一、局域网的概念与特点

（一）局域网的概念

局域网（local area network简称LAN）是指在一个有限的地理范围内将大量计算机及各种设备互联在一起实现数据传输和资源共享的计算机网络。决定局域网特性的主要技术要素有三个：网络拓扑、传输介质与介质访问控制方法。

IEEE802局域网标准化委员会对局域网的定义为“局域网是一个数据通信系统，其传输范围在中等地理区域，使用中等或高等的传输速率，可连接大量独立设备，在物理信道上互相通信”。是计算机通信网的重要组成部分。局域网实质是一个通信网，只涉及到相当于OSI/RM通信子网的功能。由于网络大多采用共享信道技术，所以局域网通常不设网络层。局域网的参考模型通常采用IEEE 802标准，它对应于OSI／RM中的最低两层。物理层用来建立物理连接，数据链路层则把数据构成帧进行传输，并实现帧顺序控制、错误控制及流量控制功能。局域网是广播网络，而在所有广播网络中，关键问题是：当信道的使用产生竞争时，如何分配信道的使用权。因此在IEEE802标准中，数据链路层被进一步分成逻辑链路控制LLC(Logical Link Control)和媒体访问控制MAC(Medium Access Control)两个子层。逻辑链路控制处理两个站点间的逻辑连接，而媒体访问控制主要用来决定信道的分配。局域网是在一个局部地区范围内（例如一个学校、一个工厂、一家医院、一个机关等），把各种计算机、外围设备、数据库等相互连接起来组成的计算机通信网。

（二）局域网的特点

1、地理分布范围较小，一般小于10公里。

2、数据传输速率高，一般为0.1-100Mbps。

3、误码率低，一般在10-11-10-8以下。

4、以PC机为主体。

5、一般包含OSI参考模型中的低三层功能。

6、协议简单、结构灵活、建网成本低、周期短、便于管理和扩充。

二、局域网的软硬件组成

（一）网络硬件系统

组成局域网的网络硬件系统可分为5类：服务器、工作站、网络交换互联设备、防火墙及外部设备。

1、网络服务器

网络服务器是可被网络用户访问的计算机系统，它包括可为网络用户提供服务的各种资源，并负责对这些资源的管理，协调网络用户对这些资源的访问。服务器是局域网的核心，它既是网络服务的提供者，又是保存数据的基地。网络中可共享的资源大多集中在服务器中，如大容量磁盘或光盘存储器、网络数据库等。局域网上的用户可以通过服务器共享文件、数据库和外部设备等。按照提供的服务不同，服务器可分为WWW服务器、域名解析服务器、邮件服务器、文件服务器、数据库服务器、视频服务器等。

服务器可以是个人计算机（PC），也可以是工作站或小型计算机。由于服务器是为网络上的所有用户服务的，在同一时刻可能有多个用户同时访问服务器，因此充当服务器的计算机应具有较高的性能，包括较快的速度、较大的内存、较大容量的硬盘等，所以许多计算机生产厂家干脆就把可作网络服务器的计算机称为网络服务器。

2、网络工作站

网络工作站是指能使用户在网络环境上进行工作的计算机，现在经常被为客户机。在局域网上一般都是采用微型机作为网络工作站，如IBM公司的PC系列微机，APPLE公司的系列微机等。终端也可以用作网络工作站，但微型机可能更好。因为微型机除了可在网络上工作外，还可以不依赖于网络单独工作，并且还可以对其功能、配置等进行扩展，而终端只能在网络上工作，而且不具备更大的扩展余地，另外，终端运行的操作系统一般是UNIX或LINUX等字符操作系统，与WINDOWS系列不兼容，所以终端一般用于金融、科研等专用部门。

网络工作站的作用就是让用户在网络环境下工作，并运行由网络上文件服务器提供的各种应用软件。在局域网上服务器一般只存放共享数据或文件，而对这些信息或文件的运行和处理则是由工作站来完成的。

