局域网的规划与设计毕业论文(编辑修改稿)

局域网的规划与设计毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

12 第 2 章 局域网中的设备 计算机与计算机或工作站与服务器之间连接时要用到传输介质和连接设备。 如果把网络中传输的数据比作计算机网络的“血液”，那么传输介质和连接设备就组成了网络中的“血管”，它们遍布整个计算机网络。 在组建计算机网络的实施阶段，首先遇到的是传输介质和连接设备的选择、性能评价、安装和调试问题。 传输 介质包括双绞线、同轴电缆和光纤等，连接设备包括网卡、集线器、小型局域网交换机、路由器以及防火墙等。 双绞线 双绞线是局域网中使用最为普通的传输介质，尤其在星型网络拓扑结构中更是必不可少的传输介质，其性能及质量的好坏直接影响局域网的功能。 双绞线的分类 双绞线按电气性能划分的话，通常分为：三类、四类、五类、超五类、六类、七类双绞线等类型，数字越大，版本越新、技术越先进、带宽也越宽，当然价格也越贵了。 三类、四类线目前在市场上几乎没有了，如果有，也不是以三类或四类线出现，而是假以五类，甚至超五类 线出售，这是目前假五类线最多的一种。 目前在一般局域网中常见的是五类、超五类或者六类非屏蔽双绞线，屏蔽的五类双绞线外面包有一层屏蔽用的金属膜，它的抗干扰性能好些，但应用的条件比较苛刻，不是用了屏蔽的双绞线，在抗干扰方面就一定强于非屏蔽双绞线。 屏蔽双绞线的屏蔽作用只在整个电缆均有屏蔽装置，并且两端正确接地的情况下才起作用。 所以，要求整个系统全部是屏蔽器件，包括电缆、插座、水晶头和配线架等，同时建筑物需要有良好的地线系统。 事实上，在实际施工时，很难全部完美接地，从而使屏蔽层本身成为最大的干扰源，导致性能甚至远不如 非屏蔽双绞线 UTP。 13 双绞线的应用 双绞线作为一种价格低廉、性能优良的传输介质，在综合布线系统中被广泛应用于水平布线。 双绞线价格低廉、连接可靠、维护简单，可提供高达1000Mbps 的传输带宽，不仅可用于数据传输，而且还可以用于语音和多媒体传输。 目前的超五类和六类非屏蔽双绞线可以轻松提供 155Mbps 的通信带宽，并拥有升级至千兆的带宽潜力，因此，成为当今水平布线的首选线缆。 同轴电缆 同 轴电缆在 20 世纪 80 年代初的局域网中使用最为广泛。 因为那时集线器的价格很高，在一般中小型网络中几乎看不到，所以同轴电缆作为一种廉价的解决方案而得到了广泛的应用。 然而在进入 21 世纪的今天，随着以双绞线和光纤为基础的标准化布线市场。 不过，目前对数据通信速率要求不高、连接设备不多的一些家庭和小型办公室用户还在使用同轴电缆。 尽管同轴电缆有多种不同的规格，但其基本结构是相同的。 都具有四层的同心环状结构从内到外分别是：同轴电缆结构示意图 ：在同轴电缆的中心是一条铜制导线。 这是数据实际的传输通路。 这条铜线不一定是 实心的，也有可能是许多小的铜线缠绕成的一条较粗的铜线。 ：绝缘层的作用是用来隔绝中心铜导线和外面一层屏蔽用的金属层，同时也用来屏蔽内层的铜导线。 ：第三层和第二层绝缘层形成了所谓的双屏蔽，这一层的金属屏蔽用来隔绝外部的干扰现象，因为它可以吸收游离的电子信号，以避免它们干扰在铜芯中传输的信号。 ：最外面一层是由聚氯乙烯（ PVC）、橡胶或特氟纶（ Teflon）所制成的外皮，这是最外面的绝缘层，其功能除了绝缘之外，还可以保护线材。 电缆外皮材料的选择是很重要的，因为网络电缆如果要布在高压地 带或者通风不好的地方，在这种环境中就不能选用聚氯乙烯外皮的电缆，因为 PVC 在燃烧时将释放有毒气体。 在这种环境下使用高压电缆比较安全，因为高压电缆的外皮为在燃烧时不释放有毒气体的特氟 14 纶材料。 同轴电缆的分类 同轴电缆是由一根空心的外圆柱导体和一根位于中心轴线的内导线组成(如图 所示 )。 所示内导线和圆柱导体及外界之间用绝缘材料隔开。 根据传输频带的不同，同轴电缆可分为基带同轴电缆和宽带同轴电缆两种类型。 按直径的不同，同轴电缆可分为粗缆和细缆两种。 粗同轴电缆又称为粗线或粗电缆网，与细同轴电缆相比，粗 同轴电缆中导体的直径相对较大，这是两种电缆在外观上的最明显的区别，常见的粗同轴电缆的型号是 RG11（ RG即 RadioGrade 的缩写）。 