網(wǎng)絡(luò)技術(shù)第3章

第3章局域網(wǎng)實用組網(wǎng)技術(shù)

3.1局域網(wǎng)概述3.2局域網(wǎng)的拓撲結(jié)構(gòu)

3.3局域網(wǎng)的基本組成3.4傳輸介質(zhì)3.5局域網(wǎng)的模型、標(biāo)準(zhǔn)與訪問控制方式3.6局域網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)3.7高速局域網(wǎng)3.8網(wǎng)間互聯(lián)3.9

局域網(wǎng)與結(jié)構(gòu)化布線技術(shù)3.1局域網(wǎng)概述3.1.1局域網(wǎng)的定義局域網(wǎng)(LAN，LocalAreaNetwork)，顧名思義就是局部區(qū)域的計算機網(wǎng)絡(luò)。在局域網(wǎng)中，計算機及其他互聯(lián)設(shè)備的分布范圍一般在有限的地理范圍內(nèi)，因此，局域網(wǎng)的本質(zhì)特征是分布距離短、數(shù)據(jù)傳輸速度快。

3.1.2局域網(wǎng)的主要特點和功能1.局域網(wǎng)的特征①共享傳輸信道。

②傳輸速率高。

③連接規(guī)范整齊。

④歸屬單一、清楚。

⑤傳輸距離有限。

⑥誤碼率低，可靠性高。

⑦采用多種媒體的訪問控制技術(shù)。

⑧一般采用分布式控制和廣播式通信。

⑨低層協(xié)議簡單，不單獨設(shè)立網(wǎng)絡(luò)層。

⑩局域網(wǎng)易于安裝、組建和維護，具有較好的靈活性。

2.局域網(wǎng)的功能(1)

資源共享(2)

通信交往3.LAN的典型應(yīng)用場合①

同一房間內(nèi)的所有主機，覆蓋距離為10m的數(shù)量級。②

同一樓宇內(nèi)的所有主機，覆蓋距離為100m的數(shù)量級。③

同一校園、廠區(qū)、院落內(nèi)的所有主機，覆蓋距離為1000m的數(shù)量級(這種情況又稱為“校園網(wǎng)”)。

3.1.3局域網(wǎng)的四大實現(xiàn)技術(shù)①

拓撲結(jié)構(gòu)。②

傳輸介質(zhì)。③

通信協(xié)議。④

布線技術(shù)。3.2局域網(wǎng)的拓撲結(jié)構(gòu)1.局域網(wǎng)拓撲結(jié)構(gòu)的分類①邏輯拓撲結(jié)構(gòu)：用來描述網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點間的信息流動形式，或介質(zhì)訪問控制方法。②物理拓撲結(jié)構(gòu)：用來描述網(wǎng)絡(luò)硬件的布局，即網(wǎng)絡(luò)中各部件的物理連接形狀。2.局域網(wǎng)拓撲結(jié)構(gòu)的選擇原則(1)價格(2)速率(3)規(guī)模3.2.1總線拓撲(BusTopology)“總線”拓撲結(jié)構(gòu)的特點“總線”拓撲結(jié)構(gòu)的典型應(yīng)用是以太網(wǎng)(Ethernet)，其中最典型的是“細纜以太網(wǎng)(10base2)”和“粗纜以太網(wǎng)(10base5)”，它們的物理和邏輯拓撲結(jié)構(gòu)都采用了總線結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)是最通用、安裝最為簡單的拓撲，該結(jié)構(gòu)使用稱為“干線(或總線)”的中央電纜(同軸電纜)將服務(wù)器和工作站以線性方式連接在一起。在需要分支的地方，所有網(wǎng)絡(luò)上的計算機通過合適的硬件接口連接在總線上，網(wǎng)絡(luò)上所有節(jié)點共享這條公用通信線路。線性總線上的工作站以兩個方向發(fā)送或接收數(shù)據(jù)，并且能被網(wǎng)絡(luò)上的任何一個節(jié)點接收到。工作時，每當(dāng)有計算機將數(shù)據(jù)信號傳送到公共干線上時，所有的工作站均可以收到此信息。每個工作站收到信息后都會核對該信息中的目的地址是否與本工作站的地址一樣，然后決定是否接收這個信息。通常由于總線結(jié)構(gòu)的長度有限，一條總線上能夠連接的節(jié)點數(shù)目和距離都受到限制(即負載能力有限)。2.“總線”拓撲結(jié)構(gòu)的應(yīng)用特點優(yōu)點①

結(jié)構(gòu)簡單靈活。②

可靠性較高。③

網(wǎng)絡(luò)響應(yīng)速度快。④

硬件設(shè)備量和電纜量少，造價低。⑤

易于安裝、配置，使用和維護方便。⑥

共享能力強，適合于一點發(fā)送，多點接收的場合。(2)缺點①

故障診斷困難。維修不便，一個鏈路故障，將會破壞網(wǎng)絡(luò)上所有的節(jié)點的通信。探測電纜故障時，需要涉及整個網(wǎng)絡(luò)。②

“總線”結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)增加節(jié)點時，需要斷開節(jié)點，網(wǎng)絡(luò)將停止工作。因此，此類網(wǎng)絡(luò)的擴展性較差。③

信號隨距離的增加而衰減。④

總線的帶寬是網(wǎng)絡(luò)的瓶頸，N個節(jié)點共享傳輸介質(zhì)公用總線，當(dāng)節(jié)點數(shù)目增加時，網(wǎng)絡(luò)性能下降。⑤

由于網(wǎng)段距離長度的限制，因而負載能力有限。3.適用場合此類結(jié)構(gòu)適用于小型辦公自動化系統(tǒng)、實驗室、游戲廳，以及小型信息管理系統(tǒng)等低負荷，輸出的實時性要求不高的環(huán)境。3.2.2環(huán)型拓撲(RingTopology)

1.

“環(huán)型”拓撲結(jié)構(gòu)的特點環(huán)型拓撲看起來像是首尾相接的總線拓撲，顧名思義，環(huán)型拓撲是“環(huán)狀”的?！碍h(huán)型”結(jié)構(gòu)一般使用電纜或光纖連接環(huán)路上的各節(jié)點，網(wǎng)絡(luò)上所有的節(jié)點通過環(huán)路接口卡，分別連接到它相鄰的兩個節(jié)點上，從而形成的一種首尾相接的閉環(huán)通信網(wǎng)絡(luò)。環(huán)型網(wǎng)可以為大量用戶提供高的性能。2.“環(huán)型”拓撲結(jié)構(gòu)的應(yīng)用特點(1)優(yōu)點①

由于兩個節(jié)點之間只有唯一的通路，因此大大簡化了路徑選擇的控制。②

當(dāng)有旁路電路時，某個節(jié)點發(fā)生故障可以自動旁路，這樣可以提高可靠性。此時，節(jié)點的加入和移出將不引起停機。③

傳輸時間固定，適用于對數(shù)據(jù)傳輸實時性要求較高的應(yīng)用場合。④

在負荷較重的場合，比爭用信道的總線式網(wǎng)絡(luò)有更高的傳輸速率。⑤由于光纖適合于信號單方向傳遞和點-點式連接，因此“環(huán)型”結(jié)構(gòu)最適合使用光纖。在FDDI普及并推廣后，“環(huán)型光纖網(wǎng)絡(luò)”將是一種很有前途的網(wǎng)絡(luò)。

(2)缺點①傳輸效率低。由于信號以串行方式通過多個節(jié)點的環(huán)路接口，因此，當(dāng)節(jié)點過多時，傳輸效率較低，網(wǎng)絡(luò)響應(yīng)時間變長。②靈活性差。單環(huán)時，由于環(huán)路封閉，因此擴展不便。③可靠性差，管理不易。當(dāng)沒有旁路電路時，只要有一個工作站出現(xiàn)故障，整個網(wǎng)絡(luò)都將癱瘓。④環(huán)路維護復(fù)雜，實現(xiàn)困難，維護費用和造價高。3.適用場合它適用于企業(yè)的自動化系統(tǒng)、對數(shù)據(jù)傳輸實時性要求較高的應(yīng)用場合以及負荷較重的大型網(wǎng)絡(luò)和信息管理系統(tǒng)。3.2.3星型拓撲(StarTopology)1.

