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帖子主题: [推荐]第一章 网络设备与布线基础 |
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 发表: 2006-06-08 17:13:27 人气:11167  
[推荐]第一章 网络设备与布线基础
彭彭刚到一家公司作网管,虽然有一定的理论基础,便论实际操作...首先要补充的网络知识是关于具体网络设备的。但网络设备的种类有很多，不可能通通都去学吧，一是时间不允许，二是彭彭公司局域网所涉及的网络硬件设备也不是很多，就是服务器、交换机、网线、网卡等，至于硬件路由器等昂贵的设备，公司是没有的，而且目前也不需要。
一、计算机网络是什么
这是必须首先解决的一个问题，绝对是核心概念。一般所讲的计算机网络，其实就是利用通讯设备和线路将不同地理位置、功能独立的多个计算机系统互联起来，利用功能完善的网络软件（即网络通信协议、信息交换方式及网络操作系统等）实现网络中资源共享和信息传递的系统。它的功能最主要表现在两个方面：一是实现资源共享（包括硬件资源和软件资源的共享），二是在用户之间交换信息。从网管的角度来讲，说白了就是运用技术手段实现网络间的信息传递，同时为用户提供服务。
二、局域网与广域网的区别
彭彭经常在计算机类报刊上看到局域网、广域网的说法，它们到底是依据什么来划分的呢？
现在最常见的划分是按计算机网络覆盖的地理范围的大小将网络分为广域网 （WAN） 和局域网 （LAN） （也有的划分再增加一个城域网（MAN））。顾名思义，所谓广域网无非就是地理上距离较远的网络联接形式，例如著名的 Internet就是典型的广域网。而局域网的范围通常不超过方圆10km，并且经常限于一座单独的建筑物或一组相距很近的建筑物。
三、局域网由哪些硬件组成
计算机网络的硬件系统通常由5部分组成：文件服务器、工作站（包括终端）、传输介质、网络连接硬件和外部设备。文件服务器一般要求是配备了高性能CPU系统的微机，它充当网络的核心，除了管理整个网络上的事务外，它还必须提供各种资源和服务。而工作站可以说是一种智能型终端，它从文件服务器取出程序和数据后，能在本站进行处理，一般有有盘和无盘之分。传输介质是通信网络中发送方和接受方之间的物理通路，在局域网中就是用来连接服务器和工作站的电缆线，目前常用的网络传输介质有双绞线（多用于局域网）、同轴电缆和光缆等。常用的网络连接硬件有网络接口卡（NIC）、集线器（Hub）、中继器（Repeater）以及调制解调器（Modem）等。而打印机、扫描仪以及其它任何可为工作站共享的设备都被称为外部设备。
1.1 网络设备的简单介绍
首先补充一点网卡的选购和安装调试的知识。网卡是每台计算机用来联网的必备设备，通过网卡才能和其他计算机组成高速的局域网。不过，现在的网卡种类非常多，从ISA插口的到无线的都有。哪一种才是我们需要的呢？
1.1.1 网卡
一、网卡的种类与选择
网卡从插槽上来说有ISA和PCI 之分，最新的还有USB 接口的网卡。从速度来说有10Mbps、100Mbps、1000Mbps之分，从接口上来说有T型口、RJ-45口、光纤接口之分。一般而言1000Mbps和光纤接口的网卡多用于服务器，而且采用长PCI插槽，即64位PCI。现在个人电脑较为流行的是使用100Mbps、RJ-45接口的PCI插槽的网卡，也有很多主板上已经集成了100Mbps的网卡（图1.1.1、图1.1.2）。
像彭彭所在的公司里的计算机基本上都是主板集成网卡的，只有服务器的网卡是后来安装的1000M网卡（图1.1.3）。
图1.1.1 插卡式网卡 图1.1.2 主板自带网卡 图1.1.3 1000M网卡
二、网卡硬件的安装
安装网卡对于彭彭来说，完全是小菜一碟，不过好为人师的彭彭还是有板有眼地详述了一遍他当初安装服务器网卡的经历。
1．首先打开计算机主机箱，并找到PCI插槽。
2．将选中安装网卡的PCI插槽前面的机箱挡板用十字螺丝刀取下来。
3．将网卡用力均匀地垂直插入PCI插槽，并用专用螺丝钉将网卡固定好（图1.1.4）。
