1、 第三章 局域网技术与综合布线 局域网基础 一、局域网参考模型IEEE 802标准是一系列局域网技术标准。按照IEEE 802标准，局域网体系结构由物理层、媒体访问控制(MAC)子层和逻辑链路控制(LLC)子层组成。IEEE 802参考模型的物理层对应于OSI参考模型的物理层，主要负责信号的编码/解码、前导码的生成/去除以及比特的发送/接收等。IEEE 802参考模型的MAC层和LLC层合起来对应于OSI参考模型的数据链路层，具有流量控制和差错检测的功能。网络拓扑结构是指用传输媒体互联各种设备的物理布局。按照不同的物理布局，局域网的拓扑结构可以划分为一下三种：总线型星型环型拓扑结构。二、局域网
2、拓扑结构三、局域网媒体访问控制方法 1.载波侦听多路访问/冲突检测CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access With Collision Detection)，包括载波侦听多路访问(CSMA)和冲突检测(CD)，主要用于总线型网络拓扑结构，是IEEE 802.3局域网标准的主要内容。例：在以太网中产生冲突碎片的原因是A。A在一个冲突时槽内有多个站发送数据B有的站没有监听而随意发送数据C有的站只发送很短的数据帧D由CSMA/CD协议缺陷而产生的冲突 2.令牌环访问控制法Token Ring是Token Passing Ring的简写，即令牌通行网，该网络是环型布
3、局的基带网，采用单个或双令牌的传递方法，数据传输速率为4 Mbps，只有一条环路，信息单向沿环流动，无路径选择问题。3.令牌总线访问控制法Token Bus是Token Passing Bus的简写，即令牌通行总线，它在物理总线结构中实现令牌传递控制方法，从而构成一逻辑环路。该技术主要用于总线或树型网络结构，是目前计算机局域网中的主流介质访问控制方式之一。四、无线局域网简介1.无线数据网络的种类无线数据网络解决方案主要包括无线个人局域网、无线局域网、无线城域网和无线广域网。1)无线个人局域网无线个人局域网(Wireless Personal Area Network，WPAN)主要用于个人用户
4、工作空间，其典型距离仅能覆盖几米范围。2)无线局域网 无线局域网(Wireless LAN，WLAN)是一种借助于无线技术取代有线布线方式构成局域网的新手段。目前，WLAN领域主要是IEEE 802.11X标准系列，主要包括802.11b、802.11a、802.11g等。例：2009年发布的A标准可以将WLAN的传输速率由54 Mbps提高到300600 Mbps。AIEEE 802.11n BIEEE 802.11a CIEEE 802.11b DIEEE 802.11g 3)无线城域网 无线城域网(Wireless MAN，WMAN)是一种有效作用距离比WLAN更远的宽带无线接入网络。4
5、)无线广域网 无线广域网(Wireless WAN，WWAN)主要是解决超出一个城市范围的信息交流无线接入需求的。2.无线局域网的扩频技术无线局域网采用电磁波作为载体传送数据信息，对电磁波的使用有两种常见的模式：窄带和扩频。目前无线局域网的数据传输通常采用无线扩频传输(Spread Spectrum Transmit，SST)。常见的扩频技术包括两种跳频扩频(Frequency-Hopping Spread Spectrum，FHSS)和直接序列扩频(Direct Sequence Spread Spectrum，DSSS)，它们工作在2.42.4835 GHz的ISM频段(Industria
6、l Scientific Medical Band)。3.无线局域网的拓扑结构 无线局域网分为对等网络和结构化网络两种拓扑结构。对等(Peer to Peer)网络主要用于一台计算机(无线工作站)和另一台或多台计算机(其他无线工作站)的直接通信，该网络无法接入有线网络，只能独立使用。结构化网络(Infrastructure)由无线访问点(AP)、无线工作站STA以及分布式系统(DSS)构成，覆盖的区域分为基本服务区(BSS)和扩展服务区(ESS)。4.无线局域网的几个主要工作过程无线局域网的主要工作过程包括扫频、关联、重关联和漫游等。5.无线局域网的访问控制方式IEEE 802.11b标准的无
