全国计算机全国计算机等级考试三级网络技 术第4章

第4章局域应用技术

局域网的特点，局域网对共享介质的访问方式，局域网参考模

型,MAC地址的概念，CSMA/CD,TalkingBUS与TalkingRing比

较，交换式局域网以及FDDI,几种快速以太网，虚拟局域网和

无线局域网，几种常见的局域网设备：交换机、网卡、集线器,

各种组网的方法。

第4章局域应用技术

■§4.1局域网基本概念

■§4.2局域网介质访问控制方法

■§4.3高速局域网技术

■§4.4局域组网设备

-§4.5局域网组网方法

■§4.6局域网结构化布线技术

■§4.7网络互连技术

2

第4章局域应用技术

§4.1局域网基本概念

§4.1局域网基本概念

■4.1.1局域网概念

■4.1.2局域网的特点

■4.1.3局域网的功能

-4.1.4局域网的拓扑结构

4

4.1.1局域网概念

■局域网(LocalAreaNetwork)产生的原因

■80年代，微型机发展迅速，彼此需要相互通信(近距离)，共享资

源；

■公扁式的网络应用：分布式计算，分布式数据库

-定义一：局域网是一种将小区域内的各种通信设备互连在一起的通信网

络

-定义二：局域网就是这样一个通信系统，它在一定的地理区域内，可是

多个相互独立设备在一个共享的介质上，一定的速率进行通信

■相对的概念：广域网(WideAreaNetwork)、城域网(Metropolitan

AreaNetwork)

5

4.1.2局域网的特点

■共享信道

-高数向专输率(10〜1000Mbps)

-短距离(0.01~10km)

-低出错率(10一8〜107)

-可以连接多个独立的设备，(一般为21。台)

-可以进行广播和组播

-可以有效使用包括通信媒体在内的共享资源

-高负载下的稳定性

■底层协议简单

6

4.1.3局域网的功能

-资源共享：软件、硬件、数据

■信息传递：数据、电子邮件、电视会议

■应用：

■同一房间

-同一建筑物

■同一校园、厂区、院落（1km以内）

7

4.1.4局域网的拓扑结构

■拓扑结构：通过网络中节点与通信线路之间的几何关系表示网络结构，

反映出网络中各实体间的结构关系，主要是指通信子网的拓扑构型

-局域网的拓扑结构：局域网中的通讯链路和工作节点，在物理上连接在

一起的布线结构

■逻辑拓扑结构：描述网络中各个节点间的信息流动形式或介质访问

控制方法

■物理拓扑结构：描述网络硬件布局，即网络中各部件的物理连接形

式

8

第4章局域应用技术

§4.2局域网介质访问控制方法

I,§4.2局域网介质访问控制方法

■4.2.1介质访问的基本概念

■4.2.2CSMA/CD

■4.2.3TokenBus

■4.2.4TokenRing

10

介质访问的基本概念

■冲突(Collision)：又称作碰撞，两个不同站点的发送时间重叠，导致

各站点发出的信号在信道上相互干扰

■载波(Carrier):是指电缆上的电信号

■帧长：两种表示方法，一种是传统的使用字节或位来表示，在网络中多

以发送该帧所需的时间来表示(一般帧长为固定值)或者称之为帧时

(FrameTime)

