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局域网概述

来源:四川弱电人才网 时间:2019-01-24 作者:四川弱电人才网 浏览量:

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我们首先介绍一些局域网的简单知识和概念,然后以详细的说明和步骤,介绍目前广泛应

用的几种局域网的架设方法和配置方法,为想快速学习局域网架设技术和网络管理技术的人员

提供快速入门的培训,并希望为实际网络架设和管理工作中提供技术参考资料。

本章要点

• 为什么建立计算机网络

• 局域网技术特点

• 局域网的种类

通常将基于服务器的网络都称为客户机/服务器网络。

客户机/服务器网络应用于大中型企业,他可以实现数据共享,对财务,人事等工作进行

网络化管理,并可以开网络化会议。他还提供了强大的Internet/Intranet We b信息服务,其中包括

(F T P、G O P H E R、W W W)等功能,几乎是一种近乎完美的局域网构架方案。但它需要一台或

多台高档服务器,所以成本较高,但对于企业而言,它的功能对企业的工作效率及业务工作带

来了极大的方便,这远远超过了对它的投资。

1.1 为什么要建立计算机网络

随着科学技术的发展,计算机应用的普及,网络信息时代已经来临。想一想我们生活中的

许多事情:使用电话预定飞机票、使用银行的通兑通取存折等等。网络技术的飞速发展,给我

们的生活带来了很大的方便。网络对于今天的公司或企业已经是必不可少,使用电子邮件收发

信件、公司内部资源的共享、信息的交流、公司业务的管理等等,计算机网络为公司或企业创

造着价值。那么,为什么要建立计算机网络呢?


1.1.1 未连网计算机的弊病

对一个公司或企业来说,如果每个人或每个部门之间的计算机彼此独立工作,很明显会有

以下一些不方便之处。

1)无法进行数据共享。没有网络,每个人计算机上的数据,只能供本人使用,你的领导或

同事,需要查询你的数据时,只能到你的计算机上来查,或者,你只好将他们需要的数据用磁

盘拷贝给他们,使得同样的数据存在多个人的计算机上,造成资源的浪费。同样,别人的数据,

你也不能共享。在计算机未连网时,存在于各台计算机上的数据,只能用磁盘进行拷贝,达到

共享的目的。用磁盘拷贝进行数据共享,仅在文件大小小于软盘容量时工作才方便,当需要传

递的数据量很大时,这种方式既费时又不可靠。而最可怕的事情则是文件或数据的各个版本分

散在不同的计算机上,当你对自己计算机上的文件或数据进行更新后,别人无法了解到它的变

化,数据共享其实是一句空话。


2)无法进行软件应用程序共享。当计算机未连网时,工作中需调用的所有应用程序必须安

装在每台计算机上,例如,如果你在自己的计算机上没有安装字处理应用程序,那么用户就不

能在自己的计算机进行任何字处理的工作。


3)无法进行打印机资源共享。计算机在未连网的情况下,如果要打印文件,必须在自己的

计算机上连接一台打印机,造成了打印机资源的浪费。有的企业,通过使用手动转换开关盒选

择计算机的打印机端口将计算机连至打印机,但这样做,一方面经常转换开关很不方便,而且

转换开关还有可能损坏打印机,另一方面,计算机与打印机之间的距离受打印电缆长度的限制,

不可能相距太远。


4)无法进行I n t e r n e t资源共享。未连网的计算机不能共享I n t e r n e t连接。随着I n t e r n e t的应用

日益广泛,电子商务为我们的工作和生活带来了很大的方便,同时降低I n t e r n e t帐户成本也是企

业需要考虑的一个重要问题。为解决这一问题,很多企业提出了建立小型网络的需求,这样它

们可以将所有的用户经一个连接进入Internet。


5)无法进行集中式的数据管理。当计算机未连网时,由于管理成本高和耗时,且配置不能

标准化,所以没有办法集中管理它们并确保它们共享共同的配置和访问数据。


6)工作效率低下。未连网的计算机由于每个用户各自维护数据,造成人员重复劳动,工作

效率低,资源浪费。

如果你拥有通信、共享应用和避免将软盘从这台机器拿到另一台机器进行操作的需求,那

么将计算机进行连网将是满足你以上所有需求的最佳解决方案。


1.1.2 计算机连网的益处

不管是计算机网络的种类是什么,不管建立网络的原因是什么,归纳来说,计算机网络能

为我们带来以下显而易见的益处:

