第三章:网络布线与数制转换

第三章:网络布线与数制转换

本章结构

  • 信号与传输介质

  • 传输介质与布线

  • 数制转换

信号概述

  • 什么是信号

​ 信息、数据、 信号

  • 信号的分类

​ 模拟信号(幅度不稳)

​ 数字信号(幅度稳定)

  • 信号在传输过程中的失真
    原因是
    1.噪声
    2.衰减

  • 数字信号的优势
    抗干扰能力强
    传输距离远并能保证质量

双绞线

总共8根 两两绞合 ;
常用有5类、 超5类、 6类
**分类:**屏蔽、 非屏蔽
标准分类:EIA/TIA-568 商用建筑物电信布线标准
Cat5 、Cat5e 、Cat6 、Cat7

光纤的特点:
1.传输带宽高
2.传输距离远
3.抗干扰能力强

光纤分类:

1、单模光纤:用于高速度长距离,设备成本高,端接较难,窄芯线,需要激光源,耗散极小,高效,黄色外皮。

2、多模光纤:用于低速度、短距离、设备成本低、端接较易,宽芯线,聚光好,光源可采用激光或发光二极管,耗散大,低效,橙色或水绿色外皮。

双绞线的连接规范

EIA/TIA568A和568B

T568A:绿白、绿、橙白、蓝、蓝白、橙、白棕、棕
T568B:橙白、橙、绿白、蓝、蓝白、绿、白棕、棕

**线缆的连接:**直通网线、交叉网线、全反线

无线传输介质
利用电磁波充当传输媒体的传输介质
包括:无线电波、微波、红外线与激光等

无线电波
在自由空间(空气与真空)传播的射频频段的电磁波
传播特性
频率越低,传播损耗较小,覆盖距离越远
频率越高,系统容量越大,覆盖距离越近

根据传播特性分类
地波传播:沿地面传播的无线电波叫地波,又叫表面波
天波传播:指从地面辐射至天空的无线电波
直线传播:微波波长较小,一般小于现实中的物质,因此衍射现象不明显,就像光照在障碍物上形成影子那样,是沿直线传播。

微波
分米波 厘米波 毫米波
地面微波
点到点传送
距离50-100km

卫星微波
距离:3.6万km
传输延时长

红外线与激光
红外线:
不受无线电波的干扰,近距离传输
受太阳光的干扰大,不能穿墙
激光:
传输距离远,延时长
直线传播,不能穿越障碍
无线电波传输方式
直射、反射、折射、穿透、绕射(衍射)和散射

天线

用来辐射和接收无线电波的的装置称为天线
一般由振子馈电网络外罩三部分组成
1.振子向空间发射电磁波
2.馈电网络连接收发信机与天线振子
3.外罩用来保护无线内部器件

百兆、千兆网络单位是bps(比特流,即位/秒,bit/s),比如我们说网卡或光纤的传输速度是百兆,也就是100Mbps的意思。而实际应用中(迅雷等下载工具)使用的传输单位是字节/秒(Byte/s)

byte是字节,而bit是二进制单位元。
8bit=1byte
1024byte=1kB
1024kb=1MB
1024Mb=1GB
1024GB=1TB
1024TB=1PB
1024PB=1EB
1024EB=1ZB
1024ZB=1YB

计算机数制
数制
计数的方法,指用一组固定的符号和统一的规则表示数值的方法
数位
指数字符号在一个数中所处的位置
基数
指在某种进位计数制中,数位上所能使用的数字符合的个数
位权
指在某种进位计数制中,数位所代表的大小,即处在某一位的“1”
所表示的数值大小

二进制数只有数字0和1表示()B*
八进制数是数字0到7表示()O*

十进制是数字0-9表示
十六进制数是数字0-9,A-F表示()H表示十六进制数
A-F代表10-15*
(从右边开始)每四位二进制数可换算成一位十六进制数
(从右边开始)每三位二进制数可换算成一位八进制数

二进制数制系统——机器语言
二进制的意思是基于两个数字
这些二进制数或二进制表示0和1

十进制的特点是逢十进一
(1010)10=1×103+0×102+1×101+0×100
二进制数逢二进一
(1010)2=1×23+0×22+1×101+0×20=(10)10
十六进制逢十六进一
(1010)16=1×163+0×162+1×161+0×160=(4112)10

数制转换:

