配置布线系统

128网络工程师教程(第4版)第3章第3章局域网技术与综合布线3.
1局域网基础3.
1.
1局域网参考模型1980年2月,电器和电子工程师协会(InstituteofElectricalandElectronicsEngineers,IEEE)成立了802委员会.
当时个人计算机联网刚刚兴起,该委员会针对这一情况制定了一系列局域网标准,称为IEEE802标准.
按IEEE802标准,局域网体系结构由物理层、媒介访问控制子层(MediaAccessControl,MAC)和逻辑链路控制子层(LogicalLinkControl,LLC)组成,如图3-1所示.
图3-1IEEE802参考模型IEEE802参考模型的最低层对应于OSI模型中的物理层,包括如下功能.
(1)信号的编码/解码.
(2)前导码的生成/去除(前导码仅用于接收同步).
(3)比特的发送/接收.
IEEE802参考模型的MAC和LLC合起来对应OSI模型中的数据链路层,MAC子层完成的功能如下.
129网络工程师教程(第4版)第3章(1)在发送时将要发送的数据组装成帧,帧中包含地址和差错检测等字段.
(2)在接收时,将接收到的帧解包,进行地址识别和差错检测.
(3)管理和控制对于局域网传输媒介的访问.
LLC子层完成的功能如下.
(1)为高层协议提供相应的接口,即一个或多个服务访问点(ServiceAccessPoint,SAP),通过SAP支持面向连接的服务和复用能力.
(2)端到端的差错控制和确认,保证无差错传输.
(3)端到端的流量控制.
需要指出的是,局域网中采用了两级寻址,用MAC地址标识局域网中的一个站,LLC提供了服务访问点(SAP)地址,SAP指定了运行于一台计算机或网络设备上的一个或多个应用进程地址.
目前,由IEEE802委员会制定的标准已近20个,各标准之间的关系如图3-2所示.
具体描述如下.
图3-2IEEE802参考模型各标准之间的关系802.
1:局域网概述、体系结构、网络互连和网络管理.
802.
2:逻辑链路控制(LLC).
802.
3:带碰撞检测的载波侦听多路访问(CSMA/CD)方法和物理层规范(以太网).
802.
4:令牌传递总线访问方法和物理层规范(TokenBus).
802.
5:令牌环访问方法和物理层规范(TokenRing).
802.
6:城域网访问方法和物理层规范分布式队列双总线网(DQDB).
802.
7:宽带技术咨询和物理层课题与建议实施.
130网络工程师教程(第4版)第3章802.
8:光纤技术咨询和物理层课题.
802.
9:综合话音/数据服务的访问方法和物理层规范.
802.
10:互操作LAN安全标准(SILS).
802.
11:无线局域网(wirelessLAN)访问方法和物理层规范.
802.
12:100VGANYLAN网.
802.
14:交互式电视网(包括cablemodem).
802.
15:简单,低耗能无线连接的标准(蓝牙技术).
802.
16:无线城域网(MAN)标准.
802.
17:基于弹性分组环(ResilientPacketRing,RPR)构建新型宽带电信以太网.
802.
20:3.
5GHz频段上的移动宽带无线接入系统.
3.
1.
2局域网拓扑结构拓扑是一种研究与大小、距离无关的几何图形特性的方法.
在计算机网络中,计算机作为节点,传输媒介作为连线,可构成相对位置不同的几何图形.
网络拓扑结构是指用传输媒介互连各种设备形成的物理布局.
参与LAN工作的各种设备用媒介互连在一起有多种方法,不同连接方法的网络性能不同.
按照不同的物理布局,局域网拓扑结构通常分为三种,分别是总线型拓扑结构、星型拓扑结构和环型拓扑结构.
1.
总线型拓扑结构总线型拓扑结构是使用同一媒介或电缆连接所有端用户的一种方式,也就是说,连接端用户的物理媒介由所有设备共享,如图3-3所示.
使用这种结构必须解决的一个问题是确保端用户使用媒介发送数据时不会出现冲突.
在点到点链路配置时,这是相当简单的.
如果这条链路是半双工操作,只需要使用很简单的机制便可保证两个端用户轮流工作.
在一点到多点方式中,对线路的访问依靠控制端的探询来确定.
然而,在LAN环境下,由于所有数据站都是平等的,不能采取上述机制.
为此,一种在总线共享型网络使用的媒介访问方法,即带有碰撞检测的载波侦听多路访问(CSMA/CD)应运而生.
这种结构具有费用低、数据端用户入网灵活、站点或某个端用户失效不影响其他站点或端用户通信的优点,缺点是一次仅能有一个端用户发送数据,其他端用户必须等到获得发送权,媒介访问获取机制较复杂.
尽管有上述一些缺点,但由于布线要求简单,扩充容易,端用户失效和增删不影响全网工作,所以这种结构是LAN技术中使用最普遍的一种.
2.
星型拓扑结构星型拓扑结构存在中心节点,每个节点通过点对点的方式与中心节点相连,任何两个节点131网络工程师教程(第4版)第3章之间的通信都要通过中心节点来转接.
图3-4所示为目前使用最普遍的以太网星型拓扑结构,处于中心位置的网络设备称为集线器(Hub).
图3-3总线型拓扑结构图3-4星型拓扑结构这种结构便于集中控制,因为端用户之间的通信必须经过中心站.
这一特点也带来了易于维护和安全等优点,端用户设备因为故障而停机时不会影响其他端用户间的通信.
但这种结构非常不利的一点是中心系统必须具有极高的可靠性,因为中心系统一旦损坏,整个系统便会瘫痪.
为此,中心系统通常采用双机热备份,以提高系统的可靠性.
3.
环型拓扑结构环型拓扑结构在LAN中使用较多.
这种结构中的传输媒介从一个端用户到另一个端用户,直到将所有端用户连成环,如图3-5所示.
这种结构显然消除了端用户通信时对中心系统的依赖性.
环型拓扑结构的特点是每个端用户都与两个相临的端用户相连,因而存在着点到点链路,构成闭合的环,但环中的数据总是沿一个方向绕环逐站传递.
在环型拓扑中,多个节点共享一条环形通路,为了确定环中的节点在什么时候可以插入传送数据帧,同样要进行介质访问控制.
因此,环型拓扑的实现技术中也要解决介质访问控制方法问题.
与总线型拓扑一样,环型拓扑一般也采用某种分布式控制方法,环中的每个节点都要执行发送与接收控制逻辑信号.
图3-5环型拓扑结构132网络工程师教程(第4版)第3章3.
1.
3局域网媒介访问控制方法所有局域网均由共享该网络传输能力的多个设备组成.
在网络中,服务器和计算机众多,每台设备随时都有发送数据的需求,这就涉及媒介的争用问题,所以需要有方法来控制设备对传输媒介的访问,以便两个特定的设备在需要时可以交换数据.
传输媒介的访问控制方式与局域网的拓扑结构、工作过程有密切关系.
目前,计算机局域网常用的访问控制方式有三种,分别是载波侦听多路访问/冲突检测(CSMA/CD)、令牌环访问控制法(TokenRing)和令牌总线访问控制法(TokenBus).
1.
CSMA/CDCSMA/CD(CarrierSenseMultipleAccessWithCollisionDetection)含有两方面的内容,即载波侦听(CSMA)和冲突检测(CD).
CSMA/CD访问控制方式主要用于总线型拓扑结构,是IEEE802.
3局域网标准的主要内容.
CSMA/CD的设计思想如下所述.
1)载波侦听多路访问(CSMA)各个站点都有一个"侦听器",用来测试总线上有无其他工作站正在发送信息(也称为载波识别),一个站如果要发送数据,首先要侦听(监听)总线,查看信道上是否有信号,如果信道已被占用,则此工作站等待一段时间后再争取发送权;如果侦听总线是空闲的,没有其他工作站发送的信息,就立即抢占总线进行信息发送.
查看信号的有无即为载波侦听.
CSMA技术中要解决的另一个问题是侦听信道已被占用时如何确定等待多长时间.
通常有两种方法,一种是当某工作站检测到信道被占用后,继续侦听下去,一直等到发现信道空闲后,立即发送,这种方法称为持续的载波侦听多点访问;另一种是当某工作站检测到信道被占用后,就延迟一个随机时间后再检测,不断重复这个过程,直到发现信道空闲后,开始发送信息,这称为非持续的载波侦听多点访问.
2)冲突检测(CD)当信道处于空闲时,某一个瞬间,如果总线上两个或两个以上的工作站同时想发送数据,那么该瞬间它们都可能检测到信道是空闲的,同时都认为可以发送信息,从而一齐发送,这就产生了冲突(碰撞).
另一种情况是某站点侦听到信道是空闲的,但这种空闲可能是较远站点已经发送了信息包,而由于在传输介质上信号传送的延时,信息包还未传送到此站点的缘故,如果此站点又发送信息,也将产生冲突.
因此消除冲突是一个重要问题.
若在帧发送过程中检测到碰撞,则停止发送帧,即会形成不完整的帧(称"碎片")在媒133网络工程师教程(第4版)第3章介上传输,并随即发送一个Jam(强化碰撞)信号以保证让网络上的所有站都知道已出现了碰撞.
发送Jam信号后等待一段随机时间,再重新尝试发送.
