用同轴电缆作为传输介质。10BASE5和10BASE2所使用的同轴电缆的直径分别为9.5mm和5mm,所以前者又称为粗缆,后者又称为细缆。一般情况下, 10BASE5的同轴电缆使用N型接头,10BASE2的同轴电缆使用BNC接头。10BASE5和10BASE2都支持10Mbps的传输速率,最长有效传输距离分别是500米和185米。
目前,这两种以太网已基本被淘汰,企业网中也几乎不再使用它们。
例题：局域网常用设备有：
A、 线缆（Cable）,如光纤、双绞线、同轴电缆等
B、 集线器（Hub）
C、 Modem/CSU/DSU
D、 路由器
2、介质 - 双绞线
为了避免电磁干扰，采用双绞的形式。与同轴电缆相比双绞线(Twisted Pair)具有更低的制造和部署成本, 因此在企业网络中被广泛应用。双绞线可分为屏蔽双绞线(Shielded Twisted Pair,STP)和非屏蔽双绞线(Unshielded Twisted Pair,UTP)。 屏蔽双绞线在双绞线不外层绝缘封套之间有一个金属屏蔽层,可以屏蔽电磁干扰。双绞线有很多种类型,不同类型的双绞线所支持的传输速率一般也不相同。
例如: 3类双绞线支持10Mbps传输速率;5类双绞线支持100Mbps传输速率,满足快速以太网标准;超5类双绞线及更高级别的双绞线支持千兆以太网传输。双绞线使用RJ-45接头连接网络设备。 为保证终端能够正确收収数据,RJ-45接头中的针脚必须按照一定的线序排列。
568B——橙白-橙-绿白-蓝-蓝白-绿-棕白-棕
1 3发 2 6收
如果要将两计算机通过双绞线直接连接，正确的线序是（ ）
A、1–1、2–2、3–3、4–4、5–5、6–6、7–7、8–8
B、1–2、2–1、3–6、4–4、5–5、6–3、7–7、8–8
C、1--3、2--6、3--1、4--4、5--5、6--2、7--7、8--8
D、两计算机不能通过双绞线直接连接
例题：10M以太网有三种接口标准，其中10BASE-T采用
A、 双绞线
B、 粗同轴电缆
C、 细同轴电缆
D、 光纤
例题：对于10M以太网（ ）是目前使用最广泛的以太网电缆标准。其优点为：易于扩展，维护简单，价格低廉
A、10Base5粗同轴电缆
B、10Base-T
C、10Base2细同轴电缆
例题： 下列关于以太网的说法哪些是不正确的？
A、 千兆以太网具有自动协商功能，可以和百兆以太网自动适配速率
B、 快速以太网可以提供全双工通信，总带宽达到200兆
C、 千兆以太网只能提供全双工通信，并且不允许中继器互连千兆以太网
D、 千兆以太网采用5类双绞线互连长度不能超过100米
3、介质 - 光纤
光信号进行传播，单模（只传递一种光信号），多模（多信号）。多模距离短（光的色散，衰减厉害）。多模适合局域网内部传输，单模适合长距离传输。单模价格贵。
双绞线和同轴电缆传输数据时使用的是电信号,而光纤传输数据时使用的是光信号。光纤支持的传输速率包括10Mbps,100Mbps,1Gbps, 10Gbps,甚至更高。根据光纤传输光信号模式的不同,光纤又可分为单模光纤和多模光纤。
单模光纤只能传输一种模式的光,不存在模间色散,因此适用于长距离高速传输。多模光纤允许不同模式的光在一根光纤上传输,由于模间色散较大而导致信号脉冲展宽严重,因此多模光纤主要用于局域网中的短距离传输。
光纤连接器种类很多,常用的连接器包括ST,FC,SC,LC连接器。
例题：采用单模光纤的1000Base-LX网段的理论最大长度为多少？
A、100米
B、10公里
C、200米 （原题如此）
D、500米
4、介质 - 串口线缆
两种型号，分别是V.24和V.35。serial接口，用于广域网线路上。
现在,RS- 232已逐渐被FireWire、USB等新标准取代,新产品和新设备已普遍使用USB标准
冲突域
在共享式网络中可能会出现信号冲突的现象,
两台设备同时处于共享网络中，接在一个共享设备上，就是在同一个冲突域中。
