1、局域网基本构件 组成LAN需要下述5种基本结构: 计算机(特别是PC机); 传输媒体; 网络适配器; 网络连接设备; 网络操作系统。 局域网的传输媒体 常用的媒体有同轴电缆、双绞线和光缆，以及在无线情况下使用的辐射媒体。技术在发展过程中，首先使用的是粗同轴电缆，其直径近似13 mm（1/2英寸），特性阻抗为50欧姆。由于这种电缆很重，缺乏挠性以及价格高等问题，随后出现了细缆，其直径为6.4mm（1/4英寸），特性阻抗也是欧姆。使用粗缆构成的Ethernet称为粗缆Ethernet，使用细缆的Ethernet称为细缆Ethernet。在80年代后期广泛采用了双绞线作为传输媒体的技术。为将的范围进
2、一步扩大，随后又出现了10Base-F这种技术是使用光纤构成链路段，使用距离可延长到km但速率仍为10Mbps。FDDI则是与IEEE802.3、802.4和802.5完全不同的新技术,构成FDDI的媒体，不仅是光纤，而且访问媒体的机制有了新的提高,传输速率可达100Mbps。 同轴电缆同轴电缆 同轴电缆可分为两类：粗缆和细缆，这种电缆在实际应用中很广，比如有线电视网，就是使用同轴电缆。不论是粗缆还是细缆，其中央都是一根铜线，外面包有绝缘层。同轴电缆由内部导体环绕绝缘层以及绝缘层外的金属屏蔽网和最外层的护套组成，如下图 所示。这种结构的金属屏蔽网可防止中心导体向外辐射电磁场，也可用来防止外界电
3、磁场干扰中心导体的信号。细缆连接设备及技术参数 采用细缆组网，除需要电缆外，还需要BNC头、型头及终端匹配器等。如下图。同轴电缆组网的网卡必须带有细缆连接接口（通常在网卡上标有BNC字样）。 下面是细缆组网的技术参数： 最大的干线段长度；185米 最大网络干线电缆长度：925米 每条干线段支持的最大结点数：30 BNC、T型连接器之间的最小距离：0.5米粗缆连接设备 粗缆连接设备包括转换器、DIX连接器及电缆、N系列插头、N系列匹配器，如下图。使用粗缆组网，网卡必须有DIX接口（一般标有DIX字样）。 下面是采用粗缆组网的技术参数： .最大的干线长度：500米 .最大网络干线电缆长度：2500
4、米 .每条干线段支持的最大结点数：100 .收发器之间的最小距离：2.5米 .收发器电缆的最大长度：50米双绞线双绞线(TP:Twisted Pairwire)是布线工程中最常用的一种传输介质。双绞线是由相互按一定扭距绞合在一起的类似于电话线的传输媒体，每根线加绝缘层并有色标来标记，如下图所示,左图为示意图，右图为实物图。成对线的扭绞旨在使电磁辐射和外部电磁干扰减到最小。目前,双绞线可分为非屏蔽双绞(UTP:Unshilded Twisted Pair)屏蔽双绞线(STP:Shielded Twisted Pair)。我们平时一般接触比较多的是UTP线。双绞线类型 EIA/TIA（电气工业协会
5、电信工业协会）为双绞线电缆定义了五种不同质量的型号。这五种型号如下：1、第一类：主要用于传输语音，该类用于电话线，不用于数据传输。2、第二类：该类包括用于低速网络的电缆，这些电缆能够支持最高4Mbps的实施方案，这两类双绞线在LAN中很少使用。3、第三类:这种在以前的以太网中（10M）比较流行，最高支持16Mmbps的容量，但大多数通常用于10Mbps的以太网，主要用于10base-T。4、第四类:该类双绞线在性能上比第三类有一定改进,用于语音传输和最高传输速率16Mbps的数据传输。4类电缆用于比3类距离更长且速度更高的网络环境。5、第五类:该类电缆增加了绕线密度,外套一种高质量的绝缘材料,
6、传输频率为100MHz,用于语音传输和最高传输速率为100Mbps的数据传输，这种电缆用于高性能的数据通信。它可以支持高达100Mbps的容量。这是最常用的以太网电缆。超5类线缆，它是一个非屏蔽双绞线(UTP)布线系统,通过对它的链接和信道性能的测试表明,它超过5类线标准TIA/EIA568的要求。与普通的5类UTP比较,性能得到了很大提高。双绞线组网使用双绞线组网，双绞线和其他网络设备（例如网卡）连接必须是RJ45接头（也叫水晶头）。下图是RJ45接头，左图为示意图，右图为实物图。 双绞线（10BASE-T）以太网技术规范可归结为5-4-3-2-1规则: 允许5个网段，每网段最大长度100米