在返回去重新发送帧之前,碰撞次数n加"1"递增(一开始n=0),判断碰撞次数n是否达到16(十进制),若n=16,则按"碰撞次数过多"差错处理,若n(2)特权模式.
在用户模式下,输入以下命令可以进入特权模式.
switch>enableswitch#(3)全局配置模式.
在特权模式下,输入以下命令可以进入全局配置模式.
161网络工程师教程(第4版)第3章switch>configterminalswitch(config)#(4)局部配置模式.
局部配置模式包括端口配置模式和线路配置模式,在全局配置模式下,输入以下命令可以进入局部配置模式.
Switch(config)#interfacefastEthernet0/1Switch(config-if)#(端口配置模式)switch(config)#lineconsole0switch(config-line)#(线路配置模式)4.
交换机的基本配置在默认配置下,所有接口处于可用状态,并且都属于VLAN1,这种情况下交换机就可以正常工作了.
但为了方便管理和使用,首先应对交换机做基本的配置.
最基本的配置可以通过启动时的对话框配置模式完成,也可以在交换机启动后再进行配置.
(1)配置enable口令和主机名.
在交换机中可以配置使能口令(enablepassword)和使能密码(enablesecret),一般情况下只需配置一个,当两者同时配置时,后者生效.
这两者的区别是使能口令以明文显示,而使能密码以密文形式显示.
Switch>(用户执行模式提示符)Switch>enable(进入特权模式)Switch#(特权模式提示符)Switch#configterminal(进入全局配置模式)Switch(config)#(全局配置模式提示符)Switch(config)#enablepasswordcisco(设置enablepassword为cisco)Switch(config)#enablesecretcisco1(设置enablesecret为cisco1)Switch(config)#hostnameC2950(设置主机名为C2950)C2950(config)#end(退回到特权模式)C2950#(2)配置交换机IP地址、默认网关、域名、域名服务器.
应该注意的是,这里所设置的IP地址、网关、域名等信息,是为交换机本身用来管理交换机所设置的,和连接在该交换机上的计算机或其他网络设备无关.
也就是说,所有与交换机连接的主机都应该设置自身的域名、网关等信息.
C2950(config)#ipaddress192.
168.
1.
1255.
255.
255.
0(设置交换机IP地址)C2950(config)#ipdefault-gateway192.
168.
1.
254(设置默认网关)C2950(config)#ipdomain-namecisco.
com(设置域名)162网络工程师教程(第4版)第3章C2950(config)#ipname-server200.
0.
0.
1(设置域名服务器)C2950(config)#end(3)配置交换机的端口属性.
交换机的端口属性默认支持一般网络环境下的正常工作,一般情况下是不需要对其端口进行设置的.
在某些情况下需要对其端口属性进行配置时,配置的对象主要有速率、双工和端口描述等信息.
C2950(config)#interfaceFastEthernet0/1(进入接口0/1的配置模式)C2950(config-if)#speed(查看speed命令的子命令)10Force10Mbpsoperation(显示结果)100Force100MbpsoperationautoEnableAUTOspeedconfigurationC2950(config-if)#speed100(设置该端口速率为100Mbps)C2950(config-if)#duplex(查看duplex命令的子命令)autoEnableAUTOduplexconfigurationfullForcefullduplexoperationhalfForcehalf-duplexoperationC2950(config-if)#duplexfull(设置该端口为全双工)C2950(config-if)#descriptionTO_PC1(设置该端口描述为TO_PC1)C2950(config-if)#^Z(返回特权模式,同end)C2950#showinterfaceFastEthernet0/1(查看端口0/1的配置结果,结果略)C2950#showinterfaceFastEthernet0/1status(查看端口0/1的状态,结果略)(4)配置和查看MAC地址表.
有关MAC地址表的配置有三个方面,即超时时间、永久地址和限制性地址.
交换机学习到的动态MAC地址的超时时间默认为300s,可以通过命令来修改这个值.
设置了静态MAC地址,这个地址永久存在于MAC地址表中,不会超时,所有端口均可以转发以太网帧给该端口.
限制性静态(restrictedstatic)地址是在永久地址的基础上,同时限制了源端口,其安全性更高.
C2950(config)#mac-address-table(查看mac-address-table的子命令)aging-timeAgingtimeofdynamicaddressespermanentConfigureapermanentaddressrestrictedConfigurearestrictedstaticaddressC2950(config)#mac-address-tableaging-time100(设置超时时间为100s)C2950(config)#mac-address-tablepermanent0000.
0c01.
bbccf0/3(加入永久地址)C2950(config)#mac-address-tablerestrictedstatic0000.
0c02.
bbccf0/6f0/7(加入静态地址)C2950(config)#endC2950#showmac-address-table(查看整个MAC地址表)163网络工程师教程(第4版)第3章Numberofpermanentaddress:1Numberofrestrictedstaticaddress:1Numberofdynamicaddresses:0AddressDestInterfaceTypeSourceInterfaceList0000.
0C01.
BBCCFastEthernet0/3PermanentAll0000.
0C02.
BBCCFastEthernet0/6StaticF0/7可以看到永久地址有1个,设置在F0/3端口上;限制性地址有1个,设置目标端口为F0/6,源端口为F0/7.
如果交换机上连接有其他计算机,则每个连接的端口都会产生动态MAC地址表项.
用clear命令可以清除MAC地址表的某项设置,比如如下命令可以清除限制性地址.
C2950#clearmac-address-tablerestrictedstatic在使用配置命令时可以使用缩写形式,缩写的程度以不引起命令混淆为前提,比如Router>enable,在Router>模式下以en开头的命令只有enable一个,所以该命令可以缩写为en、ena、enab或enabl.
再如Router#模式下以con开头的命令只有config,所以config可以缩写为con、conf或confi等.
因此Router#configTerminal就可以缩写为Router#cont等.
交换机的另外一个重要配置就是配置虚拟局域网(VLAN),本书将在3.
2.
6小节集中讨论有关VLAN的配置.
3.
3.
2配置和管理VLANVLAN技术是交换技术的重要组成部分,也是交换机的重要进步之一.
它用以把物理上直接相连的网络从逻辑上划分为多个子网.
每一个VLAN对应着一个广播域,处于不同VLAN上的主机不能进行通信,不同VLAN之间的通信要引入第三层交换技术才可以解决.
对虚拟局域网的配置和管理主要涉及VLAN中继、VTP协议和VLAN的配置.
VLAN中继(VLANTrunk)也称为VLAN主干,是指在交换机与交换机或交换机与路由器之间连接的情况下,在互相连接的端口上配置中继模式,使得属于不同VLAN的数据帧都可以通过这条中继链路进行传输.
VLAN中继协议(即VTP协议)可以帮助交换机设置VLAN.
VTP协议可以维护VLAN信息全网的一致性.
VTP有三种工作模式,即服务器模式、客户模式和透明模式,其中服务器模式下可以设置VLAN信息,服务器会自动将这些信息广播到网上的其他交换机以统一配置;客户模式下交换机不能配置VLAN信息,只能被动接受服务器的VLAN配置;而透明模式下是独立配置,可以配置VLAN信息,但是不广播自己的VLAN信息,同时它接收到服务器发164网络工程师教程(第4版)第3章来的VLAN信息后并不使用,而是直接转发给别的交换机.
交换机的初始状态是工作在透明模式,有一个默认的VLAN,所有端口都属于这个VLAN内.
1.
划分VLAN的方法虚拟局域网是交换机的重要功能,通常虚拟局域网的实现形式有三种,即静态端口分配、动态虚拟网和多虚拟网端口配置.
静态虚拟网的划分通常是网管人员使用网管软件或直接设置交换机的端口,使其直接从属某个虚拟网.
这些端口一直保持这些从属性,除非网管人员重新设置.
这种方法虽然比较麻烦,但比较安全,容易配置和维护.
支持动态虚拟网的端口可以借助智能管理软件自动确定它们的从属.
端口借助信息包的MAC地址、逻辑地址或协议类型来确定虚拟网的从属.
当一网络节点刚连接入网时,交换机端口还未分配,于是交换机通过读取网络节点的MAC地址动态地将该端口划入某个虚拟网.
这样一旦网管人员配置好后,用户的计算机可以灵活地改变交换机端口,而不会改变该用户的虚拟网从属性.
多虚拟网端口配置支持一用户或一端口可以同时访问多个虚拟网.
这样可以将一台网络服务器配置成多个业务部门(每种业务设置成一个虚拟网)都可同时访问,也可以同时访问多个虚拟网的资源,还可让多个虚拟网间的连接只需一个路由端口即可完成.
但这样会带来安全方面的隐患.
静态虚拟网是使用最普遍的一种划分VLAN的方法,这里以该方法为例介绍VLAN配置的知识.
2.
配置VTP协议为了让读者清楚地了解VTP(VLANTrunkingProtocol)协议的工作情况以及如何来配置VTP协议,这里结合一个综合实例拓扑结构(如图3-17所示)来配置VTP协议及跨交换机的VLAN.
这里用交叉双绞线把2950A交换机的FastEthernet0/24端口和2950B交换机的FastEthernet0/24端口连接起来,作为两交换机间的Trunk线路.
配置2950A交换机为服务器模式,操作如下.
