局域网组成实践——局域网的规划与设计.ppt

计算机班 局域网组成实践 项目2局域网的规划与设计 04 03 02 01 局域网的规划 网络硬件设备和互联介质 局域网的布线和施工 如何组网 目录 局域网的规划 01 01 需求分析 5 选择设备 4 可行性研究与计划 2 方案设计 7 局域网的规划 编写技术文档 3 投资预算 4 网络的物理布局 位置 距离 环境等 用户设备的类型和配置 旧物利用 通信类型及通信负荷 数据 音频 视频 多媒体信号流量 网络应提供的服务 资源共享 办公自动化 远程控制 电子邮件 网络的安全性 不同的安全要求选择不同的网络类型 防火墙等 01 局域网的规划 需求分析 5 技术可行性 经费可行性 可行性研究与计划 2 01 局域网的规划 传输通道 用户接口 采用服务器与整个网络的管理和维护能力 增加网络后期选择设备的灵活性找出目前系统的局限条件和原因制定多个方案 择优取用 软硬件设备投资安装投资运行和维护投资人员网络技能培训投资 实用性先进性开放性可靠性安全性经济性可扩充性 01 局域网的规划 方案设计 7 01 局域网的规划 选择设备 4 总线型网络 细缆 终端电阻器星型网络 双绞线 集线器 交换机大型网络 光纤 中继器 网桥 路由器 网关等其它设备 插头 插座 电源 机柜 通风设备 消防设备 01 局域网的规划 网络硬件设备软件工程施工安装调试人员培训网络运行维护等 投资预算 7 01 局域网的规划 网络总体规划可行性报告用户需求技术分析网络基本体系结构和选型网络建设达到的目的和费用预算预期的建设日进程表 编写技术文档 7 网络硬件设备和互联介质 02 2 网络硬件设备 4 网络传输介质 4 网络的硬件设备和互联设备 2 网卡 5 路由器 4 集线器 2 交换机 7 网络的硬件设备 2 网络的硬件设备 网卡 网卡的种类 网卡 OSI物理层 网络接口卡简称网卡 又叫网络适配器 连接计算机和网络硬件的设备 工作原理 整理计算机上要发往网线上的数据 并将数据分解成适当大小的数据包后向网络上发送 网卡 传输速度分类 10M网卡 10 100M自适应网卡 1000M网卡 ISA接口网卡 PCI接口网卡 PCMCIA总线网卡 USB接口网卡 总线类型分类 FDDI接口网卡 ATM接口网卡 RJ 45接口网卡 BNC接口网卡 AUI接口网卡 总线接口类型分类 8位ISA网卡 16位ISA网卡 10MPCI网卡 10 100MPCI自适应网卡 PCI X接口网卡 笔记本 服务器 没有内置网卡的笔记本 光纤 光纤 双绞线 T型头10Base2同轴电缆 粗同轴电缆 2 网络的硬件设备 网卡 网卡 OSI物理层 网络接口卡简称网卡 又叫网络适配器 连接计算机和网络硬件的设备 工作原理 整理计算机上要发往网线上的数据 并将数据分解成适当大小的数据包后向网络上发送 网络接口卡 NIC 是一种连接设备 它们能够使工作站 服务器 打印机或其他节点通过网络介质接收并发送数据 网络接口卡常被称为网络适配器 因为它们只传输信号而不分析高层数据 它们属于OSI模型的物理层 在有些情况下 网络接口卡也可以对承载的数据做基本的解释 而不只是简单地把信号传送给CPU以让CPU去解释 网络接口卡的类型根据它所依赖的网络传输系统不同 如以太网与令牌环网 而不同 还与网络传输速率 如10Mbps与100Mbps 连接器接口 如BNC与RJ 45 以及兼容的主板或设备的类型有关 2 网络的硬件设备 网卡 网卡 OSI物理层 网络接口卡简称网卡 又叫网络适配器 连接计算机和网络硬件的设备 工作原理 整理计算机上要发往网线上的数据 并将数据分解成适当大小的数据包后向网络上发送 按接口方式分 网络接口卡有以下类型 1 ISA 2 MCA 微通道结构 IBM在1987年为个人计算机而开发的优化的32位总线 后来被标准的EISA和PCI总线代替 3 EISA 扩展的工业标准结构 一种兼容以前的ISA设备的32位总线 4 PCI 外围部件互连 一种32位或64位的总线结构 已经成为几乎所有新式个人计算机的网络接口卡所采用的总线结构 它比ISA MCA或EISA板卡更短 但它能更快传输数据 除了以上4中总线方式 