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文档简介
1、组网题型:单项选择、5个填空、10个判断题、一个简答题、3个案例分析题、实验考察题、综合测试题注:下面用蓝色字标注的为可能会考的知识点,而用红色字标注的为必考点第1章 :网络系统集成的步骤:网络系统集成的方法:是否选择独立开发,或联合,或委托开发,必须视不同部门的情况而定。1独立进行网络系统集成必须是实施方案的部门在管理信息系统技术、计算机网络技术、数据通信技术等各个方面力量雄厚,有着丰富的网络集成经验,能解决组网过程中出现的管理和技术问题。因此,从网络的规划、设计到网络系统的最终实现,完全由自己解决,但此种方案是一般单位所不具备的。 2联合进行网络系统集成 此方案是由于本单位可能不具备网络集
2、成全面规划人才或单一方面的技术人才。实施大规模的网络建设有一定困难的情况下,为完成任务,只有采用联合的方案进行网络开发,开发时可以选择部分关键性人才,或将部分集成交给有网络开发经验的部门完成,以弥补自身技术的不足,充分发挥各自的技术优势。这种方案的关键在于双方一定要分清任务和责任,否则一旦网络出现问题,双方责任不清,互相推委,影响工作的开展。3网络系统集成商进行网络系统集成 网络系统的建设是一项复杂的、专门的工程,对一般只是使用网络系统的单位往往不具备这种专门的技术力量,即不具备前面介绍的两种方案中任何一种条件;不论在管理工程上和技术开发上都不能应付集成过程中所出现的各种问题。因此,选择网络系
3、统集成商来完成网络建设是当前普遍采取的一种方案。不论采用哪一种方式,在开始进行网络系统集成时,为了确保网络系统集成达到用户目标和系统集成目标,都应从以下几个方面监督和考查:1理论指导 网络系统的集成不同于一般的计算机配置,它有很强的理论性,即采用什么样的网络协议,制定的网络规划和网络设计是否符合当前国内外网络发展趋势,是否具有先进性、实用性、可靠性和安全性等。2技术保证 对技术人员来说必须要熟悉网络技术,熟悉各种网络硬件、软件的性能指标及先进的软件开发技术,能解决网络集成、建设中出现的各种技术问题。3网络系统建设的经验 网络系统集成商必须具有网络建设的实际经验,最好具备建设同类型网络的经验及成
4、功的案例。4工程化的管理 对工程管理者来说必须要制定工程化管理的工作标准,包括计划、设计方案、制定日程表、协调工程进度及管理的整个方案。 5测试验收标准 对网络系统的使用单位必须要制定网络系统的测试和验收标准。网络安全平台:网络安全的主要内容是防信息泄漏和防黑客入侵,主要措施如下:(1)应用层,通过用户身份认证来授予用户对资源的访问权,其手段是在网络中开通证书服务器,或使用微软的证书服务。安全级别最低。(2)网络层,使用防火墙技术来分割内外网,使用包过滤技术跟踪和隔离有不良企图者。安全级别中等。(3)数据链路层,使用信道或数据加密传输技术来传送主要信息,但密钥可能被破译。安全级别较高。(4)物
5、理层,实施内外网物理隔离。安全级别最高,但谁也别想上Internet。常用于军方的网络。第2章 :1. 令牌环(Token Ring)网(原理必须要知道) Token Ring网络是IBM公司于1985年推出的,其主要技术指标是:网络拓扑为环形布局,基带网,数据传送速率为4Mbps16Mbps,采用令牌通行(Token passing)传递方法。 令牌(Token)也叫令牌通行证,它具有特殊的格式和标记,是一个1位或几位二进制数组成的码。 例:如果令牌是一个字节的二进制数“11111111”,该令牌沿环形网依次向后继节点传递,只有获得令牌的节点才有权发送信包。令牌有“忙”和“空”两个状态,“1
6、1111111”为空闲令牌状态。当一个工作站准备发送报文信息时,首先要等待令牌的到来,当检测到一个经过它的令牌为空闲令牌时,即可以发送信包,并将令牌置为“忙”(“00000000")标志附在信息尾部向下一站发送。下一站用按位转发的方式转发经过本站但又不由本站接收的信息。由于环中已没有空闲令牌,因此其他希望发送的工作站必须等待。 接收过程为:每一站随时检测经过本站的信包,当查到信包指定的地址与本站地址相符时,则一边拷贝全部信息,一边继续转发该信息包。环上的帧信息绕网一周,由源发送点收回。按这种方式工作,发送权一直在源站点控制之下,只有发送信包的源站点放弃发送权,把令牌置“空”后,其他站
7、点才有机会得到令牌发送自己的信息。 在轻负载时,令牌方式由于发送信息之前必须等待令牌,加上规定由源站收回信息,大约有50的环路在传送无用信息,所以效率较低。然而在重负载环路中,在一个时间内只有一个站点有“通行证”,不会发生数据碰撞,故它比以太网的CSMA/CD具有更高的效率,也更适用于忙碌的网络。令牌以“循环”方式工作,故效率较高,各站机会均等。2.FDDI(特点) FDDI为Fiber Distributed Data Interface的缩写,即光纤分布式数据接口。1990年由美国国家标准局(ANSI)的X3T9.5委员会正式颁布。FDDI支持长达2km的多模光纤,传输速率高达100Mbp
