第五章 局域网的组网方法-2007

第五章

局域网的组网方法

5.1IEEE802.3(10M位)物理层标准类型

5.1.1802.3为了支持多种传输介质，其物理层为每种传输介质确定了相应的P层标准，主要有：*10BASE-5（粗缆）φ0.450Ω,10Mbps,CSMA/CD*10BASE-2（细缆）φ0.250Ω,10Mbps,CSMA/CD*10BASE-T（非屏蔽双绞线UTP）*10BASE-FP.10BASE-FB.10BASE-FL（光缆）

10：具有10Mbps的数据传输率

Base：介质上传输的是基带信号，采用曼彻斯特编码

5：基带（50Ω）粗缆，单段网最大距离500m

2：基带（50Ω）细缆，单段网最大距离200m

T：采用非屏蔽双绞线的传输介质

FP、FB、FL：采用光纤作为传输介质10BASE-5是802.3中最基本的一种，由其作为传输介质组成的网又称为标准以太网，也称基带粗同轴电缆，即粗缆网。·50Ω，粗缆最长500M，10Mbps；·网卡采用标准15针AUI接口，称为附件单元接口：（AttachmentUnitInterface）连接器与收发器相连；·网卡与收发器间用收发电缆（AUI电缆）连接。10BASE-2是802-3补充的第一个物理层标准，也称基带细同轴电缆网，即细缆网。·50Ω，细缆最长185M，10Mbps；·网卡上提BNC连接头；·细缆通过BNC接头——T型头——网卡连接使用。10BASE-T：·1990年补充的另一个物理层标准，是一种UTP（非屏蔽双绞线）；·10Mbps，用RJ-45头插接件连接网卡和HUB；·网卡和NUB间双绞线最大长为100米。10BASE-FP，10BASE-FL，10BASE-FB是IEEE802.3物理层标准中又补充的三种光纤传输介质。传输速率均为10Mbps。其中：

·10BASE-FP

定义了利用无源星型耦合器连接的光纤以太网，最大距离500米；

·10BASE-FB

定义了利用有源星型耦合器连接的光纤以太网最大传距2000米；

·10BASE-FL

标准能将中继器从4个扩展到6个，以便方便地增主干缆长度。

5.1.2FastEthernet以太网的物理层标准为了支持多种传输介质，也确定了相应的物理层标准。主要有：*100BASE-TX*100BASE-T4*100BASE-FX

采用的介质访问控制协议：IEEE802.3uIEEE802.3u：

90年代以来，人们探索获得更宽的频带和更高的数据传输率LAN。

·要么重新设计LAN的体系结构和介质访问控制方法以取代传统的LAN；·要么就保持传统的体系结构和介质访问控制方法不变，设法提高LAN的传输率。95年9月，IEEE正式颁布规范FastEthernet的标准IEEE802.3u：在LLC还是802.2标准，在MAC还是CSMA/CD。这种802.3u标准的要点是：第一，缩短了每个比特位的发送时间，由10BASE-T的100ns→10ns；

第二，采用了介质专用接口MIT（MediaIndependentInterface），它将MAC与物理层分开，使得物理层在实现100Mbps的传输速率时所使用的传输介质和信号编码方式的变化不会影响MAC子层。100BASE-T主要连接以下几种传输介质：

·100BASE-TX

支持2对五类UTP或2对一类STP，一对用于发送，一对用于接收，能达100Mbps，每个节点可以同时以10Mbps的速率发送与接收；

·100BASE-T4

支持4对3类UTP，其中1对用于数据传输，1对用于冲突检测，能达100Mbps；

·100BASE-FX

支持2芯的多模或单模光纤，主要用于作高速主干网。从节点到HUB的距离为450米。千兆位以太网：1000Mbps网卡·1996年8月成立了802.3Z工作组，主要研究使用光纤与短距离屏蔽双绞线STP的GigabitEthernet物理层标准；（IEEE802.3z）·1997年初成立了802.3ab工作组，主要研究长距离光纤与非屏蔽双绞线UTP的GigabitEthernet物理层标准。（IEEE802.3ab）

这种标准的要点是：1）把每个比特位的发送时间由100ns→1ns；2）采用了GMII千兆位的介质专用接口(GigabitMediaIndependentInterface)GMII将MAC与P层分开，使得P层在实现1000Mbps速率时所采用的传输介质和编码方不会影响MAC子层。

这种方案有两种好处：速率提高了1000Mbps；LAN升级以后，网络技术人员不需要重新培训。

目前主要制定有4种传输介质的标准：

·1000BASE-SX：用波长为850nm的多模光纤，光纤长度300-500米；·1000BASE-LX：用波长为1300nm的单模光纤，光纤长度为3000米；·1000BASE-CX：使屏蔽STP长度25米；·1000BASE-T：使五类非屏蔽UTP长度100米。

万兆位以太网：全光纤以太网

万兆位以太网采用的是基于光纤传输介质的IEEE802.3ae（2002年发布）的介质访问控制方法。10Gb/s以太网的OSI和IEEE802层次结构仍与传统以太网相同，即OSI层次结构包括了数据链路层的一部分和物理层的全部。但各层所具有的功能与传统以太网相比有很大差别。特别是物理层更具有明显的特点：万兆位以太网继续使用IEEE802.3以太网协议，以及IEEE802.3的帧格式和帧大小，但由于万兆位以太网是一种只能使用光纤介质的，只适合全双工的通信方式，因此，其介质访问控制方法不再使用CSMA/CD。即，在MAC层，必须采用全双工MAC协议，关闭CSMA/CD算法中的载波监听、冲突检测和信号回送等功能，因为全双工以太网的发送与接收都使用专用的通道，不需要再去监听介质，也不会发生冲突。

物理层采用的是单模光纤和50µm或62.5µm的多模光纤，在物理层中设置了物理媒体相关子层（PMD）、物理媒体连接子层（PMA）、广域网接口子层（WIS）、物理编码子层（PCS）、协调子层（RS），通过各子层与MAC子层协调一致的工作，实现10G以上的数据传输率。