还有一下接口类型 5 PCMCIA 也被称作个人计算机卡 可以为便携式电脑提供与任何类型的设备连接的功能 其中包括这种类型的网络接口卡 6 并口网络接口卡 很少用到 2 网络的硬件设备 网卡 网卡 OSI物理层 网络接口卡简称网卡 又叫网络适配器 连接计算机和网络硬件的设备 工作原理 整理计算机上要发往网线上的数据 并将数据分解成适当大小的数据包后向网络上发送 7 打印机网络接口卡 通常都支持和处理OSI模型的所有七层结构 可以执行打印服务器功能 见右图 8 无线网卡 无线网络接口卡采用天线来和基站收发器或其他无线网络接口卡交换信号 见右图 网络接口卡的类型也因网络的传输模式 如以太网方式与令牌环方式 而异 并与它们使用的连接器类型有关 下面显示了以太网网络接口卡和令牌环网络接口卡实物图 2 网络的硬件设备 网卡 网卡 OSI物理层 网络接口卡简称网卡 又叫网络适配器 连接计算机和网络硬件的设备 工作原理 整理计算机上要发往网线上的数据 并将数据分解成适当大小的数据包后向网络上发送 USB接口网卡 2 网络的硬件设备 网卡 网卡 OSI物理层 网络接口卡简称网卡 又叫网络适配器 连接计算机和网络硬件的设备 工作原理 整理计算机上要发往网线上的数据 并将数据分解成适当大小的数据包后向网络上发送 10 100Mb sRJ45接口网卡 2 网络的硬件设备 网卡 网卡 OSI物理层 网络接口卡简称网卡 又叫网络适配器 连接计算机和网络硬件的设备 工作原理 整理计算机上要发往网线上的数据 并将数据分解成适当大小的数据包后向网络上发送 无线网卡 2 网络的硬件设备 中继器 中继器 OSI物理层 功能 放大信号 对网络起延伸作用 工作原理 1 发送方计算机发送一个清晰的信号 2 当信号到达中继器的时候 已经随着时间有所衰减了 3 中继器再生出一个新的清晰的信号 和发送方计算机最早发出的信号保持一致 然后从另一个端口将这个清晰的信号发送出去 中继器属于OSI模型中的物理层 因而没有必要解释它所传输的信号 例如 它们不能降低所传输的信号的质量 也不能提高传输的信号的质量 更不能纠正错误信号 它们只是转发信号 但同时它们也转发了信号的噪声 从这个意义上讲 它们不是智能设备 中继器不仅功能有限 而且作用范围也有限 一个中继器只包含有一个输入端口和一个输出端口 如下图所示 所以它就只能接收和转发数据流 此外 中继器只适用于总线拓扑结构的网络 总线形网络 使用中继器的好处是扩展网络的成本较低廉 例如 假设你需要把位于学校体育馆的一台个人计算机连接上网络 最近的数据接口在200米开外 网络采用的是10Base2 Thinnet 细同轴电缆 以太网 而这种网络的线缆的最大传输距离是185米 在这种情况下 利用一个中继器 最大传输距离就可以再增加185米 从而使得把体育馆内的那台工作站连接到网络上是一点问题也没有 但要注意 仍然存在总的最大传输距离 因为整个网络传输距离不能超过1000米 所以扩展线缆的传输距离时 不能依次级连五个及五个以上的中继器 2 网络的硬件设备 集线器 集线器 OSI物理层和数据链路层 功能 分配带宽 将局域网内各自独立的计算机连接在一起并能够互相通信 工作原理 对接收到的信号进行再生放大 以扩大网络的传输距离 集线器的种类 集线器 按尺寸分类 机架式集线器 桌面上集线器 10Mb s集线器 10 100Mb s自适应集线器 按带宽分类 哑集线器 智能集线器 堆叠式集线器 级联式集线器 按管理方式分类 100Mb s集线器 按扩展方式分类 传统集线器传输速度为10Mb s快速以太网集线器传输速度为100Mb s 100Base T网络 10 100M自适应集线器传输速度自适应 内部有两个网段 10M和100M 集线器根据连接速度将主机连接到不同网段上 2 网络的硬件设备 集线器 功能 分配带宽 将局域网内各自独立的计算机连接在一起并能够互相通信集线器的基本功能是信息分发 它把从一个端口接收的所有信号向所有端口分发出去 工作原理 对接收到的信号进行再生放大 以扩大网络的传输距离 集线器示例 一些集线器在分发之前将弱信号重新生成 一些集线器整理信号的时序以提供所有端口间的同步数据通信 