局域網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)

1、局域網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)目錄第1章 局域網(wǎng)組網(wǎng)概論1.1 認(rèn)識局域網(wǎng)1.2 局域網(wǎng)傳輸介質(zhì)1.3 局域網(wǎng)組網(wǎng)設(shè)備1.4 局域網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)1.5 網(wǎng)絡(luò)布線第2章 局域網(wǎng)規(guī)劃與設(shè)計2.1 通信協(xié)議2.2 IP地址與子網(wǎng)掩碼2.3 對等局域網(wǎng)的組建2.4 組建以太網(wǎng)第3章 無線局域網(wǎng)3.1 無線局域網(wǎng)概述3.2 配置無線局域網(wǎng)3.3 展頻技術(shù)第4章 局域網(wǎng)安全4.1安全現(xiàn)狀分析4.2 常用局域網(wǎng)攻擊方式4.3 防火墻系統(tǒng)4.4 其他防范策略第5章 局域網(wǎng)組網(wǎng)實(shí)例5.1 宿舍組網(wǎng)5.2 企業(yè)組網(wǎng)第1章 局域網(wǎng)組網(wǎng)概論【本章學(xué)習(xí)目標(biāo)】1了解局域網(wǎng)的定義、起源、現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢。2了解局域網(wǎng)的布線和設(shè)備。3掌握局域網(wǎng)

2、的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)模型。【導(dǎo)入案例】華為邁進(jìn)Gartner有線無線局域網(wǎng)接入基礎(chǔ)設(shè)施遠(yuǎn)見者象限近日，全球領(lǐng)先的信息與通信解決方案供應(yīng)商華為宣布成功邁進(jìn)Gartner最新發(fā)布的2016年有線*局域網(wǎng)接入基礎(chǔ)設(shè)施魔力象限的遠(yuǎn)見者象限。這是繼2012年華為參加評估以來首次進(jìn)入遠(yuǎn)見者象限(注1)。華為在有線*一體化領(lǐng)域，市場增長迅猛，全球市場表現(xiàn)優(yōu)異。在保持優(yōu)秀執(zhí)行力的情況下，華為在遠(yuǎn)見力上位置大幅提升，華為相信這源于華為對市場的準(zhǔn)確洞察、正確的產(chǎn)品策略以及持續(xù)的產(chǎn)品技術(shù)創(chuàng)新。華為企業(yè)網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品線總裁劉少偉表示：“華為在過去一年里繼續(xù)保持市場高速增長，全球渠道日益成熟，產(chǎn)品方案贏得了廣泛的客戶認(rèn)可。此次在

3、遠(yuǎn)見力位置上大幅提升得益于我們敏銳精確的市場洞察、富有遠(yuǎn)見的市場戰(zhàn)略以及極具創(chuàng)新的產(chǎn)品和方案。華為堅持以客戶為中心，一直以來堅持創(chuàng)新技術(shù)的持續(xù)研發(fā)投入，在園區(qū)幫助企業(yè)客戶積極應(yīng)對數(shù)字化轉(zhuǎn)型中的用戶和業(yè)務(wù)移動化、應(yīng)用云化帶來的新挑戰(zhàn)，從而構(gòu)建卓越體驗(yàn)的園區(qū)網(wǎng)絡(luò)“根據(jù)Gartner報告，“遠(yuǎn)見者象限中的廠商應(yīng)該能夠不斷地充實(shí)其產(chǎn)品和服務(wù)，為市場提供獨(dú)特和差異化方案。遠(yuǎn)見者廠商必須具備在企業(yè)市場接入層的一個或多個關(guān)鍵領(lǐng)域(例如：融合、安全、管理及運(yùn)營效率等領(lǐng)域)進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新的能力?！睘閹椭髽I(yè)輕松應(yīng)對移動化、云計算、大數(shù)據(jù)、SDN等新興技術(shù)帶來的挑戰(zhàn)和機(jī)遇，華為在有線*一體化領(lǐng)域陸續(xù)發(fā)布了一系列差異

