8－1－1基本概念 .................................................................................................................... 2
8－1－1－1 结构化布线系统的特点 ............................................................................. 2 8－1－1－2 结构化布线系统的应用场合 ..................................................................... 3 8－1－2结构化布线系统组成 ................................................................................................ 4
8－1－2－1 工作区（终端）子系统 ............................................................................. 4 8－1－2－2 水平布线子系统 ......................................................................................... 4 8－1－2－3垂直干线子系统 .......................................................................................... 5 8－1－2－4 管理子系统 ................................................................................................. 5 8－1－2－5设备间子系统 .............................................................................................. 5 8－1－2－6 建筑群子系统 ............................................................................................. 6 8－1－3 结构化布线系统的设备部件 ................................................................................... 6
8－1－3－1结构化布线系统中的传输媒体 .................................................................. 6 8－1－3－2结构化布线中的连接部件 .......................................................................... 9 8－1－4工程设计 .................................................................................................................. 10
8－1－4－1程设计的内容 ............................................................................................ 10 8－1－4－2结构化布线系统标准 ................................................................................ 10 8－1－4－3结构化布线系统的测试 ............................................................................ 11
8－2网络机房和电源 .................................................................................................................... 11
8－2－1机房 .......................................................................................................................... 11
8－2－1－1机房的总体设计 ........................................................................................ 11 8－2－1－2机房的环境设计 ........................................................................................ 13 8－2－1－3机房空调容量的设计 ................................................................................ 14 8－2－2 电源 ......................................................................................................................... 14
8－2－2－1配电系统设计 ............................................................................................ 14 8－2－2－2机房供电设计 ............................................................................................ 17 8－2－2－3电源系统接地设计 .................................................................................... 17
