关于小型局域网的硬件组建 任丽霞.docx
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关于小型局域网的硬件组建任丽霞
Forpersonaluseonlyinstudyandresearch;notforcommercialuse
山西大学继续教育学院
毕业论文
Forpersonaluseonlyinstudyandresearch;notforcommercialuse
Forpersonaluseonlyinstudyandresearch;notforcommercialuse
类别专科
年级2006级
专业计算机信息与管理
姓名任丽霞
学号049
论文题目关于小型局域网的硬件组建
论文评语
建议成绩指导老师
年月日
目录
论文提要……………………………………………………………4
第一章计算机网的概述………………………………………………5
1.1什么是计算机网络…………………………………………………5
1.2网络的发展历程…………………………………………………6
1.3计算机网络分类…………………………………………………9
第二章局域网结构的总体规划………………………………………9
2.1局域网的特点……………………………………………………9
2.2局域网的结构…………………………………………………10
第三章综合布线的方法与技术……………………………………12
3.1结构化布线………………………………………………………12
3.2网络硬件设备……………………………………………………12
3.3网络传输介质……………………………………………………14
第四章实例…………………………………………………………16
4.1实例图………………………………………………………………16
4.2说明…………………………………………………………………17
4.3要求和注意事项……………………………………………………18
第五章工程验收……………………………………………………19
结束语………………………………………………………………20
参考文献……………………………………………………………21
论文提要
随着信息技术的不断发展，个人计算机的不断普及，局域网的广泛应用,尤其在各大高校、企事业单位的应用，许多大学生都热衷于学习计算机，对开发软件及硬件使用的好奇，使网络和计算机迅速的发展起来。
但怎样才能规划和实际布制一个局域网，就涉及到技巧与方法的问题，只有在实践过程中不断的尝试与总结。
本文通过介绍计算机网络的发展及布线所需的硬件设备功能的阐述和实际布制局域网中的方法和技术，与实例相结合，进一步全面利用局域网的便捷提供最好的服务。
重点阐述了综合布线的方法和技术，即结构化布线、入口设备、设备间和主干电缆的技术。
此局域网的写作从发展到综合布线的方法与技术，详细讲解了各个网络设备在网络的工作流程、作用和适用范围，并以实例作为补充，更加系统的讲解局域网的硬件组建。
由于设计时间与个人水平的限制，存在一些不完美之处，希望老师给予指证，以便更加完善。
关键词：
计算机网络网络硬件设备综合布线络硬件设备
关于小型局域网的硬件组建
第一章计算机网络的概述
1.1什么是计算机网络
计算机网络是20世纪对人类社会影响最深远的科技成就之一。
现在计算机网络又渗透到我们社会的各个领域，从根本上改变了我们的生活方式，信息交流的途径、文化的结构甚到社会的分工，构筑成当今信息社会和知识经济基础技术平台。
计算机网络技术推动着社会信息化的技术革命。
以数字的形式存储于计算机中的信息被卫星、光缆以及各种无线通信设备转移、传输和处理，从而使社会生产力得到了空前的提高。
