局域网组网技术

第五章

局域网组网技术局域网设备网卡结构功能分类网卡性能改进局域网组网方法利用同轴电缆组网（自学）利用双绞线组网快速以太网组网千兆位以太网组网结构化布线技术结构化布线概念组网器件结构化布线系统的应用环境结构化布线系统的优点结构化布线系统的组成和安装优点组成类型安装交换机交换机防火墙防火墙主机主机WEB

服务器WEB

服务器路由器服务器服务器交换机集线器数据库企业内部网外部访问子网互联网5.1局域网设备OSI和TCP/IP体系结构中网络设备的位置层地址类型设备传输层及上层端口网关，协议转换器、交换机(4L）网络层IP地址路由器、交换机(3L）数据链路层MAC地址网桥、交换机（2L）、网卡物理层无中继器、集线器、网卡集线器(中继器)的概念结构应用层传输层互连层数据链路层物理层应用层传输层互连层数据链路层物理层物理层（中继器）集线器主机2主机1网段1网段2网桥（交换机）的概念结构应用层传输层互连层数据链路层物理层应用层传输层互连层数据链路层物理层物理层网桥（交换机）主机2主机1网段1网段2数据链路层物理层802.3物理标准和MAC、LLC802.2LLC802.3CSMA/CD10BASE-5（粗缆）10BASE-2（细缆）10BASE-T（UTP）10BASE-FP10BASE-FB10BASE-FL,,1000BASE-CX（UTP）1000BASE-SX（光纤）1000BASE-T（STP）1000BASE-LX（光纤）100BASE-TX（UTP）100BASE-T4（UTP）100BASE-FX（光纤）网卡集线器或交换机STP或UTP光纤5.2网卡:networkinterfacecard，NIC

连接主机和网络的设备----既与计算机相连，又与传输

介质相连每台主机至少需要一块网卡每个网卡需要至少一个网络接口依赖主机计算机通过（网卡）适配器和局域网进行通信硬件地址至局域网适配器（网卡）串行通信CPU和存储器生成发送的数据处理收到的数据把帧发送到局域网从局域网接收帧计算机IP地址并行通信LAN管理部分微处理器发送控制部分接收控制部分曼切斯特编码器曼切斯特译码器发送器接收器载波监听5.2.1网卡结构5.2.2网卡功能

数据缓存：匹配网络数据传输率和主机的处理速度

封装和拆封：加上

→通过帧传输→去除控制字段

介质访问控制：CSMA/CD

串/并转换：将主机中的并行数据转换成连续位串，反之亦然

数据编码和解码：将数据转换成适宜在物理传输介质上进行传输的信号，反之亦然

数据发送/接收5.2.3网卡分类:

计算机:以太网卡和PCMCIA网卡数据传输率:10Mbps、100Mbps、10/100Mbps自适应和1000Mbps网卡等物理传输介质:

双绞线、粗缆、细缆、光纤网卡计算机总线类型:16位（如：ISA）

、32位（如：PCI）、PCMCIA（16位或32位）局域网类型:

以太网、令牌环网、FDDI、ATM网卡等其它：抗病毒、远程唤醒、链路聚合等

个人计算机存储卡国际协会PersonalComputerMemoryCardInternationalAssociation并行处理：同时发送/接收和处理数据全双工：需要集线器或交换机，使用UTP和光纤突发传输方式：每次传输多个帧，要求线路误码率要低智能网卡:NIC做更多的数据传输任务IEEE802.1p：数据分组优先,需要操作系统支持提高与主机间的数据传输率

5.2.4改进网卡性能的技术:5.3局域网组网方法粗缆集线器或交换机具有AUI接口的以太网卡外部收发器收发器电缆粗同轴电缆粗缆中继器细缆集线器或交换机具有BNC接口的以太网卡BNCT细同轴电缆细缆中继器粗缆+细缆5.3.1利用同轴电缆组网BNCT型接头BNC网卡AUI接口BNC连接器：BNC电缆连接器必须连接到每段电缆的两端。BNC电缆连接器由一根中心针、一个外套和卡座组成。终端匹配器：每个粗同轴电缆网段都必须用50Ω系列终端匹配器连接，每个网段还必须有一个终端匹配器。Thick粗以太网（10BASE5）粗同轴电缆,可靠性高，抗干扰收发器:发送/接收,冲突检测总线型

