计算机网络教程-以太网

随着计算机网络、办公自动化技术的迅速发展，以及 各种办公大楼的大规模兴建，智能大楼技术在我国 有着广阔的发展前景。
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结构化布线系统的应用环境
结构化布线系统主要应用在以下三种环境中：建筑物 综合布线系统、智能大楼布线系统、工业布线系统。
. 建筑物综合布线系统
建筑物综合布线系统一般具有很好的开放式结构。它 采用模块化结构，具有良好的可扩展性及很高的灵 活性。传输介质主要采用非屏蔽双绞线与光纤混合 结构，可以连接建筑物及建筑物群中的各种设备与 网络系统，包括语音、数据通信设备、交换设备、 传真设备和局域网系统。
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• 结构化布线系统的兴起促使智能大楼概念的出现。 美国与组织共同提出了一套规范化的智能大楼布线 系统标准。它将所有的语音信号、数字信号、视频 信号以及监控系统的配线，经过统一规划设计，综 合在一套标准系统内。这套标准系统不仅能为用户 提供电信服务，而且能为用户提供通信网络服务、 安全报警服务、监控管理服务。这个系统具有很大 的灵活性，在各种设备位置及局域网结构发生变化 时，不需要进行重新布线，只要在配线间做适当的 布线调整即可实现。这样的系统可以满足不同用户 的需要，能够适应用户需求变化的要求。
替 —集线器。
• • 千兆以太网组网方法 • . 基本的硬件设备 • 千兆以太网的组网方法与普通以太网组网方法有一
定的区别。组建千兆以太网，需要使用以下基本硬 件设备：
• 以太网交换机；
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• 以太网卡； • 以太网交换机或 集线器； • 以太网卡、 以太网卡或 以太网卡； • 双绞线或光缆。 • —标准使用类非屏蔽双绞线，双绞线长度可以达
. 快速以太网组网方法
—集线器的功能以及网络连接方法，与普通的 —集 线器基本相同。因此，以共享式 —集线器为中心的 快速以太网结构，与传统的以太网结构基本上是相 同的。
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• 但是，在组建 —的快速以太网时，需要注意以下两 个问题：
• 快速以太网一般是作为局域网的主干部分。 • 很多公司开发出快速以太网交换机，可以用它代
图
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• 建筑物综合布线系统的主要特点是：
• () 由于建筑物综合布线系统支持各种系统与设备的 集成，能与现有的语音、数据系统一起工作，因此 可以减少用户在硬件、软件以及培训方面的投资。
• () 有助于将分散的布线系统合并到一组统一的、标 准的布线系统中。
• () 建筑物综合布线系统的结构化设计，使用户很容 易排除故障，增强了系统的安全性，便于管理。同 时，使用网络管理软件，网络管理员能够准确地跟 踪布线系统中设备的迁移与变化，并能对某些故障 进行监测和显示。
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安全保密设备、报警器、供热及空调设备、工作站， 甚至可以连接生产设备。这样的一种集成环境能为 用户提供全面的信息服务功能，同时能随时对大楼 所发生的任何事情自动采取相应的处理措施。
智能大楼的布线系统和大楼的供电系统一样，是一项 大楼建设的基础工程。大楼的布线系统是建筑物结 构的组成部分，应在土建施工过程中同步完成。它 一旦完成，基本上就固定下来不再改动，所以在建 筑设计开始时要全面考虑。在结构规划、内部连接 方式、通信带宽与设备种类等方面，必须进行全面 规划、合理设计，以满足用户的最终要求为原则， 并留有一定的余地，以适应技术的发展与业务量的 扩大。
图
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• 在设计千兆以太网时，我们需要注意以下几个问题：
• () 一般在网络主干部分需要使用性能很好的千兆以 太网主干交换机，例如可以选择公司的 系列或公司 的Ⅱ 千兆以太网交换机，以解决应用中的主干网络 带宽的瓶颈问题。
• () 在网络支干部分考虑使用性能较低一些的千兆以 太网支干交换机，例如可以选择公司的 系列或公司 的Ⅱ 千兆以太网交换机，以满足实际应用对网络带 宽的需要。
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家都开始对智能大楼的概念与实现方法进行了研究， 并着手制定各自的智能大楼的标准。