计算机网络从应用的角度来讲，把具有独立功能的多个计算机系统用通信设备和线路连接起来，并以功能完善的网络软件（网络协议、网络操作系统等）实现信息交换和资源共享的系统称之为计算机网络。
对于用户来说，计算机网络是一个透明的数据传输机构，即可以不必考虑网络的存在而访问网络中的任何资源。
计算机网络是通信技术和计算机技术相结合的产物，通信技术为计算机之间的数据传输和交换提供了必要的手段，而计算机的数字技术又提高了通信技术的性能。
曾经独立发展的通信网络和计算机网络正在快速地融合，信息的获取、存储、传输和处理之间的孤岛随着计算机网络的发展而逐渐消失，新的信息产业正以强劲的势头崛起，为全社会提供一种全新的、高效的信息传输和交流的手段。
人类有史以来第一次面对着这样的可能性，即时间与空间不再是交流与沟通的障碍，人们可以在任何时候、任何地点获取任何所需信息，并与任何想要与之交流的人进行沟通和接触，那就是人与人之间，物与物之间的无限联通，这种变革已经远远超越了提高生产效率的层面。
1.2计算机网络的发展历程
计算机网络技术的发展和其他事物的发展规律一样,经历了一个由简单到复杂、由低级到高级的发展过程。
在这一过程中，通信技术和计算机技术相互促进、紧密结合、共同进步，最终产生了当前成熟的计算机网络技术，其发展过程大致可分为四代:
（1）第一代—-面向终端的计算机网络
第一代计算机网络诞生在20世纪50年代,那时候计算机还属于稀少、昂贵的科技珍品。
为了充分发挥计算机的作用,也为了数据处理的方便,人们将多个不同工作地点的电传打字机通过现成的电话线连接到计算机上同时运行,这就是原始的计算机网络。
远程的终端设备调制调解器（Modem），完成音频—数字信号的转换，成为最早的网络连接设备。
计算机与终端的连接必须在计算机上增加一个接口，且该接口对原来的计算机软、硬件的影响要尽可能地小，因此出现了单重线路控制器,它主要进行串行—并行传输的转换以及简单的差错。
随着终端数的增加，为了减少通信线路，降低通信成本，20世纪60年代初出现了多重线路控制，从而实现了多个终端和一台主机间的连接。
一台主机和多个终端的连接，主机的负担加重，工作效率降低。
这时又研究出前端处理机负责通信任务，这样大大提高了主机的数据处理效率。
第一代计算机网络的特点是：
面向终端，以单个主机为中心、基于电路交换技术的星型网络。
（2）第二代—-分组交换网络
真正意义上的计算机网络应该是计算机与计算机的互联，彼此间可以共享资源。
在20世纪60年代后期到70年代，由于这时期计算机已广泛应用于经济、科研、军事等许多领域，人们不再满足于小范围内计算机之间的信息共享，还希望实现远距离的计算机间通信，于是在局域网开发出来之后，覆盖一个城市、甚至连接不同城市的广域网技术也实现和应用起来，计算机网络技术走向了成熟。
20世纪60年代国际上的冷战升级，在不断军竞赛的背景下，美国军事当局提出了一个战时通信的设想：
在战争爆发的情况下，部分通信线路被摧毁，而剩余的网络部分仍然能维持军事指挥的通讯畅通，实现一个炸不烂的通讯系统。
显然，当时的电路交换式网络系统是满足不了这一需求的。
因此，1968年美国国防部出资立项，由美国高级研究计划署ARPA，着手研究新式计算机网络技术。
ARPA的研究成果是ARPANET，这也是国际互联网Intemet的前身。
ARPANET采用的是分组交换技术，它的技术思想是保证网络上的每个节点具有独立的功能并具有等同的地位，有效地共享线路资源，异种计算机实现通信，任意两结点间的通信可以自动选择多个信道实现，不受某一物理信道的影响。
分组交换网络把计算机网络资源分成为两个部分—通信子网和资源子网，这样计算机网络中信息通信和数据处理被清晰地区分开来。
分组交换式计算机网络确定了现代网络的工作方式，并一直延续到了现在。
第二代计算机网络的特点是:
