【文章內(nèi)容簡介】 權服務，給每一種路由配置提供最便宜或最快速的服務，這些功能都是網(wǎng)橋所沒有的。 網(wǎng)關（ Gateway） 當連接兩個完全不同結構的網(wǎng)絡時，必須使用網(wǎng)關。例如 Ether 網(wǎng)與一大型電腦主機網(wǎng)絡（例如 IBM SNA）相連，你必須用網(wǎng)關來完成這項工作。如圖 所示。 圖 網(wǎng)關 畢業(yè)設計 論文 第 頁 13 網(wǎng)關工作在 OSI 模型的最高層（應用層），在轉(zhuǎn)換信息包格式時，必須將各層協(xié)議一一轉(zhuǎn)換。 由于網(wǎng)關提供了一個協(xié)議到另一個協(xié)議的轉(zhuǎn)換功能，因此它的效率比較低，透明性不強，而且更具有針對性。網(wǎng)關的管理一般比網(wǎng)橋、路由器更復雜，因此它通常用于提供某種特殊用途的連接而不是不同網(wǎng)絡之間一般目的的通信連接。 需要說明的是，現(xiàn) 在的一些網(wǎng)絡操作系統(tǒng)提供了內(nèi)置網(wǎng)橋、內(nèi)置路由器甚至內(nèi)置網(wǎng)關的能力。具體實現(xiàn)方法是：在文件服務器內(nèi)插入兩塊網(wǎng)卡，一塊網(wǎng)卡連接 Ether 網(wǎng)段，一塊網(wǎng)卡連接 ARC 網(wǎng)絡，這樣該機器可以實現(xiàn)路由器的功能。如圖 所示。 圖 雙網(wǎng)卡實現(xiàn)路由和網(wǎng)關功能 集線器 (HUB) 如果你接觸過網(wǎng)絡，那么你對“ HUB” 一定不陌生，這就是組建 10BASET網(wǎng)絡時所使用的集成器。從 HUB 的作用來看，它不屬于網(wǎng)間連接設備，而應叫做網(wǎng)絡連接設備。因此它與前面介紹的網(wǎng)橋、路由器、網(wǎng)關等不 同，不具備協(xié)議翻譯功能，而只是分配頻寬。 HUB 分配頻寬，使得每臺工作站的傳輸速率達不到 10Mbps。例如使用一臺 N個接口的 HUB 組建 10BASET Ether 網(wǎng)，每個接口所分配的頻帶寬度是10Mbps/N。 從功能上分， HUB 可分為下面四種類型 ： 基本型集線器（ Dumb HUB） 一般“基本型” HUB 的面板上均有 LED 狀態(tài)指示燈，具有自動診斷故障點的能力，但不具備網(wǎng)絡管理的功能，故價格比較便宜。在一般中、小企業(yè)的環(huán)境中，若所連接的電腦不多（ 1020 臺），且使用者集中于某一區(qū)域，則 選用價廉但實用的基本型 HUB 即可，如圖 所示。 畢業(yè)設計 論文 第 頁 14 圖 基本集線器 智能型 HUB(Intelligent HUB) 智能型 HUB 除了具有基本型 HUB 的功能外，另外它也具有 SNMP（ Small Network Management Protocol）網(wǎng)管功能：統(tǒng)計每一接口的數(shù)據(jù)流量、數(shù)據(jù)保密、用戶接口的 Enable/Disable 管制功能、故障排除等。在一大型企業(yè)網(wǎng)絡中，若部門分布較廣，所連接的電腦較多且將來有擴充的趨勢，則應選購含網(wǎng)管功能的智能型集線器為宜。 機架式 HUB(Chaiss concentrator) 機架型 HUB 是指 HUB 中包含了數(shù)種可供網(wǎng)絡擴充的模塊（如 10BaseT、TokenRing、 Bridge 等），通常具備 SNMP 網(wǎng)管功能。機架式 HUB 的最大優(yōu)點為易于擴充。 目前，由于智能型 HUB 的功能日趨完善，價格不斷降低，因此機架式 HUB逐漸被淘汰。 堆棧式 HUB 10BaseT HUB 雖然可借層層級聯(lián)的方式來擴充其網(wǎng)絡，但其缺點是每級聯(lián)一層，其頻寬即相對降低。例如，假設第一層 HUB 的頻寬為 10Mbps， 則第二層HUB 的頻寬降為 10Mbps/2（使用了兩個接口），而第三層 HUB 的頻寬又是第二層頻寬再除以使用的接口數(shù)。由此可知， HUB 級聯(lián)的層數(shù)愈多，其頻寬也愈慢。 為了解決此問題，網(wǎng)絡廠商設計了“堆棧式”（ Stackable）的 HUB，如圖 ，即用電纜將 HUB 與 HUB 兩兩相接，這樣的連法使各臺 HUB 均被視為同一層級（即它們的頻寬均一致）。在不減低頻寬的前提下，這種 HUB 的設計也算是提高網(wǎng)絡速度的一種方法。 