深入学习网络布线基础知识及子网划分（入门级）

1.信号与传输介质

1.1信号

1.1.1信号的定义

信息：指音讯、消息、通讯系统传输和处理的队形，主要就是表示人类社会传播的一切内容，是一种普遍联系的形式。

数据：数据（data）是事实或观察的结果，是对客观事物的逻辑归纳，是用于表示客观事物的未经加工的原始素材。数据可以是连续的值，比如声音、图像，称为模拟数据；也可以是离散的，如符号、文字，称为数字数据。

数据是指对客观事件进行记录并可以鉴别的符号，是对客观事物的性质、状态以及相互关系等进行记载的物理符号或这些物理符号的组合。它是可识别的、抽象的符号。

信号：信息传递的媒介，是表示消息的物理量，是运载消息的工具，也是消息的载体

1.1.2信号的分类

（1）模拟信号

模拟信号是指用连续变化的物理量所表达的信息，如温度、湿度、压力、长度、电流、电压等等，我们通常又把模拟信号称为连续信号，它在一定的时间范围内可以有无限多个不同的取值。而数字信号是指在取值上是离散的、不连续的信号。模拟信号传输过程中，先把信息信号转换成几乎“一模一样”的波动电信号(因此叫“模拟”)，再通过有线或无线的方式传输出去，电信号被接收下来后，通过接收设备还原成信息信号。

（2）数字信号

数字信号是指用一组特殊的状态来描述信号，比如我们当前用的二进制数字来表示的信号。（0和1）脉冲的出现表示1，不出现表示0.

1.1.3信号失真的主要原因

（1）噪声

信号在信道中传输时，往往会受到噪声的干扰。“噪声”的定义为在信号传输、处理过程中，由于设备自身、环境干扰等原因而产生的附加信号，这些信号与传输无关。

（2）衰减

信号随着传播距离的增加，能量会逐渐减少，降低。模拟信号和数字信号都会再传播的过程中衰减，所以为了补偿衰减，在传输的过程中必须对模拟信号及数字信号进行放大处理。模拟信号会因为被放大信号，伴随着的噪声附加信号也会被放大。

1.1.4数字信号的优势

（1）适用范围较大

数字信号处理技术广泛应用于各个领域，具有广泛的适用性。数字信号处理技术可以应用于许多领域，因为数字信号处理器有多种类型，可以被各种软件使用，也可以根据不同的需要进行选择。当操作员在数字处理系统中存储数据时，他们可以很容易地将各种信息处理转换成所需的形式，以计算机网络技术为例，在计算机中，数字信号可以作为调制处理器的技术使用，将数字信号处理技术应用于程序编程中。

（2）处理速度快

与模拟信号处理器相比，数字信号处理器在高速处理方面有着明显的优势能力。数字信号模拟器自身具有的芯片与其他芯片较为不同，主要采用哈佛结构，电子工程的专业人士可以将数字信息程序和存储的空间进行独立开来，保证两者互不干扰，形成数字信号处理器的工作流程。将数字信号处理系统与传统的信号处理相比较，数字信号可以在处理的过程中，进行其他指令的识别和处理，这样就大大的提高了信息处理的效率，提高了速度。

1.2双绞线

1.2.1定义

双绞线是一种我们常见的传输介质，是由两根具有绝缘保护层的铜导线组成的，双绞线一般由两根22~26号绝缘铜导线相互缠绕而成。

1.2.2双绞线的分类

（1）屏蔽双绞线

铜线外包裹一层金属网膜，用于电磁环境非常复杂的工业环境中

（2）非屏蔽双绞线

用于电磁干扰相对比较弱的环境

1.2.3双绞线标准与分类

(1)EIA/TIA-568——“商用建筑物电信布线标准”

