【文章內(nèi)容簡介】 進程的加快，更是刺激了通過LAN進行網(wǎng)絡互連需求的劇增。 局域網(wǎng)技術(shù)現(xiàn)狀在局域網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)中比較成熟且應用較多的技術(shù)的網(wǎng)絡類型有：Ethernet、ATM（Asynchronous Transfer Mode，異步傳輸模式）、DDN（Digital Data Network，數(shù)字數(shù)據(jù)網(wǎng)）、FDDI（Fiber Distributed Data Interface， 光纖分布式數(shù)據(jù)接口），其中100M的FDDI面臨淘汰。數(shù)據(jù)分配上也分為共享式和交換式，網(wǎng)間數(shù)據(jù)交換核心方面分為路由和三層交換兩種。在以上幾個方面中網(wǎng)絡類型的選擇是關(guān)鍵，目前的主要技術(shù)之爭是發(fā)生在以太網(wǎng)和ATM之間的，這兩種技術(shù)各有短長：ATM技術(shù)相對以太網(wǎng)來說是一種較為為新型的技術(shù)，它基于面向連接，提供QoS保障，在實時數(shù)據(jù)傳送，預留帶寬方面有不可比擬的優(yōu)越性，特別適合實時多媒體的交互式通訊和一些突發(fā)性的數(shù)據(jù)傳送要求，它針對不同的數(shù)據(jù)通訊類型會給予不同的質(zhì)量保證，另外小信元有利于速率的不斷提高，但由于其技術(shù)成熟度不夠，且目前直接基于ATM的應用類型還比較少，它的優(yōu)越性受到了限制，此外，它的元件和設(shè)備價格昂貴是另一個不利與推廣的弱點。而以太網(wǎng)則是應用最廣泛、發(fā)展最成熟的一種局域網(wǎng)，以太網(wǎng)的標準化程度非常高，并且價格低廉，得到了業(yè)界幾乎所有廠商的支持。 局域網(wǎng)分類從目前的發(fā)展情況來看，局域網(wǎng)可以分為兩類：共享介質(zhì)局域網(wǎng)（Shared LAN）如：以太網(wǎng)、令牌環(huán)、令牌總線；交換式局域網(wǎng)（Switched LAN）如：交換式以太網(wǎng)、ATM局域網(wǎng)。以太網(wǎng)（Ethernet）是目前應用最廣的一類局域網(wǎng)。10BaseT以太網(wǎng)的中心連接設(shè)備是集線器（Hub），它是對“共享介質(zhì)”總線型局域網(wǎng)結(jié)構(gòu)的一種改進，用集線器作為以太網(wǎng)的中心連接設(shè)備時，所有結(jié)點通過非屏蔽雙絞線與集線器連接，這樣的以太網(wǎng)在物理結(jié)構(gòu)上是星型結(jié)構(gòu)，但它在邏輯上仍然是總線型結(jié)構(gòu)，并且在MAC層仍然采用CSMA/CD介質(zhì)訪問控制方式，當集線器接收到某個結(jié)點發(fā)送的幀時，它立即將數(shù)據(jù)幀通過廣播方式轉(zhuǎn)發(fā)到其它端口。在10BaseT的以太網(wǎng)中，如果網(wǎng)中有N個結(jié)點，那么每個結(jié)點平均能分到的帶寬為10Mbps/N。顯然，當局域網(wǎng)的規(guī)模不斷的擴大，結(jié)點數(shù)N不斷增加時，每個結(jié)點平均能分到的帶寬將越來越少。因為Ethernet的N個結(jié)點共享一條10Mbps的公共通信信道，所以當網(wǎng)絡結(jié)點數(shù)N增大，網(wǎng)絡通信負荷加重時，沖突和重發(fā)現(xiàn)象將大量發(fā)生，網(wǎng)絡效率急劇下降，網(wǎng)絡傳輸延遲增長，網(wǎng)絡服務質(zhì)量下降。為了克服網(wǎng)絡規(guī)模和網(wǎng)絡性能之間的矛盾，人們提出了將“共享介質(zhì)方式”改為“交換方式”的方案，這就推動了“交換局域網(wǎng)”技術(shù)的發(fā)展。交換局域網(wǎng)的核心設(shè)備是局域網(wǎng)交換機，它可以在它的多個端口之間建立多個并發(fā)連接。