8－3 基于以太网技术设计LAN.................................................................................................. 19
8－3－1以太网原理 .............................................................................................................. 20 8－3－2半双工和全双工以太网 .......................................................................................... 21 8－3－3快速以太网 .............................................................................................................. 21 8－3－4千兆比以太网 .......................................................................................................... 22 8－3－5千兆以太网 .............................................................................................................. 23 8－3－6以太LAN的设计.................................................................................................... 23
8－3－6－1应考虑的因素 ............................................................................................ 23 8－3－6－2 5-4-3规则 ............................................................................................. 24 8－3－6－3 电缆段长度和互连设备数量 ................................................................... 24 8－3－6－4工作组级LAN ........................................................................................... 25 8－3－6－5中等规模LAN ........................................................................................... 25 8－3－3－6 具有主干结构的企业网 ........................................................................... 26 8－3－7升级到千兆比以太网 .............................................................................................. 28 8－4为企业网选择技术和设备 .................................................................................................... 30
8－4－1 选择网络互连设备 ................................................................................................. 30 8－4－2构建广域企业网 ...................................................................................................... 31
1
8－4－3选择远地访问设备 .................................................................................................. 32 8－4－4选择WAN路由器和交换机 ................................................................................... 33 8－4－5选择WAN服务提供商 ........................................................................................... 34 8－5 物理网络设计举例 ............................................................................................................... 34 8－6小结........................................................................................................................................ 36
第8章物理网络设计
物理网络设计的任务包括为设计的逻辑网络选择环境平台：主要包括结构化布线系统设计、网络机房系统的设计和供电系统的设计等内容；为企业网或园区网选择局域网（LAN）和广域网（WAN）技术及设备。由于逻辑网络设计是物理网络设计的基础，因此影响逻辑网络设计的商业目标、技术需求、网络通信特征等都会影响物理网络设计。需要强调指出的是，本章没有涉及有关结构化布线系统和网络机房、电源的设计许多非常专业的技术，而只是从系统设计者的角度介绍了最为基本的知识。
