第4章传输介质与网络设备
一、填空题
1.网卡又叫网络接口卡，也叫网络适配器，主要用于服务器与网络连接，是计算机和
传输介质的接口。
2.网卡通常可以按传输速率、总线接口和连接器接口方式分类。
3.双绞线可分为非屏蔽双绞线和屏蔽双绞线。
4.根据光纤传输点模数的不同，光纤主要分为单模和多模两种类型。
5.双绞线是由 4 对 8 芯线组成的。
6.集线器在OSI参考模型中属于物理层设备，而交换机是数据链路层设备。
7.MAC地址也称物理地址，是内置在网卡中的一组代码，由 12个十六进制数组
成，总长 48 bit。
8.交换机上的每个端口属于一个冲突域域，不同的端口属于不同的冲突域，交换机
上所有的端口属于同一个广播域域。
9.路由器上的每个接口属于一个广播域域，不同的接口属于不同的广播域和
不同的冲突域。
二、选择题
1.下列不属于网卡接口类型的是 D 。
A．RJ45 B．BNC C．AUI D．PCI
2.下列不属于传输介质的是 C 。
A．双绞线B．光纤C．声波D．电磁波
3.下列属于交换机优于集线器的选项是 D 。
A．端口数量多B．体积大C．灵敏度高D．交换传输
4.当两个不同类型的网络彼此相连时，必须使用的设备是 B 。
A．交换机B．路由器C．收发器D．中继器
5.下列 D 不是路由器的主要功能。
A．网络互连B．隔离广播风暴C．均衡网络负载D．增大网络流量
三、判断题
1.网卡是工作在物理层的设备。
（√）
2.集线器是工作在物理层的设备。
（√）
3.交换机是工作在数据链路层的设备。
（√）
4.MAC地址是内置在网卡中的一组代码，由6个十六进制数组成。
（×）
5.交换机的各端口工作在一个广播域中。
（√）
6.双绞线内各线芯的电气指标相同，可以互换使用。
（×）
7.双绞线的线芯总共有4对8芯，通常只用其中的2对。
（√）
8.路由器和交换机都可以实现不同类型局域网间的互连。
（×）
9.卫星通信是是微波通信的特殊形式。
（√）
10.同轴电缆是目前局域网的主要传输介质。
（×）
11.局域网内不能使用光纤作传输介质。
（×）
12.交换机可以代替集线器使用。
（√）
13.红外信号每一次反射都要衰减，但能够穿透墙壁和其他一些固体。
（√）
14.在交换机中，如果数据帧的目的MAC地址是单播地址，但这个MAC地址并不在交换机
的地址表中，则向所有端口（除源端口）转发。
（√）
15.在10Mbps总线型以太网中，根据4-4-3规则，可用5个中继器设备来扩展网络。
（×）
四、简答题
1.简述光纤和光缆的基本结构。
光纤（光导纤维）的结构一般是双层或多层的同心圆柱体，由透明材料做成的纤芯和在它周围采用比纤芯的折射率稍低的材料做成的包层。
纤芯：纤芯位于光纤的中心部位，由非常细的玻璃（或塑料）制成，直径为
4～50 μm。
一般单模光纤为4～10 μm，多模光纤为50 μm。
包层：包层位于纤芯的周围，是一个玻璃（或塑料）涂层，其成分也是含有
极少量掺杂剂的高纯度SiO2，直径约为125 μm。
涂覆层：光纤的最外层为涂覆层，包括一次涂覆层、缓冲层和二次涂覆层，
由分层的塑料及其附属材料制成，用来防止潮气、擦伤、压伤和其他外界带
来的危害。
因为光纤本身比较脆弱，所以在实际应用中都是将光纤制成不同结构形式的光缆。
光缆是以一根或多根光纤或光纤束制成，符合光学机械和环境特性的结构。
2.简述网卡MAC地址的含义和功用。
MAC（Media Access Control，介质访问控制）地址也称为物理地址（Physical Address），是内置在网卡中的一组代码，由12个十六进制数组成，每个十六进制数长度为4 bit，总长48 bit。
每两个十六进制数之间用冒号隔开，如“08:00:20:0A:8C:6D”。
其中前6个十六进制数“08:00:20”代表网络硬件制造商的编号，它由IEEE分配，而后6个十六进制数“0A:8C:6D”代表该制造商所制造的某个网络产品（如网卡）的系列号。
每个网络制造商必须确保它所制造的每个以太网设备都具有相同的前3个字节（每个字节包含两个十六进制数）以及不同的后3个字节。
这样，从理论上讲，MAC地址的数量可高达248，这样就可保证世界上每个以太网设备都具有唯一的MAC地址。
对于MAC地址的作用，可简单地归结为以下两个方面。
（1）网络通信基础。
（2）保障网络安全。