采用分组交换技术、共享性的计算机网络系统。
（3）第三代—-标准化的计算机网络
第三代计算机网络从20世纪70年代末开始出现。
随着计算机网络的广泛应用，计算机网络产品的开发和生产形成了一个产业。
不同的厂商都按照自己的思路和技术研制网络设备，这使得不同厂家的网络产品不能互联互通，网络技术的相互不兼容制约网络的发展。
为此，国际标准化组织（IntemationalStandardOrganization,ISO）于1977年成立了专门机构来解决这个问题，不久就提出了一个使各种计算机能够互联的标准框架：
开放式系统互联参考模型（OpenSystemInterconnection/ReferenceModel,OSI/RM）。
尽管OSI没有成为事实上的国际标准，但它对网络体系结构的发展确实发挥了重要的作用。
第三代计算机网络的特点是：
基于标准化参考模型的计算机网络。
（4）第四代—综合化的计算机网络
20世纪90年代以后，计算机网络的应用已经渗入到我们社会生活的各个方面，计算机网络技术也发生了飞跃的进步，不仅网络的传输速度越来越快，而且采用交换的数据传输方式将多种业务综合到一个网络中进行。
传输的信息既有数据，还包括数字形成的语音、图像、视频等多媒体信息，出现了数字通信，计算机多媒体技术的迅速发展促进了网络综合化发展。
第四代计算机网络的特点是：
综合化、高速化、多媒体化的计算机网络。
1.3计算机网络分类
从不同的角度对于计算机网络进行分类，如果根据网络中各种设备之间的连接形式---拓扑结构来分类，计算机网络一般可分为：
星型拓扑网络、总线拓扑网络和环形拓扑网络三种。
网络作用的地球范围是决定网络的一个非常重要的参数，因为不同规模的网络要采用不同的技术。
按网络作用范围的大小，可以把计算机网络分为局域网、城域网、广域网和互联网。
第二章局域网结构的总体规划
2.1局域网的特点
局域网（LocalAreaNetwork）是在一个局部的地理范围内（如一个学校、工厂和机关内），将各种计算机。
外部设备和数据库等互相联接起来组成的计算机通信网，简称LAN。
它可以通过数据通信网或专用数据电路，与远方的局域网、数据库或处理中心相连接，构成一个大范围的信息处理系统。
局域网有以下特点：
（1）覆盖范围一般在几公里以内；
（2）采用专用的传输媒介来构成网路，传输速率在1兆比特/秒到100兆比特/秒之间或更高； （3）多台（一般在数十台到数百台之间）设备共享一个传输媒介； （4）网络的布局比较规则，在单个LAN内部一般不存在交换节点与路由选择问题； （5）拓扑结构主要为总线型和环型。
2.2局域网的结构
局域网通常是分布在一个有限地理范围内的网络系统，一般所涉及的地理范围只有几公里。
局域网专用性非常强，具有比较稳定和规范的拓朴结构。
常见的局域网拓朴结构如下：
1.星形结构:
这种结构的网络是各工作站以星形方式连接起来的，网中的每一个节点设备都以中防节为中心，通过连接线与中心节点相连，如果一个工作站需要传输数据，它首先必须通过中心节点。
由于在这种结构的网络系统中，中心节点是控制中心，任意两个节点间的通信最多只需两步，所以，能传输速度快，并且网络构形简单、建网容易、便于控制和管理。
但这种网络系统，网络可靠性低，网络共享能力差，并且一旦中心节点出现故障则导致全网瘫痪。
2.树形结构:
树形结构网络是天然的分级结构，又被称为分级的集中式网络。
其特点是网络成本低，结构比较简单。
在网络中，任意两个节点之间不产生回路，每个链路都支持双向传输，并且，网络中节点扩充方便、灵活，寻查链路路径比较简单。
但在这种结构网络系统中，除叶节点及其相连的链路外，任何一个工作站或链路产生故障会影响整个网络系统的正常运行。
3.总线形结构:
总线形结构网络是将各个节点设备和一根总线相连。