这种标准的要点是：

1）把每个比特位的发送时间由100ns→0.1ns；2）采用了XGMII万兆位的介质专用接口，将MAC与P层分开，使得P层在实现1000Mbps速率时所采用的传输介质和编码方不会影响MAC子层。

这种方案有两种好处：

速率提高到了10Gbps以上；LAN升级以后，网络技术人员不需要重新培训。

目前主要制定有3种传输介质的标准：

·10GBASE-X：可获10Gbps的数据传输率；·10GBASE-R：可获10.3Gbps的数据传输率；·10GBASE-W：可获9.953Gbps的数据传输率。5.2Ethernet网络接口适配器(又称为Ethernet网卡)

5.2.1分类

*按支持的计算机种类分（三种）·标准Ethernet网卡；·便携式网卡；·PCMCIA网卡（又称国际协会个人计算机内存卡PersonalComputerMemoryCardInternationalAssociation）与信用卡相似，仅能供便携机连网。

*按支持的传输率分（三种）·普通的10Mbps网卡；·高速的100Mbps网卡；·10/100Mbps自适应网卡;·1000/10000Mbps及其以上速率网卡。*按支持的传输介质类型分（4类）·双绞线网卡与RJ45头；·粗缆网卡与AVI接口（收发器接口）；·细缆网卡与BNCT型头；·光纤网卡适用于光纤的E/0接口。有：AUI/BNCVUI/RJ-45 二合一网卡

BNC/RJ-45

有AUI/BNC/RJ-45的三合一网卡，当然也有简易的只支持AUI或BNC或RJ45头的单一网卡。

*按所持的总线类型分（4类）·ISA网卡，16位ISA总线；·EISA网卡，32位的EISA总线；·MCA网卡，2BMPS/Z所采用的微通道MCA总线；·PCA网卡，PCI总线。5.3同轴电缆Ethernet组网方法使用同轴电缆的Ethernet是最传统的以太网。目前仍在使用。Ethernet使用的同轴电缆有2种：

粗同轴电缆φ0.4英寸；细同轴电缆φ0.2英寸。使用其组成的Ethernet主要有三种方式：

粗缆方式；细缆方式；粗/细混用方式。

5.3.1粗缆Ethernet（10Base-5

）方式（也称标准以太网）主要硬件设备：带有AUI接口Ethernet网卡；符合粗缆要求的外部收发器和收发器分接器；收发器电缆；中继器：用于扩展总线；粗同轴电缆，10BASE-550Ω阻抗；

50Ω的终接器（终端电阻、平衡电阻）等。

外部收发器：一端连接网卡，另一端连接收发器分接器。其作用：一是通过分接器从传输介质上接收数据，并送到网卡上；二是要执行CSMA/CD的冲突检测和冲突强化功能。收发器分接器：建立收发器与粗缆之间的物理连接和电气连接。连网结构如图示：AUI电缆15针AUI接口收发器分接器收发器粗同轴电缆网卡平衡电阻终接器粗缆图2.21粗缆与站点的连接平衡电阻终接器或称终端适配器单网段最大距离500m，每段最多可连100台工作站两网段最大距离1000m两节点（收发器）间最小距离为2.5m中继器收发器电缆长不超过50m10Base-5粗缆以太网进行总线拓展时，必须遵循：5-4-3原则：5：可连接五个单网段；4：使用四个中继器；3：只允许在三个网段上连接计算机。中继器单段500m单段500m仅用于扩展距离单段500m单段500m仅用于扩展距离单段500m10Base-5最大网络距离2500m

这种网可用中继器（repeater）来扩展总线长度。中继器作为物理层的连接设备，起到对同轴电缆中数字信号的接收、放大、整形与转发的作用。一般地中继器可分为三类：·两端口相同的介质中继器；·两端口不同介质中继器；·多端口多介质集中式中继器。标准Ethernet所用的中继器就是提供AUI接口的两端口相同介质的中继器；不使用中继器，粗缆最长小于或等于500米；如使用中继器，则最多允许4个，扩展到2.5公里。

·单段电缆最多能连入100个节点；·两个相邻收发器间距的最小距离为2.5米；·收发器电缆最长50米。5.3.2细缆Ethernet（10Base-2

）方式组成细缆网的主要硬件设备：带有BNC接口的Ethernet网卡；

BNC、T型头连接器；细同轴电缆φ0.2，50Ω，10BASE-2；

中继器用于扩展总线；

50Ω终端电阻（平衡电阻）等。T

型头BNC

接头网卡细缆终端适配器图

提供BNC接口的以太网卡

(2)BNC连接器：安装在每个细缆段的两端。BNC电缆连接器如图所示，左图为组合在一起的BNC连接器图示，而右图为各部分拆分后的图示。BNC连接器包括外套、尾管和触针三个部分。图BNC电缆连接器

(3)BNCT型连接器：细缆以太网上的每个节点通过T型连接器与网卡进行连接。T型连接器如图所示，其水平方向的两个插头用于连接两段细缆（用BNC连接器连接），与之垂直的插口与网络接口卡上的BNC接口相连。

(4)BNC终端匹配器：外观如图所示，阻抗为50Ω，安装在干线段的两端，用于防止电子信号的反射。干线段电缆两端的终端匹配器必须有一个且仅有一个接地。图BNCT型连接器

图BNC终端匹配器

(5)中继器：对于使用细缆的以太网，每个细缆干线段的长度要求不超过185m，可以用带有BNC接口的中继器(如图所示)连接两个干线段，以扩充主干电缆的长度。图

细缆中继器

2)细缆制作步骤 制作细缆的工具一般为细缆专用压线钳，如图所示，该工具同时具有压线、剥线、剪线功能。

(1)压线钳如下图所示图

细缆专用压线钳

(2)根据连接距离的要求，剪取一定长度的细缆(不少于0.5m)。用压线钳的剥线端剥去电缆外面的一层胶体保护层，长度与BNC连接器的长度相当，约2cm。注意在剥去保护层时不要使用其他工具，否则会切断与保护层相隔的金属网。

