【正文】 46, the University of Pennsylvania in the United States successfully developed the world39?，F(xiàn)在局域網(wǎng)隨著整個(gè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展和提高得到充分的應(yīng)用和普及，幾乎每個(gè)單位都有自己的局域網(wǎng)，有的甚至家庭中都有自己的小型局域網(wǎng)。 IEEE 的 802 標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)定義了多種主要的 LAN 網(wǎng)：以太網(wǎng)（ Ether）、令牌環(huán)網(wǎng)（ Token Ring）、光纖分布式接口網(wǎng)絡(luò)（ FDDI）、異步傳輸模式網(wǎng)（ ATM）以及最新的無線局域網(wǎng)（ WLAN）。 無屏蔽雙絞線沒有金屬保護(hù)膜，對電磁干擾的敏感性較大，電氣特性較差。寬帶同軸電纜傳送的是不同頻率的信號(hào)，這些信號(hào)需要通過調(diào)制技術(shù)調(diào)制到各自不同的正弦載波頻率上。其中纖芯由玻璃或塑料制成，包層由玻璃制成，護(hù)套由塑料制成。 以太網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)概述 :以太網(wǎng)組網(wǎng)非常靈活和簡便 ,可使用多種物理介質(zhì) ,以不同拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)組網(wǎng) ,是目前國內(nèi)外應(yīng)用最為廣泛的一種網(wǎng)絡(luò) ,已成為網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的主流 . 以太網(wǎng)按其傳輸速率又分成 10Mb/s,100Mb/s,1000Mb/s. 。因此，材料清單的成本需要比傳統(tǒng)設(shè)計(jì)低很多。最后一點(diǎn)，由于本文的焦點(diǎn)在硬件，需要記住，產(chǎn)品可裁剪性取決于軟件。雖然延時(shí)對許多應(yīng)用不是一個(gè)主要考慮因素（如當(dāng)一個(gè)產(chǎn)品只是不時(shí)地收集數(shù)據(jù)，定期地被取走），但在一些應(yīng)用中，延時(shí)是以太網(wǎng)拓?fù)渲械南拗埔蛩?。因此，設(shè)備沒有能力百分之百地?fù)碛腥?的帶寬。在這里，設(shè)計(jì)得必須面對 此設(shè)計(jì)要素，即必須估計(jì)在這個(gè)水平上，將不得不在什么條件下進(jìn)行工作。因?yàn)橐蜆怯羁刂仆庠O(shè)進(jìn)行通信。 一種特殊級別的雙絞線名叫 5 類電纜，可以用于許多普通雙絞線難于應(yīng)付的情況。在以太網(wǎng)上，一個(gè)設(shè)備與另一個(gè)設(shè)備的通信起處于發(fā)送設(shè)備端，然后到它連接的集成器或交換機(jī)。 存儲(chǔ)器的考慮 對一個(gè)系統(tǒng)來講，選擇 RAM 是設(shè)計(jì)的一個(gè)很重要的方面，它會(huì)影響到產(chǎn)校園網(wǎng)組網(wǎng)方案的研究與設(shè)計(jì) 10 品的使用環(huán)境以及產(chǎn)品的全面的功能需求。但由于這些類型的 RAM曼慢被淘汰，現(xiàn)在很少能見到了。 DRAM 還有刷新周期， SDRAM 有列地址延遲的值，以及需要存儲(chǔ)器控制器控制的其它信號(hào)。 EEPROM 在許多應(yīng)用中被用于為設(shè)備保存配置信息。 增加價(jià)值的特性 許多工程開始就有一些限定的要求 —— 使一個(gè)產(chǎn)品更快地投放市場和保持一個(gè)合理的成本。但當(dāng)動(dòng)態(tài)的 GIF 文件、復(fù)雜的徽標(biāo)和 JPEG 文件被引進(jìn)時(shí)，內(nèi)存的需求會(huì)急劇增加。這個(gè)緩沖區(qū)會(huì)通過網(wǎng)絡(luò)接收 1 個(gè)新的映像文件，然后將它保存在 RAM 的 1 個(gè)區(qū)校園網(wǎng)組網(wǎng)方案的研究與設(shè)計(jì) 12 里。