局域网组建、管理与维护

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1、课件制作人：刘永华,局域网组建、管理与维护,第 1 章 局域网基础与虚拟局域网,课件制作人：刘永华,第 1 章 局域网基础与虚拟局域网,*1.1 局域网的概念、特点与作用 1.1.1局域网的概念 1.1.2 局域网的特点1.1.3 局域网的应用1.1.4 构成局域网特性的主要因素 *1.2 局域网的传输介质 1.2.1 有线传输介质1.2.2 无线传输介质 *1.3 局域网基本组成 1.3.1 网络硬件1.3.2 网络软件 *1.4 局域网的拓扑结构 1.4.1 星型拓扑1.4.2 环型拓扑,课件制作人：刘永华,第 1 章 局域网基础与虚拟局域网,1.4.3 总线型拓扑1.4.4 树型拓扑1.

2、4.5 网状型拓扑 *1.5 局域网的类型 1.5.1 独立式和扩展式局域网1.5.2 桥接式和路由式局域网1.5.3 共享式和交换式局域网1.5.4 局域网的其他分类 *1.6 虚拟局域网 1.6.1 为什么要划分VLAN1.6.2 VLAN的主要类型1.6.3 VLAN的主要标准1.6.4 VLAN标签交换1.6.5 配置VLAN 1.6.6 设计VLAN,课件制作人：刘永华,1.1 局域网的概念、特点与作用,1.1.1 局域网的概念 局域网 (LAN，Local Area Network)：局域网的分布范围一般在几千米以内，最大距离一般不超过10km，它是一个部门或单位组建的网络。工作范

3、围在几米到几千米数量级，如同一栋楼房、校园内、宿舍区内等。 局域网的特性主要有以下几个方面：（1） 局域网属于某一组织机构所有。如一个工厂、学校、企事业单位等内部网络，因此LAN的设计、安装、使用等均不受公共网络的束缚。（2）局域网覆盖范围有限，通常在几百米至几千米之内。（3）局域网具有较高的数据传输速率，一般在1100Mb/s之间。目前已出现速率高达1000Mb/s的局域网。（4）具有较低误码率。局域网采用短距离基带传输，可以使用高质量的传输媒体，出现差错的机会少，可靠性高。局域网的误码率一般在10-1110-8之间。（5）局域网容易组装、组建和维护，具有较好的灵活性。,课件制作人：刘永华,

4、1.1 局域网的概念、特点与作用,1.1.2 局域网的特点 局域网是一种小范围内实现共享的计算机网络，它具有结构简单、投资少、数据传输速率高和可靠性好等特点。,课件制作人：刘永华,1.1 局域网的概念、特点与作用,1.1.3 局域网的应用 局域网的应用范围极广，主要用于办公自动化、生产自动化、企业事业单位的管理、银行业务处理、军事指挥控制、商业管理、校园网建设等方面。,课件制作人：刘永华,1.1 局域网的概念、特点与作用,1.1.4 构成局域网特性的主要因素 有三方面的技术因素决定着局域网的特性：1. 传输介质 有线传输介质：双绞线 、同轴电缆和光纤 2拓扑结构 局域网拓扑结构有星型、总线型、

5、环型及树型结构 3介质访问控制方法,课件制作人：刘永华,1.2 局域网的传输介质,网络中常用的传输介质分为有线传输介质和无线传输介质。 传输介质的特性对网络中数据通信质量的影响很大，这些特性主要是：(1) 物理特性：对传输介质物理结构的描述。(2) 传输特性：传输介质允许传送信号的信号形式、使用的调制技术、传输容量与传输的频率范围。(3) 连通特性：允许点-点或多点的连接。(4) 地理范围：传输介质的最大传输范围。(5) 抗干扰性：传输介质防止噪声与电磁干扰对传输数据影响的能力。(6) 相对价格：器件、安装与维护费用。,课件制作人：刘永华,1.2 局域网的传输介质,1.2.1 有线传输介质1.