(3)用压线钳的剥线端剥去电缆的护套、屏蔽层和绝缘层，然后将连接器的尾管套在电缆上。如果芯线是多股的，剥去绝缘层后要将它顺向绞紧；如果有屏蔽铝箔，要撕去露出的铝箔。

图

连接器的组成部件图

剥好的细缆图

套上触针的电缆(5)将电缆的金属网状屏蔽层松开一些，参见上图，以使连接器能套进去。(4)将连接器的触针套在电缆的导线上，然后用压线钳的细孔夹住触针的底部，紧压。套上触针的电缆如图所示。

(6)如下图所示，将BNC连接器外壳套在细缆上，使连接器的连接体刚好套在透明绝缘层上，而不要把屏蔽层的金属网压住。将BNC连接器压紧，保证触针和BNC连接器前端平齐，否则可能会引发通信故障。然后轻轻地拉一拉电缆以确认触针就位准确。

图

将BNC连接器外壳套在细缆上图

制作完成的细缆(7)将屏蔽金属网均匀地压在BNC连接器的连接体上，再将尾管顶紧连接体，用压线钳的细缆口夹住尾管，用力压紧，细缆制作完成，如下图所示。

3)细缆与站点的连接 如下图所示，在加入站点的位置将细缆切断，并在每段细缆的两端按照上述步骤安装BNC连接器，然后用BNCT型连接器的水平接头连接切断的细缆，垂直接头连接计算机网卡的BNC接口。干线边沿的连接稍有区别，BNCT型连接器的水平接头一端连接切断的细缆，另一端连接终端匹配器，垂直接头依然连接计算机网卡的BNC接口。两个相邻的BNCT型连接器之间的最小间隔距离为0.5m。图

细缆与站点的连接

在细缆中：单段电缆长度不超过185米，可连30个站；最多可用4个中继器，5条，925米；每两个BNC与T型头之间距离应是0.5米的整数倍，且最小距离为0.5米。这种网的造价低，安装容易，但由于连有多个BNC和T型头，形成多连接点，故障高，较难诊断，可靠性受到影响，多用于小规模网络和实验室环境中。单网段最大距离185

m，每段最多可连30台工作站0.5m或0.5

m的整数倍两网段最大距离370m，最多可加4个中继器，连接5段总线，全长925

m注意：细缆网扩展时，同样必须遵循：“5–4-3”的原则。简单以太网（10BASE-2细缆网）联网的设计——10BASE-2联网

简单的低廉的10BASE-2网络10BASE-2的多种联网形式:

给办公室10BASE-2网络增加一台打印机通过增加服务器网卡增加一个网段通过安装中继器增加一个网段通过一台多端口中继器构造多个网段通过增加中继器，扩展网络的距离5.3.3粗/细缆混用Ethernet方式*除具有各自相应的硬件外，必须有“粗细缆转换连接器”；*粗、细缆长度有要求。如粗缆长度为L（米），细缆长度为t（米），则L、t之间的关系为：L+3.28t≤500米

优点：造价合理，粗缆用于室外，细缆用于室内；

缺点：结构复杂，维护困难。不加中继器情况下，总线长：L+3.28t≤500米

收发器电缆长不超过50m粗缆细缆5.4符合10BASE-T标准的Ethernet组网方法5.4.1双绞线Ethernet的基本硬件配置组建符合10BASE-T标准UTPEthernet时，基本的硬件设备为：带有RJ-45接口的Ethernet网卡；集线器HUB（物理上的星型，逻辑上的总线型）；

三类或五类非屏蔽双绞线；

RJ-45连接头等。（如图所示）LAN中用双绞线可分为一、二、三、四、五、六等多种类型。例如：三类线：带宽16MHZ，适用语音及10Mbps以下的数据传输。五类线：带宽100MHZ，适用于语音及100Mbps的高速数据传输，甚至可支持155Mbps的ATM传输。

【RJ-45插头与插槽】

RJ是RegisteredJack的缩写。在FCC(美国联邦通信委员会，FederalCommunicationsCommission)标准和规范中定义RJ是描述公用电信网络的接口，常用的有RJ-11和RJ-45两种。计算机网络中，RJ-45是标准8位模块化接口的俗称。在3类、4类、5类、超5类、6类布线中，采用的都是RJ型接口。

RJ-45插头是一种透明的塑料接插件，又称“水晶头”。其前端有8个凹槽。简称“8P”(Position，位置)；凹槽内的金属接点共有8个，简称“8C”(Contact，触点)。因此，业界对此有 “8P8C” 的别称。和RJ-45插头外观相似的有电话线的RJ-11插头，它有4个槽(Position)，有2个或4个金属接点(Contact)，因此在普通电器商店中常可看到标着“4P4C”或“4P2C”的插头。如图所示是RJ-45插头与RJ-11插头的外观比较。图RJ-45插头与RJ-11插头的外观比较

RJ-45插头的前端平行放置有带有“V”型刀口的8个铜片，如图所示。铜片的前端有一小部分穿出RJ-45塑料壳，形成和RJ-45插槽接触的金属脚。制作线缆时，导线会位于刀口的下方，当用工具压紧RJ-45插头时，刀口将刺破导线的绝缘层，与导线铜芯接触。图

带有“V”型刀口的铜片

带有铜片一面的相对面附有一个弹片，用于将RJ-45插头固定在RJ-45插槽内。当弹片朝下时，前端最左边的铜片就是第“1”引脚，然后往右依次为第“2”、“3”……直到第“8”引脚，如图所示。图

引脚排列

下图所示为网卡和网络连接设备上的RJ-45插槽。当将RJ-45插头插入插槽时，如果听到“喀哒”声，则表示插到位，这时RJ-45插头上的8个铜片与RJ-45插槽中对应的8个铜丝接触连接。图RJ-45插槽