■透明性(Transparency):在计算机技术中，对本来存在的事物或者属

八生，从某种角度看好像不存在，或者是使用者不用关心的事物或者是属

11

以太网的历史

■20世纪70年代初，Xerox公司的PaloAlto研究中心(PaloAltoResearch

Center,PARC)并发了以太网。它是在Aloha网络的基础上发展而来。

-Aloha网络是60年代末期Hawaii大学为了在夏威夷各个岛屿之间进行通信

而开发的一个无线通信网络。因此也有人称以太网起源于Hawaii大学。

但Aloha网络与以太网的工作机制还是有很大差别的。

■Aloha:夏威夷人的问候语，欢迎，再见

12

典型的信道共享方式

-静态划分信道：利用各种复用技术，使用户可以得到独立的传播途径，

一旦分配信道给用户就不会和别的用户发生冲突

■动态媒体接入控制：又称作受控接入(MultipleAccess),信道共享技

术，特点是信道不会在用户通信时固定分配给用户独自使用

■随机接入：所有接入的用户由个人意愿随机地发送信息

■受控接入：用户不能随机地发送信息，所有站点必须服从一定的控

制

■信道复用：多个站点同时在一个信道上传送信号

13

ALOHA协议

■纯ALOHA协议：

■每个站点都可以自由地发送数据，若不考虑信道不良而产生的误码,

当一个独立站点发送数据帧时，其他站点都没有发送数据，则发送

站点的数据帧必然会发送成功，否则会产生冲突

■若发生冲突，则发送站点必须等待一段随机的时间，再发送，如此

循环直至发送成功

■帧长不固定，导致传送过程无法干预

14

传统以太网的工作原理

■两个标准

-由Xerox公司提出，DEC、Intel.Xerox三家多次修改的DIX

Ethernet协议

■IEEE802委员会的802.X标准

■网络接口设备---网卡(NetworkInterfaceCard):工作在0SI的数据

链路层，用于连接计算机或设备与网络线路的接口设备，属于半自治单

兀

-使用的协议：

■载波监听多点访问/冲突检测协议CSMA/CD

■令牌网的802.4、802.5

■星形结构的各种交换式访问控制协议

■FDDI

15

网卡的作用

■网络接口板又称为通信适配器(adapter)或网络接口卡NIC(Network

InterfaceCard),或“网卡”。

■网卡的重要功能：

■进行串行/并行转换。

■对数据进行缓存。

■在计算机的操作系统安装设备驱动程序。

■实现以太网协议。

16

原始以太网的通信方式_

-最初的以太网是将许多计算机都连接到一根总线上。当初认为这样的连

接方法既简单又可靠，因为总线上没有有源器件

17

4.2.2CSMA/CD

■定义

■多点访问：（多点接入MultipleAccess）许多计算机连接在一条总

线上，一般考虑总线型网络

■载波监听：（载波侦听CarrierSence）每个站点在发送数据之前要

先检测一下线路上的情况

■冲突检测：（碰撞检测CollisionDetection）计算机边发送数据边

检测信道上的信号电压大小，一旦发现异常就认为是发送了冲突

■争用期（ContentionPeriod）:数据帧在信道上从发送端到接收端

的一个往返时间周期（也称之为碰播窗口CollisionWindow）

18

以太网的介质访问控制方法(CSMA/CD)

1ransm

)