如图是一个10BASE5以太网,每个主机都是用同一根同轴电缆来与其它主机进行通信,因此,这里的同轴电缆又被称为共享介质,相应的网络被称为共享介质网络,或简称为共享式网络。共享式网络中,不同的主机同时収送数据时,就会产生信号冲突的问题,解决这一问题的方法一般是采用载波侦听多路访问/冲突检测技术(Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection)。也就是CSMA/CD。
CSMA/CD （带冲突检测的载波监听多路访问技术）
工作过程(简)：可以将流程概括为先听后发、边听边发、冲突停止、随机延迟后重发。
工作过程(完整)：
- (
先听后发)终端设备不停地检测共享线路的状态。如果线路空闲,则可以发送数据;如果线路不空闲,则一直等待。 - (
边听边发)如果有另外一个设备同时发送数据,两个设备发送的数据必然产生冲突,导致线路上的信号混乱。 - (
冲突停止)终端设备检测到这种冲突之后,马上停止发送自己的数据。 - (
随机延迟后重发)终端设备发送一连串干扰脉冲,然后等待一段时间之后再进行数据发送。
工作原理是: 发送数据前先侦听信道是否空闲 ,若空闲，则立即发送数据。若信道忙碌，则等待一段时间至信道中的信息传输结束后再发送数据；若在上一段信息发送结束后，同时有两个或两个以上的节点都提出发送请求，则判定为冲突。若侦听到冲突,则立即停止发送数据，等待一段随机时间,再重新尝试。
例题：可以将流程概括为先听后发、边听边发、冲突停止、随机延迟后重发的共享介质局域网是( )。
A．CDMA/CD
B．TDMA/CD
C．CSMA/CD
D．FDMA/CD
例题：以下对CSMA/CD描述正确的是
A、在数据发送前对网络是否空闲进行检测
B、在数据发送时对网络是否空闲进行检测
C、在数据发送时对发送数据进行冲突检测
D、发生碰撞后MAC地址小的主机拥有发送优先权
例题：IEEE 802.3以太网采用_____协议以支持总线性结构，它的全称是_____
A、 STP，Spanning Tree Protocol
B、 STP，Shortest Tree Protocol
C、 CSMA/CD Carrier Sense Multicast Access/Collision Detection
D、 CSMA/CD Carrier Sent Multicast Access/CRC Detection
E、 CSMA/CD Carrier Service Multiple Access/Collision Detection
F、 CSMA/CD Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection
例题：采用CSMA/CD技术的以太网上的两台主机同时发送数据，产生碰撞时，主机应该做何处理？
A、 产生冲突的两台主机停止传输，在一个随机时间后再重新发送
B、 产生冲突的两台主机发送重定向信息，各自寻找一条空闲路径传输帧报文
C、 产生冲突的两台主机停止传输，同时启动计时器， 15秒后重传数据
D、 主机发送错误信息，继续传输数据
双工模式
下图两种双工模式均支持双向数据传输。
-
双工就是咱们打电话的那种，又可听，又可说。
-
单工就是对讲机那种，要么听，要么说。（单工冲突处理办法通常采用CSMA/CD）
半双工模式下,共享物理介质的通信双方必须采用CSMA/CD机制来避免冲突。
例如,10BASE5以太网的通信模式就必须是半双工模式。
全双工模式下,通信双方可以同时实现双向通信,这种模式不会产生冲突,因此不需要使用CSMA/CD机制。
例如,10BASE-T以太网的通信模式就可以是全双工模式。
同一物理链路上相连的两台设备的双工模式必须保持一致。
例题：下面对全双工以太网的描述正确的是
A、 可以在共享以太网中实现全双工技术
B、 可以在一对双绞线上同时接收和发送以太网帧
C、 仅可以用于点对店连接
D、 可用于点对点和点对多点连接
总结
- 企业网络中部署千兆以太网时使用哪种传输介质？
答：千兆以太网传输必须使用超5类标准及以上的双绞线，或者使用千兆及更高等级的光纤。 - 冲突域是什么？
答：冲突域是一个通过共享物理介质进行双向传输的所有节点的集合。当同一冲突域中的主机同时发送数据时，数据到达目地地之前可能发生冲突。 - CSMA/CD的作用是什么？
答：CSMA/CD是一种在共享式网络上检测并避免冲突的机制。