7、线局域网使用的是带冲突避免的载波侦听多路访问方法(CSMA/CA)。IEEE 802.11中侦听载波是由两种方式来实现：一个是实际去听是否有电波存在，然后加上优先权控制；另一种方式是虚拟的侦听载波，告知等待多久的时间要传送东西，以防止冲突。以太网 一、以太网简介IEEE 802.3标准规定，以太网是以10 Mbps的速度运行，采用载波侦听多路访问/冲突检测(CSMA/CD)介质存取控制(MAC)协议在共享介质上传输数据的技术。例：IEEE 802.3的MAC协议采用的监听算法是B。A非坚持型监听 BI-坚持型监听 CP-坚持型监听 D随机访问型监听 以太网的主要标准包括：1983年的以太网技术
8、(IEEE 802.3)、令牌总线(IEEE 802.4)和令牌环(IEEE 802.5)三大局域网标准；1995年的IEEE 802.3u快速以太网标准；1998年的IEEE 802.3z千兆位以太网标准；2002年的万兆位以太网标准IEEE 802.3ae。IEEE 802.3支持的物理层介质和配置方式有多种，是由一组协议组成的。每一种实现方案都有一个名称代号，由以下三部分组成。如10Base-5、10Base-2、100Base-T等。这里，最前面的数字是指传输速率，如10为10 Mbps、100为100 Mbps。中间的BASE指基带传输，BROAD指宽带传输。最后若是数字的话，表示最
9、大传输距离。例：100BASE-T的传输介质是B。A3类双绞线 B5类双绞线 C光纤 D同轴电缆二、以太网综述三、以太网技术基础1.IEEE 802.3帧结构 IEEE 802.3帧结构主要包括前导码、帧首定界符、目的地址、源地址、长度、逻辑链路层协议数据单元和帧校验序列，如下图所示。前导码帧首定界符（SFD）目的地址（DA）源地址（SA）长度（L）逻辑链路层协议数据单元(LLC-PDU)帧检验序列（FCS）7166246150042.以太网的跨距系统的跨距表示系统中任意两个站点间的最大距离范围。双绞线媒体100Base-TX在使用两个中继器的情况下跨距为205 m，光纤媒体在不使用中继器的情
10、况下，跨距可达到412 m。双绞线和光纤通过中继器混合连接时，双绞线一侧跨距是100 m，连接路由器或主干交换机的光纤一侧跨距可达225 m。3.交换型以太网 为了解决共享式以太网的问题，产生了交换型以太网。交换型以太网的特点是用交换机代替集线器，交换机可以使多个用户同时使用此网络。4.全双工以太网 全双工以太网与传统半双工以太网的技术区别在于：每个端口和交换机背板之间都存在两条逻辑通路，每个端口可以同时接收和发送帧，不再受到CSMA/CD约束，已无碰撞域的存在，在端口发送帧时不会再发生帧的碰撞。四、以太网交换机部署在部署以太网交换机时，目前广泛采用的模式是级联(Uplink)和堆叠(Stac
11、k)模式。1级联模式级联模式是最常规的一种交换机扩展方式。级联模式是通过双绞线或光纤，一般在交换机的前面板上有专门的级联口，如果没有，也可以用交叉线来级联。级联模式是通过端口进行的，级联后的交换机是上下级关系。2堆叠模式堆叠模式通常是为了扩展带宽用的，堆叠采用的是交换机的背板的叠加，使多个工作组交换机形成一个工作组堆，从而提供高密度的交换机端口。堆叠中的交换机就像一个交换机一样，配置一个IP即可，它是一种芯片级上的连接。常见的堆叠有菊花链堆叠和矩阵堆叠两种方式。3混合模式在实际应用中，由于网络的复杂性和用户需求的多重性，通常同时使用两种模式进行交换机的部署，我们称其为混合模式。交换机的基本配置