智能大楼的定义有很多种。美国的一个智能大楼研究 机构认为：智能大楼是通过对建筑物的结构、系统、 服务与管理四个基本要素之间采用最优组合，为用 户提供一个投资合理、高效、安全与便利的工作环 境。另一种定义则认为：智能大楼是在大楼建设中 建立一个独立的局域网，在楼外与楼内的交汇处安 装配线架，利用楼内垂直电缆竖井作为布线系统的 主轴管道；在每个楼层建立分线点，通过分线点在 每个楼层的平面方向布置分支管道，并通过这些分 支管道将传输介质连接到用户所在的位置。最终用 户的位置上可以连接计算机、电话机、电传机、
到 ； —标准使用单模光纤，光纤长度可以达到 ； 而 —标准使用多模光纤，光纤长度可以达到～ 。 • . 千兆以太网组网方法 • 在千兆以太网组网方法中，如何合理地分配网络带
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宽是很重要的，需要根据具体网络的规模与布局， 来选择合适的两级或三级网络结构。图给出了典型 的千兆以太网组网方法示意图。
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. 智能大楼概念的提出
随着建筑物结构化布线系统的应用，近几年来出现了 一个新的概念，这就是智能大楼。智能大楼的概念 是随着计算机与现代通信技术的迅速发展，以及人 们对信息共享的强烈需求而产生的。它是将计算机 通信、信息服务和大楼安全监控集成在一个系统中。 最早的智能大楼可以追溯到年。当时，美国的哈特 福特市对一座旧式大楼进行了改造，他们在这幢大 楼内安装了局域网，同时对大楼的空调、电梯、照 明、防火、防盗等设施采用计算机进行监控。在设 计大楼传输线路时，他们将局域网布线系统与大楼 安全监控的信息传输线路集成在一起。这项工程引 起了人们的高度重视，从此世界上许多国
快速以太网组网方法
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.基本的硬件设备
快速以太网组网方法与普通的以太网组网方法 基本相同。要组建快速以太网，需要使用以 下基本硬件设备：
集线器或以太网交换机；
集线器；
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准的网卡。目前，使用最多的是支持 —标准的网卡， 它多用于主干网中。 —与 —网卡只支持—标准。
—标准使用类屏蔽双绞线或类非屏蔽双绞线，双绞 线最大长度为 ； —标准使用类非屏蔽双绞线，双 绞线最大长度也为 ； —标准使用多模光纤，光纤 最大长度为 。
• () 楼宇自动化系统（）
• 楼宇自动化系统采用传感器、监控设备、计算机， 对大楼的电力、空调、电梯、供水与排水、防火及 防盗等设施，实行全自动的综合监控与管理。它包 括楼宇自动化管理、出入管理、身份卡识别系统、 防盗保安系统、防火系统以及各种设备监控系统。 对现代化大楼来说，这些系统都是必备的。楼宇自
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动化系统一般采用分散控制、集中管理的方法。其 中的关键技术是传感器与接口控制。大型商场、图 书馆内的烟雾感应报警装置，就是一种常见的楼宇 自动化系统。
() 计算机网络（）
要实现楼宇自动化系统、办公自动化系统与通信自动 化系统的功能，除了结构化布线系统以外，计算机 网络系统也是一个重要的基础设施。计算机网络系 统处于智能大楼的核心地位。一般来说，一座大楼 内应该有一个高速的主干通信网。这个高速主干网 用来连接大楼内多个计算机主机与每个楼层的局域 网。每个楼层可以设置一个局域网，也可以设置多 个局域网。大楼内部网络与外界的通信网可以通
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用的方法借鉴到计算机网络布线中，并使之适应计 算机网络与控制信息传输的要求。
. 结构化布线的概念
结构化布线系统是指在一座办公大楼或楼群中安装的 传输线路。这种传输线路能连接所有的语音、数字 设备，并将它们与电话交换系统连接起来。结构化 布线系统包括布置在楼群中的所有电缆线及各种配 件，如转接设备、各类用户端设备接口以及与外部 网络的接口，但它并不包括各种交换设备。从用户 的角度来看，结构化布线系统是使用一套标准的组 网器件，按照标准的连接方法来实现的网络布线系 统。结构化布线系统所使用的组网器件包括以下几 种类型： 各类传输介质、各类介质的端接设备、
建筑物综合布线系统的主要应用范围是：