7、 在同一信道上允许连接4个中继器或集线器 在其中的三个网段上可以增加节点 在另外两个网段上，除做中继器链路外，不能接任何节点 上述将组建一个大型的冲突域，最大站点数1024，网络直径达2500米光 缆 光缆不仅是目前可用的媒体，而且是今后若干年后将会继续使用的媒体，其主要原因是这种媒体具有很大的带宽。光缆是由许多细如发丝的塑胶或玻璃纤维外加绝缘护套组成，光束在玻璃纤维内传输，防磁防电，传输稳定，质量高，适于高速网络和骨干网。光纤与电导体构成的传输媒体最基本的差别是，它的传输信息是光束，而非电气信号。因此，光纤传输的信号不受电磁的干扰。 利用光缆连接网络，每端必须连接光/电转换器，另外还需要一些
8、其它辅助设备。 下面是其组网规则： 最大段长： 2000M 每段最大节点（NODE）数：2 每网络最大节点（NODE）数： 1024 每链的最大HUB数：4下表是三种传输媒介的比较 传输媒介 价格 电磁干扰 频带宽度 单段最大长度 UTP 最便宜 高 低 100 米 STP 一般 低 中 等 100 米 同轴电缆 一般 低 高 185米/500米 光 缆 最高 没 有 极 高 几十公里 网 卡 网络适配器又称网卡或网络接口卡（NIC），它是使计算机联网的设备。网卡（NIC） ，负责将用户要传递的数据转换为网络上其它设备能够识别的格式，通过网络介质传输。它的基本功能为：从并行到串行的数据转换，包
9、的装配和拆装，网络存取控制，数据缓存和网络信号。目前主要是8位和16位网卡。 网卡必须具备两大技术：网卡驱动程序和I/O技术。驱动程序使网卡和网络操作系统兼容，实现PC机与网络的通信。I/O技术可以通过数据总线实现PC和网卡之间的通信。网卡是计算机网络中最基本的元素。网卡分类 网卡的不同分类：根据网络技术的不同，网卡的分类也有所不同，如ATM网卡、令牌环网卡和以太网网卡等 网卡的接口类型：根据传输介质的不同，网卡出现了AUI接口（粗缆接口）、BNC接口（细缆接口）和RJ-45接口（双绞线接口）三种接口类型。 网卡的应用领域-目前，以太网网卡有10M、100M、10M/100M及千兆网卡 局域网
10、连接设备集 线 器交 换 机路 由 器集 线 器 集线器（HUB）是对网络进行集中管理的最小单元，像树的主干一样，它是各分枝的汇集点。HUB是一个共享设备，其实质是一个中继器，而中继器的主要功能是对接收到的信号进行再生放大，以扩大网络的传输距离。正是因为HUB只是一个信号放大和中转的设备，所以它不具备自动寻址能力，即不具备交换作用。所有传到HUB的数据均被广播到之相连的各个端口，容易形成数据堵塞HUB在网络中所处的位置。HUB主要用于共享网络的组建，是解决从服务器直接到桌面的最佳，最经济的方案。在交换式网络中，HUB直接与交换机相连，将交换机端口的数据送到桌面。使用HUB组网灵活，它处于网络的
11、一个星型结点，对结点相连的工作站进行集中管理集线器类型 HUB的分类。依据总线带宽的不同，HUB分为10M，100M和10/100M自适应三种；若按配置形式的不同可分为独立型HUB，模块化HUB和堆叠式HUB三种；根据管理方式可分为智能型HUB和非智能型HUB两种。HUB根据端口数目的不同主要有8口，16口和24口等。 交 换 机 1993年，局域网交换设备出现。交换机按每一个包中的MAC地址相对简单地决策信息转发。而这种转发决策一般不考虑包中隐藏的更深的其他信息。 交换技术允许共享型和专用型的局域网段进行带宽调整，以减轻局域网之间信息流通出现的瓶颈问题。现在已有以太网、快速以太网、FDDI和
12、ATM技术的交换产品。 交换机提供了许多网络互联功能。交换机能经济地将网络分成小的子网域，为每个工作站提供更高的带宽。交换机使用现有的电缆、中继器、集线器和工作站的网卡，不必作高层的硬件升级；这样管理开销低廉，简化了网络节点的增加、移动和网络变化的操作。局域网交换机的种类局域网交换机根据使用的网络技术可以分为：以大网交换机；令牌环交换机；FDDI交换机；ATM交换机；快速以太网交换机等。如果按交换机应用领域来划分，可分为：台式交换机；工作组交换机；主干交换机；企业交换机；分段交换机；端口交换机；网络交换机等。常见的局域网类型局域网的特点是：距离短、延迟小、数据速率高、传输可靠。目前常见的局域网