CarrierSenseMultipleAccessCollisionDetection

冲突发生

19

■CSMA是在ALOHA协议的基础上提出的，与ALOHA协议的区别在于多了一个

载波监听装置，这种装置提供的功能通常称作发送前监听，以减少冲突

非坚持CSMA:当某站准备发送数据帧时，现监听信道上有无信息在运输,

若信道忙，该站就自动停止监听，延迟一个随机时间后再重新开始监听,

若空闲，则开始传送

坚持CSMA：条件和非坚持相同，站点在监听到信道忙时，坚持听下去,

直到信道空闲，并立刻开始发送数据

p坚持CSMA:当有站点需要发送数据帧的时候，开始监听信道，若听到信

道空闲时，就以概率P发送，而以（-P）的概率延迟一段时间（端到

端的传播延时），并重新开始监听

20

冲突检测CD

■冲突检测的方法

■信号电平法：比较接收到的信号电压大小，只要收到的信号电压摆动值

超过一个门限值的时候，就认为冲突发生了

■过零点检测法：采用曼彻斯特编码的时候，电压的过零点是在每个比特

的正中央，发生冲突的时候，叠加信号的过零点将不再在正中央

■自发自收法：自己接收发出的信号，如果与发出的信号不一致，就认为

冲突发生了

■冲突发生后采取的措施

■强化冲突措施：一旦发送帧的站点检测到有冲突的时候，立即停发数据

帧，同时还要发送若干比特的干扰信号，通知所有用户，有冲突发生

■退避算法：先确定基本退避的时间，再定义重传次数，然后从离散集合

{0,1,……,2可中取一个数，即为r,重传所需要的时间就是r倍的基

本退避时间，重传16次不成功，就丢弃该帧，并向高层报告

21

4.2.3令牌总线TokenBus

■令牌总线媒体访问控制访问是将局域网物理总线的站点构成一人逻辑环,

每一个站点都在一个有序的序列中被指定一个逻辑位置，序列中最后一

个站点的后面又跟着第一个站点。每个站点都知道在它之前的前趋站和

在它之后的的后继站标识

日

-令牌总线:7E种在总线拓扑中利用“令牌”作为控制节点访问公共传

输介质的确定型介质访问控制方法。

-正常稳态操作是网络已经完成初始化，各节点进入正常传递令牌与数据,

并且没有节点要加入与撤除，没有发生令牌丢失或网络故障的正常工作

状态。令牌传递规定由高地址向低地址，最后由低地址向高地址传递。

令牌总线网在物理上是总线网，而在逻辑上是环网。

22

令牌总线的主要操作

⑴环初始化：生成一个顺序访问的次序。网络启动时，或由于某种原因，

运行中站点不活动的时间超过规定的时间「都需要西j逻蹲咬的初始也。初

始化的过程［口是日个争用的过程，争用结果只有一个站能取得令牌，其它的站

台点用站插入的算法插入。~

(2)令牌传递算法：逻辑环按递减的站地址次序组成，刚发完帧的站点将

牌传递给后继站，后继站应立即发送数据或令牌帧，原先释放令牌的站监听

到总线上的信号，便可确认后继站已获得令牌。

(3)站插队入环算法：必须周期性地给未加入环的站点以机会，将其插入到

逻辑环的适当位置中。如果同时有几个站要插入时，可采用带有响应窗口的

争用处理算法。

(4)站退出环算法：可以通过将其前趋站和后继站连到一起的办法，使不活

动的站退出逻辑环，并修正逻辑环递减的站地址次序。

(5)故障处理：网络可能出现错误，这包括令牌丢失引起断环，重复地址、

产生多个令牌等守。网络需对这些故障做出相应的处理。

23

令牌总线

.交出令牌的条件：

・1该节点没有数据帧等待发送。

・2该节点已经发完。

■3令牌持有最大时间到

■环维护工作：

・1环初始化

■2新接点加入环

■3接点从环中撤出

■4环恢复

・5优先级

24

4.2.4TokenRing

令牌环在物理上是一个由多个环接口及其链路构成的闭合环路，各站点通

过环接口连到网上。

-某个具有访问权的站点，通过环接口经链路将数据帧串行到环上；

-其余各站点边从各自的环接口链路逐位接收数据帧，同时通过环接口链路

再生、转发出去，使数据帧在环上从一个站点至下一个站地环行，所寻址

的目的站点在数据帧经过时读取其中的信息；

-数据帧绕环一周返回发送站点，并由其从上撤除所发的数据帧。

25

TokenRing

■由点一点链路构成的环路不是真正意义上的广播媒体，但环上运行的数

据帧仍能被所有的站点接收到，而且任何时刻仅允名个站点发送数据,

因此同样存在发送权竞争问题。

-为了解决竞争，使用一个称为令牌(Token)的特殊比特模式，使其沿着

环路循环。

-规定只有获得令牌的站点才有权发送数据帧，完成数据发送后立即释放

令牌以供其它站点信用。

-由于环齿壬只有T个令牌，因此任何时刻至多只有一个站点发送数据，

不会产生冲突。

■令牌环上各站点均有相同的机会公平地获取令牌。

26

令牌环的操作过程

(1)网络空闲时，只有一个令牌在环路上绕行。令牌是一个特殊的比特

模式，其中包含一位“令牌/数据帧”标志位，标志位为“0”表示该令

牌为可用的空令牌，标志位为“1”表示有站点正占用令牌在发送数据帧。

(2)当一个站点要发送数据时，必须等待并获得一个令牌，将令牌的标

志位置为“1”，随后便可发送数据。

(3)环路中的每个站点边转发数据，边检查数据帧中的目的地址，若为

本站点的地址，便读取其中所携带的数据。

(4)数据帧绕环一周返回时，发送站将其从环路上撤消。同时根据返回

的有关信息确定所传数据有无出错。若有错则重发存于缓冲区中的待确

认帧，否则释放缓冲区中的待确认帧。

(5)发送站点完成数据发送后，重新产生一个令牌传至下一个站点，以

使其它站点获得发送数据帧的许可权。

27

令牌环的特点

令牌环网在轻负荷时，由于存在等待令牌的时间，故效率较低；但在重负荷

时，对各站公平访问且效率高。

考虑到帧内数据的比特模式可能会与帧的首尾定界符形式相同，可在数据段

采用比特插入法或违法码法，以确保数据的透明传输。

采用发送站点从环上收回帧的策略，具有对发送站点自动应答的功能；同时

这种策略还具有广播特性，即可有多个站点接收同一数据帧。

令牌环的通信量可以加以调节，一种方法是通过允许各站点在其收到令牌时

传输不同量的数据，另一种方法是通过设定优先权使具有较高优先权的站点

先得到令牌。

28

第4章局域应用技术

§4.3高速局域网技术

§4.3高速局域网技术

■评价局域网性能的三个性能指标：

■响应时间

■传输速度

■负源利用率

-数据传输速率在100Mb/s以上的网络称为高速局域网

-在双绞线上传送100Mb/s基带信号的星型拓扑以太网，仍使用IEEE

802.3的CSMA/CD协议。100BASET以太网又称为快速以太网(Fast

Ethernet)