粗同轴电缆与计算机的连接方式比较复杂，计算机要通过介电缆质存取单元（ MediaAccessUnit， MAU）收发机才能接入电缆总线。 计算机和 MAU 收发机之间要通过 AUI 电缆相连 AUI 电缆的长度不得超过。 粗同轴电缆可以用在基带或宽带传输中，但在数据网络中，通常用于基带传输。 细同轴电缆与有线电视使用的电缆很相似，然而又有所不同，网络电缆的电子特性非常精确且必须符合 IEEE 标准。 与粗同轴电缆一样，以太网规范上要求细同轴电缆的阻抗为 50。 最常见的细同轴电缆是RG58 电缆。 一般网络管理员称细同轴电缆的标准为 10Base2（粗同轴电缆的标准常简写为 10Base5），因为其最大的理论上的网络速度为 10Mbps，使用基带类型的数据传输 ,布线可达 185m（在 1990 年之前为 200m）。 但是，由于转发器等网络设备的实施，可以为长距离图 33BNCT 型形头和终结器的传输将信号放大并重新调整其时间，所以这粗细电缆间的差别越来越模糊了。 光纤 光纤的定义及原理 光 导 纤 维 简 称 为 光纤。 对于计算机网络而 言 ， 光纤 具 有无可比 拟 的 优 势。 15 光纤 由 纤芯 、 包层 及 护 套 组 成。 纤芯 由 玻璃 或 塑 料 组 成， 包层 则是 玻璃 的，使 光 信 号 可以 反射 回 去 ， 沿 着 光纤 传 输；护 套 则 由 塑 料 组 成，用于 防止 外 界的 伤害 和 干扰，如图。 光波由发光二极管或激光二极管产生，接收端使用光电二极管将光信号转为数据信号。 光导纤维传输损耗小、频带宽、信号畸变小，传输距离几乎不受限制，且具有极强的抗电磁干扰能力，因此，被认为是今后网络传输介质的发展方向。 光纤的分类 光纤的分类方法较多，目前在计算机网络中常根据传输点模数的不同 来分类。 根据传输点模数的不同，光纤分为单模光纤和多模光纤两种。 单模光纤采用激光二级管 LD 作为光源，而多模光纤采用发光二极管 LED 作为光源。 多模光纤的芯线粗，其传输速率低、距离短，整体的传输性能差，但成本较低，一般用在建筑物内或地理位置相邻的环境中。 单模光纤的纤芯相对较细，其传输频带宽、容量大、传输距离长，需要激光源，成本较高，通常在建筑物之间或地域分散的环境中使用。 单模光纤是当前计算机网络中研究和应用的重点。 光纤在计算机网络中的应用 因光纤具有数据传输率高 (可达几千 Mbit/s)和传输距离远等特 点，所以它在远距离的网络布线中得到广泛应用。 目前光缆主要用于集线器到集线器的连接。 但随着 1Gbit/s 局域网应用的普及和光纤产品及设备价格的不断趋于大众化，光纤将很快被人们普遍接受。 尤其随着多媒体网络的不断成熟，光纤到桌面也将成为网络发展的一个趋势。 网卡 网卡 (Network Interface Card， NIC)也叫网络适配器，是连接计算机 16 与网络的硬件设备， 是计算机局域网中最重要的连接设备，计算机主要是通过网卡接入网络的， 网卡插在计算机或服务器扩展槽中，通过网络线 (如双绞线、同轴电缆或光纤 )与网络 交换数据、共享资源。 网卡的作用 网卡的作用是双重的：一方面它负责接收网络传上来的数据包，解包后将数据通过主板上的总线传输给本地计算机；另一方面它将本地计算机上的数据打包后送入网络。 网卡的类型及其特点 由于目前的网络有不同的类型，如以太网、令牌环网、 FDDI 网、 ATM网、无线网络等，不同的网络必须采用与之相适应的网卡。 然而，事实上绝大多数局域网都是以太网，因此，用户所接触到的网卡基本上都是以太网网卡。 网卡的常用分类有四种： ：可以将网卡分为 ISA 总线网卡、 PCI 总线网 卡、 USB网卡及 PCMCIA 网卡； ： 可分为 RJ45 端口 (双绞线 )网卡 、 AUI 端口 (粗缆 )网卡 、 BNC 端口 (细缆 )网卡和光纤网卡 ； ： 10Mbit/s 网卡 、 10/100Mbit/s 自适应网卡 、100Mbit/s 网卡和 1000Mbit/s 网卡 ； ： 服务器专用网卡、 PC 网卡、笔记本 电脑专用网卡和无线局 域网网卡。 下图 所示： 17 图 光纤 图 网卡 集线器 由于集线器在网络中的重要作用，选购合适的集线器，对网络的正常运行是至关重要的。 