好了，现在已经把网卡装进了电脑里面了，接下来就是安装网卡的驱动程序。
三、网卡驱动程序的安装
装好网卡重新启动电脑。如果是Windows支持的网卡型号，系统会自动安装好网卡的驱动程序。彭彭用的网卡并不是Windows自动支持的网卡，因此系统弹出了对话框，要求彭彭输入驱动程序的具体位置，于是彭彭将随卡附带的光盘放进光驱，轻松地完成了驱动程序的安装。
四、检查网卡是否正确安装
右击“我的电脑”选择“属性”，在弹出的“系统属性”窗口中选择“硬件”标签，再单击“设备管理器”，打开“网卡”目录就可查看到当前已经安装好的网卡驱动程序（图1.1.5）。
图1.1.5 通过“系统属性”查看网卡
1.1.2 网线的选择与制作
不管是使用交换机或者是Hub，都需要用到双绞线，所以制作双绞线是必不可少的工作。制作网线需要使用的工具有：足够长度的双绞线、压线钳（图1.1.6）、水晶头（RJ-45接头）、测线器（图1.1.7）。
图1.1.6 压线钳 图1.1.7 测线器
一、双绞线的种类与选择
计算机局域网中的双绞线可分为非屏蔽双绞线（UTP）和屏蔽双绞线（STP）两大类。STP外面由一层金属材料包裹，以减小辐射，防止信息被窃听，同时具有较高的数据传输速率，但价格较高，安装也比较复杂。UTP外面则只有一层绝缘胶皮包裹，价格相对便宜，组网灵活。除在某些特殊场合（如受电磁辐射严重、对传输质量要求较高等）的布线中使用STP外，一般情况下我们都采用UTP。
现在使用的UTP可分为3类、4类、5类和超5类四种。目前5类、超5类UTP因价廉质优而成为快速以太网(100Mbps)的首选介质。超5类UTP的用武之地是千兆位以太网（1000Mbps），现在市场上常见也就是超5类。
双绞线使用的水晶头由金属片和塑料构成，叫做RJ-45接头，制作网线所需要的RJ-45水晶接头前端有8个凹槽，简称“8P”（Position，位置）。凹槽内的金属触点共有8个，简称“8C”（ Contact，触点），因此在业界RJ-45水晶头有“8P8C”的别称。特别需要注意的是RJ-45水晶头引脚序号，当金属片面对我们的时候从左至右引脚序号是1-8，序号对于网络连线非常重要，不能搞错。
彭彭研究了一下刚才换下来的网线，按顺序数了一下，发现是以橙白、橙、绿白、蓝、蓝白、绿、褐白、褐的顺序排列，而且两头都是一样的，为什么要这样排列呢？既然两头都是一样的顺序，可不可以随心所欲地连接呢？
彭彭打电话给了电脑公司一个认识的朋友，问了一下刚才的问题，那个朋友真不愧是专业高手，很快就告诉了他几个重要的信息。
原来布线标准中规定了两种双绞线的线序568A与568B，如果不按照标准来连接，那么和其他的按照标准顺序连接的电脑之间是不能通信的。
标准568A的连接顺序为：绿白—1，绿—2，橙白—3，蓝—4，蓝白—5，橙—6，褐白—7，褐—8；
标准568B的连接顺序为：橙白—1，橙—2，绿白—3，蓝—4，蓝白—5，绿—6，褐白—7，褐—8。
实际应用中，大多数都使用 T568B的标准，通常认为该标准对电磁干扰的屏蔽更好。
二、直通线与对接线的制作
在计算机网络使用的网线中，有直通线和交叉线的区别。
直通线指两端线序都一样的打线方式，通常用于交换机到计算机、路由器到交换机之间的连接。
交叉线就是将两个端口收、发信号的线序对调，以达到通路效果。一般计算机到计算机、交换机到交换机、路由器到路由器都用的是交叉线。
1．568B标准直通线的制作
①利用压线钳的铡刀剪下所需长度的双绞线，至少长0.6m，最多不超过100m。然后再利用压线钳剥线器（实际上用什么剪都可以）将双绞线的外皮除去2cm～3cm。
②接下来就要进行分线的操作，详见图1.1.8。
图1.1.8 568B的线序
③然后将裸露出的双绞线用压线钳的铡刀剪下，只剩约14mm的长度，之所以留下这个长度是为了符合EIA／TIA的标准，最后再将双绞线的每一根线依序放入RJ-45接头的引脚内，第一只引脚内应该放白橙色的线，其余类推。
④双绞线的每根线已经正确放置之后，就可以用RJ-45压线钳压接RJ-45 接头。
同样地，将双绞线另一端也按第一步到第四步的做法来制作，做好之后，使用测线器来测试一下，测线器的指示灯从1～8的顺序亮一下就表示直通线做好了。
