第5章 局域网技术基础及应用

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5.1基础环节
5.1.1局域网组网基础知识
为了共享软、硬件资源和相互之间传送的数据以及文件，出现近距离高速通信的要求，这种要求推动了计算 机局域网的产生。局域网是一种分布在相对较小的距离范围内，连接各种设备并为这些设备间的信息交换提供途 径的计算机网络。局域网的主要特征如下。
●覆盖范围较小，通常为一座建筑或一个建筑群。 ●通常由某个组织单独拥有。 ●内部的数据传输速率比广域网高很多。
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5.1.2综合布线基本概念
(4)开放性。 传统布线方式和传输媒体与用户选定的设备密切相关，若要更换设备，则原有的布线也要全部更换，从而将 增加投资。而综合布线使用开放式系统结构，符合国际上流行的标准，支持ISO/IEC 8802 3、ISO/IEC 8802 5在内的所有通信协议，可以将不同厂家的不同传输介质和不同设备集成在一个系统内。 (5)先进性。 综合布线通过采用光纤和双绞线混合布线方式构成一套完整的布线。所有布线链路均按八芯双绞线配置，并 采用最新通信标准。语音干线部分采用铜缆，数据部分采用光缆，为同时传输多路多媒体信息提供足够的带宽容 量。5类双绞线带宽可达100MHz，6类双绞线带宽可达200MHz，特殊用户可采用光纤到桌面（Fiber To The Desk，FTTD）方案。
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虚拟局域网的划分方法有以下几类。 （1）基于交换机端口划分。 这种划分是将交换机的端口划分成不同的VLAN,各VLAN子网相对独立，而且可以把多个交换机上的几个端口 划分成一个逻辑子网。这种方法是最常用、最简单的划分方法。 （2）基于MAC地址划分。 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。此种划分方法即是将不同的MAC地址进行划分，把符合要求的一个或多个MAC地址划分在一个逻辑子 网中。 （3）基于网络层地址划分。 这种划分方法是根据每个主机的网络层地址进行划分，即将符合要求的网络层地址划分在一个逻辑子网中。 (4)基于IP广播组的划分。 即一个IP广播组就是一个VLAN，这种划分的方法将VLAN扩大到了广域网。
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1.局域网标准 IEEE 于1980年成立了局域网委员会，专门从事局域网 标准化工作，并制定了 IEEE 802标准。目前在使用的标准主 要有802.1、802.3、802.11以及802.16等。IEEE 802标准 包含局域网参考模型以及该标准与OSI参考模型（OSI/RM） 的关系（见图5-1），其局域网参考模型只对应OSI参考模型 的物理层和数据链路层，并将数据链路层分为介质访问控制 （Media Access Control,MAC）子层和逻辑链路控制 (Logical Link Control ,LLC)子层。IEEE 802.3标准的制定标 志着局域网发展开始进入标准化进程，局域网的标准化又极 大地促进了局域网的综合布线基本概念
(2)灵活性。 传统综合布线采用固定、封闭式体系结构，因而增加或迁移设备极为困难。综合布线则采用模块化设计，使 用标准连接部件和传输线缆，因此所有通道都是通用的。每条通道都支持以太网工作站、令牌网工作站及各类终 端。所有的设备不需要改变布线结构，只要通过在配线架上进行必要的跳线管理以及增减相应的应用设备便可实 现设备开通。而且，综合布线组网方式的灵活性很强，甚至在一个物理空间上就能实现以太网工作站、令牌网工 作站及多种用户终端共存，便于用户组织信息流。 (3)经济性。 综合布线对各种网络线缆统一规划、统一安装施工，减少了不必要的重复布线、重复施工，节约了线材，使 整个系统构成一个有机的整体，便于集中管理维护，并减少日后的维护费用。
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5.1.1局域网组网基础知识
5.1基础环节
5.1.1局域网组网基础知识
2.交换式局域网 虽然快速局域网技术能够提供较高的带宽，但其共享传输介质和共享带宽的特点，使网络效率随着网络规模 的扩大而降低。于是从1993年开始,在开发快速以太网的同时，研究人员开始研究交换式网络技术，并先后推出 了交换以太网、交换令牌环和交换FDDI技术。交换式以太网中交换机的每个端口处于独立的冲突域中，端口下连 接的终端主机独占端口的带宽，其转发技术有快捷交换方式和存储转发交换方式两种。交换式网络技术使局域网 的发展进入了一个崭新的阶段，给局域网带来了新的生命。
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5.1基础环节
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3.虚拟局域网技术 虽然普通的二层交换机能隔离冲突域，提高每一个端口的性能，但它并不能隔离广播域（所谓的广播域是指 一组设备的集合，在这个集合内任一设备发出的广播帧都能被这个集合内所有设备接收），因此，如果只用交换 机来构造一个大型计算机网络，将会形成一个巨大的广播域，导致网络的性能降低以至于无法工作，使网络的管 理者束手无策，这样的网络是不可想象的。一般来说，广播域越小越好，一般不应超过200个站点。那么， 如何 在一个交换网络中划分广播域呢？研究人员提出了虚拟局域网的概念，即通过对网络进行划分，使各网段中用户 分属于不同的部分，每一个部分形成一个虚拟的局域网络，并共享一个单独的广播域，这样就可以把一个大型交 换网络划分为许多个独立的广播域，即VLAN(Virtual LAN)。IEEE 1999年公布了关于虚拟局域网的802.1Q标准。