“星型”拓撲結(jié)構(gòu)的特點星型拓撲使用一條條獨立的電纜或雙絞線將各節(jié)點(計算機或其他網(wǎng)絡(luò)設(shè)備)連接到中央設(shè)備上，中央設(shè)備通常是以太網(wǎng)交換機或集線器(HUB)。在典型的“星型”拓撲中，每個節(jié)點經(jīng)過中央設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)。這種結(jié)構(gòu)很像連接到中央交換室的電話線路。中央設(shè)備(HUB)在信號分發(fā)之前，對其進行放大和再生。小型局域網(wǎng)使用的單個交換機或集線器，通常還可以互相連接，進而形成更大規(guī)模的局域網(wǎng)絡(luò)。(1)中央節(jié)點(中央控制器)的主要功能①為需要通信的設(shè)備建立物理連接。當(dāng)要求通信的節(jié)點發(fā)出通信請求后，中央節(jié)點的控制器檢查是否具有空閑的線路，以及被呼叫的節(jié)點是否有空，而后根據(jù)情況決定是否在呼叫與被呼叫節(jié)點之間建立物理連接。②維持兩臺通信設(shè)備的通信過程和物理通路。③當(dāng)通信結(jié)束后，若通信不成功，要求斷開線路時，中央節(jié)點將負責(zé)拆除已建立的通信線路。(2)星型拓撲的拓撲結(jié)構(gòu)問題(1)優(yōu)點①

網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡單。星型網(wǎng)絡(luò)的組建、安裝、使用、維護與管理都很方便。②

易于檢查故障。由于線路集中，通常可以利用交換機或HUB上的LED燈的狀況，來判斷計算機是否出現(xiàn)故障。③

擴展性好。在HUB上增加節(jié)點不需要中斷網(wǎng)絡(luò)，可以在不影響網(wǎng)絡(luò)運行的情況下刪除或增加節(jié)點。另外，HUB上的各個節(jié)點是獨立的，因此便于查找故障和修改線路。④

集線器支持多種傳輸介質(zhì)。⑤

傳輸時間較短。⑥

誤碼率較低。⑦

造價和維護費用低。(2)缺點①

集線器出故障時會導(dǎo)致整個網(wǎng)絡(luò)的癱瘓。②

這種結(jié)構(gòu)的最大缺點是中央節(jié)點的負荷過重。③

需要較多的傳輸介質(zhì)，通信線路利用率低。3.適用場合星型結(jié)構(gòu)適用性很廣，可以應(yīng)用于企業(yè)的辦公自動化系統(tǒng)，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，聲音通信系統(tǒng)和中、小型信息管理系統(tǒng)。

3.2.4樹型拓撲(TreeTopology)1.

“樹型”拓撲的結(jié)構(gòu)特點樹型拓撲結(jié)構(gòu)可以看成是星型拓撲的擴展，其典型的應(yīng)用是以太網(wǎng)的交換機與集線器級聯(lián)后組成的網(wǎng)絡(luò)。

2.“樹型”拓撲結(jié)構(gòu)的應(yīng)用特點(1)優(yōu)點易于擴展；故障隔離容易；設(shè)計合理時，可以比星型結(jié)構(gòu)節(jié)約很多的通信線路的投資費用；網(wǎng)絡(luò)層次清楚。(2)缺點樹型拓撲結(jié)構(gòu)比星型更為復(fù)雜，由于數(shù)據(jù)在傳輸過程中要經(jīng)過多條鏈路，因此時延較大；另外，要求根節(jié)點和各級分支節(jié)點都具有較高的可靠性。3.適用場合樹型拓撲屬于集中控制式網(wǎng)絡(luò)，適用于分級管理的場合，或者是控制型網(wǎng)絡(luò)。3.3局域網(wǎng)的基本組成3.3.1局域網(wǎng)的軟件系統(tǒng)

1.網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)是整個網(wǎng)絡(luò)的核心，它能夠?qū)崿F(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)的控制和管理，它還可以通過網(wǎng)絡(luò)，向網(wǎng)絡(luò)上的計算機及其用戶，以及各種外部設(shè)備提供各種網(wǎng)絡(luò)資源和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。

2.網(wǎng)絡(luò)管理軟件網(wǎng)絡(luò)管理軟件用于監(jiān)視和控制網(wǎng)絡(luò)的運行。

3.網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用軟件①各種數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)②辦公自動化管理系統(tǒng)③支持B/S方式的瀏覽器軟件Microsoft的InternetExplorer和Netscape公司的Navigator，以及Web網(wǎng)頁制作軟件等。3.3.2局域網(wǎng)的硬件系統(tǒng)3.3.2.1網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器(Server)1.網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器應(yīng)具有的功能①

運行和安裝著局域網(wǎng)的操作系統(tǒng)。②

是實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中的軟件、硬件和數(shù)據(jù)信息等資源共享的主要部件。③

網(wǎng)絡(luò)管理員通過局域網(wǎng)內(nèi)的管理服務(wù)器，實現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)上的人員、設(shè)備、資源、通信和安全等全方位的可靠地管理。2.網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的分類可以分為：

主控服務(wù)器、應(yīng)用程序服務(wù)器、通信服務(wù)器、Web服務(wù)器及打印服務(wù)器等；從網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的設(shè)計思想角度劃分，可以分為：

專用服務(wù)器和通用服務(wù)器；從服務(wù)器本身的硬件結(jié)構(gòu)角度劃分，可以分為：單處理機網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器和多處理機網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器。3.選購網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器時需要考慮的主要因素(1)購買服務(wù)器時應(yīng)當(dāng)綜合考慮的性能因素①系統(tǒng)的開放性。②系統(tǒng)的延續(xù)性。③系統(tǒng)的可擴展性。④系統(tǒng)互聯(lián)性能。⑤應(yīng)用軟件的支持。⑥性能價格比的合理性。⑦生產(chǎn)廠商的技術(shù)支持。(2)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的選擇和設(shè)計因素通常網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器除了選擇專用設(shè)備之外，設(shè)計時還應(yīng)當(dāng)考慮如下配置因素。①服務(wù)器的總體結(jié)構(gòu)合理、安全。例如，服務(wù)器的總線設(shè)計先進、整體結(jié)構(gòu)合理、可靠性高等。②CPU速度快，可以考慮安裝多個CPU。應(yīng)當(dāng)注意選擇主流品牌。③足夠的高質(zhì)量內(nèi)存。由于服務(wù)器內(nèi)存容量的大小直接關(guān)系到整個網(wǎng)絡(luò)的性能，因此，服務(wù)器需要配置有足夠大的內(nèi)存，目前服務(wù)器的內(nèi)存最低為128MB，通常配置為256MB，或更高。④高品質(zhì)的硬盤。服務(wù)器的硬盤不僅需要盡可能大的容量，還需要足夠的速度和可靠性。例如，為了提高硬盤的可靠性，可以考慮配置硬盤組，形成硬盤的鏡像列陣；此外，還可以考慮配置具有“熱插拔”功能的硬盤。3.3.2.2工作站或客戶機(workstationorclient)1.網(wǎng)絡(luò)工作站應(yīng)具有的功能2.網(wǎng)絡(luò)工作站的類型各種類型的微機均可以成為網(wǎng)絡(luò)工作站。3.網(wǎng)絡(luò)工作站的配置要求①硬件：工作站微機通過插在其中的網(wǎng)卡，經(jīng)傳輸介質(zhì)和網(wǎng)絡(luò)連接器件與網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器連接，用戶便可以通過工作站向局域網(wǎng)請求服務(wù)并訪問共享的資源。內(nèi)存是影響網(wǎng)絡(luò)工作站性能的關(guān)鍵因素之一。工作站所需要的內(nèi)存大小取決于操作系統(tǒng)和在工作站上所要運行的應(yīng)用程序的大小和復(fù)雜程度。②軟件：工作站通常具有自己單獨的操作系統(tǒng)，以便獨立工作。3.3.2.3網(wǎng)絡(luò)適配器(NetworkAdapter)網(wǎng)絡(luò)適配器通常又稱為網(wǎng)絡(luò)接口卡