3、网络交换互联设备

当要把两台或多台计算机连成局域网时，就需要交换互联设备，它包括网络适配器、调制解调器、网络传输介质、中继器、集线器、网桥、路由器和网关等。

（1）网络适配器：俗称“网卡”，英文全称为“Network Interface Card”，简称“NIC”，网卡是局域网中最基本的部件之一，它是连接计算机与网络的硬件设备。是计算机和网络线缆之间的物理接口。

（2）调制解调器（modem）：俗称“猫”，是计算机电话上网所必需的设备，通过电话线在相互通信的计算机的两端连接调制解调器。发送数据的一方将数字信号加载到模拟信号中（这一过程叫调制），接收数据的一方从接收到的模拟信号中分离出数字信号（这一过程叫解调），在通信的两端都应具备调制和解调的功能，以便既能发送也能接收数据。按照与计算机的连接方式，调制解调器可分为外置式和内置式两种。外置式调制解调器从机体角度讲，它与计算机是互相独立的，通过外线与计算机的COM端口和电话线连接。内置式调制解调器被安装在计算机的扩展槽内，不占用物理COM端口。

（3）网络传输介质：主要用于网络接口之间的连接，进而作为不同计算机之间通信的数据传输通道。常用的网络传输介质有双绞线、同轴电缆、光纤和空间介质等。

（4）中继器（repeater）：是对传送后变弱的信号进行放大和转发，所以只工作在同一个网络内部，起到延长介质长度的作用。

（5）集线器（hub）：是星形拓扑局域网中最常用的设备。集线器一般为有源集线器，需要电源才能工作。集线器一般有8、16或24个端口，每个端口可以和计算机或其他集线器连接，集线器之间也可以进行互联以扩大网络规模。

（6）网桥（bridge）：能对不同类型的局域网实行桥接，实现互相通信，但又能有效地阻止各自网内的通信不会流到别的网络。网桥有时也用在同一网络内，可以隔离不同的网段，把不需要越出网段的通信限制在段内，避免网络传输的过重负担。

（7）路由器（router）：通常是一台专用设备或者就是一台计算机，在其上面可运行能识别各种网络协议及能选择合适路由器的软件。它是使用最广泛，能将异形网连在一起的互联设备，如图4.1所示。在互联网中，网络与网络的连接，都是通过路由器实现的，路由器为通过它的数据包选择合适的路径以到达目的地。

图4.1由路由器连接的异形网

（8）网关（Gateway）：是位于互联网和计算机之间的一个信息转换系统。网关比路由器有更大的灵活性，它能互联各种完全不同体系结构的网络。支付网关就是电子商务系统和银行之间的接口。

4、防火墙（Firewall）

是在内联网和互联网之间构筑的一道屏障，它是在内外有别及在需要区分处设置有条件的隔离设备，用以保护内联网中的信息、资源等不受来自互联网中非法用户的侵犯。需要指出的是还有其它防火墙如病毒防火墙、邮件防火墙等与网络防火墙不是一回事。

5、外部设备

外部设备是可被网络用户共享的、常用的硬件资源，通常情况下指一些大型的、昂贵的外部设备，如大型激光打印机、绘图设备、大容量存储系统等。

（二）网络软件系统

计算机系统是在计算机软件的控制下进行工作的，网络软件是一种在网络环境下使用、运行或者控制和管理网络工作的计算机软件。一般来说，网络软件是一个软件包，它包括供服务器使用的网络软件和供工作站使用的网络软件两个部分，每一部分都包括多个程序。互相通信的计算机必须遵守共同的协议，因此网络软件必须实现网络协议，并在协议的基础上提供网络功能。

根据网络软件的作用和功能，可把网络软件分为网络系统软件和网络应用软件。

1、网络系统软件

网络系统软件是控制及管理网络运行和网络资源使用的网络软件，它为用户提供了访问网络和操作网络的入机接口。在网络系统软件中最重要的是网络操作系统，网络操作系统往往决定了网络的性能、功能、类型等。局域网上有很多种网络操作系统，目前使用最广泛的主要有Novell公司的Netware、Microsoft公司的Windows、Banyan公司的VINES和UNIX、LINUX等。

