【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 6．建筑群子系統(tǒng)設(shè)計(jì) 建筑群子系統(tǒng)是綜合布線系統(tǒng)中由連接樓群的通信傳輸介質(zhì)與各種支持設(shè)備組成的系統(tǒng)，它包括有傳輸介質(zhì)、各種有線設(shè)備和微波、無(wú)線電通信等無(wú)線通信方式。 建筑群子系統(tǒng)布線有以下3種方式：（1）地下管道敷設(shè)方式（2）直埋溝內(nèi)敷設(shè)方式（3）架空方式 建筑群子系統(tǒng)設(shè)計(jì)的步驟如下：（1）了解敷設(shè)現(xiàn)場(chǎng)并確定電纜系統(tǒng)的一般參數(shù)。（2）確定建筑物的電纜入口、明顯障礙物的位置。（3）確定主電纜路由和另選電纜路由。（4）選擇所需電纜類(lèi)型（5）確定每種選擇方案所需成本（6）選擇最經(jīng)濟(jì)、最實(shí)用的設(shè)計(jì)方案?！攸c(diǎn)提示：綜合布線系統(tǒng)是由6個(gè)獨(dú)立的子系統(tǒng)所組成：包括工作區(qū)子系統(tǒng)、配線子系統(tǒng)、干線子系統(tǒng)、設(shè)備間子系統(tǒng)、管理子系統(tǒng)與建筑群子系統(tǒng).第6章 交換機(jī)的原理與配置本章要點(diǎn) 交換機(jī)的基本概念 交換機(jī)的基本概念交換機(jī)的主要功能包括物理編址、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹㈠e(cuò)誤校驗(yàn)、幀序列以及流控。它可以“學(xué)習(xí)”MAC地址表中，通過(guò)在數(shù)據(jù)幀的始發(fā)者和目的接收者之間建立臨時(shí)的交換路徑，使數(shù)據(jù)幀直接由源地址到達(dá)目的地址。交換機(jī)擁有一條背帶總線和內(nèi)部交換矩陣。這個(gè)背帶總線的帶寬很高，交換機(jī)的所有的端口都掛接在這條背部總線上。當(dāng)收到數(shù)據(jù)包后，處理端口會(huì)查找內(nèi)存中的地址對(duì)照表以確定目的MAC地址的網(wǎng)卡連接在哪個(gè)端口上，隨后通過(guò)內(nèi)部交換矩陣，迅速地將該數(shù)據(jù)包傳送到目的端口。若目的MAC地址不存在，則這才廣播到所有的端口，在接收到端口的回應(yīng)后，交換機(jī)會(huì)“學(xué)習(xí)”新的地址，并把它添加入其內(nèi)部的MAC地址表中。使用交換機(jī)通過(guò)MAC地址表，只允許必要的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通過(guò)它。這樣有效地將網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行“分段”。通過(guò)交換機(jī)的這種過(guò)濾和轉(zhuǎn)發(fā)方法，有效地隔離廣播風(fēng)暴，減少了錯(cuò)誤包的出現(xiàn)。1. 根據(jù)OSI參考模型的層次分類(lèi)可分為第2層交換機(jī)、3層交換機(jī)和多層交換機(jī)2. 根據(jù)交換機(jī)的構(gòu)架分類(lèi)可分為單臺(tái)交換機(jī)、堆疊交換機(jī)和模塊交換機(jī)3. 根據(jù)交換機(jī)支持的局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)分類(lèi)分為Ethernet交換機(jī)、FDDI交換機(jī)、ATM交換機(jī)和令牌環(huán)交換機(jī)圖 61 單臺(tái)交換機(jī)圖62 堆疊交換機(jī) 圖63 模塊化交換機(jī)1. 功能（1） 建立和維護(hù)交換表（2） 建立虛連接（3） 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)2. 工作原理例如結(jié)點(diǎn)A向結(jié)點(diǎn)B發(fā)送信息，局域網(wǎng)交換機(jī)收到A結(jié)點(diǎn)發(fā)出的數(shù)據(jù)幀后，根據(jù)幀中的目的MAC地址，查詢交換表得到目的端口號(hào)，即B結(jié)點(diǎn)地址的端口號(hào)。