30

§4.3高速局域网技术

4.3.1技术概述

4.3.2100BASE-T快速以太网

4.3.3100BASE-T高速交换式以太网

4.3.4交换式以太网组网技术

4.3.5lOOVG-AnyLAN高速局域网

4.3.6其他高速局域网

31

4.3.1技术概述

改进方法

■更好的传输介质，改善传输速率

■交换式局域网，改善连接、控制设备

典型的高速局域网标准：

-lOOBase-T是一种以100Mbps速率工作的局域网(LAN)标准，通常被称

为快速以太网，使用UTP(非屏蔽双绞线)铜质电缆。快速以太网有三

神基本的实现方式：100Base-FX.lOOBase-T.和lOOBase-T4

-1000BASE-TX:lOOOBase-Tx使用4对线中的两对，在六类以上线上实现

1000M

■FDDI:光纤分布数据接口，具有定时令牌协议的特性，支持多种拓扑结

构，传输媒体为光纤

32

4.3.2100BASET快速以太网

——共享式快速以太网

■1OOBASE-TX

■使用2对UTP5类线或屏蔽双绞线STPO

■1OOBASE-FX

-使用2对光纤。

■100BASE-T4

■使用4对UTP3类线或5类线。

33

100BASET与10BASE-T

■相同之处

■相同的介质访问控制方式：CSMA/CD协议

■相同的数据传输帧格式

■相同的组网方法

■低成本

■不同之处

-每比特发送时间由1OBASE-T的100ns降低为100BASET的10ns

・物理层传输介质和信号编码方式不同

■采用MH将MAC子层与物理层分开

34

100BASE-T技术特点

-1OOBASE-T是10BASET协议的扩展，层次结构相似，LLC完全相同，方便

升级

■MAC子层与物理层之间采用了与介质无关的MH接口

■介质访问控制协议是CSMA/CD

-组网关键设备是100Mb/s的共享式集线器

■网卡分为lOOMb/s和10/lOOMb/s自适应两种

35

100BASE-T技术要求

-使用的拓扑结构和标准与1OBASE-T一样，采用ISO11801,IEEE802.3

-关键设备一一集线器：

■集线器和转发器都是工作在物理层

■一个集线器有多个端口（多端口转发器）

■集线器物理上是星型网，逻辑上仍旧是总线型网络，使用CSMA/CD协

议，共享逻辑总线，并且在特定时间内只能有一台计算机发送数据

■集线器可堆叠，采用专门芯片进行自适应串音回波抵消

■传输介质为3类-5类双绞线

36

4.3.3100BASET高速交换式以太网

■“共享介质”式的传统高速局域网，介质访问协议为CSMA/CD,Token

Ring和TokenBus

■可以支持3类、4类、5类、超5类UTP,电缆和光纤

-可以使用交换机提高传输速度，增加流量

■可以最大限度的继承原有1OBASE-T的所有资源

-可以在原有的网络上进行分块，分别解决传输瓶颈，节省投资

37

4.3.4交换式以太网组网技术

■技术准备

■采用交换机作为连接设备

■选择合适的端口，并通过VLAN管理部分端口

■更换网络中的网卡、网线

-施工

■各节点、集线器、交换机、路由器、服务器的合理选择和设置

・网络布线（传输介质的更换、安装、施工与连接）

■主干网络的实施

■各个节点网卡的调整、设置和安装

■网络操作系统和软件的安装、设置

38

4.3.5lOOVG-AnyLAN高速局域网

——lOOMb/s话音级VTP（光缆、双绞线）作为传输介质网络

■拓扑结构为星型结构；

-介质访问控制方法为请求优先，工作站在发送的同时也可以接收；

■网线类型为3〜5类UTP双绞线；

■传输速度为lOOMb/s;

-最大网络节点数目为1024个

-每段最小节点数目为1个，网段数目为5个连接设备为3个

■节点间最小距离为2.5m,最大长度没有限制

-最大网段长度：3类UTP为100叫5类UTP为150m;STP为100m;光纤为

2000m

39

4.3.6其他高速局域网

-虚拟局域网VLAN:采用网络管理软件跨网段或者在不同网络中建立端到

端的逻辑网络

■千兆位以太网(Gbit吉比特网)