(NetworkInterface

Card，NIC)，也簡稱網(wǎng)卡。

1.網(wǎng)絡(luò)適配器的基本功能①

網(wǎng)卡實現(xiàn)工作站與局域網(wǎng)傳輸介質(zhì)之間的物理連接和電信號匹配，接收和執(zhí)行工作站與服務(wù)器送來的各種控制命令，完成物理層的功能。②

網(wǎng)卡實現(xiàn)局域網(wǎng)數(shù)據(jù)鏈路層的一部分功能，包括網(wǎng)絡(luò)存取控制，信息幀的發(fā)送與接收，差錯校驗，串并代碼轉(zhuǎn)換等。③

網(wǎng)卡可以實現(xiàn)“無盤工作站”的復(fù)位及引導(dǎo)。④

網(wǎng)卡提供數(shù)據(jù)緩存能力。⑤

網(wǎng)卡還能實現(xiàn)某些接口功能。2.選購網(wǎng)絡(luò)適配器時應(yīng)考慮的因素速率(2)總線接口類型(3)網(wǎng)卡支持的網(wǎng)絡(luò)類型和電纜接口3.3.2.4傳輸介質(zhì)1.選擇傳輸介質(zhì)應(yīng)考慮的性能因素①網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)。②網(wǎng)絡(luò)連接方式。③網(wǎng)絡(luò)通信容量。④系統(tǒng)傳輸時的可靠性要求。⑤所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)類型。⑥環(huán)境因素，例如，網(wǎng)絡(luò)覆蓋的地理范圍、節(jié)點間距等。2.選擇傳輸介質(zhì)應(yīng)考慮的具體因素①成本②安裝的難易程度③容量◆帶寬◆傳輸速率④衰減及最大距離⑤抗干擾能力3.4傳輸介質(zhì)3.4.1雙絞線(Twistedpair)3.4.1.1雙絞線的結(jié)構(gòu)與分類雙絞線(又稱雙扭線)是當(dāng)前最普通的傳輸介質(zhì)，它由兩根絕緣的金屬導(dǎo)線扭在一起而成。通常還把若干對雙絞線對(2對或4對)，捆成一條電纜并以堅韌的護套包裹著，每對雙絞線合并作一根通信線使用，以減小各對導(dǎo)線之間的電磁干擾。雙絞線分為無屏蔽雙絞線(UTP)和有屏蔽雙絞線(STP)兩種。3.4.1.2無屏蔽雙絞線(UTP)1.UTP的應(yīng)用特性①低成本(略高于同軸電纜)。②易于安裝。③高容量(高速傳輸能力)。④100m以內(nèi)的低傳輸距離(高衰減)。⑤抗干擾(EMI)能力差。3.4.1.3有屏蔽雙絞線(STP)1.STP的應(yīng)用特性①中等成本。②安裝難易程度中等。③比UTP具有更高的容量。④100m以內(nèi)的低傳輸距離(高衰減與UTP相同)。⑤抗干擾(EMI)能力中等。3.4.2同軸電纜(Coaxialcable)1.同軸電纜的結(jié)構(gòu)同軸電纜是網(wǎng)絡(luò)中最常用的傳輸介質(zhì)，因其內(nèi)部包含兩條相互平行的導(dǎo)線而得名。一般的同軸電纜共有四層，最內(nèi)層是中心導(dǎo)體通常是銅質(zhì)的，該銅線可以是實心的，也可以是絞合線。在中心導(dǎo)體的外面依次為絕緣層、外部導(dǎo)體和保護套，如圖3-7所示。絕緣層一般為類似塑料的白色絕緣材料，用于將中心導(dǎo)體和外部導(dǎo)體分隔開。而外部導(dǎo)體為銅質(zhì)的精細網(wǎng)狀物，用來將電磁干擾(EMI)屏蔽在電纜之外。2.同軸電纜的分類和性能參數(shù)按帶寬和用途來劃分，同軸電纜可以分為基帶(BASE-band)和寬帶(Broad-band)兩類。3.常用基帶同軸電纜的應(yīng)用特點①低成本。②易于安裝，擴展方便。③低容量。最高10Mbit/s的容量。④中等傳輸距離(中等衰減)。⑤抗干擾能力中等。⑥故障診斷和修復(fù)不易。單段電纜的損壞可導(dǎo)致整個網(wǎng)絡(luò)癱瘓。3.4.3光導(dǎo)纖維電纜(OpticalFiber)光導(dǎo)纖維電纜，簡稱光纖電纜、光纖或光纜。它是一種傳輸光束的細軟，而且柔韌的傳輸介質(zhì)。光導(dǎo)纖維電纜通常由一捆纖維組成，因此得名“光纜”。光纖使用光而不是電信號來傳輸數(shù)據(jù)。

1.光導(dǎo)纖維電纜的結(jié)構(gòu)光纜由纖芯、包層和護套層組成。其中纖芯由玻璃或塑料制成，包層由玻璃制成，護套由塑料制成。光纜的中心是玻璃束，或纖芯，由激光器產(chǎn)生的光通過玻璃束傳送到另一臺設(shè)備。在纖芯的周圍是一層反光材料，稱為覆層。由于覆層的存在，沒有光可以從玻璃束中逃逸。3.光導(dǎo)纖維電纜的分類與性能參數(shù)光纖有兩種，單模式(singlemode)和多模式(multimode)。單模式光纖僅允許一束光通過，而多模式光纖則允許多路光束通過。單模式光纖比多模式光纖具有更快的傳輸速度和更長的傳輸距離，自然費用也就更貴。

4.光導(dǎo)纖維電纜的主要應(yīng)用特點(1)優(yōu)點①傳輸帶寬高，通信容量大。由于光纖具有極高的容量，因此在實際中可達到極高的傳輸速率，例如：目前光纖的數(shù)據(jù)傳輸速率為100~2000Mbit/s的數(shù)量范圍。②傳輸損耗小，中繼距離長。光纖具有極低的衰減，可以長距離傳輸，例如：在計算機網(wǎng)絡(luò)中，使用多模光纖傳輸時，最大傳輸距離通常被認(rèn)為是2000m；也有資料介紹，使用單模光纖進行數(shù)據(jù)傳輸時，不使用中繼器的最高傳輸距離為68km。③誤碼率低，傳輸可靠性高。一般，誤碼率低于10-9。④抗干擾能力強。例如，光纖的抗電磁干擾和雷電干擾的能力都極強。⑤保密性好。例如：數(shù)據(jù)不易被竊聽，或者被截取。⑥體積小，重量輕。⑦抗化學(xué)腐蝕能力強。(2)缺點①價格昂貴。但正在不斷下降。②安裝十分困難。需要專業(yè)的技術(shù)人員。3.4.3.1無線(自由)傳輸介質(zhì)無線傳輸介質(zhì)，簡稱無線(自由或無形)介質(zhì)，或空間介質(zhì)。無線傳輸介質(zhì)是指在兩個通信設(shè)備之間不使用任何物理的連接器，通常這種傳輸介質(zhì)通過空氣進行信號傳輸。當(dāng)通信設(shè)備之間由于存在物理障礙，而不能使用普通傳輸介質(zhì)時，可以考慮使用無線介質(zhì)。根據(jù)電磁波的頻率，無線傳輸系統(tǒng)大致分為廣播通信系統(tǒng)、地面微波通信系統(tǒng)、衛(wèi)星微波通信系統(tǒng)和紅外線通信系統(tǒng)。因此，對應(yīng)的3種無線介質(zhì)是無線電波(30MHz~1GHz)、微波(300MHz~300GHz)、紅外線和激光。

3.6局域網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)1.局域網(wǎng)硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計時應(yīng)考慮的兩個因素①網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的布局(即網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu))。②傳輸介質(zhì)。2.在設(shè)計一個網(wǎng)絡(luò)拓撲時應(yīng)考慮的具體因素①分段能力。

②診斷和故障檢測能力。

③帶寬。

④可管理性。

⑤橋接能力。

⑥擴展和維護能力。

3.6.1.2以太網(wǎng)(Ethernet)的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)1.