网络中所有的节点工作站都是通过总线进行信息传输的。
作为总线的通信连线可以是同轴电缆、双绞线，也可以是扁平电缆。
在总线结构中，作为数据通信必经的问好线的负载能量是有限度的，这是由通信媒体本身的物理性能决定的。
所以，总线结构网络中工作站节点的个数是有限制的，如果工作站节点的个数超出总线负载能量，就需要延长总线的长度，并加入相当数量的附加转接部件，使总线负载达到容量要求。
总线形结构网络简单、灵活，可扩充性能好。
所以，进行节点设备的插入与拆卸非常方便。
另外，总线结构网络可靠性高、网络节点间响应速度快、共享资源能力强、设备投入量少、成本低、安装使用方便，当某个工作站节点出现故障时，对整个网络系统影响小。
因此，总线结构网络是最普遍使用的一种网络。
但是由于所有的工作站通信均通过一条共用的总线，所以，实时性较差。
4.环形结构:
环形结构是网络中各节点通过一条首尾相连的通信链路连接起来的一个闭合一闭合环形结构网。
环形结构网络的结构也比较简单，系统中各工作站地位相等。
系统中通信设备和线路比较节省。
在网中信息设有固定方向单向流动，两个工作站节点之间仅有一条通路，系统中无信道选择问题；网络中各工作站都是独立的，如果某个工作站节点出故障，此工作站节点就会自动旁路，不影响全网的工作，所可靠性高。
环网中，由于环路是封闭的，所以不便于搁充，系统响应延时长，且信息传输效率相对较低。
第三章综合布线的方法与技术
3.1结构化布线
TLA/EIA-568-A定义的入口设备规定为大楼中的布线与外界的接口处。
所有的外部布线都要进入大楼并端接于一个单一的点。
设备间指定用来放置比入口设备或机柜更复杂的设备。
通常把数据网络设备如路由器、交换机和集线器放置在设备间内。
主干电缆是连接入口设备、设备间和通信间的必备设备。
主干电缆不仅包括连接通信间、设备间和大楼入口的电缆，还包括交叉连接电缆、机械端接点或干线---干线交叉连接用的跳接电缆等。
主干电缆包括：
1．设备间和大楼入口设备间的电缆。
2．在不同大楼的入口设备间的连接电缆。
3．大楼各层之间的竖直连接电缆。
3.2网络硬件设备组成小型局域网的主要硬件设备有网卡、集线器等网络传输介质和中继器、网桥、路由器、网关等网络互连设备。
以下主要介绍网卡、集线器等网络传输介质和中继器、网桥、路由器、网关等局域网互连设备。
网卡（NetworkInterfaceCard，NIC）也叫网络适配器，是连接计算机与网络的硬件设备。
网卡插在计算机或服务器扩展槽中，通过网络线（如双绞线、同轴电缆或光纤）与网络交换数据、共享资源。
选购网卡需考虑以下几个因素:
1.速度 网卡的速度描述网卡接收和发送数据的快慢，10M的网卡价格较低（几十元钱一块），就目前的应用而言能满足普通小型共享式局域网传输数据的要求，考虑性价比的用户可以选择10M的网卡;在传输频带较宽的信号或交换式局域网中，应选用速度较快的100M网卡。
RJ-45口网卡通过双绞线连接集线器（HUB），再通过集线器连接其它计算机和服务器。
2.总线类型 常见网卡按总线类型可分为ISA网卡、PCI网卡等。
ISA网卡以16位传送数据，标称速度能够达到10M。
PCI网卡以32位传送数据，速度较快。
目前市面上大多是10M和100M的PCI网卡。
建议不要购买过时的ISA网卡，除非你的计算机没有PCI插槽。
3.接口 常见网卡接口有BNC接口和RJ-45接口（类似电话的接口），也有两种接口均有的双口网卡。
接口的选择与网络布线形式有关，在小型共享式局域网中，BNC口网卡通过同轴电缆直接与其它计算机和服务器相连;
4.其它 在选用网卡时，还应查看其程序软盘所带驱动程序支持何种操作系统;如果你对速度要求较高，考虑选择全双工的网卡;若安装无盘工作站，需让销售商提供对应网络操作系统上的引导芯片（BootROM）。