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1.综合布线系统的组成 综合布线系统被划分为6个子系统，如图5-3所示。
5.1.2综合布线基本概念
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5.1.2综合布线基本概念
(1)工作区子系统。 一个独立的需要设置终端设备的区域宜划分为一个工作区，工作区子系统应由配线子系统的信息插座模块、 延伸到终端设备处的连接缆线及适配器组成。一个工作区面积一般按不超过10m2计算，并根据用户需求设置电 话机和计算机终端设备数目。 (2)水平（配线）子系统。 水平（配线）子系统应由工作区用的信息插座、信息插座模块至电信间配线设备的配线电缆和光缆、电信间 的配线设备及设备缆线和跳线等组成。 (3)垂直（干线）子系统。 垂直（干线）子系统应由设备间的配线设备和跳线以及设备间至各楼层配线间的连接电缆组成。它是综合布 线系统的神经中枢，其主要功能是将主配线架系统与各楼层配线架系统连接起来。
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2.综合布线的优点 相比于传统的布线系统，综合布线的优点如下。 (1)兼容性。 兼容性是综合布线的首要特点，是指它可以适用于多种应用系统，且自身是完全独立的，与应用系统相对无 关。 与传统布线相比，综合布线对语音、数据以及监控系统的信号线统一规划设计，把这些不同的信号通过相同 的传输媒体、交连设备、设配器综合到一套标准的布线中，这样不仅使布线大为简化，而且可节约大量费用、时 间、空间。 用户不需提前定义信息插座的具体用途，使用时只要把某种终端设备插入信息插座，然后在管理间和设备间 的交连设备上做相应的接线操作，便可将这个终端设备接入各自的系统中。
第5章 局域网技术基础及 应用
全国计算机等级考试教程 三级网络技术
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5.1基础环节
5.2实训环节
5.1.1局域网组网基础知识 5.1.2综合布线基本概念
5.2.1实训环节1：局域网互联设备 5.2.2实训环节2：以太网组网 5.2.3实训环节3：综合布线系统网络结构设计 5.2.4实训环节4：综合布线系统子系统设计
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5.1.2综合布线基本概念
3.综合布线的设计等级 对于建筑物的综合布线系统，一般定为以下3种不同的布线系统等级。 （1）基本型综合布线系统。 基本型综合布线系统方案是一个经济有效的布线方案。它支持语音或综合型语音/数据产品，并能够全面过 渡到数据的异步传输或综合型布线系统。 它的基本配置：每一个工作区有一个信息插座；每个工作区的配线电缆 为一条4对双绞线电缆；采用夹接式交接硬件；每个工作区的干线电缆至少有1对双绞线。它的特性：能够支持所 有语音和数据传输应用；便于维护人员维护、管理；能够支持众多厂家的产品设备和特殊信息的传输。
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(4)建筑群子系统。 建筑群子系统应由连接多个建筑物之间的主干电缆和光缆、建筑群配线设备及设备缆线和跳线组成。 (5)设备间子系统。 设备间是在每幢建筑物的适当地点进行网络管理和信息交换的场所。设备间子系统主要包括建筑物进线设备、 电话交换机、 计算机主机等设备以及安保配线设备等。 (6)管理区子系统。 管理区子系统包括交接间的配线设备、输入输出设备等组成部分。它设置在每层配线设备的房间中，也可应 用于设备间子系统。
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5.1.1局域网组网基础知识
虚拟局域网（VLAN）建立在交换技术的基本上。如果将局域网中的节点按工作性质与需要划分为若干个 “逻辑工作组”，则一个逻辑工作组就是一个虚拟局域网。VLAN的实现原理非常简单，通过交换机的控制，与 某一VLAN内的成员发出的数据包经过交换机时，该交换机只发给同一VLAN的其他成员，而不会发给该VLAN成 员以外的计算机。简言之，一个VLAN就是一个广播域。VLAN的优点主要有：①广播域被限制在一个VLAN内， 节省了带宽，提高了网络处理能力；②VLAN间不能直接通信，即一个VLAN内的用户不能和其他VLAN内的用户 直接通信，而需要通过路由器或三层交换机等设备，增强了局域网的安全性；③用VLAN可以将不同的用户划分 到不同的工作组中，而且同一工作组的用户也不必局限于某一固定的物理范围内，从而使网络构建和维护更方便 灵活。如图5-2所示，通过虚拟局域网技术，将一个公司内部属于不同物理位置，但属于同一部门的网络终端划 分到同一个VLAN中，这样即实现了同一部门跨物理位置的网络共享，又可以实现不同部门间网络的隔离。
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5.1.2综合布线基本概念