2023年局域网组网技术选读.doc

局域网组网技术选读 　 局域网组网技术目录第1章 局域网组网概论认识局域网 局域网传输介质局域网组网设备局域网的拓扑结构网络布线第2章 局域网规划与设计2.1 通信协议 2.2 IP地址与子网掩码2.3 对等局域网的组建2.4 组建以太网第3章 无线局域网3.1 无线局域网概述3.2 配置无线局域网3.3 展频技术第4章 局域网安全4.1安全现状分析4.2 常用局域网攻击方式4.3 防火墙系统4.4 其他防范策略第5章 局域网组网实例5.1 宿舍组网5.2 企业组网局域网组网概论【本章学习目标】了解局域网的定义、起源、现状、开展趋势。了解局域网的布线和设备。掌握局域网的拓扑结构和网络模型。【导入案例】华为迈进Gartner有线无线局域网接入根底设施远见者象限近日，全球领先的信息与通信解决方案供给商华为宣布成功迈进Gartner最新发布的2023年有线x局域网接入根底设施魔力象限的远见者象限。这是继2023年华为参加评估以来首次进入远见者象限(注1)。华为在有线x一体化领域，市场增长迅猛，全球市场表现优异。在保持优秀执行力的情况下，华为在远见力上位置大幅提升，华为相信这源于华为对市场的准确洞察、正确的产品策略以及持续的产品技术创新。华为企业网络产品线总裁刘少伟表示：“华为在过去一年里继续保持市场高速增长，全球渠道日益成熟，产品方案赢得了广泛的客户认可。此次在远见力位置上大幅提升得益于我们敏锐精确的市场洞察、富有远见的市场战略以及极具创新的产品和方案。华为坚持以客户为中心，一直以来坚持创新技术的持续研发投入，在园区帮助企业客户积极应对数字化转型中的用户和业务移动化、应用云化带来的新挑战，从而构建卓越体验的园区网络“根据Gartner报告，“远见者象限中的厂商应该能够不断地充实其产品和效劳，为市场提供独特和差异化方案。远见者厂商必须具备在企业市场接入层的一个或多个关键领域(例如：融合、安全、管理及运营效率等领域)进行技术创新的能力。〞为帮助企业轻松应对移动化、云计算、大数据、SDN等新兴技术带来的挑战和机遇，华为在有线x一体化领域陆续发布了一系列差异化的产品和解决方案。譬如，在产品创新上，华为推出了业界首款802.11acwave2室内智能高密天线AP设备，以及支持iPCA和有线x深度融合等特性的业界首款盒式敏捷交换机。在解决方案创新上，华为推出敏捷分布式Wi-Fi方案以及云管理网络解决方案等多个创新方案。华为敏捷分布式Wi-Fi方案采用创新的三层分布式架构(AC+中心AP+远端单元RU)，彻底解决酒店，宿舍，医院等房间密集型场景下室内信号弱和网络性能低的问题;华为云管理网络解决方案利用云技术实现了园区网络规划、部署、运维的全生命周期的网络云管理，实现业务分钟级上线，不仅效劳于中小园区，也能适用于中大型园区，云管理平台可租可买，用户既可以选择华为或MSP提供的效劳，也可以自建企业级云管理平台。华为除了坚持技术创新，为客户提供差异化方案外，在有线x一体化领域仍然保持了高速的市场增长。根据Gartner的2023Q1企业网络设备市场份额报告(注2)显示，2023年第一季度华为企业园区以太网交换机收入排名全球No.3;企业WLAN设备收入增长迅速，同比增长102.5%。此外，华为有线x一体化方案和产品已经在教育、政府和公共事业、金融、能源、医疗、交通等多个垂直行业中广泛应用，客户普及全球。来源:互联网电力电子论坛 2023/10/8【思考提示】什么是局域网？局域网为何开展这么迅速？它又有什么优势得以到现在还受到人们的广泛关注？1.1认识局域网1.1.1局域网的定义局域网〔Local Area Network LAN〕是一种局部的小范围内〔一般为几公里〕，以实现资源共享、数据传递和彼此通信为根本目的，由网络节点〔计算机或网络连接〕设备和通信线路等硬件按照某种网络机构连接而成的，配有相应软件的高速计算机网络。