有一些處理器，如NET+ARM，可以 利用內(nèi)部產(chǎn)生的與 Flash 相關(guān)的信號(hào)來獲得效率。與此對應(yīng)，將 Flash 上的片選使能接地， 而同時(shí)寫使能和輸出使能用 NET+ARM 的 2 27 地址線來驅(qū)動(dòng)。 NET+ARM 的系統(tǒng)周期在它的總線主控 制者之間共享。我們看一下 DMA 通道 1（以太網(wǎng)接收通道），可以簡單地將每個(gè)系統(tǒng)周期移動(dòng) 16 個(gè)字節(jié)轉(zhuǎn)換成每秒多少兆字節(jié)。 板級部件之間的通信有一個(gè)通用的機(jī)制是內(nèi)存映射。從易用性角度出發(fā)，所有系統(tǒng)總線上的設(shè)備基本上類似于內(nèi)存。 在有外部 MAC 的情況下，有時(shí)附加的內(nèi)存是需要的。除了外部設(shè)備（如硬盤或相機(jī)）的接口，還可以用來做部件通信相關(guān)設(shè)備（如 Modem、 CODEC）接口。理解什么類型的重啟可用，它們將對系統(tǒng)產(chǎn)生保種影響，以幫助設(shè)計(jì)者利用特定的情況。 有 2 點(diǎn)本文沒有討論，分別是電源的穩(wěn)定性和設(shè)備失效后的恢復(fù)。 校園網(wǎng)組網(wǎng)方案的研究與設(shè)計(jì) 16 服務(wù)器 服務(wù)器定義 從廣義上講，服務(wù)器是指網(wǎng)絡(luò)中能對其它機(jī)器提供某些服務(wù)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)（如果一個(gè) PC 對外提供 ftp 服務(wù) ，也可以叫服務(wù)器）。 服務(wù)器的構(gòu)成與微機(jī)基本相似，有處理器、硬盤、內(nèi)存、系統(tǒng)總線等，它們是針對具體的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用特別制定的，因而服務(wù)器與微機(jī)在處理能力、穩(wěn)定性、可靠性、安全性、可擴(kuò)展性、可管理性等方面存在差異很大。 設(shè)備選 型的一般原則 標(biāo)準(zhǔn)化原則：所選擇的設(shè)備必須基于國際標(biāo)準(zhǔn)或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。在借鑒上述原則基礎(chǔ)上 ，還需要考慮以下因素。大多數(shù)時(shí)候，單位投資都是分期進(jìn)行的，但規(guī)劃必須盡可能一步到位；不能出現(xiàn)一期滿足需要，到了二期就不能再擴(kuò)的情況，設(shè)備選型必須在最大程度上保護(hù)用戶的投資。它由計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、表面上看綜合布線系統(tǒng)，已及覆蓋學(xué)校教學(xué)、管理等各個(gè)方面的應(yīng)用軟件組成，同時(shí)還要考慮到技術(shù)的可行性、資金的可行性、拓展的可行性等諸多因素。為了方便接入INTERENET 或 CERNET，可以采用 DDN、幀中繼、 PSTN、 ISDN、無線網(wǎng)等接入方式，應(yīng)在做好學(xué)校的信息流量分析和承受能力的基礎(chǔ)上進(jìn)行選擇，同時(shí)校園網(wǎng)組網(wǎng)方案的研究與設(shè)計(jì) 20 為了防止網(wǎng)上黑客或惡意入侵者通過 INTERNET 對學(xué)校內(nèi)部數(shù)據(jù)的破壞，各種病毒對學(xué)校數(shù)據(jù)造成巨大的危害，以及系統(tǒng)崩潰或以外災(zāi)害造成學(xué)校數(shù)據(jù)的全部丟失，對這些不可預(yù)知的突發(fā)事情，在校園網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃過程中也應(yīng)充分考慮到。同時(shí)其下的應(yīng)用軟件，如 SQL SERVER、 BACK OFFICE 等價(jià)格不斐。 網(wǎng)絡(luò)安全是指網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的硬件、軟件及其系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)受到保護(hù)，不受偶然的或者惡意的原因而遭到破壞、更改、泄露，系統(tǒng)連續(xù)可靠正常地運(yùn)行。