如果A結(jié)點(diǎn)與B結(jié)點(diǎn)處于交換機(jī)的同一個(gè)端口上，交換機(jī)得到源端口號(hào)與目的端號(hào)相同，則出于某種安全控制，將該數(shù)據(jù)幀丟棄。如果A、B結(jié)點(diǎn)處于不同的端口且B地址在表中，則在源端口和目的端口之間建立起虛連接，形成專(zhuān)用的傳輸通道將該數(shù)據(jù)幀轉(zhuǎn)發(fā)到目的端口；若B地址不在表中，則交換機(jī)向A結(jié)點(diǎn)所處端口以外的其它結(jié)點(diǎn)發(fā)送信息，得到B端口的信息，則將所得到的信息添加到交換表中在連接進(jìn)行數(shù)據(jù)幀交換操作。圖64 局域網(wǎng)交換機(jī)1. VLAN的結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)上的用戶終端被劃分為多個(gè)邏輯工作組，每一個(gè)邏輯工作組即為一個(gè)VLAN。VLAN最大的特點(diǎn)是在組成邏輯網(wǎng)時(shí)無(wú)須考慮用戶或設(shè)備在網(wǎng)絡(luò)中物理位置。2. VLAN的技術(shù)特點(diǎn)（1） VLAN工作在OSI參考模型的第2層數(shù)據(jù)鏈路層。（2） 每一個(gè)VLAN都是一個(gè)的邏輯網(wǎng)段和廣播域，其廣播的信息只發(fā)送給該VLAN中的結(jié)點(diǎn)。（3） 每一個(gè)VLAN都是一個(gè)獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)，各自有唯一不同的子網(wǎng)號(hào)，VLAN只能通過(guò)第3層路由才能進(jìn)行通信而不能直接完成通信。2. VLAN的實(shí)現(xiàn)方式（1） 靜態(tài)VLAN在靜態(tài)VLAN中，由網(wǎng)絡(luò)管理員根據(jù)交換機(jī)端口進(jìn)行靜態(tài)的VLAN分配，每個(gè)端口屬于一個(gè)VLAN。（2） 動(dòng)態(tài)VLAN動(dòng)態(tài)VLAN是指以交換機(jī)上聯(lián)網(wǎng)以及的MAC地址、邏輯地址或數(shù)據(jù)包協(xié)議等信息為基礎(chǔ)將交換機(jī)端口動(dòng)態(tài)分配給VLAN的方式。圖65 VLAN的結(jié)構(gòu)、圖66 靜態(tài)VLAN結(jié)構(gòu) 生成樹(shù)協(xié)議STP是一個(gè)二層的鏈路管理協(xié)議，它的功能是保證在網(wǎng)絡(luò)中沒(méi)有回路的前提下，為第二層提供冗余路徑。STP中定義了根橋、根端口、指定端、路徑開(kāi)銷(xiāo)等概念，目的是通過(guò)生成樹(shù)計(jì)算達(dá)到裁剪冗余環(huán)路的目的，同時(shí)實(shí)現(xiàn)鏈路備份和路徑最優(yōu)化。用于構(gòu)造這棵樹(shù)的算法稱(chēng)為生成樹(shù)算法SPA。BPDU每隔2s或是在網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渥兓瘯r(shí)，便向所有的交換機(jī)端口發(fā)送一次，以便交換機(jī)能交換當(dāng)前最新的拓?fù)湫畔?，并迅速識(shí)別和檢測(cè)其中的環(huán)路。BPDU數(shù)據(jù)包有兩種類(lèi)型，一種是包含配置信息的配置BPDU，另一種是包含拓?fù)渥兓畔⒌耐負(fù)渥兓ㄖ狟PDU。圖68 生成樹(shù)※重點(diǎn)提示：生成樹(shù)協(xié)議STP的主要功能是在保證網(wǎng)絡(luò)中沒(méi)有回路的前提下，允許在第二層鏈路中提供冗余路徑，保證網(wǎng)絡(luò)能夠穩(wěn)定、可靠地運(yùn)行。STP的主要算法是生成樹(shù)算法，該算法的核心是根網(wǎng)橋的選擇。BPDU為STP的根網(wǎng)絡(luò)確定乃至整個(gè)樹(shù)狀結(jié)構(gòu)的生成提供必要的信息。 