Switch>enable(进入特权模式)Switch#configterminal(进入配置子模式)Switch(config)#hostname2950A(修改主机名为2950A)2950A(config)#end165网络工程师教程(第4版)第3章图3-17VLAN拓扑结构图2950A#2950A#vlandatabase(进入VLAN配置子模式)2950A(vlan)#vtp(查看和VTP配合使用的命令)2950A(vlan)#vtpserver(设置本交换机为Server模式)SettingdevicetoVTPSERVERmode.
2950A(vlan)#vtpdomainvtpserver(设置域名)ChangingVTPdomainnamefromNULLtovtpserver2950A(vlan)#vtppruning(启动修剪功能)PruningswitchedON2950A(vlan)#exit(退出VLAN配置模式)APPLYcompleted.
Exiting.
.
.
.
2950A#showvtpstatus(查看VTP设置信息)VTPVersion:2ConfigurationRevision:0MaximumVLANssupportedlocally:64NumberofexistingVLANs:1VTPOperatingMode:ServerVTPDomainName:vtpserverVTPPruningMode:Enable166网络工程师教程(第4版)第3章VTPV2Mode:DisabledVTPTrapsGeneration:DisabledMD5digest:0x820x6B0xFB0x940x410xEF0x920x30Configurationlastmodifiedby0.
0.
0.
0at3-1-9300:02:512950A#配置2950B交换机为客户机模式,则它会从服务器(2950A)那里学习到VTP的其他信息及VLAN信息.
Switch#configterminal(进入配置子模式)Switch(config)#hostname2950B(修改主机名为2950B)2950B(config)#end2950B#vlandatabase2950B(vlan)#vtpclientSettingdevicetoVTPCLIENTmode.
2950B(vlan)#exit3.
配置VLANTrunk端口跨交换机的同一VLAN内的数据经过Trunk线路进行交换,默认情况下,trunk允许所有VLAN通过.
使用switchporttrunkallowedvlanremovevlan-list可以去掉某一VLAN,在交换机2950A和2950B上做如下相同的配置操作.
Switch#configConfiguringfromterminal,memory,ornetwork[terminal]Enterconfigurationcommands,oneperline.
EndwithCNTL/Z.
Switch(config)#interfacef0/24(进入端口24配置模式)Switch(config-if)#switchportmodetrunk(设置当前端口为Trunk模式)Switch(config-if)#switchporttrunkallowedvlanall(设置允许从该端口交换数据的VLAN)Switch(config-if)#exitSwitch(config)#exitSwitch#4.
创建VLANVLAN信息可以在服务器模式或透明模式交换机上创建.
这里在2950A交换机上创建两个VLAN.
2950A#vlandatabase2950A(vlan)#vlan2(创建一个VLAN2)167网络工程师教程(第4版)第3章VLAN2added:Name:VLAN0002(系统自动命名)2950A(vlan)#vlan3namevlan3(创建一个VLAN3,并命名为vlan3)VLAN3added:Name:vlan32950A(vlan)#exit5.
将端口加入某个VLAN配置完VTP协议及VLANTrunk端口后就可以设置将端口归属于哪个VLAN.
在交换机2950A和2950B上做如下相同的配置操作,则vlan2中包含两个交换机的fa0/9端口,vlan3中包含两个交换机的f0/10端口,其余端口可以做类似设置.
除了加入vlan2和vlan3的端口外,其余各端口均属于vlan1(交换机默认的VLAN).
Switch#configtermilalEnterconfigurationcommands,oneperline.
EndwithCNTL/Z.
Switch(config)#interfacef0/9(进入端口9的配置模式)Switch(config-if)#switchportmodeaccess(设置端口为静态VLAN访问模式)Switch(config-if)#switchportaccessvlan2(把端口9分配给相信的vlan2)Switch(config-if)#exitSwitch(config)#interfacef0/10Switch(config-if)#switchportmodeaccessSwitch(config-if)#switchportaccessvlan3Switch(config-if)#exitSwitch(config)#exitSwitch#showvlan(查看VLAN配置信息)(结果省略)Switch#3.
3.
3路由器1.
路由器概述计算机网络中有非常多的主机,这些主机分布在不同的局域网中,如果没有能够连接不同局域网的设备,那么这些主机之间就不可能进行通信.
路由器就是这样一种能够将多个局域网相连接的网络设备,如图3-18所示.
互联网络中有大量路由器,用来连接各个不同的局域网.
路由器可以学习和传播各种路由信息,并根据这些路由信息将网络中的分组转发到正确的网络中.
168网络工程师教程(第4版)第3章图3-18路由器路由器是工作在OSI七层模型第三层(网络层)的设备,其具有局域网和广域网两种接口.
它可以作为企业内部网络和Internet骨干网络的连接设备来使用.
路由器通过路由表为进入路由器的数据分组选择最佳的路径,并将分组传输到适当的出口.
2.
路由器的功能路由器主要有三种功能,即网络互联、网络隔离和流量控制.
1)网络互联路由器的主要功能是实现网络互联,它主要采用以下技术来实现不同网络之间的数据包传输.
地址映射:地址映射技术可以完成逻辑地址(IP地址)与物理地址(MAC地址)之间的转换,从而完成数据在同一网段内的传输.
路由选择:每个路由器都会保持着一个独立的路由表,该路由表根据数据包中的目的IP地址判断该数据包应该送往的下一个路由器的地址.
路由表分为静态和动态两种,建立和维护更新路由表是路由器完成路由选择的关键.
协议转换:路由器可以连接不同结构的局域网.
不同结构的局域网要进行连接,需要连接设备能够实现协议的转换(如IP协议向IPX协议之间的转换).
2)网络隔离路由器一方面用来连接各个局域网,保证各个局域网之间的通信,另一方面路由器可以根据数据包的源地址、目的地址、数据包类型等对数据包能否被转发作出适当的判断,从而隔离各个局域网之间不需要传输的数据包.
这种隔离能够将各个局域网中的广播风暴隔离在每个局169网络工程师教程(第4版)第3章域网之内,防止局域网中的广播风暴影响到整个网络的性能;同时能够保证网络的安全,将不必要的数据流量隔离,以保证网络的安全.
3)流量控制路由器具有非常好的流量控制能力,它可以利用相应的路由算法来均衡网络负载,从而有效控制网络拥塞,避免因拥塞而导致网络性能下降.
3.
路由表路由器的主要工作就是为经过路由器的每个数据帧寻找一条最佳传输路径,并将该数据有效地传送到目的站点.
由此可见,选择最佳路径的策略即路由算法是路由器的关键所在.
为了完成这项工作,路由器中保存着各种传输路径的相关数据——路由表(RoutingTable),供路由选择时使用.
打个比方,路由表就像平时使用的地图一样,标识着各种路线,路由表中保存着子网的标志信息、网上路由器的个数和下一个路由器的名字等内容.
路由表可以是由系统管理员固定设置好的,也可以由系统动态修改;可以由路由器自动调整,也可以由主机控制.
1)静态路由表由系统管理员事先设置好的固定的路由表称为静态(static)路由表,一般是在系统安装时就根据网络的配置情况预先设定的,它不会随网络结构的改变而改变.
2)动态路由表动态(Dynamic)路由表是路由器根据网络系统的运行情况而自动生成的路由表.
路由器根据路由选择协议(RoutingProtocol)提供的功能,自动学习和记忆网络运行情况,在需要时自动计算数据传输的最佳路径.
4.
路由选择协议路由选择协议是一种网络层协议,它通过提供一种共享路由选择信息的机制,允许路由器与其他路由器通信以更新和维护自己的路由表,并确定最佳的路由选择路径.
通过路由选择协议,路由器可以了解未直接连接的网络的状态,当网络发生变化时,路由表中的信息可以随时更新,以保证网络上的路由选择路径处于可用状态.
路由表由路由协议生成.
路由协议根据其生成路由表的方式,可以分为静态路由协议和动态路由协议两种.
静态路由协议下的路由信息完全由管理员手动完成,在完成路由表后,除非管理员再次调整路由信息,否则不会发生变化.
而动态路由协议可以根据网络的状态变化而不断地调整路由器中的路由表,以使路由表能够随时保持最新的状态,保证信息包能够顺利转发.
1)静态路由协议在静态路由协议下,路由信息由管理员配置而成,它适用于小型的局域网络(拥有5台以170网络工程师教程(第4版)第3章下的路由器).
静态路由协议具有运行速度快、占用资源少、配置方法简单的特点,但是由于静态路由需要管理员手动配置,如果在网络中的状态发生变化,需要修改路由信息,那么对于网络管理员来说,将会是非常大的工作量,同时管理和配置的难度也较大.
所以,静态路由协议在小型的网络中能够工作得很好,但在较大规模的网络中并不能够很好地运行和维护.
2)动态路由协议动态路由协议根据路由信息更新方式的不同,可以分为距离矢量路由协议和链路状态路由协议两种.
距离矢量(Distance-vector)路由协议采用距离矢量路由选择算法,确定到网络中任一链路的方向(向量)与距离,如RIP协议.
链路状态(Link-state)路由协议创建整个网络的准确拓扑,以计算路由器到其他路由器的最短路径,如OSPF、IS-IS等.
3.
3.
4路由器的配置1.
路由器的基本配置与交换机的配置类似,路由器的配置操作模式有普通用户模式、特权模式和配置模式.