低速以太網(wǎng)的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)與分類(1)

網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品符合IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)，傳輸速率通常為10Mbit/s。(2)

10Mbit/s以太網(wǎng)分類，當(dāng)前常用的正式以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)有以下5種。①10BASE5，標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)，或稱粗纜以太網(wǎng)。②10BASE2，廉價的以太網(wǎng)，或稱細纜以太網(wǎng)。③10BASE-T，雙絞線以太網(wǎng)。④10BASE-F，光纜以太網(wǎng)。⑤10Broad36，寬帶以太網(wǎng)。4.10Mbit/s以太網(wǎng)的技術(shù)指標(biāo)①

傳輸速度：10Mbit/s。②

介質(zhì)訪問控制方法：CSMA/CD。③

拓撲結(jié)構(gòu)：邏輯拓撲為“總線”結(jié)構(gòu)；物理拓撲為“總線”和“星型”結(jié)構(gòu)。④

傳輸類型：幀交換。5.

以太網(wǎng)的主要設(shè)計特點①

簡易性。結(jié)構(gòu)簡單，易于實現(xiàn)和修改。②

低成本。各種連接設(shè)備的成本不斷下降。③

兼容性。④

擴展性。所有按照協(xié)議工作的節(jié)點，都不會妨礙其他節(jié)點的擴展。⑤

均等型。各節(jié)點對介質(zhì)的訪問都基于CSMA/CD方式，所以它們對網(wǎng)絡(luò)的訪問的機會均等。3.6.2典型以太網(wǎng)(Ethernet)組網(wǎng)技術(shù)3.6.2.1標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)(10BASE5)1.粗纜以太網(wǎng)的結(jié)構(gòu)采用RG-11同軸電纜為傳輸介質(zhì)，阻抗為50，直徑為0.4英寸的“粗同軸電纜”。規(guī)定每個網(wǎng)上工作站均通過網(wǎng)卡(AUI接口)、收發(fā)器電纜(AUICable)和“收發(fā)器”(Transceiver)與總線相連。3.6.2.2細纜以太網(wǎng)(10BASE2)1.細纜以太網(wǎng)的結(jié)構(gòu)采用細同軸電纜作為傳輸介質(zhì)的以太網(wǎng)，也被稱為“廉價的以太網(wǎng)”。10BASE2是作為10BASE5的一種替代方案而制定的。10BASE2使用了RG-58型細纜和BNC-T型連接器，以線性總線進行布線。原來10BASE5的收發(fā)器的功能被移植到網(wǎng)卡上，因此，網(wǎng)絡(luò)更加簡單，更便于使用，性能價格比也較高。然而，卻因此限制了信號能夠傳送的最大距離。(1)細纜以太網(wǎng)組網(wǎng)的硬件配置①網(wǎng)卡。②電纜系統(tǒng)。用于細纜以太網(wǎng)的電纜系統(tǒng)主要包括如下部件。?

RG-58A/U型細同軸電纜，簡稱“細纜”，型號為RG-58A/U，阻抗50，直徑0.18英寸。?

BNC-T型連接器。細纜以太網(wǎng)中的每個節(jié)點通過BNC-T型連接器連入網(wǎng)內(nèi)。?

BNC電纜連接器，安置在細同軸電纜的兩端。?

BNC桶型連接器，在單根電纜不夠時，通過它連接兩條細同軸電纜段。BNC終端匹配器(也叫端接器或終端電阻)，安裝在細同軸電纜的兩端，防止信號的反射，其中之一必須接地。③中繼器(Repeater)。一個細纜以太網(wǎng)“單段”的長度超過185m，或工作站個數(shù)多于30個時，應(yīng)采用支持BNC接口的中繼器(Repeater)來延長距離，或增加節(jié)點個數(shù)。一個細纜以太網(wǎng)“單段”的最大長度為185m；由于最多使用4個中繼器，最多可以有5個電纜段，因此細纜以太網(wǎng)的最大布線長度為925m。由于，連入一個網(wǎng)段中節(jié)點的最多數(shù)目為30個，5個網(wǎng)段中只有3個可以連接工作節(jié)點，因此，最多可以有90個工作節(jié)點；兩個相鄰的BNC-T型連接器的距離應(yīng)是0.5m的整數(shù)倍，最小距離為0.5m。每個段的兩端都必須安裝一個終端匹配器，并且有一端應(yīng)接地，BNC-T型連接器與網(wǎng)卡上的BNC接口必須直接連接，中間不得接入任何電纜。2.細纜以太網(wǎng)的應(yīng)用特點①優(yōu)點：系統(tǒng)造價低廉，安裝容易，具有最短的布線距離。②缺點：由于纜段中連入多個BNC-T型連接器，存在著多個BNC型連接頭和BNC-T型連接器的連接點，因而同軸電纜連接的故障率較高。實踐經(jīng)驗表明大部分故障出在傳輸介質(zhì)方面，且故障不便查找和維護。此外，某個站點的接頭故障將可能導(dǎo)致整個網(wǎng)絡(luò)癱瘓，系統(tǒng)的可靠性受到影響。因此，在總線型以太網(wǎng)中，電纜的連接十分重要，為此建議用戶盡量購買預(yù)制好的電纜。這種預(yù)制電纜采用了模壓式連接器，而不像自制電纜中的壓接式連接器，因此，具有更強的承受惡劣環(huán)境的能力，可以提高系統(tǒng)的可靠性。

3.細纜以太網(wǎng)的總結(jié)①拓撲結(jié)構(gòu)：總線。②介質(zhì)訪問控制方法：CSMA/CD。③網(wǎng)線類型：RG-58型50歐姆細同軸電纜。④傳輸速度：10Mbit/s。⑤最大網(wǎng)絡(luò)節(jié)點數(shù)目：90個。⑥每段最大節(jié)點數(shù)目：30個。⑦最大網(wǎng)段數(shù)目：5個，最多使用4個中繼器，其中3個網(wǎng)段可以連接節(jié)點。⑧節(jié)點間最小距離：0.5m。⑨最大網(wǎng)絡(luò)長度：925m。⑩最大網(wǎng)段長度：185m。3.6.2.3雙絞線以太網(wǎng)(10BASE-T)10BASE-T中的T(Twisted-pair)是雙絞線電纜的英文縮寫。IEEE的10BASE-T標(biāo)準(zhǔn)使用星型拓撲結(jié)構(gòu)，并使用接有RJ-45頭的UTP非屏蔽雙絞線電纜作為傳輸電纜，這種標(biāo)準(zhǔn)使用大量的電纜，但同時提供了更加穩(wěn)定和便于維護的網(wǎng)絡(luò)。10BASE-T連接方式使用不超過100m的雙絞線將每一臺網(wǎng)絡(luò)設(shè)備連接到集線器，克服了總線式網(wǎng)絡(luò)中單點故障會引起整個網(wǎng)絡(luò)癱瘓的問題。另外，10BASE-T十分適合那些需要不斷增長的網(wǎng)絡(luò)。使用集線器和雙絞線以太網(wǎng)的結(jié)構(gòu)分為：單-集線器結(jié)構(gòu)、多集線器級聯(lián)結(jié)構(gòu)、使用疊加集線器結(jié)構(gòu)。1.雙絞線以太網(wǎng)的硬件組成(1)集線器HUB集線器是雙絞線以太網(wǎng)的中心連接設(shè)備，我們通常使用的集線器都是有源的，它是在“共享介質(zhì)”的局域網(wǎng)設(shè)計思想基礎(chǔ)上設(shè)計出來的，是對總線結(jié)構(gòu)的一種“變革”。其介質(zhì)訪問控制方法仍然采用CSMA/CD方式，利用非屏蔽雙絞線、RJ-45接頭和集線器，實現(xiàn)了物理上的“星型”和邏輯上的“總線型”拓撲結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)也被稱為“簇型”。有源HUB的主要功能如下。

