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1、局域网技术与综合布线局域网技术与综合布线一、局域网基础1、局域网参考模型1980 年，电器和电子工程师协会（IEEE）成立了 802 委员会，制定了一系列局域网标准，称为 IEEE 802 标准局域网体系结构分为：物理层、媒体访问控制子层（MAC） 、逻辑链路控制子层（LLC） 。MAC 和 LLC 和起来就是 OSI 中的数据链路层。IEEE 802 委员会制定了近 20 个标准。如图 3-1 IEEE 802 标准 2、局域网拓扑结构分为 3 种：总线、星型、环形。总线型拓扑结构：连接端用户的物理媒体由所有设备共享。关键问题就是保证端用户使用媒体发送数据是不能出现冲突。采用载波侦听多路访问
2、（CSMA/CD）特点：费用低、端用户入网灵活、扩展容易、但一次只能一个端用户发送数据星型拓扑结构：存在中心点，每个节点通过点对点的方式与中心节点相连。任何两点通信都需要经过中央节点。特点：便于集中控制，易于维护，但对于中心节点的依赖过高，因此该节点的可靠性决定网络的可靠性。环型拓扑结构：每个端用户都与相邻两个端用户连接，且将所有端用户联成环型。消除了星型结构对中心系统的依赖性。但是也需要解决介质访问控制方法的问题。3、介质访问控制方法常用的介质访问控制方法三种：载波侦听多路访问/冲突检测（CSMA/CD） 、令牌环访问控制方法（Token Ring） 、令牌总线访问控制方法（Token Bu
3、s）载波侦听多路访问/冲突检测（CSMA/CD）：主要用于总线型拓扑结构，是 IEEE 802.3 的主要内容。载波侦听多路访问：分为两种，持续的载波侦听、非持续的载波侦听。冲突检测：侦听信道空闲，则发送数据。但是会出现冲突，检测到冲突后，停止发送，并同时发送一个 Jam（强化冲突）信号，确保网络上所有的站点都知道已经产生冲突。接收规则：首先，判断桢长度，因为 802.3 对桢长度有规定，小于最小长度，则认为是废弃桢；其次，进行地址匹配，判断是否接收；再次，进行 CRC 校验，随后检查 LLC 数据长度是否正确；最后，数据接收成功。适合轻负载的情况。令牌环访问控制方法（Token Ring）：
4、特点是只有一条环路，信息单向沿环流动，无路径选择的问题。启用了一个特定比特串，称为令牌。控制过程：令牌沿环传送，某站要发送数据必须等待，直至令牌传递到自己这一站，捕获令牌，获得发送数据的权限，发送令牌+数据桢，发送成功后，环行一周回到起点，销毁该桢，并释放一个新令牌。适合负载重的情况。令牌总线访问控制方法（Token Bus）：1976 年，美国 Data Point 公司研制成功的 ARCnet，在物理总线结构中实现令牌传递控制方法实现一个逻辑的环路，是目前的主流介质访问控制方法。将总线上的工作站置于一个顺序序列内，利用一个网络节点标示寄存器 NID，存放该站点的下一站地址，以此来形成逻辑环
5、路。4、无线局域网简介无线数据网包括：无线个人网、无线局域网、无线城域网、无线广域网。无线个人网（WPAN）：典型距离覆盖几米（人称“最后几米”的通信需求） ，主要技术蓝牙（Bluetooth） 。起源于 1994 年，标准802.15。无线局域网（WLAN 人称“最后几米”的通信需求）：1997 年，IEEE推出 802.11 标准，开启 WLAN 先河，后得到许多半导体厂商的支持，成立了无线保真联盟（Wi-Fi） 。无线城域网（WMAN）：有效覆盖区 2-10km，主要技术标准 802.16无线广域网（WWAN）：IEEE 的 802.20 和 3G 蜂窝移动通信系统构成WWAN 的标准。
6、3G 标准：WCDMA（欧洲、日本） 、CDMA2000（美国） 、TD-SCDMA（中国） 。扩频技术：无线局域网采用电磁波作为载体传送数据信息，对电磁波的使用有两种：窄带和扩频（SST，又分为跳频和直接序列） 。无线局域网拓扑结构：对等网（近距离，4-8 个用户）和结构化网。无线局域网的工作过程：扫频、关联、重关联、漫游无线局域网的访问控制方法：CSMA/CA（载波侦听多路访问/冲突避免）二、以太网1、概述以太网（Ethernet） ，1972 年由施乐公司开创。10M 以太：10Base 5（同轴电缆，粗缆，遵循 5-4-3 规则，50 欧、最大网络跨距 2500m）;10Base 2（
7、同轴电缆，细缆，遵循 5-4-3 规则，50 欧、最大网络跨距 925m） ;10Base T（非屏蔽双绞线，遵循 5-4-3 规则，100 欧、最大网络跨距 500m） ;10Base F（多模光纤，遵循 5-4-3 规则，每电缆段不超过 2000m，但是受 CSMA/CD 影响，最大网络跨距 4000m） 。100M 以太：1995，802.3u 标准100Base-T4：3 类 UTP，4 对双绞线，不采用曼彻斯特编码，而是三元信，即 8B6T（8 比特影射为 6 个三进制位）100Base-TX：5 类 UTP，2 对双绞线，不采用曼彻斯特编码，而是4B/5B 编码。100Base-F
8、X：光纤千兆以太网：1997，802.3z 标准1000Base LX：长波激光为信号源，支持单模和多模光纤，采用8B/10B 编码。1000Base SX：短波激光为信号源，只支持多模光纤，采用 8B/10B编码。1000Base CX：屏蔽铜缆为介质，采用 8B/10B 编码。1000Base T：5 类 UTP，不支持 8B/10B 编码。2、以太网技术基础结构如图：其中 SFD 是一个 10101011 二进制序列。表示一个帧的开始，因此实际帧的长度为 641518 字节。以太网跨距：是指系统中任意两个站点间的最大距离范围。碰撞槽时间：Slot time=2S/0.7C+2tPHY公共