在用户模式下,用户只能发出有限的命令,这些命令对路由器的正常工作没有影响;在特权模式下,用户可以发出丰富的命令,以便更好地控制和使用路由器;在配置模式下,用户可以创建和更改路由器的配置,对路由器的管理和配置主要工作在配置模式下.
其中,配置模式又分为全局配置模式和接口配置模式、路由协议配置模式、线路配置模式等子模式.
在不同的工作模式下,路由器有不同的命令提示状态.
配置路由器的连接方式如图3-19所示,使用专用的配置线缆将路由器的Consol端口(配置端口)与计算机的串行口(RS232接口)相连,然后打开计算机中的超级终端进行连接.
超级终端的配置和参数的设置方式可参见3.
5.
2小节中所述.
在路由器中同样可以配置使能口令(enablepassword)和使能密码(enablesecret),一般情况下只需配置一个,当两者同时配置时,后者生效.
这两者的区别是使能口令以明文显示,而使能密码以密文形式显示.
主机名及路由器口令的设置和3.
3.
1小节对交换机配置的主机名及口令相同,这里不再复述.
图3-19路由器配置连接方式171网络工程师教程(第4版)第3章配置路由器以太网接口,路由器一般提供1个或多个以太网接口槽,每个槽上会有1个以上以太网接口.
以太网接口也因此而命名为{Ethernet槽位/端口}或{FastEthernet槽位/端口}.
比如FastEthernet0/0、FastEthernet1/1,也可缩写为F0/0、F1/1.
以Cisco2600系列交换机为例,连接好仿真终端到路由器的Console电缆线,就可以对路由器进行初始的配置工作.
以太网接口配置如下.
Router>enable(进入特权执行模式)Router#configt(进入全局配置模式)Enterconfigurationcommands,oneperline.
EndwithCNTL/Z.
Router(config)#interfaceFastEthernet0/1(进入接口F0/1配置模式)Router(config-if)#ipaddress192.
168.
1.
11255.
255.
255.
0(设置接口IP地址)Router(config-if)#noshutdown(激活接口)10:05:01:%LINK-3-UPDOWN:InterfaceFastEthernet0/0,changedstatetoupRouter(config-if)#end(退回特权模式)Router#showrunning-config(检查配置结果)2.
静态路由的配置通过配置静态路由,用户可以人为地指定对某一网络访问时所要经过的路径,网络结构比较简单,且一般到达某一网络所经过的路径唯一的情况下采用静态路由.
下面通过一个实例介绍设置静态路由、查看路由表,理解路由原理及概念.
如图3-20所示设计拓扑结构,3台路由器分别命名为R1、R2、R3,所使用的接口和相应的IP地址分配如图3-20所示,其中"/24"表示子网掩码为24位,即255.
255.
255.
0.
图3-20静态路由实例图这里要在路由器中配置静态路由以实现路由器R2到R3在IP层的连通性,也就是要求从R2可以ping通R3,从R3可以ping通R1.
172网络工程师教程(第4版)第3章首先根据拓扑结构图配置各路由器的以太网接口,配置好以太网接口后测试路由器间基本的连通性.
首先从R1路由器ping路由器R2和R3.
R1#ping10.
1.
1.
2(pingR2,结果连通)Typeescapesequencetoabort.
Sending5,100-byteICMPEchosto10.
1.
1.
2,timeoutis2seconds:!
!
!
!
!
!
Successrateis100percent(5/5),round-tripmin/avg/nax=4/4/4msR1#ping192.
168.
1.
3(pingR3,结果连通)Typeescapesequencetoabort.
Sending5,100-byteICMPEchosto192.
168.
1.
3,timeoutis2seconds:!
!
!
!
!
!
Successrateis100percent(5/5),round-tripmin/avg/nax=4/4/4ms然后从R2路由器ping路由器R1的E1接口.
R2#ping192.
168.
1.
1(pingR1的E1接口,结果不连通)Typeescapesequencetoabort.
Sending5,100-byteICMPEchosto192.
168.
1.
1,timeoutis2seconds:!
!
!
!
!
!
Successrateis0percent(0/5)R2#showiproute(查看路由表)(省略解释信息)Gatewayoflastresortisnotset10.
0.
0.
0/24issubnetted,1subnetsC10.
1.
1.
0isdirectlyconnected,Ethernet0可见从R2到R1的E1接口是跨网段的ping,没有ping通,查看路由表发现路由表中显示只有直接相连的网段10.
1.
1.
0/24在其路由表内,标志为"C"表示连接(connected),为此可以在R2路由表中加入静态路由.
R2#configtR2(config)#iproute192.
168.
1.
0255.
255.
255.
010.
1.
1.
1(加入静态路由)R2(config)#end这条静态路由信息表示从该路由器出发发往192.
168.
1.
0255.
255.
255.
0网段的数据包下一跳点(NextHop)的地址是10.
1.
1.
1(即通过R1的E0接口地址).
接下来再查看路由表信息,发现路由表中多了一条路由信息,标记"S"表示静态路由(static).
192.
168.
0.
0/24issubnetted,1subnetsS192.
168.
1.
0[1/0]via10.
1.
1.
110.
0.
0.
0/24issubnetted,1subnets173网络工程师教程(第4版)第3章C10.
1.
1.
0isdirectlyconnected,Ethernet0这时再从R2pingR1的E1接口,发现可以ping通了.
R2#ping192.
168.
1.
1(pingR1的E1接口,结果连通)Typeescapesequencetoabort.
Sending5,100-byteICMPEchosto192.
168.
1.
1,timeoutis2seconds:!
!
!
!
!
!
Successrateis100percent(5/5),round-tripmin/avg/nax=4/4/4ms但是此时从R2pingR3的E0接口却不能ping通.
原因是,从R2发出的数据包可以经过R1的E0端口转发而让R3收到,但是R3此时不能发送响应数据包ICMPEchoReply到10.
1.
1.
2,因为在R3上还没有发往R2路由器的路由信息.
这可以通过debugippacket和debugipicmp命令来监视IP包和ICMP包的传输情况而知.
R2#ping192.
168.
1.
3(pingR3的E0接口,结果不连通)Typeescapesequencetoabort.
Sending5,100-byteICMPEchosto192.
168.
1.
1,timeoutis2seconds:!
!
!
!
!
!
Successrateis0percent(0/5)此时需要在R3上加入发往R2网段数据包的路由信息.
R3#configtR3(config)#iproute10.
1.
1.
0255.
255.
255.
0192.
168.
1.
1(加入静态路由)R3(config)#end这样一来就可以实现路由器R2到R3之间的连通性,互相可以ping通对方接口的IP地址.
应该注意的是,在有些路由器上默认情况是不启动IP路由的,这时可以用iprouting和noiprouting来启动和关闭IP路由.
3.
3.
5配置路由协议本节主要讲述对路由协议的配置.
IP路由选择协议用有效、无循环的路由信息填充路由表,从而为数据包在网络之间传递提供了可靠的路径信息.
路由选择协议又分为距离矢量、链路状态和平衡混合三种.
距离矢量(DistanceVector)路由协议计算网络中所有链路的矢量和距离,并以此为依据确认最佳路径.
使用距离矢量路由协议的路由器定期向其相邻的路由器发送全部或部分路由表.
典型的距离矢量路由协议有RIP和IGRP.
174网络工程师教程(第4版)第3章链路状态(LinkState)路由协议使用为每个路由器创建的拓扑数据库来创建路由表,每个路由器通过此数据库建立一个整个网络的拓扑图.
在拓扑图的基础上通过相应的路由算法计算出通往各目标网段的最佳路径,并最终形成路由表.
典型的链路状态路由协议是OSPE(OpenShortestPathFirst,开放最短路径优先)路由协议.
平衡混合(BalancedHybrid)路由协议结合了链路状态和距离矢量两种协议的优点,此类协议的代表是EIGRP,即增强型内部网关协议.
下面将分别讨论如何在路由器中配置RIP(路由选择信息协议)和OSPF动态路由协议.
1.
配置RIP协议RIP是距离矢量路由选择协议的一种.
路由器收集所有可到达目的地的不同路径,并且保存有关到达每个目的地的最少站点数的路径信息,除到达目的地的最佳路径外,任何其他信息均予以丢弃.
同时,路由器也把所收集的路由信息用RIP协议通知相邻的其他路由器.
这样,正确的路由信息逐渐扩散到了全网.
RIP使用非常广泛,它简单、可靠,便于配置.
RIP版本2还支持无类域间路由(ClasslessInter-DomainRouting,CIDR)、可变长子网掩码(VariableLengthSubnetworkMask,VLSM)和不连续的子网,并且使用组播地址发送路由信息.
但是RIP只适用于小型的同构网络,因为它允许的最大跳数为15,任何超过15个站点的目的地均被标记为不可达.
RIP每隔30s广播一次路由信息.
假设有图3-21所示的网络拓扑结构,试通过配置RIP协议使全网连通.
在配置之前先按照拓扑结构连接好网络设备,其中串口之间需要用DTE(数据终端设备)和DCE(数据通信设备)电缆对接,或者用DCE转DTE电缆连接.
图3-21RIP协议配置拓扑图首先根据图中要求配置各路由器各接口地址.