它发送数据时都是没有针对性的 而是采用广播方式发送 也就是说当它要向某节点发送数据时 不是直接把数据发送到目的节点 而是把数据包发送到与集线器相连的所有节点 以集线器为核心的网络的特点 所有主机共享带宽无法限制冲突和广播适用于小型网络 集线器 OSI物理层和数据链路层 2 网络的硬件设备 集线器 集线器 OSI物理层和数据链路层 功能 分配带宽 将局域网内各自独立的计算机连接在一起并能够互相通信集线器的基本功能是信息分发 它把从一个端口接收的所有信号向所有端口分发出去 工作原理 对接收到的信号进行再生放大 以扩大网络的传输距离 例 用集线器搭建简单的网络 以1台服务器 3台PC机为例 一台HUB4块UTP接口的网卡4台PC机8个RJ45接头 水晶头 若干米UTP双绞线 NIC HUB UTP PC机 服务器 1 2 首先 接通电源 看到集线器的电源指示灯已亮 表明电源已接通 大多数集线器在打开时会执行自检程序 闪烁的灯光表明这个自检过程正在进行 当自检完成后 大多数集线器的指示灯此时是一直不间断地亮着 把连接线缆的一端接头插入集线器的端口 另一端连接到主干网上或网络内的交换机或路由器上 2 用同样的方法把集线器与工作站或其他集线器连接起来 如图右所示 工作站通过新安装的集线器连接上网络后 参阅集线器的指导手册 确认连接和通信用指示灯指示正常 另外 可能还要配置集线器的固件 对于智能型集线器而言 也即设置它的软件参数 例如 需要给集线器分配一个IP地址 参阅集线器附带的文档 搞清楚怎样配置它的软 硬件 网络的硬件设备 集线器 功能 分配带宽 将局域网内各自独立的计算机连接在一起并能够互相通信集线器的基本功能是信息分发 它把从一个端口接收的所有信号向所有端口分发出去 工作原理 对接收到的信号进行再生放大 以扩大网络的传输距离 集线器 OSI物理层和数据链路层 3 集线器的安装 2 网络的硬件设备 交换机 功能 将用户收到的数据包根据目的地址转发到相应的端口 交换机 OSI数据链路层网络层 传输层 集线器 交换机 区别 将数据转发到所有的集线器端口 同一网段的计算机共享固有的带宽 传输速率慢同一时刻每个端口只能实现一个方向的通信 每个端口有固定带宽传输速率不因计算机台数的增加受影响进行双工通信 2 网络的硬件设备 交换机 交换机的种类 交换机 按架构分类 机架式交换机 不带扩展槽固定配置式交换机 以太网交换机 FDDI交换机 按传输介质和速度分类 企业级交换机 部门级交换机 二层交换机 三层交换机 按应用规模分类 令牌环交换机 按OSI分层结构分类 带扩展槽固定配置式交换机 ATM交换机 快速以太网交换机 千兆以太网交换机 工作组交换机 扩展性较好高端交换机 可支持其它类型网络 仅支持一种类型网络 高端 可用于骨干网 数据链路层 路由功能 根据传输介质和传输速度划分 以太网交换机 RJ 45 BNC AUI 100M以下快速以太网交换机 双绞线 光纤 100M千兆以太网交换机 双绞线 光纤 1000M10千兆以太网交换机 光纤 10GATM交换机 RJ 45 SCFDDI交换机 SC 100M 以太网交换机 快速以太网交换机 千兆以太网交换机 10千兆以太网交换机 ATM交换机 FDDI交换机 2 网络的硬件设备 交换机 交换机的种类 2 网络的硬件设备 交换机 工作原理 当交换机加电时 它会广播一个特殊的帧 然后根据接收到的信息将MAC地址与交换机的端口号对应起来 功能 将用户收到的数据包根据目的地址转发到相应的端口 交换机 OSI数据链路层网络层 传输层 2 网络的硬件设备 交换机 工作原理 工作在数据链路层由于交换机中有端口与地址的对应表 因此它能够将数据送往指定的端口 而其它端口可以继续向另外的端口传送数据 从而避免了共享集线器同时只能有一对端口工作的限制 功能 将用户收到的数据包根据目的地址转发到相应的端口 交换机 OSI数据链路层网络层 传输层 2 网络的硬件设备 路由器 定义 多端口的网络设备 能够连接多个不同网络或网段 并能将不同网络或网段间的数据信息进行传输 从而构成一个更大的网络 功能 判断网络地址和选择路径 在网际间接收节点发来的数据包 然后根据数据包中的源地址和目的地址 