表2.1EIA/TIA568A和EIA/TIA568B标准

【双绞线的制作与简单测试】1.线序双绞线的线序排列遵循北美的EIA/TIA568A和EIA/TIA568B两个标准，见下表。

双绞线的两种常用的连接方法是直通线和交叉线。

直通线也称正线，制作时，线缆两端的水晶头中的线序采用同一标准，如都采用EIA/TIA568A标准，或者都采用EIA/TIA568B标准，如图所示，通常采用EIA/TIA568B标准。直通线适用于交换机(或集线器)UPLINK口与交换机(或集线器)普通端口之间、交换机(或集线器)与路由器之间、交换机(或集线器)与网卡之间的连接。图

直通线

交叉线也称反线，制作时，线缆两端的水晶头中的线序采用不同标准，即一端是EIA/TIA568A标准，另一端是EIA/TIA568B标准，如图所示。交叉线适用于交换机(或集线器)普通端口与交换机(或集线器)普通端口之间、计算机网卡与计算机网卡之间的连接。另外，路由器与计算机直接连接也使用交叉线。图

交叉线双绞线在LAN中的连接方法连接网卡和HUB时：遵循（EIA/TIA568B或A标准）——不错线如五类线定义了四对八根线，但只用了其中的四根。要求：1、2脚成一对（1-1、2-2）3、6脚成一对（3-3、6-6）如图示级联HUB时：一端遵循EIA/TIA568B

标准，另一端遵循EIA/TIA568A

标准

要进行错线：1——32——63——16——2如图示不错线时，与网卡和HUB间的连法相同；如何得知不错线：说明书；端口处标为“UPLINK”MDI、OUTOFHUB；HUB指示灯亮否。网卡互连时：网卡间网线的连接方法与级联HUB时相同。EIA/TIA568B标准（连接网卡和HUB时）：

123456781234567812345678123456781、2一对3、6一对（HUB级联时用）EIA/TIA568B标准EIA/TIA568A标准2.双绞线的制作下面以常用的EIA/TIA568B标准为例介绍双绞线的制作方法，所采用的工具为专用的RJ-45压线钳，如图所示，该工具有切线、剥线和压线3种功能。图RJ-45压线钳如图所示，将4个线对从左到右按照橙、绿、蓝、棕的顺序排列，然后打开绕对。注意每对线打开时，花色线排纯色线的左边，8根线的顺序便为白橙、橙、白绿、绿、白蓝、蓝、白棕、棕(EIA/TIA568B)。图

撕剥线的使用图

色线的排列将蓝色线和绿色线互换位置，形成白橙、橙、白绿、蓝、白蓝、绿、白棕、棕的顺序，保证该顺序，调整8根线使之平整，剪齐导线头，如下图所示。图

剪齐导线头RJ-45水晶头弹片朝下，使棕线在最右边，将剪好的8根线插入水晶头直至底部。将水晶头放入压线钳的压槽中，如下图所示。注意压线钳一侧的金属压线齿(共8个)和另一侧的加固头要准确地与水晶头相对应，不能出现错位。然后，握住手柄压紧水晶头，此双绞线便制作完成了。图

将水晶头放入压线钳的压槽中3.双绞线连通性的测试常用的双绞线连通性测试工具有万用表、简易测试仪、电缆测试仪三种。1)万用表万用表是测试双绞线是否正常的基本工具，但它只能测量单个导线(一条芯线的两端)是否连通。因此，利用万用表仅能测得一端接头的第几只脚对应于另一端接头的第几只脚，但不能测出信号衰减情况。2)简易测试仪

如图所示，简易测试仪通常分为两部分：一部分为主测试器，另一部分为远程测试器。这两部分各有8个LED灯以及至少一个RJ-45插槽(有些同时具有BNC、AUI、RJ-11等测试功能)。简易测试仪对双绞线1～8线逐根(对)测试，通过8个LED灯，可以区分并判定哪一根(对)线错线、短路或开路。简易测试仪的部分功能也可以用万用表模拟，但简易测试仪操作更方便。图

简易测试仪简易测试仪的测试方法为：打开电源，将网线RJ-45插头分别插入主测试器和远程测试器，主测试器的指示灯从1至8逐个顺序闪亮，若接线正确，则远程测试器的指示灯也逐个顺序闪亮，即：若接线不正常，则简易测试仪指示灯按下述情况显示：

(1)有一根网线如3号线开路，则主测试器和远程测试器的3号灯都不亮。

(2)有几条线不通，则几条线对应的指示灯都不亮；当网线少于两根线连通时，所有灯都不亮。

(3)两头网线乱序，例如2、4线乱序，则显示如下：

(4)网线有两根短路时，则主测试器显示灯不亮，而远程测试器短路的两根线所对应的灯都微亮；若有三根以上(含三根)短路，则所有短路的线所对应的灯都不亮。

3)电缆测试仪

电缆测试仪除了可检测导线的连通状况外，还可以测得信号的衰减率，并直接以图形的方式显示双绞线两端的接脚对应状况等，但价格较高。 如图所示，将双绞线的两端分别插入多功能电缆测试仪的RJ-45插槽中，按下电源开关，选择“自动测试”模式，多功能电缆测试仪会自动感应电缆的连接状况，并显示出电缆长度以及端到端的连接情况。图

电缆测试仪AUI

级联接口

BNC级联接口

RJ-45级联接口双绞线长小于等于100mRJ-45插座RJ-45接口双绞线以太网集线器单间办公室的10BASE-T网络范围较小的单楼层星型网络模型范围较大的单楼层星型网络模型简单的多层楼星型网络模型复杂的多层楼星型网络模型跨楼宇的星型网络模型5.4.2使用双绞线的Ethernet结构一般可以分为三种：单一集线器结构多集线器级联结构可叠加式集线器结构1、单一集线器结构·所有节点通过UTP双绞线与集线器（HUB）连接;·节点——HUB的距离≤100米；·适用于小型工作组规模的LAN；·一般支持8—24个RJ45端口和一个BNC、AUI或光纤连接端口。2、多集线器级联结构当连网的节点数超过单一集线器的端口时，通常采用此结构。有两种级联方式：·通过双绞线实现HUB间的级联；·通过同轴电缆或光纤实现HUB间的级联。①通过双绞线级联HUB的Ethernet网