我們以交換以太網(wǎng)（Switch Ethernet）為例說明交換局域網(wǎng)的共同特點。交換以太網(wǎng)是指以數(shù)據(jù)鏈路層的幀為數(shù)據(jù)交換單位，以以太網(wǎng)交換機為基礎(chǔ)構(gòu)成的網(wǎng)絡，它根本上解決了共享以太網(wǎng)所帶來的問題。其特點為：允許多對站點同時通信，每個站點可以獨占傳輸通道和帶寬；靈活的接口速率；具有高度的網(wǎng)絡可擴充性和延展性；易于管理，便于調(diào)整網(wǎng)絡負載的分布，有效地利用網(wǎng)絡帶寬。 常見局域網(wǎng)拓撲結(jié)構(gòu) 網(wǎng)絡的拓撲結(jié)構(gòu)是指網(wǎng)絡中通信線路和站點（計算機或設(shè)備）的相互連接的幾何形式。按照拓撲結(jié)構(gòu)的不同，常見的計算機網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)有：星型拓撲結(jié)構(gòu)、總線型拓撲結(jié)構(gòu)、環(huán)型拓撲結(jié)構(gòu)和樹型拓撲結(jié)構(gòu)等。 星型拓撲星型拓撲結(jié)構(gòu)是因集線器或交換機連接的各連接點呈星狀分布而得名。在星型結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡中有中央節(jié)點（集線器或交換機），其他節(jié)點（工作站、服務器）以中央節(jié)點為中心，與中央節(jié)點直接相連，如圖31所示，因此星型拓撲結(jié)構(gòu)又稱為集中式拓撲結(jié)構(gòu)或集中式網(wǎng)絡。星形拓撲的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，管理方便，可擴充性強，組網(wǎng)容易。利用中央結(jié)點可方便地提供網(wǎng)絡連接和重新配置；且單個連接點的故障只影響一個設(shè)備，不會影響全網(wǎng)容易檢測和隔離故障，便于維護。星型拓撲結(jié)構(gòu)的缺點是核心交換機工作負荷重；每個站點直接與中央結(jié)點相連，需要大量電纜，因此費用較高且網(wǎng)絡布線較復雜；如果中央結(jié)點產(chǎn)生故障，則全網(wǎng)不能工作，所以對中央結(jié)點的可靠性和冗余度要求很高。綜上所述，星型拓撲結(jié)構(gòu)是一種廣泛應用的有線局域網(wǎng)拓撲結(jié)構(gòu)，一般它采用廉價的雙絞線，而且非共享傳輸通道，傳輸性能好，節(jié)點數(shù)不受技術(shù)限制，擴展和維護容易，因此它又是一種經(jīng)濟實用的網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)。但受到單段雙絞線100米的限制，它僅應用于小范圍（如同一層樓）的網(wǎng)絡部署。超過這個距離，則要用成本較高的光纖做為傳輸介質(zhì)，傳輸介質(zhì)發(fā)送改變，使得相應設(shè)備也要發(fā)生更換，設(shè)備要有相應的光纖接口才行。 總線型拓撲 總線拓撲采用單根傳輸線作為傳輸介質(zhì)，所有的站點都通過相應的硬件接口直接連接到傳輸介質(zhì)或總線上。任何一個站點發(fā)送的信息都可以沿著介質(zhì)傳播，而且能被所有其他的站點接收。圖32是典型的總線型拓撲結(jié)構(gòu)。由于所有的站點共享一條公用的傳輸鏈路，所以一次只能有一個設(shè)備傳輸數(shù)據(jù)?？偩€拓撲的優(yōu)點是：結(jié)構(gòu)簡單，實現(xiàn)容易；易于安裝和維護；價格低廉，用戶站點入網(wǎng)靈活?？偩€拓樸結(jié)構(gòu)的缺點是：傳輸介質(zhì)故障難以排除，并且由于所有結(jié)點都直接連接在總線上，因此任何一處故障都會導致整個網(wǎng)絡的癱瘓。值得一提的是，對于站點不多（少于10個站點）的網(wǎng)絡或各個站點相距不是很遠的網(wǎng)絡，采用總線拓撲還是比較適合的。但隨著在局域網(wǎng)上傳輸多媒體信息的增多，目前這種網(wǎng)絡正在被淘汰。 