局域网可以实现文件管理、应用软件共享、打印机共享、工作组内的日程安排、电子邮件和 通信效劳等功能。局域网属于封闭型的网络，它可以只包含两台计算机，也可以由上千台计算机组成。就局域网〔LAN〕而言，它的名字本身隐含了地理范围的局域性，正因为这种局域性，LAN有比广域网高得多的信息传输速率，它的拓扑结构常用的是总线型和环型，这与广域网也有所不同。局域网的效劳范围一般是一个部门或者一家公司，这决定了它以下几个特点：〔1〕覆盖的地理范围小，只在一个局部范围内联，比方一栋建筑物。〔2〕局域网使用专门的传输介质，数据传输率高于广域网〔10Mb/s-10Gb/s〕，且传输介质不止一种。〔3〕误码率低，具有很高的可靠性。〔4〕用户集中，归属与管理单一，组网、维护以及拓展简便。1.1.2局域网的分类可从下面几个方面对局域网进行划分：(1) 拓扑结构：根据局域网采用的拓扑结构，可分为总线型局域网、环型局域网、星型局域网和混合型局域网等。这种分类方法比拟常用。(2) 传输介质：局域网上常用的传输介质有同轴电缆、双绞线、光缆等，因此可以将局域网分为同轴电缆局域网、双绞线局域网和光缆局域网。如果采用的是无线电波，微波，那么可称为无线局域网。(3) 访问传输介质的方法：传输介质提供了二台或多台计算机互连并进行信息传输的通道。在局域网上，经常是在一条传输介质上连有多台计算机〔如总线型和环型局域网〕，即大家共享同一传输介质。而一条传输介质在某一时间内只能被一台计算机所使用，那么在某一时刻到底谁能使用或访问传输介质呢？这就需要有一个共同遵守的准那么来控制、协调各计算机对传输介质的同时访问，这种准那么就是协议或称为媒体访问控制方法。据此可以将局域网分为以太网、令牌环网等。(4) 网络操作系统：正如微机上的DOS、UNIX、WINDOWS、OS/2等不同操作系统一样，局域网上也有多种网络操作系统。因此，可以将局域网按使用的操作系统进行分类，如Novell公司的Netware网，3COM公司的3+OPEN网，Microsoft公司的Windows 2023网，IBM公司的LAN Manager网等。此外，还可以按数据的传输速度分为10Mbps局域网、100Mbps局域网、千兆局域网等；按信息的交换方式可分为交换式局域网、共享式局域网等。1.2局域网传输介质计算机网络OSI参考模型中，物理层的目的是将原始的位流从一台机器传输到另一台机器上，这种原始的传输过程是通过传输介质来完成的。传输介质又称传输媒体，它是数据传输系统里发送器与接收器之间的物理通路。传输介质可以分为两大类：导向传输介质〔如铜线或者光纤〕和非导向传输介质〔如空气的无线电和微波〕。下面介绍几种常见的传输介质1.2.1．双绞线双绞线〔Twisted Pair Wire〕也成双纽线，是将两股相互绝缘的金属导线并排排列，按照一定的规那么缠绕在一起，以减少信号在电缆中传输的噪声和电磁干扰。双绞线是局域网中使用最普遍的传输介质，其质量的好坏直接影响局域网的性能。如图1-1所示。图1-1 双绞线实物图按照不同的分类标准，双绞线可以细分为多类，下面介绍其中最常用的两类：第一类：按照缆线结构分类，分为屏蔽双绞线〔STP〕和非屏蔽双绞线(UTP)，不同在于非屏蔽双绞线外层只有一层绝缘胶皮，因此重量轻，易于安装，而屏蔽双绞线在双绞线与绝缘胶皮之间有一层金属材料，这种结构可以减少辐射，防止信息被窃听，同时还有较高的信息传输速率，安装所需要的技术要求要高于非屏蔽双绞线。第二类：按照使用领域分类，分为5个类别，分别是：〔1〕专门为 系统设计的双绞线〔2〕用于语音和综合效劳数字网〔3〕用于传输速率最高可达16Mbps的以太网〔4〕用于10Base-T和100Base-T的网络〔5〕该类电缆增加了缆线密度，外套一种绝缘材料，用于语音传输和最高传输速率为100Mbps的数据传输1.2.2同轴电缆同轴电缆也是局域网中最常见的传输介质之一，它是由内外相互绝缘的同轴心导体组成的电缆，内导体为铜线，外导体为铜管或者铜网。