双绞线的长度≤100米

集线器、交换机向上级联RJ-45端口≤100米

(1)使用级联端口实现级联集线器上标明“Uplink”的端口即是级联端口，如图所示。将一个集线器的级联端口与另一个集线器的任意普通端口连接，之间使用直通双绞线，如图所示。图

集线器的级联端口图

使用级联端口实现级联交换机(HUB)UPLINK口与交换机(HUB)普通端口之间；交换机(或集线器)与路由器之间；交换机(或集线器)与网卡之间的连接 有些集线器并不单独提供级联端口，而使用一个普通端口兼作级联端口，并通过一个开关来切换该端口的端口类型。

(2)使用普通端口实现级联。有的集线器并没有提供专用级联端口，这时还可以通过集线器的普通端口进行级联，即一个集线器的任意普通端口之间使用交叉线（错线）连接，如图所示。图

使用普通端口实现级联交换机(HUB)普通端口与普通端口之间；计算机网卡与计算机网卡之间；路由器与计算机直接连接也使用交叉线。 无论采用哪一种方式级联，中间的双绞线连接段的距离不能超过100m。由于集线器是共享设备，因而不建议采用集线器间的级联；即使级联，一般最多是两层，否则网络速度会呈倍差级数减慢。鉴于此，实际应用中多选择集线器与交换机级联。

②用同轴电缆或光纤级联HUB的Ethernet网

AUI——用粗缆作为级联介质≤500米；

BNC——用细缆作为级联的介质≤185米；光纤接口——用光纤作为级联介质。如用粗缆级联两个HUB，则两站间的最大距离为700M左右。500m向上级联AUI接口粗缆≤100米10Base-T10Base-T收发器≤50米图

采用细缆级连的两个集线器185m向上级联BNC接口细缆≤100米10Base-T10Base-T采用细缆级连的两个集线器T型头3、可叠加（堆叠）或HUB的

Ethernet（StackableHUB）

适用于中、小型企业网环境；由一个基础HUB与多个扩展集线器构成，可以增加节点数；当需要连接的节点较多而又不能通过级联方式解决时，用此方法；要求必须是可叠加（堆叠）的集线器，即带有叠加端口（非RJ-45口）；一个堆叠中，一般可叠加4-10个集线器，提供上百个端口；所有被叠加的集线器，逻辑上只相当于单个集线器；一般只能是同一厂家的集线器方可进行叠加。集线器正面集线器背面 与级联不同，堆叠不是通过集线器的某个端口与其他集线器相连，而是通过集线器背板上的专用堆叠端口连接起来的，该端口只有堆叠式集线器才具备。堆叠端口之间的连接线也是专用的。堆叠连接线长度很短，一般不超过1m，因此与级联相比，堆叠方式受距离限制很大。但堆叠线缆能够在集线器之间建立一条较宽的宽带链路，再加上堆叠单元具有可管理性，这使得堆叠方式在性能方面远比级联方式好。

【交换机的级联与堆叠】

1．交换机的级联

交换机之间的级联不受品牌和型号的制约，任何交换机都可以通过级联的方式连接在一起，因此，级联通常是解决不同品牌交换机连接的有效手段。另外，在实际应用当中，交换机和集线器之间的级联也很常见，这与多个集线器级联相比，带来的直接好处就是使连接到其上的网段相互隔离，每个网段是独立的冲突域，从而每个网段享有独立的带宽，而如果用集线器相互连接，则会使冲突域扩大，从而使网络的性能下降。因此，实际应用中较少使用集线器之间的级联，而更多采用集线器与交换机之间的级联，或者用交换机完全替代集线器。集线器之间的级联方法同样适用于集线器与交换机之间、交换机与交换机之间的级联。

1)使用级联端口级联 多数品牌的交换机都提供了专用级联端口(Uplink端口)，还有一些交换机提供有一个两用端口，并在该端口旁设置一个开关来切换该端口的端口类型(普通端口/级联端口)。使用级联端口级联交换机的方法与集线器的级联相同。 如下图所示，可以将多个交换机的Uplink端口与另一台交换机的普通端口连接，但在集线器的级联中最好不采用这样的连接方式，因为级联的集线器越多，共享原有带宽的用户数目就越多，网络的整体性能能就会下降。图

利用直通线通过Uplink端口级联交换机

2)使用普通端口级联 对于没有提供级联端口的交换机，将两台交换机的普通端口通过交叉线（错线）连接在一起即可，如下图所示。同样，也可以将多个交换机级联起来，但在集线器的级联中应尽量避免这种连接方法。图

利用交叉线通过普通端口级联交换机 值得一提的是，一些智能化程度更高的交换机产品的所有或部分普通端口具有自校准功能，即可以自动区分网线类型(直通线/交叉线)，这使得交换机的级联以及交换机与其他网络设备的连接更加简单、方便。

