1、2第第5章章 局域网组网方法局域网组网方法 3本章内容本章内容q局域网组网概述q局域网组网设备q局域网组网方法q结构化布线技术简介q应用案例小型校园网组网45.1 局域网概述局域网概述q概念q网络规划与设计的准则q网络规划与设计的规范55.1.1 概念概念q网络规划网络规划是在用户需求分析和系统可行性论证的基础上，确定网络总体方案和网络体系结构的过程。q网络设计网络设计是根据网络规划及总体方案，对网络的体系结构、子网划分、逻辑网络和设备选型进行工程化设计的过程。q需求分析在网络方案设计之前，需要从多方面对用户进行调查，弄清用户真正的需求。通常采用自上而下的分析方法，了解用户所从事的行为，该用户
2、在行业中的地位及与其他单位的关系等。不同行业的用户，同一行业的不同用户，对网络建设的需求是不同的。了解其项目背景，有助于更好地了解用户建网的目的和目标。6需求分析应考虑的几个方面需求分析应考虑的几个方面 q网络的物理布局，充分了解用户的位置、距离、环境，并进行实地考察。q用户设备的类型与配置。调查用户现有的物理设备。q通信类型和通信流量。确定用户之间的通信类型，并对数据、语音、视频、及多媒体等的通信流量进行估算。q网络服务。包括数据库系统、共享数据、电子邮件、Web应用、外设共享及办公室自动化等。q网络现状。如果在一个现有网络上规划建立一个新的网络系统，需要了解现有网络使用情况，尽可能在设计新
3、的网络系统时考虑对旧系统的利用，这样才能保护用户原有投资，节约费用。q网络所需要的安全程度。根据用户需求选用不同类型的防火墙和采用不同的安全措施，以保护网络系统的安全。75.1.2 网络规划与设计的准则网络规划与设计的准则q根据国内外网络建设的经验，任何网络建设的方案设计必须坚持：l实用性l先进性与成熟性l开放性l可扩充性l安全性l经济性85.1.3 网络规划与设计的规范网络规划与设计的规范q硬件建设牵涉的方面较多，如建设智能大厦时进行结构化综合布线设计，要牵涉到一座大楼或一个楼群的基本建设，要集成水、电、气、暖系统，电话系统，计算机系统，有线电视系统，安全监控系统等，所以不是一个工程规范可以
4、覆盖得了的。q现在国家对计算机网络系统建设尚无比较齐全的工程规范，而是针对某个具体方面制定了相应的规范。95.2 局域网组网设备局域网组网设备 q网卡 q集线器 q中继器q局域网交换机105.2.1 网卡网卡q网卡（又称网络接口卡、网络适配器）是工作在数据链路层的网络组件，是局域网中连接计算机和传输介质的接口。q网卡不仅能实现与局域网传输介质之间的物理连接和信号匹配，还涉及帧的发送与接收、帧的封装与拆封、介质访问控制、数据的编码与解码以及数据缓存等功能。q随着计算机网络技术的飞速发展，为了满足各种应用环境和应用层次的需求，出现了许多不同类型的网卡。11按总线类型分类按总线类型分类q按总线类型，
5、网卡可分为：ISA网卡、PCI网卡、PCMCIA网卡及USB网卡等。lISA网卡这是早期的一种接口类型网卡，ISA总线接口由于I/O速度较慢，随着上世纪90年代初PCI总线技术的出现，很快被淘汰了。目前很少见ISA总线类型的网卡。12按总线类型分类（续）按总线类型分类（续）q按总线类型，网卡可分为：ISA网卡、PCI网卡、PCMCIA网卡及USB网卡等。lPCI网卡PCI网卡是目前最主流的一种网卡接口类型。因为它的I/O速度远比ISA总线型的网卡快，所以在PCI总线技术出现后很快就替代了原来老式的ISA总线。下图为目前常用的PCI网卡示意图。13按总线类型分类（续）按总线类型分类（续）q按总线