4、化的產(chǎn)品和解決方案。譬如，在產(chǎn)品創(chuàng)新上，華為推出了業(yè)界首款802.11acwave2室內(nèi)智能高密天線AP設(shè)備，以及支持iPCA和有線*深度融合等特性的業(yè)界首款盒式敏捷交換機(jī)。在解決方案創(chuàng)新上，華為推出敏捷分布式Wi-Fi方案以及云管理網(wǎng)絡(luò)解決方案等多個創(chuàng)新方案。華為敏捷分布式Wi-Fi方案采用創(chuàng)新的三層分布式架構(gòu)(AC+中心AP+遠(yuǎn)端單元RU)，徹底解決酒店，宿舍，醫(yī)院等房間密集型場景下室內(nèi)信號弱和網(wǎng)絡(luò)性能低的問題;華為云管理網(wǎng)絡(luò)解決方案利用云技術(shù)實(shí)現(xiàn)了園區(qū)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、部署、運(yùn)維的全生命周期的網(wǎng)絡(luò)云管理，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)分鐘級上線，不僅服務(wù)于中小園區(qū)，也能適用于中大型園區(qū)，云管理平臺可租可買，用戶既可以

5、選擇華為或MSP提供的服務(wù)，也可以自建企業(yè)級云管理平臺。華為除了堅持技術(shù)創(chuàng)新，為客戶提供差異化方案外，在有線*一體化領(lǐng)域仍然保持了高速的市場增長。根據(jù)Gartner的2016Q1企業(yè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備市場份額報告(注2)顯示，2016年第一季度華為企業(yè)園區(qū)以太網(wǎng)交換機(jī)收入排名全球No.3;企業(yè)WLAN設(shè)備收入增長迅速，同比增長102.5%。此外，華為有線*一體化方案和產(chǎn)品已經(jīng)在教育、政府和公共事業(yè)、金融、能源、醫(yī)療、交通等多個垂直行業(yè)中廣泛應(yīng)用，客戶遍及全球。來源:互聯(lián)網(wǎng) 電力電子論壇 2016/10/8【思考提示】什么是局域網(wǎng)？局域網(wǎng)為何發(fā)展這么迅速？它又有什么優(yōu)勢得以到現(xiàn)在還受到人們的廣泛關(guān)注？1.

6、1認(rèn)識局域網(wǎng)1.1.1局域網(wǎng)的定義局域網(wǎng)（Local Area Network LAN）是一種局部的小范圍內(nèi)（一般為幾公里），以實(shí)現(xiàn)資源共享、數(shù)據(jù)傳遞和彼此通信為基本目的，由網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)（計算機(jī)或網(wǎng)絡(luò)連接）設(shè)備和通信線路等硬件按照某種網(wǎng)絡(luò)機(jī)構(gòu)連接而成的，配有相應(yīng)軟件的高速計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。局域網(wǎng)可以實(shí)現(xiàn)文件管理、應(yīng)用軟件共享、打印機(jī)共享、工作組內(nèi)的日程安排、電子郵件和傳真通信服務(wù)等功能。局域網(wǎng)屬于封閉型的網(wǎng)絡(luò)，它可以只包含兩臺計算機(jī)，也可以由上千臺計算機(jī)組成。就局域網(wǎng)（LAN）而言，它的名字本身隱含了地理范圍的局域性，正因?yàn)檫@種局域性，LAN有比廣域網(wǎng)高得多的信息傳輸速率，它的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)常用的是總線型和環(huán)

7、型，這與廣域網(wǎng)也有所不同。局域網(wǎng)的服務(wù)范圍一般是一個部門或者一家公司，這決定了它以下幾個特點(diǎn)：（1）覆蓋的地理范圍小，只在一個局部范圍內(nèi)聯(lián)，比如一棟建筑物。（2）局域網(wǎng)使用專門的傳輸介質(zhì)，數(shù)據(jù)傳輸率高于廣域網(wǎng)（10Mb/s-10Gb/s），且傳輸介質(zhì)不止一種。（3）誤碼率低，具有很高的可靠性。（4）用戶集中，歸屬與管理單一，組網(wǎng)、維護(hù)以及拓展簡便。1.1.2局域網(wǎng)的分類可從下面幾個方面對局域網(wǎng)進(jìn)行劃分：(1) 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：根據(jù)局域網(wǎng)采用的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，可分為總線型局域網(wǎng)、環(huán)型局域網(wǎng)、星型局域網(wǎng)和混合型局域網(wǎng)等。這種分類方法比較常用。(2) 傳輸介質(zhì)：局域網(wǎng)上常用的傳輸介質(zhì)有同軸電纜、雙絞線、光纜等，