2．568B交叉线的制作
交叉线的第一个接头的制作方式和直通线一样，但另一端RJ-45接头的引脚接法却不一样，详见图1.1.9。
图1.1.9 对端排线的线序
1.1.3 网络连接设备
一、集线器（Hub）
在所有的网络中，交换机是必选的装置之一，交换机还有一个前辈叫集线器，是一个星形网络的中心点，负责集中所有的线路。集线器的速度多在10Mbps到100Mbps之间，采用共享式带宽。集线器的基本功能是信息分发，它把一个端口接收的所有信号向所有端口分发出去。就好像一层楼的宿舍中有12个房间，也就相当于集线器的12个端口，每个房间里住着的一个人，就相当于计算机的网卡，一开始，大家都不认识，所以当1号想和11号说话，那1号和11号就需要站在门口大声喊话，这样每个房间里的人都能听到他们谈话的内容，而在这期间，其他人又不能说话，只有等到他们说话停顿时其他两个人才可以再说话，这就是集线器的原理。所以当一个10Mbps的Hub连接了5台计算机器的时候，虽然集线器的总带宽为10Mbps，但当这5个工作站同时上网时，每台工作站的平均带宽仅为10/5 Mbps =2Mbps，所以当连网的工作站数量较多时，每台工作站所分得的带宽是很少的，而且同一时刻只允许两台机器通讯，因而容易产生冲突，网络的使用效率不是很高。
一些集线器在分发信号之前将弱信号重新生成，一些集线器则通过整理信号的时序来提供所有端口间的同步数据通信。具有多个10Base-T接口的集线器就像是使用镜子来把光线分到各个端口一样（图1.1.10）。
图1.1.10 通过集线器连接的网络
二、交换机（Switch）
交换机(Switch)的功能类似于网桥(Bridge)，采用独享式带宽，不论有多少工作站接入交换机，两个工作站相互通讯的速度就是交换机的标称速度。交换机由于允许多台计算机同时通讯，并可以避免冲突，因而是最好的联网设备之一。在现在的大部分网络中，交换机已经取代了集线器的作用。交换机的接口和集线器是一样的，都使用RJ-45接口。
交换机的另外一个重要功能是VLAN（Virtual LAN，虚拟局域网）。VLAN的好处主要有3个：
1．端口的分隔。即便在同一个交换机上，处于不同VLAN的端口也是不能通信的。这样一个物理交换机可以当做多个逻辑交换机使用。
2．网络的安全。不同VLAN不能直接通信，杜绝了广播信息的不安全性。
3．灵活的管理。更改用户所属的网络不必换端口和连线，只更改软件配置就可以了。
VLAN可以按端口或MAC地址来划分。有时，我们需要在交换机所构成的网络上保持VLAN的配置的一致性。这就需要交换机之间按照VTP协议（VLAN Trunk Protocol，VLAN骨干协议）交流VLAN信息。VTP协议只在骨干端口（Trunk Port）即交换机之间的端口上运行。
一般只要将做好的直通网线插入交换机的端口就可以了。网络线路正常的时候，交换机上对应的端口状态灯会发光（图1.1.11）。
图1.1.11 正在工作的交换机
虽然集线器和交换机都可以联网，但是在目前所流行的100M网络应该尽可能地使用交换机。交换机按处理能力和应用场合不同，一般可以分为企业级、部门级和工作组级3种。但彭彭所在的这种中小型企业也就只需要100M二层工作组交换机就行了。
常见的交换机的以太网端口数有8、12、16、24、48等几种，还有一些特殊需求的用户需要交换机上带有光纤口（主要用于级联）。不过一般情况下普通用户用得最多的是24口交换机。
交换机的品牌也非常多，国外的有Cisco、3COM、Intel系列交换机，国内较知名的品牌有华为、神州数码、联想、港湾等。以上品牌交换机的性能都非常不错，而且售后服务、技术保障也比较好。对于普通用户来说，性价比一直是最佳的衡量标准。
1.2 掌握必要的布线基础
当公司的计算机不是分布在同一房间，而是分布在多个房间或者上下楼层甚至有跨建筑等多种情况时，如何规划网络拓扑就显得非常重要了。在规划中除了需要考虑现有用户位置及应用需求之外，还需要考虑未来可能会出现的网络需求，乃至整体网络的防火、防水、防雷等以及整个网络设计施工难易程度及工程成本。而布线的好坏将直接影响到整个网络设施的使用寿命和效率。