目前市售网卡多为软跳线设置即插即用网卡，只是低档网卡Windows98不容易识别，安装设置略为困难。
集线器（HUB）是局域网中计算机和服务器的连接设备，是局域网的星型连接点，每个工作站是用双绞线连接到集线器上，由集线器对工作站进行集中管理。
最简独立型集线器有多个用户端口（8口或16口），用双绞线连接每一端口和网络站（工作站或服务器）的连接。
数据从一个网络站发送到集线器上以后，就被中继到集线器中的其它所有端口，供网络上每一用户使用。
独立型集线器通常是最便宜的集线器，最适合于小型独立的工作小组、部门或者办公室。
独立型集线器上均带有BNC接口，通常用于连接网络服务器。
选择集线器主要从网络站容量考虑端口数（8口、16口或24口），从数据流考虑速度（10M、100M）。
集线器型号、类型很多，本文不能一一描述。
3.3网络传输介质 网络传输介质是网络中传输数据、连接各网络站点的实体，如双绞线、同轴电缆、光纤，网络信息还可以利用无线电系统、微波无线系统和红外技术传输。
以下主要讨论双绞线和同轴电缆。
双绞线电缆（下称双绞线）是将一对或一对以上的双绞线封装在一个绝缘外套中而形成的一种传输介质，是目前局域网最常用到的一种布线材料。
为了降低信号的干扰程度，电缆中的每一对双绞线一般是由两根绝缘铜导线相互扭绕而成，双绞线也因此而得名。
双绞线一般用于星型网的布线连接，两端安装有RJ-45头（水晶头），连接网卡与集线器，最大网线长度为100米，如果要加大网络的范围，在两段双绞线之间可安装中继器，最多可安装4个中继器，如安装4个中继器连5个网段，最大传输范围可达500米。
双绞线分为非屏蔽双绞线（UTP）和屏蔽双绞线（STP）两大类，局域网中非屏蔽双绞线分为3类、4类、5类和超5类四种，屏蔽双绞线分为3类和5类两种。
目前，局域网中常用到的双绞线一般都是非屏蔽的5类4对（即8根导线）的电缆线。
这些双绞线的传输速率都能达到100Mbps。
是由一组光导纤维组成的用来传播光束的、细小而柔韧的传输介质。
与其它传输介质相比较，光缆的电磁绝缘性能好，信号衰变小，频带较宽，传输距离较大。
光缆主要是在要求传输距离较长，布线条件特殊的情况下用于主干网的连接。
光缆通信由光发送机产生光束，将电信号转变为光信号，再把光信号导入光纤，在光缆的另一端由光接收机接收光纤上传输来的光信号，并将它转变成电信号，经解码后再处理。
光缆的最大传输距离远、传输速度快，是局域网中传输介质的姣姣者。
光缆的安装和连接需由专业技术人员完成。
第四章实例
4．1假设计划建设一个高速以太网其地理如图所示:
办公区1
办公区2
其中办公区1与办公区2之间的距离为900m,办公区有六层楼，每层有1个点，做工程布线解决方案如下：
1．设备清单
在办公区1中设有设备间,其中有：
1交换机两个（建议用sico三层以上），12口，若无光纤口的需用光电转换器两个，。
2UPS三组以上能持续供电24小时以上
3服务器一台（建议用P4以上处理器，80G—160G硬盘并有扩展槽）
4客户机7~8台，并配有网卡，每台微机不但有单机的所有自主权限，而且可共享网络中各计算机的处理能力和存储容量，并能进行信息交换。
2．示图和设计说明
服务器装好并调试网连接线交换机
电源插座
UPS（不间断电源）
前台机器（客户机）1台
光纤
交换机
网线
网线
客户机
客户机
客户机
客户机
客户机
客户机
4.2说明：
1客户机/服务器网中至少有一台专用服务器来管理、控制网络的运行。
所有工作站均可共享文件服务器中的软、硬件资源。
客户机/服务器网运行稳定、信息管理安全、网络用户扩展方便、易于升级。
2连接网络连线 连接RJ-45接口 星形网络用双绞线连接网卡至集线器，将双绞线两端水晶头像插电话插头一样插入网卡和集线器的RJ-45接口中即可。