12、 一、交换机的基本配置1电缆连接及终端配置接好PC和交换机各自的电源线，在未开机的情况下，把PC的串口(COM 1)通过控制台电缆与交换机的Console端口相连，即完成设备的连接工作。在配置PC的超级终端时，将端口属性进行配置。2交换机的启动在连接好线路、配置好超级终端仿真软件后，就可以打开交换机，此时超级终端窗口就会显示交换机的启动信息。例：以太网交换机的Console端口与PC机的 A 端口通过控制台电缆相连。ACOM BPPT CUSB D1394 3交换机的配置模式 交换机有以下常见的配置模式：普通用户模式、特权模式、全局配置模式和局部配置模式。在这些配置模式下，用户对交换机所具有的
13、权限是不同的。4交换机的基本配置 最基本的配置可以通过启动时的对话框配置模式完成，也可以在交换机启动后再进行配置。例：配置以太网交换机时把PC机的串行口与交换机的C用控制台电缆相连。ARJ-45端口 B同步串行口 CConsole端口 DAUX端口二、配置和管理VLAN1.划分VLAN的方法虚拟局域网是交换机的重要功能，通常虚拟局域网的实现形式有3种，即静态端口分配、动态虚拟网和多虚拟网端口配置。2.配置VTP协议VTP协议可以维护VLAN信息全网的一致性。VTP有3种工作模式，即服务器模式、客户模式和透明模式。例：下面关于虚拟局域网VLAN的描述中，正确的是A。A一个VLAN是一个广播域B一
14、个VLAN是一个冲突域C一个VLAN必须连接同一个交换机D一个VLAN之间不能通信 3.配置VLAN Trunk 端口 VLAN Trunk(VLAN中继)也称为VLAN主干，是指在交换机与交换机或交换机与路由器之间连接的情况下，在互相连接的端口上配置中继模式，使得属于不同VLAN的数据帧都可以通过这条中继链路进行传输。4.创建VLAN VLAN信息可以在服务器模式或透明模式交换机上创建。5.将端口加入到某个VLAN中配置完VTP协议及VLAN Trunk端口后就可以设置将端口归属于哪个VLAN了。路由器的基本配置 路由器是工作在OSI七层模型中的第三层(网络层)的设备，它具有局域网和广域网两
15、种接口。1.路由器的功能路由器主要有以下3种功能：网络互联、网络隔离和流量控制。2.路由器表路由表中保存着子网的标志信息、网上路由器的个数和下一个路由器的名字等内容。路由表分为静态路由表和动态路由表。一、路由器概述3.路由选择协议路由选择协议是一种网络层协议，它通过提供一种共享路由选择信息的机制，允许路由器与其他路由器通信以更新和维护自己的路由表，并确定最佳的路由选择路径。路由协议根据其生成路由表的方式，可以分为静态路由协议和动态路由协议两种。1.路由器的基本配置与交换机的配置类似，路由器的配置操作有以下几种模式：普通用户模式、特权模式和配置模式。2.静态路由的配置通过配置静态路由，用户可以人
16、为地指定对某一网络访问时所要经过的路径，在网络结构比较简单，且一般到达某一网络所经过的路径唯一的情况下采用静态路由。例：下列路由器命令中用于激活接口的命令是 A。ARouter(config-if)#no shutdown BRouter(config-if)#end CRouter(config-if)#config tDRouter(config-if)#switchport mode access 二、路由器的配置1.配置RIP协议距离矢量(Distance Vector)路由协议计算网络中所有链路的矢量和距离并以此为依据确认最佳路径。使用距离矢量路由协议的路由器定期向其相邻的路由器发送
17、全部或部分路由表。典型的距离矢量路由协议有RIP。三、配置路由协议2.配置OSPF协议开放最短路径优先(Open Shortest Path First，OSPF)协议是重要的路由选择协议。它是一种链路状态路由选择协议，是由Internet工程任务组开发的内部网关(Interior Gateway Protocol，IGP)路由协议，用于在单一自治系统(Autonomous System，AS)内决策路由。例：OSPF是一种内部网关协议，这种协议的特点是B。A采用距离矢量算法自动进行路由更新B采用链路状态算法来计算到达目标的最短通路C以跳步数作为路由度量标准D当出现路由环路时算法收敛很慢 综合
