局域网的构建与管理(站长每周一课)

局域网的构建与管理（站长每周一课）

作者：袁新初来源：北线边关更新时间：2011-12-2

今天由我和大家共同学习一下局域网的构建与管理，主要讲三个方面的内容：

一、局域网基础

（一）局域网定义

局域网LAN（Local Area Network）是将较小地理区域内的各种通信设备互连在一起的通信网络。

（二）局域网的特点

1．局域网是一个通信网络，从OSI层次观点看，它包含着下三层的功能，由连接到局域网的数据通信设备和高层协议、网络软件组成。

2．局域网覆盖的范围比较小，其服务区域可以是一间小型办公室、大楼的一层或整个大楼；数据传输距离短，传输时间有限。

3．传输介质：局域网可以采用多种传输介质，包括双绞线、同轴电缆、光纤和无线介质等。

4．传输速率：传统的局域网传输速度为：10Mbps～100 Mbps，高速局域网可达到10000Mbps；传输延迟和误码率低。

（三）网络拓扑结构

1．总线型拓扑结构

总线拓扑（bus topology）的网络通常由单根电缆组成，该电缆连接网络中所有节点，其中没有插入其他的连接设备。

优点：布线容易、易于扩充。

缺点:扩展性不佳、故障检测不容易、容错能力较差

2．环型拓扑结构

在一个环型拓扑（ring topology）的网络中，每个节点与最近的节点相连接以使整个网络形成一个封闭的圆环。

优点：容易协调使用计算机、易于检测网络是否正确运行。

缺点：单个发生故障的工作站可能使整个网络瘫痪。单纯的环型拓扑结构非常不灵活、不易于扩展。

3．星型拓扑结构

在一个星型拓扑结构（star topology）中，网络中的每个节点通过一个中心节点连接在一起。

星型拓扑结构需要的电缆和配臵比环型和总线网络多，发生故障的单个电缆或工作站不会使星型网络瘫痪。但是一个集线器出现故障将导致一个局域网段的瘫痪。

由于采用了中央节点，星型拓扑结构很容易移动、隔绝或与其他网络的连接。因而具有良好的扩展性。

4．其他拓扑结构

树型拓扑是从总线拓扑演变过来的，形状像一颗倒臵的树，顶端有一个带分支的根，每个分支还可延伸出子分支。

星型环拓扑结构将星型的物理布局与令牌环传递的数据传输方法联合使用。

星型总线则混合了星型和总线构造。

（四）局域网相关标准

1．局域网参考模型

●IEEE802标准所描述的局域网参考模型对应于OSI 参考模型的数据链路层和物理层，它将数据链路层划分为两个子层：逻辑链路控制子层（LLC）和介质控制子层（MAC）

●MAC子层是数据链路层的一个功能子层，主要制定管理和分配信道的协议规范

●LLC也是数据链路层的一个功能子层，它在MAC子层的支持下向网络层提供服务

2．相关标准

IEEE802是主要的局域网标准，该标准所描述的局域网通过共享的传输介质通信。IEEE802标准包括局域网参考模型与各层协议。

IEEE802.3定义了带冲突检测的载波侦听多路访问CSMA /CD方式。借助于这种方式，两个或多个站能共享一个公共

的总线传输介质。CSMA/CD的工作机制可概括为：先听后讲；边讲边听；冲突停止；延迟重发。

（五）两种重要的局域网

1．高速局域网

以太网和令牌环网等属于传统的局域网，它们传输速率较低，有别于高速局域网。常见的高速局域网有FDDI网、快速以太网、千兆以太网、交换式局域网、ATM网、无线局域网等。

FDDI是一种以100Mbps速率传输数据的令牌环技术。

快速以太网的数据速率可以达到100Mbps。

千兆以太网在局域网组网技术上与ATM形成竞争格局，它的数据传输速率为1000Mbps。

2．虚拟局域网

随着交换式局域网技术的飞速发展，交换技术将共享介质改为独占介质，大大提高了网络速度。交换局域网结构逐渐取代了传统的共享介质局域网。VLAN（Virtual LAN，虚拟局域网）并不是一种新型局域网，它只是给用户提供的一种服务，其技术基础是交换局域网。是一种将局域网设备从逻辑上划分成一个个网段，从而实现虚拟工作组的新兴数据交换技术。

虚拟局域网的一组节点可以位于不同的物理段上，但是

它们并不受节点所在物理位臵的束缚，相互之间通信就好像在一个局域网中一样。虚拟局域网可以跟踪节点位臵的变化，当节点的物理位臵改变时，无需人工进行重新配臵。因此，虚拟局域网的组网方法十分灵活。VLAN优点：安全性、灵活性、网络分段。

划分VLAN的具体方法主要有以下几种：

◆按交换机端口进行划分。

◆按MAC地址划分。

◆按第三层协议划分。

◆IP组播VLAN。

◆基于策略的VLAN。

二、局域网构建

（一）网络传输介质

目前，计算机通信分为有线通信和无线通信2种。有线通信是利用电缆或光缆或电话线来充当传输导体的，无线通信是利用卫星、微波、红外线来充当传输导体。

网络通信线路的选择必须考虑网络的性能、价格、使用规则、安装难易性、可扩展性及其他一些因素。

（1）双绞线

双绞线TP（Twisted Pair）是目前使用最广，价钱相对便宜的一种传输介质。它是由两条相对绝缘的铜导线组成。

把两根绝缘的铜导线按一定密度互相绞在一起，可降低信号干扰的程度，每一根导线在传输中辐射出来的电波会被另一根线上发出的电波抵消。由若干对双绞线构成的电缆被称为双绞线电缆。双绞线既可以传输模拟信号，又能传输数字信号。因为它灵活易于安装，双绞线电缆能轻易地应用于多种不同的拓扑结构中，但更经常地是应用于星形拓扑结构中。

与其他传输介质相比，双绞线在传输距离、信道宽度和数据传输速度等方面均受一定限制，双绞线电缆的最大缺点是对电磁干扰比较敏感。另外双绞线电缆还有一个缺点，那就是由于其灵活性，它比同轴电缆更易遭受物理损害。

所有的双绞线电缆可以分为两类：屏蔽双绞线（STP，S hielded Twisted Pair）和非屏蔽双绞线（UTP， Unshield ed Twisted Paired）。双绞线传输信息时要向周围幅射，很容易被窃听，所以要花费额外的代价加以屏蔽，以减小幅射（但不能完全消除）。这就是屏蔽双绞线电缆。屏蔽双绞线电缆中的缠绕电线对被一种金属箔制成的屏蔽层所包围，而且每个线对中的电线也是相互绝缘的。屏蔽双绞线相对来说贵一些，安装要比非屏蔽双绞线电缆难一些，类似于同轴电缆，它必须配有支持屏蔽功能的特殊连结器和相应的安装技术。但它有较高的传输速率，100m内可达到155Mbps。

非屏蔽双绞线电缆包括一对或多对由塑料封套包裹的