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• 商务环境如商业银行、股票市Hale Waihona Puke Baidu、饭店、零售商店。 • 办公室环境如公司、律师事务所、小型商务中心。 • 建筑群环境如大学校园、公司建筑物群、政府机构。
• 交通运输环境如航空港、火车站、交通运输中心、 出租车调度中心。
• 卫生及保健环境如医院、急救中心等。
• . 智能大楼的组成部分
• 一个完善的智能大楼系统除了结构化布线系统外，
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还应包括以下几种系统。
() 办公自动化系统（） 办公自动化系统是智能大楼的基本功能之一。它是由
高性能的传真机、各种终端、微型机、文字处理机、 大中型计算机以及声像装置等现代办公设备与相应 软件组成。办公自动化系统能够为用户提供各种高 效的办公手段，包括文字处理、文件管理、电子票 务、电子邮件、电子数据交换及电视会议服务系统。
• () 采用高性能的非屏蔽双绞线与光纤的建筑物综合 布线系统，能够支持高达 ，甚至更高的
• () 在楼层或部门一级，根据实际需要选择 集线器或 以太网交换机，例如可以选择公司的 系列以太网交 换机或公司的 系列集线器。
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() 用户端使用 或 以太网卡，将工作站连接到 集线器 或以太网交换机上。
局域网结构化布线技术
结构化布线的基本概念 . 结构化布线的发展 随着计算机技术的不断发展，局域网技术在办公与工 厂自动化环境中得到了广泛的应用。在完成网络结 构设计后，如何完成网络布线就成了一个重要的问 题。据统计，在局域网所出现的网络故障中，有
• 最初，建筑物综合布线系统一般采用非屏蔽双绞线 来支持低速语音及数据信号。随着局域网技术的发 展，现在一般采用光缆与非屏蔽双绞线混合的连接 方式。在设计建筑物综合布线系统时，应根据建筑 物的结构、对传输速度的要求及结点数量，来选择 适当的传输介质与结构。典型的建筑物综合布线系 统如图所示。
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连接器、适配器、插座、插头、跳线、光电转换与 多路复用器等电器设备、电气保护设备、各类安装 工具。
结构化布线系统与传统的布线系统的最大区别在于： 结构化布线系统的结构与当前所连接的设备的位置 无关。在传统的网络布线系统中，设备安装在哪里， 传输介质就要铺设到哪里。结构化网络布线系统则 是预先按建筑物的结构，将建筑物中所有可能放置 计算机及外部设备的位置都预先布好线，然后再根 据实际所连接的设备情况，通过调整内部跳线装置， 将所有计算机及外部设备连接起来。同一条线路的 接口可以连接不同的设备，例如电话、终端或微型 机，可以是工作站或主机，也可以是打印机等各种 外部设备。
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过高速主干网实现互连。主干网要有很高的通信容 量，所以一般应采用、快速以太网、等。
从以上讨论中可以看出，智能大楼的概念是伴随着人 们对信息共享的迫切需求而产生的。它是一种将建 筑与通信、计算机网络及控制技术相结合的产物， 其基础是结构化布线系统。美国的公司、公司、加 拿大的北方电讯公司、公司、公司都推出了各自的 大楼结构化布线系统。
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以上是由网络传输介质引起的。因此，解决好网络 布线问题将对提高网络系统的可靠性起到重要的作 用。
年代以来，支持非屏蔽双绞线得到了广泛的应用。采 用双绞线作为网络的传输介质的最大优点是连接方 便、可靠、扩展灵活。同时，双绞线不仅能用于计 算机通信，而且能完成电话通信与控制信息传输。 电话通信比计算机通信出现得早，在铺设电话线路 方面早就有了各种各样的方法与标准，人们很自然 地会想到将电话线路的连接方法应用于网络布线中， 这样就产生了专门用于计算机网络的结构化布线系 统。因此，从某种意义上说，结构化布线系统并非 什么新的概念，它是将传统的电话、供电等系统所
() 通信自动化系统（） 通信自动化系统主要包括：
以程控交换机为中心，以电话、传真为主的通信网；
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• 用于将楼内的各种终端、微型机、工作站、大中型 计算机连网的局域网；
• 远程数据通信网。
• 在智能大楼内，先进的通信自动化系统不仅能传输 语音、数据，而且还可以传输图像、动画等多媒体 信息。