在8－l节中，我们介绍了结构化布线系统的基本概念、组成、主要装备以及工程设计包括的内容。8－2节介绍了网络机房和电源的设计考虑。这两节的内容构成了网络环境层设计的主体。我们在8—3中重点讨论了如何基于各种以太网技术设计LAN的问题，对设计大、中、小型LAN的技术进行了详细讨论。对于利用WAN技术互连LAN而构成更大的网络的问题，我们也在8－4节中进行了讨论，并在8－5节中给出了一个企业网设计实例。
8－l结构化布线系统
随着经济发展的需要，建筑的智能化已经是衡量建筑等级的尺度之一。新兴建筑必须满足建筑自动化、通信自动化和办公自动化以及防火自动化和信息管理自动化等方面的要求。因此，作为计算机网络系统和电话系统的基础设施，布线系统已成为计算机网络系统建设中的一个重要部分。计算机网络的布线系统有两种，一种是非结构化布线，另一种则是结构化布线。结构化布线系统是一种跨学科、跨行业的系统工程，能够满足支持综合型的应用。布线系统所采用的结构，通常要根据技术要求、地理环境和用户的分布等情况而定，设计的目标是在满足使用的技术指标的情况下，使系统布线合理，造价经济，施工及维护方便。 8－1－1基本概念
8－1－1－1 结构化布线系统的特点
在传统布线系统中，例如电话、计算机、电传机、安全保密设备、火灾报警、空调、生产设备和集中控制系统等，都是各自独立。而且各自的设计、安装都由不同的厂商实施，布线系统更是五花八门，各成体系。不同设备所使用的不同线缆、不同连接材料，连接这些不同布线的插头、插座及配线设备都不能互相兼容。结构化布线系统能够克服传统布线系统的不足之处，能够适应信息化的需要。 所谓结构化布线系统，其实质就是指建筑物或建筑群内所安装的传输线路。这些传输线路将所有的语音设备、数据通信设备、图像处理与安全监视设备、交换设备和其他信息管理
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系统彼此相连，并按照一定秩序和内部关系组合成为整体。从用户角度来说，结构化布线系统是使用一套标准的组网部件，按照标准的连接方法来实现的网络布线系统。结构化布线系统由一系列不同的部件组成，它包括布置在建筑物或建筑群内所有传输线缆和各种配件，例如电缆与光缆传输媒体、线路管理硬件、连接器、插头、插座、适配器、电气保护设备及硬件，各类用户终端设备接口和外部网络接口等。目前所说的结构化综合布线系统还是以通信自动化为主的综合布线系统，是智能化建筑的基础。 结构化布线系统所使用的传输媒体、布线设备和接插组件都符合标准化，它是目前所推行的比较先进的布线方式。它有许多特点：
．结构化布线系统具有良好的综合性和兼容性。该系统集语音、数据、图像与监控等设
备于一体，并将多种终端设备的插头、插座标准化，能够满足不同厂商终端设备的需 要，即任一插座都能够连接不同类型的设备，能综合和兼容不同系统。
．结构化布线系统适应性强，使用灵活。由于传输媒体、连线、配线组件的标准化，在
任何网络系统的环境之下，不需要因为使用了不同的设备而与厂商协调，也不需要因 为设备的增加或位置的变化或设备类型的更改等而重新更改布线，而只需要在配线架 上对相关部位跳一下线就可以了，即可改变系统组成和服务功能，能够满足建筑物多 种弱电系统对传输平台的要求。从而大大地减少了在线路的布放及管理上耗费时间和 经济上的开销，同时该布线系统实用、方便，一次投资长期受益。
．结构化布线系统易于扩容，便于维护。该系统采用模块化设计，布线系统采用积木式
标准组件，易于扩充与重新配置。当需要扩容时，只需增加配线设备和扩容部分的新 增布线，实施起来非常方便而且不影响整个系统的正常运行，就是说既不影响原有系 统的工作又能保护原有系统的投资。由于结构化布线系统的积木式特点，系统性能稳 定、维护非常方便，一旦某一模块出现故障，它不影响其他模块工作，而且出现故障 的模块很容易通过监测系统迅速发现故障。 ．结构化布系统具有科学性和经济实用性。该系统的设计标准和系统所使用的标准化组
网部件，以及检测功能和施工工具，都是符合国际标准。是目前先进而可靠的技术， 由于它的开放性，能够满足不同用户需求的能力。结构化布线系统构成了智能化建筑 的基础，是智能化建筑的神经系统。 结构化布线系统的特点和效益是多方面的，它可以合理、有序地进行弱电系统布线的总体设计，避免各个子系统重复施工所造成的种种浪费和相互间的不利影响；同时更合理地利用建筑空间，变无序为有序，方便管理和使用。 8－1－1－2 结构化布线系统的应用场合
结构化布线系统是一套标准的配线系统，它能够适应信息社会的需要。结构化布线系统是信息高速公路向办公环境和家庭环境的延伸，它的应用场合是广泛的，尤其适用智能化建筑或者集中先进技术装备的建筑群体。结构化布线系统适应场合主要有
．智能化建筑的布线系统。在智能化建筑系统和高级住宅小区这些系统中，通常拥有相
当数量的先进设备，其通信容量大，自动化程度高。非结构化布线难以满足其技术指 标和发展的需要。
．商业贸易类型的布线系统。它覆盖的领域包括：商务贸易中心，商业大厦等；银行、
保险公司、证券公司等金融机构；宾馆、饭店等服务行业。
．机关办公类型的布线系统。它覆盖的领域包括：政府机关、企事业单位、群众团体、
公司机关等办公大楼或综合型大厦等。
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8－1－2结构化布线系统组成
结构化布线系统的组成结构有国家标准及国际标准化组织／国际电工委员会的标准规定。有些标准以一个建筑群为设计单元，有的是以一幢建筑物为设计单元。我们的讨论是以一个建筑群为单元的网络系统结构，它由工作区（终端）子系统、水平布线子系统、垂直干线子系统、管理子系统、设备间子系统和建筑群子系统组成。 8－1－2－1 工作区（终端）子系统
工作区（终端）子系统，有的也叫工作站区子系统或叫用户端子。工作区布线是由终端设备到信息插座的连线组成，就是从通信的引出端到工作站之间的连接线。它主要包括与用户设备连接的各种信息插座和相关配件，终端设备包括计算机、电话机、传真机等。目前最常用的应该配备非屏蔽双绞线的RJ-45插座、RJ－11电话连接插座、图像信息连接插座以及连接这些插座与终端设备之间的连接软线和扩展连接线等。工作区子系统所用的设备、器材均为统一标准规定的型号和规格，以满足话音、数据和图像等信息传输的要求。工作区子系统的布线通常属于非永久性的，根据用户的需要随时可以移动、增加或改变，既便于连接也易于管理。工作区子系统中的信息插座视网络系统的规模和终端设备的种类、数量而定。 工作区（终端）子系统中的布线，信息插座通常安装在工作间四周的墙壁下方，也有安装在用户的办公桌子上。不论安装在何处，应以方便、安全、不易损坏为目标。 所谓工作区子系统的布线，实质上相当于传统专业布线系统屋内通信线路的布线，终端设备包括计算机、电话机、传真机和有线电视机等，这些终端设备与信息插座或叫通信引出端（有时称适配器）之间的连接线。 8－1－2－2 水平布线子系统