6、 双绞线1)物理特性双绞线由按规则螺旋结构排列的2根、4根、8根绝缘导 线组成。一对线可以作为一条通信线路。各个线对螺旋 排列的目的是为了使各线对之间的电磁干扰最小。在局域网中使用的双绞线分为两类：(1) 屏蔽双绞线(Shielded Twisted Pair：STP)。(2) 非屏蔽双绞线(Unshielded Twisted Pair：UTP)。屏蔽双绞线在双绞线和外层保护套之间增加一层金属 屏蔽保护膜，用以减少电磁干扰。传输速率在1Mb/s 155Mb/s之间，一般为16Mb/s。,课件制作人：刘永华,1.2 局域网的传输介质,2)传输特性在局域网中常用的双绞线根据传输特性可以分为5类：

7、 在典型的以太网中，常用第三类、第四类、第五类、超 五类线非屏蔽双绞线。通常简称三类线、四类线、五类 线、超五类线。其中:(1) 三类线：带宽为16MHz，适用于语音及10Mb/s以下的数据传输.(2) 四类线：20MHz的带宽，16Mb/s的速率，语音传 输。(3) 五类线：带宽为100MHz，适用于语音及100Mb/s的高速数据传输，甚至可以支持155Mb/s的ATM数据传输。(4) 超五类线：100Mb/s的带宽，100Mb/s的速率。与五类线相比衰减小，抗干扰能 力强。,课件制作人：刘永华,1.2 局域网的传输介质,3) 连通性双绞线可以用于点对点连接、多点连接。 4) 地理范围双绞线

8、用于远程中继线时最大距离可达15km。用于10Mb/s局域网时，与集线器的距离最大为100m。 5) 抗干扰能力双绞线的抗干扰能力取决于一束线中相邻线对的扭曲长度及适当的屏蔽。 6) 价格双绞线的价格低于其他传输介质，安装、维护方便。,课件制作人：刘永华,1.2 局域网的传输介质,2. 同轴电缆 1)物理特性同轴电缆由内导体(铜质芯线)、绝缘层、外导体(网状 物)、保护套4层组成。同轴介质的特性参数由内、外导体 及绝缘层的电参数与机械尺寸决定 2)传输特性根据同轴电缆的带宽的不同，它可以分为两类：基带同轴电缆和 宽带同轴电缆。基带同轴电缆特性阻抗50，一般仅用于传送数字信号，速率为 10Mb/

9、s。宽带同轴电缆特性阻抗75，可以使用频分多路复用方法，将一条 宽带同轴电缆的频带划分成多条通信信道，使用各种调制方式，支 持多路传输模拟信号。在CATV中，频率为500MHz，采用FDM，每 个频道6MHz，可传输80个频道的电视节目。,课件制作人：刘永华,1.2 局域网的传输介质,3)连通性同轴电缆即支持点对点连接、也支持多点连接。基带 同轴电缆可支持数百台设备的连接，而宽带同轴电缆可 支持数千台设备的连接。4）地理范围基带同轴电缆使用的最大距离限制在几千米范围内， 而宽带同轴电缆最大距离可达几十千米左右。5) 抗干扰能力同轴电缆的结构使得它的抗干扰能力较强。6) 价格同轴电缆的造价介于双

10、绞线与光纤之间，使用与维护 方便。,课件制作人：刘永华,1.2 局域网的传输介质,3. 光纤光纤电缆简称为光缆，是网络传输介质 中性能最好、应用前途最广泛的一种。1) 物理特性(1)光纤的结构光纤是一种直径为50100柔软、能传导光波的介质，多种玻璃和塑料可以用来制造光纤，其中使用超高纯度石英玻璃纤维制作的光纤可以得到最低的传输损耗。在折射率较高的单根光纤外面，用折射率较低的包层包裹起来，就可以构成一条光纤通道；多条光纤组成一条光缆。（2）光纤的分类 光纤分为：多模光纤和单模光纤,课件制作人：刘永华,1.2 局域网的传输介质,2) 传输特性光导纤维通过内部的全反射来传输一束经过 编码的光信号。

11、发送端主要采用两种光源：发光二极管 LED(Light-Emitting Diode)与注入型激光二极管 ILD(Injection Laser Diode)。在接收端将光信号转换成电 信号时，要使用光电二极管PIN检波器或APD检波器。光 载波调制方法采用振幅键控ASK调制方法即亮度调制。 光纤传输速率达到几吉比特每秒(Mb/s)。光纤的带宽：1014Hz1015 Hz。光纤的最佳传输波长：850nm，1300nm和1500nm,课件制作人：刘永华,1.2 局域网的传输介质,3) 连通性光纤最普遍的连接方式是点对点连接。4) 地理范围一般6km8km实现高速无中继传输，贝尔实 验室测试：在数

