有關寬帶局域網(wǎng)技術研究論文
摘 要：計算機技術和網(wǎng)絡通信的快速發(fā)展推動了寬帶局域網(wǎng)技術的進步，當前在住宅小區(qū)、辦公樓等區(qū)域中構建和架設寬帶局域網(wǎng)絡已經(jīng)成為一種必然趨勢。筆者簡要介紹了寬帶局域網(wǎng)絡技術，并在此基礎上提出了寬帶局域網(wǎng)絡總體規(guī)劃和設計方案。該方案給出了滿足使用需求的網(wǎng)絡設備配置，同時組建了全方位、多層次的安全體系，在布線方面結合實際要求給出了結構化布線系統(tǒng)配置。
關鍵詞：寬帶通信； 局域網(wǎng)； 結構化布線系統(tǒng)； 網(wǎng)絡系統(tǒng)
Local Area Network，即局域網(wǎng)，簡稱LAN，它主要是指在較小的地理范圍內(nèi)借助于高速通信線路（例如寬帶網(wǎng)絡）將計算機或者工作站連接成為一個完整的計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)。在住宅小區(qū)、辦公樓等有效的地理范圍之內(nèi)，局域網(wǎng)是該區(qū)域范圍內(nèi)網(wǎng)絡主體的基礎。局域網(wǎng)不同于互聯(lián)網(wǎng)（Internet），它的適用對象僅僅向網(wǎng)絡內(nèi)部人員開放，一般情況下，外部人員無法對其進行訪問，只有內(nèi)部人員才能夠對其進行訪問，因而，寬帶局域網(wǎng)絡是信息時代進行內(nèi)部交流以及進行內(nèi)部管理的重要工具之一。綜合來看，寬帶局域網(wǎng)絡為特定地理范圍內(nèi)的一個單位共有，并且站點數(shù)目和地理范圍都有一定的限制，它之所以獲得廣泛地應用，主要是因為它具有以下幾種優(yōu)點：首先，能夠非常便利地共享使用高性能而且非常昂貴的主機和各種設備，還可以共享各種數(shù)據(jù)、軟件等等，不僅提高了他們的使用效率，而且分攤了用戶的使用成本。其次，在寬帶局域網(wǎng)絡中，用戶可以通過一個站點來快速訪問整個網(wǎng)絡，使用便利性非常好。再次，寬帶局域網(wǎng)絡具有非常優(yōu)秀的可拓展性和演變能力，不僅主機以及各種設備能夠進行靈活地調整甚至改變，而且軟件程序、操作系統(tǒng)等也能夠比較方便地進行升級更新。最后，由于寬帶局域網(wǎng)絡不需要與外界相接，僅供內(nèi)部人員使用，所以它具有很好的安全性、可靠性、生存性以及可用性。
1寬帶局域網(wǎng)的相關技術分析
1.1以太網(wǎng)技術
以太網(wǎng)是一種基帶網(wǎng)絡規(guī)范，它由Xerox公司創(chuàng)建，后由Xerox公司、DEC公司以及Intel公司共同開發(fā)確定。以太網(wǎng)采用基帶傳輸，利用傳輸設備和對絞線能夠根據(jù)不同的要求分別實現(xiàn)10 Mbps、100 Mbps以及1000 Mbps的傳輸速度，是目前應用范圍最為廣泛的局域網(wǎng)絡。從目前的應用情況來看，控制網(wǎng)絡系統(tǒng)、校園局域網(wǎng)絡、證券網(wǎng)絡系統(tǒng)、辦公自動化系統(tǒng)等均采用了基于以太網(wǎng)的通信傳輸模式，使得以太網(wǎng)技術已經(jīng)成為當前局域網(wǎng)絡的主流技術。另外，成本經(jīng)濟、性能穩(wěn)定、實時性強、技術成熟以及應用范圍廣等都是以太網(wǎng)的優(yōu)勢所在，這些都會使其在可以預見的將來內(nèi)獲得良好的發(fā)展。
1.2拓撲結構
寬帶局域網(wǎng)絡的常見拓撲結構主要包括以下幾種：