下面就详细分析一下选购集线器的过程中需要考虑的一些因素： (1)选择合适的带宽 根据带宽的不同，目前市面上用于小型局域网的集线器主要有 10M、 100M、 10/100M 自适应三种。 (2)拓展性一个独立式的集线器最多只能提供 24 个端口，如果网络中的节点数目超过了这个数值，就要考虑使用多个集线器通过级联（ Uplink）端口接在一起或者使用堆叠式集线器。 可堆叠式集线器可以方便 的实现对网络的扩充，是新建网络时的一个理想的选择。 (3)是否支持网管功能根据对集线器管理方式的不同可以将其分为智能集线器和非智能集线器两种。 智能集线器改进了普通集线器的缺点，增加了网络的交换功能，具有网络管理和自动检测网络端口速度的能力（类似于交换机）。 而非智能集线器只能起到简单的信号放大和再生的作用，无法对网络性能进行优化。 现在流行的 100M 和 10/100M 自适应的集线器大都为智能型集线器。 (4)接口类型选择集线器时，还应注意信号输入口的接口类型，与双绞线连接时需要具有 RJ45 接口；如果与细缆相连则需要具有 BNC 接口；与粗缆相连需要具有 AUI 接口；当局域网长距离高速连接时，还需要具有与光纤连接的光纤接口。 18 交换机 交换机也称为交换式 集线器，外观如图 所示，它通过对信息进行重新生成，并经过内部处理后转发至指定端口，具备自动寻址能力和交换作用，由于交换机根据所传递信息包的目的地址，将每一信息包独立地从源端口送至目的端口，避免了和其他端口发生碰撞，因此提高了网络的实际吞吐量。 当有信号进入时，交换机将读出发送信息计算机的物理地址（即网卡的MAC）和接受信息计算机的物理地址，并记住发送信息的计算机网卡号在哪个端口，然后搜寻纪录表，看其中是否有要送达的网卡号。 如果有，交换机将只把信息送往相应的端口，如果没有，交换机才会以广播的形式发给其他所有 的端口。 这样可以大大的减少信号在网络发生碰撞的几率。 交换机的交换方式 交换机的交换方式有 3 种，即直通式、存储转发和碎片隔离。 (Cut Through) 直通式的以太网交换机可以理解为在各端口间是纵横交叉的线路矩阵电话交换机。 (Store amp。 Forward) 存储转发方式是计算机网络领域应用最为广泛的方式。 (Fragment Free) 碎片隔离是介于直通方式和存储转发方式之间的一种解决方案。 路由器 路由器 (Router)是一种连接多个不同网络或多 段网络的网络设备，如图 所示，它是互联网络的枢纽。 19 图 交换机 图 路由器 路由器的基本功能是把数据 (IP)传送到正确的网络。 具体包括： 1. IP 数据包的转发，包括数据包的寻径和传送。 2. 维护路由表并与其他路由器交换路由信息，这是 IP 包转发的基础。 3. 子网隔离，抑制广播风暴。 4. 实现对 IP 数据包的过滤和记忆。 5. IP 数据包的差错处理及简单的拥塞控制等功能。 第 3 章 办公局域网组建方案设计 办公局域网概述 随着计算机技术以及网络的发展，办公无纸化、网络化已经成为一种趋势。 组建计算机办公网络是现代企业提高办公效率的需要，但复杂的网络往往会成为企业的一个负担，不仅增加开支，而且会给日后的网络维护带来无尽的麻烦。 这就需要组建一个经济、实用、多功能、且易升级的办公室局域 20 网。 办公室的主要优点集中在： ● 提供方便的软硬件资源共享，尤其 是在硬件资源方面更显突出。 打印机和扫描仪等办公自动化设备得到充分的利用。 ● 便于工作。 办公室进行某个项目通常需要大家的合作，如果没有局域网，办公效率就会大大降低。 ● 便于管理，办公网络化便于单位内部管理和单位内部的协调工作，比如，用 windows 2020 作服务器进行分级管理，开网络会议等，都大大地提高了工作效率。 中小型办公局域网硬件的选择 网卡的选择 目前用于办公的计算机配置一般都在 Pentium II 以上， 58 486 等低配置计算机已很少见到。 所以在选择办公网络中的网卡时应突出以下两点。 ● 如果被连接的计算机数目较少，一般只是处理一些简单的文件和材料时，可选用 10Mbit/s 网卡。 如果网络在建成后需要一些大型数据库系统的支持，这时即使被连接的计算机数量较少，也要配备 100Mbit/s 的网卡。 ● PCI 网卡应当是首选。 PCI 总线。