圖 堆棧式 HUB 堆棧式 HUB 的好處除了更適合網(wǎng)絡的擴充外，也相對降低了 Port 的成本。畢業(yè)設計 論文 第 頁 15 另外它放置的位置集中，故管理也更為容易。 交換機 (Switch) 在計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)中，交換概念的提出是對于共享工作模式的改進。 前面 介紹過的 集線器就是一種共享設備， HUB 本身不能識別目的地址，當同一局域網(wǎng)內(nèi)的 A 主機給 B 主機傳輸數(shù)據(jù)時，數(shù)據(jù)包在以 HUB 為架構的網(wǎng)絡上是以廣播方式傳輸?shù)?，由每一臺終端通過驗證數(shù)據(jù)包頭的地址信息來確定是否接收。也就是說，在這種工作方式下，同一時刻網(wǎng)絡上只能傳輸一組數(shù)據(jù)幀的通訊，如果發(fā)生碰撞還得重試。這種方式就是共享網(wǎng)絡帶寬。 圖 交換機 交換機擁有一條很高帶寬的背部總線和內(nèi)部交換矩陣。交換機的所有的端口都掛接在這條背部總線上，控制電路收到數(shù)據(jù)包以后，處理端口會查找內(nèi)存中的地址對照表以確定目的 MAC（網(wǎng)卡的硬件地址）的 NIC（網(wǎng)卡）掛接在哪個端口上，通過內(nèi)部交換矩陣迅速將數(shù)據(jù)包傳送到目的端口，目的 MAC若不存在才廣播到所有的端口，接收端口回應后交換機會 “ 學習 ” 新的地址，并把它添加入內(nèi)部地址表中。 使用交換機也可以把網(wǎng)絡 “分段 ”，通過對照地址表，交換機只允許必要的網(wǎng)絡流量通過交換機。通過 交換機的過濾和轉(zhuǎn)發(fā)，可以有效的隔離廣播風暴，減少誤包和錯包的出現(xiàn)，避免共享沖突。 交換機在同一時刻可進行多個端口對之間的數(shù)據(jù)傳輸。每一端口都可視為獨立的網(wǎng)段，連接在其上的網(wǎng)絡設備獨自享有全部的帶寬，無須同其他設備競爭使用。當節(jié)點 A 向節(jié)點 D 發(fā)送數(shù)據(jù)時，節(jié)點 B 可同時向節(jié)點 C 發(fā)送數(shù)據(jù)，而且這兩個傳輸都享有網(wǎng)絡的全部帶寬，都有著自己的虛擬連接。假使這里使用的是10Mbps 的以太網(wǎng)交換機，那么該交換機這時的總流通量就等于 210Mbps＝20Mbps，而使用 10Mbps 的共享式 HUB 時，一個 HUB 的總流通量也不會 超出10Mbps。 總之，交換機是一種基于 MAC 地址識別，能完成封裝轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包功能的網(wǎng)絡設備。交換機可以 “學習 ”MAC 地址，并把其存放在內(nèi)部地址表中，通過在數(shù)據(jù)幀的始發(fā)者和目標接收者之間建立臨時的交換路徑，使數(shù)據(jù)幀直接由源地址到達目的地址。 畢業(yè)設計 論文 第 頁 16 寬帶接入網(wǎng)的比較 目前，我國智能化小區(qū)，最常用的接入網(wǎng)有以下三種： 基于雙絞線的 ADSL技術、基于 HFC 網(wǎng)（光纖和同軸電纜混合網(wǎng)）的 Cable Modem 技術、 LAN 接入技術。 下面我來作一下比較。 ADSL 接入技術 ADSL(Asymmetrical Digital Subscriber Line，非對稱數(shù)字用戶環(huán)路 )是一種能夠通過普通電話線提供寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務的技術，也是目前極具發(fā)展前景的一種接入技術。 ADSL 素有 “ 網(wǎng)絡快車 ” 之美譽，因其下行速率高、頻帶寬、性能優(yōu)、安裝方便、不需交納電話費等特點而深受廣大用戶喜愛，成為繼 Modem、 ISDN之后的又一種全新的高效接入方式。 ADSL 方案的最大特點是不需要改造信號傳輸線路，完全可以利用普通銅質(zhì)電話線作為傳輸介質(zhì)，配上專用的 Modem 即可實現(xiàn)數(shù)據(jù)高速傳輸。 ADSL 支持上行速率 640kbps～ 1Mbps，下行 速率 1Mbps～ 8Mbps，其有效的傳輸距離在 3～ 5公里范圍以內(nèi)。在 ADSL 接入方案中，每個用戶都有單獨的一條線路與 ADSL 局端相連，它的結構可以看作是星形結構，數(shù)據(jù)傳輸帶寬是由每一個用戶獨享的。 