2、网络应用软件

网络应用软件是指为某一个应用目的而开发的网络软件。网络应用软件是利用应用软件开发平台开发出来的一些软件，如JAVA、ASP、Perl/CGI、SQL以及其他专业应用软件。

三、局域网的分类

计算机网络分类的标准很多，如果按照网络的拓扑结构分类，可以分为星型、环型、树型、总线型和混和型；按照使用范围可以分为：公用网和专用网；按交换方式可以分为分组交换与报文交换；按传输技术可以分为点对点网络和广播式网络等。

下面就几种常见的网络类型及分类方法作简单的介绍。

（一）按网络的拓扑结构分类

网络的拓扑结构是指网络中通信线路和站点（计算机或设备）的几何排列形式。

1、星型网络。各站点通过点到点的链路与中心站相连。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。

2、环形网络。各站点通过通信介质连成一个封闭的环形。环形网容易安装和监控，但容量有限，网络建成后，难以增加新的站点。

3、总线型网络。网络中所有的站点共享一条数据通道。总线型网络安装简单方便，需要铺设的电缆最短，成本低，某个站点的故障一般不会影响整个网络。但介质的故障会导致网络瘫痪，总线网安全性低，监控比较困难，增加新站点也不如星型网容易。

树型网、簇星型网、网状网等其他类型拓扑结构的网络都是以上述三种拓扑结构为基础的。

（二）按传输介质分类

1、有线网。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。

2、光纤网。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bps，抗干扰性强，不会受到电子****设备的****，是高安全性网络的理想选择。不过由于其价格较高，且需要高水平的安装技术，所以现在尚未普及。

3、无线网。采用空气作传输介质，用电磁波作为载体来传输数据，目前无线网联网费用较高，还不太普及。但由于联网方式灵活方便，是一种很有前途的连网方式。

局域网通常采用单一的传输介质，而城域网和广域网采用多种传输介质。

（三）按通信方式分类

1、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、环形网采用这种传输方式。

2、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。

（四）按网络使用的目的分类

1、共享资源网。使用者可共享网络中的各种资源，如文件、扫描仪、绘图仪、打印机以及各种服务。Internet网是典型的共享资源网。

2、数据处理网。用于处理数据的网络，例如科学计算网络、企业经营管理用网络。

3、数据传输网。用来收集、交换、传输数据的网络，如情报检索网络等。

目前网络使用目的都不是唯一的。

（五）按服务方式分类

1、客户机/服务器网络。服务器是指专门提供服务的高性能计算机或专用设备，客户机是用户计算机。这是客户机向服务器发出请求并获得服务的一种网络形式，多台客户机可以共享服务器提供的各种资源。这是最常用、最重要的一种网络类型。不仅适合于同类计算机联网，也适合于不同类型的计算机联网，如PC机、Mac机的混合联网。这种网络安全性容易得到保证，计算机的权限、优先级易于控制，监控容易实现，网络管理能够规范化。网络性能在很大程度上取决于服务器的性能和客户机的数量。目前针对这类网络有很多优化性能的服务器称为专用服务器。银行、证券公司都采用这种类型的网络。

2、对等网。对等网不要求文件服务器，每台客户机都可以与其他每台客户机对话，共享彼此的信息资源和硬件资源，组网的计算机一般类型相同。这种网络方式灵活方便，但是较难实现集中管理与监控，安全性也低，较适合于部门内部协同工作的小型网络。

（六）其他分类方法

如按信息传输模式的特点来分类的ATM网，网内数据采用异步传输模式，数据以53字节单元进行传输，提供高达1.2Gbps的传输率，有预测网络延时的能力。可以传输语音、视频等实时信息，是最有发展前途的网络类型之一。

另外还有一些非正规的分类方法：如企业网、校园网，根据名称便可理解。

从不同的角度对网络有不同的分类方法，每种网络名称都有特殊的含意。几种名称的组合或名称加参数更可以看出网络的特征。千兆以太网表示传输率高达千兆的总线型网络。

四、局域网的拓扑结构

计算机网络设计的第一步就是要解决在给定计算机位置及保证一定的网络响应时间、吞吐量和可靠性的条件下，通过选择适当的线路、线路容量、连接方式，使整个网络的结构合理，成本低廉。为了应付复杂的网络结构设计，人们引入了网络拓扑的概念。