3.分析说明交换机的帧交换技术。
目前应用最广的交换技术是以太网帧交换技术，它通过对传输介质进行分段，提供并行
传送机制，减小冲突域，获得高带宽。
常用的帧交换方式有以下两种。
(1) 直通交换方式。
当交换机在输入端口检测到一个数据帧时，检查该数据帧的帧头，读出帧的前14个字节（7个字节的前导码、1个字节的帧首码、6个字节的目标MAC地址），得到目标MAC地址后，查找交换地址表，得到对应的目标端口，打开源端口与目标端口之间的数据通道，开始将后续数据帧传输到目标端口上。
直通交换方式的优点如下。
由于不需要存储，延迟非常小、交换速度快。
直通交换方式的缺点如下。
不支持不同速率的端口交换。
缺乏帧的控制、差错校验，数据的可靠性不足。
(2) 存储转发方式。
存储转发方式是计算机网络领域应用最为广泛的方式。
交换机先从输入端口接收到完整的数据帧（串行接收），把数据帧存储起来（并行存储），再把整个帧保存在该端口的高速缓存中。
进行一次数据校验，若数据帧错误，则丢弃此帧，要求重发；若数据帧正确，取出目标MAC地址，查找交换地址表，得到对应的目标端口，打开源端口与目标端口之间的数据通道，将存储的数据帧传输到目标端口的高速缓存上，再“由并到串”输出到目标计算机中，进行第二次数据校验。
存储转发方式的优点如下。
支持不同速度端口间的转换，保持高速端口和低速端口间协同工作。
交换机对接收到的数据帧进行错误检测，保证了数据的可靠性，在线路传输
差错率大的环境下，能提高传输效率。
存储转发方式的缺点如下。
数据帧处理的时延大，要经过串到并、校验、并到串的过程。
4.光传输的原理是什么？
由于纤芯的折射率大于包层的折射率，故光波在界面上形成全反射，使光只能在纤芯中传播，从而实现通信。
如图所示。
5.光缆分为哪几种类型？
根据光纤传输模数的不同，光纤主要分为两种类型，即单模光纤（Single Mode Fiber，SMF）和多模光纤（Multi Mode Fiber，MMF）。
单模光纤：单模光纤纤芯直径仅为几个微米，加包层和涂覆层后也仅为几十
个微米到125μm。
纤芯直径接近波长。
1 000Mbit/s单模光纤的传输距离为
550m～100km，常用于远程网络或建筑物之间的连接以及电信中的长距离主干
线路。
多模光纤：多模光纤纤芯直径为50μm，纤芯直径远远大于波长。
1 000Mbit/s多模光纤的传输距离为220～550m，常用于中、短距离的数据传
输网络以及局域网络。
6. 微波通信具有什么特点？
微波通信是在对流层视线距离范围内利用无线电波进行传输的一种通信方式，频率范围为2～40GHz 。
微波通信与通常的无线电波不一样，是沿直线传播的，由于地球表面是曲面，微波在地面的传播距离有限，直接传播的距离与天线的高度有关，天线越高距离越远，但超过一定距离后就要用中继站来接力，两微波站的通信距离一般为30～50km ，长途通信时必须建立多个中继站。
中继站的功能是变频和放大，进行功率补偿，逐站将信息传送下去，微波通信的工作原理如图所示。
微波通信的传输质量比较稳定，影响质量的主要因素是雨雪天气对微波产生的吸收损耗以及不利地形或环境对微波所造成的衰减现象。
7. 什么是网络地址转换？在网络互连中有什么作用？ 路由器既可使两个局域网互连，也可将局域网连接到Internet 。
路由器在局域网的网络互连中主要使用其网络地址转换（NAT ）功能。
这个功能适用于以下场合。
（1）将局域网连接到Internet 或其他外网，以解决日益短缺的IP 地址问题。
每个单位能申请到的InternetIP 地址非常有限，而单位内部上网的计算机数目却越来越多，可利用路由器的网络地址转换功能，完成内网与外网的交互。
在网络内部，可根据需要随意定义IP 地址，而不需要经过申请，各计算机之间通过内部的IP 地址进行通信。
当内部的计算机要与Internet 进行通信时，具有NAT 功能的路由器负责将其内部的IP 地址转换为合法的IP 地址（即经过申请的Internet IP 地址）与外部进行通信。
（2）隐藏内部网络结构。
当某单位不想让外部用户了解自己的内部网络结构时，可以通过NAT 将内部网络与Internet 隔开，使外部用户不知道通过NAT 设置的内部IP 地址。
如外部用户要访问内网的邮件服务器或网站时，NAT 可将其访问定向到某个设备上。
直接视线
地球 微波传输塔。