18、布线 综合布线标准有以下几种。建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范(国家标准GB 305112000)。建筑与建筑群综合布线系统工程施工和验收规范(国家标准GB 305122000)。大楼通信综合布线系统第一部分总规范(YD/T 926.12001)。大楼通信综合布线系统第二部分综合布线用电缆光纤技术要求(YD/T 926.22001)。大楼通信综合布线系统第三部分综合布线用连接硬件技术要求(YD/T 926.32001)。商用建筑通信布线标准(北美标准ANSI/TIA/EIA 568B)。信息技术用户通用布线系统(第2版)(国际标准ISO/IEC 11801)。国际电子电气工程师协会：CSM
19、A/CD接口方法(IEEE 802.3)。一、综合布线标准综合布线系统由6个子系统组成，即水平子系统、垂直子系统、工作区子系统、管理子系统、设备间子系统及建筑群子系统。大型布线系统需要用铜介质和光纤介质将6个子系统集成在一起。二、综合布线系统的构成局域网的规划与设计 1.网络的功能要求任何网络都不可能是一个能够满足各项功能需求的“万能网”，因此，必须针对每个具体的网络所要完成的功能，依据使用需求、实现成本、未来发展、总预算投资等因素对网络的组建方案进行认真的设计和推敲。2.网络的性能要求对网络系统处理的性能进行分析，根据网络的工作站权限、容错程度、网络安全性方面等要求，确定采取何种措施及方案。
20、一、网络需求分析 3.网络运行环境的要求根据整个局域网运行时所需要的环境要求，确定使用哪种网络操作系统、应用软件和共享资源。4.网络的可扩充性和可维护性要求如何增加工作站、怎样与其他网络联网、对软件/硬件的升级换代有何要求与限制等，都要在网络设计时加以考虑，以保证网络的可扩充性和可维护性。根据局域网接入计算机的数量及规模可确定网络带宽和交换设备，目前快速以太网能够满足网络数据流量不是很大的中小型局域网的需要。但是在计算机数量达到数百台或网络数据流量比较大的情况下，应采用千兆以太网技术，以满足对网络主干数据流量的要求。网络主干和分支方案确定以后，就可以选择集线器或交换机产品了。集线器或交换机的型
21、号与数量由联入网络的计算机数量和网络拓扑结构来决定。二、确定网络类型和带宽网络设备的选择应遵循以下原则。1.厂商的选择 2.扩展性考虑3.根据方案实际需要选型4.选择性价比高、质量过硬的产品三、确定网络设备现在的布线系统主要是光纤和非屏蔽双绞线，小型网络多以超5类非屏蔽双绞线为布线系统。因为布线是一次性工程，因此应考虑在未来几年内网络扩展的最大点数。四、确定布线方案和布线产品 服务器是网络数据储存的仓库。服务器的类型和档次应与网络的规模、数据流量以及可靠性要求相匹配。目前，网络操作系统基本上是三分天下：微软的Windows Server 2000、传统的UNIX和Linux。用户可以根据网络规
22、模、技术人员水平、资金等综合因素来决定究竟使用什么网络操作系统。五、确定服务器和网络操作系统 网络互连 不同目的的网络互连可以在不同的网络分层中实现。由于网络间存在不同的差异，也就需要用不同的网络互连设备将各个网络连接起来。根据网络互连设备工作的层次及其所支持的协议，可以将网间设备分为中继器、网桥、路由器和网关，如下图所示。一、网络互连设备 1LAN-LANLAN互连又分为同种LAN互连和异种LAN互连。2LAN-WAN LAN-WAN用来连接的设备是路由器或网关。3LAN-WAN-LANLAN-WAN-LAN是将两个分布在不同地理位置的LAN通过WAN实现互连，连接设备主要有路由器和网关。4WAN-WAN WAN-WAN通过路由器和网关将两个或多个广域网互连起来，可以使分别连入各个广域网的主机资源能够实现共享。二、网络互连的类型网关在传输层上以实现网络互连，是最复杂的网络互连设备，仅用于两个高层协议不同的网络互连。网关既可以用于广域网互连，也可以用于局域网互连。按照不同的分类标准，网关有很多种。TCP/IP协议里的网关是最常用的。网关的IP地址是具有路由功能的设备的IP地址，具有路由功能的设备有路由器、启用了路由协议的服务器、代理服务器。只有设置好网关的IP地址，TCP/IP协议才能实现不同网络之间的相互通信。三、TCP/IP协议下的网关