粗缆收发器AUI电缆网卡刺穿式搭接器最大段长度500m每段最多站点数100≥2.5m网络最大跨度2.5km

网络最多5个段

终端匹配器细缆BNC接头NIC细同轴电缆,可靠性差一些没有外部收发器低成本总线型每段最大长度185m每段最多站点数30≥0.5m网络最大跨度

925m网络最多5个段

终端匹配器

细以太网（10BASE2）5.3.2利用双绞线组网硬件:

拥有RJ-45接口的以太网卡

集线器或以太网交换机

UTP3或UTP5

RJ-45

双绞线组网的工作原理示意图5.3.3快速以太网组网硬件:

100Mbps集线器或以太网交换机10Mbps集线器10Mbps、100Mbps或10/100Mbps以太网卡

双绞线或光纤100BASE系列网卡：100BASE-TX网卡（UTP5，100米）100BASE-T4网卡（UTP3，100米）

100BASE-FX网卡（多模光纤，450米）5.3.4千兆位以太网组网硬件：1000Mbps以太交换机1000Mbps以太网卡100Mbps以太网交换机或集线器10Mbps、100Mbps或10/100Mbps以太网卡双绞线或光纤1000BASE系列网卡：1000BASE-TX（UTP5，100米）1000BASE-LX（单模光纤，3000米）1000BASE-SX（多模光纤，550米）典型的千兆位以太网:

5.4局域网结构化布线技术5.4.1结构化布线概念

结构化布线系统是使用一套标准的组网器件，按标准的连接方法实现的网络布线系统组网器件：各类传输介质各类介质的端接设备连接器适配器各类插座、插头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。各种交换设备所有电缆和配件5.4.2结构化布线系统的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5.4.3结构化布线系统的优点清晰的系统结构,易于管理和维护标准化和先进性适应各种不同需要节省成本改进系统可靠性易于进行系统整合。先进性：双绞线和光纤混合布线最新的通讯标准,八芯双绞线UTP5:100MHz,UTP6:200MHz对特别用户可光纤到桌面声音:铜缆,数据:光纤传统布线综合布线方案设计各个系统独立进行设计，在线路上存在着过多的牵制，需要多次进行图纸汇总才能得到一个妥协的方案，设计周期长。各个系统综合考虑，设计思路简洁，并可以根据用户的需要方便灵活地变更设计方案，节省大量时间传输介质不同的系统采用不同的传输介质：1.电话系统采用专用的电话线2.电脑系统采用同轴电缆3.电话线，电脑线不能互用采用统一的传输介质：1.全部采用双绞线传输2.电话线、电脑线可以互用灵活性及开放性1.各个系统相互独立，互不兼容，造成用户极大的不方便2.设备的改变或移动都会导致整个布线系统的变化3.难于维护和管理，用户无法改变布线系统来适应自己的要求1.用户可以灵活地管理大楼内各个系统2.设备改变、移动后，只需方便地变更跳线即可3.大大减少了维护人员和管理人员的数量扩展性1.计算机和通讯技术的飞速发展，使现在的布线难以满足以后的需求2.很难扩展，需要重新施工，造成时间、材料、资金及人员上的浪费1.在15-20年内充分适应计算机及通讯技术的发展，为办公自动化打下了坚实的线路基础2.在设计时已经为用户预留了充分的扩展余地，保护了用户的前期投资施工各个系统独立施工，施工周期长，造成人员、材料及时间上的浪费各个系统统一施工，周期短，节省大量时间及人力、物力5.4.4结构化布线系统组成与安装用户端子系统（工作区子系统)平面楼层系统(水平支干线子系统)

垂直树井子系统（垂直干线子系统）布线配线子系统（配线架子系统或管理子系统）机房子系统（设备间子系统)户外子系统(建筑群子系统)1、组成基本型增强型综合型2、类型基本型利用双绞线组网每个用户端有1个信息插座用户端设备电缆：1条8芯双绞线用户端主干电缆:至少2对双绞线采用夹接式交接硬件夹接式交接硬件：夹接、绕接固定连接的交接。接插式交接硬件：用插头、插座连接的交接。

