【正文】 1網(wǎng) 關(guān) ： 1 9 2 . 1 6 8 . 1 . 1圖 2 3 網(wǎng) 關(guān) 示 意 圖用 戶 A 用 戶 B 路由器 （ Router） 路由器是連接因特網(wǎng)中各局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)的設(shè)備，它會根據(jù)信道的情 況自動選擇和設(shè)定路由，以最佳路徑，按前后順序發(fā)送信號的設(shè)備。路由器主要負責(zé)連接各個網(wǎng)絡(luò)，它的功能有：確定發(fā)送數(shù)據(jù)包的最佳路徑 ，將數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)到目的地。 例如 LAN A 是以太網(wǎng) 類型 ， LAN B 是令牌環(huán)網(wǎng) 類型 ， 此時就可東華理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 局域網(wǎng)技術(shù)現(xiàn)狀分析與分類 7 以用路由器將這 兩個局域網(wǎng) 相連 ，如圖 24 所示 。路由器使用路由表來查找數(shù)據(jù)包的目的 IP 與 路由表中網(wǎng)絡(luò)地址之間的最佳匹配，路由表最后會確定轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包的送出接口，然后路由器會將數(shù)據(jù)包封裝為適合該送出接口的數(shù)據(jù)鏈路幀。目前路由器已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)，各種不同檔次的產(chǎn)品已經(jīng)成為實現(xiàn)各種骨干網(wǎng)內(nèi)部連接、骨干網(wǎng)間互聯(lián)和骨干網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)互 通業(yè)務(wù)的主力軍。它可以為接入交換機的任意兩個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點提供獨享的電信號通路。 以太網(wǎng)交換機是 基于 目的 主機 網(wǎng)卡的硬件地址 （ Media Access Control MAC地址 ） 進行轉(zhuǎn)發(fā) 。 交換機可以 通過 “ 學(xué)習(xí) ” 向 MAC 表中填入MAC 地址 及其對應(yīng)的端口 之間的映射關(guān)系 ， 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。 如圖 25 所示，在所有節(jié)點直接連接到交換機的 LAN 中，網(wǎng)絡(luò)的吞吐量大幅增加， 每個用戶 計算機連接到交換機的獨立端口，是一個獨立的沖突域并擁有全部帶寬，這種增加主要是由于三個原因：每個端口有專用的帶寬；沒有沖突的環(huán)境；全雙工通信。 I n t e r n e tS w i t c h圖 2 5 交 換 機 網(wǎng)橋 （ Bridge） 網(wǎng)橋是 LAN 早期較為常用的設(shè)備， 網(wǎng)橋逐漸被交換機所取代，使得交換機成為目前 LAN 常用設(shè)備。它工作于數(shù)據(jù)鏈路層， 根據(jù) MAC 地址來轉(zhuǎn)發(fā)幀， 不但能擴展網(wǎng)絡(luò)的距離或范圍，而且可提高網(wǎng)絡(luò)的性能、可靠性和安全性。網(wǎng)橋和交換機對網(wǎng)絡(luò)進行分段的方式相同，交換機就是一個多端口的網(wǎng)橋。 通俗的說，網(wǎng)橋的工作 像 很早以前的電話接線員 ， 你撥給接線員 ， 告訴他接給誰 ， 他接給誰 .但網(wǎng)橋和接線員不同的地方是 ， 網(wǎng)橋 自身維護著一張表，稱為MAC 表，它可以通過 “ 學(xué)習(xí) ” 向 MAC 表中填入 MAC 地址及其對應(yīng)的端口之間的映射關(guān)系， 下次再發(fā)送數(shù)據(jù)時不會再廣播 。 集線器 （ Hub） 集線器 （ Hub） 的主要功能是對接收到的信號進行再生整形放大，以擴大網(wǎng)絡(luò)的傳輸距離，同時把所有節(jié)點集中在以它為中心的節(jié)點上。集線器與網(wǎng)卡、網(wǎng)線等傳輸介質(zhì)一樣，屬于局域網(wǎng)中的基礎(chǔ)設(shè)備，采用 CSMA/CD（ Carrier Sense Multiple Access/Collision Detect）東華理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 局域網(wǎng)技術(shù)現(xiàn)狀分析與分類 9 即載波監(jiān)聽多路訪問 /沖突檢測方法 訪問方式。 集線器屬于純硬件網(wǎng)絡(luò)底層設(shè)備，基本上不具有類似于交換機的 智能記憶 能力和 學(xué)習(xí) 能力。也就是說當它要向某節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)時，不是直接把數(shù)據(jù)發(fā)送到目的節(jié)點，而是把數(shù)據(jù)包發(fā)送到與集線器相連的所有節(jié)點，如圖 26 所示。 中繼器是連接網(wǎng)絡(luò)線路的一種裝置，常用于兩個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點之間物理信號的雙向轉(zhuǎn)發(fā)工作。由于存在損耗，在線路上傳輸?shù)男盘柟β蕰饾u衰減，衰減到一定程度時將造成信號失真，因此會導(dǎo)致接收錯誤。它完成物理線路的連接，對衰減的信號進行放大，保持與原數(shù)據(jù)相同。從理論上講中繼器的使用是無限的，網(wǎng)絡(luò)也因此可以無限延長。 東華理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 局域網(wǎng)技術(shù)現(xiàn)狀分析與分類 10 第 3 章 局域網(wǎng)技術(shù)現(xiàn)狀分析與分類 局域網(wǎng) （ Local Area Network， LAN） 產(chǎn)生于 20 世紀 70 年代。