1)网络可以提高工作效率。使用电子邮件,不需打印便函,即可快速发出邮件;使用信息

管理系统,不需要从一张办公桌转移到另一张办公桌,就能与每个人交谈并检查他们的工作;

不需要从这台计算机跑至另一台计算机,仅在网络驱动器中就可以拷贝、打开或修改你所需的

文件。提高管理网络效率的更好的解决方案是集中管理功能。一旦计算机连网,就有许多软件

实用程序( M i c r o s o f t的Systems Management Server,M c A f e e的Saber LAN Manager,Ti v o l i的

T M E 1 0和S y m a n t e c的Norton Administrator for Networks等等)可以使管理员远程诊断和改正网络

用户出现的问题,并实现远程安装和配置软件。


2)网络可以节省资源。通过计算机连网,我们可以共享打印机、硬盘、数据等资源,一个

部门可以只有一台打印机,很多部门都需要的数据只存储在某一台计算机上等等。


3)网络可以帮助确保信息的一致性并减小数据冗余。同样的数据在连网的计算机系统中只

存储一份,任何人任何时间对这些数据的更新,都导致相关数据的更新,并且系统中的所有用

户都同时可以引用更新后的数据。


4)网络可以将不同的思想和观点带至一个公共论坛。通过计算机连网,我们可以实现多人、

异地、实时的信息交流,如电视会议、I n t e r n e t网上聊天,整个部门或公司可以使用一张电子日

程表安排工作日程,而不必每个人使用一张,等等。计算机网络能够大大提高我们的工作效率,节省资源,降低成本,所以现在公司或企业内部计算机连网的需求激增。

1.2 局域网的基本特征

局部区域网络(local area network)通常简称为“局域网”,缩写为L A N。局域网是结构复杂程

2 实用组网指南

度最低的计算机网络。局域网仅是在同一地点上经网络连在一起的一组计算机。局域网通常挨

得很近,它是目前应用最广泛的一类网络。通常将具有如下特征的网称为局域网。

1)网络所覆盖的地理范围比较小。通常不超过几十公里,甚至只在一幢建筑或一个房间内。


2)信息的传输速率比较高,其范围自1 M b p s到1 0 M b p s ,近来已达到1 0 0 M b p s。而广域网运行时的传输率一般为2400bps、9600bps或者38.4kbps、56.64kbps。专用线路也只能达到1.544Mbps。


3)网络的经营权和管理权属于某个单位。局域网的出现,使计算机网络的威力获得更充分地发挥,在很短的时间内计算机网络就深入到各个领域。因此,局域网技术是目前非常活跃的技术领域,各种局域网层出不穷,并得到广泛应用,极大地推进了信息化社会的发展。尽管局域网是最简单的网络,但这并不意味着它们必定是小型的或简单的。局域网可以变得相当大或复杂,在行业杂志上读到配有成百上千用户的局域网是很常见的事。


1.3 局域网的技术特点

局域网在设计中,主要考虑的因素是能够在较小的地理范围内更好地运行,提高资源利用率和信息安全性,易于操作和维护等。对此要求决定了局域网的技术特点。局域网的特性主要由三个要素决定,即拓扑结构、传输介质和介质询问方式。下面一一进行描述。