水平布线子系统又称分支干线子系统或叫水平干线子系统。与垂直干线相比，水平布线子系统是建筑物平面楼层的分支系统，它的一端来自垂直干线的楼层配线间（即管理子系统）的配线架，另一端与工作区的用户信息插座相连接。 根据工作区子系统设备的数量和种类，水平布线子系统所采用的传输媒体有光缆、同轴电缆和双绞线等，目前光缆和双绞线使用得最多。依据网络系统的规模，在同一楼层可以设置楼层配线架，水平布线子系统是由楼层配线架至各个通信引出端为止的通信线路；规模不大时，水平布线子系统也可以由设备干系统的配线架直接连到本楼层的各个通信引出端为止。为了网络系统的安全、可靠和施工方便，水平布线系统中的传输媒体中间不宜有转接点，两端宜直接从配线架到工作区连接插座。当水平布线子系统覆盖的范围很大，一个楼层的工作区又很多，以后又可能需要有一定的扩充量的话，为适应实际需要，水平布线子系统的设计可以允许在有些工作区或适当部位设置转接点。但转接点不宜过多，转接过多后容易产生电缆附加串音，影响传输质量。
水平布线子系统的布线通常有暗管预埋，墙面引线；或地下管槽，地面出线两种。前者布线方法适应多数建筑系统，但一旦铺设完成，不宜更改和维护。后者的布线方法最适合于少墙、多柱的环境，而且更改和维护方便。一般常用的水平布线大多都是采用地下管槽，地面引线或墙面引线。环境复杂时，也可以根据实际情况灵活处理。
事实上，水平布线子系统与传统的专业布线系统的配线通信线路相似，由各个楼层的 配线架起，分别引到各个楼层的通信引出端为止的通信线路。
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8－1－2－3垂直干线子系统
垂直干线子系统也有称作干线子系统，是高层建筑垂直连接的各种传输媒体的组合。通过垂直连接系统将各个楼层的水平布线子系统连接起来，满足各个部分之间的通信要求，所以说它是结构化布线的骨干部分。在结构化布线的设计中，可根据各楼层的不同技术要求，分别选择相应的缆线规格或数量。例如干线可以是光缆、电缆或双绞线，以满足数据与话音的需要。
垂直干线系统的布线，一般是垂直安装。典型的安装方法是将传输媒体安装在沿着贯穿建筑物各个楼层的竖井之内，并固定在垂直竖井的钢铁支架上，确保其牢固程度。垂直竖井在每个楼层有连接水平子系统的分支房间，这个房间通常称为管理子系统。在多层高建筑或二层以上的低建筑中，这一系统构成垂直子系统关系，在单层建筑中，它的作用虽不是垂直关系，但它的功能仍然起着连接其他子区的中枢作用。 垂直干线子系统与高层建筑传统的专业布线系统相似，通过一个垂直管道或垂直竖井将所有的通信传输线置于之内，在每个楼层作一个分支即管理子系统，再由管理子系统中的配线架到每一用户。
8－1－2－4 管理子系统
管理子系统由各个楼层的配线架构成，实现垂直子系统与水平布线子系统之间的连接。管理子系统也称配线系统，它就像一个楼层调度室。由它来灵活调整一层中各个房间的设备移动和网络拓扑结构的变更。通过该系统能够将一个用户端子调整到另一个用户端子或设备上，也可以将某一个水平布线子系统调整到另一个水平布线子系统。整个网络系统需要调整布线时或用户有什么变更，都可以通过配线架上的跳线实现重新布线的连接顺序。这样就能够有机地调整各个工作区域内的线路连接关系。这就是结构化布线系统中的灵活性的关键所在。
管理子系统常用的设备包括双绞线配线架或跳线板、光缆配线架或跳线系统，除此之外还有一些集线器、适配器和光缆的光电转换设备等。
管理子系统就相当于传统专业布线系统中的屋内通信线路交换箱、配线箱或跳线等接续设备。
8－1－2－5设备间子系统
设备间子系统是一幢楼中集中安装大型通信设备、主机、网络服务器、网络互连设备和配线接续设备的场所。这个房间是放置网络系统的公用设备，也是进出线的地方。由这里监视、管理建筑物内整个网络系统。设备间子系统所连接的设备主要是服务的提供者，并包含大量的与用户连接的端子。该机房担负户外系统与户内系统的汇合，同时集中了所有系统的传输媒体、公用设备和配线接续设备等。 在设备间子系统的位置选择方面，一方面要兼顾到与垂直子系统、水平布线子系统的连接方便，同时还要考虑到电磁干扰环境的要求等。它涉及到结构化布线的投资、施工安装与维护等，所以通常选择在一幢楼的中部楼层。该机房供电要求也格外严格，通常必须配备不间断电源（UPS），而且还要有备份电源。其他方面的环境要求也要比普通机房的要求严格得多。
设备间子系统相当于传统专业布线系统中的外线引入机房，是通信线路的进线和总配线架等设备集中的枢纽。
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8－1－2－6 建筑群子系统
建筑群子系统是将一个建筑物中的电缆延伸到建筑群的另一些建筑物中的通信设备和装置上。建筑群子系统也有叫户外子系统。结构化布线系统不仅仅局限于一个建筑物，而是面对一个建筑楼群，需要一个系统来完成楼与楼之间的连接，或者是各楼设备间子系统与设备间子系统中的干线连接，实现这个功能的系统就是建筑群子系统或叫户外子系统。 建筑群子系统支持提供楼群之间通信所需要的硬件，例如有光缆、同轴电缆或双绞线等传输媒体。具体采用什么媒体，根据网络的规模、通信的传输距离和用户的容量而确定，除此之外还需要配置保护装置以及其他一些配件。如果考虑到避免雷击的可能，通常优先考虑采用光缆。建筑群子系统的布线，通常有通过地下管道布线和架空布线两种方式，建筑群子系统与户内系统的连接需要有专门的房间，这个机房就是设备间子系统。 建筑群子系统或叫户外子系统，实质上就相当于传统专业布线系统中的各幢建筑物之间的通信线路。
上述结构化布系统的组成是国际通行的标准。国家信息产业部在国际标准的基础上，结合我国国情，制定了一套既能体现通信线路的系统性和整体性，同时又能反映我国国情和特点的结构化布线系统组成的国家标准。该标准规定结构化布线系统由建筑群主干线布线子系统、建筑物主干线布线子系统和水平布线子系统组成。工作区布线系统视为非永久性的布线方式，所以在工程设计以及施工安装等方面都不列入结构化布线系统。
结构化布线系统的示意图如图8．l所示。
8－1－3 结构化布线系统的设备部件
结构化布线系统中所需要的设备和部件很多，大体上划分为传输媒体、媒体之间的连接部件和配线接续设备等几类。
8－1－3－1结构化布线系统中的传输媒体
