【文章內(nèi)容簡介】 權(quán)服務(wù)，給每一種路由配置提供最便宜或最快速的服務(wù)，這些功能都是網(wǎng)橋所沒有的。 網(wǎng)關(guān)（ Gateway） 當(dāng)連接兩個完全不同結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)時，必須使用網(wǎng)關(guān)。例如 Ether 網(wǎng)與一大型電腦主機(jī)網(wǎng)絡(luò)（例如 IBM SNA）相連，你必須用網(wǎng)關(guān)來完成這項工作。如圖 所示。 圖 網(wǎng)關(guān) 畢業(yè)設(shè)計 論文 第 頁 13 網(wǎng)關(guān)工作在 OSI 模型的最高層（應(yīng)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(guān)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(qiáng)，而且更具有針對性。網(wǎng)關(guān)的管理一般比網(wǎng)橋、路由器更復(fù)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(luò)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(luò)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(guān)的能力。具體實現(xiàn)方法是：在文件服務(wù)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(luò)，這樣該機(jī)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(guān)功能 集線器 (HUB) 如果你接觸過網(wǎng)絡(luò)，那么你對“ HUB” 一定不陌生，這就是組建 10BASET網(wǎng)絡(luò)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(shè)備，而應(yīng)叫做網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備。因此它與前面介紹的網(wǎng)橋、路由器、網(wǎng)關(guān)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(dá)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(luò)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(shè)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(luò)中，若部門分布較廣，所連接的電腦較多且將來有擴(kuò)充的趨勢，則應(yīng)選購含網(wǎng)管功能的智能型集線器為宜。 機(jī)架式 HUB(Chaiss concentrator) 機(jī)架型 HUB 是指 HUB 中包含了數(shù)種可供網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)充的模塊（如 10BaseT、TokenRing、 Bridge 等），通常具備 SNMP 網(wǎng)管功能。機(jī)架式 HUB 的最大優(yōu)點為易于擴(kuò)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(jī)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(kuò)充其網(wǎng)絡(luò)，但其缺點是每級聯(lián)一層，其頻寬即相對降低。例如，假設(shè)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(luò)廠商設(shè)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(shè)計也算是提高網(wǎng)絡(luò)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(luò)的擴(kuò)充外，也相對降低了 Port 的成本。畢業(yè)設(shè)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(jī) (Switch) 在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，交換概念的提出是對于共享工作模式的改進(jìn)。 前面 介紹過的 集線器就是一種共享設(shè)備， HUB 本身不能識別目的地址，當(dāng)同一局域網(wǎng)內(nèi)的 A 主機(jī)給 B 主機(jī)傳輸數(shù)據(jù)時，數(shù)據(jù)包在以 HUB 為架構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)上是以廣播方式傳輸?shù)模擅恳慌_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(luò)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(luò)帶寬。 圖 交換機(jī) 交換機(jī)擁有一條很高帶寬的背部總線和內(nèi)部交換矩陣。交換機(jī)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(yīng)后交換機(jī)會 “ 學(xué)習(xí) ” 新的地址，并把它添加入內(nèi)部地址表中。 使用交換機(jī)也可以把網(wǎng)絡(luò) “分段 ”，通過對照地址表，交換機(jī)只允許必要的網(wǎng)絡(luò)流量通過交換機(jī)。通過 交換機(jī)的過濾和轉(zhuǎn)發(fā)，可以有效的隔離廣播風(fēng)暴，減少誤包和錯包的出現(xiàn)，避免共享沖突。 交換機(jī)在同一時刻可進(jìn)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(luò)設(shè)備獨自享有全部的帶寬，無須同其他設(shè)備競爭使用。當(dāng)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(luò)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(jī)，那么該交換機(jī)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(jī)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(luò)設(shè)備。交換機(jī)可以 “學(xué)習(xí) ”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(biāo)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(dá)目的地址。 畢業(yè)設(shè)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(shù)、基于 HFC 網(wǎng)（光纖和同軸電纜混合網(wǎng)）的 Cable Modem 技術(shù)、 LAN 接入技術(shù)。 下面我來作一下比較。 ADSL 接入技術(shù) 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(wù)的技術(shù)，也是目前極具發(fā)展前景的一種接入技術(shù)。 ADSL 素有 “ 網(wǎng)絡(luò)快車 ” 之美譽(yù)，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(fèi)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(jié)構(gòu)可以看作是星形結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)傳輸帶寬是由每一個用戶獨享的。 Cable Modem 接入技術(shù) 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(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，已是比較成熟的一種技術(shù)。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(guān)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(luò)需要用一個 Modem 來協(xié)助完成數(shù)字?jǐn)?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(jìn)行調(diào)制后在 Cable(電纜 )的一個頻率范圍內(nèi)傳輸，接收時進(jìn)行解調(diào)，傳輸機(jī)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(jìn)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(luò)結(jié)構(gòu)，這就意味著網(wǎng)絡(luò)用戶共同分享有限帶寬 ； 另外，購買畢業(yè)設(shè)計 論文 第 頁 17 CableModem 和初裝費(fèi)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(dá)到 8000 多萬。 另外， CableModem 技術(shù)主要是在廣電部門原有線電視線路上進(jìn)行改造時采用，此種方案與新興寬帶運(yùn)營商的社區(qū)建設(shè)進(jìn)行成本比較沒有意義 。 LAN接入技術(shù) LAN 方式接入是利用以太網(wǎng)技術(shù)，采用光纜 +雙絞線的方式對社區(qū)進(jìn)行綜合布線。具體實施方案是 : 從社區(qū)機(jī)房敷設(shè)光纜至住戶單元樓，樓內(nèi)布線采用五類雙絞線敷設(shè)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(jī)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(shù)成熟、成本低、結(jié)構(gòu)簡單、穩(wěn)定性、可擴(kuò)充性好 。 便于網(wǎng)絡(luò)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(yuǎn)程遙控家電、可視門鈴等）、遠(yuǎn)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(luò)接入的是具有告訴、易于管理等優(yōu)點的 LAN 接入技術(shù)。 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(shè)計規(guī)劃部分，我使用的就是LAN 接入技術(shù) ！ 畢業(yè)設(shè)計 論文 第 頁 18 第三章 網(wǎng)絡(luò)方案設(shè)計 寬帶接入方案概述 假設(shè)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(luò)服務(wù)，各用戶能快速的連接 Inter。并且該網(wǎng)絡(luò)能便于將來擴(kuò)展升級。 根據(jù)社區(qū)網(wǎng)的特點和應(yīng)用以及 VCN交換機(jī)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(shè)計 論文 第 頁 19 入示意圖 在小區(qū)網(wǎng)絡(luò)中心放置中心交換機(jī) 4007，并根據(jù)需要配置相應(yīng) 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