特点:声音和数据,价格竞争性，易于管理

增强型利用双绞线组网每个用户端有两个或多个信息插座用户端设备电缆:2根8芯双绞线用户端主干电缆:至少3对双绞线

采用夹接式或插接式交接硬件；

特点:声音和数据,价格的竞争性，易于管理，效率高

综合型在基本型和增强型结构化布线的基础上增设光缆系统：双绞线和光纤混合布线声音,数据,TV3、安装用户端子系统平面楼层系统

垂直树井子系统布线配线子系统机房子系统户外子系统A.用户端子系统（工作区子系统)用户端:设置应用系统终端设备的地方用户端子系统将通讯插座和声音或数据终端连接在一起由线路和适配器组成每个工作区:5～10m2,至少有一台电话或计算机每个插座可以支持电话、数据终端、计算机、TV、监视器信息插座的类型3类信息模块16Mbit／s超5类信息模块1000Mbit／s6类信息模块1000Mbit／s光纤插座模块≥1000Mbit／s声音、数据、视频（1）根据楼层平面计算每层楼的布线面积（2）确定信息插座安装位置。（3）根据设计等级，估算信息插座数量。基本型：每10m2一个信息插座增强型或综合型：每10m2两个信息插座（4）信息模块的需求量一般为：m=n+n×3％

n：表示信息点的总量信息插座的安装放在插座盒里插座盒可以安装在墙面上或镶嵌在墙上（离地面的高度宜为300mm）安装在活动地坂上(防水+抗压)安装在办公桌面上直接安装在组合式办公家具上装在导线柱上（若电缆从吊顶下来）。跳接软线:(1)、一条链路需要二条跳线，一条从配线架跳接到交换设备，一条从信息插座连到计算机(2)、用户端连接信息插座和计算机间的跳接软线应小于5m（3）、跳接软线可订购也可现场压接（4）、现场压接跳线RJ45所需的数量：

m=n×4+n×4×15％

m：表示RJ45的总需求量

n：表示信息点的总量

n×4×15％：表示留有的富余量。B.平面楼层系统(水平支干线子系统)1、设计原则1）根据工程提出的近期和远期的终端设备要求2）每层需要安装的信息插座的数量及其位置3）终端将来可能产生移动、修改和重新安排的预测情况4）一次性建设或分期建设的方案2、设计内容

1）布线路由设计

2）管槽设计

3）电缆类型、布线长度设计

4）管槽、线缆、其它布线材料预算.3、强电与弱电电缆技术要求

1）屏蔽的电源电缆与电信电缆并线时不需要分隔。

2）可以用电源管道（金属或非金属）来分隔通信电缆与电源电缆。

3）对非屏蔽的电源电缆，最小距离为10cm。

4）在工作区的信息插座，电信电缆与电源电缆的距离最小应为6cm。4、网络拓扑结构星型结构：楼层配线架FD为主结点，各工作区信息插座为分结点，二者之间采用独立的线路相互连接，形成以FD为中心向工作区信息点辐射的星型网络

通常用双绞线敷设水平布线系统，最大长度为90m

工程造价低，维护方便，保障通信质量。当布线超过线缆有效距离时,需要增加转接点，最多转接一次≦90m≦5m≦5m通信通道总长度不超过100m线缆长度≥15米5、电缆用量估算

1）确定布线方法和走向

2）确立每个楼层配线间或二级交接间所要服务的区域

3）确认离楼层配线间距离最远的信息插座位置

4）确认离楼层配线间距离最近的信息插座位置。

每个楼层用线量（m）的计算公式如下：

C＝［0．55（L＋S）＋6］×n

式中C：每个楼层的用线量；

L：服务区域内信息插座至配线间的最远距离；

S：服务区域内信息插座至配线间的最近距离；

n：每层楼的信息插座（IO）的数量。

整座楼的用线量：

M：楼层数

电缆订购数:按4对双绞电缆包装标准1箱线长=305m电缆订购数=W/305（箱）天花板吊顶内敷设线缆方式地板下敷设缆线的方式直接埋管方式地面线槽布线法蜂窝状地板布线法高架地板布线法。高架地板布线法4墙面线槽方式走廊槽式桥架方式护壁板管道布线法6地板导管布线法C.垂直树井子系统将楼层配线架与设备间或机房配线架用星形结构连接。由设备间的配线设备、跳线以及设备间至各楼层配线间的连接电缆组成。垂直树井子系统线缆类型选择双绞线，多模光缆，单模光缆4对大对数单多模光纤干线电缆、干线光缆布线的交接不应多于两次应选择干线电缆最短、最安全和最经济的路由主干路由应选在该管辖区域的中间宜选择带门的封闭型通道敷设干线电缆缆线不应布放在电梯、供水、供气、供暖、强电等竖井中垂直干线布线距离户外配线架CD建筑物配线架BD楼层配线架≦2000M≦500MD.布线配线子系统（配线架子系统或管理子系统）分布在各层，管理各层的水平布线，连接相应的网络设备。由