拓扑学是几何学的一个分支，它是从图论演变过来的。拓扑学首先把实体抽象成与其大小、形状无关的点，将连接实体的线路抽象成线，进而研究点、线、面之间的关系。计算机网络拓扑是通过网中节点与通信线路之间的几何关系表示网络结构，反映出网络中各实体间的结构关系。拓扑设计是建设计算机网络的第一步，也是实现各种网络协议的基础，它对网络性能、系统可靠性与通信费用都有重大影响。计算机网络拓扑主要是指通信子网的拓扑构型。常见网络拓扑结构见图4.2。

图4.2 常见网络的拓扑结构

（一）星型拓扑

在星型拓扑构型中，节点通过点到点通信线路与中心节点连接。中心节点控制全网的通信，任何两节点之间的通信都要通过中心节点。星型拓扑构型结构简单、易于实现、便于管理与维护，但是网络的中心节点是全网可靠性的瓶颈，可靠性差，中心节点的故障可能造成全网瘫痪，另外消耗线缆较多、施工麻烦。

（二）环型拓扑

在环型拓扑构型中，节点通过点到点通信线路连接成闭合环路。环中数据将沿一个方向逐站传送。环型拓扑结构简单，传输延时确定，但是环中每个节点与连接节点之间的通信线路都会成为网络可靠性的瓶颈。环中任何一个节点出现线路故障，都可能造成网络瘫痪。为保证环的正常工作，需要较复杂的环维护处理，环节点的加入和撤出过程都比较复杂。

（三）树型拓扑

在树型拓扑构型中，节点按层次进行连接，信息交换主要在上、下节点之间进行，相邻及同层节点之间一般不进行数据交换或数据交换量小。树型拓扑可以看成是星型拓扑的一种扩展，结构较星形复杂。

（四）网状型拓扑

网状拓扑的构型又称作无规则型。在网状拓扑结构中，节点之间的连接是任意的，没有规律。网状拓扑的主要优点是系统可靠性高，但是结构复杂，必须采用路由选择算法与流量控制方法。目前实际存在与使用的广域网，一般都采用这种拓扑结构，典型的是互联网。

（五）总线型拓扑

总线结构中各节点通过一个或多个通信线路与公共总线相连。总线型结构简单、扩展容易。网络中任何节点的故障都不会造成全网的故障，故可靠性较高，一般用于主干网。

（六）混合型拓扑

是上面几种拓扑结构的混合使用，一般网络多采用混合型结构。如图4.3。

图4.3 混合型结构

上述几种结构中，星型和树型均采用集中控制方式，它们的主要缺点是可靠性差，主节点的故障会导致全网瘫痪。环型和总线型主要采用分布式控制方式。网状结构一般用在远程网络中。如何确定网络的拓扑结构，这是网络设计中首先要考虑的问题，需根据应用场合、任务要求和经济承受能力等诸多因素综合分析确定。

五、组网技术

（一）网卡

网卡也叫“网络适配器”，英文全称为“Network Interface Card”，简称“NIC”，网卡是局域网中最基本的部件之一，它是连接计算机与网络的硬件设备。无论是双绞线连接、同轴电缆连接还是光纤连接，都必须借助于网卡才能实现数据的通信。如下图4.4所示。

图4.4网卡

1、网卡的工作原理

网卡的主要工作原理是整理计算机上发往网线上的数据，并将数据分解为适当大小的数据包之后向网络上发送出去。对于网卡而言，每块网卡都有一个唯一的网络节点地址，它是网卡生产厂家在生产时烧入ROM（只读存储芯片）中的，我们把它叫做MAC地址（物理地址），且保证绝对不会重复。我们日常使用的网卡都是以太网网卡。目前网卡按其传输速度来分可分为10M网卡、10/100M自适应网卡以及千兆(1000M)网卡。如果只是作为一般用途，如日常办公等，比较适合使用10M网卡和10/100M自适应网卡两种。如果应用于服务器等产品领域，就要选择千兆级的网卡。网卡一般插在计算机主机的扩展槽内。