8、s。它当时推出后被作为很多高速网络的骨干。FDDI的传输距离比Ethernet、ARCnet、Token Ring三种网络都远,每一个FDDI环可连结500个网络节点,工作站间的距离可达2km,整个网络范围可包括100km(若以双环结构来看,整个网络可达200km)。FDDI网络与Token Ring网络只是形似,实际运行上有很大差异。FDDI在传送数据时,是利用两芯线缆同时进行的,故称为“双环”,图2.6(a)。容错原理:FDDI的主环在外,以逆时针方向传送;副环在内,以顺时针方向传送相同的数据。若主环某一点出现故障或断线,则会立即启动备用的副环,自动形成一新的逻辑环路,隔离故障点,使数据传
9、送不受影响,图2.6(b)所示。FDDI主要优点:带宽高、传输量大,信道利用率高达80以上,相当于接近75Mbps-85Mbps数据流量;适合长距离的传输,具有极佳的容错能力与稳定性,也适合作广域网骨干;其标准历经10年反复推敲而成,技术成熟度最高。若要构建FDDI网络,除了铺设光纤外,还必须采购FDDI的相关网络设备,以及FDDI与传统网络的桥接设备。目前最常采用的FDDI结构,即是借助FDDI Switch HUB或FDDI集中器,将PC LAN与FDDI主干线连在一起的结构。 3. 帧中继(FR)(特点) 帧中继(FR)是从X.25发展来的。对网络协议支持较好,采用虚电路,数据突发性能较
10、高。最适用于帧中继通信应用的领域是局域网的互连。 帧中继主要适用于几种情况:当客户的带宽需求为64Kbps2Mbps,且参与通信的节点多于两个的时候,使用帧中继是一种较好的解决方案;当通信距离较长时,帧中继最经济高效:当客户传送的数据突发性较强时,由于帧中继具有动态带宽分配的功能,选用帧中继可以有效地处理突发性数据。帧中继线路质量好,速度与DDN相当,与DDN不同之处是:DDN为固定速率,如申请64Kbps,不论忙闲,这64K都是用户的,而帧中继线路质量是随网络负载上下波动的,传输可靠性比DDN差。帧中继的费用是DDN的约1/2到1/4。1.帧中继简介帧中继是由X.25分组交换技术发展起来的一
11、种数字光纤传输技术。FR技术以简化的方式传送数据,它把流量控制、纠错、重发等第三层(网络层)及更高层的功能转移到智能终端中,大大简化了节点机之间的网络资源。它以尺寸更大的帧为单位而不是以分组(Packet)为单位进行数据传输;而且,它在网络上的中间节点对数据不进行误码纠错。帧中继技术在保持了分组交换技术的灵活及较低的费用的同时,缩短了传输时延,提高了传输速度。 其优点是:(1)按需分配带宽,网络资源利用率高,提供高吞吐量,低时延,费用低廉。(2)采用虚电路技术,适用于突发性业务的使用。在业务量较大时,通过带宽动态分配技术,允许某些用户利用其他用户的空闲带宽传送自己的突发数据。(3)不采用存储转
12、发技术,时延小,传输速率高,数据吞吐量大。(4)兼容X.25、SNA、DECNET、TCP/IP等多种网络协议,可为各种网络提供快速、稳定的连接。缺点:(1) 潜在的拥塞(丢帧);传输性能会受其他用户影响:不能保证传输质量QoS。2. 帧中继的基本业务类型 (1)PVC(永久虚电路):在发送和接受用户之间建立固定的虚电路连接。 (2)SVC(交换虚电路):根据用户的网络请求在发送和接受用户之间建立临时的交换虚电路。步骤:虚电路建立数据传输虚电路拆除3个阶段。3. 提供帧中继业务的方式 (1)利用分组交换网提供帧中继数据传输业务。 (2)在数字数据网(DDN)上提供帧中继数据传输业务。 (3)组
13、建帧中继网:目前,帧中继业务主要应用于DDN,通过在DDN节点机上配置帧中继模块来实现,可以认为DDN上存在一个虚拟的帧中继网络(或SDH)。4. 用户网络接口及接入规程 帧中继业务是通过用户设备和网络之间的标准接口来提供的,该接口称为用户网络接口(UNI)。在用户网络接口的用户一侧是帧中继接入设备,用于将本地用户设备接入帧中继网。帧中继接入设备可以是LAN设备前端处理机、集中器及传统的PAD等。在用户网络接口的网络一侧是帧中继网络设备,用于帧中继接口与骨干网之间的连接。帧中继网络设备可以是电路交换,也可以是帧交换或信元交换。5. 用户接入方式(1)局域网(LAN)接入LAN用户一般通过路由器
14、或网桥接入帧中继网,其路由器或网桥有标准的UNI接口规程。(2)计算机接入大部分计算机是通过帧中继接入设备,将非标准的接口规程转换为标准的接口规程后,接入帧中继网的。例如,若干台PC机通过一个PAD接入。如果计算机自身具有标准的UNI规程,也可作为帧中继终端直接接入帧中继网。(3)用户帧中继交换机接入公用帧中继网用户专用的帧中继网接入公用帧中继网时,将专网中的一台交换机作为公用帧中继网的用户,以标准的UNI规程接入。第3章 :1.100Base-T协议结构(每种规范的特点和传输距离)100Base-T与10Base-T的主要差别在物理层。100Base-T有3种物理层规范:(1)100Base