传输媒体是连接网络各个站点的物理通道。提供可靠的物理通道是信息能够正确、快速传递的前提。在计算机网络的结构化布线系统中，最常用的传输媒体有电话线路、双绞线、同轴电缆、光纤电缆、微波和卫星通信等。
双绞线是目前结构化布线中最常用的传输媒体之一，不论是传输模拟数据还是数字数据，双绞线都是很好的传输媒体。所谓双绞线就是两根相互绝缘的导体按一定规律相互缠绕形成螺旋结构排列的两根铜线，外部包裹屏蔽层或塑像外皮而构成。缠绕的目的形成两
根导线互相绞扭，以便传输数据时减少线对之间的电磁干扰。实际使用中通常是将这样的两对或四对放在一起，而且每对线使用不同颜色以便区分，在每对中的两根线也有不同颜色的区别。
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双绞线是一种价格便宜、安装方便和可靠性高的传输媒体。双绞线适用于短距离传输。双绞线通常又分为屏蔽双绞线与非屏蔽双绞线两种。
非屏蔽双绞线
非屏蔽双绞线是将多对双绞线集中起来，在外面包上一层塑料增强保护层而形成。非屏蔽双绞线抗干扰能力较差，误码率高，但价格便宜、安装方便，既适应于点对点连接，也适应于多点连接。其特性阻抗为100Ω。目前非屏蔽双绞线作为计算机网络系统的传输媒体被广泛使用。
国际电力工业协会EIA为非屏蔽双绞线定义了6种质量级别，其他类型的双绞线如超6类线正在标准化中。
第1、2类：主要用于电话通信中的语音和低速数据线，其最高传输速率为4Mb／s。 第3类：主要用于计算机网络中的数据线。其最高传输速率为10Mb／s。 第4类：主要用于计算机网络中的数据线，其最高传输速率为16Mb／s。 第5类：这是目前使用最多的一类，其最高传输速率为100Mb／s。
第6类：具有200MHz以下的传输特性，其最高传输速率为1000Mb／s。 非屏蔽双绞线的连接配件是RJ－45的插头或叫水晶头。RJ－45接头有8个线槽分别与4对双绞线相对应，连接方法应按标准规定，随意连接将使以后维护工作困难。RJ－45连接实际就是与双绞线的连接。非屏蔽双绞线的塑料保护层内有4对钱，其中白一橙色和橙色为一交扭对；白-绿色和绿色为一交姐对；白一蓝色和蓝色为一交扭对；白一棕色和棕色为一交扭对。一般按由浅到深的顺序取白一橙色、橙色和白一绿色、绿色两个交扭对为一个收发对。RJ－45插头通常有8根针，每根针对应一根线，8根针的排列顺序是1，2，3，4 ，5，6，7和8。双绞线与RJ－45插头的连接方法通常有直通连接和交叉连接两种。
直通线连接方式遵循EIA／TIA568B连接标准，这种连接方式应用最多。交叉线连接方式遵循EIA／TIA568A连接标准，这种方式用于两台设备的无中继的互连。图8．2给出了这两种连接方式的示意图。如果需要直通线连接方式的双绞线，则该双绞线的两端均要按图8．2（a）所示方式连线。如果需要交叉线连接方式的双绞线，则该双绞线一端要按图8．2（a）所示方式连接，而另一端要图8．2（b）所示方式连线。
双绞线与RJ－45连接的具体方法是，自双绞线电缆外保护套管端头处剥去约2cm长，使其露出4对缆线。将4对线进行解扭整理，按照直通或交叉连接的顺序将4对线排列平坦整齐，不齐时用剪刀再剪一下使其整齐。然后平坦整齐地插入RJ－45插头内，并且在RJ－45头部能够清楚见到一排整齐的铜芯，表示已经插到位。用压线钳压实RJ－45，双绞线的外保护层在RJ－45插头内的凹陷处被压实。这样一个RJ－45与双绞线的连接就做好了。
屏蔽双绞线的价格高于非屏蔽双绞线，在施工安装上难度大，而且所使用的插头与RJ
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－45不同，需要提供屏蔽接地，所以插头比较特殊，安装困难而且也复杂。
光纤电缆
光纤电缆是一种传输光束的细而柔韧的媒体。光纤电线由一捆光导纤维组成，简称光缆。光缆的芯是由导光性极好的玻璃纤维或塑料制成，芯的外层是涂覆层，最外层是塑料的保护层。通常最外层的保护皮外和涂覆层之间还留有空隙，其中可以填充细线或泡沫，也可以用环状物隔离并充以油料等。
数据传输中，光缆中传输的是光波，外界的电磁干扰与噪声都不能对光信号造成影响。传输过程中，首先需要将电信号转换成光信号再通过光缆传输，然后再经过光信号转换成电信号输出。数据的发送端或接收端需要有光电转换装置设备进行处理。光缆的数据传输速率可达几千Mb/s，传输距离可达几十公里并具有低误码率（10-9 ~10-10）。因此，光纤电缆具有传输速率高、误码率低、线路损耗低、抗干扰能力强和保密性好的特点，而且价格极具竞争力，目前是信息传输技术中发展潜力最大的传输媒体。在结构化布线系统中，主干线都由光缆组成。
光缆的种类划分方法有多种，用得比较多的是根据光线在光纤的芯与涂覆层之间的传输方式进行划分，通常有单模光纤和多模光纤两类（参见图8．3）：
．单模光纤。单模光纤的光线是以直线方式传输，频率单一，没有折射现象。就是说单模光纤中传输的是一种颜色的光。通常芯径小于 10 μm。
．多模光纤。多模光纤的光线是以波浪式传输，多种频率共存。多模光纤中同时传输的是几种颜色的光。通常芯径在 50 μm以上，涂覆层直径在 100～600 μm之间。
目前光缆的规格有以下多种。
单模：芯径 8．3μ m，涂覆层直径 125 μ m。 多模：芯径 50μ m，涂覆层直径 125 μm。 芯径 62．5 μm，涂覆层直径 125μm。 芯径 85 μm，涂覆层直径 125μ m。 芯径100 μ m，涂覆层直径140μm。 结构化布线中的媒体选择
结构化布线中如何选择传输媒体受网络拓扑结构的限制，此外还要考虑其他一些因素。例如用户容量、网络的可靠性、网络所支持的数据类型和网络的环境范围等。
双绞线以其价格便宜、安装方便和性能可靠等原因。与同轴电缆相比，虽然带宽受到一些限制，但应用范围十分广泛。在结构化布线系统中，无论是在传统的专业布线中，还是在电话系统中的应用都用量最多。与配线架或接续设备的连接也非常方便，所以在建筑群或建筑物、办公室等系统都能满足技术上的要求。
同轴电缆与双绞线相比价格高一些，具有容量大、数据速率高和传输距离较远等特点，但由于连接器件的可靠性不高，在目前计算机网络的布线中较少被采用。
在远距离传输中，尤其对于点对点之类的通信中，由于光缆低噪声、低损耗、抗干扰性能好，加之其重轻、体积小等原因，光缆在结构化布线系统中，特别是在建筑群主干线或建筑物的主干线的布线中应用前景很好。
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媒体的传输距离