1.3.1 局域网的拓扑结构

计算机网络的组成元素可以分为两大类,即网络结点(又可分为端结点和转发结点)和通

信链路,网络中结点的互连模式叫网络的拓扑结构。网络拓扑定义了网中资源的连接方式,在

局域网中常用的拓扑结构有:总线型结构、环形结构、星形结构。


1. 总线型拓扑结构

总线型拓扑结构采用单根传输线作为传输介质,所有的站点都通过相应的硬件接口直接连

接到传输介质或称总线上。任何一个站点发送的信号都可以沿着介质传播,而且能被其他所有

站点接收。总线拓扑的优点是:电缆长度短,易于布线和维护;结构简单,传输介质又是无源元件,

从硬件的角度看,十分可靠。总线型结构的缺点是:因为这种结构的网不是集中控制的,所以故

障检测需要在网上的各个站点上进行;在扩展总线的干线长度时,需重新配置中继器、剪裁电

缆、调整终端器等;总线上的站点需要介质访问控制功能,这就增加了站点的硬件和软件费用。以

太网等常采用总线型结构,图1-1是一总线型拓扑结构例子。

在总线型拓扑结构中,局域网的各个节点都连接到一个单一连续的物理线路上。由于各个节

点之间通过电缆直接相连,因此,总线拓扑结构中所需要的电缆长度是最小的。但是,由于所有节点

都在同一线路上进行通信,任何一处故障都会导致所有的节点无法完成数据的发行和接收。

常见使用总线拓扑的局域网有Ethernet、ARCnet和Token Bus。

总线型拓扑结构的一个重要特征就是可以在网中广播信息。网络中的每个站几乎可以同时

“收到”每一条信息。这与下面要讲到的环型网络形成了鲜明的对比。

局域网概述:

典型的总线型拓扑结构

总线型拓扑结构最大的优点是价格低廉,用户站点入网灵活。另外一个优点是某个站点失效不会影响到其他站点。但它的缺点也是明显的,由于共用一条传输信道,任一个时刻只能有一个站

点发送数据,而且介质访问控制也比较复杂。总线型结构网是一种针对小型办公环境的成熟而又经济的解决方案。

2. 环形拓扑结构

环形拓扑结构是由连接成封闭回路的网络结点组成的,每一个结点与它左右相邻的结点连接。环形网络常使用令牌环来决定哪个结点可以访问通信系统。在环形网络中信息流只能是单

方向的,每个收到信息包的站点都向它的下游站点转发该信息包。信息包在环网中“旅行”一圈,最后由发送站进行回收。当信息包经过目标站时,目标站根据信息包中的目标地址判断出

自己是接收站,并把该信息拷贝到自己的接收缓冲区中。为了决定环上的哪个站可以发送信息,平时在环上流通着一个叫令牌的特殊信息包,只有得到令牌的站才可以发送信息,当一个站发

送完信息后就把令牌向下传送,以便下游的站点可以得到发送信息的机会。环形拓扑结构的优点是它能高速运行,而且避免冲突的结构相当简单。

环形拓扑结构中,连接网络中各节点的电缆构成一个封闭的环,信息在环中必须沿每个节点单向传输,因此,环中任何一段的故障都会使各站之间的通信受阻。所以在某些环形拓扑结构中如