表61 BPDU數(shù)據(jù)內(nèi)容 交換表 交換表的內(nèi)容 交換表的內(nèi)容包括：目的MAC地址、該地址所對(duì)應(yīng)的交換機(jī)端口號(hào)以及所在的虛擬子網(wǎng)。 1．一個(gè)大型交換機(jī)的交換表 VLAN Dest MAC/Route Des [CoS] Destination Ports or VCs / [Protocol Type] ——— ————————— ———————————————————— 第一列是VLAN的ID號(hào)，第二列是目的MAC地址，第三列是該地址相對(duì)應(yīng)的交換機(jī)的端口號(hào)。 2．一個(gè)小型交換機(jī)的交換表 Destination Address Address Type VLAN Destination Port ————————— —————— ——— ———————— 該交換表的第一列為目的MAC地址，第二列為地址類(lèi)型，第三列為VLAN的ID號(hào)，第四號(hào)為該目的MAC地址所對(duì)應(yīng)的交換機(jī)的端口號(hào)。 交換表的建立、保存與維護(hù) 交換機(jī)在初始開(kāi)機(jī)的時(shí)候，交換表是空的，使用時(shí)，慢慢“學(xué)習(xí)”建立起它的交換表。由于高速緩存的空間是有限的。交換機(jī)每次查詢交換表時(shí)所使用到的表項(xiàng)，都蓋上一個(gè)時(shí)間戳；同時(shí)交換機(jī)每存入一個(gè)新的表項(xiàng)時(shí)，也給它蓋上一個(gè)時(shí)間戳。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間沒(méi)有被使用到的表項(xiàng)，即被刪除，以便交換表有足夠的空間來(lái)加入新的表項(xiàng)圖69 交換機(jī)工作示例 ※重點(diǎn)提示：交換機(jī)通過(guò)“學(xué)習(xí)”的方式建立起交換表，交換表存儲(chǔ)在交換機(jī)的高速緩存中，由于高速緩存的容量有限，交換表要定時(shí)進(jìn)行刷新，刪除長(zhǎng)時(shí)間沒(méi)有用的表項(xiàng)，加入新的表項(xiàng)。 交換表命令的顯示1．大中型交換機(jī) 在交換機(jī)的超級(jí)用戶模式下，輸入命令“show cam dynamic” 2．小型交換機(jī) 在交換機(jī)的超級(jí)用戶模式下，輸入命令“show macaddresstable” 交換機(jī)的交換結(jié)構(gòu) 軟件執(zhí)行交換結(jié)構(gòu) 交換機(jī)接收到數(shù)據(jù)幀后，先將其由串行代碼轉(zhuǎn)化為并行代碼，暫時(shí)存儲(chǔ)在交換機(jī)的快速緩存RAM中，交換機(jī)的CPU開(kāi)始根據(jù)數(shù)據(jù)幀中的目的MAC地址進(jìn)行查詢交換表。確定了目的端口后，交換機(jī)在源端口與目的端口之間建立起虛連接，然后將以并行代碼形式存儲(chǔ)在RAM中的數(shù)據(jù)幀轉(zhuǎn)化為串行代碼，發(fā)送到目的端口。 圖610 軟件執(zhí)行結(jié)構(gòu) 矩陣交換結(jié)構(gòu) 在矩陣交換結(jié)構(gòu)中，交換機(jī)確定了目的端口后，根據(jù)源端口與目的端口打開(kāi)交換矩陣中相應(yīng)的開(kāi)關(guān)，在兩個(gè)端口之間建立連接，通過(guò)建立的這個(gè)傳輸通道來(lái)完成數(shù)據(jù)幀的傳輸。它的優(yōu)點(diǎn)是交換速率快、時(shí)延小、易于實(shí)現(xiàn)；缺點(diǎn)是擴(kuò)展與可管理性較差。 總線交換結(jié)構(gòu) 總線交換結(jié)構(gòu)的交換機(jī)擁有一條很高帶寬的背部總線交換機(jī)的所有的端口都掛接在這條背部總線上，總線按時(shí)隙分為多條邏輯通道，各個(gè)端口都可以往該總線上發(fā)送數(shù)據(jù)幀，這些數(shù)據(jù)幀都按時(shí)隙在總線上傳輸，并從各的目的端口中輸出數(shù)據(jù)幀。 