2、网卡的分类

（1）按总线接口类型分。按网卡的总线接口类型来分一般可分为ISA接口网卡、PCI接口网卡以及在服务器上使用的PCI-X总线接口类型的网卡，笔记本电脑所使用的网卡是PCMCIA接口类型的和USB总线接口网卡；

（2）按网络接口划分。主要有以太网的RJ-45接口、细同轴电缆的BNC接口和粗同轴电AUI接口、FDDI接口、ATM接口等。而且有的网卡为了适用于更广泛的应用环境，提供了两种或多种类型的接口，如有的网卡会同时提供RJ-45、BNC接口或AUI接口；

（3）按带宽划分。目前主流的网卡主要有10Mbps网卡、100Mbps以太网卡、10Mbps/100Mbps自适应网卡、1000Mbps千兆以太网卡四种；

（4）按网卡应用领域来分。应用于工作站的网卡和应用于服务器的网卡。前面所介绍的基本上都是工作站网卡，其实通常也应用于普通的服务器上。但是在大型网络中，服务器通常采用专门的网卡。它相对于工作站所用的普通网卡来说在带宽（通常在100Mbps以上，主流的服务器网卡都为64位千兆网卡）、接口数量、稳定性、纠错等方面都有比较明显的提高。还有的服务器网卡支持冗余备份、热拨插等服务器专用功能。

除了以上几类网卡以外，另外还有一些非主流分类方式，如现在非常流行的无线网卡。

3、网卡的传输速率

网卡速率是指网卡每秒钟接收或发送数据的能力，单位是Mbps（兆位/秒）。由于存在多种规范的以太网，所以网卡也存在多种传输速率，以适应它所兼容的以太网。目前网卡在标准以太网中速度为10Mbps，在快速以太网中速度为100Mbps，在千兆以太网中速度为1000Mbps，最近又出现了万兆网卡。

目前主流的网卡主要有10Mbps网卡、100Mbps以太网卡、10Mbps/100Mbps自适应网卡、1000Mbps千兆以太网卡以及最新出现的万兆网卡五种。对于一般家庭用户选购10M或者10Mbps/100Mbps自适应网卡即可，对于企业用户建议购买100Mbps以太网卡或者1000Mbps千兆以太网卡或者万兆网卡。

（1）10Mbps网卡。它主要是比较老式、低档的网卡。它的带宽限制在10Mbps，这在当时的ISA总线类型的网卡中较为常见，目前PCI总线接口类型的网卡中也有一些是10Mbps网卡，不过目前这种网卡已不是主流。这类网卡仅适应于一些小型局域网或家庭需求，中型以上网络一般不选用，但它的价格比较便宜。

（2）100Mbps网卡。它在目前来说是一种技术比较先进的网卡，它的传输I/O带宽可达到100Mbps，这种网卡一般用于骨干网络中。目前这种带宽的网卡在市面上已逐渐得到普及，但它的价格稍贵，注意一些杂牌的100Mbps网卡不能向下兼容10Mbps网络。

（3）10Mbps/100Mbps网卡。这是一种10Mbps和100Mbps两种带宽自适应的网卡，也是目前应用最为普及的一种网卡类型，最主要因为它能自动适应两种不同带宽的网络需求，保护了用户的网络投资。它既可以与老式的10Mbps网络设备相连，又可应用于较新的100Mbps网络设备连接，所以得到了用户普遍的认同。这种带宽的网卡会自动根据所用环境选择适当的带宽，如与老式的10Mbps旧设备相连，那它的带宽就是10Mbps，但如果是与100Mbps网络设备相连，那它的带宽就是100Mbps，仅需简单的配置即可（也有不用配置的）。也就是说它能兼容10Mbps的老式网络设备和新的100Mbps网络设备。

