局域网组成与实践.ppt

第第5章局域网组成与实践章局域网组成与实践5.1局域网使用的传输介质局域网使用的传输介质5.2局域网组网需要的设备局域网组网需要的设备5.3局域网的组网方法局域网的组网方法5.4局域网结构化布线技术局域网结构化布线技术5.5本章总结本章总结 在学习局域网的基本工作原理后，就可以开始学习在学习局域网的基本工作原理后，就可以开始学习局域网组网技术了，这是读者需要掌握的基本内容。局域网组网技术了，这是读者需要掌握的基本内容。本章介绍局域网的传输介质、局域网组网需要的设本章介绍局域网的传输介质、局域网组网需要的设备、局域网组网方法，以及局域网结构化布线技术。备、局域网组网方法，以及局域网结构化布线技术。5.1 局域网使用的传输介质局域网使用的传输介质 1. IEEE 802.3标准支持的传输介质标准支持的传输介质 IEEE 802.3标准为了能支持多种传输介质，在物理标准为了能支持多种传输介质，在物理层为每种传输介质确定了相应的物理层标准。这些层为每种传输介质确定了相应的物理层标准。这些标准主要有以下几种：标准主要有以下几种： 10 BASE5（粗缆）；（粗缆）； 10 BASE2（细缆）；（细缆）； 10 BASET（非屏蔽双绞线）；（非屏蔽双绞线）； 10 BASEFP、10 BASEFB与与10 BASEFL（光（光缆）。缆）。 IEEE 802.3u标准为了能支持多种传输介质，在物标准为了能支持多种传输介质，在物理层为每种传输介质确定了相应的物理层标准。这理层为每种传输介质确定了相应的物理层标准。这些标准主要有以下几种：些标准主要有以下几种： 100 BASETX（5类非屏蔽双绞线）；类非屏蔽双绞线）； 100 BASET4（3类非屏蔽双绞线）；类非屏蔽双绞线）； 100 BASEFX（光缆）。（光缆）。2. IEEE 802.3物理层标准类型物理层标准类型 IEEE 802.3与与IEEE 802.3u的物理层标准与的物理层标准与802.3的的MAC子层、子层、LLC子层的关系如图子层的关系如图5.1所示。从图所示。从图中可以看出，中可以看出，Ethernet在逻辑链路控制在逻辑链路控制LLC子层采子层采用用802.2标准，在介质访问控制标准，在介质访问控制MAC 子层采用子层采用CSMA/CD方法。在物理层可以任意选用以上方法。在物理层可以任意选用以上5类标类标准中的一种或多种的组合，这就构成了准中的一种或多种的组合，这就构成了Ethernet的的物理结构。物理结构。 IEEE 802.3物理层标准类型有以下几种：物理层标准类型有以下几种： (1) 10 BASE5是是IEEE 802.3物理层标准中最基本的物理层标准中最基本的一种。它采用的传输介质是阻抗为一种。它采用的传输介质是阻抗为50欧姆的基带粗欧姆的基带粗同轴电缆。粗缆的最大长度为同轴电缆。粗缆的最大长度为500 m，数据传输速，数据传输速率为率为10 Mbps。网卡与收发器采用标准的。网卡与收发器采用标准的15针针AUI连接器，收发器与网卡之间采用收发器电缆（或称连接器，收发器与网卡之间采用收发器电缆（或称AUI电缆）连接。电缆）连接。图图 5.1 (2) 10 BASE2是是IEEE 802.3补充的第一个物理层标补充的第一个物理层标准。它采用的传输介质是阻抗为准。它采用的传输介质是阻抗为50欧姆的基带细同欧姆的基带细同轴电缆。细缆的最大长度为轴电缆。细缆的最大长度为185 m，数据传输速率，数据传输速率为为10 Mbps。网卡上提供。网卡上提供BNC 连接插头，细同轴电连接插头，细同轴电缆通过缆通过BNCT型连接器与网卡连接。型连接器与网卡连接。 (3) 10 BASET是是1990年补充的另一个物理层标准。年补充的另一个物理层标准。10 BASET采用以集线器（采用以集线器（hub） 为中心的物理星为中心的物理星型拓扑结构，型拓扑结构， 使用标准的使用标准的RJ45接插件与接插件与3类或类或5类类非屏蔽双绞线非屏蔽双绞线UTP连接网卡与集线器。