8、因此可以將局域網(wǎng)分為同軸電纜局域網(wǎng)、雙絞線局域網(wǎng)和光纜局域網(wǎng)。如果采用的是無線電波，微波，則可稱為無線局域網(wǎng)。(3) 訪問傳輸介質(zhì)的方法：傳輸介質(zhì)提供了二臺或多臺計算機(jī)互連并進(jìn)行信息傳輸?shù)耐ǖ馈Ｔ诰钟蚓W(wǎng)上，經(jīng)常是在一條傳輸介質(zhì)上連有多臺計算機(jī)（如總線型和環(huán)型局域網(wǎng)），即大家共享同一傳輸介質(zhì)。而一條傳輸介質(zhì)在某一時間內(nèi)只能被一臺計算機(jī)所使用，那么在某一時刻到底誰能使用或訪問傳輸介質(zhì)呢？這就需要有一個共同遵守的準(zhǔn)則來控制、協(xié)調(diào)各計算機(jī)對傳輸介質(zhì)的同時訪問，這種準(zhǔn)則就是協(xié)議或稱為媒體訪問控制方法。據(jù)此可以將局域網(wǎng)分為以太網(wǎng)、令牌環(huán)網(wǎng)等。(4) 網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)：正如微機(jī)上的DOS、UNIX、WINDOW

9、S、OS/2等不同操作系統(tǒng)一樣，局域網(wǎng)上也有多種網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)。因此，可以將局域網(wǎng)按使用的操作系統(tǒng)進(jìn)行分類，如Novell公司的Netware網(wǎng)，3COM公司的3+OPEN網(wǎng)，Microsoft公司的Windows 2000網(wǎng)，IBM公司的LAN Manager網(wǎng)等。此外，還可以按數(shù)據(jù)的傳輸速度分為10Mbps局域網(wǎng)、100Mbps局域網(wǎng)、千兆局域網(wǎng)等；按信息的交換方式可分為交換式局域網(wǎng)、共享式局域網(wǎng)等。1.2局域網(wǎng)傳輸介質(zhì)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)OSI參考模型中，物理層的目的是將原始的位流從一臺機(jī)器傳輸?shù)搅硪慌_機(jī)器上，這種原始的傳輸過程是通過傳輸介質(zhì)來完成的。傳輸介質(zhì)又稱傳輸媒體，它是數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)里發(fā)送器與

10、接收器之間的物理通路。傳輸介質(zhì)可以分為兩大類：導(dǎo)向傳輸介質(zhì)（如銅線或者光纖）和非導(dǎo)向傳輸介質(zhì)（如空氣的無線電和微波）。下面介紹幾種常見的傳輸介質(zhì)1.2.1雙絞線雙絞線（Twisted Pair Wire）也成雙紐線，是將兩股相互絕緣的金屬導(dǎo)線并排排列，按照一定的規(guī)則纏繞在一起，以減少信號在電纜中傳輸?shù)脑肼暫碗姶鸥蓴_。雙絞線是局域網(wǎng)中使用最普遍的傳輸介質(zhì)，其質(zhì)量的好壞直接影響局域網(wǎng)的性能。如圖1-1所示。圖1-1 雙絞線實(shí)物圖按照不同的分類標(biāo)準(zhǔn)，雙絞線可以細(xì)分為多類，下面介紹其中最常用的兩類： 第一類：按照纜線結(jié)構(gòu)分類，分為屏蔽雙絞線（STP）和非屏蔽雙絞線(UTP)，不同在于非屏蔽雙絞線外層只

