计算机网络及项目实践
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1.5.5 TCP/IP模型与OSI参考模型的比较

OSI参考模型和TCP/IP模型有许多相似之处。具体表现如下:两者均采用了层次结构并存在可比的传输层和网络层;两者都有应用层(虽然所提供的服务有所不同);均是一种基于协议数据单元的包交换网络,而且分别作为概念上的模型和实际上的标准,具有同等的重要性。但是OSI参考模型和TCP/IP模型还有许多不同之处。下面讨论这两种模型的不同之处。

①OSI参考模型包括了7层,而TCP/IP模型只有4层。虽然它们具有功能相当的网络层、传输层和应用层,但其他层并不相同。

②TCP/IP模型中没有专门的表示层和会话层,它将与这两层相关的表达、编码和会话控制等功能包含到了应用层中。另外,TCP/IP模型还将OSI参考模型的数据链路层和物理层包括到了网络接口层中。

③OSI模型在网络层支持无连接和面向连接两种服务,而在传输层仅支持面向连接的服务;TCP/IP模型在网络层只支持无连接服务,但在传输层支持面向连接和无连接两种服务。TCP/IP模型由于有较少的层次,因而显得更简单,并且作为从Internet上发展起来的协议,已经成了网络互连的实际上的标准。但是,目前还没有实际网络是建立在OSI参考模型基础上的,OSI参考模型仅仅作为理论的模型被广泛使用。

项目实践

1.分组制作无屏蔽双绞线,提交实践报告。

每3~4人一组,利用5类双绞线、水晶头、剥线钳和网络测线仪制作一根两头都是568A可连接电脑与交换机的双绞线,再制作一根一头是568A、另一头是568B可连接电脑与电脑的双绞线,并用网络测线仪测试,看灯亮顺序确定是否合格。

(1)所用工具(如图1.11所示)

图1.11 所用工具

·双绞线:5类无屏蔽双绞线,参见图1.11(a)。

·剥线钳:参见图1.11(b)。

·测线仪:参见图1.11(c)。

·水晶头:参见图1.13。

无屏蔽5类双绞线UTP是局域网布线中最常用到的一种传输介质,尤其在星状拓扑网络中,双绞线是必不可少的布线材料。双绞线电缆中封装着一对或一对以上的双绞线,为了降低信号的相互干扰,每一对双绞线一般由两根绝缘铜导线互相缠绕而成,每根绝缘铜导线的绝缘层上分别涂有不同的颜色,以示区别,如图1.11(a)所示。

图1.12 EIA/TIA 568A和EIA/TIA568B

(2)双绞线连接规范:参见图1.12(a)和图1.12(b)。

EIA/TIA 568A标准:1——T3白绿,2——R3绿,3——T2白橙,4——R1蓝,5——T1白蓝,6——R2橙,7——T4白棕,8——R4棕。

EIA/TIA 568B标准:1——T2白橙,2——R2橙,3——T3白绿,4——R1蓝,5——T1白蓝,6——R3绿,7——T4白棕,8——R4棕。

双绞线一般分为非屏蔽双绞线和屏蔽双绞线两大类,每条双绞线通过两端安装的RJ-45连接器即水晶头与网卡、交换机相连,最大网线长度为100 m,如果加大网络的范围,则可在两段双绞线电缆间安装中继器(一般用交换机联接实现),但最多只能安装4个中继器,使网络的最大范围达到500 m。

在局域网中,双绞线主要用于连接网卡与交换机或交换机与交换机,有时也可直接用于两个网卡之间的连接。

(3)交换机与计算机的连接线

连接线要求两端使用同一标准的RJ-45连接器,即两端都使用EIA/TIA 568A或EIA/TIA 568B标准。

(4)两台计算机直连线

需用网线一端用EIA/TIA 568A标准连接,另一端使用EIA/TIA 568B标准连接。

(5)交换机与交换机之间的连接

①一般交换机上都有一个Uplink端口,其主要作用是方便级联。它与其相邻的普通UTP口使用的是同一通道,因而,如果使用了Uplink端口,则这个普通端口就不能再使用了。在级联时,可使用一般的网线(两端是相同标准的RJ-45连接器)将一个交换机的普通端口和另一个交换机的Uplink端口连接起来。

②如不使用Uplink端口,而通过两个普通端口将交换机连起来,网线需要一端使用EIA/TIA 568A标准,另一端使用EIA/TIA 568B标准。

③对于可堆叠的交换机,也可通过后面的堆叠口将交换机堆叠起来。

注意:一般只有同一型号的交换机才能堆叠。

2.连接光纤

每2人一组,将二根断开的光纤通过光纤熔接机连接起来。

(1)材料与工具

如图1.13的光纤是计算机网络连接的主要材料,特别是5G时代的来临,使得计算机网络需要更多的光纤连接,目前,中国电信和中国移动已经实现了光纤入户,满足居民对数据、语音和视频传输的需要。

图1.13 网络光纤

熔接机是光纤连接的主要设备,如图1.14所示。光纤熔接机的工作原理是利用高压电弧将两光纤断面熔化的同时用高精度运动机构平缓推进,让两根光纤融合成一根,以实现光纤模场的耦合。

图1.14 光纤熔接机

(2)熔接过程(见图1.15)。

图1.15 熔接过程

①制备光纤端面

用专用的剥线工具剥去涂覆层,再用沾了酒精的清洁麻布或棉花在裸纤上擦拭几次,使用精密光纤切割刀切割光纤,对0.25 mm(外涂层)光纤,切割长度为8 mm~16 mm,对0.9 mm(外涂层)光纤,切割长度只能是16 mm。

其中一端应穿过热缩管。

实验时建议长度:14 mm

②放置光纤

将光纤放在熔接机的V型槽中,小心压上光纤压板和光纤夹具,要根据光纤切割长度设置光纤在压板中的位置,并正确地放入防风罩中。

以左光纤为例,V型槽从左至右有一变小节点,建议从左至右推进,推不动时即可压上压板。

按照从右至左的方向,放置右光纤并压上压板。

③接续光纤

盖上防风罩,按下接续键后,光纤相向移动,在移动过程中,产生一个短的放电清洁光纤表面,当光纤端面之间的间隙合适后熔接机停止相向移动,设定初始间隙,熔接机测量,并显示切割角度。

在初始间隙设定完成后,开始执行纤芯或包层对准,然后熔接机减小间隙(最后的间隙设定),高压放电产生的电弧将左边光纤熔到右边光纤中,最后微处理器计算损耗并将数值显示在显示器上。

分组讨论

把全班同学分成几个学习小组,讨论下列问题并提交讨论报告。

1.什么是分组交换网?以一个案例加以说明。

2.以路由器为例说明TCP/IP模型与OSI参考模型层次之间的联系。

作业

1.简述计算机网络的定义、功能与分类。

2.试述计算机网络体系结构的组成。

3.OSI参考模型是如何将网络进行分层的?

4.简述OSI参考模型中各层的功能及各层间数据传输的过程。

5.试述TCP/IP模型的主要特点。

6.试述TCP/IP模型的层次划分及相应层次的功能。