■FDDI:光纤分布式数字接口，使用光纤作为传输介质的高速环形拓扑，

信号单向传递

■ATM:异步传输模式，适合于宽带综合业务数字(B-ISDN)和可变速率传

输业务，以ATM交换机作为网络交换节点，通过各种ATM接入设备接入ATM

网

■光纤作为传输介质

■同步数字体系作为传输网络

■采用异步传输模式作为交换技术

40

第4章局域应用技术

§4.4局域组网设备

4.4局域组网设备

4.4.1服务器

4.4.2工作站

4.4.3网卡

4.4.4连接设备

4.4.5传输介质

42

4.4.1服务器

■网络服务器是连在局域网上的一台计算机，即一个网络结点。该结点的

特殊功能是为网络用户提供各种网络服务和共享资源。

■提供网络通信功能，有管理网络服务器与网络工作站之间通信的能

力

■为网络用户提供、管理、分配各种软硬件资源，协调用户对资源的

访问。

■提供文件管理功能

■提供各种Internet信息服务

■提供各种网络应用服务

■提供网络管理功能，监控网络运行情况，对网络进行性能管理、失

效管理、配置管理、设备管理等

43

4.4.2工作站

网络工作站是指用户能够在网络环境中工作，访问网络共享资源的计算

机系统，通常又被称为客户机(Client)。它系中要作用是为网络客户

提供一个访问取I络服务器、共享取I络咨源、与双卜的其他结点交流信息

的操作台和前端窗口,他用户能够在网上工作。

■在网络工作站上，必须安装一块网络挎口卡,并通过通信电缆及介

质连接设备和网络设备把它连接到网络上，成为局域网网上的一个

站点

在网络工作站上运行：自己的操作系统、网络软件、应用软件或网

络操作系统的客户端软件

44

4.4.3网卡

网络接口卡(NIC-NetworkInterfaceCard)又称网络适配器(NIA-

NetworkInterfaceAdapter),简称网卡

O用于实现联网计算机和网络电缆之间的物理连接，为计算机之间相互通信

提供一条物理通道，并通过这条通道进行高速数据传输。在局域网中，

每一台联网计算机都需要安装一块或多块网卡，通过介质连接器将计算

机接入网络电缆系统。

网卡完成物理层和数据链路层的大部分功能，包括网卡与网络电缆的

物理连接、介质访问控制（如：CSMA/CD）,数据帧的拆装、帧的发送与

接收、错误校验、数据信号的编/解码（如：曼彻斯特代码的转换）、数

据的串、并行转换等功能

45

网卡逻辑框图

DIX

IIIIIIIIIII

主机系统总线

46

网卡的基本结构

主机接口控制电路『它主要完成网卡与主机的接口控制和数据交换功能。

主机送口控制电路主要由主机与血卡相接的接口部件匹配电路和网卡内

部控制电路两部分组成。网卡能够提供ISA、EISA、VESA、MAC、PCI等多

种总线类型接口。

数据缓刑区一数据缓冲区用于缓存计算机与网卡之间交换的数据，缓冲

区的存储量一般为2K-32K字节之间，存储量越大网卡性能越好。

数据链路控制器(EDLC):EDLC是实现数据链路层的大部分功能的逻辑

功能部件。如以太网的EDLC芯片专口完成数据链路层的MAC子层的功能，

包括：介质访问控制功能、实现CSMA/CD协议；数据帧的拆装、发送与接

收；地址校验与数据的CRC校验；数据的串、并行转换功能；控制EDLC与

数据缓冲区快速交换数据的功能。

47

网卡的基本结构

-编码译码器(MCC):编码译码器对数字信号进行编码和解码。

收信号，并传送到MCC；收发器的碰撞电路具有检测碰撞信号的功能。

-介质连接装置一介质连接装置是网卡与介质相连的接口部件，又称介质连

接器。介质连接器负责将网卡与传输电缆连接在一起。每一种连接器都符合

物理层标准。

48

网卡的MAC地址

■在每块网卡上都有一人全球唯一的MAC地址，该地址被存放在网卡上的站

地址寄存器(PROM)中。MAC地址是一个48位地址，它用12人16进制数表

示如0080.c84b.ebOa;MAC地址分为两部分，前24位表示网卡制造厂家的

标识号，由IEEE统一分配。后24位是丽子的系引号，由网卡的生产广家

分配

前24bit后24bit

厂家标识码系列号

(VendorCode)(SerialNumber)

49

4.4.4连接设备

■网络连接设备：

■集线器(HUB)

■中继器(Repeater)

■交换机(Switch)

■网间互联设备：

■网桥(Bridge)

■路由器(Router)

50

4.4.5传输介质

■无屏蔽双绞线

■屏蔽双绞线

-同轴电缆

■先组

51

第4章局域应用技术

§4.5局域网组网方法

§4.5局域网组网方法

-4.5.1标准以太网(10BASE5)