十进制转二进制
方法一: 列:125
余数倒排
125%2 1
62%2 0
31%2 1
15%2 1
7%2 1
3%2 1
1%2 1
0

最后倒过来排列

即125=1111101B

方法二:
1 1 1 1 1 1 1 1

128 64 32 16 8 4 2 1

125-128 0
125-64 1
61-32 1
29-16 1
13-8 1
5-4 1
1-2 0
1

*正排即:*125=1111101B

二进制数转换八进制数:3位一转换

例:011 111 111
3 7 7

二进制转换十六进制数:4位一转换

例:1010 1110
A E

二进制 八进制 十进制 十六进制
1 1 1 1
10 2 2 2
11 3 3 3
100 4 4 4
101 5 5 5
110 6 6 6
111 7 7 7
1000 10 8 8
1001 11 9 9
1010 12 10 A
1011 13 11 B
1100 14 12 C
1101 15 13 D
1110 16 14 E
1111 17 15 F

常见八位二进制数

10000000 128
11000000 192
11100000 224
11110000 240
11111000 248
11111100 252
11111110 254
11111111 255

IP地址:

IPv4由32位二进制数组成,一般用点分十进制来表示
IPv6由128位组成,一般用冒号分隔,十六进制表示

IPv4地址由两部分组成:
网络部分(NETWORK)

主机部分(HOST)

例:192.168.0.25
网络部分(192.168.0) 主机部分(25)

IPv4分为私有网络地址和公有网络地址
公有网络地址是指在互联网上全球唯一的IP地址。

IP地址分为A、B、C、D、E五类

A类地址范围:(0xxxxxxx),1.0.0.1~126.255.255.254
A类地址= 网络部分+主机部分+主机部分+主机部分
(有类边界)默认子网掩码为/8,即255.0.0.0

B类地址范围:(10xxxxxx),128.0.0.1~191.255.255.254
B类地址= 网络部分+网络部分+主机部分+主机部分
默认子网掩码为/16,即255.255.0.0

C类地址范围:(110xxxxx),192.0.0.1~223.255.255.254
C类地址= 网络部分+网络部分+网络部分+主机部分
默认子网掩码为/24,即255.255.255.0

D类地址范围:(1110xxxx),224.0.0.1~239.255.255.254
用于组播通信的地址

E类地址范围:(11110xxx),240.0.0.1~255.255.255.254
用于科学研究的保留地址

以127开头的IP地址都代表本机(广播地址127.255.255.255除外),127.0.0.1为本机回环地址
169.254.0.0~169.254.255.255 DHCP服务失效时分配的地址

私有网络地址是指内部网络或主机的IP地址,IANA规定将下列的IP地址保留用作私网地址,不在Internet上被分配,可在一个单位或公司内部使用。RFC1918中规定私有地址如下:

A类私有地址:10.0.0.0~10.255.255.255
B类私有地址:172.16.0.0~172.31.255.255
C类私有地址:192.168.0.0~192.168.255.255

子网划分
网段组成:网络地址,可用IP,广播地址

例: 192.168.1.189/24
网络号:192.168.1.0
可用IP:192.168.1.1~192.168.1.254
广播地址:192.168.1.255

img

子网划分的问题,把IP地址的位数、网络位数、主机位数、子网掩码的位数这几个概念搞清楚,就会觉得挺简单的。

IP地址位数=网络位数+主机位数=32位。子网掩码的位数就是网络的位数。

A类网络的网络位数是8位,子网掩码就是11111111.00000000.00000000.00000000,换算成二进制表示为255.0.0.0。

B类网络的网络位数是16位,子网掩码就是11111111.11111111.00000000.00000000,换算成十进制表示为255.255.0.0。

C类网络的网络位数是24位,子网掩码就是11111111.11111111.11111111.00000000,换算成十进制表示为255.255.255.0。

32个二进制
对应IP地址的网络部分用1表示
对应IP地址的主机部分用0表示

IP地址和子网掩码作“与”运算得到网络地址
0和任何数相与都等于0
1和任何数相与都等于任何数本身

192.168.1.189/26
11000000.10101000.00000001.10 111101 IP地址
11111111.11111111.11111111.11 000000 子网掩码(将网络部分全部变成1,主机部分全部变成0)

11000000.10101000.00000001.10 000000 网络地址(通过IP地址对照子网掩码进行“的运算”之后得出)
=192.168.1.128

将主机部分位全部置1得到广播地址
11000000.10101000.00000001.10. 111111 广播地址
=192.168.1.191

子网数=2的n次方,其中n为子网部分位数,例:/26,n=26-24
主机数(可用IP)=2的N次方-2,其中N为主机部分位数:N=32-26

代表子网数有4个,每个子网数有62个可用IP。

192.168.1.0 /24 /25 /26 /27 /28 /29 /30 /31 /32
子网掩码 0 128 192 224 240 248 252 254 255
子网个数 1 2 4 8 16 32 64 128 256
IP数量 256 128 64 32 16 8 4 2 1
可用IP 254 126 62 30 14 6 2 1 1

192.168.1.100/32表示为一个固定IP