環(huán)型拓撲環(huán)型網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)主要應用于采用同軸電纜（也可以是光纖）作為傳輸介質(zhì)的令牌網(wǎng)中，是由連接成封閉回路的網(wǎng)絡節(jié)點組成。圖33是典型的環(huán)型拓撲結(jié)構(gòu)。 在環(huán)型網(wǎng)絡中信息流是單向的，每個收到信息包的站點都向它的下游站點轉(zhuǎn)發(fā)該信息包。信息包在環(huán)型網(wǎng)絡中傳輸一圈，最后由發(fā)送站點進行回收。當信息包經(jīng)過目的站點時，目的站點根據(jù)信息包中的目標地址判斷出自己是接收站，并把該信息復制到自己的接收緩沖區(qū)中。環(huán)路上的傳輸介質(zhì)是各個計算機公用的，一臺計算機發(fā)送信息時，必須經(jīng)過環(huán)路的全部接口。只有當傳送信息的目標地址與環(huán)路上某臺計算機的地址符合時，才被該計算機的環(huán)接口接收，否則信息傳至下一個計算機的環(huán)接口。在數(shù)據(jù)的發(fā)送方面，為了決定環(huán)上的哪個站點可以發(fā)送信息，在這種網(wǎng)絡中，平時在環(huán)上流動著一種叫令牌的特殊信息包，只有得到令牌的站點才可以發(fā)送信息，當一個站發(fā)送完信息后就把令牌向下傳，以便下游的站點可以得到發(fā)送信息的機會。由于信息包在封閉環(huán)中必須沿每個結(jié)點單向傳輸，因此，環(huán)中任何一段的故障都會使各站之間的通信受阻。為了增加環(huán)形拓撲可靠性，還引入了雙環(huán)拓撲。所謂雙環(huán)拓撲就是在單環(huán)的基礎(chǔ)上在各站點之間再連接一個備用環(huán)，從而當主環(huán)發(fā)生故障時，由備用環(huán)繼續(xù)工作。環(huán)形拓撲結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是能夠較有效地避免沖突，其缺點是環(huán)形結(jié)構(gòu)中的網(wǎng)卡等通信部件比較昂貴且管理復雜得多。在實際的應用中，多采用環(huán)形拓撲作為寬帶高速網(wǎng)絡的結(jié)構(gòu)。 樹型拓撲樹型拓撲結(jié)構(gòu)可以認為是由多級星型結(jié)構(gòu)組成的，這種多級星型結(jié)構(gòu)自上而下，即從核心交換機到分布層交換機，再到接入層交換機是呈三角形分布，上層的終端和交換節(jié)點少，中層的終端和集中交換節(jié)點多些，而下層的終端和集中交換節(jié)點最多。它采用分級的集中控制方式，其傳輸介質(zhì)可有多條分支，但不形成閉合回路，每條通信線路都是雙向傳輸數(shù)據(jù)的，如圖34所示。大中型網(wǎng)絡通常是采用樹型拓撲結(jié)構(gòu)，它的可折疊性非常適用于構(gòu)建網(wǎng)絡主干，由于樹型網(wǎng)絡具有非常好的可擴展性，并可通過更換集線設(shè)備使網(wǎng)絡性能迅速升級，極大的保護了用戶的布線投資，因此非常適宜作為網(wǎng)絡布線系統(tǒng)的網(wǎng)絡拓撲。樹形拓撲結(jié)除了具有星型拓撲結(jié)構(gòu)的所有優(yōu)點外，還具有自身的優(yōu)點：擴展性能好，易于網(wǎng)絡維護。樹形拓撲的缺點是對根的依賴性太大，如果根發(fā)生故障，則全網(wǎng)不能正常工作，對根的可靠性要求很高。另外，大量數(shù)據(jù)要經(jīng)過多級傳輸，系統(tǒng)的響應時間長。 拓撲的選擇 拓撲的選擇往往和傳輸介質(zhì)的選擇以及介質(zhì)訪問控制方法的確定緊密相關(guān)。選擇拓撲時，應該考慮的主要因素有以下幾點。經(jīng)濟性：網(wǎng)絡拓撲的選擇直接決定了網(wǎng)絡安裝和維護的費用。不管選用什么樣的傳輸介質(zhì)，都需要進行安裝。例如，安裝電線溝、安裝電線管道等。最理想的情況是建樓以前先進行安裝，并考慮今后擴建的要求。安裝費用的高低與拓撲結(jié)構(gòu)的選擇以及傳輸介質(zhì)的選擇、傳輸距離的確定有關(guān)。