15、-T4 采用4对3类、4类或5类双绞线(UTP),每对线速率为33.3Mbps,3对线总速率100Mbps,另1对用于冲突检测。主要用于保护用户原有3/4类双绞线布线的投资,不常用。(2)100Base-TX 使用2对5类UTP或STP,RJ-45连接器,传输距离100m。应用最广泛。(3)100Base-FX采用2芯62.5或125m多模光纤作为传输介质,使用FDDI物理层标准,SC/ST连接器,传输距离2km。2. 千兆位以太网标准(对应关系要搞清楚)L:长波 S:短波1.发展过程:1994年提出发展传输速率高达1000Mbps的千兆位以太网的设想,并且在1998年上半年开始其标准化进程。
16、1998年6月15日,IEEE正式发布了采用光纤介质的1000Base-X全双工千兆位以太网标准IEEE 802.3z,随后又发布了采用无屏蔽双绞线(UTP)介质的1000Base-T标准IEEE 802.3ab。1000Base-X对三种传输介质定义了三种收发器:1000BASE-LX用于安装单模光纤;1000BASE-SX用于安装多模光纤;1000BASE-CX用于平衡、屏蔽铜缆STP。2. 千兆位以太网的特点千兆位以太网除了能提供1Gbps的带宽并支持全双工连接外,还具备以下特点:(1)仍使用CSMA/CD介质访问控制协议。因此它与传统以太网、快速以太网有良好的兼容性,容易互相配合在一起
17、工作,网络升级也很容易。(2)保护已有投资。可保留已有网络的应用程序、操作系统和网络层协议。原有的网络管理软件也适用于千兆位以太网。(3) 通过对数据通信优化设计来提供高速率的数据传输的。在短程铜线(第5类UTP)上的通信距离为25m100m;在多模光纤介质上的通信距离为260m-550m;在单模光纤介质上的通信距离为3km。(4)提供低费用投入的网络升级。它以快速以太网成本的23倍的花费,却能提供高10倍的性能。对用户和网管人员无需作新的培训,网管工具和应用程序可以保持不变。(5)支持服务质量(QoS)和第三层交换。可采用RSVP资源预留协议,为特定高带宽应用提供预留带宽。支持IEEE802
18、.1p标准,提供服务优先权支持(组播);同时较好地遵从IEEE802.1q标准(VLAN),对第三层(网络层)交换支持较好。(6)它为局域网(含园区/校园网)和城域网提供了高性价比的宽带传输交换,应用广泛。3.千兆位以太网的应用1. 提供快速以太网交换机与交换机之间的局部连接2. 提供高速的超级服务器的连接,消除服务器吞吐量瓶颈3. 千兆位以太网作企业网骨干第4章 :1.802.11协议发展过程:2.无线网频段的划分3.FAT AP和FIT AP无线交换机+Fit AP系统构成特点:(1)主要由无线交换机和Fit AP在有线网的基础上构成的。(2)AP零配置,硬件主要由CPU内存RF构成,配置
19、和软件都要从无线交换机上下载。所有AP和无线客户端的管理都在无线交换机上完成。(3)AP和无线交换机之间的流量被私有协议加密;无线客户端的MAC只出现在无线交换机端口,而不会出现在AP的端口。(4)可以在任何现有的二层或三层 LAN 拓扑上部署通用无线解决方案,而无需重新配置主干或硬件。无线交换机以及管理型接入点AP可以位于网络中的任何位置。DCHP:动态主机配置协议(4)无线网桥的视距问题: 点对点无线网传输必须保证两点可视。造成不可视的原因包括地球曲率、地理特征如山脉、建筑物和树木等。远距离通信时,还必须考虑地球曲率的影响,当两人相距9km时,将不能相视,无线信号也无法传输。无线网桥的Fr
20、esnel效应: Fresnel区是指在视距的路径中形成的一个椭圆区域。它随着可视距离和信号频率的改变而改变。在Fresnel区中的任何障碍物都有可能影响网络的通信,最好给予清除,60%的Fresnel区被视为有效的。一般可以根据经验值确定Fresnel区的范围。解决视距问题和Fresnel区问题可以通过以下办法:(1)选择高性能天线,可以解决“部分不可视”问题;(2)提升天线的高度;(3)清除Fresnel区内的障碍物,如砍掉树木;(4)选择一台良好的中继设备。(5)无线传输的干扰因素第5章 :综合布线系统:建筑群子系统(户外系统) 是建筑物之间相互连接所采用的通信电缆、光纤、微波等,以及相
21、连接的所有设备(包括保护装置)所组成的通信线路。 在由多幢建筑物构成建筑群时,经常选择地理位置处于中心地带的建筑物为建筑群主配线架所在。通过建筑群主配线架直接与其他各建筑物的主配线架相连。建筑群子系统通信线路通常采用单模光纤线缆或多模光纤线缆,或采用大对数铜线对称电缆。铺设方式一般采用地下管道或沟渠内铺设。垂直主干线子系统(主干线子系统)(直竖井系统) 是布线系统的垂直走线部分。它将整幢楼主配线架与各楼层配线架相连,是一幢多层建筑各楼层之间垂直铺设的骨干馈线电缆或光纤。 垂直子系统一般采用光纤或大对数双绞线电缆,并通常铺设在弱电竖井内或专用上升管路内。对于低层或单层建筑,若建筑平面面积不大时,