(2)Cat 5

主要用于100Base-T和10Base-T网络

(3)Cat 5e

衰减更小，串扰更少，性能优于5类线

(4)Cat 6

传输速率可达1Gbps

(5)Cat 7

传输速率可达10Gbps

1.3光纤

1.3.1特点

传输带宽高、传输距离远、抗干扰能力强

1.3.2光纤的分类

（1）单模光纤

只传输一种模式光信号的光纤，常规有G.652,G.653,G.654,G.655等传输等级分类，单模光纤传输百兆信号距离可达几十公里。主要用于高速度、长距离。缺点是设备成本较高，端接较难，窄芯线，需要激光源。优点是耗材极小，且高效。

（2）多模光纤

能传输多种模式光信号的光纤，为G.651等级，根据光模式分为OM1,OM2,OM3，多模光纤传输百兆信号最远传输距离2公里。主要用于低速度、短距离。优点是设备成本较低，端接较为容易，宽芯线，聚光好，光源可采用激光或发光二极管。缺点是耗材大，低效。

1.4综合布线

1.4.1双绞线的连接规范

T568A:白绿、绿、白橙、蓝、白蓝、橙、白棕、棕
T568B:白橙、橙、白绿、蓝、白蓝、绿、白棕、棕
线序1、2用于发送数据
线序3、6用于接收数据

2.子网划分

2.1 IP地址的组成

IP地址共32位，然后这些位被分成4组，每组8位（例如：192.168.1.1）。在这4组中，IP地址又分为网络部分和主机部分，在默认编址方案中，对于我们常见的A类、B类、C类网络地址的组成如下：

A类：网络部分 . 主机部分 . 主机部分 . 主机部分

B类：网络部分 . 网络部分 . 主机部分 . 主机部分

C类：网络部分 . 网络部分 . 网络部分 . 主机部分

2.2有效主机数量

有效主机数量为：主机总数 - 网络地址 - 广播地址

A类地址：2^24 - 2 = 16777214个

B类地址：2^16 - 2 = 65534个

C类地址：2^8 - 2 = 254个

2.3做子网划分的优势

做子网划分的目的是在一个网络地址中划分出来多个小的网络，其优点有以下几点

（1）减少网络流量

根据前面有效主机数量我们可以看出，有效主机数量最少（也是我们常用）的C类地址中都包含了254个有效的主机，由于主机数量过多，导致整个网络中的流量会非常大，从而可能导致网络延增加，导致网络传输缓慢，而将网络划分成若干个小的网络，就可以减少每个网络中的流量

（2）优化网络性能

由于减少了网络流量，当然网络性能会得到一定的优化

（3）简化管理

相对于在一个大的网络中查找与处理故障，小网络会更加轻松

2.4 IP子网段划分及划分原则

（1）借位

从IP地址中表示主机号的最高位开始“借位”变为新的子网位，所剩余的部分则仍为主机位。还有要明白的是：子网划分是借助于取走主机位，把这个取走的部分作为子网位。因此这个意味着划分越多的子网，主机将越少。

（2）确定子网掩码

在子网掩码中将表示网络号的所有位设为1，表示主机号的所有位设为0。

（3）熟记2的幂及默认子网掩码

2的0次方到9次方的值分别为：1，2，4，8，16，32，64，128，256，512；A类网络的默认子网掩码是255.0.0.0，B类网络的默认子网掩码是255.255.0.0，C类网络的默认子网掩码是255.255.255.0。