圖612 總線交換結(jié)構(gòu) 共享存儲(chǔ)交換結(jié)構(gòu) 共享存儲(chǔ)交換結(jié)構(gòu)將共享存儲(chǔ)RAM代替了總線交換結(jié)構(gòu)中的總線，數(shù)據(jù)幀通過(guò)共享存儲(chǔ)器實(shí)現(xiàn)從源端口直接傳送到目的端口，它是總線交換結(jié)構(gòu)的改進(jìn)。 圖613 共享存儲(chǔ)交換結(jié)構(gòu) 交換機(jī)的交換模式 快速轉(zhuǎn)發(fā)交換模式 快速轉(zhuǎn)發(fā)交換模式是指交換機(jī)在接收數(shù)據(jù)幀時(shí)，一旦檢測(cè)到6個(gè)字節(jié)目的地址就立即進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)操作。由于數(shù)據(jù)幀在進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)處理僅是幀中的MAC地址部被拷貝到緩沖區(qū)，這時(shí)它并不是一個(gè)完整的幀，因此這個(gè)數(shù)據(jù)幀將無(wú)法經(jīng)過(guò)校驗(yàn)、糾錯(cuò)，即被直接轉(zhuǎn)發(fā)，即使是有錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)幀，仍然被轉(zhuǎn)發(fā)到網(wǎng)絡(luò)上。 交換表命令的顯示 碎片丟棄交換模式也被稱(chēng)為自由分段模式或是碎片隔離交換模式。交換機(jī)接收到數(shù)據(jù)幀時(shí)，先檢測(cè)該數(shù)據(jù)幀是不是沖突碎片，如果不是沖突碎片，也不保存整個(gè)數(shù)據(jù)幀，而是在接收了它的目的地址就直接進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)操作；如果該數(shù)據(jù)幀是沖突碎片，則直接將該幀丟棄。 沖突碎片是因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)沖突而受損的數(shù)據(jù)幀碎片，其特征是長(zhǎng)度小于64字節(jié)，它不是有效的數(shù)據(jù)幀，應(yīng)該被丟棄。 碎片丟棄交換模式過(guò)濾掉了沖突碎片，提高了網(wǎng)絡(luò)傳速的效率和帶寬的利用率。 存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)交換模式 存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)模式與前兩種轉(zhuǎn)發(fā)模式最大的不同在于：它將接收到的整個(gè)數(shù)據(jù)幀保存在緩沖區(qū)中。它把數(shù)據(jù)幀先存儲(chǔ)起來(lái)，然后進(jìn)行循環(huán)冗余碼校驗(yàn)檢查，在對(duì)錯(cuò)誤幀進(jìn)行處理后，才取出數(shù)據(jù)幀的目的地址，進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)操作。 存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)模式與前兩種轉(zhuǎn)發(fā)模式最大的不同在于：它將接收到的整個(gè)數(shù)據(jù)幀保存在緩沖區(qū)中。它把數(shù)據(jù)幀先存儲(chǔ)起來(lái)，然后進(jìn)行循環(huán)冗余碼校驗(yàn)檢查，在對(duì)錯(cuò)誤幀進(jìn)行處理后，才取出數(shù)據(jù)幀的目的地址，進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)操作。 交換機(jī)的配置 配置方式1．使用Console端口配置（1）將信號(hào)線的一端接在筆記本電腦的異步串行口（COM1或COM2）上，另一端接入交換機(jī)的Console接口，給交換機(jī)接上電源 。（2）在Windows XP/2000中，【開(kāi)始】224。【所有程序】224。【附件】224?！就ㄑ浮?24?！境?jí)終端】。3）點(diǎn)擊【超級(jí)終端】后彈出“連接描述”窗口。