6、类型，网卡可分为：ISA网卡、PCI网卡、PCMCIA网卡及USB网卡等。lPCMCIA网卡PCMCIA网卡是笔记本电脑专用的，它受笔记本电脑的空间限制，体积远不可能像PCI接口网卡那么大。14按总线类型分类（续）按总线类型分类（续）q按总线类型，网卡可分为：ISA网卡、PCI网卡、PCMCIA网卡及USB网卡等。lUSB网卡USB（Universal Serial Bus，通用串行总线）作为一种新型的总线技术已经被广泛应用于鼠标、键盘、打印机、扫描仪等设备，在网卡中也不例外。15按网络接口划分按网络接口划分q网卡最终是要与网络进行连接，所以也就必须有一个接口使网线通过它与其他计算机网络设备连
7、接起来。不同的网络接口适用于不同的网络类型，按网卡的网络接口类型来划分，目前常见的主要：lRJ-45接口网卡lBNC接口网卡lAUI接口网卡l光纤接口网卡16按带宽划分按带宽划分q目前主流的网卡主要有：l10Mbps网卡l100Mbps网卡l10Mbps/100Mbps自适应网卡l1000Mbps网卡175.2.2 集线器集线器q集线器（HUB）是一种传统的基础网络设备。q集线器技术发展至今，也经历了许多不同主流应用的历史发展时期，所以，集线器产品也有许多不同类型，右图为8口以太网集线器。18集线器的分类集线器的分类q按端口数量来分类按照集线器能提供的端口数来分类，通常集线器可分为有8口、16
8、口、24口、36口等大类，但也有少数厂家提供非标准端口数产品，如4口、5口、9口、18口等的集线器产品。q按带宽分类l10Mbps带宽型l100Mbbps带宽型l10Mbps100Mbps自适应型19集线器的分类（续）集线器的分类（续）q按照配置的形式分类l独立型集线器l模块化集线器l堆叠式集线器q从是否可进行网络管理来分类l不可网管型集线器l可网管型集线器205.2.3 中继器中继器q中继器在物理层上实现连接，它的作用主要是扩展连网距离。215.2.4 局域网交换机局域网交换机q交换是按照通信两端传输信息的需要，用人工或设备自动完成的方法，把要传输的信息送到符合要求的相应路由上的技术的统称。
9、广义的交换机就是一种在通信系统中完成信息交换功能的设备。q交换机是一种基于MAC地址识别，能完成封装转发数据包功能的网络设备。交换机可以“学习”MAC地址，并把其存放在内部地址表中，通过在数据帧的始发者和目标接收者之间建立临时的交换路径，使数据帧直接由源地址到达目的地址。q下面介绍当前交换机的一些主流分类。22根据传输介质和传输速度划分根据传输介质和传输速度划分q根据交换机使用的网络传输介质及传输速度的不同可以将局域网交换机分为以太网交换机、快速以太网交换机、千兆以太网交换机等。q如右图示 以太网交换机示意图快速以太网交换机示意图23根据应用层次划分根据应用层次划分q根据交换机所应用的网络层次
10、，可以将网络交换机划分为企业级交换机、校园网交换机、部门级交换机和工作组交换机、桌面型交换机五种。q如右图示企业级交换机示意图桌面交换机示意图 245.3 局域网组网方法局域网组网方法 q组建总线型网络q组建星型网络q组建树型网络q组建对等网q组建客户/服务器网络255.3.1 组建总线型网络组建总线型网络q 总线型拓扑结构网络中所有设备通过连接器并行连接到一个传输电缆上，这条传输电缆通常称之为“总线”，并在两端加装一个称之为“终接器”的组件。265.3.2 组建星型网络组建星型网络q星型拓扑结构是目前应用最广、实用性最好的一种拓扑结构。星型拓扑结构主要采用的传输介质是常见的双绞线和光纤，担当
11、集中连接的设备是具有双绞线RJ-45以太网端口，或者各种光纤端口的集线器或交换机。q星型网络与总线型网络相比，其缺点是要用大量的双绞线，造价相对要高很多。而且，如果中心结点出现故障，将导致它所连网络全部不能工作。其优点是一根连线出现故障，只会影响该连线上的计算机，而不会影响其他计算机。而作为中心结点的交换机或集线器的故障率很低的，因此，星型网络的总故障率较总线型网络要低得多，且故障容易查找和处理。q星型网络在实际中已得到了广泛的应用。27星型网络示意图星型网络示意图285.3.3 组建树型网络组建树型网络q树型拓扑结构可以认为是多级星型结构组成的，只不过这种多级星型结构自上而下是呈三角形分布的