1.2.1 環(huán)形網(wǎng)絡結構 該拓撲結構是一個非常典型的從點至點的環(huán)形結構模式，它主要就是以串聯(lián)的形式借助通信鏈路把每一臺計算機連接成為一個閉合的環(huán)，例如令牌環(huán)形網(wǎng)。在環(huán)形網(wǎng)絡結構形式中，數(shù)據(jù)和信息依照固定的方向進行傳送，即不是順時針方向便是逆時針方向。環(huán)形結構的優(yōu)點和缺點都比較明顯，首先，其優(yōu)點是由于每一個網(wǎng)絡節(jié)點與相鄰兩個網(wǎng)絡節(jié)點的連接均直接通過物理鏈路，因而，數(shù)據(jù)和信息傳輸控制機制比較簡單，而且傳輸過程中具有很好的實時性；另外，網(wǎng)絡中的每一次信息傳輸都有固定的最大傳輸遲延。其次，其缺點是如果網(wǎng)絡中的任何一個節(jié)點出現(xiàn)問題，便直接導致整個網(wǎng)絡通信的中斷，因此環(huán)形網(wǎng)絡結構的可靠性比較低。目前，為了克服環(huán)形網(wǎng)絡結構先天性的可靠性低問題，某些網(wǎng)絡已經(jīng)采用了網(wǎng)絡自愈功能，即某個網(wǎng)絡節(jié)點出現(xiàn)問題之后，該功能便可以進行鏈路的自動切換，但是由于該功能需要調整訪問控制機制和網(wǎng)絡拓撲結構，復雜程度相對較高。
1.2.2 總線網(wǎng)絡拓撲結構 總線網(wǎng)絡拓撲結構是當前普遍采用的結構形式之一，該種拓撲形式主要是借助通信線路把所有的入網(wǎng)計算機連接到一條通信干路當中；同時，在通信干路的兩端連有終結器匹配線路阻抗來借此避免出現(xiàn)信號反射問題。由于總線網(wǎng)絡拓撲結構具有相對明顯的優(yōu)點，目前已經(jīng)成為局域網(wǎng)絡應用最廣的拓撲形式。它的優(yōu)勢是經(jīng)濟性好、結構簡單、利用效率高，它的缺點是網(wǎng)絡延伸距離和網(wǎng)絡容納的節(jié)點數(shù)量有限制，并且同一個時刻只允許兩個網(wǎng)絡節(jié)點進行通信。如果通信干路上的任何一個節(jié)點出現(xiàn)問題便會直接影響整個局域網(wǎng)絡的通信。總線網(wǎng)絡拓撲結構只需要鋪設通信主干電纜即可，因此其安裝過程相對容易；其配置過程中也比較簡單，節(jié)點的增加與刪除均非常容易操作，但是如果該主干通信電纜的接入點數(shù)量飽和時，便需要重新鋪設新的主干通信電纜。但是如果出現(xiàn)故障維修時的難度比較大，因為在進行介質故障排除時，需要把該故障限制在某個區(qū)間（網(wǎng)段），位于該區(qū)間的非故障用戶的正常使用均要受到影響。
1.2.3 星形網(wǎng)絡拓撲結構 該種拓撲結構形式主要將某一個網(wǎng)絡節(jié)點作為處理中樞，而相關的入網(wǎng)設備均利用物理鏈路與該處理中樞節(jié)點進行連接。星形網(wǎng)絡拓撲結構的優(yōu)點非常突出，即控制簡單、網(wǎng)絡架設容易、結構簡潔，其缺點也比較明顯，即作為處理中樞的網(wǎng)絡節(jié)點的工作負載非常大，降低了可靠水平以及通信線路的利用效率。星形網(wǎng)絡拓撲結構可以進行優(yōu)化“改裝”，例如，將一個星形網(wǎng)絡拓撲結構隱藏在另一個星形網(wǎng)絡拓撲結構當中，便會形成新的層次性網(wǎng)絡拓撲結構或者樹形網(wǎng)絡拓撲結構。星形網(wǎng)絡拓撲結構的安裝過程中要相對復雜和困難一些，所使用的通信電纜也要稍多一些。但是，星形網(wǎng)絡拓撲結構的重新配置操作比較簡便，僅僅需要在改變、刪除或者增加某個端口的連接即可。但是星形網(wǎng)絡拓撲結構的維護管理難度相對較大，主要是因為在星形網(wǎng)絡拓撲結構中，網(wǎng)絡中的一切數(shù)據(jù)和信息均需要經(jīng)過處理中樞的中心設備，并由其匯集處理。因為結構形式特殊，所以一旦網(wǎng)絡出現(xiàn)故障，受故障影響的用戶則能夠降到最少，并可以進行很好地處理。
1.3ATM技術