FDDI,在各站点之间连接了一个备用环,当主环发生故障时,由备用环继续工作。


3. 实用组网指南

服务器打印机

环形拓扑结构并不常见于小型办公环境中,这与总线型拓扑结构不同。因为总线型结构中所

使用的网卡较便宜而且管理简单,而环形结构中的网卡等通信部件比较昂贵且管理复杂得多。环

形结构在以下两种场合比较常见:一是工厂环境中,因为环网的抗干扰能力比较强;二是有许多

大型机的场合,采用环型结构易于将局域网用于大型机网络中。

3.1星形拓扑结构

星形拓扑结构是由通过点到点链路接到中央结点的各站点组成的。星形网络中有一个唯一

的转发结点(中央结点),每一台计算机都通过单独的通信线路连接到中央结点。星形拓扑结构

的优点是:利用中央结点可方便地提供服务和重新配置网络;单个连接点的故障只影响一个设

备,不会影响全网,容易检测和隔离故障,便于维护;任何一个连接只涉及到中央结点和一个站

点,因此,控制介质访问的方法很简单,从而访问协议也十分简单。星形拓扑的缺点是:每个

站点直接与中央结点相连,需要大量电缆,因此费用较高;如果中央结点产生故障,则全网不能

工作,所以对中央结点的可靠性和冗余度要求很高。


在星形拓扑结构中,网络中的各节点都连接到一个中心设备上,由该中心设备向目的节点传送信息。

星形拓扑结构方便了对大型网络的维护和调试,对电缆的安装检验也相对容易。由于所有工

作站都与中心节点相连,所以,在星形拓扑结构中移动某个工作站十分简单。

目前流行的星形结构网主要有两类:一类是利用单位内部的专用小交换机( PA B X )组成局域

网,在本单位内为综合语音和数据的工作站交换信息提供信道,还可以提供语音信箱和电话会

议等业务,是局域网的一个重要分支;另一类是近几年兴起的利用集线器( h u b )连接工作站的网,

被认为是今后办公局域网的发展方向。


局域网的传输介质:

网络中各站点之间的数据传输必须依靠某种传输介质来实现。传输介质种类很多,适用于

局域网的介质主要有三类:双绞线、同轴电缆和光纤。

1. 双绞线

双绞线(twisted pair cable)由绞合在一起的一对导线组成,这样做减少了各导线之间的相互电

局域网概述之介质

集线器

服务器打印机

磁干扰,并具有抗外界电磁干扰的能力。

双绞线电缆可以分为两类:屏蔽型双绞线( S T P )和非屏蔽型双绞线( U T P )。屏蔽型双绞线外

面环绕着一圈保护层,有效减小了影响信号传输的电磁干扰,但相应增加了成本。而非屏蔽型

双绞线没有保护层,易受电磁干扰,但成本较低。

非屏蔽双绞线广泛用于星形拓扑的以太网。采用新的电缆规范,如1 0 B a s e T和1 0 0 B a s e T,可

使非屏蔽型双绞线达到10Mbps以至100Mbps的传输数率。

双绞线的优势在于它使用了电信工业中已经比较成熟的技术,因此,对系统的建立和维护

都要容易得多。在不需要较强抗干扰能力的环境中,选择双绞线特别是非屏蔽型双绞线,既利

于安装,又节省了成本,所以非屏蔽型双绞线往往是办公环境下网络介质的首选。

双绞线的最大缺点是抗干扰能力不强,特别是非屏蔽型双绞线尤甚。

2. 同轴电缆

同轴电缆由内、外两个导体组成,且这两个导体是同轴线的,所以称为同轴电缆。在同轴

电缆中,内导体是一根导线,外导体是一个圆柱面,两者之间有填充物。外导体能够屏蔽外界

电磁场对内导体信号的干扰。

同轴电缆既可以用于基带传输,又可以用于宽带传输。基带传输时只传送一路信号,而宽

带传输时则可以同时传送多路信号。用于局域网的同轴电缆都是基带同轴电缆。

常用的同轴电缆有以下几类:

• R G - 8和R G - 11,直径1/2 in*,阻抗5 0 W,常用于以太网中,即平时所谓的粗缆。将网卡连

接到粗缆中时,需要收发器。

• R G - 5 8,直径1/2 in,阻抗5 0 W,用于以太网中,称之为粗缆。细缆网不需要收发器,只需

要一个T型插头。但物理范围和所连站点数都比粗缆要少。

• RG-62阻抗为93W,用于ARCnet。其型号是为电视天线所用的同轴电缆。

3. 光导纤维

光导纤维简称为光纤。对于计算机网络而言,光纤具有无可比拟的优势。光纤由纤芯、包

层及护套组成。纤芯由玻璃或塑料组成,包层则是玻璃的,使光信号可以反射回去,沿着光纤

传输;护套则由塑料组成,用于防止外界的伤害和干扰。

光波由发光二极管或激光注入二极管产生,接收端使用光电二极管将光信号转为电信号(即

数据信号)。

光导纤维传输损耗小、频带宽、信号畸变小,传输距离几乎不受限制,且具有极强的抗电

磁干扰能力,因此,被认为是今后网络传输介质的发展方向。

光纤的缺点是价格比较贵,并不是光纤本身贵,目前光纤的价格已接近同轴电缆的价格,

而是所使用的网卡等通信部件比较昂贵。第二个缺点是管理比较复杂。

采用光纤的典型局域网是FDDI。

局域网的标准:局域网出现之后,发展迅速,类型繁多。1 9 8 0年2月,美国电气和电子工程师学会( I E E E)


实用组网指南:

1in=25.4mm。—编者注成立8 0 2课题组,研究并制定了局域网标准IEEE 802。后来,国际标准化组织(I S O)经过讨论,

建仪将802标准定为局域网国际标准。

IEEE 802为局域网制定了一系列标准,主要有如下12种。

1)IEEE 802.1概述,局域网体系结构以及网络互连。

2)IEEE 802.2定义了逻辑链路控制(LLC)子层的功能与服务。

3)IEEE 802.3描述CSMA/CD总线式介质访问控制协议及相应物理层规范。

4)IEEE 802.4描述令牌总线(token bus)式介质访问控制协议及相应物理层规范。

5)IEEE 802.5描述令牌环(token ring)式介质访问控制协议及相应物理层规范。

6)IEEE 802.6描述市域网(MAN)的质访问控制协议及相应物理层规范。

7)IEEE 802.7描述宽待技术进展。

8)IEEE 802.8描述光纤技术进展。

9)IEEE 802.9描述语音和数据综合局域网技术。

10)IEEE 802.10描述局域网安全与解密问题。

11)IEEE 802.11描述无线局域网技术。

12)IEEE 802.12描述用于高速局域网的介质访问方法及相应的物理层规范。

局域网的种类:


架设局域网的方法很多,常见的有以下三种:

• 对等网。

• 客户机/服务器网络。

• 无盘工作站网络。

 对等网

对等网络是非结构化地访问网络资源。对等网中的每一台设备可以同时是客户机和服务器。

网络中的所有设备可直接访问数据、软件和其他网络资源。换言之,每一台网络计算机与其他

连网的计算机是对等(peer)的,它们没有层次的划分。

“对等网”主要针对一些小型企业,因为它不需要服务器,所以对等网成本较低,但它只是

局域网中最基本的一种,许多管理功能不能实现。它可以使职员之间的资料免去了用软盘拷贝

的麻烦,对于规模较小公司,这些有限的功能足够满足他们的要求。

对等网构架简单,而且价格低,维护方便,可扩充性也好。因此,许多电脑发烧友,玩友

的脑中萌生了在邻里间“搭桥”的念头,而且实现起来也非常容易,这样,大家也可以在家里

享受网吧里的一切,甚至比网吧还过瘾,因为这样可以真正做到在不知对方真实身份的情况下

厮杀,给游戏者也增添了许多神秘色彩。

客户机/服务器网

客户机/服务器网络又叫服务器网络,在客户机/服务器网络中,计算机划分为服务器和客户

机。基于服务器的网络引进了层次结构,它是为了适应网络规模增大所需的各种支持功能设计。


无盘工作站网:

无盘工作站顾名思义就是没有硬盘,软驱基于服务器网络的一种结构,无盘工作站利用网

卡上的启动芯片与服务器连接,使用服务器的硬盘空间进行资源共享。

“无盘工作站网络”可以实现“客户机/服务器网络”的所有功能,在它的工作站上,没有

磁盘驱动器,但因为每台工作站都需要从“远程服务器”启动,所以对服务器、工作站以及网

络组建的要求较高,因而成本并不比“客户机/服务器网络”成本低多少,但它的稳定性,安

全性一直为大众所看好,特别是被一些安全系数要求较高的企业所喜爱。


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