2．交换机堆叠 与级联不同，堆叠需要专用的堆叠模块和堆叠线缆，它们可能随机附带，也可能需要单独购买。具有堆叠模块(其上带有堆叠端口)的交换机之间可以通过专用的堆叠线缆连接起来，在有限的空间内提供尽可能多的端口。堆叠后的所有交换机构成一个统一的逻辑单元，相当于一个具有高密度端口的交换机。 例如，两个24端口的交换机堆叠起來的效果就等同于一个48端口的交换机，并且对堆叠单元中所有的交换机进行统一管理，从而大大减少了管理的强度和难度，极大地节约了管理成本。另外，堆叠端口的带宽通常是交换机普通端口速率的几十倍。例如，一个100Mb/s的交换机，堆叠后两台交换机之间的带宽可以达到千兆。因此，与级联相比，堆叠意味着系统带宽的加宽。 一般来说，不同品牌、不同型号的交换机可以互相级联。而堆叠则不同，只能将支持堆叠的同类型交换机(至少应该是同一品牌的交换机)进行堆叠。因此，如果准备使用堆叠的方式扩充端口，就必须事先做好购置计划。 不同品牌的交换机支持堆叠的层数有所不同，堆叠的层数应参考可堆叠交换机的性能指标说明，其中有一个参数“最大可堆叠数”，它是指一个堆叠单元中所能堆叠的最大交换机数，代表一个堆叠单元中所能提供的最大端口密度。当然，并不是所有的交换机都支持堆叠，这取决于交换机的品牌和型号。 在可堆叠交换机的背板堆叠模块上通常提供两个端口：一个标注为“UP”一个标注为“DOWN”一般的连接方法是：将随交换机产品附带的专用堆叠线缆的一端插入上面一台交换机堆叠模块的“DOWN”端口，另一端插入下面一台交换机堆叠模块的“UP”端口。重复这一步骤，从最下面一台交换机的“DOWN”端口到最上面一台交换机的“UP”端口形成一个简单的链。如下图所示是四个交换机的堆叠。 多个交换机的堆叠也可采用以下方法：如图所示，最下面的交换机提供一个多口堆叠母模块和一个单口堆叠子模块，其他交换机只提供单口堆叠子模块，用专用堆叠线缆将所有子模块与母模块连接起来，构成堆叠单元。图

使用堆叠端口进行堆叠的方法一图

使用堆叠端口进行堆叠的方法二

3．借助光纤端口级联或堆叠

吉比特(即千兆位)接口转换器(GigabitInterfaceConverter，GBIC)是插入到GBIC插槽中的输入/输出设备，支持热插拔。在提供吉比特以太网模块(如图所示)的交换机上可以找到GBIC插槽(一般标注为“Gigabit”)，如图所示。通过GBIC插槽可实现与服务器或高速主干网络的连接，也可用于交换机间的级联和堆叠。使用光纤端口级联，可以突破双绞线级联距离最大100m的限制，而且在级联设备间提供吉比特级的高带宽。使用光纤端口堆叠，不仅能提供和堆叠端口一样或更高的带宽，而且堆叠线缆连接距离可以根据需求灵活调节。图

吉比特以太网模块图

带有GBIC插槽的交换机 光纤GBIC是用于以太网和光纤系统间的接口设备，它是一个发送/接收器，负责在发送时将电信号转变为光信号，接收时将光信号转变为电信号。光纤GBIC外观如图a所示。将光纤GBIC插入交换机的GBIC插槽中，每个光纤GBIC提供两个端口：一个发送端口，一个接收端口。如果是两个交换机连接，则连接时需要两根光纤跳线(光纤跳线外观如图b所示)将一个交换机的发送、接收端口分别与另一个交换机的接收、发送端口连接，如图c所示。图a光纤GBIC

图b光纤跳线图c使用光纤连接的两个交换机

发送端口接收端口图d使用光纤端口的多交换机堆叠发送端口接收端口接收端口发送端口如果是多个交换机堆叠，可依次将上面交换机的发送端口与下面交换机的接收端口连接，最后将最下面一台交换机的发送端口和最上面一台交换机的接收端口连接，如图d所示。但是，由于这样的级联和堆叠要占用光纤GBIC，而光纤GBIC的价格较高，光纤连接的操作难度也相对较大，因而光纤多被用于核心交换机和骨干交换机之间的连接。

5.5符合100BASE-T标准的Ethernet（快速以太网——FastEthernet）组网方法方法与10BASE-T相似，设置有所不同。

100BASE-TX卡多用于主干网；·100BASE-T网卡 100BASE-T4卡 只支持R-45标准。 100BASE-FX卡其中： 一类STP100BASE-TX ≤100米 五类UTP100BASE-T4：使用三类UTP≤100100BASE-FX：多模光纤≤450米5.6千兆位以太网（GigabitEthernet）的组网方法

千兆位以太网的组网方法与普通以太网的组网方法有所区别。其物理层标准通常有：

1000BASE-SX：用波长为850nm的多模光纤，光纤长度300-550米；1000BASE-LX：用波长为1300nm的单模光纤，光纤长度为3000米；1000BASE-CX：使用屏蔽STP，长度25米；

1000BASE-T：使用五类非屏蔽UTP，长度100米。

千兆位以太网中通常采用交换机作为连接设备。在GigabitEthernet的组网方法中，如何合理地分配网络带宽至关重要。一般可根据网络的规模与布局来选择合适的两级或三级网络结构。

通常情况下，设计千兆位以太网时应注意以下几个问题：

1）网络主干部分需要使用性能良好的千兆位以太网主干交换机。其主要目的是解决：应用中网络带宽的瓶颈问题。2）网络支干部分可考虑使用性能较低一些的千兆位以太网支干交换机，以满足实际应用对网络带宽的需要。

3）在楼层或部门一级，根据需要可选择100Mbps的线路集中器或以太网交换机。4）在用户端，使用10Mb/s或100Mb/s的以太网卡，将工作站连接到具有100Mbps传输速率的集线器或以太网交换机上。

GigabitEthernet以太网的典型网络结构示意图：GigabitEthernet以太网的典型网络结构示意图工作站（10/100Mbps网卡）文件服务器/应用服务器（10/100Mbps网卡）1000Mbps线路100Mbps集线器/交换机千兆位支干交换机千兆位高性能主干交换机100Mbps线路【以太网的组网实例】

连网要求：某学院实验室有12台计算机和1台打印机，现要求将其互连成一局域网，以实现相互间的资源共享。以太网：传输速率高；布线施工简单；应用非常广泛；富有代表性。【组网步骤】：组网技术的选择网络拓扑结构的确定需采购的组网材料和设备结构化布线操作系统的选择与安装网卡驱动程序的安装与配置：IP地址的设置与分配用Ping命令测试网络的连通性设置打印机和文件共享【组网过程】：