采用撥號(hào)入網(wǎng)方式的用戶需配備一臺(tái)個(gè)人電腦，一套普通的撥號(hào)軟件，一臺(tái)調(diào)制解調(diào)器和一條電話線（普通電話或ISDN 電話），通過撥打特別的 接入號(hào)碼進(jìn)入互聯(lián)網(wǎng)。 現(xiàn)在，撥號(hào)接入方式基本已經(jīng)很少被使用，只有在需要網(wǎng)絡(luò)接入而其他接入方式又不能實(shí)現(xiàn)的情況下才會(huì)使用。 頻分多路復(fù)用技術(shù)在現(xiàn)有帶寬中分配一段頻帶作為數(shù)據(jù)下行通道，同時(shí)分配另一段頻帶作為數(shù)據(jù)上行通道，下行通道通過時(shí)分多路復(fù)用（ TDM）技術(shù)再分為多個(gè)高速信道和低速信道，同樣在上行通道也由多路低速信道組成。安裝簡單，不需要另外申請?jiān)鲩L率加線路，只需要在普通電話線上加裝校園網(wǎng)組網(wǎng)方案的研究與設(shè)計(jì) 23 ADSLMODEM，在電腦上裝上網(wǎng)卡即可。 ADSL 專線接入是 ADSL 接入方式中的另 一種，是采用一種直接使用TCP/IP 協(xié)議類似于專線的接入方式。最初校園網(wǎng)組網(wǎng)方案的研究與設(shè)計(jì) 24 HFC 網(wǎng)絡(luò)是用來傳輸有線電視信號(hào)的，后來通過對現(xiàn)有有線電視網(wǎng)進(jìn)行雙向化改造。 一個(gè) Cable Modem 要在兩個(gè)不同的方向上接收和發(fā)送數(shù)據(jù)，把上、下行數(shù)字信號(hào)用不同的調(diào)制方式調(diào)制在雙向傳輸?shù)哪骋粋€(gè) 6MHz(或 8MHz)帶寬的電視頻道上。 傳輸損耗小，可延長有線電視的傳輸距離， 25 公里內(nèi)無需中繼放大；光纖間不會(huì)有串音現(xiàn)象，不怕電磁干擾，能確保信號(hào)的傳輸質(zhì)量。 DDN 的主干網(wǎng)傳輸媒介有光纖、數(shù)字微波、衛(wèi)星信道等；到用戶端多使用普通電纜和雙絞線。 DDN 可以支持?jǐn)?shù)據(jù)、語音、圖像傳輸?shù)榷喾N業(yè)務(wù)，它不僅可以和客戶終端設(shè)備進(jìn)行連接，而且還可以和用戶網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接，為用戶網(wǎng)絡(luò)互連提供靈活的組網(wǎng) 環(huán)境。 代理服務(wù)器接入 當(dāng)從 ISP 接入用戶的接入線路只有一條，而用戶端有多臺(tái)計(jì)算機(jī)需要對互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行訪問時(shí)，使用代理服務(wù)器是最常用的手段。一般在代理服務(wù)器上安裝運(yùn)行代理軟件來實(shí)現(xiàn)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的計(jì)算機(jī)對外部網(wǎng)絡(luò)訪問時(shí)處理過程，常用的代理服務(wù)器軟件有SyGate、 WinGate、 CCProxy 等。 防火墻技術(shù) 防火墻技術(shù)，最初是針對 Inter 網(wǎng)絡(luò)不安全因素所采取的一種保護(hù)措施。例如，可以只允許通過訪問萬維網(wǎng)的應(yīng)用，而阻止 FTP 應(yīng)用的通過。其中，大 中城市、重點(diǎn)學(xué)校對我們所列舉的大多數(shù)企業(yè)略有所知，而農(nóng)村地區(qū)和薄弱學(xué)校只了解極少數(shù)很具知名度的廠商。屏蔽主機(jī)體系結(jié)構(gòu) 。目前，防火墻采取的技術(shù)，主要是包過濾、應(yīng)用網(wǎng)關(guān)、子網(wǎng)屏蔽等。教校園網(wǎng)組網(wǎng)方案的研究與設(shè)計(jì) 27 育網(wǎng)、 169 網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)用戶可以通過代理訪問國外網(wǎng)站。