（4）1000Mbps以太网卡。千兆以太网(Gigabit Ethernet)是一种高速局域网技术，它能够在铜线上提供1Gbps的带宽。与它对应的网卡就是千兆网卡了，同理这类网卡的带宽也可达到1Gbps。千兆网卡的网络接口也有两种主要类型，一种是普通的双绞线RJ-45接口，另一种是多模SC型标准光纤接口。

（5）10000Mbps网卡。这类万兆网卡是最新推出的速度最快的网卡，不过还不是主流技术，对于高端用户可以选用。

（二）传输介质

传输介质是网络联接设备间的中间介质，也是信号传输的媒体。局域网中常见的传输介质有光纤、同轴电缆、双绞线几种，如图4.6：

图4.5几种传输介质的比较

图4.6  光导纤维电缆、同轴电缆和双绞线

1、双绞线

双绞线(TP:Twisted Pairwire)是综合布线工程中最常用的一种传输介质。双绞线由两根具有绝缘保护层的铜导线按照一定的规格互相缠绕在一起而成的网络传输介质。把两根绝缘的铜导线按一定密度互相绞在一起,可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22～26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,一般地说,扭绞长度在38.1cm至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(UTP:Unshilded Twisted Pair)和屏蔽双绞线(STP:Shielded Twisted Pair)。

非屏蔽双绞线电缆具有: 无屏蔽外套,直径小,节省所占用的空间；重量轻、易弯曲、易安装；将串扰减至最小或加以消除；具有阻燃性；具有独立性和灵活性,适用于结构化综合布线等优点。

EIA/TIA为双绞线电缆定义了五种不同质量的型号见图4.7双绞线分类。计算机网络综合布线使用第三、四、五类。这五种型号如下：

图4.7双绞线分类

（1）第一类：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）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10Mbps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16Mbps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100Mbps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。

双绞线分为屏蔽双绞线与非屏蔽双绞线两大类。在这两大类中又分100欧姆电缆、双体电缆、大对数电缆、150欧姆屏蔽电缆。具体型号有多种,如图4.5所示。图中AWG表示美国线缆规格。

2、同轴电缆

同轴电缆即Coaxial。是指有两个同心导体，而导体和屏蔽层又共用同一轴心的电缆。最常见的同轴电缆由绝缘材料隔离的铜线导体组成，在里层绝缘材料的外部是另一层环形导体及其绝缘体，然后整个电缆由聚氯乙烯或特氟纶材料的护套包住。

3、光纤

光纤和同轴电缆相似，只是没有网状屏蔽层。中心是光传播的玻璃芯。在多模光纤中，芯的直径是15μm～50μm，大致与人的头发的粗细相当。而单模光纤芯的直径为8μm～10μm。芯外面包围着一层折射率比芯低的玻璃封套，以使光纤保持在芯内。再外面的是一层薄的塑料外套，用来保护封套。光纤通常被扎成束，外面有外壳保护。纤芯通常是由石英玻璃制成的横截面积很小的双层同心圆柱体，它质地脆，易断裂，因此需要外加一保护层。

4、光缆

光导纤维是由一组光导纤维组成的用来传播光束的、细小而柔韧的传输介质,简称为光缆。光缆通信由光发送机产生光束，将电信号转变为光信号，再把光信号导入光纤，在光缆的另一端由光接收机接收光纤上传输来的光信号，并将它转变成电信号，经解码后再处理。与其它传输介质相比较，光缆的电磁绝缘性能好，信号衰变小，频带较宽，传输距离较大。光缆主要是在要求传输距离较长，布线条件特殊的情况下用于主干网的连接。

光缆是数据传输中最有效的一种传输介质,它有以下几个优点:

（1)频带较宽。

（2)电磁绝缘性能好。光纤电缆中传输的是光束,由于光束不受外界电磁干扰与影响,而且本身也不向外辐射信号,因此它适用于长距离的信息传输以及要求高度安全的场合。当然,抽头困难是它固有的难题,因为割开的光缆需要再生和重发信号。