传输媒体的传输距离或称信道长度，在结构化布线系统中是一个非常重要指标，在工程设计时必须要考虑这一因素。各类传输媒体的传输距离有国际标准，如 ISO/IEC 11801：1995（E）的《信息技术——用户房屋综合布线》，该标准主要着眼于各种计算机网络的需要。结合常用的一些参数摘录如表8．l所示，供应用时参考。
8－1－3－2结构化布线中的连接部件
连接设备是结构化布线系统中的重要组成部分。结构化布线的连接部件包括配线架或接续设备和各种传输媒体的连接硬件。
配线架
配线架在结构化布线系统中起着非常重要的作用。建筑群主干线布线系统、建筑物主干线布线系统和垂直布线系统等都需要配线架，配线架是由各种各样的跳线板与跳线组成。它能够方便地调整各个区域内的线路连接关系。当需要调整布线系统时，通过配线架系统的跳线重新配置布线的连接顺序。它不仅能够将一个用户端子跳接到另一个用户端子或者设备上，而且能够将整个楼层的布线线路跳接到另一个线路上。跳线的种类很多，如光纤跳线、电缆跳线等。
为了操作方便，电缆配线架大多都采用无焊接的连接方法。 双绞线连接设备
双绞线布线系统中的连接部件主要是RJ－45，除此之外就是用户的信息接插座或叫通信引出端子，由此以便与终端设备相连接。
同轴电缆连接设备
同轴电缆布线中所需要的连接部件比较多。如粗同轴电缆中使用的N系列连接器（包括阴、阳）；N系列桶形连接器、粗转细转换器（包括阴、阳）；N系列端接器等，其中端接物有 N系列和 BNC系列两种，其阻值大小是由所用电缆的阻抗特性决定的。目前的粗电缆和细电缆都是 50Ω。通常工作站发送的信息从连接工作站的 BNC头向两边的传输媒体传送，一直到网络的两个端头。端接器的作用就是吸收到传送媒体端头的信号，使其不被反射回传，从而保证整个网络能正常工作。细同轴电缆中所用的有BNC连接器（Q9接头）；BNCT型连接器；BNC桶形连接器和 BNC端接器等。
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光缆连接设备
光缆布线中所需要的连接设备有光缆配线架、光纤连接器和光电转换器等设备。 此外，还可能用到中继器、集线器（HUB）、收发器和收发器电缆等连接设备，以及连接收发器所用的 DB－ 15接头（包括阴、阳）等。 8－1－4工程设计
结构化布线系统的工程设计，首先要把握以下几方面内容。 8－1－4－1程设计的内容
对用户通信要来的评估
评估用户的通信要求和对计算机网络的要求，包括网络服务范围、通信类型和工程投资能力。
实地勘察建筑群或建筑物的地理环境
实地勘察了解工程环境，包括为建筑群布线还是为建筑物布线、用户数量、位置和用户与用户之间的最大距离。楼与楼之间的电缆走向、楼层内的电缆走向和供电系统情况等。以此来确定网络的拓扑结构。
根据地理环境选择传输媒体、网络设备
由网络的通信类型、地理环境、用户容量和拓扑结构就可以确定选择什么样的传输媒体。常用的传输媒体有双绞线、电缆和光缆等，同时根据所选择的媒体，确定各种连接器、跳线和配线架等硬件设备。选择这些设备时，要注意所选用的线缆、连接器件、跳线等都必须要与选型相配套。例如，选择6类线标准时，其线缆、连接器件、跳线都一定满足6类要求，否则达不到所设计的技术指标。
绘制网络工程布局、配置蓝图
在完成以上工作之后，依照结构化布线系统的结构组成，对整个网络系统绘画出结构化布线的蓝图，标明主干线、分支线、媒体、距离和走向。配线接续设备的规格与位置、连接器的类型与位置、通信引出端（用户信息插座）的品名、位置等。在用户容量的基础上还需要留有一定的余量，对以后的扩容和用户可能的变更等需要同时一并考虑。
进行工程造价估算
最后一项是投资预算。预算投资时需要一并考虑：硬设备、软件预算；网络工程材料经费投资；网络工程施工费用投资；技术培训费用投资和维护费用投资等。 8－1－4－2结构化布线系统标准
结构化布线系统已经成为一种产业，目前已经出台了结构化布线系统的设计、施工和测试等标准，同时也有相应的进口产品和国产设备，例如线缆、配线接续设备等。其标准有
． EIA / TIA 568商业建筑电信布线标准。
． ISO / IEC 11801建筑物通用布线的国际标准。
． EIA / TIA TSB-67非屏蔽双绞线系统传输性能验收规范。 ． EIA／TIA 569民用建筑建筑通信通道和空间标推。 ． EIA / TIA ～民用建筑中有关通信接地标准。 ． EIA／TIA ～民用建筑通信管理标准。
上述标准支持以下计算机网络标准：IEE802.3总线型LAN网络标准；IEE802．5环形LAN网络标准；FDDI光纤分布数据接口高速网络标准；CDDI铜线分布数据接口高速网络
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标准和ATM异步传输模式。
我国于1995年3月颁布并批准《建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范》标准即CECS92：97建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范。
几种布线系统涉及范围和要点：
（1）水平平线布线系统，涉及水平跳线架，水平线缆；线缆出入口／连接器，转接户等。
（2）垂直干线布线系统，涉及主跳线架、中间跳线架；建筑外主干线缆，建筑内主干线缆等。
（3）非屏蔽双绞线布线系统，参见8－13－l节的有关内容。 （4）光缆布线系统，水平干线子系统：62．5／125μm多模光缆（入出口有2条光缆），多数为室内型光缆。垂直干线子系统： 62．5／125 μ m多模光缆或10／125 μm单模光缆。
8－1－4－3结构化布线系统的测试
结构化布线系统的测试主要是对线缆和布线系统的网络连接硬件进行测试，从工程角度来说通常测试分为两类，即验证测试和鉴别测试。所谓验证测试就是测试线缆的基本安装情况。例如线缆有无开路、短路等现象，无屏蔽双绞线的连接是否符合标准，同轴电缆的端接器是否接触良好等。鉴别测试则是在满足正确连接的同时，是否符合有关标准的测试，即测试其电气特性是否达到设计要求等。测试的内容通常包括
．线缆长度。 ．特性阻抗。 ．噪声。 ．衰减。 ．近端串扰。
结构化布线系统的测试工具通常分为两大类，一类是线缆检测工具，或叫验证测试工具，如 TEST ALL IV检测仪和 Fluke 620检测仪等。另一类是线缆测试工具，也叫鉴别测试工具，如 DSP－100数字式测试仪、TEXT－ALL25测试仪和938系列光缆测试仪等。
8－2网络机房和电源
8－2－1机房
建设标准的计算机网络机房是网络系统安全、可靠的重要保证。设计网络机房不同于单机计算机机房，计算机网络系统所用的设备大多是机、电、磁为一体的高精密度设备，机房环境的要求是设计网络系统机房的重要因素之一，一个良好的工作环境，可以使系统工作可靠、机器寿命增长。本节重点介绍网络系统机房的环境设计考虑。 8－2－1－1机房的总体设计