对照自己缓存中的路由表 把数据包直接转发到目的节点 这是路由器最主要 也是最基本的作用 路由作用 为网际间通信选择最合理的路由 拆分和包装数据包 不同协议网络之间的连接 防火墙功能 路由器 OSI网络层 简介 路由器是一种连接多个网络或网段的网络设备 它能将不同网络或网段之间的数据信息进行 翻译 以使它们能够相互 读懂 对方的数据 从而构成一个更大的网络 路由器属网际设备 与集线器和交换机不同 它不是应用与同一网段的设备 而是应用于不同网段或不同网络之间的设备 路由器 硬件 协议 之所以能在不同网络之间起到 翻译 的作用 是因为它不再是一个纯物理设备 而是具有相当丰富路由协议的软 硬结构设备 如RIP协议 OSPF协议 EIGRP协议 IPv6协议等 这些路由协议就是用来实现不同网段或网络之间的相互 理解 应用于异种网络互联或多个子网互联 2 网络的硬件设备 路由器 定义 多端口的网络设备 能够连接多个不同网络或网段 并能将不同网络或网段间的数据信息进行传输 从而构成一个更大的网络 功能 判断网络地址和选择路径 路由器 OSI网络层 路由器协议 定义 是路由器的重要软件组成部分 路由器的路由功能是通过路由协议在路由器维护的路由表中找到最佳路由方案 分类 静态路由 动态路由静态路由 在路由表中指定的路由路径 只能管理员改变 优点 效率相对比较高适合小型网络动态路由 路由器之间自动进行路由信息交换 路由器得到周围路由器的路由表后根据算法 更新自己的路由表 路由信息属于动态路由信息 缺点 效率相对比较低适合较大型网络 应用于异种网络互联或多个子网互联 2 网络传输介质 定义 网络中传输数据 连接各网络节点的实体 传输介质 分类 双绞线同轴电缆光纤 2 网络传输介质 定义 网络中传输数据 连接各网络节点的实体 分类 双绞线同轴电缆光纤 剥开套管的双绞线 双绞线 传输介质 2 网络传输介质 定义 网络中传输数据 连接各网络节点的实体 分类 双绞线同轴电缆光纤 双绞线 传输介质 组建局域网络所用的双绞线是一种由4对线 即8根线 组成的 其中每根线的材质有铜线和铜包的钢线两类 一般来说 双绞线电缆中的8根线是成对使用的 而且每一对都相互绞合在一起 绞合的目的是为了减少对相邻线的电磁干扰 双绞线分为屏蔽双绞线 STP 和非屏蔽双绞线 UTP 目前 在局域网中常用到的双绞线是非屏蔽双绞线 UTP 它又分 3类 4类 5类 超5类 6类和7类 屏蔽双绞线 STP 分为 3类 5类 2 网络传输介质 定义 网络中传输数据 连接各网络节点的实体 分类 双绞线同轴电缆光纤 双绞线 传输介质 2 网络传输介质 定义 由一根空心的外圆柱导体 铜网 和一根位于中心轴线的内导线 电缆铜芯 组成 并且内导线和圆柱导体及圆柱导体和外界之间都是用绝缘材料隔开 特点 抗干扰能力好传输数据稳定价格便宜应用广泛 同轴电缆 传输介质 同轴电缆 同轴电缆的结构 它的中央是铜质的芯线 单股的实心线或多股绞合线 铜质的芯线外包着一层绝缘层 绝缘层外是一层网状编织的金属丝作外导体屏蔽层 可以是单股的 屏蔽层把电线很好地包起来 再往外就是外包皮的保护塑料外层了 2 网络传输介质 同轴电缆 目前经常用于局域网的同轴电缆有二种 一种是专门用在符合IEEE802 3标准以太网环境中阻抗为50 的电缆 只用于数字信号发送 称为基带同轴电缆 另一种是用于频分多路复用FDM的模拟信号发送 阻抗为75 的电缆 称为宽带同轴电缆 根据传输频带分类 根据直径分类 粗缆 细缆 同轴电缆的接头 50 BNC接头 T型头 分类 定义 由一根空心的外圆柱导体 铜网 和一根位于中心轴线的内导线 电缆铜芯 组成 并且内导线和圆柱导体及圆柱导体和外界之间都是用绝缘材料隔开 特点 抗干扰能力好传输数据稳定价格便宜应用广泛 传输介质 同轴电缆 2 网络传输介质 定义 由一组光导纤维组成 用来传播光束 细小而柔韧的传输介质 特点 电磁绝缘性能较好 信号衰变较宽 传输距离远 应用 用于主干网优点 频带较宽不受电磁干扰衰减较小中继器的间隔较长 传输介质 光纤 光纤 光纤的结构图 2 网络传输介质 定义 在自由空间传播的电磁波 传输介质 无线电波 无线电波 卫星通信 01 计算机网络的发展