电在电缆内传输，电磁场封闭在内外导体之间，所以同轴电缆的辐射损耗小，受外界干扰影响小。如图1-2所示。图1-2 同轴电缆实物图同轴电缆一般按照直径大小分类，分为粗同轴电缆和细同轴电缆。粗同轴电缆适用于大型的局域网，它的覆盖范围大，可靠性高，安装的时候不需要切断电缆，可以根据需要灵活的调整计算机的位置，但同时，粗同轴电缆需要安装收发器电缆，安装难度较大。而相比之下，细同轴电缆那么安装简单，造价低，但是安装过程中需要切断，头部安装网络连接头，而当接头过多时，容易发生网络故障。1.2.3光纤光纤是指使用玻璃纤维或者塑料纤维传输数据信号的传输介质，信号以光脉冲的形式存在于光纤内，发射端一般是发光二极管或者激光器，接收端是光敏元件检测光脉冲。如图1-3所示。图1-3 光纤实物图光纤的种类很多，根据用途的不同，具有的功能也有一定的差异，一般按照折射率分布、传输模式、制造方法分为以下几类：第一类：按照折射率分布分类：阶跃型光纤、渐变光纤、W型光纤等第二类：按照传输模式分类：单模光纤、多模光纤。第三类：制作方法分类：化学气相沉积〔VCD〕法，拉丝法有管律法〔Rod intube〕和双坩锅法等。与双绞线相比，光纤具有以下优点：〔1〕频带宽相比双绞线，光纤具有更宽的传输带宽，这意味着光纤的传输容量更大，目前单个光源的带宽只占了其中很小的一局部(多模光纤的频带约几百兆赫，好的单模光纤可达10GHz以上)，采用先进的相干光通信可以在30000GHz范围内安排2023个光载波，进行波分复用，可以容纳上百万个频道。〔2〕损耗更低相比电缆，光导纤维的损耗那么要小得多，传输1.31um的光，每公里损耗在0．35dB以下假设传输1.55um的光，每公里损耗更小，可达0．2dB以下。这使其能传输的距离要远得多。此外，光纤传输损耗还有两个特点，一是在全部有线电视频道内具有相同的损耗，不需要像电缆干线那样必须引入均衡器进行均衡；二是其损耗几乎不随温度而变，不用担忧因环境温度变化而造成干线电平的波动。〔3〕抗干扰能力强因为光纤的根本成分是石英，只用于光的传输，不导电，因此不受电磁场的作用，在其中传输的光信号也不受电磁场的影响，故光纤传输对电磁干扰、工业干扰有很强的抵御能力。也正因为如此，在光纤中传输的信号不易被窃听，因而利于保密。1.2.4无线通信介质无线通信介质也称为无线传输介质，通过空气存在的自由空间传输信号，信号的形式可以是数字信号或者模拟信号，目前通过空气传输信号的无线传输介质有红外线、无线电波、微波等。〔1〕红外传输红外传输是通过空气使用红外线传输数据，红外线的光谱低于可见光，不具有穿透性，因此红外传输的防窃听能力较强，但同时容易受到强光的干扰，导致信号被破坏。传输方式有两种：点对点和播送式。〔2〕无线电传输无线电的优点是信号的传输可以穿过墙壁和其他建筑物，因此不需要发送端和接收端可视。它的传输距离可以根据发射器的功率进行调节，信号的接受端可以在一定范围内移动。但是无线电波传输信号也有一定的问题，比方无线电波的传播方向是多向的，因此信号很容易被截获，保密性差，同时无线电波容易受到电磁干扰，可靠性差。〔3〕微波通信微波指的是电磁波中频率大于1GHZ的电波。微波的通信依赖于功率极大的聚焦能量束，可以实现远距离的信息传输。微波通信可以分为地面微波通信系统和卫星微波通信系统。微波系统常常用于两个不方便使用有线介质的建筑物之间，因为在高频率范围内传输，因此具有很高的数据传输率。1.3 局域网组网设备1.3.1 网卡网卡〔Network Interface Card,简称NIC〕，是传输介质与局域网相互连接的接口，是局域网的根本部件之一，又称网络卡，网络接口卡或者网络适配器。如图1-4所示.图1-4 网卡实物图网卡和局域网之间的通信是通过电缆或双绞线以串行传输方式进行的。而网卡和计算机之间的通信那么是通过计算机主板上的I/O总线以并行传输方式进行。因此，网卡的一个重要功能就是要进