Anchronous Transfer Mode，即異步傳輸模式，簡稱ATM。圖像、視頻、音頻等多媒體內(nèi)容的增多迫使用戶來獲得更高的'接入速率，但是傳統(tǒng)的電路交換 和分組交換對于日益增加的交換任務顯得束手無策。在進行大量任務交換時，電路交換的突發(fā)性和傳輸速率均會產(chǎn)生較大的變化，增加了控制難度；在傳輸速率較大的情況下，分組交換的協(xié)議數(shù)據(jù)單元需要占用各層處理的大量資源，信息傳輸延遲問題嚴重。異步傳輸模式（ATM）的寬帶信息交換是它的典型優(yōu)勢，因此，它在廣域網(wǎng)和局域網(wǎng)當中均獲得了親睞。異步傳輸模式（ATM）具有高速數(shù)據(jù)傳輸率和支持許多種類型如聲音、數(shù)據(jù)、傳真、實時視頻、CD質量音頻和圖像的通信，它是一項信元中繼技術，數(shù)據(jù)分組大小固定。你可將信元想象成一種運輸設備，能夠把數(shù)據(jù)塊從一個設備經(jīng)過ATM交換設備傳送到另一個設備。所有信元具有同樣的大小，不像幀中繼及局域網(wǎng)系統(tǒng)數(shù)據(jù)分組大小不定。使用相同大小的信元可以提供一種方法，預計和保證應用所需要的帶寬。
1.4VLAN技術
Virtual LAN，即虛擬局域網(wǎng)，簡稱VLAN。VLAN系統(tǒng)的交換機配備高速以太網(wǎng)升級接口，并支持交換機間連接協(xié)議（ISL），具備跨越高速以太主干網(wǎng)連接的兼容性。ISL協(xié)議可提供跨越骨干網(wǎng)的第二層VLAN標識，并將每個數(shù)據(jù)包直接傳送到已配置有相應VLAN標識的交換機，從而極大地減少了整個企業(yè)中的廣播量。任何VLAN配置差異都可通過動態(tài)配置分析和運行記錄生成過程檢測出，并可通知到網(wǎng)絡管理應用軟件。這樣保證在安裝交換的網(wǎng)絡上具有配置兼容性，而且減少了由網(wǎng)絡管理員導致的配置錯誤。VLAN通過基于協(xié)議類型和網(wǎng)絡地址的分段，可在網(wǎng)絡層（通常指第三層）上得到進一步定義。這種類型的VLAN分段需要子網(wǎng)地址與VLAN組映射。交換機將終端站的MAC地址和基于于網(wǎng)地址的對應VLAN連接起來，同時選定在同一VLAN中的其他站的相應網(wǎng)絡端口。這種方法的優(yōu)點在于網(wǎng)絡管理員可根據(jù)每個包中的網(wǎng)絡層信息對網(wǎng)絡進行分段。
2應用實例
某住宅小區(qū)為了實現(xiàn)信息化，構建了寬帶局域網(wǎng)絡。其總體設計方案簡介如下：第一，絡操作服務平臺的基礎是局域網(wǎng)絡和TCP/IP協(xié)議集。選擇CISCO WORKS FORwIN網(wǎng)管軟件，可以實現(xiàn)對內(nèi)外網(wǎng)的全面、綜合管理。第二，確保內(nèi)部網(wǎng)絡的安全，采用內(nèi)外網(wǎng)隔離方式，與外部網(wǎng)絡連接采用防火墻等安全措施。第三，網(wǎng)絡應用支持與開發(fā)工具包括網(wǎng)絡服務功能、外部資源連接、以及應用系統(tǒng)開發(fā)工具等組成部份。第四，絡服務功能包括信息查詢、發(fā)布等，支持電子郵件、域名服務、文件傳輸服務。外部資源連接的功能是實現(xiàn)WEB服務與企業(yè)管理信息數(shù)據(jù)庫的互連。第五，統(tǒng)開發(fā)工具是開發(fā)基于的多種應用軟件系統(tǒng)的開發(fā)工具，包括系統(tǒng)互連、面向對象的多種網(wǎng)絡應用開發(fā)工具。
參考文獻
朱永泉，王輝，張彥秋，王志波，等. 小區(qū)住宅接入寬帶網(wǎng)布線設計方案. 黑龍江通信技術，2002（01）：56-58.
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