靈活性：靈活性以及可擴充性也是選擇網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)時應充分重視的問題。任何一個網(wǎng)絡，隨著用戶數(shù)的增加，網(wǎng)絡應用的深入和擴大，網(wǎng)絡新技術(shù)的不斷涌現(xiàn)，特別是應用方式和要求的改變，網(wǎng)絡經(jīng)常需要加以調(diào)整。網(wǎng)絡的可調(diào)整性與靈活性以及可擴充性都與網(wǎng)絡拓撲直接相關(guān)。一般說來，總線形拓撲和星形拓撲要比環(huán)形拓撲的可擴充性好得多?？煽啃裕壕W(wǎng)絡的可靠性是任何一個網(wǎng)絡的生命。網(wǎng)絡拓撲決定了網(wǎng)絡故障檢測和故障隔離的方便性?？傊?，選擇局域網(wǎng)拓撲時，需要考慮的因素很多，這些因素同時影響網(wǎng)絡的運行速度和網(wǎng)絡軟硬件接口的復雜程度等?，F(xiàn)在網(wǎng)絡建設(shè)，最常用的是樹型拓撲結(jié)構(gòu)，小區(qū)網(wǎng)絡往往也采用這種結(jié)構(gòu)。樹型拓撲結(jié)構(gòu)是集中控制式網(wǎng)絡，與星型相比，它的通信線路總長度短，成本較低，節(jié)點易于擴充，尋找路徑比較方便，易維護、易診斷，但除了葉節(jié)點及其相連的線路外，任一節(jié)點及其相連的線路故障都會使系統(tǒng)受到影響。 局域網(wǎng)接入技術(shù)LAN方式接入是利用以太網(wǎng)技術(shù)，采用光纜和雙絞線的方式對社區(qū)進行綜合布線。具體實施方案可以的是：從社區(qū)機房鋪設(shè)光纜至住戶單元樓，樓內(nèi)布線采用五類雙絞線鋪設(shè)至用戶家里，雙絞線總長度不般不超過100米，用戶家里的電腦通過五類跳線接入墻上的五類模塊就可以實現(xiàn)上網(wǎng)，社區(qū)機房的出口是通過光纜或其他介質(zhì)接入局域網(wǎng)。采用LAN方式接入可以充分利用小區(qū)局域網(wǎng)的資源優(yōu)勢，為居民提供10M以上的共享帶寬，這比現(xiàn)在撥號上網(wǎng)速度快很多倍，并可根據(jù)用戶的需求升級到100M以上。以太網(wǎng)技術(shù)成熟、成本低、結(jié)構(gòu)簡單、穩(wěn)定性和可擴充性好；便于網(wǎng)絡升級，同時可以實現(xiàn)實時監(jiān)控、智能化物業(yè)管理、小區(qū)/大樓/家庭保安、家庭信息化（如遠程遙控家電、可視門鈴等）、遠程抄表等，可提供智能化、信息化得辦公和家居環(huán)境，滿足不同層次的人們對信息化的需求。通過分析不難發(fā)現(xiàn)，最適合現(xiàn)在智能化小區(qū)網(wǎng)絡接入的是具有高速、易于管理等優(yōu)點的LAN接入技術(shù)，因此，在后面的方案實例實現(xiàn)中，網(wǎng)絡接入采用的就是LAN接入技術(shù)。 局域網(wǎng)的發(fā)展趨勢 未來的局域網(wǎng)將集成包括一整套服務器程序、客戶程序、防火墻、開發(fā)工具、升級工具等，給企業(yè)向局域網(wǎng)轉(zhuǎn)移提供一個全面解決方案。局域網(wǎng)將進一步加強和Email、群件的結(jié)合，將Web技術(shù)帶入Email和群件，從信息發(fā)布為主的應用轉(zhuǎn)向信息交流與協(xié)作。局域網(wǎng)將提供一個日益牢固的安全防衛(wèi)、保障體系，局域網(wǎng)也是一個開放的信息平臺，可以隨時集成新的應用。隨著無線局域網(wǎng)（WLAN）產(chǎn)品迅速發(fā)展并走向成熟，許多企業(yè)為了提高員工的工作效率，開始部署無線網(wǎng)絡。中學及大學在內(nèi)的許多學校也開始實施無線網(wǎng)絡，隨著家庭電腦的普及和住房裝修的高檔化，家庭無線網(wǎng)絡也成為一個潛在的市場。因此無線網(wǎng)絡將會成為許多公共場所的必備基礎(chǔ)設(shè)施。將來的局域網(wǎng)的發(fā)展趨勢必將是有線網(wǎng)絡和無線網(wǎng)絡共存，無線局域網(wǎng)作為一種靈活的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)，在建筑物和公共區(qū)域內(nèi)，是固定局域網(wǎng)的有效延伸和補充。