（3)衰减较小。可以说在较长距离和范围内信号是一个常数。

（4)中继器的间隔较大,因此可以减少整个通道中继器的数目,可降低成本。根据贝尔实验室的测试,当数据的传输速率为420Mbps且距离为119公里无中继器时,其误码率为10—8,可见其传输质量很好。而同轴电缆和双绞线每隔几千米就需要接一个中继器。

（三）水晶头

RJ-45插头（图4.8）是一种只能沿固定方向插入并自动防止脱落的塑料接头，俗称“水晶头”，专业术语为RJ-45连接器（RJ-45是一种网络接口规范，类似的还有RJ-11接口，就是我们平常所用的“电话接口”，用来连接电话线）。之所把它称之为“水晶头”，是因为它的外表晶莹透亮的原因。双绞线的两端必须都安装这种RJ-45插头，以便插在网卡（NIC）、集线器（Hub）或交换机（Switch）的RJ-45接口上，进行网络通讯。

图4.8RJ-45插头（水晶头）的示意图

（四）水晶头网线的制作

网线由一定距离长的双绞线与RJ45头组成。双绞线由8根不同颜色的线分成4对绞合在一起，成队扭绞的作用是尽可能减少电磁辐射与外部电磁干扰的影响，双绞线可按其是否外加金属网丝套的屏蔽层而区分为屏蔽双绞线（STP）和非屏蔽双绞线（UTP）。在EIA/TIA-568A标准中，将双绞线按电气特性区分有：三类、四类、五类线。网络中最常用的是三类线和五类线，目前已有六类以上线。第三类双绞线在LAN中常用作为10Mbps以太网的数据与话音传输，符合IEEE802.3 10Base-T的标准。第五类双绞线目前占有最大的LAN市场，最高速率可达100Mbps，符合IEEE802.3 100Base-T的标准。做好的网线要将RJ45水晶头接入网卡或HUB等网络设备的RJ45插座内。相应地RJ45插头座也区分为三类或五类电气特性。RJ45水晶头由金属片和塑料构成,特别需要注意的是引脚序号,当金属片面对我们的时候从左至右引脚序号是1-8, 这序号做网络联线时非常重要,不能搞错。双绞线的最大传输距离为100米。

1、双绞线的两种线序

有EIA/TIA 568B标准和EIA/TIA 568A标准。具体接法如下（图4.9）：

（1）T568A线序：1－绿白，2－绿，3－橙白，4－蓝，5－蓝白，6－橙，7－棕白，8－棕

（2）T568B线序：1－橙白，2－橙，3－绿白，4－蓝，5－蓝白，6－绿，7－棕白，8－棕

图4.9双绞线的线序

2、双绞线的两种连接方式（图4.10和4.11）

（1）直通线：两头都按T568B线序标准连接。

（2）交叉线：一头按T568A线序连接，一头按T568B线序连接。

图4.10双绞线的接法

在整个网络布线中应用一种布线方式，但两端都有RJ-45 plug的网络联线无论是采用端接方式A，还是端接方式B，在网络中都是通用的。双绞线的顺序与RJ45头的引脚序号--对应。10M以太网的网线使用1，2，3，6编号的芯线传递数据，100M以太网的网线使用4，5，7，8编号的芯线传递数据。为何现在都采用4对(8芯线)的双绞线呢？这主要是为适应更多的使用范围，在不变换基础设施的前提下，就可满足各式各样的用户设备的接线要求。例如,我们可同时用其中一对绞线来实现语音通讯。100BASE-T4 RJ-45对双绞线的规定如下：1、2用于发送，3、6用于接收，4、5，7、8是双向线。1、2线必须是双绞，3、6双绞，4、5双绞，7、8双绞。

图4.11双绞线的接法

人们平时制作网线时，如果不按标准连接，虽然有时线路也能接通，但是线路内部各线对之间的干扰不能有效消除，从而导致信号传送出错率升高，最终影响网络整体性能。只有按规范标准建设，才能保证网络的正常运行，也会给后期的维护工作带来便利。

（3）设备之间的连接方法见表4.1

表4.1 不同连接设备的双绞线连接方式

注：表中PC指电脑（网卡）；Hub指集线器；Switch指交换机；Router指路由器。