-4.5.2细缆以太网(10BASE2)

■4.5.3粗/细缆混合以太网

-4.5.4双绞线以太网(10BASE-T)

53

4.5.1标准以太网(10BASE5)

■粗缆以太网的结构：

■也称为ThickNet或ThickEthernet

-网卡，10Mb/s网卡，支持15针AUI（DIX）接口

■收发器，节点通过一个安装在总线同轴电缆外部的收发器（15针AUI

接口）连入网内

■收发器电缆，又称作AUI电缆，连接网卡与收发器

・电缆系统：RG-11粗同轴电缆，N-系列配件（电缆连接头〈端接器》、

桶型连接器、终端匹配器）

■中继器，粗缆最大长度位500%使用中继器后不能超过2500m

54

标准以太网(10BASE5)

标准以太网(10BASE5)

网卡

端接器

标准以太网(10BASE5)

■技术参数

■•最大干线段长度：500米。

■•最大网络干线电缆长度:2500米。

■•每条干线段支持的最大结点数：100。

■•收发器之间最小距离：2.5米。

■•收发器电缆的最大长度：50米。

■特点

■•具有较高的可靠性，网络抗干扰能力强。

■•具有较大的地理覆盖范围,最长距离可达2500米。

■•网络安装、维护和扩展比较困难。

■•造价高。

57

4.5.2细缆以太网(10BASE2)

以太网的结构：

■(1)网络接口适配器:每个结点有一块带BNC接口的以太网卡、便协式适

配器或PCMCIA卡。

■(2)电缆系统:用于连接细缆以太网的电缆系统包括：

■•细缆(RG-58A/U):直径为5mm,特征阻抗为50欧姆的细同轴电缆。

-・BNC连接器插头:安装在细缆段的两端(T头)。

-•BNC桶型连接器:用于连接两段细缆。

-•BNC终端匹配器:BNC50欧姆的终端匹配器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

个接地。

■(3)中继器:细缆干线段的长度不能超过185米，中继器连接两个干线段,

每个以太网中最多可以使用四个中继器,连接五个干线段电缆。

■(4)10Base2也称为Thinnet或ThinEthernet

58

细缆以太网（10BASE2）

59

细缆以太网（10BASE2）

■技术参数

■•最大的干线段长度：185米。

■•最大网络干线电缆长度：925米。

■•每条干线段支持的最大结点数：30。

■・BNC-T型连接器之间的最小距离:0.5米。

-3）特点

■•容易安装。

■•造价较低。

■•网络抗干扰能力强。

■•网络维护和扩展比较困难。

■•电缆系统的断点较多，影响网络系统的可靠性。

60

4.5.3粗/细缆混合以太网

■硬件配置

■N-系列插口到BNC插口连接器

■N-系列插头到BNC插口连接器

-技术参数

■最大的干线长度:大于185米，小于500米

■最大网络干线电缆长度:大于925米，小于2500米

■特点：造价合理；网络抗干扰能力强；系统复杂；网络维护和扩展比较

困难；增加了电缆系统的断点数，影响网络的可靠性

61

4.5.4双绞线以太网(10BASE-T)

I双绞线以太网的主要技术特性：

■中央节点：有源集线器；

■站点数：由HUB的端口数而定；

-网络拓扑结构：星型；

■反输介质：非屏蔽双绞线，线直径为4〜6mni,阻抗100Q;

■传输速率：10Mbps;

-信息编码：曼切斯特编码；

■介质访问控制协议：CSMA/CD;