计算机网络中心机房的建设，首先是机房场地的设计，对机房的要求主要考虑面积、地面、墙壁、顶棚、门窗和照明等。
计算机网络系统机房 1．机房位置的选址
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计算机网络中心机房的位置选择不同于普通办公环境的要求，机房位置不宜设在一幢较高层大楼的底层，也不宜设置在高层，通常最好选择在中层为宜。通常网络系统机房选址有如下要求：
（1）计算机网络系统机房选择在免遭地震易损场所，并具有一定抗震能力。 （2）网络系统机房要求远离易燃易爆、具有腐蚀性、有害化学气体的场所。
（3）避免机房周围有强电场干扰，应远离高压输电线、雷达站、无线电发射台和微波站。同时为避免噪声干扰，应远离振动源和噪声源。
（4）为避免尘埃的影响，机房应远离水泥厂、石灰厂等尘埃多发地。 2．机房面积的确定
机房面积的确定需要考虑的因素很多，一方面要根据机种和应用而定，另一方面还要考虑实际条件的允许。通常的原则是整体机房面积不宜过大，单机机房面积不宜过小。以保证有足够的操作与维护空间为宜。同时考虑到设备前后左右留有足够散热空间及预期扩充设备所需的空间。教学用机的机房，科研用机的机房、办公用机的机房、管理系统中心的用机机房、商场及证券公司用机等，根据不同需要和工作环境因地制宜，以保证设备安放有足够的宽度、高度和空间。通常网络系统机房面积设计应为设备占用面积的5～7倍的关系。
计算机网络系统机房装饰设计 1．机房地面的设计
机房地面最好采用铺设灵活、方便、走线合理，具有高抗静电的活动地板，距离地面20～30cm，保证系统的绝缘电阻在 10MΩ以上。而且活动地板最好配有走线的异形地板，以方便架设电源、信号等电缆。目前我国生产地板品种很多，例如有铝合金底面地板、钢质底面地板和木质地板等，可根据自己的情况选用。选择的基本原则是，在有防静电、防滑、防尘和防潮的前提下，也可采用比较简便、经济实惠的材料。同时注意机房地面是否能够支撑所有设备的重量。
但有的机房为美观而铺设地毯，这种做法是不科学的。计算机机房内切忌铺地毯之类物品，因为地毯是容易积尘、容易产生静电的物品。
2. 机房墙面的设计
墙面应选用不易产生尘埃，也不易吸附尘埃的材料涂表墙面。目前大多采用塑料壁纸和乳胶漆等。
3．机房顶棚的设计 为了调温、吸音、布置照明灯具和装饰等，最好在原房子顶棚下加一层吊顶。吊顶材 料既要美观，又必须满足防火、消尘的要求。目前，我国大多采用铝合金或轻钢作龙骨，安装吸音铝合金板，难燃的铝塑板、纸面石英板等。
4．机房门窗的设计
机房的门应保证密封性好，以隔音防尘为目的，最大的设备能方便进出机房。窗户应采用双层密闭玻璃窗，方便于调温。为防止阳光直接照射，最好安装窗帘。如果环境安全有问题，需要考虑防盗问题。
5. 机房照明的设计
机房应有一定的照明度但又不宜过亮，以保证操作的准确性，提高工作效率，；减少视觉疲劳。机房照明不同于工作办公室，机房照明需要照度大，光线分布均匀，光线不能直射，尤其应避免强光直接照射显示器、控制台和控制台面板。按照国家标准，机房在离地面0．8m处的照明度应为150～200勒克斯。在有吊顶的房间可选用嵌入式荧光灯（两管或三管），而在无吊顶的房间可选用吸顶式或吊链式荧光灯。
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8－2－1－2机房的环境设计
由于网络系统设备的高精密和系统的接插件多，所以机房环境的设计要求较高。通常需要考虑的因素有：电源、灰尘、温度与湿度、腐蚀和电磁干扰等，这些方面也是造成计算机网络系统故障的主要环境因素。
机房的卫生环境
计算机网络对机房的洁净度要求严格，灰尘对计算机和网络部件的危害极大。
计算机的存储系统，灰尘极易吸附在磁媒体的表面上，如软盘、硬盘是绝对不能允许有灰尘侵蚀。如在软盘上有灰尘，就会将软盘划坏。对于硬盘，硬盘体是被密封了的，并设有空气过滤器。尽管如此，仍然要求防尘，否则将会损坏盘体或者碰头，造成数据的丢失。
计算机和网络器件中大量使用集成电路，芯片的集成度越来越高，引脚数也越来越多，使得印刷电路板上的引线也越来越细，越来越密。若电路板上落满灰尘，就极易在集成芯片引脚之间。印制极引线之间产生漏电流，若在潮湿的季节会加大芯片的负载，促使芯片的老化或损坏。此外，灰尘还有腐蚀作用，极易促使芯片的引脚、电路板联线的腐蚀，造成开路故障。
机房温度与湿度的环境
计算机网络系统对环境的温度、湿度有严格的要求，它直接影响网络系统的正常运行和使用寿命。若机房的温度过高，设备的温度上升而影响计算机的性能，严重时会造成机器的损坏，同时还会加速元件的老化，降低使用寿命；温度过低会造成设备不能正常运行。按照国家标准，开机时的机房温度通常要求在15～30℃，停机时的机房温度要求在5～35℃。所以，一般计算机网络机房都必须安装空调，而且要通风良好，开机时间不宜太长；没有条件安装空调的机房要用电扇降温，并限制开机时间，或者打开机箱降温。除此之外，对计算机网络机房的相对湿度也有一定的要求，相对湿度过低，工作人员在地面行走、触摸设备、机械磨擦都会使机房内产生静电感应，对设备造成静电干扰以至产生故障：相对湿度过高会造成芯片引脚之间、印制板引线之间的漏电流加大，容易造成集成芯片的损坏，网络接插件接触不良。通常温度、湿度和清洁度都可以由空调系统来保证，依照国家标准，一般湿度保持在20％～80％，这样就可以维持计算机网络系统的正常运行。
系统防电磁辐射的环境
电磁辐射对计算机网络系统的影响通常包括：电磁干扰和射频干扰两类。
电磁干扰通常来源于外部强电设备的启、停所产生的脉冲干扰；计算机内部产生的电磁干扰；静电放电产生的电磁干扰。射频干扰来源于计算机网络机房附近的通信电台、可控硅的开启与关闭和电源系统的射频传导，这些都是射频干扰的主要来源。电磁辐射干扰将影响计算机网络的正常工作以至使系统瘫痪，电磁辐射干扰会破坏存储媒体上的数据，造成信息丢失；在计算机网络控制系统中，电磁辐射干扰会使系统出错，控制失灵。
计算机网络机房严禁铺设易产生静电的材料，机房门口加装抗静电的脚垫，同时非专业维修人员切勿触摸计算机网络设备内部印刷线路板，防止静电损坏设备。
任何无线电杂波干扰应低于0．5伏特，否则需要采取电磁屏蔽等措施使之达到该要求。 计算机网络系统机房的其他设备
为了计算机和网络设备以及工作人员的人身安全，需要保持室内空气的新鲜，通常在计算机网络机房还需要安装以下设备。 ．负离子发生器。 ．紫外线杀菌灯。 ．灭火设备。 ．去湿设备。