22、可以通过主配线架直接连接至工作区;若平面面积很大,则可以将平面面积分成几个区域,各区域通过“垂直”子系统进行连接。 为了提供与外部网络的通信能力,主干线子系统将中继线交叉连接点和网络接口(由电话局提供的网络设施的一部分)连接起来。网络接口通常放在设备间或设备间相邻的房间,网络接口为这些设施和建筑物综合布线系统之间划定界限。水平干线子系统(平面楼层系统) 它将垂直主干线子系统线路从管理子系统的配线架上连接到用户工作区的信息插座上(语音及数据的输出点),是布线系统水平走线部分和同一楼层内铺设的线缆。 水平子系统应根据同一层各工作区要求设置通信引出端位置和数量,并根据需要,可以增加一个转接点。水平干
23、线子系统布线方式一般有三种,即:直接埋管线槽方式、先走线槽再分管方式和地面线槽方式。线槽注意选择金属管或阻燃强度高的管材。常用的产品有水平电缆(可根据需要选择双绞线或光纤)、RJ-55模块化插座等产品。设备间子系统(机房子系统) 是在每一幢大楼的适当地点放置进出线设备、网络互联设备的场所。设备间子系统是由主配线架和各种公共设备组成。它的功能是将各种公共设备(包括计算机主机、数字程控交换机、各种控制系统等)与主配线架连接起来,同时也是网络管理和值班人员的工作场所。 通过设备间子系统可以完成各楼层配线子系统之间通信线路的调配、连接和测试,可以与本建筑物外的公用通信网连接。 为便于布线,节省投资,设
24、备间位置一般选择在每一幢大楼的中间,距离各楼层均比较近,易于搬运,同时设备间要远离干扰源,内外环境要求相对较高。设备间的位置、设备的选型及环境条件,直接影响系统的性能和稳定性。对于电话、电脑系统应用,设备间子系统内一般包括如下常用的设备器件:连接设备主机系统的配线架(光缆配线架、数据用铜缆配线架、语音用铜配线架)、适配器、连线等。管理子系统 设置在楼层配线间内,连接垂直子系统和各水平子系统,由各楼层配线架及相关交联、互联、跳线和插头,以及各种颜色的标签等装置组成。它通过使用颜色编码,实现配线管理,可以灵活地改建和调整线路、使得追踪等变得很容易,极大地方便了系统布线调试和线路重新调整,它是综合布
25、线灵活性的关键所在。它的体积小,比传统的配线箱节省50的空间。工作区子系统(用户端子) 由终端设备连接到信息插座的连线组成。它包括装配软线、连接器和连接所需的扩展软线,不包括终端设备。并在终端设备和输入/输出(I/O)插座之间搭线。信息插座可以安放在墙壁上、地面上或桌面上,一般要求采用标准的RJ-55/RJ-11插头/插座,它分单孔、双孔、多孔等多种类型。一个工作区面积大小一般为810m2,可根据实际工作区大小确定信息点数(信息点即信息插座)。工作区子系统一般都是非永久固定系统,用户经常根据需要进行移动或改变。双绞线的分类: 双绞线可分为非屏蔽双绞线(UTP,Unshielded Twiste
26、d Pair,也称无屏蔽双绞线)和屏蔽双绞线(STP,Shielded Twisted Pair)两大类,屏蔽双绞线电缆的外层由铝箔屏蔽层或铜网屏蔽层包裹着,它的价格相对要高一些。 在这两大类中又分100电缆、双体电缆、大对数电缆、150屏蔽电缆。其中非屏蔽双绞线分为3类、5类、5类、超5类、6类和7类;而屏蔽双绞线又分为3类和5类两种。通常我们使用的双绞线有5类5对25 AWG l00非屏蔽双绞线(说明:25表示线芯是25号的,AWG表示美国线缆规格标准)、5类5对25 AWG l00屏蔽双绞线、5类5对26 AWG l00屏蔽软线和5类5对25 AWG l00非屏蔽软线。非屏蔽双绞线: 非
27、屏蔽双绞线UTP(Unshielded Twisted-Pair)由多对双绞线和一个塑料外套构成。UTP价格便宜,又易于网络的布线连接,应用极为广泛。电子工业协会EIA将UTP划分为五类,以支持各种传输速率。在结构化布线中,局域网主要采用5类和超5类的UTP,常用4对8芯的UTP双绞线;而用于网络主干线的UTP可有较多的双绞线对数(如:25对、50对、100对等)。(4对8芯)一根非屏蔽双绞线中共有8芯线,这8芯线被分为4对,每对线两两对绞:第一对(白蓝/蓝)第二对(白橙/橙)第三对(白绿/绿)第四对(白棕/棕)5类非屏蔽双绞线的特点:5类非屏蔽双绞线外套是一种高质量的绝缘材料,增加了绕线密度
28、,传输特性较好。其优点为: (1)无屏蔽外套,直径小,布线占用的空间少; (2)质量小、易弯曲、易安装; (3)将串扰减至最小或加以消除; (5)具有阻燃性; (5)具有独立性和灵活性,适用于结构化综合布线。5类非屏蔽双绞线的最大弱点是抗干扰差,尤其在外界有强电磁干扰情况下可能会造成传输信号的误码率DER(Data Error Rate)上升。另外因UTP没有电磁屏蔽层,双绞线向外辐射的微弱信号可被灵敏的设备接收,不用刺破线缆也会造成窃听。超5类非屏蔽双绞线:超5类非屏蔽双绞线布线系统是在对现有的五类UTP双绞线的部分性能加以改善后出现的系统,不少性能参数超过了TIA/EIA-568的5类线要
