第5章局域网技术基础及应用

局域网组网基础知识¶

特性	中继器 (Repeater)	集线器 (Hub)	网桥 (Bridge)	交换机 (Switch)
OSI层级	Layer 1 (物理层)	Layer 1 (物理层)	Layer 2 (数据链路层)	Layer 2 (数据链路层)
核心功能	信号再生，延长距离	多端口信号复制	分割冲突域，智能过滤/转发	建立点对点连接，精确转发
工作方式	放大电信号	广播 (泛洪) 到所有端口	基于MAC地址表决定过滤或转发	基于MAC地址表精确转发到目标端口
处理单位	比特 (Bit)	比特 (Bit)	帧 (Frame)	帧 (Frame)
冲突域	不分割，仅扩展	所有端口在一个冲突域	每个端口是一个独立的冲突域 (通常2个)	每个端口都是一个独立的冲突域
生动比喻	信号扩音器	广播站/大喇叭	智能双向关卡	智能邮局/电话总机
现代应用	Wi-Fi信号放大器	基本被淘汰	基本被淘汰，功能被交换机集成	现代有线局域网的核心

中继器
- 工作层在物理层，只能用于连接物理协议相同的局域网
- 只能对传输介质上的信号进行接收、放大、整形和转发。
集线器
- 连接在一个集线器上的所有结点共享一个冲突域，而非每个结点
- 连接到集线器的结点发送数据时采用CSMA/CD算法，是结点执行而非集线器执行
- 通过在网络链路中串联一个集线器可以监听该链路中的数据包
- 在物理层而非MAC层，不涉及帧的结构与处理
- 发送数据以广播方式发送，不具有目的性，IP地址识别错，MAC地址识别错
- 使用双绞线连接工作站
- IDS连接在集线器上可以获取和分析数据包；在网络中部署IDS时，可以用集线器代替分路器（TAP）
网桥
- 主要性能指标包括帧转发速率和帧过滤速率
- 网桥转发数据的依据是路由表
- 按照帧转发策略不同，分为透明网桥和源路由网桥。
  - 透明网桥：一般用于两个MAC层协议相同的网段之间的互联透明网桥标准STP定义在 IEE 802.1d 标准中
交换机
- 在源端口与目的端口间建立虚连接
- 二层交换机建立和维护一个表示MAC地址与交换机端口对应关系的交换表
- 三层交换机是具有路由功能的二层交换机，划分VLAN

不同的VLAN成员直接不能直接通信

IEEE.802.1D 是当前流行的STP（生成树协议）标准

采用RSA算法，网络中N个用户之间进行加密通信，需要密钥个数：2N 个

综合布线系统（Premises Distributed System，PDS）

ISO/IEC 18011、ISO/IEC 11803 不是综合布线系统的标准

GB/T 50311-11801、GB/T 568-B.1 不是建筑群综合布线系统工程设计规范

连接设备
传输介质
- 双绞线：扭绞可以减少电磁干扰
  - 非屏蔽双绞线UTP（U nshielded T wisted P air）
  - 屏蔽双绞线STP：成本高、复杂，但抗干扰能力强、辐射小。
- 光纤/光缆

子系统名称	校园/建筑比喻	功能	位置	典型传输介质
建筑群子系统	连接各栋楼的地下主干道	连接不同建筑物	园区地下、楼宇之间	单模/多模光纤
设备间子系统	大楼的总机房/数据中心	容纳核心网络设备，连接外部网络	通常在建筑物的底层或中心位置	光纤、高速铜缆
干线子系统	大楼的垂直电梯井/主管道	连接不同楼层的电信间	贯穿楼宇的垂直通道	多模光纤、大对数铜缆
管理子系统	楼层的配电箱/弱电间	汇集和管理本楼层的布线	每个楼层的电信间(TR)	配线架、跳线
水平子系统	楼层走廊内的布线	从电信间连接到工作区插座	天花板吊顶、地板下	UTP双绞线(Cat6/6A)
工作区子系统	从墙壁插座到电脑的连接线	连接终端用户设备	办公室、教室桌面	信息插座、跳线

建筑群子系统可以是多种布线方式的任意组合，一般用双绞线错。

能够对线缆保护最有利的方式是地下管道布线（管道内布线），较好的是巷道布线，最不利的是直埋布线。

干线线缆铺设经常采用点对点结合和分支结合两种方式

工作区子系统指从终端设备出线到信息插座的整个区域。

信息插座类型和数量的确定
- 嵌入式安装插座：连接双绞线
- 多介质信息插座：连接铜缆（同轴电缆）和光纤，满足用户“光纤到桌面”的需求
- 在单一信息插座上进行两项服务时，宜采用Y形适配器
适配器的选用
- 用于连接不同信号的数模转换或数据速率转换装置