代理服務(wù)器是一臺(tái)配備了兩塊以太網(wǎng)網(wǎng)卡的服務(wù)器。 靈活的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)。 由于 DDN 是采用數(shù)字傳輸信道傳輸數(shù)據(jù)信號(hào)的通信網(wǎng)，因此，它可提供點(diǎn)對點(diǎn)、點(diǎn)對多點(diǎn)透明傳輸?shù)臄?shù)據(jù)專線出租電路，為用戶傳輸數(shù)據(jù)、圖像、聲音等信息。由于它共享一條信道，它的帶寬 在用戶量增加的時(shí)候，會(huì)不斷減少，相互的干擾過大。接收下行信號(hào)時(shí)， Cable Modem 把它轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，以便電腦處理。 HFC 網(wǎng)絡(luò)接入主要采用局端系統(tǒng)（ Cable Modem Termination Sys），完成數(shù)據(jù)到射頻 RF 轉(zhuǎn)換，并與有線電視的視頻信號(hào)混合，送入 HFC 網(wǎng)絡(luò)中。因此， ADSL 的專線接入方式是以有固定 IP、自動(dòng)連接等特點(diǎn)的類似專線的方式。采用虛擬撥號(hào)方式的用戶采用類似 MODEM 和 ISDN 的撥號(hào)程序，在使用習(xí)慣上與撥號(hào)方式?jīng)]什么不同。使用 ADSL 連接網(wǎng)絡(luò)時(shí)， ADSL MODEM 便在電話線上產(chǎn)生了三個(gè)信息通道：一個(gè)為標(biāo)準(zhǔn)電話服務(wù)的通道、一個(gè)速率為 的中速上行通道、一個(gè)速率為 1Mbps8Mbps 的高速下行通 道，并且這三個(gè)通道可以同時(shí)工作，而這一切都是在一根電話線上同時(shí)進(jìn)行的。 ADSL 技術(shù)是運(yùn)行在原有普通電話線上的一種新的高速寬帶技術(shù)，它利用現(xiàn)有的一對電話銅線，為用戶提供上、下行非對稱的傳輸速率（帶寬）。 使用撥號(hào)接入網(wǎng)絡(luò)的客戶端計(jì)算機(jī)要求必須安裝有調(diào)制解調(diào) （ MODEN），俗稱“貓”。因?yàn)橐淮蔚膼阂馄茐幕蚬芾砣藛T的誤操作都會(huì)帶來巨大的損失。 LINUX 是網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)中的新秀。 校園網(wǎng)軟件系統(tǒng)建設(shè) 穩(wěn)定強(qiáng)健的硬件基礎(chǔ)，必須要與系統(tǒng)平臺(tái)和應(yīng)用軟件相配合 ，才能使校園網(wǎng)發(fā)揮應(yīng)有的作用。 校園網(wǎng)的硬件建設(shè) 目前，在校園網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中，較為普遍采用的技術(shù)主要有兩種：①百兆 /千兆以太網(wǎng) ATM。對于模塊化的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，要注意模塊的有效 利用，同時(shí)建議要用的時(shí)候再購買模塊。主要考查網(wǎng)管系統(tǒng)對所選設(shè)備的監(jiān)管、配置能力，連同設(shè)備能夠提供的統(tǒng)計(jì)信息和故障檢測手段，如骨干交換機(jī)必須具備端口映像能力。 技術(shù)簡單性原則：對網(wǎng)絡(luò)需求必須十分明確。 服務(wù)器分類 按照體系架構(gòu)來區(qū)分 ， 按應(yīng)用層次劃分 ， 按應(yīng)用層次劃分通常也稱為 按服務(wù)器檔次劃分 或 按網(wǎng)絡(luò)規(guī)模 分，是服務(wù)器最為普遍的一種劃分方法，它主要根據(jù)服務(wù)器在網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用的層次（或服務(wù)器的檔次來）來劃分的。相對于普通 PC 來說，穩(wěn)定性、安全性、性能等方面都要求更高，因此在CPU、芯片組、內(nèi)存、磁盤系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)等硬件和普通 PC 有所不同。