29、求,如近端串扰、串扰总和、衰减和信噪比四个主要指标都有较大的改进:其衰减更小,串扰更少,同时具有更高的衰减与串扰的比值(ACR)和结构回波损耗(SRL)、更小的时延误差。超5类线能够满足大多数应用的要求。被认为是为网络应用提供的最合适解决方案。6类非屏蔽双绞线:它是一个新级别的电缆系统,除了各项参数都有较大提高之外,其带宽将扩展至200MHz或更高。不论是超5类还是6类电缆系统,其连接方式仍和现在广泛使用的RJ-55接插模块相兼容。屏蔽双绞线STP:因为双绞线传输信息时要向周围辐射,很容易被窃听,所以要花费额外的代价加以屏蔽,以减小辐射(但不能完全消除),这就是我们常说的屏蔽双绞线电缆。起屏蔽
30、作用的是附着在导体周围的金属层,主要功能是屏蔽导体电磁干抗(EMI)。屏蔽双绞线STP(Shielded Twisted-Pair)与UTP的主要区别在于双绞线与塑料外套之间有一屏蔽层。这一屏蔽层通常用铝金属和聚酯纤维做成,在布线中是接地的。双绞线的性能指标:衰减(Attenuation):衰减是指信号在一定长度的线缆中的损耗,即信号通过一段线缆后其幅度(电压值)减小的程度。信号衰减其实就是信号能量的减少,衰减值愈大表示传输效率愈不好。衰减与线缆的长度和信号的频率有关,线缆越长,信号频率越高,信号衰减越大。衰减随频率而变化,所以应测量在应用范围内的全部频率上的衰减。衰减用“dB”作单位,表示源
31、传送端信号到接收端信号强度的比率。近端串扰(NEXT):近端串扰是评估性能的最重要的标准。高速网络一般会同时发送和接收数据,即全双工。近端串扰(NEXT)就是当两条非常接近的导线都在传输信号时所产生的电磁干扰信号,即一对线到另一对线的信号耦合。较强的发送数据信号会干扰较弱的接收数据信号,所以,近端串扰就是由于双绞线中相邻的发送对与接收对信号强弱不同所引起的。NEXT的计算公式:NEXT=10*log(Pi/Pc),单位:dB。其中:Pi = 干扰端(即发送端)的信号强度 Pc = 被干扰端(即接收端)的信号强度从计算公式中可以看出:近端串扰表示传送信号与串扰信号之间的比值。如果被干扰的串扰端信
32、号愈强,即Pc值愈大,NEXT值就会愈小,表示此时串扰大,传输效率愈不好;反之,如果串扰端信号愈弱,即Pc值愈小,则NEXT值就会愈大,表示此时串扰小,传输效率较好。也就是说NEXT的值愈大,表示传输效率愈好。所以,在同一情况下,5类双绞线的NEXT值一定大于4类双绞线的NEXT值,4类双绞线的NEXT值一定大于3类双绞线的NEXT值。为了减少噪音和串扰,双绞线的制造商采用的是将线缆对绞的方法。因为当线对中的一条线中有电流流动时,就会产生一个电磁场,这种电磁场会干扰相邻的另一条传输线,而采用两两对绞的方法可以抵消这种电磁场的干扰,而且对绞的两条线中,扭绞得愈为紧密,抵消电磁场的效果也愈好,传输
33、效率也就愈高。两条线对绞的次数愈多,噪音或串扰发生的机会就愈少,因此可以从双绞线在每英寸长度上对绞次数的多少来判断双绞线质量的好坏。扭绞长度在38.1mm150mm内,按逆时针方向扭绞,相邻线对的扭绞长度相差至少应在12.7mm以上。仔细观察双绞线,可能会发现电缆内不同线对具有不同的扭绞长度,这是因为制造厂商已经遵循EIA/TIA 568B标准,对主要用于发送和接收数据的第二对和第三对线增加了对绞次数,以得到更好的抗干扰能力。结构回波损耗(Structural Return Loss):结构回波损耗是衡量线缆阻抗一致性的标准,阻抗的变化引起反射。一部分信号的能量被反射到发送端,形成噪声。SRL
34、是测量能量变化的标准,由于线缆结构变化而导致阻抗变化,使得信号的能量发生变化。反射的能量越少,意味着传输信号越完整,在线缆上的噪声越小。比起普通5类双绞线,超5类系统在100MHz的频率下运行时,为用户提供8dB近端串扰的裕量,用户的设备受到的干扰只有普通5类线系统的1/5,使系统具有更强的独立性和可靠性。双绞线连接用的插头RJ-55插头及其引脚: RJ-55头又称为水晶头,是双绞线的接头,其前端有8个压接片触点。即每一个RJ-55插头共有8个引脚槽,称为8P (Positions),镀金的引脚数也是8个,称为8C(Contact)。其中第1只引脚的位置是固定的,可以据此从第1只脚依序数到第8
35、只脚。必须记清第1只引脚的位置,只有这样才能正确依序类推其余的引脚,这样在使用双绞线制作RJ-55插头时才不会出错。RJ-11插头: 电话机上使用的插头叫做RJ-11插头(接头),外形上比RJ-55插头要小。电话机听筒的RJ-11接头上有6个镀金的引脚,称为6C(Contact),而一般家用电话机座对外连接的RJ-11接头上只有2个镀金引脚,称为2C。EIA/TIA-568插头规格(RJ-55插头标准):EIA/TIA-568标准定义的RJ-55插头规格有两种:EIA/TIA-568A和EIA/TIA-568B。主要区别是双绞线的排列顺序不同,对于接入不同的网络类型是没有任何影响的。EIA/T
36、IA-568A插头规格淘汰;EIA/TIA-568B插头规格被IEEE推荐为100BASE-TX和100BASE-T5网络的标准配置,是使用最广泛的插头规格。在100BASE-T网络中,RJ-55插头的引脚1、2连接的是8芯双绞线中的一对线,而引脚3、6连接的是另外一对线。其中一对线用于发送数据,另一对线则用于接收数据。双绞线连接用的插座RJ-55插座(RJ-55 Jack)也有8个引脚,左边第1个引脚就是第1脚,其引脚顺序正好与RJ-55插头一一对应,即RJ-55插头第1只引脚接触的就是插座的第1只引脚。RJ-55插座最常见于网卡、交换机、集线器上,工作区的模块化插座也是RJ-55插座。网卡