12、，即从核心层到会聚层，再到边缘层的三角形分布。上层的终端和集中交换结点最少，中层的终端和集中交换结点多些，下层的终端和集中交换结点最多。q大中型网络通常采用树型拓扑结构，它的可折叠性非常适用于构建网络主干。由于树型拓扑具有非常好的可扩展性，并可通过更换集线设备使网络性能迅速得以升级，极大地保护了用户的布线投资。29树型网络示意图树型网络示意图30树型网络的特点树型网络的特点q 树型网络除了具有星型结构的所有优点外，还具有以下自身优点。l扩展性能好：通过多级星型级联，就可以十分方便地扩展原有网络，实现网络的升级改造。只需简单地更换高速率的集线设备，即可实现网络的升级。l易于网络维护：集线设备居于
13、网络或子网络的中心，这也正是放置网络诊断设备的绝好位置。就实际应用来看，利用附加于集线设备中的网络诊断设备，可以使得故障的诊断和定位变得简单而有效。这种结构的缺点就是对根（核心，或者骨干层）交换机的依赖性太大，如果根发生故障，则全网不能正常工作。同时，大量数据要经过多级传输，系统的响应时间较长。315.3.4 组建对等网组建对等网q 对等网络的最大特点是不需要集中式的中心服务器。网络上的计算机有着对等的关系，即彼此地位平等，均可扮演工作站和服务器的双重角色，是一种真正的点对点式的结构。这种应用环境，使资源共享变得更为广泛、灵活。并且在允许的访问权限下，一个工作站可以与其他任何工作站自由地交换信
14、息。q 使用对等网络有下列的好处：l对等网络的实现和操作都很容易。l费用低，不需要价格高昂的专用服务器。l对网络工作人员的技术要求不高。l容错性强。在对等网络中，一台计算机故障只会影响其本身。325.3.5 组建客户组建客户/服务器网络服务器网络q客户机/服务器的概念最早用于描述一种软件体系。在这种软件体系中，有两类协作程序：一类称为客户机程序，一类称为服务器程序。他们可以运行在一台计算机中，也可以运行在网络环境中的两台或多台计算机中。客户机程序是用户接口，用来接收用户操作，向服务器程序发出请求；服务器程序接收并处理客户机程序的请求，然后将处理结果送回客户机。q在实际应用中，大多数的网络都是基
15、于客户机/服务器的网络。33客户客户/服务器网络示意图服务器网络示意图345.4 结构化布线技术简介结构化布线技术简介q结构化布线的概念q结构化布线的特点q结构化布线的发展q结构化布线系统的构成355.4.1 结构化布线的概念结构化布线的概念 q结构化布线系统是一个能够支持任何用户选择的话音、数据、图形图像应用的电信布线系统。系统应能支持话音、图形、图像、数据多媒体、安全监控、传感等各种信息的传输，支持UTP、STP、光纤、同轴电缆等各种传输介质，支持多用户多类型产品的应用，支持高速网络的应用。365.4.2 结构化布线的特点结构化布线的特点q实用性：能支持多种数据通信、多媒体技术及信息管理系
16、统等，能够适应现代和未来技术的发展；q灵活性：任意信息点能够连接不同类型的设备，如微机、打印机、终端、服务器、监视器等；q开放性：能够支持任何厂家的任意网络产品，支持任意网络结构，如总线型、星型、环型等；q模块化：所有的接插件都是积木式的标准件，方便使用、管理和扩充；q扩展性：实施后的结构化布线系统是可扩充的，以便将来有更大需求时，很容易将设备安装接入；q经济性：一次性投资，长期受益，维护费用低，使整体投资达到最少。375.4.3 结构化布线的发展结构化布线的发展q1984年，世界上第一座智能大厦产生。人们对美国哈特福特市的一座大楼进行改造，对空调、电梯、照明、防火防盗系统等采用计算机监控，为