R1#configt175网络工程师教程(第4版)第3章R1(config)#nologgingconsoleR1(config)#interfaceFastEthernet0/1R1(config-if)#ipaddress192.
168.
1.
1255.
255.
255.
0R1(config-if)#noshutdownR1(config-if)#exitR1(config)#interfaceserial0R1(config-if)#ipaddress192.
168.
65.
1255.
255.
255.
0R1(config-if)#noshutdownR1(config-if)#exitR1(config)#interfaceserial1R1(config-if)#ipaddress192.
168.
67.
1255.
255.
255.
0R1(config-if)#noshutdown在全局配置模式下使用nologgingconsole配置命令,可以防止大量的端口状态变化信息和报警信息对配置过程的影响.
为了查明串行接口所连接的电缆类型,从而正确配置串行接口,可以使用showcontrollersserial命令来查看相应的控制器.
注意在配置端口时使用noshutdown命令,因为默认情况下各物理接口是处于关闭状态的,配置完成需要对端口进行激活.
使用类似配置R1各接口地址的方法,可以配置好路由器R2和R3的各接口地址.
此时路由表中只有和路由器直接相连的各网段的路由信息,即每个路由器只可以ping通和它直接相连的路由器的接口.
此时可以用showiproute命令查看路由表信息.
R1#showiprouteCodes:C–connected,S–static,I–IGRP,R–RIP,M–mobile,B–BGPD–EIGRP,EX–EIGRPexternal,O–OSPF,IA–OSPFinterareaN1–OSPFNSSAexternaltype1,N2–OSPFNSSAexternaltype2E1–OSPEexternaltype1,E2–OSPFexternaltype2,E–EGPI–IS-IS,L1–IS-ISlevel-1,L2–IS-ISlevel-2,ia–IS-ISinterarea*-candidatedefaultU–per-userstaticroute,o-ODRP–periodicdownloadedstaticrouteGatewayoflastresortisnotset192.
168.
0.
0/24issubnetted,3subnetsC192.
168.
1.
0isdirectlyconnected,Ethernet0C192.
168.
65.
0isdirectlyconnected,Serial0C192.
168.
67.
0isdirectlyconnected,Serial1配置完接口地址后就可以进行RIP协议配置,RIP协议配置非常简单.
首先使用iprouting允许路由选择协议,在有些路由器上默认情况是关闭的.
用routerrip命令进入RIP协议配置模176网络工程师教程(第4版)第3章式,然后使用network语句声明进入RIP进程的网络就可以了.
配置路由器R1如下.
R1(config)#iproutingR1(config)#routerrip(进入RIP协议配置子模式)R1(config-router)#network192.
168.
1.
0(声明网络192.
168.
1.
0/24)R1(config-router)#network192.
168.
65.
0R1(config-router)#network192.
168.
67.
0R1(config-router)#version2(设置RIP协议版本2)R1(config-router)#exit配置路由器R2如下.
R1(config)#iproutingR1(config)#routerrip(进入RIP协议配置子模式)R1(config-router)#network192.
168.
3.
0(声明网络192.
168.
3.
0/24)R1(config-router)#network192.
168.
65.
0R1(config-router)#network192.
168.
69.
0R1(config-router)#version2(设置RIP协议版本2)R1(config-router)#exit配置路由器R3如下.
R1(config)#iproutingR1(config)#routerrip(进入RIP协议配置子模式)R1(config-router)#network192.
168.
5.
0(声明网络192.
168.
5.
0/24)R1(config-router)#network192.
168.
67.
0R1(config-router)#network192.
168.
69.
0R1(config-router)#version2(设置RIP协议版本2)R1(config-router)#exit配置完RIP协议后,RIP协议的路由器广播自己的路由信息到周边路由器,此时各路由器就可以学习到其他路由器的路由信息.
此时再查看路由信息则有所不同,如下查看R3上的路由表.
R3#showiprouteCodes:C–connected,S–static,I–IGRP,R–RIP,M–mobile,B–BGPD–EIGRP,EX–EIGRPexternal,O–OSPF,IA–OSPFinterareaN1–OSPFNSSAexternaltype1,N2–OSPFNSSAexternaltype2E1–OSPEexternaltype1,E2–OSPFexternaltype2,E–EGP177网络工程师教程(第4版)第3章I–IS-IS,L1–IS-ISlevel-1,L2–IS-ISlevel-2,ia–IS-ISinterarea*-candidatedefaultU–per-userstaticroute,o-ODRP–periodicdownloadedstaticrouteGatewayoflastresortisnotset192.
168.
0.
0/24issubnetted,6subnetsC192.
168.
1.
0isdirectlyconnected,Ethernet0C192.
168.
65.
0isdirectlyconnected,Serial0C192.
168.
67.
0isdirectlyconnected,Serial1R192.
168.
65.
0[120/1]via192.
168.
67.
1,00:00:15,Serial[120/1]via192.
168.
69.
1,00:00:24,Serial0R192.
168.
1.
0[120/1]via192.
168.
67.
1,00:00:15,SerialR192.
168.
3.
0[120/1]via192.
168.
69.
1,00:00:24,Serial0路由表中的项目解释如下.
R:192.
168.
3.
0[120/1]via192.
168.
69.
1,00:00:24,Serial0R:表示此项路由是由RIP协议获取的,另外C代表直接相连的网段.
192.
168.
3.
0:表示目标网段.
[120/1]:120表示RIP协议的管理距离默认为120,1是该路由的度量值,即跳数.
via:经由的意思.
192.
168.
69.
1:表示从当前路由器出发到达目标网的下一跳点的IP地址.
00:00:24:表示该条路由产生的时间.
Serial0:表示该条路由使用的接口.
从路由表中可以看出多了3条RIP路由信息,这3条路由信息分别可以访问到网络192.
168.
65.
0/24、192.
168.
1.
0/24、192.
168.
3.
0/24,其中访问到192.
168.
65.
0/24的路由有2条.
之所以保存两条路由信息,是因为到达目的网段需要经过的跳数相同(都为1).
访问另外两个网段也可以经过另外两个路由器来转发,但是因为那样要经过2跳,而RIP协议是选择跳数作为唯一度量路由选择的标准,所以它只将跳数最少的路径保留在路由表中,而其余路径都被放弃.
另外,因为RIP版本2支持不连续子网和可变长子网掩码,所以各网段的IP地址可以是任何形式的合法IP.
通过对各路由器配置RIP协议,可以达到全网连通的目的.
2.
配置OSPF协议开放最短路径优先(OpenShortestPathFirst,OSPF)协议是重要的路由选择协议.
它是一种链路状态路由选择协议,是由Internet工程任务组开发的内部网关(InteriorGatewayProtocol,IGP)路由协议,用于在单一自治系统(AutonomousSystem,AS)内决策路由.
178网络工程师教程(第4版)第3章链路是路由器接口的另一种说法,因此OSPF也称为接口状态路由协议.
OSPF通过路由器之间通告网络接口的状态来建立链路状态数据库,生成最短路径树,每个OSPF路由器使用这些最短路径构造路由表.
下面分别介绍OSPF协议的相关要点.
自治系统.
自治系统包括一个单独管理实体下所控制的一组路由器,OSPF是内部网关路由协议,工作于自治系统内部.
链路状态.
所谓链路状态,是指路由器接口的状态,如Up、Down、IP地址、网络类型以及路由器和它邻接路由器间的关系.
链路状态信息通过链路状态通告(LinkStateAdvertisement,LSA)扩散到网上的每台路由器.
每台路由器根据LSA信息建立一个关于网络的拓扑数据库.
最短路径优先算法.
OSPF协议使用最短路径优先算法,利用从LSA通告得来的信息计算每一个目标网络的最短路径,以自身为根生成一棵树,包含了到达每个目的网络的完整路径.
路由标示.
OSPF的路由标示是一个32位的数字,它在自治系统中被用来唯一识别路由器.
默认使用最高回送地址,若回送地址没有被配置,则使用物理接口上最高的IP地址作为路由器标示.
邻居和邻接.
OSPF在相邻路由器间建立邻接关系,使它们交换路由信息.
邻居是指共享同一网络的路由器,并使用Hello包来建立和维护邻居路由器间的关系.
区域.
OSPF网络中使用区域(Area)来为自治系统分段.
OSPF是一种层次化的路由选择协议,区域0是一个OSPF网络中必须具有的区域,也称为主干区域,其他所有区域要求通过区域0互连到一起.
设计如图3-22所示的网络拓扑结构图来配置OSPF协议.
图3-22OSPF协议配置实例图R1:interfaceethernet0179网络工程师教程(第4版)第3章ipaddress192.
1.
0.
129255.
255.
255.
192!
interfaceserial0ipaddress192.
200.
10.
5255.
255.
255.
252!
routerospf100network192.
200.
10.
40.
0.
0.
3area0network192.
1.
0.
1280.
0.
0.
63area1!
R2:interfaceethernet0ipaddress192.
1.
0.
65255.
255.
255.
192!
interfaceserial0ipaddress192.
200.
10.
6255.
255.
255.
252!
routerospf200network192.
200.
10.
40.
0.
0.
3area0network192.
1.
0.
640.
0.
0.
63area2!
R3:interfaceethernet0ipaddress192.
1.
0.
130255.
255.
255.
192!
routerospf300network192.
1.
0.
1280.
0.
0.