①HUB的組網(wǎng)功能。HUB有多個RJ-45接口，能支持多個工作站入網(wǎng)，HUB上的RJ-45接口能與其他的HUB相連，因此易于擴展網(wǎng)絡(luò)。②HUB向上接口的擴展功能。HUB上的BNC向上接口與BNC-T型連接器時，可以與細纜以太網(wǎng)相連。HUB上的AUI(DIX)接口可以與粗纜以太網(wǎng)的收發(fā)器電纜相連。新型的高速HUB上往往還配有光纖接口，通過此接口，可以接入光纖主干線。③HUB的信號強化功能。HUB能對工作站發(fā)來的信號進行再生放大，并傳播信號到網(wǎng)絡(luò)上的所有接口。④HUB能自動檢測，并強化“碰撞”信號。在檢測到“碰撞”信號后，HUB會立即發(fā)送出一個阻塞(JAM)信號，以強化“沖突”信號，從而避免了由于介質(zhì)上信號的衰減，而使其他工作站“無法”偵聽到的情況。⑤HUB能自動指示有故障的工作站，并切除其與網(wǎng)絡(luò)的通信。(2)非屏蔽雙絞線UTP(UnshieldedTwistedPair)10BASE-T網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)要求使用3類4芯的UTP，但經(jīng)常使用的型號是5類UTP，4芯中的一對用于信號的發(fā)送，另一對用于信號的接收。由于每一個工作節(jié)點都需要一根雙絞線電纜，用來連接工作節(jié)點上的網(wǎng)卡與集線器；另外，集線器與集線器之間的連接也需要使用雙絞線電纜。因此，10BASE-T網(wǎng)絡(luò)需要使用大量的雙絞線，每條雙絞線電纜的兩端都裝有同樣的RJ-45型接頭(水晶頭)。目前，由于超5類雙絞線與5類雙絞線相比，在傳送信號時衰減更小、抗干擾能力更強，又為將來網(wǎng)絡(luò)發(fā)展提供了解決方案，因此，也常在10BASE-T新建的網(wǎng)絡(luò)中采用。(3)網(wǎng)卡(RJ-45接口)、雙絞線電纜和RJ-45接頭連入10BASE-T網(wǎng)絡(luò)的每個節(jié)點需要一塊支持RJ-45接口的10Mbit/s以太網(wǎng)網(wǎng)卡，或便攜機網(wǎng)卡。①網(wǎng)卡上的RJ-45接口。共有8個引腳(Pin)，只使用第1、2、3、6號，其余的沒有使用。接線或布線時，按照T568B標(biāo)準(zhǔn)(參見表3-8)，其意義如下。?

引腳1：發(fā)送(Tx+)。?

引腳2：發(fā)送(Tx-)。?

引腳3：接收(Rx+)。?

引腳6：接收(Rx-)。②UTP上的RJ-45接頭和集線器上的接口與網(wǎng)卡上的接口一樣，都有8個引腳，也是只使用了第1、2、3、6號，但是其定義卻與網(wǎng)卡不相同。其意義如下。?

引腳1：接收(Rx+)。?

引腳2：接收(Rx-)。?

引腳3：發(fā)送(Tx+)。?

引腳6：發(fā)送(Tx-)。③網(wǎng)卡與雙絞線電纜上的RJ-45型接頭直接連接，其接線方法有以下兩種，參見表3-8(a)和(b)。表3-8(a) 10/100BASET雙絞線、RJ-45接口連接順序表(TIA/EIA568A)

12345678工作站(集線器)綠白綠橙白藍藍白橙棕白棕工作站(集線器)綠白綠橙白藍藍白橙棕白棕

表3-8(b) 10/100BASET雙絞線、RJ-45接口連接順序表(TIA/EIA568B)

12345678工作站/服務(wù)器橙白橙綠白藍藍白綠棕白棕集線器橙白橙綠白藍藍白綠棕白棕2.單集線器10BASE-T網(wǎng)絡(luò)的組建3.雙絞線以太網(wǎng)的組網(wǎng)方案(1)單集線器結(jié)構(gòu)10BASE-T以太網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)十分簡單，所有節(jié)點(工作站)均通過HUB連入網(wǎng)絡(luò)；傳輸介質(zhì)采用非屏蔽雙絞線，物理拓撲結(jié)構(gòu)為“星型”。節(jié)點(工作站)到集線器(HUB)之間的最大距離為100m。單集線器結(jié)構(gòu)適合小型工作組規(guī)模的局域網(wǎng)，一般支持4、8、12、16、24個RJ-45端口和一個BNC、AUI或光纖的向上連接端口。(2)

多集線器級聯(lián)的結(jié)構(gòu)對于規(guī)模較大，或節(jié)點(工作站)數(shù)超過單集線器的端口數(shù)目時，通常采用多集線器級聯(lián)結(jié)構(gòu)，以組成更大的網(wǎng)絡(luò)。此時10BASE-T也遵循5-4-3規(guī)則，即一條通路上最多可以串聯(lián)4個集線器。網(wǎng)絡(luò)上連接設(shè)備的總數(shù)不得超過1024臺。普通集線器一般都提供以下3類端口。①是用于連接節(jié)點(工作站或服務(wù)器)的RJ-45端口，這類端口數(shù)目一般是4、8、12、16、24等，如果端口數(shù)目為16，就稱它為16口集線器。②是專門用于雙絞線以太網(wǎng)集線器的級聯(lián)端口(級聯(lián)“出口/入口，或者是“Uplink”端口)。③是“向上連接端口”，這些端口可以連接粗纜的AUI端口，或連接細纜的BNC端口，也可以連接光纖端口。對應(yīng)于不同的端口，多集線器結(jié)構(gòu)的級聯(lián)有以下幾種方法。①

使用“標(biāo)準(zhǔn)線”，通過以太網(wǎng)集線器上專門的RJ-45型“出/入”級聯(lián)端口進行級聯(lián)。②

對于沒有級聯(lián)入口和出口的兩個集線器，可以使用“標(biāo)準(zhǔn)線”將一個集線器上邊的“(Uplink)”級聯(lián)口與另一個集線器上邊的普通RJ45端口相連，從而實現(xiàn)多集線器之間的級聯(lián)。③

使用同軸電纜、光纖，通過集線器提供的“向上連接端口”實現(xiàn)級聯(lián)。4.10BASE-T雙絞線以太網(wǎng)的應(yīng)用特點(1)優(yōu)點①雙絞線以太網(wǎng)絡(luò)的最大優(yōu)點是檢測故障容易，當(dāng)某一段線路、工作站或互聯(lián)的某個HUB出現(xiàn)故障時，HUB會將故障自動排除在網(wǎng)絡(luò)之外，從而保證了剩余部分的正常工作。由于不用中斷網(wǎng)絡(luò)的運行，就可以維護網(wǎng)絡(luò)，因而簡化了網(wǎng)絡(luò)故障診斷的過程，從而節(jié)省了時間，從根本上改善了局域網(wǎng)難于維護的缺點。②安裝、管理和使用都很簡單。適用于中小型單位自己組建局域網(wǎng)。