17、客户提供话音通讯、文字处理、电子邮件件以及情报资料等信息服务。同时，多家公司转入布线领域，但各厂家之间产品兼容性差。q1985年初，计算机工业协会（CCIA）提出对大楼布线系统标准化的倡仪，美国电子工业协会（EIA）和美国电信工业协会（TIA）开始标准化制定工作。q1991年7月，ANSI/EIA/TIA568即商业大楼电信布线标准问世，同时，与布线通道及空间、管理、电缆性能及连接硬件性能等有关的相关标准也同时推出。q1995年底，EIA/TIA 568标准正式更新为EIA/TIA/568A，同时，国际标准化组织（ISO）标准推出相应标准ISO/IEC/IS11801。385.4.4 结构化布
18、线系统的构成结构化布线系统的构成q建筑群子系统提供外部建筑物与大楼内布线的连接点，规定了网络接口的物理规格，实现建筑群之间的连接。q设备子系统规定了设备间的设备布线。它是布线系统最主要的管理区域，所有楼层的资料都由电缆或光纤电缆传送至此。通常，此系统安装在计算机系统、网络系统和程控机系统的主机房内。q垂直子系统它连接通讯室、设备间和入口设备，包括主干电缆、中间交换和主交接、机械终端和用于主干到主干交换的接插线或插头。主干布线要采用星型拓扑结构，接地应符合EIA/TIA607规定的要求。395.4.4 结构化布线系统的构成（续）结构化布线系统的构成（续）q管理子系统处于各线缆汇集点，应将各系统线
19、缆用标准的线架模块进行分区端接，并实现水平配线、光纤干线及设备信道之间的交连和互连，可方便地将通讯线路定位或重新定位到不同的工作区。为每个分配线间配备了一个设备机架。根据各楼信息点的分布情况，分配线间内机柜的大小也不同。q水平子系统连接管理子系统至工作区，包括水平布线、信息插座、电缆终端及交换。指定的拓扑结构为星型拓扑。q工作区子系统工作区由信息插座延伸至站点设备。工作区布线要求相对简单，这样就容易移动、添加和变更设备。405.5 应用案例应用案例小型校园网组网小型校园网组网本小型校园网络解决方案的特点如下：q网络类型：主干采用1000Mbps以太网，各分支采用100Mbps以太网，若干工作区
20、采用10/100Mbps以太网；q网络设备：企业级交换机千兆交换机、部门级交换机千兆交换机、工作组级10/100Mbps交换机和路由器；q网络操作系统：可选Windows 2000 Server；qInternet接入方案：通过路由器，实际中可采用DDN、ADSL、ISDN等连接方式；415.5 应用案例应用案例小型校园网组网小型校园网组网本小型校园网络解决方案的特点如下（续）：q支持多媒体应用，包括多媒体教室、电子阅览室、多媒体教学；q高性能，全交换，满足教学、管理等需求；q管理简单，软件可基于浏览器方式；q系统安全，保密性高；q接入 Internet可采用ADSL、ISDN等连接方式。q可
21、实现应用主要有：多媒体教室、图书馆电子阅览室、互联网接入、网络管理、教师上网、学生上网等。42某小型校园网的网络拓扑图某小型校园网的网络拓扑图 43本章小结本章小结 q网络规划是在用户需求分析和系统可行性论证的基础上，确定网络总体方案和网络体系结构的过程。网络设计是根据网络规划及总体方案，对网络的体系结构、子网划分、逻辑网络和设备选型进行工程化设计的过程。q局域网主要的组网设备有：网卡、集线器、中继器、局域网交换机。其中局域网交换机是最常用的局域网组网设备之一，交换机在同一时刻可进行多个端口对之间的数据传输。每一端口都可视为独立的网段，连接在其上的网络设备独自享有全部的带宽，无须同其他设备竞争使用。q常用局域网的组网方法有：组建总线型网络、组建星型网络、组建树形网络、组建对等网及组建客户/服务器网络。q简单介绍了结构化布线技术。结构化布线系统是一个能够支持任何用户选择的话音、数据、图形图像应用的电信布线系统。系统应能支持话音、图形、图像、数据多媒体、安全监控、传感等各种信息的传输，支持UTP、STP、光纤、同轴电缆等各种传输介质，支持多用户多类型产品的应用，支持高速网络的应用。