在“名稱(chēng)（N）:”欄下的框內(nèi)鍵入新的連接名，例如“switch”，點(diǎn)擊【確定】。 4）彈出“連接到”窗口。在“連接使用（N）:”一欄的下拉框中選擇所連接上的端口。即由Console線所連接到筆記本電腦的異步傳輸口COM1或COM2，本次連接Console連接的是COM1口，所以選中“COM1”選項(xiàng)，點(diǎn)擊【確定】。（5）彈出“COM1屬性”窗口，如圖618所示。設(shè)置窗口中每一欄的端口參數(shù)。“每秒位數(shù)（B）：”即傳輸速率設(shè)為9600；“數(shù)據(jù)位（D）：”為8位；“奇偶校驗(yàn)（P）：”選擇“無(wú)”；“停止位（S）：”為1位；“數(shù)據(jù)流控制（F）：”選擇“硬件”。設(shè)置完成后點(diǎn)擊【確定】。6）在配置終端是按“回車(chē)”鍵，配置終端的屏幕上將會(huì)顯示交換機(jī)的初始化信息，交換機(jī)初始化完成以后，將出現(xiàn)普通用戶模式的提示符。圖614 交換機(jī)與筆記本電腦的連接圖615 進(jìn)入超級(jí)終端配置 圖616 連接描述 圖617 連接到 圖618 COM1屬性2．使用telnet命令配置 先做好以下幾點(diǎn)工作： 交換機(jī)與作為模擬終端的計(jì)算機(jī)都與網(wǎng)絡(luò)連接，且能通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信。 該計(jì)算機(jī)有訪問(wèn)交換機(jī)的權(quán)限。 交換機(jī)已配置好設(shè)備管理地址（如IP地址、子網(wǎng)掩碼等）和控制遠(yuǎn)程登錄的密碼 。（1）在Windows XP/2000中，【開(kāi)始】224?！具\(yùn)行（R）...】進(jìn)入“運(yùn)行”窗口。 （2），“運(yùn)行”窗口的框中輸入命令“telnet 222. 159. 61. 182”。這時(shí)屏幕中將出來(lái)交換機(jī)的信息 。3．使用瀏覽器配置 確認(rèn)已經(jīng)做好以下準(zhǔn)備工作： 在用于配置的計(jì)算機(jī)中已安裝TCP/IP協(xié)議，并且在用于配置的計(jì)算機(jī)和被管理的交換機(jī)上都已經(jīng)配置好IP地址，它們可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信。用于配置的計(jì)算機(jī)中安裝有支持Java的Web瀏覽器，如Internet Explorer 、Netscape 。在被管理的交換機(jī)上建立了擁有管理權(quán)限的用戶帳戶和密碼。被管理交換機(jī)支持HTTP服務(wù)，并且已經(jīng)啟用了該服務(wù)。圖619 運(yùn)行1）把計(jì)算機(jī)連接在交換機(jī)的端口上，在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行Web瀏覽器。在瀏覽器的地址欄中鍵入被管理的交換機(jī)的IP地址，單擊回車(chē)鍵連接交換機(jī)。 （2）彈出“連接到” 對(duì)話框。在“用戶名（U）：”框中輸入管理權(quán)限的用戶名，在“密碼（P）：”框中輸入管理權(quán)限的密碼，用戶名與密碼應(yīng)該已經(jīng)事先通過(guò)Console端口設(shè)置好。點(diǎn)擊【確定】。 （3）在Web瀏覽器中顯示交換機(jī)的管理界面。頁(yè)面為與Cisco Catalyst 1900建立連接后，顯示在Web瀏覽器中的配置界面。首先看到的是要求輸入用戶帳號(hào)和密碼，這時(shí)您就輸入在先前已設(shè)置好的交換機(jī)配置超級(jí)用戶帳號(hào)和密碼進(jìn)入系統(tǒng)圖620 連接到窗口圖621 Cisco Catalyst 1900在Web瀏覽器中的配置界面 配置系統(tǒng)信息1．配置交換機(jī)的主機(jī)名 2．配置超級(jí)用戶口令 3．配置設(shè)備管理 4．遠(yuǎn)程登錄系統(tǒng) 5．系統(tǒng)時(shí)間的改變 配置端口（1）配置端口描述信息 通過(guò)描述信息了解交換機(jī)端口的物理連接情況（2