（1）组网技术的选择：考虑到：以太网数据传输率高及可能接入校园网的潜在需要高校校园网的骨干网基本上都是千兆位以太网，有的甚至为万兆位共享式以太网和快速以太网大都已淘汰站点间距离较近、相对集中信息流量和数据负载适中等因素

决定：采用100M的交换式以太网。（2）网络拓扑结构的确定：考虑到：当网络中有一台计算机连接故障时，其它计算机还可以正常工作有12台计算机和1台打印机对交换端口数的要求将来可能增加的计算机的数量等因素

决定：采用星型拓扑结构，及具有16口的10/100M自适应交换机星型拓扑结构每根连线小于等于100米（3）需采购的组网材料和设备：具有16端口的10/100M自适应交换机不超过1200米的超五类非屏蔽双绞线不少于16对的水晶头（RJ45头），也可购买已连接并测试好的多于12根的双绞线接线钳及相应的布线材料等（4）结构化布线：网络环境虽小，也必须进行综合布线：科学合理布线连通所有的计算机、交换机、打印机等网络设备计算机和交换机之间连接：采用EIA/TIA568B标准，直通线连接布线时，在计算机和网线两端打上标志，以免造成连接混乱（5）操作系统的选择与安装：目前，Windows2000、WindowsME、WindowsXP、Windows2003、Unix和Linux都可以被选择作为操作系统，考虑到大多数计算机用户一般都使用我们所熟悉的WindowsXP。因此，该网络的操作系统就选择WindowsXP。然后，按规定步骤安装操作系统。（6）网卡驱动程序的安装与配置：

网卡驱动的主要功能是实现网络操作系统上程序与网卡的接口，它会因操作系统和网卡的不同而不同，我们所选用的WindowsXP操作系统，也有属于自己的网卡驱动程序相对应。由于WindowsXP中网卡支持即插即用这一功能，因此WindowsXP会自动安装该网卡的驱动程序。有些操作系统不支持即插即用这一功能，因此需要手动来驱动网卡。

方法：在桌面“我的电脑”中右击鼠标，弹出的菜单中选择“属性”命令，在“系统属性”对话框中打开“设备管理器”，如下图所示。“网络适配器”前面的“+”表示网卡已正确安装。如标识前面有个感叹号，表明安装有问题，可查看驱动程序安装是否出现问题，或者把有感叹号标识的设备删除后重新安装。

设备管理器（7）IP地址的设置与分配：在WindowsXP中，安装好网卡驱动程序后，TCP/IP协议模块就被默认安装好。为了实现计算机之间相互的数据传输，必须对进行IP地址的设置与分配，如果只是在内部进行通信，一般可以采用私有的C类保护地址；如果是要连接到Internet上，就要从电信运营商申请共有IP地址。可根据实际情况而定的。本例中，采用私有地址，网段为192.168.0.0/24。现为12台计算机分配12个IP地址，即从192.168.0.1—192.168.0.12，子网掩码为255.255.255.0。规划如下表：计算机编号IP地址子网掩码备注01192.168.0.1255.255.255.002192.168.0.2255.255.255.003192.168.0.3255.255.255.004192.168.0.4255.255.255.005192.168.0.5255.255.255.006192.168.0.6255.255.255.007192.168.0.7255.255.255.008192.168.0.8255.255.255.009192.168.0.9255.255.255.010192.168.0.10255.255.255.011192.168.0.11255.255.255.012192.168.0.12255.255.255.0IP地址分配表IP地址的设置要经过哪些步骤：在“网上邻居”中选择“本地连接”，右击后选择“属性”，弹出如下图的对话框。“本地连接属性”对话框双击“Internet协议（TCP/IP）”选项，弹出如下图的对话框。选中“使用下面的IP地址”，对IP地址、子网掩码进行输入设置，从第一台电脑开始，依次在IP地址栏中分别输入192.168.0.1—192.168.0.12的IP地址。设置完成后选择“确定”保存设置。完成IP地址设置。配置IP地址和子网掩码（8）用Ping命令测试网络的连通性：测试组建的网络是否连通，可采用常用的PING命令。

Ping命令通过发送数据包给对方主机来测试网络的连通性，对方主机若将数据包返回，则说明数据连通。

方法：单击“开始”按钮，选择“运行”命令。在弹出的文本框中输入“Ping”+“对方主机IP地址”，如：“Ping192.168.0.11”，即可以实现。如果测试成功，弹出的黑色小屏幕中会显示测试包发出到收回测试包所用的时间（该时间通常不会超过10ms）。如果网络没有连通，那么键入Ping命令后，黑色小屏幕中会显示超时的提示，这时就要重新检查网络的硬件和软件的配置连接方面是否出现了问题。（9）设置打印机和文件共享：网络硬件和软件安装配置完成以后，就可以实现WindowsXP中文件共享，也可以通过网络共享打印机设备。共享资源是LAN最基本的功能。通过用户共享文件夹，可以节约网络存储资源，对于数据的更新也有意义。

方法：选择想要共享的文件夹，然后右击该文件夹，在快捷菜单里选择“共享”命令，在弹出的属性对话框中选“共享为”标签，在“共享名”一栏中输入想共享的文件夹名称，还可以根据对话框中现有的提示来设定共享方式为只读式共享或完全式共享。其它主机想访问此文件夹，也十分的方便。只要在其桌面的“网上邻居”中，就可以浏览到共享文件夹，此外，用户还可以根据自己的权限或需求，对相关的文件进行修改或删除。5．6LAN结构化布线技术为什么要采用结构化布线技术?1）计算机网络技术自身发展的需要；