网卡与集线连接网卡与集线器。网卡与集线器之间的双绞线长度最大为器之间的双绞线长度最大为100 m。 (4) 10 BASEFP、10 BASEFL与与10 BASEFB是是IEEE 802.3物理层标准中新补充的三种光纤传输介物理层标准中新补充的三种光纤传输介质标准，传输速率为质标准，传输速率为10 Mbps。10 BASEFP 标准标准定义了利用无源集线器（定义了利用无源集线器（passive hub）连接光纤的）连接光纤的以太网，其基本结构与以太网，其基本结构与10 BASET类似，采用物理类似，采用物理星型拓扑结构，网卡与无源集线器之间用光纤连接星型拓扑结构，网卡与无源集线器之间用光纤连接起来，最大距离为起来，最大距离为500 m。10 BASEFB标准将网卡标准将网卡与有源集线器（与有源集线器（active hub）之间用光纤连接起来，）之间用光纤连接起来，最大距离可以达到最大距离可以达到2000m。10 BASEFL标准将以标准将以太网中继器的数目由最多太网中继器的数目由最多4个扩展到个扩展到6个，以便增加个，以便增加Ethernet主干电缆的长度。主干电缆的长度。 (5) 100 BASETX支持支持5类非屏蔽双绞线类非屏蔽双绞线UTP与与1 类类屏蔽双绞线屏蔽双绞线STP，100 BASET4支持支持3类非屏蔽双类非屏蔽双绞线绞线UTP，而，而100 BASEFX支持支持2芯的多模或单模芯的多模或单模光纤。光纤。 在千兆以太网出现之后，在千兆以太网出现之后，802.3物理层又相应增加了物理层又相应增加了 支持支持5类非屏蔽双绞线的类非屏蔽双绞线的1000 BASET标准以及支标准以及支持单模和多模光纤的持单模和多模光纤的1000 BASEX与与1000 BASESX标准。标准。 5.2局域网组网需要的设备局域网组网需要的设备 5.2.1 网卡网卡 1. 网卡的基本概念网卡的基本概念 网络接口卡（网络接口卡（NIC，network interface card）又称）又称为网卡，它是构成网络的基本部件。网卡一方面连为网卡，它是构成网络的基本部件。网卡一方面连接局域网中的计算机，另一方面连接局域网中的传接局域网中的计算机，另一方面连接局域网中的传输介质。典型的网卡结构如图输介质。典型的网卡结构如图5.2所示。所示。 2. 网卡的分类方法网卡的分类方法 根据网卡所支持的物理层标准与主机接口的不同，根据网卡所支持的物理层标准与主机接口的不同，网卡可以分为不同的类型。网卡可以分为不同的类型。 (1) 按照网卡支持的计算机种类分类，主要分为以下按照网卡支持的计算机种类分类，主要分为以下两类：两类： 标准以太网卡；标准以太网卡； PCMCIA网卡。网卡。 标准以太网卡用于台式计算机连网，而标准以太网卡用于台式计算机连网，而PCMCIA网网卡用于便携式计算机连网。卡用于便携式计算机连网。 图图5.2网卡结构示意图网卡结构示意图PCMCIA是个人计算机内存卡是个人计算机内存卡国际协会（国际协会（Personal Computer Memory Card International Association）制定的一种便携机插卡）制定的一种便携机插卡图图 5.2标准，符合这种标准的网卡和信用卡大小相似，它标准，符合这种标准的网卡和信用卡大小相似，它仅适用于将便携机连入局域网。仅适用于将便携机连入局域网。 (2) 按照网卡支持的传输速率分类，主要分为以下按照网卡支持的传输速率分类，主要分为以下四类：四类： 10 Mbps网卡；网卡； 100 Mbps网卡；网卡； 10/100 Mbps自适应网卡；自适应网卡； 1000 Mbps网卡。网卡。 根据传输速率的要求，网卡可以仅支持根据传输速率的要求，网卡可以仅支持10 Mbps或或100 Mbps传输速率，也可以同时支持传输速率，也可以同时支持10 Mbps与与100 Mbps的传输速率，并能自动侦测出网络的传输速的传输速率，并能自动侦测出网络的传输速率。