③成本低。線路安裝可以與電話線路的安裝同時進行，從而減少了網(wǎng)絡(luò)安裝費用。④擴展方便。網(wǎng)絡(luò)站點數(shù)目不受線段長度和節(jié)點與節(jié)點距離的限制，因此，擴充極為方便。此外，由于與其他以太網(wǎng)兼容，因此，與10BASE5和10BASE2互聯(lián)時，無需改變網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)等軟件設(shè)置。⑤改變網(wǎng)絡(luò)布局容易。改變網(wǎng)絡(luò)某一部分的布局，帶來的變化一般不會影響到網(wǎng)絡(luò)的性能。因此，擴充與減少節(jié)點(計算機或其他網(wǎng)絡(luò)設(shè)備)都不會影響或中斷整個網(wǎng)絡(luò)的工作。⑥構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)靈活、方便，通常每個HUB有N(4、8、12、16、32)個RJ-45接口和M(1、2、3、4)個其他型號的向上接口，例如，BNC接口、AUI接口和光纖接口等，因此，可根據(jù)通信量需求的大小和節(jié)點分布的情況選擇、設(shè)計不同規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)。(2)缺點①這種結(jié)構(gòu)的最大缺點是中央節(jié)點的負荷過重。當(dāng)HUB出現(xiàn)故障時，將導(dǎo)致整段或全部網(wǎng)絡(luò)癱瘓。②雙絞線的抗干擾能力弱，因此，選擇時應(yīng)十分注意它的電器特性，例如，阻抗、電容和延遲等。只有慎重選擇并測試雙絞線的型號和實際參數(shù)，才能充分發(fā)揮10BASE-T網(wǎng)絡(luò)的長處，保證網(wǎng)絡(luò)的安全運行。③由于每個單段網(wǎng)線只能連接一個工作節(jié)點，所以網(wǎng)絡(luò)通信線路的利用率很低。5.10BASE-T雙絞線以太網(wǎng)的總結(jié)①拓撲結(jié)構(gòu)：由于介質(zhì)訪問控制方法為CSMA/CD，因此，10BASE-T是邏輯上的“總線”型拓撲；物理上的“星型”拓撲。②網(wǎng)線類型：3或5類UTP雙絞線。③傳輸速度：10Mbit/s。④最大網(wǎng)絡(luò)節(jié)點數(shù)目：1024個。⑤每段最大節(jié)點數(shù)目：1個。⑥節(jié)點間最小距離：2.5m。⑦最大網(wǎng)絡(luò)長度：無最大長度。⑧最大網(wǎng)段長度：100m。3.7高速局域網(wǎng)3.7.1高速局域網(wǎng)技術(shù)概述一般我們將數(shù)據(jù)傳輸速率在100Mbit/s以上的網(wǎng)絡(luò)稱為高速局域網(wǎng)。3.7.2100BASE-T快速以太網(wǎng)(共享式快速以太網(wǎng))近年來常用的快速以太網(wǎng)(FastEthernet)發(fā)展迅速，這是因為該標(biāo)準(zhǔn)不但能夠以10Mbit/s和100Mbit/s兩種速度傳輸，還能夠通過UTP和光纜進行傳輸。“共享式集線器”是100BASE-T網(wǎng)絡(luò)上使用的中心控制設(shè)備。根據(jù)所使用的網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)的不同，已經(jīng)制定了以下3個標(biāo)準(zhǔn)。①100BASE-TX使用兩對5類UTP或1對STP雙絞線(網(wǎng)段長度100m)。②100BASE-T4使用四對3-5類UTP雙絞線(網(wǎng)段長度100m)。③100BASE-FX使用S/MMF光纜(網(wǎng)段長度450~2000m，傳輸速率達200Mbit/s)。3.7.3100BASE-T高速交換式以太網(wǎng)交換式快速局域網(wǎng)是在10/100BASE-T雙絞線以太網(wǎng)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種高速網(wǎng)絡(luò)，它采用的關(guān)鍵設(shè)備是交換式集線器(SwitchingHUB)，簡稱為“交換機”。3.7.4交換式快速以太網(wǎng)實用組網(wǎng)技術(shù)3.7.4.1設(shè)計交換式快速以太網(wǎng)的主要步驟1.為實現(xiàn)新的高速交換式網(wǎng)絡(luò)做好技術(shù)準(zhǔn)備(1)購買核心設(shè)備：100Mbit/s或10Mbit/s的網(wǎng)絡(luò)交換機，即交換式集線器SwitchingHUB，或Switch。各種不同局域網(wǎng)交換機的區(qū)別如下。①

端口密度：是指以太網(wǎng)交換機能夠提供的10Mbit/s端口的數(shù)目。它可以用來連接一個使用專用帶寬的節(jié)點(計算機或其他網(wǎng)絡(luò)節(jié)點設(shè)備)，這類端口此時被稱為專用端口。它也可以用來連接一個10Mbit/s的共享集線器，這類端口被稱為共享端口。常見的以太網(wǎng)交換機的端口密度為24，即可以提供24個10Mbit/s端口。②

高速端口：用來連接100Mbit/s節(jié)點，它又可以進一步分為100Mbit/s專用端口，用來連接100Mbit/s專用帶寬的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，如，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器；或者100Mbit/s共享端口，用來連接100Mbit/s的共享集線器。③

管理端口：交換機上通常配置有管理端口，用來連接終端，以實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)交換機的配置或管理功能。例如：實現(xiàn)VLAN功能。(2)更換需要更換的網(wǎng)卡連接到交換機100Mbit/s端口的工作節(jié)點，應(yīng)準(zhǔn)備100Mbit/s網(wǎng)卡。(3)更換需要更換的網(wǎng)線連接到交換機100Mbit/s端口的節(jié)點，其網(wǎng)線應(yīng)當(dāng)為5類或超5類UTP。2.消除原來網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)瓶頸大多數(shù)共享式網(wǎng)絡(luò)的瓶頸為速度、帶寬、容量需求較高的高性能工作節(jié)點。

3.8網(wǎng)間互聯(lián)3.8.1網(wǎng)間互聯(lián)的基本概念1.同構(gòu)網(wǎng)(HomogeneousNet)所謂“同構(gòu)網(wǎng)”是指具有相同特性和性質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)，即它們具有相同的通信協(xié)議，呈現(xiàn)給接入網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的界面也相同。

2.異構(gòu)網(wǎng)”(HeterogeneousNet)所謂“異構(gòu)網(wǎng)”(HeterogeneousNet)是指網(wǎng)絡(luò)具有完全不同的傳輸性質(zhì)和通信協(xié)議。目前，不同類型的網(wǎng)絡(luò)之間的連接大多是異構(gòu)網(wǎng)間的連接。3.8.1.2局域網(wǎng)之間互聯(lián)必須要解決的問題在進行網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)時，人們必須面對如下一些問題。①

在物理上如何把兩種網(wǎng)絡(luò)連接起來。②

一種網(wǎng)絡(luò)如何與另一種網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)互訪與通信。③

如何解決它們之間協(xié)議方面的差別。④

如何處理傳輸速率與傳輸速率的差別等等。3.8.2局域網(wǎng)互聯(lián)的硬件設(shè)備3.8.2.1

中繼器(Repeater，又稱轉(zhuǎn)發(fā)器)1.中繼器的功能和使用方式中繼器又稱“轉(zhuǎn)發(fā)器”，它是最簡單的和最便宜的網(wǎng)間連接設(shè)備。中繼器實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)在物理層上的連接。在以太網(wǎng)中，它用于連接CSMA/CD訪問控制方式的以太網(wǎng)絡(luò)，當(dāng)局域網(wǎng)網(wǎng)段的跨越距離過長，使得信號衰減，從而導(dǎo)致接收設(shè)備無法識別時，就應(yīng)加裝中繼器，用來加強信號。由此可見，中繼器起到擴展網(wǎng)絡(luò)連接距離和擴充工作站數(shù)目的作用；此外，中繼器還起著接收、放大、整形和轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡(luò)信息的作用。中繼器的外型就像一個小盒子，連接著兩個網(wǎng)絡(luò)電纜段。它放大、整形、并且重新產(chǎn)生電纜上的數(shù)字信號；之后，按原來的方向重新發(fā)送該再生信號。2.中繼器的應(yīng)用特點(1)

優(yōu)點①

中繼器可以輕易的擴展網(wǎng)絡(luò)的長度。②

使用中繼器網(wǎng)絡(luò)傳輸性能基本不變。③

安裝簡單、使用方便。④

價格低廉，是最便宜的擴展網(wǎng)絡(luò)距離的設(shè)備。⑤

可以連接使用不同傳輸介質(zhì)的類型相似的網(wǎng)絡(luò)，但所連接的網(wǎng)段必須使用相同的介質(zhì)訪問控制方法。例如，中繼器可以將使用UTP雙絞線的以太網(wǎng)段與使用細同軸電纜的以太網(wǎng)段連接在一起。(2)

缺點①中繼器用于有條件的同構(gòu)型局域網(wǎng)(即第2~7層使用相同或兼容協(xié)議)之間的連接，不能用來連接異構(gòu)型的網(wǎng)段。如：一個使用CSMA/CD方法的以太網(wǎng)和一個使用令牌環(huán)介質(zhì)訪問控制方法的兩個網(wǎng)絡(luò)連接時不能使用中繼器。而可以用中繼器連接兩個使用不同物理傳輸介質(zhì)但使用相同介質(zhì)訪問控制方法的網(wǎng)絡(luò)。②使用中繼器連接的網(wǎng)絡(luò)，不能進行通信分段，連接后增加了網(wǎng)絡(luò)的信息量，易發(fā)生阻塞。即中繼器不能提供網(wǎng)段之間的隔離功能，通過中繼器連接起來的網(wǎng)絡(luò)實際上在邏輯上是同一個網(wǎng)絡(luò)。③