Cable Modem 接入技術 CableModem(線纜調(diào)制解調(diào)器 )是近兩年開始試用的一種超高速 Modem，它利用現(xiàn)成的有線電視 (CATV)網(wǎng)進行數(shù)據(jù)傳輸，已是比較成熟的一種技術。隨著有線電視網(wǎng)的發(fā)展壯大和人們生活質(zhì)量的不斷提高，通過 Cable Modem 利用有線電視網(wǎng)訪問 Inter 已成為越 來越受業(yè)界關注的一種高速接入方式。 由于有線電視網(wǎng)采用的是模擬傳輸協(xié)議，因此網(wǎng)絡需要用一個 Modem 來協(xié)助完成數(shù)字數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)化。 CableModem 與以往的 Modem 在原理上都是將數(shù)據(jù)進行調(diào)制后在 Cable(電纜 )的一個頻率范圍內(nèi)傳輸，接收時進行解調(diào)，傳輸機理與普通Modem 相同，不同之處在于它是通過有線電視 CATV 的某個傳輸頻帶進行調(diào)制解調(diào)的。 Cable Modem 連接方式可分為兩種：即對稱速率型和非對稱速率型。前者的Data Upload(數(shù)據(jù)上傳 )速率和 Data Download(數(shù)據(jù)下載 )速率 相同，都在500kbps～ 2Mbps 之間；后者的數(shù)據(jù)上傳速率在 500kbps～ 10Mbps 之間，數(shù)據(jù)下載速率為 2Mbps～ 40Mbps。 采用 CableModem 上網(wǎng)的缺點是由于 Cable Modem 模式采用的是相對落后的總線型網(wǎng)絡結構，這就意味著網(wǎng)絡用戶共同分享有限帶寬 ； 另外，購買畢業(yè)設計 論文 第 頁 17 CableModem 和初裝費也都不算很便宜，這些都阻礙了 CableModem 接入方式在國內(nèi)的普及。但是，它的市場潛力是很大的，畢竟中國 CATV 網(wǎng)已成為世界第一大有線電視網(wǎng)，其用戶已達到 8000 多萬。 另外， CableModem 技術主要是在廣電部門原有線電視線路上進行改造時采用，此種方案與新興寬帶運營商的社區(qū)建設進行成本比較沒有意義 。 LAN接入技術 LAN 方式接入是利用以太網(wǎng)技術，采用光纜 +雙絞線的方式對社區(qū)進行綜合布線。具體實施方案是 : 從社區(qū)機房敷設光纜至住戶單元樓，樓內(nèi)布線采用五類雙絞線敷設至用戶家里，雙絞線總長度一般不超過 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)接入城域網(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 180 多倍，并可根據(jù)用戶的需求升級到 100M 以上。 以太網(wǎng)技術成熟、成本低、結構簡單、穩(wěn)定性、可擴充性好 。 便于網(wǎng)絡升級，同時可實現(xiàn)實時監(jiān)控、智能化物業(yè)管理、小區(qū) /大樓 /家庭保安、家庭自動化（如遠程遙控家電、可視門鈴等）、遠程抄表等，可提供智能化、信息化的辦公與家居環(huán)境，滿足不同層次的人們對信息化的需求。 經(jīng) 過上述的分析比較，不容易發(fā)現(xiàn)，最適合現(xiàn)在智能化小區(qū)網(wǎng)絡接入的是具有告訴、易于管理等優(yōu)點的 LAN 接入技術。 ADSL 的速度較慢， Cable Modem 不適合在 現(xiàn)代新型小區(qū)中使用。因此，在本文最后的設計規(guī)劃部分，我使用的就是LAN 接入技術 ！ 畢業(yè)設計 論文 第 頁 18 第三章 網(wǎng)絡方案設計 寬帶接入方案概述 假設一個小區(qū)有三幢大樓，有 500 用戶，要求局域網(wǎng)內(nèi)部能實現(xiàn)視頻點播等帶寬占用較大的網(wǎng)絡服務，各用戶能快速的連接 Inter。并且該網(wǎng)絡能便于將來擴展升級。 根據(jù)社區(qū)網(wǎng)的特點和應用以及 VCN交換機的特性我們提出如下示意圖說明： 圖 智能小區(qū)寬帶接畢業(yè)設計 論文 第 頁 19 入示意圖 在小區(qū)網(wǎng)絡中心放置中心交換機 4007，并根據(jù)需要配置相應 足夠的 100M以太網(wǎng)口和千兆模塊。 3Com Switch 4007 適用于較大規(guī)模社區(qū)的園區(qū)主干核心，適用于