随着千兆以太网交换机的使用，率。随着千兆以太网交换机的使用，1000 Mbps网网卡也开始出现。卡也开始出现。(3) 按网卡所支持的传输介质类型分类，主要分为以按网卡所支持的传输介质类型分类，主要分为以下四类：下四类： 双绞线网卡；双绞线网卡； 粗缆网卡；粗缆网卡； 细缆网卡；细缆网卡； 光纤网卡。光纤网卡。 针对不同的传输介质，网卡提供了相应的接口。适针对不同的传输介质，网卡提供了相应的接口。适用粗缆的网卡应提供用粗缆的网卡应提供AUI接口，适用细缆的网卡应接口，适用细缆的网卡应提供提供BNC接口，适用于非屏蔽双绞线的网卡应提供接口，适用于非屏蔽双绞线的网卡应提供RJ45接口，适用于光纤的网卡应提供光纤的接口，适用于光纤的网卡应提供光纤的F/O接口。接口。 目前，多数以太网卡通常是将几种类型的接口集成目前，多数以太网卡通常是将几种类型的接口集成在一块网卡上，如在一块网卡上，如AUI/BNC、AUI/RJ45、BNC/RJ45等二合一网卡，以及等二合一网卡，以及AUI/BNC/RJ45的三合一网卡。的三合一网卡。 这些具有多种接口的网卡，一方面这些具有多种接口的网卡，一方面可以适用不同类型传输介质的连接要求；另一方面可以适用不同类型传输介质的连接要求；另一方面也为冗余连接提供条件，以提高网络连接的可靠性。也为冗余连接提供条件，以提高网络连接的可靠性。同时，也有些简易以太网卡只提供同时，也有些简易以太网卡只提供AUI、BNC、RJ45接口中的一种。例如，只支持提供接口中的一种。例如，只支持提供RJ45接接口的口的10 BASET以太网卡。以太网卡。 (4) 按网卡所支持的总线类型分类，主要分为以下按网卡所支持的总线类型分类，主要分为以下两类：两类： ISA网卡；网卡； PCI网卡。网卡。 网卡必须与它所连接的计算机总线类型相适应。目网卡必须与它所连接的计算机总线类型相适应。目前，典型的微型机总线主要有前，典型的微型机总线主要有16位的位的ISA总线与总线与32位的位的PCI总线。因此，网卡也应设计成能适应不同总线。因此，网卡也应设计成能适应不同总线类型的总线类型的ISA网卡与网卡与PCI网卡。同时，不同厂家网卡。同时，不同厂家生产的以太网卡，在集成度、处理芯片、数据缓冲生产的以太网卡，在集成度、处理芯片、数据缓冲区及配置方法上都有较大的区别。区及配置方法上都有较大的区别。5.2.2集线器集线器 1. 集线器集线器(hub)的定义的定义 集线器是以太网中的中心连接设备，它是对集线器是以太网中的中心连接设备，它是对“共享共享介质介质”总线型局域网结构的一种改进。用集线器作总线型局域网结构的一种改进。用集线器作为以太网中的中心连接设备时，所有的结点通过非为以太网中的中心连接设备时，所有的结点通过非屏蔽双绞线与集线器连接。这样的以太网在物理结屏蔽双绞线与集线器连接。这样的以太网在物理结构看是星型结构，但它在逻辑上仍然是总线型结构，构看是星型结构，但它在逻辑上仍然是总线型结构，并且在并且在MAC层仍然采用层仍然采用CSMA/CD介质访问控制方介质访问控制方法。当集线器接收到某个结点发送的帧时，它立即法。当集线器接收到某个结点发送的帧时，它立即将数据帧通过广播方式转发到其他的连接端口。将数据帧通过广播方式转发到其他的连接端口。 一般来说，普通的集线器都提供两类端口：一类是一般来说，普通的集线器都提供两类端口：一类是用于连接结点的用于连接结点的RJ45端口，这类端口数可以是端口，这类端口数可以是8、12、16、24等；另一类端口可以是用于连接粗缆的等；另一类端口可以是用于连接粗缆的AUI端口，用于连接细缆的端口，用于连接细缆的BNC端口，也可以是光端口，也可以是光纤连接端口，这类端口称为向上连接端口。纤连接端口，这类端口称为向上连接端口。 从结点到集线器的非屏蔽双绞线最大长度为从结点到集线器的非屏蔽双绞线最大长度为100 m，利