進入 20 世紀 90 年代，局域網(wǎng)技術(shù)發(fā)展突飛猛進，新技術(shù)、新產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)。 局域網(wǎng)是計算機網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分 ，是當今計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用與發(fā)展非?；钴S的一個領(lǐng)域。而信息化進程的加快，更是刺激了通過 LAN 進行網(wǎng)絡(luò)互連需求的劇增。 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。而以太網(wǎng)則是應(yīng)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。 以太網(wǎng) （ Ether） 是目前應(yīng)用最廣的一類局域網(wǎng) 。 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。因為 Ether 的 N 個結(jié)點共享一條10Mbps 的公共通信信道，所以當網(wǎng)絡(luò)結(jié)點數(shù) N 增大，網(wǎng)絡(luò)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(luò)效率急劇下降，網(wǎng)絡(luò)傳輸延遲增長，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量下降。 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。 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(luò) ， 它根本上解決了共享以太網(wǎng)所帶來的問題 。 常見局域網(wǎng)拓撲結(jié)構(gòu) 網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)是指網(wǎng)絡(luò)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。 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。 東華理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 局域網(wǎng)技術(shù)現(xiàn)狀分析與分類 12 圖 3 1 星 型 拓 撲 結(jié) 構(gòu)S w i t c hP CP CP CP C 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。 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(luò)布線較復(fù)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。但受到 單段雙絞線100 米 的限制，它僅應(yīng)用于小范圍（如同一層樓）的網(wǎng)絡(luò)部署。 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(yīng)的硬件接口直接連接到傳輸介質(zhì)或總線上。圖 32 是典型的總線型拓撲結(jié)構(gòu)?？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。 值得一提的是，對于站點不多（少于 10 個站點）的網(wǎng)絡(luò)或各個站點相距不是很遠的網(wǎng)絡(luò)，采用總線拓撲還是比較適合的。 環(huán)型拓撲 環(huán)型網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)主要應(yīng)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(luò)節(jié)點組成。 令 牌 環(huán) 網(wǎng)圖 3 3 環(huán) 型 拓 撲 結(jié) 構(gòu)P CP CP CP CP CP C 在環(huán)型網(wǎng)絡(luò)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)東華理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 局域網(wǎng)技術(shù)現(xiàn)狀分析與分類 14 發(fā)該信息包。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(fù)制到自己的接收緩沖區(qū)中。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。 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。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。在實際的應(yīng)用中，多采用環(huán)形拓撲作為寬帶高速網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)。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。 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(luò)維護。 另外，大量數(shù)據(jù)要經(jīng)過多級傳輸，系統(tǒng)的響應(yīng)時間長。選擇拓撲時，應(yīng)該考慮的主要因素有以下幾點。不管選用什么樣的傳輸介質(zhì)，都需要進行安裝。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。 靈活性 ： 靈活性以及可擴充性也是選擇網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)時應(yīng)充分重視的問題。