9、总线媒体长度为 S，帧在媒体上的传播速度为 0.7C（光速） ，网络的传输率为 R（bps） ， 帧长为 L（bps） ，tPHY 为某站的物理层时延； Slot time=Lmin/R（Lmin 最小帧长度，R 是传输速率）系统跨距 S=0.35C（Lmin/R - 2tPHY - 2Ntr） ，中继器延时 tr交换型以太网用交换机取代 Hub，如图示：特点：1） 每一个端口可以连接一个站点，也可以连接一个网段。2） 系统的最大带宽可以达到端口带宽的 n 倍，n 为端口数。3） 交换器连接多个网段，每个网段是独立的，被隔离的。4） 交换器隔离的网段数据信息不会随意广播到其他端口，因此具有一定
10、的信息安全性。全双工以太网与半双工的区别：每个端口和交换机背板之间都有两条逻辑通路，这样，每一个端口就可以同时接收和发送桢，不受 CSMA/CD 的约束，无碰撞域的存在，理论上讲，可以使传输速度翻一番。以太网交换机的部署目前广泛使用的模式有：级联、堆叠。级联模式：最直接的扩展模式，一般用双绞线或光纤，利用专门的级联口。如果没有可以用交叉线来级联，级联后，两台交换机是上下级关系。级联要遵循 5-4-3 规则，最多 4 层。特点：1） 使用通用的以太网的端口进行层次间的互联，包括10M、100M、1000M、10G 端口等；2） 级联模式是组建结构化网络的必然选择，长度限制不很严格，位置随意，利于
11、综合布线；3） 是解决不同品牌交换机或交换机与集线器之间连接的有效手段。堆叠通常用专门的堆叠卡插在交换机后，用专用的堆叠电缆连接，堆叠后这几台交换机相当于一台交换机。例如：2 台 24 口的交换机堆叠后相当于一台 48 口的交换机。优点：1） 增加网络端口的同时，又增加了逻辑数据通道，扩充了网络带宽。不同堆叠单元的端口可以直接交换，进行快速转发，提高网络性能。2） 不受 5-4-3 规则约束；3） 提供简化的本地管理，将一组交换机当作一个对象管理。缺点：1） 各厂商之间不支持混合堆叠，同一组堆叠必须是同一品牌；2） 堆叠不支持即插即用，需要进行设置；3） 不存在拓扑管理，因此一般不进行分布式布
12、置。常见堆叠：菊花链堆叠、矩阵堆叠菊花链堆叠，使用堆叠电缆将交换机以环路的形式组成一个堆叠组，提供了集中管理的扩展端口。矩阵堆叠，有一个独立的高速交换中心，堆叠电缆长度不超过 2 米，因此，所有的交换机局限在一个机架上。三、交换机与路由器的基本配置1、交换机的基本配置设备连接：接好 PC 机与交换机（cisco Crystal 2950）的电缆，在未开机的情况下，把 PC 机的串口 1 与交换机的 Console 端口连接。如图所示：配置 COM 端口参数如下：端口速率：9600bps数据位：8奇偶校验：无停止位：1数据流控制：无就可访问交换机；交换机启动配好超级终端仿真软件，打开交换机，显示
13、启动信息。交换机配置模式：用户配置模式、特权配置模式、全局配置模式、局部配置模式用户连接到交换机后自动进入用户配置模式，switch在此状态下输入以下命令进入特权配置模式，switchenablepassword :switch#在特权配置模式下，输入以下命令进入全局配置模式，switchconfig terminalswitch(config)#switch(config)#hostname /设置交换机名称xueyuan1xueyuan1(config)#局部配置模式又分为端口配置模式和线路配置模式，在全局配置模式下，输入以下命令，switch(config)#interfacefaste
14、thernet 0/3switch(config-if)#speed 100 /设置 0 号模块第 3 个端口的速率为 100Mswitch(config-if)#duplex full /设置端口为全双工switch(config-if)#end /退出switch#write /将配置保存起来线路配置模式switch(config)#line console 0switch(config-line)# ? /获取可以执行的所有命令的提示常见命令switch(config)#ip address 192.168.1.1 255.255.255.0 /配置ip 地址switch(config)
15、#ip default-gateway 192.168.130.1 /配置默认网关switch(config)#ip name-server 202.202.134.68 /配置域名服务器switch(config)#exit /退出全局模式switch#show mac-address-table /察看整个 mac 地址表2、配置和管理 VLAN把物理上直接相连的网络从逻辑划分为一个个子网，每一个 VLAN 对应一个广播域，处于不同 VLAN 的主机不能进行通信，如果要通信需要引入第三层交换技术。VLAN 的配置和管理涉及：VTP、VLAN 中继和 VLAN 配置。虚拟局域网的实现：静态端
16、口分配、动态虚拟网和多虚拟网端口配置。其中静态端口分配是最普遍的使用的方法。实例：用交叉线将两台 2950 交换机 A、B 的 fastethernet 的 0/24端口连接起来，作为两台交换机的 Trunk 线路。配置交换机为服务器模式switchenable /进入特权模式switch#config terminal /进入配置子模式switch(config)# hostname 2950A/设置交换机名称2950A(config)#end2950A#2950A#vlan database /进入 vlan 配置子模式2950A(vlan)#vtp ? /察看 vtp 相关命令2950A(vlan)#vtp server /设置该交换机为 server 模式2950A(vlan)#vtp domain vtpserver /设置域名2950A(vlan)#vtp pruning