37、上RJ-55插座的引脚功能定义:在以太网中,并不是RJ-55插座8个引脚中的每一个引脚都会用到,而是只使用其中的第1,2,3,6共4个引脚来收发数据,其余的作为保留而未使用到。虽然100BASE-T或10BASE-T网络只使用RJ-55插座的第1,2,3,6共4个引脚就可以导通,但建议最好将8个引脚全部都接上双绞线,以适应将来发展的需要,如RJ-55插座中的第4,5引脚可以保留用于将来连接电话线,第7,8引脚可以用于连接调制解调器。交换机(集线器)及工作区模块上RJ-55插座的引脚功能定义一般以太网交换机(集线器)及工作区模块上的RJ-55插座的引脚功能与网卡上的RJ-55插座的引脚功能恰好相
38、反。引脚功能“恰好相反”是指二者发送和接收数据的方向相反。网卡上的RJ55插座中,第1只引脚是用于发送数据的(极性为Tx+),而交换机上的RJ-55插座中,第1只引脚是用于接收数据的(极性为Rx+)。也就是说,网卡上的第1只引脚可以直接连接到交换机(集线器)上的第1只引脚,而且二者的极性相同,刚好符合通信的基本规则,即一方为发送端,另一方为接收端。网络连接的原则无论网络连接线是用于连接什么设备,都必须符合网络通信的基本原理,即一端是发送端,另一端必须是接收端,才能正确传输数据。并且还必须用Tx+接Rx+,Tx-接Rx-,这样才不会发生串扰。否则很容易发生串扰的情况。光纤连接方式光纤的主要连接方
39、式有连接器连接、熔接、压接等三种。最常用的连接方式是通过连接器连接。熔接是把两条光纤熔合到一起,具有较小的连接衰减。压接是把两条光纤用物理的方式对接到一起,并用套管固定,比熔接方便,但信号衰减稍大。光纤接头一般常见的光纤接头主要有ST、SC、MT-RJ三种。1.ST接头所谓的ST接头是由AT&T注册的专用光纤接头,因其较早出现并借助于AT&T在行业内部的强大影响力,曾经是使用非常广泛的一种接头。ST为Straight Tip的缩写,该技术采用将光纤屏蔽在突出的接头内,前端部分以高精密陶瓷制成,并用钢环来旋转固定插入的纤芯,从而完成对光纤的锁定。2.SC接头所谓SC接头是由NNT
40、开发的专利产品,SC为Subscriber Connector的缩写,同时也是现在流行的光纤接头这主要得益于其使用上的便捷。SC接头也是采用高精密陶瓷制成的,可以用于固定其中的光纤纤芯,并锁定接头。另外还有一种免打磨的SC接头。3.SFF光缆连接器千兆以太网在连接光缆时都是成对使用的,即一个输出(Output,也为光源),一个输入(Input,光检测器)。如果使用时,能够成对使用而不用考虑连接的方向,那连接简捷方便。因此不少光缆布线的厂商推出了各种连接器来满足这种应用,这种新的光缆连接器叫做SFF(Small Form Factor)通常将其称作微型光缆连接器。 (1)LC类型:是Lucent
41、公司推出的一种SFF类型的连接器。(2)FJ类型:是由Panduit公司推出的连接器。(3)VF-55类型:是由3M公司推出的一种新型光纤接头,很多公司也支持这种接头标准。其大小和外形类似于双绞线的RJ-55插头,或者说像USB接头。是双芯结构(同时接入两条纤芯),斜8度的截面更利于光信号传输(其接续衰减仅为0.2dB)。更重要的是这种接头的压制工艺简单,通常只需要用专用标准工具花费2分钟左右就可完成。(5)MT-RJ类型:这是一种新型的光纤接头,具有体积小、使用方便、接入方式更为灵活,接头制作简单、快捷、不需要熔接、工艺简单等特点,如图所示。这种接头的设计采用无需打磨、无需胶水、可多次端接、
42、支持插头及模块的结构,插头适配器插头设计提供更易访问的连接和更易清洁的光纤口,无粘胶/免打磨,保证更快端接。光纤终接设备光纤接头有许多不同的类型,在不同接口之间可用跳线来互换,较常见的跳线有ST-ST、ST-SC、SC-SC等几种,分别用于不同的跳接,ST通常用于布线设备端,如光纤配线架、光纤模块等;SC和MT-RJ用于网络设备端和桌面端较多。如图就是常用的ST、SC光纤跳线。和双绞线跳线一样,光纤跳线用于连接网络设备、配线架、服务器及工作站等。由于光纤接头有许多不同的类型,因而光纤的终端设备和附件也必须与之相匹配,否则就不能使用。不同的光纤接头要对应相应的光纤插座(也称为光纤耦合器)和不同接
43、口的光纤收发器。第6章 :集线器(HUB)的功能作用 从HUB的作用来看,它不具备协议翻译功能,而只是分配和共享带宽。 连接到HUB的每台工作站共享HUB的实际带宽。例如使用一台N个接口的10Base-T HUB组网,每个接口所分配的频带宽度是10Mbps/N。 HUB主要用于共享网络的组建,是解决从服务器直接到桌面的最佳、最经济的方案。在交换式网络中,HUB直接与交换机相连,将交换机端口的数据送到桌面。 使用HUB组网灵活,它处于网络的一个星型节点,对与节点相连的工作站进行集中管理,不让出问题的工作站影响整个网络的正常运行,并且用户的加入和退出也很自由。 10M HUB作为网络接入层设备为用