13、类型包括：以太网（Ethernet）、光纤分布式数据接口（FDDI）、异步传输模式（ATM）、令牌环网（Token Ring）、交换网Switching等，它们在拓朴结构、传输介质、传输速率、数据格式等多方面都有许多不同。其中应用最广泛的当属以太网 一种总线结构的LAN，是目前发展最迅速、也最经济的局域网 。 以太网以太网Ethernet Ethernet是Xerox、Digital Equipment和Intel三家公司开发的局域网组网规范，并于80年代初首次出版，称为DIX1.0。1982年修改后的版本为DIX2.0。 这三家公司将此规范提交给IEEE(电子电气工程师协会)802委员会，经
14、过IEEE成员的修改并通过，变成了IEEE的正式标准，并编号为IEEE802.3。 交换式快速以太网及千兆以太网是近几年发展起来的先进的网络技术，使以太网络成为当今局域网应用较为广泛的主流技术之一。 缺点： 1、以太网提供是一种所谓“无连接”的网络服务，网络本身对所传输的信息包无法进行诸如交付时间、包间延迟、占用带宽等等关于服务质量的控制。 2、因此带宽利用率低。 虽然仍有一些不足之处。但以太网以成熟的技术、广泛的用户基础和较高的性能价格比，仍是传统数据传输网络应用中较为优秀的解决方案。以太网分类 以太网根据不同的媒体可分为：10BASE-2、10BASE-5、10BASE-T及10BASE-
15、FL。10Base2以太网是采用细同轴电缆组网，最大的网段长度是200m，每网段节点数是30，它是相对最便宜的系统； 10Base5以太网 是采用粗同轴电缆，最大网段长度为500m，每网段节点数是100，它适合用于主干网；10Base-T以太网是采用双绞线，最大网段长度为100m，每网段节点数是1024，它的特点是易于维护；10Base-F以太网采用光纤连接，最大网段长度是2000m，每网段节点数为1024，此类网络最适于在楼间使用。 交换以太网:其支持的协议仍然是IEEE802.3/以太网，但提供多个单独的 10Mbps端口。它与原来IEEE802.3/以太网完全兼容，并且克服了共享10Mb
16、ps带来的网络效率下降。 100BASE-T快速以太网:与10BASE-T的区别在于将网络的速率提高了十倍，即100M。100BASE-T的标准由IEEE802.3制定。与10BASE-T采用相同的媒体访问技术、类似的步线规则和相同的引出线，易于与10BASE-T集成。每个网段只允许两个中继器，最大网络跨度为210米。FDDI（光纤分布数据接口）网络光纤分布数据接口（FDDI）是目前成熟的LAN技术中传输速率最高的一种。、较长的传输距离，相邻站间的最大长度可达2KM，最大站间距离为200KM。、具有较大的带宽，FDDI的设计带宽为100Mb/s。、具有对电磁和射频干扰抑制能力、光纤可防止传输过
17、程中被分接偷听，也杜绝了辐射波的窃听,因而是最安全的传输媒体。 光纤分布式数据接口FDDI是一种使用光纤作为传输介质的、高速的、通用的环形网络。它能以100Mbps的速率跨越长达100km的距离，连接多达500个设备，既可用于城域网络也可用于小范围局域网。非常适于做多个局域网络的主干。FDDI有两个突出的问题极大的影响了这一技术的进一步推广，一个是其居高不下的建设成本，特别是交换式FDDI的价格甚至会高出某些ATM交换机；另一个是其停滞不前的组网技术。精品课件精品课件！精品课件精品课件！ATM网络 随着人们对集话音、图像和数据为一体的多媒体通信需求的日益增加，人们提出了的宽带综合业务数字网（B-ISDN）这种全新的通信网络， 而B-ISDN的实现需要一种全新的传输模式，此即异步传输模式（ATM）。在1990年，国际电报电话咨询委员会（CCITT）正式建议将ATM作为实现BISDN的一项技术基础 ATM，根本上解决了多媒体的实时性及带宽问题。实现面向虚链路的点到点传输，它通常提供155Mbps的带宽。它既汲取了话务通讯中服务质量保证，又保持了以太、FDDI等传统网络中带宽可变、适于突发性传输的灵活性。ATM技术具有如下特点：1、实现网络传输有连接服务，实现服务质量保证(QoS)。2、交换吞吐量大、带宽利用率高。3、具有灵活的组网拓扑结构和负载平衡能力，伸缩性、可靠性极高。