網(wǎng)絡(luò)的可調(diào)整性與靈活性以及可擴充性都與網(wǎng)絡(luò)拓撲直接相關(guān)。 可靠性 ： 網(wǎng)絡(luò)的可靠性是任何一個網(wǎng)絡(luò)的生命。 總之，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(luò)的運行速度和網(wǎng)絡(luò)軟硬件接口的復(fù)雜程度等。 樹型拓撲結(jié)構(gòu)是集中控制式網(wǎng)絡(luò)，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。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)。 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(luò)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。 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(wù)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(yīng)用。中學(xué)及大學(xué)在內(nèi)的許多學(xué)校也開始實施無線網(wǎng)絡(luò)，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(luò) 也成為一個潛在的市場。 將來的局域網(wǎng)的發(fā)展趨勢必將是有線網(wǎng)絡(luò)和無線網(wǎng)絡(luò)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。典型分 層設(shè)計模型 可分為三層 即：接入層、匯聚 層、核心層。 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(luò)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。為確保可靠性，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。核心層可連接到 Inter 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)。采用分層網(wǎng)絡(luò)設(shè)計模型有許多優(yōu)點，如：網(wǎng)絡(luò)具有很好的可擴展 性；方便實現(xiàn)冗余，提高網(wǎng)絡(luò)可用性；可提高網(wǎng)絡(luò)的安全性并且易于管理和維護等。 網(wǎng)絡(luò)直徑是設(shè)計分層網(wǎng)絡(luò)時首要考慮的問題，網(wǎng)絡(luò)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(luò)設(shè)備的數(shù)量表示網(wǎng)絡(luò)直徑。 在分層網(wǎng)絡(luò)中，網(wǎng)絡(luò)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(yù)測的。 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(luò)架構(gòu)設(shè)計園區(qū)網(wǎng)；東華理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 小區(qū)局域網(wǎng)方案設(shè)計實例 18 實現(xiàn) DNS（ Domain Name System） 、 DHCP（ Dynamic Host Configuration Protocol） 、NAT 等基本服務(wù)；社區(qū)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)使用動態(tài)路由協(xié)議連通，并進行優(yōu)化 。此外，啟用 AAA 認證服務(wù)，提供對 需要登錄園區(qū)設(shè)備進行管理維護的 人員身份的驗證。 分層網(wǎng)絡(luò)設(shè)計中：園區(qū)接入層交換機通常需要支持端口安全性、 VLAN、快速以太網(wǎng) /千兆以太網(wǎng)、 PoE 和鏈路聚合等功能；園區(qū)分布層交換機需提供第三層支持、很高的轉(zhuǎn)發(fā)速率、千兆以太網(wǎng) /萬兆以太網(wǎng)、冗余組件、安全策略、鏈路聚合、服務(wù)質(zhì)量（ QoS）等功能；核心層交換機需提供第三層支持、極高的轉(zhuǎn)發(fā)速率、千兆以太網(wǎng) /萬兆以太網(wǎng)、鏈路聚合、服務(wù)質(zhì)量（ QoS）等功能。 網(wǎng)絡(luò)拓撲 規(guī)劃 網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)是指網(wǎng)絡(luò)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。 小區(qū)邏輯拓撲 如圖 41 所示 。物理拓撲與邏輯拓撲是各自獨立的。小區(qū)物理拓撲如圖 42 所示。 VLAN 擴展了網(wǎng)絡(luò)的廣播域，將過去以路由器為邊界的廣播域擴展為以VLAN 為邊界的廣播域，劃分 VLAN 可以減少參加廣播風(fēng)暴的設(shè)備數(shù)量，進而提高網(wǎng)絡(luò)性能，并在一定程度上提高了 網(wǎng)絡(luò)的安全性。 （ 1） 設(shè)置交換機名稱 如果網(wǎng)絡(luò)中的多個交換機（路由器）使用出場時的默認 主機名 Switch （ Router） ，將會在網(wǎng)絡(luò)配置和維護時造成很大的混亂，如：當使用 Tel 或 SSH訪問遠程網(wǎng)絡(luò)設(shè)備以維護網(wǎng)絡(luò)時，必須確認已向正確的設(shè)備進行了連接，如果設(shè)備都使用其默認的而名稱，我們就無法確定連接的是不是正確的設(shè)備，故通過 交換機名稱提示符提示自己當前配置交換機的位置是很有必要的。此口令會以 MD5的形式加密，因此，當用戶通過 show runningconfig 等命令查看配置文件時，口令將以密文的形式出現(xiàn)，不同于 password（ 口令不加密