許多類型的網(wǎng)絡(luò)對可以同時使用中繼器擴展網(wǎng)段數(shù)目和網(wǎng)絡(luò)距離的數(shù)目都有所限制。例如，在以太網(wǎng)中，使用5-4-3規(guī)則設(shè)計網(wǎng)絡(luò)。按此規(guī)則，常規(guī)以太網(wǎng)中總共可以有5個網(wǎng)段、4個中繼器和3個連有客戶機的網(wǎng)段。如果使用的中繼器個數(shù)超過4個，即網(wǎng)段數(shù)目大于5個將會影響以太網(wǎng)的沖突檢測，并導(dǎo)致其他問題。④

中繼器不對信號進行濾波和解釋，只是完全重復(fù)(再生)信號，全方位傳送所有的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)量(甚至是錯誤的)。⑤

中繼器不需要任何來自數(shù)據(jù)幀的信息，原因是它只是完全地重復(fù)數(shù)據(jù)比特。這就意味著如果數(shù)據(jù)不可靠，中繼器仍然重復(fù)它。例如：對于由于網(wǎng)絡(luò)適配器故障而產(chǎn)生的廣播風(fēng)暴，中繼器也只是簡單地重復(fù)。3.中繼器的使用、選擇的注意事項①連接網(wǎng)段的接口。②網(wǎng)段的擴展距離。③使用中繼器時，應(yīng)注意在同一網(wǎng)絡(luò)的各段上不能使用不同的介質(zhì)訪問控制方法。3.8.2.2以太網(wǎng)集線器(Ethernethub)集線器(HUB)也稱集中器，這里主要指共享式集線器。它工作在OSI模型的第一層，即物理層，其作用與中繼器類似，或者說，它就是用于UTP雙絞線的多端口中繼器。集線器的大小可以從4端口到幾百個端口。這樣的集線器就是中繼器，它們以相同的方式工作，遵循同樣的規(guī)則。共享式集線器的主要功能為組網(wǎng)、強化和轉(zhuǎn)發(fā)信號、指示和隔離故障站點。集線器按是否有“源”分為兩種：“主動式”，即有源HUB(類似中繼器，轉(zhuǎn)發(fā)、再生所有的信號)和“被動式”，即無源HUB(不提供信號再生功能，僅連接電纜)。

2.集線器的應(yīng)用特點(1)優(yōu)點①集線器安裝極為簡單，幾乎不需要配置。②主動式集線器可以擴展網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)的極限距離。③使用集線器的向上連接端口可以連接使用不同傳輸介質(zhì)的類型相似的網(wǎng)絡(luò)(即互聯(lián)的兩個網(wǎng)絡(luò)的2-7層使用相同或兼容協(xié)議，例如，10BASE2與10BASE5網(wǎng)絡(luò))。(2)缺點①常用的集線器極大地限制了介質(zhì)的極限距離，例如，10BASE-T中的100m。②集線器沒有數(shù)據(jù)過濾的功能，所以將收到的數(shù)據(jù)全部從端口發(fā)出去，即不能進行通信分段，連接后增加了網(wǎng)絡(luò)的信息量，易發(fā)生阻塞。3.集線器應(yīng)用時應(yīng)注意的因素①集線器可以作為中繼器使用，因此，使用集線器的網(wǎng)絡(luò)也必須遵循中繼器所遵循的5-4-3規(guī)則，即級聯(lián)時，最多串接4個集線器。由于集線器工作在物理層，因此它也要求所連接的網(wǎng)段在物理層以上使用相同或兼容協(xié)議。②集線器應(yīng)用時應(yīng)考慮網(wǎng)絡(luò)所使用的傳輸介質(zhì)。③集線器按照工作原理可以分為共享式和交換式兩種，其中對應(yīng)的主要設(shè)備分別為共享式集線器和交換機。3.8.2.3網(wǎng)橋(Bridge)1.網(wǎng)橋定義網(wǎng)橋一般是指用以連接在數(shù)據(jù)鏈路層以上具有相同協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)的軟件和硬件。網(wǎng)橋工作在OSI模型的第二層，即介質(zhì)訪問控制(MAC)子層。因此，網(wǎng)橋用于有條件同構(gòu)型局域網(wǎng)之間的連接(即第3~7層使用相同或兼容協(xié)議)，不能用來連接異構(gòu)型的網(wǎng)段。也就是說，網(wǎng)橋能夠?qū)崿F(xiàn)兩個在物理層或數(shù)據(jù)鏈路層使用不同協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)間的連接，例如，可以連接使用不同傳輸介質(zhì)和不同介質(zhì)訪問控制協(xié)議的兩個網(wǎng)絡(luò)。2.網(wǎng)橋的功能和作用(1)網(wǎng)橋的功能①過濾和轉(zhuǎn)發(fā)。②學(xué)習(xí)功能。(2)網(wǎng)橋在實際應(yīng)用中的主要作用①網(wǎng)絡(luò)分段。②擴展網(wǎng)絡(luò)的物理尺寸。③網(wǎng)橋可以實現(xiàn)局域網(wǎng)(LAN)之間，以及遠程局域網(wǎng)和局域網(wǎng)之間的互相連接。④網(wǎng)橋可以連接使用不同傳輸介質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)。例如：網(wǎng)橋可以實現(xiàn)同軸電纜以太網(wǎng)與雙絞線以太網(wǎng)的連接。(3)在復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中使用網(wǎng)橋的限制①擁有網(wǎng)橋的網(wǎng)絡(luò)通常不能使用備用通道。②網(wǎng)橋不能對網(wǎng)絡(luò)進行分析，以實現(xiàn)繼續(xù)傳輸數(shù)據(jù)時的最快路由。在多種路由存在時，尤其是在那些路由較慢的廣域網(wǎng)中，“路由選擇”功能往往是最希望具備和最需要的能力。③網(wǎng)絡(luò)不能過濾廣播分組，因此，對于避免廣播風(fēng)暴，網(wǎng)橋無能為力。3.網(wǎng)橋的使用方式和分類網(wǎng)橋可以用來互聯(lián)兩個同類網(wǎng)絡(luò)，例如，兩個以太網(wǎng)之間的互聯(lián)。網(wǎng)橋使用時的最簡單形式是使用兩端口的網(wǎng)橋互聯(lián)兩個局部網(wǎng)絡(luò)。這種用網(wǎng)橋連接兩個網(wǎng)絡(luò)的方式與使用中繼器連接相比較，其效率較高，因為網(wǎng)橋可以起隔離網(wǎng)絡(luò)的作用，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)1和網(wǎng)絡(luò)2上的工作站各自訪問自己的服務(wù)器時，它們互不干擾，兩個局域網(wǎng)都可同時工作，而用中繼器連接時則做不到這一點。當(dāng)使用網(wǎng)橋時，一定要注意它在網(wǎng)絡(luò)中的位置。如果客戶機都訪問同一臺服務(wù)器，則將網(wǎng)橋放置在這些客戶機和服務(wù)器之間時，不會帶來好的通信效果。因此，只有放置合適的位置，才能取得最大的效率，例如：設(shè)計為最佳位置時，能夠阻擋70%的通信量進入分段后的網(wǎng)絡(luò)。從硬件配置的位置來分，網(wǎng)橋通常分為內(nèi)部網(wǎng)橋和外部網(wǎng)橋兩種。在文件服務(wù)器內(nèi)安裝、使用兩塊網(wǎng)卡就可以組成內(nèi)部網(wǎng)橋；外部網(wǎng)橋的硬件則放在專門用作網(wǎng)橋的PC或其他設(shè)備上。從地理位置來分，網(wǎng)橋還可以分為近程網(wǎng)橋(LocalBridge)和遠程網(wǎng)橋(RemoteBridge)。連通兩個相近的LAN電纜段只需一個近程網(wǎng)橋(或叫本地網(wǎng)橋)，但是連通經(jīng)過低速傳輸媒介(如電話線)間隔的兩個網(wǎng)絡(luò)時要使用兩個遠程網(wǎng)橋，注意遠程網(wǎng)橋應(yīng)當(dāng)成對使用，如圖3-36所示。近程網(wǎng)橋是指在電纜線允許的長度范圍內(nèi)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)橋。遠程網(wǎng)橋是指互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)因超過電纜線所允許的最大長度限制，而借助于其他傳輸介質(zhì)(如電話線)來互聯(lián)的兩個遠程網(wǎng)絡(luò)或遠程工作站的網(wǎng)橋。本地網(wǎng)橋主要是用以擴大網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模，提供信息與資源的共享；此外，將一個較大的網(wǎng)絡(luò)分成兩個或多個用網(wǎng)橋互聯(lián)的小網(wǎng)絡(luò)以提高網(wǎng)絡(luò)處理速度。遠程網(wǎng)橋還可以解決遠距離數(shù)據(jù)傳輸?shù)膯栴}。4.網(wǎng)橋的安裝(1)內(nèi)部網(wǎng)橋的安裝內(nèi)部網(wǎng)橋安裝簡單，無需配置。

