第五章 局域网技术基础及应用

1.   局域网设备描述

    中继器：

中继器（Repeater）负责在两个节点的物理层上按位传递信息，完成信号的复制、调整和放大功能

    集线器：

① 集线器工作在物理层。所有节点通过双绞线连接到一个集线器上时，它们仍然执行 CSMA/CD 介质访问控制方法，从一个节点发送数据所有节点都能接受，因此连接在一个集线器上的所有节点共享一个冲突域。

② 网络节点都通过不超过 100m 的双绞线连接至集线器，在物理上构成星型拓扑结构。在星型结构中，当其中一个节点的线路发生故障时，不会影响其他节点。

③ 一个集线器有多个端口，每个端口通过 RJ-45 插头，用两对双绞线与一个工作站上的适配器相连。

④ 网络链路中串接一个集线器可以监听该链路中的数据包。

    网桥：

网桥是在数据链路层实现网络互联的设备。特征：

①   网桥能够互联两个采用不同数据链路层协议、不同传输介质与不同传输速率的网络。

② 网桥以接收、存储、地址过滤与转发的方式实现互联的网络之间的通信。

③   透明网桥：透明网桥的标准为 IEEE 802.1d；

一般用于两个 MAC 层协议相同的网段之间的互联； 采用生成树算法；

    交换机：

① 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。

②   交换机的硬件系统可以实现多个端口并发连接，支持多达 128 个端口

③   交换机一般使用为帧转发专门设计的 ASIC 芯片，或采用多 CPU 并发工作的结构，因而交换机的帧过滤和转发速率要高于网桥

④   交换机具有存储转发和直接转发两种帧转发方式。

2.   MAC 地址

MAC 地址就是连接到网络中的每个网络设备的网卡的物理地址，全世界每块网卡的 MAC 地址都固化在网卡上且唯一。

3.   建筑群子系统路线敷设

4.   Ethernet 物理层标准命名方法

     标准以太网的物理层采用 IEEE 802.3 x Type-y-Name 命名规则：

     其中 x 表示传输速率，单位为 Mbit/s；

     y 表示网段的最大长度，单位为 100m；

     Type 表示传输方式是基带还是频带；

     Name 表示局域网的名称

5.   双绞线

     双绞线是综合布线工程中最常用的一种传输介质，可以传输模拟信号和数字信号，特别适用于较短距离的信息传输。

     双绞线分为非屏蔽双绞线（UTP）和屏蔽双绞线（STP）两种。

①   非屏蔽双绞线：电缆线对外无金属屏蔽层，抗电磁干扰能力较差； 传输信息时易向外辐射泄漏，安全性较差；

由于其体积小、重量轻、弹性好且价格低，是结构化布线系统中最常用的通信介质。

②   屏蔽双绞线：电缆线对外包有一层金属箔，具有较好的抗干扰性； 价格高，体积、重量大，不易施工等不足；

主要用于外界电磁干扰较大或对数据传输安全性要求较高的环境中。

6.   生成树协议标准

①   生成树算法为每个桥分配一个唯一的标识（MAC 地址和一个优先级组成）。每个网桥的端口都分配一个该网桥中的唯一标识，称之为“端口标识”。为建造生成树,首先必须选出一个网桥作为生成树的根。实现方法是每个网桥都广播它的标识,标识最低的网桥被选为生成树的根，接着按根网桥到每个网桥的最短路径来构造生成树。

②   生成树协议（Spanning Tree Protocol,STP）

IEEE 802.1d 标准规定了 STP 协议，它能够逻辑地阻断网络中存在的冗余链路，以消除路径中的环路， 并可以在活动路径出现故障时，重新激活冗余链路来恢复网络的连通，保证网络的正常工作。

7.   综合布线子系统设计

    建筑群子系统

建筑群子系统是指由两个或两个以上建筑物的电话、数据、电视系统组成的一个建筑群综合布线系统。

    设备间子系统

设备间是线路管理的集中点，是配线设备和通信设施的所在地，是安放众多用户共用通信装置的场所。在设备间子系统，通过垂直干线或水平干线子系统连接到管理子系统。

    管理子系统

管理子系统设置在楼层配线间，是水平子系统电缆端接和主干系统电缆端标的场所，设置在楼层配线间中， 由楼宇主配线架、楼层配线架、转换插座及跳线组成，包括干线接线间或卫星接线间内的交叉互联设备。

    干线子系统

干线子系统即建筑物主馈电缆，包括干线接线间至各远程通信(卫星)接线间、设备间至网络端口、主设备间和计算机中心之间、设备间至建筑群子系统设施间的连接线缆，设备间的主干线缆。

干线子系统主要有点对点结合、分支结合两种：

①点对点结合。

点对点结合是最简单、最直接的线缆连接方法，每根干线电缆直接延伸到楼层配线间。

②分支结合。

分支结合采用一根通信容量较大的主馈电缆，再通过交接盒分成若干根容量较小的电缆，分别连到各个楼层。

    水平子系统设计

水平子系统是综合布线系统的分支部分，是综合布线工程中工程量最大、范围最广、最难施工的一个子系统。它由通信引出端(又称信息插座)至楼层配线架以及它们之间的缆线组成。一般电缆长度不超过 90m。线缆类型的选择：由用户要求和布线环境决定。

在水平布线子系统中，线缆选择方案主要有：

①   采用 4 类或 5 类双绞线，满足 10Mbit/s 以下低速率数据和语音传输；

②   采用 5 类或 6 类双绞线，满足 10Mbit/s 以上、100Mbit/s 以下高速率数据传输；

③   采用光纤或 6 类双绞线，满足 100Mbit/s 以上、宽带数据和复合信号传输；

④   采用 5 类、6 类双绞线和光纤混合布线是比较经济的方案。

    工作区子系统设计

工作区子系统指从终端设备出线到信息插座的整个区域。可支持常见的终端设备电话机、计算机、数据终端、传感器以及监视器等。

工作区子系统设计主要有： 信息插座类型和数量的确定

① 信息插座有嵌入式安装插座（暗座）、多介质信息插座（光纤和铜缆）和表面安装插座等类型可供选择。其中，嵌入式安装插座用于连接双绞线，多介质信息插座可用于连接铜缆和光纤，用以满足用户“光纤到桌面”的需要。

② 已有建筑一般使用表面安装(明装）的信息插座，新建筑物一般使用采用嵌入式(暗装)信息插座。适配器的选择

① 当设备连接器采用不同于信息插座的连接器时,可选择专用电缆或适配器。

②   在单一信息插座上进行两项服务时，宜采用一线两用器或“Y”形适配器。

③   连接使用不同信号的数模转换或数据速率转换装置时，宜采用适配器。

④   水平子系统中选用的介质类别（电缆）与设备所需的介质类别（电缆）不同时，宜采用适配器。