■最大网段长度：100m；

-最大网络数：5段，即用4个中继器连接5段电缆，将网络扩大到500%

■遵循的标准：10BASE-T,其中T代表双绞线。

62

集线器

集线器是使用电子器件来模拟实际电缆线的工作，整个系统仍然像一个

传统的以太网那样运行。

使用集线器的以太网在逻辑上仍是一个总线网，各工作站使用的还是

CSMA/CD协议，并共享逻辑上的总线。

集线器很像一个多端口的转发器，工作在物理层。

组网；信号放大；检测、强化“碰撞”；隔离故障站点

63

集线器内部工作原理

64

非屏蔽双绞线

11、第一类：主要用于传输语音（一类标准主要用于八十年代初之前的电话线

缆），不用于数据传输。

■2、第二类：传输频率为1MHz,用于语音传输和最高传输速率4Mbps的数据传

输，常见于使用4Mbps规范令牌传递协议的旧的令牌网。

-3、第三类:指目前在ANSI和EI"TIA568标准中指定的电缆。该电缆的传输频

率为16MHz,由于语由专输及最局梅输速率为10Mbps函数据荷输，主要由手

10base-To

-4、第四类:该类电缆图传输频率为20MHz，用于语音传输和最高传输速率

16Mbps的数据梅输，主要用手基于令牌的扃域或和10base-T/100base-T。

-5、第五类:该类电缆增加了绕线甯度，外套一种高质量的绝缘材料，传输频率

为100MHz,用于语音传输和最高椁输速率为100Mbps的数据传输，主要用于

lOObase-T和lObase-T网络，这是最常用的以太网电缆。

65

RJ-45接口

T568BMale:引脚1、2负责发送

（Tx+、Tx-）;引脚3、6接收（Rx+、

Rx-）

另一端：引脚1、2负责接收（Rx+、

Rx-）;引脚3、6发送（Tx+、Tx-）

I568A1568B

66

制作工具和材料

RJ45接头护套

UTP

压线钳简易测线仪

67

单集线器1OBASE-T网络组建

准备双绞线，使用专用工具剥除双绞线线皮(1.5cnT2cni),按照T568B

Male排序，顶部修剪整齐，留出1cm左右线头，按照顺序插入RJ-45接头,

用工具压紧,确定无松动，制作另一端

使用RJ-45测试仪或者万用表依次测试线路

在各个工作节点安装网卡

RJ-45接口有两种，一种是普通方式，两端都用T568BMale,用于工作站

与设备、设备之间互联；另一种是一端用T568AMale,另一端用T568B

Male,用于两台计算机直接互联

68

集线器

■三种接口:

■普通节点端口，普通RJ-45接口，用于连接工作站、服务器等计算机

设备

■专用于集线器级联（或者连通交换机），标志为“Uplink”

・附加模块，粗缆模块可以连接粗缆的AUI,细缆模块BNC,光纤模块

连接光纤

69

10BASE-T的优点

■容易检测故障，当线路、工作站点或者下一级HUB出现故障时，HUB会自

动将故障排除在网络之外

■安装、管理和使用都非常简单

■低成本

■扩展方便

-网络布局容易改变（可以方便增加或者减少站点或者子网）

■构建网络灵活、方便，通常每个HUB有N（4、8、12、16、32）个RJ-45接

口和M（r4）个其他型号的向上接口

70

10BASE-T的缺点

■中央节点负荷过重，当HUB出现故障，将导致整段或者全部网络瘫痪

-双绞线抗干扰能力弱，选择时必须注意其电器特性

-每个单段网线只能连接一个工作节点，导致通信线路利用率很低

71

第4章局域应用技术

§4.6局域网结构化布线技术

§4.6局域网结构化布线技术

-4.6.1局域网中结构化布线的基本概念

■4.6.2结构化综合布线的基本意义

■4.6.3结构化综合布线系统的标准

■4.6.4结构化综合布线系统的设计要点

■4.6.5结构化系统的组成

-4.6.6结构化布线系统的应用环境与施工

73

4.6.1局域网中结构化布线的基本概念

■结构化布线设计时只考虑需要安装的计算机或者通信设备的位置和性能

■智能大厦:

办公自动化(0A),包括各类计算机、终端、传真等办公设备

通信自动化(CA),以电话交换机为核心的电话传真网络，以及话

音、视频、图像、数据通信设备等各种通信设施

楼宇自动化系统(BA),包括传感器以及计算机对建筑内的电力、

空调、电梯、安全进行监控的系统

计算机网络系统(CN)在结构化布线基础上所实现的上述各种系统

的集成系统

74

4.6.2结构化综合布线的基本意义

■PremisesDistributionSystem(PDS)