（4）确定子网网络号

将所选择的子网掩码和IP地址按位进行逻辑“与”运算，得到IP地址的网络地址，剩下的部分就是主机地址，从而区分出任意IP地址中的网络地址和主机地址。

（5）产生有效子网的个数及子网掩码和可用网络

子网数：2^N次方，N为借用的位数（子网位）

例如：222.1.1.0/24 255.255.255.0

子网位：=0

多少个子网：=2^0=1，为什么，因为没有借位

主机位:=8，因为还剩下8位

每个子网主机：=2^8=256，为什么，因为最后一个八位组全为0

子网可用IP数：2^8=256-2，减去2，因为网络地址跟广播地址不能用

实际上就是

网络地址：0

最小主机地址：1

最大主机地址：254

广播地址：255

222.1.1.0/27 255.255.255.224

子网位：=3

多少个子网：=2^3=8

主机位:=5

每个子网主机：=2^5=32

子网可用IP数：2^5=32-2，减去2，因为网络地址跟广播地址不能用

实际上就是

网络地址：0326496128160192224

最小主机地址：133

最大主机地址：3062

广播地址：3163

其他依次类推

10.1.1.0 255.255.255.192

子网位：=18

多少个子网：=2^18=自己算

主机位:=6

每个子网主机：=2^6=64

子网可用IP数：2^6=64-2，减去2，因为网络地址跟广播地址不能用

实际上就是

网络地址：10.1.1.010.1.1.64…

最小主机地址：10.1.1.110.1.1.65

最大主机地址：10.1.1.6210.1.1.126

广播地址：10.1.1.6310.1.1.127

172.16.1.0 255.255.255.240

子网位：=12

多少个子网：=2^12=…

主机位:=4

每个子网主机：=2^4=16

子网可用IP数：2^4=16-2，减去2，因为网络地址跟广播地址不能用

实际上就是

网络地址：172.16.1.0172.16.1.16…

最小主机地址：172.16.1.1172.16.1.17

最大主机地址：172.16.1.14172.16.1.30

广播地址：172.16.1.15172.16.1.31

172.16.1.0 255.255.192.0

子网位：=2

多少个子网：=2^2=4

主机位:=14

每个子网主机：=2^14=…

子网可用IP数：自己算，减去2，因为网络地址跟广播地址不能用

实际上就是

网络地址：172.16.0.0172.16.64.0…

最小主机地址：172.16.0.1172.16.64.1

最大主机地址：172.17.63.254172.16.127.254

广播地址：172.17.63.255172.16.127.255

简便算法****1:

192.168.1.0

255.255.255.192 26位

多少个子网：=当前掩码26-默认掩码24=22^2=4

每个子网主机：=最大掩码32-当前掩码26=62^6=64

子网可用IP数：64-2

简便算法****2:

192.168.1.0

255.255.255.224 27位

多少个子网：=当前掩码27-默认掩码24=32^3=8

每个子网主机：=256-224=32

为什么是256，因为0-255是256个数

子网可用IP数：32-2

什么是有效子网：

192.168.1.0

255.255.255.192 26位

子网位：=2

多少个子网：=2^2=4，（有效子网要减去2）

主机位: =6

每个子网主机：=2^6=64

子网可用IP数：2^6=64-2，减去2，因为网络地址跟广播地址不能用

子网**,有效的主机,**广播地址:

192.168.1.0,192.168.1.1 到 192.168.1.62,192.168.1.63

192.168.1.64,192.168.1.65到 192.168.1.126,192.168.1.127

192.168.1.128,192.168.1.129到 192.168.1.190,192.168.1.191

192.168.1.192,192.168.1.193到 192.168.1.254, 192.168.1.255

其中192.168.1.0这个子网，实际上是192.168.1.0/24的主类网络号

而192.168.1.255，实际上是192.168.1.0/24的主类网络的广播地址

所以，有效子网要减去第一个子网跟最后一个子网，也称为全0子网和全1子网，

在一些老的设备上是不支持的，所以不能用，当然，现在的设备都不存在这个问题，都能用

92.168.1.65到 192.168.1.126,192.168.1.127

192.168.1.128,192.168.1.129到 192.168.1.190,192.168.1.191

192.168.1.192,192.168.1.193到 192.168.1.254, 192.168.1.255

其中192.168.1.0这个子网，实际上是192.168.1.0/24的主类网络号

而192.168.1.255，实际上是192.168.1.0/24的主类网络的广播地址

所以，有效子网要减去第一个子网跟最后一个子网，也称为全0子网和全1子网，

在一些老的设备上是不支持的，所以不能用，当然，现在的设备都不存在这个问题，都能用

只是这个概念，大家一定要搞清楚