(2)外部網(wǎng)橋的安裝安裝外部網(wǎng)橋的工作主要包括生成網(wǎng)橋軟件、配置網(wǎng)橋軟件(用于遠程連接)和硬件安裝3個部分。其中硬件安裝指的是調(diào)制解調(diào)器、電纜線及電話線等的連接和安裝，較為簡單；而主要工作在于生成網(wǎng)橋軟件和正確配置網(wǎng)橋軟件。5.

網(wǎng)橋的應(yīng)用特點(1)

優(yōu)點①

網(wǎng)橋通過對不需要傳遞的數(shù)據(jù)進行過濾來實現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)間的通信分段。②

網(wǎng)橋可以連接兩個使用不同傳輸介質(zhì)，但介質(zhì)訪問控制方式相似的網(wǎng)絡(luò)。③

特殊的網(wǎng)橋(轉(zhuǎn)換橋)可以連接不同類型的網(wǎng)絡(luò)。

(2)

缺點①

由于網(wǎng)橋處理接收到的數(shù)據(jù)信息，因此，會降低網(wǎng)絡(luò)性能。②

網(wǎng)橋傳遞所有的廣播。③

由于網(wǎng)橋具有比中繼器更高的智能，因此價格比中繼器貴。④

網(wǎng)橋在將兩個或多個微機局域網(wǎng)連接成一個大的網(wǎng)絡(luò)時分解了網(wǎng)絡(luò)的流量，提高了整體效率。但是，網(wǎng)橋沒有路徑選擇的能力，在存在有多個路徑時，網(wǎng)橋只使用某一固定的路徑。⑤

網(wǎng)橋連接兩個網(wǎng)絡(luò)時，要求被連接的網(wǎng)絡(luò)在“數(shù)據(jù)鏈路層”以上的各層(第3~7層)，采用相同或相兼容的協(xié)議。3.8.2.4以太網(wǎng)交換機(EthernetSwitchinghub)以太網(wǎng)交換式集線器又被稱為以太網(wǎng)交換機，也有的書把它稱做“智能型集線器”。由于它工作在數(shù)據(jù)鏈路層，因此又被稱為第二層設(shè)備；另外，有些交換機還具有第三層的部分功能。第二層的交換機具備網(wǎng)橋的功能，即可以過濾以太網(wǎng)的數(shù)據(jù)幀，由于，它不向其他子網(wǎng)轉(zhuǎn)發(fā)屬于本子網(wǎng)內(nèi)的數(shù)據(jù)幀，而只轉(zhuǎn)發(fā)需要轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)幀，因此可以顯著提高網(wǎng)絡(luò)的傳輸帶寬。交換機相當(dāng)于多端口的網(wǎng)橋，因此，人們又把交換機稱為“網(wǎng)絡(luò)開關(guān)”，在組建網(wǎng)絡(luò)時，主要用它連接集線器、服務(wù)器、多媒體工作站；或者用它來連接分散的主干網(wǎng)等，需要獨立和專有帶寬的場合。

1.以太網(wǎng)交換機的功能第二層交換機是交換式局域網(wǎng)的主要設(shè)備，它的主要功能為增加傳輸帶寬、降低網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)难舆t、進行網(wǎng)絡(luò)管理、選擇網(wǎng)絡(luò)傳輸線路等。2.以太網(wǎng)交換機的工作方式和分類(1)

直通傳送(Cut-Through)直通式交換機，在收到以太網(wǎng)端口送來的信息之后，首先，讀取信息幀中的目的地址，接著就查詢端口地址映射表，如果與某站點地址相符就轉(zhuǎn)發(fā)該信息到相應(yīng)的端口。由于此類交換機不對信息幀做任何處理，因此，轉(zhuǎn)發(fā)速度快，適用于碰撞率和誤碼率都較低的場合。直通式交換機的優(yōu)點是速度快、延遲?。蝗秉c是可靠性差，交換控制器要求高，存在傳輸差錯等。(2)

存儲轉(zhuǎn)發(fā)(StoreForward)存儲轉(zhuǎn)發(fā)式交換機，在接到信息幀之后，首先，將其存儲到高速緩沖器中，其次，還要對有問題的信息幀做過濾處理，最后才轉(zhuǎn)發(fā)該信息幀，因此，它的轉(zhuǎn)發(fā)速度較直通式交換機慢，適用于碰撞率和誤碼率都較高的場合。存儲轉(zhuǎn)發(fā)式交換機的優(yōu)點是可靠性較高、支持高速端口和不同速率的鏈路；缺點是延遲增加。3.

以太網(wǎng)交換機的應(yīng)用特點①可用帶寬增加。②交換速度快，傳輸時間延遲大大降低。③管理和維護簡單。④擴展和兼容型好。⑤具有高帶寬專用端口。⑥允許10Mbit/s和100Mbit/s等多種端口共存，可以充分保護已有投資。3.9

局域網(wǎng)與結(jié)構(gòu)化布線技術(shù)無論哪一種，結(jié)構(gòu)化布線系統(tǒng)都是指一座建筑或一群建筑內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)通信傳輸系統(tǒng)。結(jié)構(gòu)化布線與傳統(tǒng)式布線方式的最大區(qū)別就是：結(jié)構(gòu)化布線設(shè)計時只考慮需要安裝的計算機或通信設(shè)備的位置和性能；而不考慮設(shè)備本身和具體的安裝時間。一個完整的智能大廈應(yīng)該包括如下幾個方面。①辦公自動化系統(tǒng)(OA)，它應(yīng)包括各類計算機、終端、傳真機等辦公設(shè)備。②通信自動化系統(tǒng)(CA)，它應(yīng)包括以電話交換機為核心的電話、傳真通信網(wǎng)絡(luò)，以及語音、視頻、圖像、數(shù)據(jù)通信設(shè)備等各種通信設(shè)施。③樓宇自動化系統(tǒng)(BA)，它應(yīng)包括傳感器，以及計算機對建筑內(nèi)的電力、空調(diào)、電梯、安全監(jiān)控等系統(tǒng)。④計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)(CN)是在結(jié)構(gòu)化布線基礎(chǔ)上所實現(xiàn)的上述各系統(tǒng)的集成系統(tǒng)。3.9.2結(jié)構(gòu)化綜合布線系統(tǒng)3.9.2.1結(jié)構(gòu)化綜合布線系統(tǒng)的基本概念結(jié)構(gòu)化綜合布線系統(tǒng)的定義①

綜合布線：所謂“綜合”就是指把電話、計算機、多媒體數(shù)據(jù)、安全保衛(wèi)信息，以及監(jiān)控信息等統(tǒng)一考慮和統(tǒng)一布置。因此，此系統(tǒng)包含：通信系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、電源系統(tǒng)和照明系統(tǒng)等多個子系統(tǒng)。②

結(jié)構(gòu)化方式：是指采用層次星形結(jié)構(gòu)，根據(jù)模塊化的思想，采用各種配線設(shè)備，按照統(tǒng)一的、標(biāo)準(zhǔn)的和簡單的方式，實現(xiàn)各種傳輸介質(zhì)的連接。這種方式使得整個布線系統(tǒng)擴充容易、管理和維護方便?？傊?，樓宇的