44、户提供长距离信息传输的中继,或作为小型办公室的网络控制中心。 10/100M自适应HUB在工作中的端口速度可根据工作站网卡的实际速度进行调整 ,从技术角度来看,双速HUB有内置交换模块与无交换模块两类,前者一般作为小型局域网的主干设备,后者一般处于中型网络应用的边缘。 交换机的参数剖析1. 背板带宽与端口速率的选择端口速率即交换机端口提供给数据资源设备独享的带宽,它体现了交换机端口每秒吞吐多少数据包的能力。交换机的端口速率分10M、100M、1000M、10Gbps。由于10/100M自适应网卡的价格大幅降低,使用户能够在桌面上享受到快速以太网技术,进而越来越多的用户在主干上将使用千兆或万兆以
45、太网交换技术。1000M/10G交换机一般应用在大型网络的骨干中,为用户提供高速的主干带宽。10/100M交换机将在中小型网络的主干中发挥作用,或者在大型网络中扮演二级(分布层)交换机的角色。影响交换速度的因素除了端口每秒能吞吐多少数据包外,还有以下因素:(1)背板带宽。也称背板吞吐量(单位为bps),是其交换模块和数据背板总线(Core Bus)间所能吞吐的最大数据量。一台交换机的背板带宽越高,处理数据的能力就越强,使得交换机能够在高负荷下提供高速交换。度量比值:背板带宽/全双工端口总带宽(端口数*端口速率*2)。例如,4.8Gbps的背板带宽可满足24个端口以全双工模式无阻塞全线速交换。一
46、般而言,这个比值越大,交换机就越趋近高性能线速无阻塞交换,当然交换机也就越贵,反之亦然。(4.8*1000/(24*100*2)=1:假设端口速率为100Mb比如,Cisco Catalyst2948交换机拥有48个10/100Base-TX端口,可扩展2个1000Base-X端口,因此在满配置下,其全双工端口总带宽为(48*100*2)+(2*1000*2)=13.6Gbps,那么Cisco为其配置的背板带宽有多高呢?-24Gbps! (2)包转发率。即交换机每秒转发数据包的数量。(3)延时(Latency)。交换机延时是指从交换机接收到数据包到开始向目的端口复制数据包之间的时间间隔。有许多
47、因素会影响延时长短,比如转发技术等等。采用直通转发技术的交换机有固定的延时。因为直通式交换机不管数据包的整体大小,而只根据目的地址来决定转发方向,所以它的延时是固定的,取决于交换机解读数据包前6/14个字节中目的地址的速率。采用存储转发技术的交换机由于必须要接收完整个数据包才开始转发数据包,所以它的延时与数据包大小有关。数据包大,则延时长;数据包小,则延时短。2. 交换方式交换机将每一个端口都挂在一条带宽很高的背板总线(Core Bus)上,背板总线与交换引擎(Switch Engine)相连,由端口进来的封装数据包通过背板总线进入交换引擎。交换机通过3种方式进行数据包的交换。直通式:封装数据
48、包进入交换引擎后,在规定时间内丢到背板总线上,再送到目的端口,这种交换方式交换速度快,但容易出现丢包现象。存储转发式:封装数据包进入交换引擎后被存放在一个缓冲区,由交换引擎转发到背板总线上,这种交换方式克服了丢包现象,但降低了交换速度。无碎片直通方式:介于上述两者之间的一种解决方案。不是所有的交换机都支持上述三种交换方式,有些交换机只支持前面两种交换方式,并不支持无碎片直通方式。3. 模块式还是固定端口配置机箱式交换机最大的特色就是具有很强的可扩展性,它能提供一系列扩展模块,诸如千兆以太网模块、FDDI模块、ATM模块、快速以太网模块、令牌环模块等等,所以能够将具有不同协议、不同拓扑结构的网络
49、连接起来。它最大的缺点就是价格昂贵。机箱式交换机一般作为骨干交换机来使用。 一般来说,大型网络的中心交换机应考虑其扩展性和冗余性,适合采用机箱式交换机;而二级交换机或者中小型网络的主干则可采用简单明了的独立式固定端口的交换机。4. 专用芯片与通用芯片一台交换机实际上就是一台计算机,因此也有自己的处理器(CPU)。在100/1000M交换机中,处理器的任务十分繁重。有些交换机的生产厂商采用通用的CPU芯片,由于通用CPU芯片不是专为交换机设计的,所以工作效率比较低,如果多个端口同时工作,则会引起丢包、堵塞等情况发生。大多数交换机生产厂商采用自己专门设计的ASIC芯片。这种芯片由于是针对交换机而设
50、计的,效率比较高。所以,在选用交换机时,要特别注意交换机是否采用了ASIC专用芯片。5. VLAN支持能力为了减少碰撞和广播风暴、增强安全性,通常要求交换机具有划分VLAN的功能,即在交换机上实现子网划分。VLAN是一组可以互换单一广播数据包的交换机上的端口。当一个数据包从一个属于某VLAN的端口进行广播时,交换机收到数据包,然后将它拷贝到这一VLAN包括的所有端口上。一般来说,不同VLAN之间是不能互相通信的,但是有些交换机支持一个端口既可以属于这个VLAN,又可以属于另外一个VLAN。不同端口如何组成一个VLAN,取决于附加的用于交换机之间进行VLAN通信的协议;一些交换机允许一个VLAN