這種情況如果發(fā)生，就得被迫用另外的方式來訪問處理器。 ENI 重啟允許 NET+ARM 被一個(gè)外部處理器重啟。串行拓?fù)洌?RS2342 485，在與外部設(shè)備通信時(shí)經(jīng)常用到。 MAC 的主要任務(wù)包括處理以太網(wǎng)上的沖突情況。 緩存的概念，就是檢查每一次內(nèi)存訪問，看它是否在緩沖區(qū)中。內(nèi)存，如Flash 和 SDRAM，一般會(huì)駐留在處理器的系統(tǒng)總線上。 許 多 RTOS 廣商推薦使用一些如 EEPROM 的小型 NVRAM 設(shè)備來存儲(chǔ)配置信息。在這樣的設(shè)計(jì)中， ARM 內(nèi)核每得到一個(gè)時(shí)鐘周期，校園網(wǎng)組網(wǎng)方案的研究與設(shè)計(jì) 13 DMA 也同樣得到一個(gè)時(shí)鐘周期，在將總線交回下一個(gè)控制者之間，總線主控制者被允許可以突發(fā)至 4 個(gè)長字。從而，就可以繞過與 Flash 設(shè)備相關(guān)的幾個(gè)慢速訪問周期。當(dāng)電源可以承擔(dān)這樣的消耗，此特性可以提高 Flash 的效率。因此，在這個(gè)例子中，內(nèi)存需求的 增加包括可執(zhí)行代碼的大小、另外增加的用于暫時(shí)保存升級程序的緩沖區(qū)以及為數(shù)據(jù)和網(wǎng)絡(luò)緩沖區(qū)增加的空間。放 1MB 的 Flash 在板子上可以在板子不用重新設(shè)計(jì)布線 的情況下增加有意義的特性。這包括了在保證了附加軟件的設(shè)計(jì)中，能增加價(jià)值的特性。其它參數(shù)可包括子網(wǎng)掩碼、序列號(hào)、網(wǎng)關(guān)、波特率或其它板級參數(shù)。 許多處理器需要一個(gè)負(fù)責(zé)內(nèi)存遇像保存和程序執(zhí)行的外部存儲(chǔ)器子系統(tǒng)。 SDRAM 是今天的智能網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中最常見的 RAM。其它因素和成本、實(shí)性、產(chǎn)品穩(wěn)定性也會(huì)影響 RAM 的選擇。 在一個(gè)平面式的以太網(wǎng)，連接在一個(gè)集線路上的所有設(shè)備可以看到這個(gè)集線器接角到的所有數(shù)據(jù)包。光纖線路也在以太網(wǎng)絡(luò)中得到應(yīng)用，特別是在電磁干擾敏感的環(huán)境中，光纖是抗電磁干擾的，沒有輻射，防竊聽，完全適合極高速率的數(shù)據(jù)傳輸。 如今，在許 多建筑的物理布線中通常包含標(biāo)準(zhǔn)的、屏蔽或非蔽的雙絞線。由于這個(gè)費(fèi)用，許多其它介質(zhì)和協(xié)議，尤其是無線，正在被研究用于承載通信。由此可知，在100BaseT 的連接中，設(shè)備可以用 100BaseT 的解碼機(jī)制進(jìn)行通信，而不是維持100Mbit/s 的速度。 通信、部件和協(xié)議 在基于以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)中有 2 個(gè)常用術(shù)語是 10BaseT 和 100BaseT。這個(gè)產(chǎn)品將在何處度過它的整個(gè)生命周期，那里的環(huán)境是否有特殊性？這樣的問題，設(shè)計(jì)者可以利用環(huán)境的先天優(yōu)勢，同時(shí)為最壞的情形做打算。這些限制要求對性價(jià)比做很好的分析。 ATM 交換機(jī)和 ATM 網(wǎng)卡支持的速率一般為 155Mb/s～24Gb/s,滿足不同用戶的需要 ,標(biāo)準(zhǔn) ATM 的組網(wǎng)速率是 622 Mb/s.。目前，多用于作為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的主于線。寬帶同軸電纜的性能比基帶同軸電纜好，但需要附加信號(hào)處理設(shè)備，安裝比較困難，適用于長途電話網(wǎng)、電纜電視系統(tǒng)及寬帶計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。但是，此類雙絞線的最大缺點(diǎn)是，絕緣性能不好，分布電容參數(shù)較大，信號(hào)衰減比較厲害，所以，一般來說，傳