一、预先注意事项
在正式施工之前，要选择合适的室内、室外类型线缆，通常室外用的线缆更需要注意防雨、防潮，比较常用的做法是采用PVC导管套住露在外面的网线。在装置外套管道时，要先检查管道内是否潮湿，如果潮湿则应该用电吹风吹干，同时应该事先在管道内拉绳或者穿入钢丝，以便网线能方便地穿入。注意，网线是不能大力拉扯的，否则会影响网络传输的性能。室内的线缆也要注意防潮，受潮的线缆的性能会完全改变。
二、施工方案规划
有些布线工程因为涉及穿管、固定，通常要好几个人协助施工，因此在布线之前应该注意以下几个方面：
1．确定每种线缆的布放方法。
2．确认手边有所需要的线缆型号和足够的线缆长度。
3．准备好合适的拉线工具、拉线设备和辅助材料。
4．确定拉线路由上的各个操作位置(线路拐弯点、转接盒、过线盒等)。
5．确定所需布线人员数量和各自的职责。
6．有时候线的两端会分布在上下两层楼，所以要为安装人员准备好通讯工具。
三、线缆施工注意事项
1．使用线槽或者管道时，线管、线槽内穿放的线缆总截面积应为1/3～1/2 线管、线槽截面积。通常直线管、线槽填充率应该是1/2，而弯曲线管、线槽则为1/3。通俗地说就是能放10根线的线槽，只能放5根左右的线缆，以方便今后维护。
2．线缆的最小弯曲半径不能小于外径的4倍，也就是说要避免锐角弯折，同时线缆不应有折痕，如有弯折，应立即抚平，恢复线缆的正常状态（虽然不能完全恢复原有性能）（图1.2.1）。
3．网线不能有拧转或扭绞现象，也不能打结，因为拧转、扭绞和打结会破坏双绞线内各线对的相对位置结构和线对绞合结构，带来串扰增加和回损增加（图1.2.2）。
图1.2.2 不允许出现的情况
4．不要用力拉扯线缆，拉力过大会拉细甚至拉断铜导线，造成衰减增加或断线 。单条4对双绞线拉力不能大于10kg ；两条4对双绞线拉力不能大于15kg；多条4对双绞线拉力不能大于40kg；另外不要将多根双绞线捆绑成一股线，否则会增加线缆间的串扰。
5．从线箱放线的时候不要预先松出太多的线，宜放一段松一段，以防止线缆扭绞、缠绕、打结。
6．如何牵拉水平线缆
1）计算拉线距离（包括上下天花板和路段预留距离） ；
2）确保线轴、线箱内有足够线缆；
3）在线缆每一端做线缆标记（标记应离开两端的线头有几米的距离，避免拉绳裹住标记） ；
4）拉线时注意保持进线点和转弯点的弯曲半径和拉力；
5）在通讯间内留下足够的冗余线缆(光纤比铜缆多留3m以上)，在工作区至少留30cm线头(光纤要留1m以上) ；
6）在线管内拉线时，可使用润滑剂(如凡士林、滑石粉等)以减少磨擦力，避免超过拉力上限；
7）拉光缆时，必须将拉绳和光缆的抗拉纤维(黄色纤维)绑扎后牵拉，不能直接和光缆外皮绑扎牵拉光缆。
7．在线缆经过墙面等的情况下，需要用专用线卡来支撑线缆。注意使用线卡时不要挤压线缆，挤压会破坏双绞线内各线对相对位置结构和线对绞合结构，带来串扰增加和回损增加，也不要弄破或磨破线缆外皮（图1.2.3、图1.2.4）。
图1.2.3 不正确的线卡 图1.2.4 正确的线卡
8．当使用很多条线缆的时候，需要将同一类型的网线捆绑在一起。可以使用专门的扎线带来捆绑网线。注意不要将扎线带捆扎过紧，过紧会破坏双绞线内各线对相对位置结构和线对绞合结构，带来串扰增加和回损增加（图1.2.5）。
图1.2.5 不正确的和正确的多线扎线方法
9．当网线需要固定在垂直的墙面上时，也应该使用专门的线卡来固定网线（图1.2.6）。
图1.2.6 不正确的和正确的固定方法
10．在做RJ-45接头的时候需要注意不要剥除过多的护皮，应该将护皮留一点在RJ-45水晶头的里面。因为线对裸露容易使线对绞合结构遭到破坏而影响性能。
好了，现在网络的基础构架已经搭建好了，也不枉彭彭花了这么多时间来学习网络的基础知识。
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| [推荐]第一章 网络设备与布线基础 (Admin,11167,2006-06-08 17:13:27) |
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