11、有一層絕緣膠皮，因此重量輕，易于安裝，而屏蔽雙絞線在雙絞線與絕緣膠皮之間有一層金屬材料，這種結(jié)構(gòu)可以減少輻射，防止信息被竊聽，同時還有較高的信息傳輸速率，安裝所需要的技術(shù)要求要高于非屏蔽雙絞線。第二類：按照使用領(lǐng)域分類，分為5個類別，分別是：（1）專門為電話系統(tǒng)設(shè)計的雙絞線（2）用于語音和綜合服務(wù)數(shù)字網(wǎng)（3）用于傳輸速率最高可達(dá)16Mbps的以太網(wǎng)（4）用于10Base-T和100Base-T的網(wǎng)絡(luò)（5）該類電纜增加了纜線密度，外套一種絕緣材料，用于語音傳輸和最高傳輸速率為100Mbps的數(shù)據(jù)傳輸1.2.2同軸電纜同軸電纜也是局域網(wǎng)中最常見的傳輸介質(zhì)之一，它是由內(nèi)外相互絕緣的同軸心導(dǎo)體組成的電

12、纜，內(nèi)導(dǎo)體為銅線，外導(dǎo)體為銅管或者銅網(wǎng)。電在電纜內(nèi)傳輸，電磁場封閉在內(nèi)外導(dǎo)體之間，所以同軸電纜的輻射損耗小，受外界干擾影響小。如圖1-2所示。圖1-2 同軸電纜實(shí)物圖同軸電纜一般按照直徑大小分類，分為粗同軸電纜和細(xì)同軸電纜。粗同軸電纜適用于大型的局域網(wǎng)，它的覆蓋范圍大，可靠性高，安裝的時候不需要切斷電纜，可以根據(jù)需要靈活的調(diào)整計算機(jī)的位置，但同時，粗同軸電纜需要安裝收發(fā)器電纜，安裝難度較大。而相比之下，細(xì)同軸電纜則安裝簡單，造價低，但是安裝過程中需要切斷，頭部安裝網(wǎng)絡(luò)連接頭，而當(dāng)接頭過多時，容易發(fā)生網(wǎng)絡(luò)故障。1.2.3光纖光纖是指使用玻璃纖維或者塑料纖維傳輸數(shù)據(jù)信號的傳輸介質(zhì)，信號以光脈沖的形

13、式存在于光纖內(nèi)，發(fā)射端一般是發(fā)光二極管或者激光器，接收端是光敏元件檢測光脈沖。如圖1-3所示。圖1-3 光纖實(shí)物圖光纖的種類很多，根據(jù)用途的不同，具有的功能也有一定的差異，一般按照折射率分布、傳輸模式、制造方法分為以下幾類：第一類：按照折射率分布分類：階躍型光纖、漸變光纖、W型光纖等 第二類：按照傳輸模式分類：單模光纖、多模光纖。第三類：制作方法分類：化學(xué)氣相沉積（VCD）法，拉絲法有管律法（Rod intube）和雙坩鍋法等。與雙絞線相比，光纖具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）頻帶寬相比雙絞線，光纖具有更寬的傳輸帶寬，這意味著光纖的傳輸容量更大，目前單個光源的帶寬只占了其中很小的一部分(多模光纖的頻帶約幾

14、百兆赫，好的單模光纖可達(dá)10GHz以上)，采用先進(jìn)的相干光通信可以在30000GHz范圍內(nèi)安排2000個光載波，進(jìn)行波分復(fù)用，可以容納上百萬個頻道。（2）損耗更低相比電纜，光導(dǎo)纖維的損耗則要小得多，傳輸1.31um的光，每公里損耗在035dB以下若傳輸1.55um的光，每公里損耗更小，可達(dá)02dB以下。這使其能傳輸?shù)木嚯x要遠(yuǎn)得多。此外，光纖傳輸損耗還有兩個特點(diǎn)，一是在全部有線電視頻道內(nèi)具有相同的損耗，不需要像電纜干線那樣必須引入均衡器進(jìn)行均衡；二是其損耗幾乎不隨溫度而變，不用擔(dān)心因環(huán)境溫度變化而造成干線電平的波動。（3）抗干擾能力強(qiáng)因?yàn)楣饫w的基本成分是石英，只用于光的傳輸，不導(dǎo)電，因此不受電磁