2）结构换布线技术对拓展计算机网络的应用范围有重要作用；3）将近75%的局域网故障由网络传输介质引起；4）结构换布线技术是保证网络可靠性的重要途径；

5）10BASE-T物理层标准的出现使结构换布线技术成为可能；

6）结构换布线技术能为用户带来许多便利条件；7）结构换布线技术使网络地理空间环境规范整洁等。什么是结构化布线技术？5．6．1基本概念

结构化布线系统：先按建筑物的结构，将建筑物中可能放置设备的地方预先布线，然后再根据实际所连设备的情况，通过调整内部的跳线装置，将所有的设备连接起来的布线系统。

这种布线系统是在一座大楼内或楼群内按照一定的规则用一套标准的组网器件来实现网络布线的系统。

这些器件包括：·各类传输介质；·各类成端设备或端子设备；·连接器；·适配器；·各类插头、插座及跳线;·光电转换与多路复用器等电器设备；·电气保护设备；·各类安装工具等。

传统布线：哪里需要设备，就在哪里布线；

结构化布线：按建筑物结构和今后可能的用途，预先布线。结构化布线的标准标准：1、EIA/TIA568A2、ISO/IEC11801其中：商业大楼电信路径和空间标准EIA/TIA569；

住宅和小型商业电信连线标准EIA/TIA570；

商业大楼电信基础结构管理标准EIA/TIA606;

商业大楼通信接地和屏蔽接地要求EIA/TIA607等。智能大楼：结构化布线技术应用的产物。（1984年美国产生了第一座）。智能大楼：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。也就是说，一个智能大楼中可能包括有：·办公自动化系统；（终端、微机、声像装置等）·通信自动化系统；（电话、传真为主的通信网）·楼宇自动化系统；出入管理、身份卡识别系统、防盗、安全传输系统、防火、监控等）·计算机网络（核心系统）。应有一个高速的主干网系统，用以实现各种设置的连接和各楼LAN的互连与管理。在建设大楼时就要考虑到这些问题，象供电系统一样作为前期建设的一部分，一旦建成就固定下来了，不再改动，同时应留有一定的余地作为扩展用。5．6．2结构化布线系统的应用环境有三种应用环境：

·建筑物综合布线系统；

·智能大楼布线系统；

·工业布线系统。1、建筑物综合布线系统通过布线系统将建筑物内部各种设备与网络系统（如语音、数据通信设备、交换设备、传真设备和LAN系统）连接在一起。应用范围：商务环境：银行、股票、饭店、零售商店；办公室环境：公司、律师事务所、商务中心；建筑群环境：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、交通运输中心等。一般采用光纤与UTP混合的连接方式。根据建筑物的结构、对传输速度的要求及节点数量确定采用适当的传输介质和结构。

原则：主张用开放式、模块化的结构：故障易于诊断和隔离；减少布线成本；提高工作效率。2、智能大楼布线系统将布线作为建设智能大厦建设工程的一部分。原则：·尽可能考虑到今后的用途；·尽可能减少维护费用，降低成本；·尽可能使将来使用时不做或只做很小的变化；·尽可能使布线系统便于扩充和更新。3、工业布线系统（尽可能用光纤布线）专门为工业部门设计的布线标准。结合实际，实施布线。原则：·采用光纤，增强抗干扰能力；·网络设备和机构的变化对布线的影响最小；·尽量将声音、数据、视频及网络有机地组合在一起；·要便于实施故障诊断与系统维护。5．6．3结构化布线系统的组成与安装一个完整的结构化布线系统应包括以下六个部分：

户外系统；垂直竖井系统；平面楼层系统；（水平支线子系统）用户端子区（工作区子系统）；机房子系统；布线配线系统（管理子系统）六个部分相互配合，形成结构灵活，适合多种传介和信息传输的结构化布线系统。(如图示)同轴电缆链路双绞线链路光纤链路楼层一楼层X楼层Y楼层Z楼层W用户端子区水平布线系统水平布线系统平面楼层布线水平布线系统机房子系统布线配线系统垂直竖井系统主干线楼层竖井布线配线系统户外系统EIA/TIA568A标准建议：水平子系统中尽量5类非屏蔽双绞线1、户外系统用于连接楼群间的通信设备。目的是将楼内外系统连为一体，是楼外信息进入楼内的信息通道。必须有电气保护装置（如防雷电）；配有导线管（防电）；户外进入户内要经过一次转接（传输介质的规格不一样，便于故障查找。）转接处留有一间小房子或一面墙（或安装类似控电柜的地方）在墙面上要安装：跳接线系统、分线系统、电气保护装置、专用传输设备（多路复用器、光端机等。）

户外进入楼内时的典型处理方法有两种：

通过地下管道进入大楼；架空方式进入大楼（专用的电缆架）。2、垂直竖井系统·一般是垂直安装的，用于将所有的平面系统连接在一起，是布线系统的骨干部分；·可安装在专用的通信竖井中，也可安装在通风管道中；·由于自重的原因，每一层都要加固；（一般固定在竖井的钢铁支架上）

·垂直竖井的位置一般应避开强干扰源（如电梯操作间、动力电系统等）；·每一层应预留有竖井与连接个水平子系统用的房间；·优先考虑光纤。3、平面布线系统布线原则：结合实际，因地制宜，科学布线。

一般有两种：

暗管预埋，墙面引线：类似市电、电话安装，线路预埋墙内，墙面引出端子。

地下管槽，地面引线：适合木地板、地毯的环境。（大理石、地砖两侧不宜。）

4、用户端子区

连接用户设备与布线系统的中间设备。如双绞线的RJ-45插座LAN，RJ-11插座的电话机、传输机。一般可放置在墙上、办公桌上、地毯上。

但要避免放在人们经常走动的地方或有电、水的地方。

5、机房子系统

机房子系统内一般都有大量的通信线缆，又是户外、户内系统的交汇处。因此要结合考虑以下因素。·稳定的配电系统（如UPS）；

·设备的安全因素（接地、散热）；·机房因素（要考虑到垂直、平面、户外系统连接的难易程度，尽量避开强干扰源，如发电机、电梯内、中央空调主机处等，相对衡定的温度和湿度。有一定架空高度的防静电地板和