63area1!
R4:interfaceethernet0ipaddress192.
1.
0.
66255.
255.
255.
192!
routerospf400network192.
1.
0.
640.
0.
0.
63area1!
在上述配置中,首先对每台路由器接口进行配置.
接口配置完成后使用routerospf100命令启动一个OSPF路由选择协议进程,其中"100"为进程号,不同于IGRP的是,这里每台路由器的进程号并不需要一致.
最后使用network将相应的网段加入OSPF路由进程,则此接口180网络工程师教程(第4版)第3章所对应的网段就加入了OSPF进程中.
随后就可以和配置其他协议一样,用如下命令来调试或查看配置信息和路由信息.
debugipospfeventsdebugipospfpacketshowipospfshowipospfdatabaseshowipospfinterfaceshowipospfneighborshowiproute3.
4综合布线3.
4.
1综合布线系统概述1.
什么是综合布线系统综合布线系统(PremisesDistributionSystem,PDS)又称结构化综合布线系统(StructuredCablingSystems,SCS).
综合布线系统是为通信与计算机网络而设计的,它可以满足各种通信与计算机信息传输的要求,是为具有综合业务需求的计算机数据网开发的.
综合布线系统具体的应用对象主要是通信和数据交换,即话音、数据、传真、图影像信号.
综合布线系统是一套综合系统,它可以使用相同的线缆、配线端子板、相同的插头及模块插孔,解决传统布线存在的兼容性问题.
综合布线系统是建筑智能化大厦工程的重要组成部分,是智能化大厦传送信息的神经中枢.
2.
综合布线系统的特点综合布线系统是信息技术和信息产业大规模高速发展的产物,是布线系统的一项重大革新,它和传统布线系统比较,具有明显的优越性,具体表现在以下6个方面.
(1)兼容性.
其设备可以用于多种系统.
沿用传统的布线方式,会使各个系统的布线互不相容,管线拥挤不堪,规格不同,配线插接头型号各异,所构成的网络内的管线与插接件彼此不同而不能互相兼容,一旦要改变终端机或话音设备位置,势必重新敷设新的管线和插接件.
而综合布线系统不存在上述问题,它将语音、数据信号的配线统一设计规划,采用统一的传输线、信息插接件等,把不同信号综合到一套标准布线系统中.
同时,该系统相比于传统布线大为简化,不存在重复投资,可以节约大量资金.
181网络工程师教程(第4版)第3章(2)开放性.
对于传统布线,一旦选定了某种设备,也就选定了布线方式和传输介质,如要更换一种设备,原有布线将全部更换,这样极为麻烦,又增加大量资金.
综合布线系统采用开放式体系结构,符合国际标准,对现有著名厂商的硬件设备均是开放的,对通信协议也同样是开放的.
(3)灵活性.
传统布线各系统是封闭的,体系结构是固定的,若增减设备将十分困难.
而综合布线系统,所有传递信息线路均为通用的,即每条线路均可传送话音、传真和数据,所用系统内的设备(计算机、终端、网络集散器、HUB或MAU、电话、传真)的开通及变动无须改变布线,只要在设备间或管理间作相应的跳线操作即可.
(4)可靠性.
传统布线各系统互不兼容,因此在一个建筑物内存在多种布线方式,形成各系统交叉干扰,这样各个系统可靠性降低,势必影响整个建筑系统的可靠性.
综合布线系统布线采用高品质的材料和组合压接方式构成一套高标准的信息网络,所有线缆与器件均通过国际上的各种标准,保证了综合布线系统的电气性能.
综合布线系统全部使用物理星型拓扑结构,任何一条线路有故障都不会影响其他线路,从而提高了可靠性,各系统采用同一传输介质,互为备用,又提高了备用冗余.
(5)经济性.
综合布线系统设计信息点时要求按规划容量,留有适当的发展容量,因此,就整体布线系统而言,按规划设计所做的经济分析表明,综合布线系统会比传统的价格性能比更优,后期运行维护及管理费也会下降.
(6)先进性.
随着信息时代快速发展,数据传递和话音传送并驾齐驱,多媒介技术的迅速崛起,如仍采用传统布线,在技术上太落后.
综合布线系统采用双绞线与光纤混合布置方式是比较科学和经济的方式.
3.
综合布线标准综合布线的标准很多,但在实际工程项目中,并不需要涉及所有标准和规范,而应根据布线项目性质和涉及的相关技术工程情况适当引用标准规范.
通常来说,布线方案设计应遵循布线系统性能和系统设计标准,布线施工工程应遵循布线测试、安装、管理标准及防火、机房及防雷接地标准.
例如一个典型的办公网络的布线系统,集成方案中通常采用如下标准.
国家标准《建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范》GB30511—2000.
国家标准《建筑与建筑群综合布线系统工程施工和验收规范》GB30512—2000.
《大楼通信综合布线系统第一部分总规范》YD/T926.
1-2001.
《大楼通信综合布线系统第二部分综合布线用电缆光纤技术要求》YD/T926.
2—2001.
《大楼通信综合布线系统第三部分综合布线用连接硬件技术要求》YD/T926.
3—2001.
182网络工程师教程(第4版)第3章北美标准ANSI/TIA/EIA568B《商用建筑通信布线标准》.
国际标准ISO/IEC11801《信息技术——用户通用布线系统》(第2版).
《国际电子电气工程师协会:CSMA/CD接口方法》IEEE802.
3.
4.
综合布线系统的构成综合布线系统由6个子系统组成,即建筑群子系统、设备间子系统、垂直子系统、管理子系统、水平子系统和工作区子系统.
大型布线系统需要用铜介质和光纤介质部件将6个子系统集成在一起.
综合布线系统的6个子系统的构成如图3-23所示.
图3-23综合布线系统的构成水平子系统(HorizontalSubsystem):由信息插座、配线电缆或光纤、配线设备和跳线等组成.
国内称之为配线子系统.
垂直子系统(BackboneSubsystem):由配线设备、干线电缆或光纤、跳线等组成.
国内称之为干线子系统.
工作区子系统(WorkAreaSubsystem):为需要设置终端设立的独立区域.
183网络工程师教程(第4版)第3章管理子系统(AdministrationSubsystem):是针对设备间、交接间、工作区的配线设备、缆线、信息插座等设施进行管理的系统.
设备间子系统(EquipmentroomSubsystem):是安装各种设备的场所,对综合布线而言,还包括安装的配线设备.
建筑群子系统(CampusSubsystem):由配线设备、建筑物之间的干线电缆或光纤、跳线等组成.
3.
4.
2综合布线系统设计1.
系统设计原则与其他系统设计一样,设计者首先要进行用户需求分析,然后根据需求分析进行方案设计.
但需要指出的是,综合布线系统理论上可以容纳话音,包括电话、传真、音响(广播);数据包括计算机信号、公共数据信息;图像包括各种电视信号、监视信号;控制包括温度、压力、流量、水位以及烟雾等各类控制信号.
但实际工程中,至少在目前技术条件和工程实际需要中多为话音和数据,原因是多方面的,其中值得注意的是,话音的末端装置和计算机网络的终端用户装置往往是要变动的,有的是经常变动的,因此采用综合布线系统及其跳选功能,很容易在不改动原有敷线条件的情况下满足用户的需求.
此外,本来可用同轴电缆可靠地传输电视信号,若改用综合布线,则要增设昂贵的转换器.
对消防报警信号,用普通双绞线已达到要求,若改用综合布线,经过配线架再次终接,也无此必要.
因此集成化的要求应视实际需要来定.
在进行综合布线系统设计时通常应遵循以下原则.
(1)采用模块化设计,易于在配线上扩充和重新组合.
(2)采用星型拓扑结构,使系统扩充和故障分析变得十分简易.
(3)应满足通信自动化与办公自动化的需要,即满足话音与数据网络的广泛要求.
(4)确保任何插座互连主网络,尽量提供多个冗余互连信息点插座.
(5)适应各种符合标准的品牌设备互连入网,满足当前和将来网络的要求.
(6)电缆的敷设与管理应符合综合布线系统设计要求.
2.
工作区子系统设计根据综合布线设计规范的工程经验,并结合用户的实际建筑情况,除去走廊、过道等因素,考虑建筑面积的70%为实际办公面积,办公区每8~10m2一个双孔信息出口,可配一部电话、一部计算机.
信息插座通常可有如下所述三种安装形式.
184网络工程师教程(第4版)第3章(1)信息插座安装于地面上.
要求安装于地面的金属底盒应当是密封的,防水、防尘,并可带有升降的功能.
此方法设计安装造价较高,并且由于事先无法预知工作人员的办公位置,也不知分隔板的确切位置,因此灵活性不是很好.
(2)信息插座安装于分隔板上.
此方法适于分隔板位置确定的情况下,安装造价较为便宜.
(3)信息插座安装于墙上.
此方法在分隔板位置未确定情况下,可沿大开间四周的墙面每隔一定距离均匀地安装RJ45埋入式插座.
此方法和前两种方式相比,无论在系统造价、移动分隔板的方便性、整洁度方面,还是在安装和维护方面都是很好的.
标准信息插座型号为RJ45,采用8芯接线,全部按标准制造,符合ISDN标准.
通常数据和话音均采用MDVO(多媒介信息)模块式超五类信息插座.