12、据传输速率420Mb/s且在119km 无中继时，其误码率为10-8。5) 抗干扰能力抗干扰能力强，衰减小，安全性保密性好。6) 价格目前，光纤的价格高于同轴电缆和双绞线,课件制作人：刘永华,1.2 局域网的传输介质,1.2.2 无线传输介质 1.短波传输 短波通信的特点：(1) 优点：通信距离远，无需太大的发射功率，且设备成本适中。(2) 缺点：通信方式易受季节、昼夜和太阳活动的影响，通信质量不够稳定。容易受到外部干扰。 2. 微波传输 微波信号的传输特点是：1) 优点(1) 通信信道的容量大(频率高，频段范围宽)。(2) 通信质量高(干扰信号的频谱成分比微波频率低)。(3) 投资少，见效快

13、(与相同容量和长度的电缆通信比较)。只进行视距传播。2) 缺点(1) 相邻站之间必须直视，不能有障碍物。(2) 隐蔽性和保护性差。(3) 大气对微波信号的吸收与散射影响较大。(4) 对大量中继站的建立需耗费一定的人力和物力。大气对微波信号的吸收与散射影响较大。微波天线有高度方向性，因此在地面一般采用点对点方式通信。,课件制作人：刘永华,1.2 局域网的传输介质,3卫星微波通信 卫星微波通信特点(1) 传输距离远，费用与通信距离无关(覆盖区的跨度达18000km)。(2) 频带宽、容量大，干扰较小。(3) 较大的传输延迟(250ms300ms)。(4) 适合广播通信，保密性较差。(5) 造价高。

14、 4红外线传输 电视机和录像机的遥控器就是应用红外线通信的例子。它要求有一定的方 向性，即发送器直接指向接收器。 红外线不能穿透物体，包括墙壁，但这对防止窃听和相互间的串扰有好 处。此外，红外线传输也不需要申请频率分配，即不需授权即可使用。,课件制作人：刘永华,1.3 局域网基本组成,局域网由网络硬件和网络软件组成。 1.3.1 网络硬件 网络硬件是指在计算机网络中所采用的物理设备，包括以下内容：(1) 网络服务器提供网络资源。(2) 工作站客户机。（3）网络设备：网卡(网络适配器)。集线器接线(HUB)。中继器放大信号。网桥两个局域网连接。路由器局域网与广域网的连接。网点不同的网络体系(OS

15、I模块最高层(应用层)的设备)。(4) 传输介质同轴电缆、双绞线、光缆、无线电、微波等。,课件制作人：刘永华,1.3 局域网基本组成,1.3.2 网络软件 网络软件可大致分为网络系统软件和网 络应用软件。 网络系统软件主要包括网络操作系统 (NOS)、网络协议软件和网络通信软件等。网络应用软件是指为某一个应用目的而 开发的网络软件，它为用户提供一些实际 的应用。,课件制作人：刘永华,1.4 局域网的拓扑结构,网络的拓扑结构是指抛开网络中的具体设备，用点和线来抽象出网络 系统的逻辑结构。 1.4.1 星型拓扑 定义：星型拓扑结构是指所有的网络结点都通过传输介质与中心结点 相连，采用集中控制，即任

16、何两结点之间的通信都要通过中心结点进行转发。特点：结构简单，便于管理；控制简单，便于建网；网络延迟时间较 小，传输误差较低，但成本高、可靠性较低、资源共享能力也较差。 1.4.2 环型拓扑 定义：环型拓扑结构是由网络中若干结点通过点到点的链路首尾相连形 成一个闭合 的环。特点：信息流在网中是沿着固定方向流动的，两个结点间仅有一条道 路，故简化了路径选择的控制；环路上各结点都是自举控制，故控制软件简 单；但可靠性低，一个结点发生故障将会造成全网瘫痪；维护难，对分支结 点故障定位较难。,课件制作人：刘永华,1.4 局域网的拓扑结构,1.4.3 总线型拓扑 定义：总线型拓扑结构是指各工作站和服务器均挂在一条总线上，各工 作站地位是平等的。特点：结构简单，可扩充性好，但维护 难，分支结点故障查找难 1.4.4 树型拓扑 定义：树型拓扑结构是分级的集中控制式网络。特点：通信线路总长度短，成本较低，结点易于扩充，寻找路径比较方 便，但任一结点或与其相连的线路故障都会使系统受到影响。 1.4.5 网状型拓扑 定义：在网状型拓扑结构中，结点之间的连接是任意的，没有规律的。 特点：它的安装很复杂，但系统可靠性高，容错能力强。有时也称为分 布式结构。,