■综合布线，将电话、计算机、多媒体数据、安全保卫信息以及监控

信息等统一考虑统一布置，包含了通信系统、网络系统、监控系统、

电源系统和照明系统

■结构化方式，使用层次结构、模块化思想，采用各种配线设备，按

照统一的、标准的、简单的方式，实现各种传输介质连接

■综合布线系统：将各种不同的组成部分构成一个有机的整体。

75

PDS的优点

■结构清晰，标准统一，便于维护，PDS用标准材料，统一设计、布线、安

装施工，做到结构清楚整齐，便于集中管理和维护

■材料统一、先进，利于今后发展升级

-灵活性强，可以满足多种需求，适用于不同网络拓扑结构的局域网

■节约成本，便于扩充，可靠性高

76

4.6.3结构化综合布线系统的标准

-ANSI/EIA/TIA568-A标准：美国商用建筑物电信布线标准，包括TSB-36、

TSB-40、TSB-53和EIA/TIA568等

-IS0/IEC11801:建筑物通用布线的国际标准

■EN50173:综合布线系统的欧洲标准

77

PDS中民用建筑的EIA/TIA标准

-美国电子工业协会、电信工业协会

■EIA/TIA-568:民用建筑线缆标准

■EIA/TIA-569:民用建筑通信通道和空间标准

■EIA/TIA-606:民用建筑通信管理标准

-EIA/TIA-xxx:民用建筑中有关通信接地的标准

78

4.6.4结构化综合布线系统的设计要点

■满足用户通信需求

-了解建筑物、楼宇之间的通信环境状况

-确定合适的通信网络的拓扑结构

-根据要求选取合适的传输介质

■开放式设计，尽量选择与多数厂家兼容的设备和产品

-应将初步系统的设计和建设费用预算告知用户

■随时征求用户意见，取得许可，签订许可协议，开始指定详细设计方案

79

PDS设计的限制条件

■带宽和速率

■带宽：电缆行业术语，传输信号频率范围

・速率：计算机网络术语，每秒钟传输数据量

-电缆规格：严格遵从已有标准

-质量保重：设备质量、网络整体运行可靠性、网络生命期

-其他因素：

■布线子系统

■电缆系统性能选择

-网络分布的地理范围

80

4.6.5结构化系统的组成

-户外子系统（户外布线）：线缆选取，保护措施，安装、维护问题

-设备子系统（机房布线）：主服务器所在房间内大型通信设备与线缆

■垂直子系统（垂直竖井布线）：结构化布线的主干部分，连通各层平面

系统与机房系统

-配置管理子系统（布线配置）：各种跳线盒、配线架、配线箱、护套等

连接或中转装置以及保护装置

■水平子系统（平面楼房布线）：同层或邻近层房屋连通，主要连通用户

上LD

师

.工作区子系统（用户端）：布线系统与用户连接界面

81

4.6.6结构化布线系统的应用环境与施工

■办公环境

-商务环境：商业银行、股票证券交易所、宾馆、饭店、物流中心和商场

■交通运输环境：机场、车站、码头、海关、物流

-卫生保健环境：医院、疾控中心、急救中心、各个紧急预案中心

■国防公安：军队、军工、安全局、公安、内务、监控、保安。

82

■主干网：干线性能会影像全局，包括主干线、分支干线

-建筑物内：水平支干系统的性能和稳定性不可忽视

.室外：合理选择架空、直埋或者隧道进行铺设，考虑安全、避免干扰

-网线配置与安装：网线行走平整、考虑各种物理损耗（热胀冷缩、避雷、

接地），在线缆两端设置合理标志

83

工作区子系统设计与施工

——用户入网

■组成：终端设备入网，终端设备包括：计算机、电话机、数据终端、电

视、监控设备、传真、仪器仪表、传感器和测试仪器等，工作区子系统

直接为用户服务，也称作服务区子系统

-独立工作区面积划分：一个独立终端设备工作所需区域

.信息插座设计：每个独立工作区至少有一个信息插座，用于设备入网的

接口

■信息插座安装与分类：

■安装

■分类:T568A、T568B

84

第4章局域应用技术

§4.7网络互连技术

§4.7网络互连技术

-4.7.1物理层互连技术

■4.7.2数据链路层互连技术

86

4.7.1物理层互连技术

-用多个集线器可连成更大的局域网

三个独立的碰撞域

87

4.7.1物理层互连技术

-用多个集线器可连成更大的局域网

88

用集线器互连局域网

■优点

■使原来属于不同碰撞域的局域网上的计算机能够进行跨碰撞域的通

信。

-扩大了局域网覆盖的地理范围。

■缺点

.碰撞域增大了，但总的吞吐量并未提高。

■如果不同的碰撞域使用不同的数据率，那么就不能用集线器将它们

互连起来。

89

4.7.2数据链路层互连技术

■在数据链路层扩展局域网是使用网桥。

-网桥工作在数据链路层，它根据MAC帧的目的地址对收到的帧进行转发。

-网桥具有过滤帧的功能。当网桥收到一个帧时，并不是向所有的端口转

发此帧，而是先检查此帧的目的MAC地址，然后再确定将该帧转发到哪

一个端口

90

1.网桥的内部结构

网桥站地址端口

站表①1

②1

③1

端口管理网桥协议\④2

软件实体,⑤2

⑥2

网桥

1「

端口1A缓存-----端口2

网段A网段B

①②③|④