3办公楼水平干线可采用非屏蔽五类线、超五类双绞线（目前甚至有六类、七类双绞线），这样速度可达到100Mbps或更高;室外布线和垂直布线使用同轴电线（或光缆）。
④采用星形结构和总线型结构 星形结构网络中有一个唯一的转发结点（中央结点），每一计算机都通过单独的通信线路连接到中央结点。
信息传送方式、访问协议十分简单。
星形结构小型局域网工作站和服务器常采用RJ-45接口网卡，以集线器为中央结点，用双绞线连接集线器与工作站和服务器。
目前性价比较高的方案是采用10M/100M自适应集线器，工作站使用低档10M网卡，服务器采用高档100M网卡购成的小型星形网络。
服务器与集线器间以100M速率通信;各工作站与集线器间以10M速率通信。
利用中央结点可方便地提供服务和重新配置网络;单个连接点的故障只影响一个设备，不会影响全网，容易检测和隔离故障，便于维护。
⑤交换机
是一种特殊的集线器，主要用于连接集线器、服务器或分散式主干网，楼与楼之间建议使用交换机。
组建分段管理小型网络，性价比较高的方案是在服务器上安装多块网卡（2——4块），分几条支路以星型方式输出连接各集线器，可以加快网络速度。
4.3要求和注意事项
在网络建设中，布线可以说是真正的一次性投资，较大范围的网络布线需破土施工，基本无法追加投资提高其性能。
布线系统的性能在很大程度上决定了网络的使用性能，所以布线系统的规划应以目前所能达到的尽可能高的性能为标准。
对于范围较大的网络应坚决使用五类线或超五类线。
组建局域网时，首先要考虑网络分布的地理范围，范围的大小决定网络结构和布线，当范围较小时，使用一条电缆线就可将几台工作站连接起来形成一个小型网络;而当网络的地理分布较宽广时，就要考虑是否要分段管理，并相应地配置每一网段和各网段之间所需的传输介质和连接设备。
第五章工程验收
1、提交布线系统文档。
要为用户和有关专家提供详细的技术文档，例如系统设计方案、布线系统图、布线系统配置清单、布线材料清单、安装图操作维护手册等。
2、组织验收。
组织专家、用户和施工单位三方对工程进行验收，施工单位应报告系统方案设计、施工情况和运行情况等，专家应实地参观测试，开会总结，确认验收与否。
结束语
在这次个人局域网的制作过程中，我懂得了局域网并不是看起来那么简单容易，而是要进行整体规划，包括选择布线的地理位置和规定，各个机器的要求和功能，只有做到胸中有数，才不至于做了一点就不知道该怎么进行了。
有些东西觉得很简单，但在实际操作过程中却达不到预期的效果，可见任何一个环节都不能忽视。
在遇到问题时，心浮气躁不仅解决不了问题，有可能越搞越复杂，所以必须静下心来慢慢地去体会并检查问题的根源。
一般来说较好的局域网是能够给需要它的人提供方便和快捷的数据，并且数据的传输性也很快，它可以让一个城市变得很小，也可以让一个单位变得很简单！
参考文献:
[1]傅铅生.计算机与网络技术（第2版）.北京大学出版社,2004年6月.
[2]北京洪恩教育科技有限公司.高效架设局域网与应用服务器.天津电子出版社,2004年4月第2次印刷.
[3]靳荣主编,华宇王静宇副主编.计算机网络—原理、技术与工程应用.北京航空航天大学出版社,2007年3月,第一次出版.
[4]华北电力大学李丽芳程晓荣吴克河编著.计算机网络体系结构.中国电力出版社,2006年2月,第一次印刷.
[5]沈海娟主编,申毅郑崇盈宣乐飞副主编.网络互联技术—路由与交换.浙江大学出版社.
[6]书编委会.组建局域网.电子工业出版社,2005年9月第二次印.
仅供个人用于学习、研究；不得用于商业用途。
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