東華理工大學本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 小區(qū)局域網(wǎng)方案設(shè)計實例第4章 小區(qū)局域網(wǎng)方案設(shè)計實例 設(shè)計原則一個好的網(wǎng)絡設(shè)計方案應該是一個采用網(wǎng)絡分層的設(shè)計方案，分層網(wǎng)絡設(shè)計需要將網(wǎng)絡分成相互分離的層，每層提供特定的功能，這些功能界定了該層在整個網(wǎng)絡中扮演的角色，通過對網(wǎng)絡各種功能進行分離，可以實現(xiàn)模塊化的網(wǎng)絡設(shè)計，這樣有利于提高網(wǎng)絡的可擴展性和性能。典型分層設(shè)計模型可分為三層即：接入層、匯聚層、核心層。 分層網(wǎng)絡模型接入層：負責連接終端設(shè)備（如PC、打印機等），以提供對網(wǎng)絡其它部分的訪問，接入層的主要目的是提供一種將設(shè)備連接到網(wǎng)絡并控制允許網(wǎng)絡上哪些設(shè)備可以通信的方法，接入層中可能包含路由器、交換機、集線器、網(wǎng)橋和無線接入點。匯聚層：先匯聚接入層交換機的發(fā)送的數(shù)據(jù)流，在將其傳輸?shù)胶诵膶?，最后發(fā)送到目的地，分布層使用策略控制網(wǎng)絡的通信流，并通過在接入層定義的虛擬局域網(wǎng)（Virtual Local Area Network，VLAN）之間執(zhí)行路由功能來劃定廣播域。利用VLAN可將交換機上的流量分成不同的網(wǎng)段，置于相互獨立的子網(wǎng)內(nèi)。為確?？煽啃?，分布層交換機通常是高性能、高可用性和具有高級冗余功能的設(shè)備。核心層是網(wǎng)際網(wǎng)絡的高速主干，核心層是分層設(shè)備之間互聯(lián)的關(guān)鍵，因此核心層保持高可用性和高冗余性非常重要。核心層可連接到Internet資源，核心層匯聚所有分布層的設(shè)備發(fā)送的流量，因此必須能夠快速轉(zhuǎn)發(fā)大量的數(shù)據(jù)。值得一提的是，在小型網(wǎng)絡中，通常采用緊縮核心模型，即匯聚層與核心層合二為一。采用分層網(wǎng)絡設(shè)計模型有許多優(yōu)點，如：網(wǎng)絡具有很好的可擴展性；方便實現(xiàn)冗余，提高網(wǎng)絡可用性；可提高網(wǎng)絡的安全性并且易于管理和維護等。 分層網(wǎng)絡設(shè)計重點考慮因素在進行分層網(wǎng)絡設(shè)計時，一般重點考慮兩個因素：網(wǎng)絡直徑和冗余。網(wǎng)絡直徑是設(shè)計分層網(wǎng)絡時首要考慮的問題，網(wǎng)絡直徑是指數(shù)據(jù)包到達目的地之前必須穿過的設(shè)備數(shù)量，如果存在多條路徑，通常用通過最多網(wǎng)絡設(shè)備的數(shù)量表示網(wǎng)絡直徑。將網(wǎng)絡直徑保持在較低的水平可以確保設(shè)備之間的延時也保持在較低且可預測的水平上。在分層網(wǎng)絡中，網(wǎng)絡直徑總是源設(shè)備與目的設(shè)備之間的跳數(shù)，而跳數(shù)是可預測的。冗余機制是構(gòu)建高可用網(wǎng)絡必不可少的，提供冗余功能的方式有很多，比如可以在設(shè)備間建立備用連接，也可以提供備用的設(shè)備。 實現(xiàn)的功能 在研究TCP/IP協(xié)議簇的工作原理的基礎(chǔ)上，基于分層網(wǎng)絡架構(gòu)設(shè)計園區(qū)網(wǎng)；實現(xiàn)DNS（Domain Name System）、DHCP（Dynamic Host Configuration Protocol）、NAT等基本服務；社區(qū)內(nèi)部網(wǎng)絡使用動態(tài)路由協(xié)議連通，并進行優(yōu)化。內(nèi)部網(wǎng)絡劃分多個VLAN，進行流量管理，各個樓棟等