在RJ45插座内不仅可以插入数据通信通用的RJ45接头,也可以插入电话机专用的RJ12插头.
3.
水平子系统设计水平子系统将垂直子系统线路延伸到了用户工作区,由工作区的信息插座、信息插座至楼层配线设备(FD)的配线电缆或光纤、楼层配线设备和跳线等组成.
该系统从各个子配架子系统出发连向各个工作区的信息插座.
水平子系统要求走廊的吊顶上应安装有金属线槽,进入房间时,从线槽引出金属管以埋入方式由墙壁而下到各个信息点.
通常水平子系统采用双绞线,在需要时也可采用光纤;根据整个综合布线系统的要求,应在交换间或设备间的配线设备上进行连接.
如果采用双绞线,长度不应超过90m.
在保证链路性能的情况下,水平光纤距离可适当加长.
信息插座采用8位模块式通用插座或光纤插座.
配线设备交叉连接的跳线应选用综合布线专用的软跳线,在电话应用时也可选用双芯跳线.
双绞线作为水平子系统的主要组成部分,通常采用管线敷设,一般应使用20年左右,这也对双绞线的性能和质量提出了更高的要求.
所以,应根据具体网络工程合理选择双绞线.
比较好的办法是从实际应用出发,考虑未来发展的余地和投资费用,确保安装质量.
从实际出发是指要考虑目前用户对网络应用的要求有多高,100M以太网是否够用.
因为网络的布线系统是一次性长期投资,考虑未来发展是指要考虑到网络的应用是否在一段时期内会有对千兆以太网或未来更高速的网络的需求.
就目前而言,进行一个新工程的永久性的综合布线,通常需要在超5类和6类之间选择.
超5类更系统可以支持千兆以太网的运行,而且不同厂商的超5类系统之间可以互用.
6类价格较之超5类更昂贵,但其带宽却由200MHz扩大到250MHz,提高了25%,显示了传输速率的增强.
目前,6类双绞线已经在少数工程中超前采用.
需要注意的是,6类系统是专用的,元件的指标仍在研究之中.
各个厂商的元器件都有独特的设计和性能指标,互通的可能性很小.
185网络工程师教程(第4版)第3章4.
垂直子系统设计垂直子系统主要用于连接各层配线室,并连接主配线室.
垂直子系统要求建筑物竖井中应立有金属线槽,且每隔两米焊一根粗钢筋,以安装和固定垂直子系统的电缆.
竖井中的线槽应和各层配线室之间有金属线槽连通.
垂直子系统实现计算机设备、程控交换机(PBX)、控制中心与各管理子系统间的连接,常用介质是大对数双绞线电缆、光纤.
垂直干线部分提供了建筑物中主配线架与分配线架连接的路由,通常采用IBDNPLUS型、ATMM或DFlex型大对数铜缆和62.
5/125多模光纤来实现这种连接.
ATMM、Dflex属于大对数3类双绞线,通常被用做电话及广播信号等低速率的主干传输线缆.
IBDNPLUS型大对数电缆属于超5类的传输介质,其特性与水平子系统所用的同类线材的物理特性相同,被用做计算机、视频图像等高速数据应用的主干传输线缆.
多模光纤的优点为光耦合率高、纤芯对准要求相对较宽松.
当弯曲半径大于其直径20倍时不影响信号的传输,是符合IEEE802.
5FDDI和EIA/TIA568标准的光传输介质.
用于计算机数据传输距离超过100m时的应用,其传输距离可达2km.
在保密性要求高的场合,建议也采用光纤传输.
对于距离强电磁干扰源较近的情况,亦需要利用光纤的抗干扰性好的优点.
充分考虑到投资的回报率和性能价格比,一般情况下,话音干缆采用符合EIA/TIA568标准的大对数3类双绞线,数据干缆采用NTF-CMGR-06多模光纤.
5.
管理子系统设计管理子系统由交连、互连配线架组成,为连接其他子系统提供连接手段.
交连和互连允许将通信线路定位或重定位到建筑物的不同部分,以便能更容易地管理通信线路,并且在移动终端设备时能方便地进行插拔.
分配线间是各管理子系统的安装场所,分配线间可位于大楼的某一层或以多层共用一个配线间的方式分布,用于将连接至工作区的水平线缆与自设备间引出的垂直线缆相连接.
对于信息点不是很多,使用功能又近似的楼层,为便于管理,可共用一个子配线间;对于信息点较多的楼层,应在该层设立配线室.
配线室的位置可选在弱电竖井附近的房间内,用于安装配线架和安装计算机网络通信设备.
通常管理子系统使用墙装式光纤接续装置(光纤配线架),置于各层的配线间内.
其上嵌1块6ST耦合器面板,ST接头由陶瓷材料制成,最大信号衰减量小于0.
2dB.
光纤接续装置将自设备间引出的光纤引入,通过光纤跳线与网络设备相连,由网络设备上的UTP端口经UTP186网络工程师教程(第4版)第3章跳线与配线架(置于19英寸机柜中)相连.
6.
设备间子系统设计设备间子系统(主配线间)由设备间中的电缆、连接器和相关支撑硬件组成,它把公共系统设备的各种不同设备互连起来.
该子系统将中继线交叉连接处和布线交叉处与公共系统设备(如PBX)连接起来.
通常主配线架设置在程控机房内,用于垂直干缆和PABX的连接,建议采用QCBIX系列配线架,可充分满足话音通信的要求.
通常计算机网络主配线架设在网管中心,使用光纤配线架,端接来自各分配线间的光纤,并通过光纤跳线和计算机网络中心交换机相连.
光纤配线架采用24/48口配线箱,适用于光纤数量多密度大的场合,可直接安装在标准的19英寸机柜内,用于主干光纤和网络设备的连接,十分易于管理.
按照标准的设计要求,设备间,尤其是要集中放置设备的设备间,应尽量满足如下要求.
(1)将服务电梯安排在设备间附近,以便装运笨重的设备.
(2)室温应保持在18℃~27℃之间,相对湿度保持在30%~55%.
(3)保持室内无尘或少尘,通风良好,亮度至少达30lx.
(4)安装合适的消防系统(如采用湿型消防系统,不要把喷头直接对准电气设备).
使用防火门,使用至少能耐火1小时的防火墙和阻燃漆.
(5)提供合适的门锁,至少要有一扇窗口留做安全出口.
(6)尽量远离存放危险物品的场所和电磁干扰源(如发射机和电动机).
(7)设备间的地板负重能力至少应为500kg/m2.
(8)标准的天花板高度为240cm,门的大小至少为210cm*150cm,向外开.
(9)在设备间尽量将设备机柜放在靠近竖井的位置,在柜子上方应装有通风口用于设备通风.
(10)在配线间内应至少留有两个专用的220V/10A单相三极电源插座.
如果需要在配线间内放置网络设备,则还应根据放置设备的供电需求配有另外的220V/10A专用线路,此线路不应与其他大型设备并联,并且最好先连接到UPS,以确保对设备的供电及电源的质量.
7.
建筑群子系统设计建筑群子系统由连接各建筑物之间的综合布线缆线、建筑群配线设备(CD)和跳线等组成.
建筑物之间的缆线宜采用地下管道或电缆沟的敷设方式.
建筑物群干线电缆、光纤、公用网和专用网电缆、光纤(包括天线馈线)进入建筑物时,都应设置引入设备,并在适当位187网络工程师教程(第4版)第3章置终端转换为室内电缆、光纤.
引入设备还包括必要的保护装置.
引入设备宜单独设置房间,如条件合适也可与BD或CD合设.
建筑群和建筑物的干线电缆、主干光纤布线的交接不应多于两次.
从楼层配线架(FD)到建筑群配线架(CD)之间只应通过一个建筑物配线架(BD).
8.
管线设计在综合布线系统中,管线设计通常有两种方案,一种是用于墙上型信息出口的,采用走吊顶的装配式槽形电缆桥架的方案,这种方式适用于大型建筑物,为水平子系统提供机械保护和支持;另一种是用于地面型信息出口的地面线槽走线方式,这种方式适用于大开间的办公间,有大量地面型信息出口的情况.
1)装配式槽形电缆桥架装配式槽形电缆桥架是一种闭合式的金属托架,安装在吊顶内,从弱电井引向各个设有信息点的房间,再由预埋在墙内的不同规格的铁管将线路引到墙上的暗装铁盒内.
线槽的材料为冷轧合金板,表面可进行相应处理,如镀锌、喷塑、烤漆等.
线槽可以根据情况选用不同的规格.
根据本项目的需要,选择的是容积为50(B)*100(H)mm2、长度为2m、重量为3.
67kg/m的槽体配以上盖板宽为100mm、长为2m、重量为2.
20kg/m的线槽和容积为50(B)*50(H)mm2、长度为2m、重量为1.
91kg/m的槽体配以上盖板宽为50mm、长度为2m重量为0.
87kg/m的两种规格的线槽.
为保证线缆的转弯半径,线槽须配以相应规格的分支辅件,以提供线路路由的弯转自如.
同时为确保线路的安全,应使槽体有良好的接地端.
金属线槽、金属软管、电缆桥架及各分配线箱均需整体连接,然后接地.
如果不能确定信息出口的准确位置,拉线时可先将线缆盘在吊顶内的出线口,待具体位置确定后,再引到各信息出口.