15、場的作用，在其中傳輸?shù)墓庑盘栆膊皇茈姶艌龅挠绊?，故光纖傳輸對電磁干擾、工業(yè)干擾有很強(qiáng)的抵御能力。也正因?yàn)槿绱?，在光纖中傳輸?shù)男盘柌灰妆桓`聽，因而利于保密。1.2.4無線通信介質(zhì)無線通信介質(zhì)也稱為無線傳輸介質(zhì)，通過空氣存在的自由空間傳輸信號，信號的形式可以是數(shù)字信號或者模擬信號，目前通過空氣傳輸信號的無線傳輸介質(zhì)有紅外線、無線電波、微波等。（1）紅外傳輸紅外傳輸是通過空氣使用紅外線傳輸數(shù)據(jù)，紅外線的光譜低于可見光，不具有穿透性，因此紅外傳輸?shù)姆栏`聽能力較強(qiáng)，但同時容易受到強(qiáng)光的干擾，導(dǎo)致信號被破壞。傳輸方式有兩種：點(diǎn)對點(diǎn)和廣播式。（2）無線電傳輸無線電的優(yōu)點(diǎn)是信號的傳輸可以穿過墻壁和其他建筑物，

16、因此不需要發(fā)送端和接收端可視。它的傳輸距離可以根據(jù)發(fā)射器的功率進(jìn)行調(diào)節(jié)，信號的接受端可以在一定范圍內(nèi)移動。但是無線電波傳輸信號也有一定的問題，比如無線電波的傳播方向是多向的，因此信號很容易被截獲，保密性差，同時無線電波容易受到電磁干擾，可靠性差。（3）微波通信微波指的是電磁波中頻率大于1GHZ的電波。微波的通信依賴于功率極大的聚焦能量束，可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的信息傳輸。微波通信可以分為地面微波通信系統(tǒng)和衛(wèi)星微波通信系統(tǒng)。微波系統(tǒng)常常用于兩個不方便使用有線介質(zhì)的建筑物之間，因?yàn)樵诟哳l率范圍內(nèi)傳輸，因此具有很高的數(shù)據(jù)傳輸率。1.3 局域網(wǎng)組網(wǎng)設(shè)備1.3.1 網(wǎng)卡網(wǎng)卡（Network Interface

17、Card,簡稱NIC），是傳輸介質(zhì)與局域網(wǎng)相互連接的接口，是局域網(wǎng)的基本部件之一，又稱網(wǎng)絡(luò)卡，網(wǎng)絡(luò)接口卡或者網(wǎng)絡(luò)適配器。如圖1-4所示.圖1-4 網(wǎng)卡實(shí)物圖網(wǎng)卡和局域網(wǎng)之間的通信是通過電纜或雙絞線以串行傳輸方式進(jìn)行的。而網(wǎng)卡和計算機(jī)之間的通信則是通過計算機(jī)主板上的I/O總線以并行傳輸方式進(jìn)行。因此，網(wǎng)卡的一個重要功能就是要進(jìn)行串行/并行轉(zhuǎn)換。主要功能包括：（1）數(shù)據(jù)的封裝與解封發(fā)送時將上一層交下來的數(shù)據(jù)加上首部和尾部，成為以太網(wǎng)的幀。接收時將以太網(wǎng)的幀剝?nèi)ナ撞亢臀膊?，然后送交上一層?）鏈路管理主要是CSMA/CD（Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection ，帶沖突檢測的載波監(jiān)聽多路訪問）協(xié)議的實(shí)現(xiàn)（3）編碼與譯碼即曼徹斯特編碼與譯碼。在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，不同的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和媒體訪問方式需要不同的網(wǎng)卡，如以太網(wǎng)卡和令牌環(huán)網(wǎng)卡等，前者更為常用。以太網(wǎng)卡根據(jù)網(wǎng)卡與主板總線的連接方式、網(wǎng)卡的傳輸速率、網(wǎng)卡與傳輸介質(zhì)連接的接口以及應(yīng)用領(lǐng)域可以分為不同的類型。（1）按照總線類型分類通常，網(wǎng)卡按照計算機(jī)主板總線接口類型可以分為：ISA、PCI、PCMCIA、USB等。（2）按照接口類型分