51、跨越到多台交换机的端口上。6. 交换机之间的连接冗余连接突破瓶颈在以太网中是不允许出现环路的,生成树(Spanning Tree)则可以在交换机之间实现冗余连接又避免出现环路。当然,这要求交换机支持Spanning Tree。Spanning Tree冗余连接的工作方式是Stand By,也就是说,除了一条链路工作外,其余链路实际上是处于待机(Stand By)状态,这显然影响传输的效率。一些最新的技术,例如FEC (Fast Ethernet Channel)、ALB (Advanced Load Balancing)和Port Trunking技术,则可以允许每条冗余链路实现负载分担。其中
52、FEC和ALB技术是用来实现交换机与服务器之间的连接(Server to Switch ),而端口链路聚合(Port Trunking)技术则是实现交换机之间的连接(Switch to Switch)。通过Port Trunking的冗余连接,交换机之间可以实现几倍于线速带宽的连接。堆叠提供堆叠接口的交换机之间可以通过专用的堆叠线连接起来。通常,堆叠的带宽是交换机端口速率的几十倍,例如,一台100M交换机,堆叠后两台交换机之间的带宽可以达到几百兆甚至上千兆。多台交换机的堆叠是靠一个提供背板总线带宽的多口堆叠母模块与单口堆叠子模块相连实现的,并插入不同的交换机实现交换机的堆叠。上联交换机可以通过
53、上联端口实现与骨干交换机的连接。例如,一台具有24个10M和1个100M端口的交换机,就可以通过100M端口与100M主干交换机实现100M速率的连接。生成树(Spanning Tree)由于交换机实际上是多端口的透明桥接设备,所以交换机也有桥接设备的固有问题-“拓扑环” (Topology Loops)问题。当某个网段的数据包通过某个桥接设备传输到另一个网段,而返回的数据包通过另一个桥接设备返回源地址时,这个现象就叫“拓扑环”。一般,交换机采用生成树协议算法让网络中的每一个桥接设备相互知道,自动防止拓扑环现象。交换机通过将检测到的“拓扑环”中的某个端口断开,达到消除“拓扑环”的目的,维持网络
54、中拓扑树的完整性。在网络设计中,“拓扑环”常被推荐用于关键数据链路的冗余备份链路选择。所以,带有生成树协议支持的交换机可以用于连接网络中关键资源的交换冗余。影响网络运行速度的两大因素争用冲突 以太网的性质所决定 影响:用户数量增加导致通信“变慢”网络广播 TCP/IP协议的性质所决定 (如ARP通过广播从IP地址中解析 MAC地址) 影响:产生大量目标地址为广播地址的无用网络流量解决方案使用路由器分割成小网组网成本太高使用二层交换机划分VLAN缩小冲突域,但不能抑制广播使用三层交换机缩小冲突域和广播域广播域同一VLAN,但未必是同一端口什么是VLANVirtual LAN虚拟局域网。一个VLA
55、N基本上是位于一个物理网络之上的一个逻辑广播域,即在一个VLAN中的所有成员可以接收到同一VLAN中各成员发送的每一个广播包,但不能接收其他VLAN成员发送的广播包。以“基于端口”的VLAN为例,在一个桥接网络的某一特定VLAN中向广播地址发送的流量(DA全为1),只会向连接有相同VLAN成员的其他网桥端口进行转发,而一个不支持VLAN的网桥会把某一端口上接收到的广播流量向所有其他端口进行转发。事实上,VLAN创建了不限于物理位置的单一广播域,可以像一个子网一样对待。最早的VLAN技术是1996年由Cisco公司提出,它使网络管理员能根据实际业务需求,把同一物理局域网内的不同用户逻辑地划分成不
56、同的广播域。VLAN标记和IEEE 802.1Q所有VLAN的成员通过使用VLAN标记(VLAN Tag)进行指定和区分,在逻辑上组合到同一个广播域中,与其物理位置无关。VLAN通过交换机上的软件实现,换言之,VLAN内部的添加、移动和改变通过软件实现;VLAN成员间无需通过路由技术进行通信。VLAN使得网络管理员在配置和维护一个大型网络时,可为用户提供原来通过多个独立网络才可获得的连接能力和安全性。 VLAN的技术标准是1999年6月颁布的IEEE 802.1Q。以太网交换机VLAN还须参照IEEE 802.3ac,有些交换器则遵循CGMP(Cisco Group Management Protocol)专用标准为什么要使用VLAN(1)增加了网络连接的灵活性。网络管理员对网络上工作站可以按业务功能,而不必按地理位置分组。(2)控制网络上的广播风暴。随着网络向交换结构转变,网络内部路由器(其作用之一是阻隔广播)的使用越来越少。这样,广播风暴将发送到每一个交换端口,这就是常说的整个网络是一个广播域。(3)使用交换网络的优势是可以提供低延时和高吞吐量,缺点是增加了整个交换网络的广播风暴。使用VLAN,可以将某个交换端口或用户赋于某一个特定的VLAN组,该VL
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