2)地面线槽走线地面线槽走线方式通常先在地面垫层中预埋金属线槽,主线槽从弱电井引出,沿走廊引向各方向,到达设有信息点的各房间时,再用支线槽引向房间内的各信息点出线口.
强电线路可以与弱电线路平行配置,但需分隔于不同的线槽中.
这样可以向每一个用户提供一个包括数据、语音、不间断电源、照明电源出口的集成面板,真正做到在一个清洁的环境下实现办公室自动化.
由于地面垫层中可能会有消防等其他系统的线路,所以必须与由建筑设计单位和建筑施工单位一起,综合各系统的实际情况,完成地面线槽路由部分的设计.
另外,地面线槽也需整体连接,然后接地.
按照标准的线槽设计方法,应根据水平线的外径来确定线槽的横截面积,即:线槽的横截面积=水平线截面积之和*3188网络工程师教程(第4版)第3章9.
电气防护、接地及防火设计综合布线系统应根据环境条件选用相应的缆线和配线设备,或采取防护措施,并应符合下列规定.
(1)当综合布线区域内存在干扰或用户对电磁兼容性有较高要求时,宜采用屏蔽缆线和屏蔽配线设备进行布线,也可采用光纤系统.
采用屏蔽布线系统时,所有屏蔽层应保持连续性.
(2)综合布线系统采用屏蔽措施时,必须有良好的接地系统.
保护地线的接地电阻值,单独设置接地体时,不应大于4;采用接地体时,不应大于1.
采用屏蔽布线系统时,屏蔽层的配线设备(FD或BD)端必须良好接地,用户(终端设备)端视具体情况接地,两端的接地应连接至同一接地体.
若接地系统中存在两个不同的接地体,其接地电位差不应大于1Vr.
m.
s.
每一楼层的配线柜都应采用适当截面的铜导线单独布线至接地体,也可采用竖井内集中用铜排或粗铜线引到接地体,导线或铜导体的截面应符合标准.
接地导线应接成树状结构的接地网,避免构成直流环路.
(3)当电缆从建筑物外面进入建筑物时,电缆的金属护套或光纤的金属件均应有良好的接地,同时要采用过压、过流保护措施,并符合相关规定.
(4)根据建筑物的防火等级和对材料的耐火要求,综合布线应采取相应的措施.
在易燃的区域和大楼竖井内布放电缆或光纤,应采用阻燃的电缆和光纤;在大型公共场所宜采用阻燃、低燃、低毒的电缆或光纤;相邻的设备间或交换间应采用阻燃型配线设备.
(5)当综合布线路由上存在干扰源,且不能满足最小净距要求时,宜采用金属管线进行屏蔽.
综合布线电缆与附近可能产生高频电磁干扰的电动机、电力变压器等电气设备之间应保持必要的间距.
综合布线电缆与电力电缆的间距应符合表3-2的规定.
墙上敷设的综合布线电缆、光纤及管线与其他管线的间距应符合表3-3的规定.
表3-2综合布线电缆与电力电缆的间距类别与综合布线接近状况最小净距(mm)与缆线平行敷设130有一方在接地的金属线槽或钢管中70380V电力电缆5kVA双方都在接地的金属线槽钢管中150189网络工程师教程(第4版)第3章表3-3墙上敷设的综合布线电缆、光纤及管线与其他管线的间距最小平行净距(mm)最小交叉净距(mm)其他管线电缆、光纤或管线电缆、光纤或管线避雷引下线1000300保护地线5020给水管15020压缩空气管15020热力管(不包封)500500热力管(包封)300300煤气管300203.
4.
3综合布线系统的性能指标及测试综合布线作为网络中最基本、最重要的组成部分,它是连接每一台服务器和工作站的纽带,作为传输高速数据的介质,综合布线系统对线缆的要求较严格,一旦线缆产生故障,严重时可导致整个网络系统瘫痪.
一个布线系统的传输性能是由多种因素决定的,包括线缆特性、连接硬件、跳线、整体回路连接数目以及设计和安装质量.
即使线缆和连接硬件都符合国际标准,由于在布线系统的设计和安装过程中加入了许多人为因素,所以必须对整个布线系统进行全面测试,以证明布线系统的安装是合格的.
1.
双绞线系统的测试元素及标准通常,双绞线系统的测试指标主要集中在链路传输的最大衰减值和近端串音衰减等参数上.
链路传输的最大衰减值是由于集肤效应、绝缘损耗、阻抗不匹配、连接电阻等因素,造成信号沿链路传输损失的能量.
电磁波从一个传输回路(主串回路)串入另一个传输回路(被串回路)的现象称为串音,能量从主串回路串入回路时的衰减程度称为串音衰减.
在UTP布线系统中,近端串音为主要的影响因素.
下面给出双绞线系统的几个主要测试元素及标准.
需要指出的是,表中数值为通道回路总长度为100m以内、基本回路总长度为94m以内、测试温度为20℃下的标准值.
1)链路传输的最大衰减限值综合布线系统链路传输的最大衰减限值,包括配线电缆和两端的连接硬件、跳线在内,应符合表3-4的规定.
190网络工程师教程(第4版)第3章表3-4链路传输的最大衰减限值频率最大衰减值(dB)(MHz)A级B级C级D级0.
1165.
5——1.
0—5.
83.
72.
54.
0——6.
64.
810.
0——10.
77.
516.
0——14.
09.
420.
0———10.
531.
25———13.
162.
5———18.
4100.
0———23.
22)近端串音(NEXT)衰减限值综合布线系统任意两线之间的近端串音衰减限值,包括配线电缆和两端的连接硬件、跳线、设备和工作区连接电缆在内(但不包括设备连接器),应符合表3-5的规定.
表3-5线对间最小近端串音衰减限值频率最大衰减值(dB)(MHz)A级B级C级D级0.
12740——1.
0—2539544.
0——294510.
0——233916.
0——193620.
0———3531.
25———3262.
5———27100.
0———243)回波损耗限值综合布线系统中任一电缆接口处的回波损耗限值应符合表3-6的规定.
表3-6电缆接口处最小回波损耗限值最小回波损耗值频率(MHz)C级D级10f布线系统的测试元素及标准在光纤系统的实施过程中涉及光纤的镉铺设,光纤的弯曲半径,光纤的熔接、跳线,设计方法及物理布线结构的不同会导致两网络设备间的光纤路径上光信号的传输衰减有很大不同.
虽然光纤的种类较多,但光纤及其传输系统的基本测试方法大体相同,所使用的测试仪器也基本相同.
对磨接后的光纤或光纤传输系统,必须进行光纤特性测试,使之符合光纤传输通道测试标准.
基本的测试内容如下.
1)波长窗口参数综合布线系统光纤波长窗口的各项参数应符合表3-7的规定.
表3-7光纤波长窗口参数光纤模式波长下限波长上限基准试验波长谱线最大宽度多模790nm910nm850nm50nm多模1285nm1330nm1300nm150nm单模1288nm1339nm1310nm10nm单模1525nm1575nm1550nm10nm2)光纤布线链路的最大衰减限值综合布线系统的光纤布线链路的衰减限值应符合表3-8的规定.
表3-8光纤布线链路的最大衰减限值多模衰减值(dB)单模衰减值(dB)应用类别链路长度(m)850(nm)1300(nm)1310(nm)1550(nm)水平子系统1002.
52.
22.
22.
2垂直子系统5003.
92.
62.
72.
7建筑群子系统15007.
43.
63.
63.
63)光回波损耗限值综合布线系统光纤布线链路任一接口的光回波损耗限值应符合表3-9的规定.
表3-9最小光回波损耗限值光纤模式、标称波长(nm)最小的光回波损耗限值(dB)多模85020多模130020单模131026单模155026192网络工程师教程(第4版)第3章3.
测试环境为了保证布线系统测试数据准确可靠,对测试环境有着严格的规定.
1)测试条件综合布线最小模式带宽测试现场应无产生严重电火花的电焊、电钻和产生强磁干扰的设备作业,被测综合布线系统必须是无源网络、无源通信设备.
2)测试温度综合布线测试现场温度在20℃~30℃之间,湿度宜在30%~80%之间,由于衰减指标的测试受测试环境温度影响较大,当测试环境温度超出上述范围时,需要按照有关规定对测试标准和测试数据进行修正.
3)测试仪表按时域原理设计的测试仪均可用于综合布线现场测试,但测试仪的测量扫描步长要满足近端串扰指标测量精度的基本保证,能够在0~250MHz频率范围内提供各测试参数的标称值和阈值曲线,具有自动、连续、单项选择测试的功能.
每测试一条链路,时间不应大于25s,且每条链路应具有一定的故障定位诊断能力.
4.
测试流程在开始测试之前,应该认真了解布线系统的特点、用途以及信息点的分布情况,确定测试标准.
选定测试仪后按以下程序进行测试.
(1)测试仪测试前自检,确认仪表是正常的.
(2)选择测试了解方式.
(3)选择设置线缆类型及测试标准.
(4)NVP值核准,核准NVP使用缆长不短于15m.
(5)设置测试环境湿度.
(6)根据要求选择"自动测试"或"单项测试".
(7)测试后存储数据并打印.
(8)发生问题修复后复测.
(9)测试中出现"失败"查找故障.