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8－2－1－3机房空调容量的设计
计算机网络系统对周围的环境要求很高，地域和季节不同，需要改善的重点也不同。炎热的南方和夏季的北方，环境温湿度的调节重点是降温去湿；而冬季的北方则需要加温增湿来调节环境的温湿度。目前计算机机房和网络机房都主要是靠空调机进行温度和湿度的调节。机房的大小不同，选择什么样的空调合适，需要对空调容量进行计算。
空调容量的设计，通常需要考虑设备发热、机房照明的发热、机房人员的热量、机房外围结构和空气流通等因素，在这些因素的基础上设计需要什么样的空调，或者说选择多大的空调更合理。通常有如下计算方法：
K＝（100～300）×∑S（大卡） 其中K为空调容量，∑S为机房面积。 8－2－2 电源
电源系统的设计力求设计合理，使用安全和运行可靠。 8－2－2－1配电系统设计
计算机网络系统的供电设计必须达到技术合理、经济实用的要求。就是说既能满足供电的可靠性、维修方便性和运行的安全性，同时又能满足供电系统的投资少、效益高的要求。这就是计算机网络系统供电部分的设计目标。
计算机网络系统中设备机房的电力负荷等级
计算机网络系统设备间或中心机房的供电系统，通常要求不间断地供电。国家电力部门对工业企业电力负荷进行了等级划分，依照用电设备可靠性的程度通常分为三级，即一级负荷用电系统、二级负荷用电系统和三级负荷用电系统。所谓一级负荷，就是要建立不停电系统，采用一类供电；二级负荷就是需要建立带有备用供电系统的二类供电；三级负荷就是普通用户的供电系统，也叫三类供电。负荷等级不同，不仅仅保证不停电供电，而且供电的质量也应该有所不同。
供电负荷等级一旦选定，供电部门就依照所选择的等级保证供电。通常有些对供电系统要求不是很高的单位或部门，也可以采用两路供电系统。一路一旦停电，该系统能够立即自动切换到另一路供电系统，一般两路同时停电的机会相对少一些，以此来保证用电的可靠。
计算机网络系统的供电标准涉及到网络系统的安全，针对计算机网络系统的工作性质，严格区分供电等级，这是网络系统供电设计的重要一步。
供电系统的负荷计算
为保证计算机网络系统的供电安全、可靠，设计配电系统时需要考虑的另一个问题就是用电负荷的计算。一个机房或一个用电系统，分为照明用电、空调用电和设备用电：照明灯的数量，每支灯的功率；空调多大，耗电量多少；设备数量，每台设备的功率；除此之外还要考虑设备增加时备份电源插座的用电负荷等。根据所用负载的负荷进行综合计算，以此选择进线和机房电源线线径以及配电方式。按照目前国家的供电标准，可以选择三相供电系统或单相供电系统。电源线线径通常以lmm2 的线径不超过6A电流的标准进行设计。
系统负荷的计算或叫负载功率的确定，通常有实测法和估算法两种。实测法即指在通电的情况下，测量负载电流。如果负载为单相时，则为相电流与相电压乘积的2倍作为负载功率；如果负载为三相时，则用相电流与相电压乘积的3倍作为负载功率。估算法则是将各个单项负载功率加起来，所得的和再乘以一个保险系数作为总的负载功率，通常保险系数取值为1．3为宜。
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采用实测法或者选用估算法计算出来的总负载功率仅仅作为总负载功率的基数，同时还要考虑为以后可能的扩容设备留有一定的余量，这时才是所拟定的总负载功率的设计参数。配电设备、稳压设备、进线或出线的线径都是以此为依据进行选材设计。
配电系统的设计
这里仅仅限于低电压部分的配电设计。目前国家低电压供电系统的标准，采用的是三相四线制，即相电压与频率相同，而相位不同的供电体系。三相额定线电压为380伏，单相额定电压为22O伏，频率50HZ。有些进口设备中所使用的是额定110伏电压，这种情况需要进行转换处理，以满足我国的供电标准。
设计配电系统时，根据所计算出来的总负荷量和设备的需要，可以选择三相四线制的供电方式，也可以采用单相供电方式。一般情况下大功率空调单独使用一组三相四线制的供电系统，专门保证空调用电。此外，如果设备多、范围大的情况时，照明系统用一组三相电，动力用一组三相电。这时配电需要考虑各相的均匀分配，不要造成某一相负荷很重，而另一相负荷则很轻的现象。如果设备不多或者范围不大时，用一组三相供电，其中照明使用一相，其他两相用于动力，照明电和动力电不宜混合使用。分配的具体方法视规模与设备数量多少而定。
配电系统设计时，进入机房的供电系统，如果是三相电时则必须是三相四线制形式；如果使用的是单相供电，则必须是单相二线制形式。交流系统中的零线不要在机房作接地零钱，所谓零线，就是由变压器和发电机中性点引出的、并直接接地的中性线，通常这条中性线就叫作电源的零线。机房需要安装保护地线，其作用和制作方法以后再介绍。配电系统的设计就是根据设备和照明的需要合理分配，便于管理、控制和维护，安全、可靠为目的。
供电方式
计算机网络系统用电和其他设备或办公用电需要一并考虑。同时还需要根据当地的供电环境，在保证供电质量的前提下，尽量采用投资少，有利管理与维护的供电方式。机房通常采用如下供电方式。
1．市电直接供电方式
市电直接供电就是利用单相220伏直接送至配电设备，然后再送计算机网络系统设备用电。这种供电方式适应于电网系统运行稳定，质量又有保证，周围没有大型负载以及电磁干扰，各项技术指标都能满足设备要求的情况下。市电直接供电方式投资少，运行费用低，配电设备简单，维护方便。这种配电方式对电网要求高，而且容易受外部环境影响。
对于电网要求不高的设备或系统才采用这种供电方式。市电直接供电系统中也可以再配备交流稳压电源，市电经稳压电源稳压以后再送给计算机网络系统设备，这也是对市电直接供电方式所存在问题的一种补救。
2. UPS系统供电
由于市电直接供电所存在的不足，在实用上受到了很大的限制。UPS不间断供电系统是将市电送至UPS设备，再由UPS输出送给计算机网络系统设备。UPS电源能够在市电突然停电的情况下继续供应网络设备用电，短的能够持续供电几分钟，长的持续供电时间超过8小时以上。即是在市电停电的情况下，UPS能够提供一定电力，使之有足够时间处理计算机中的信息，或者启动备用供电设备。有些系统为确保网络系统安全可靠运行，将两台或多台UPS设备进行冗余式并机运行，一旦其中的一台出现故障，能够发出警告并自动退出并联系统，并由另一台保证供电。如证券公司或导航等系统的计算机网络都必须采用这类电源，否则一旦市电停电就会造成严重后果。同时UPS不间断供电系统还具有稳压、稳频、抗干扰、防止电源等特点，目前不仅计算机网络系统采用，就是单机工作的计算机系统也采用UPS供电，以确保计算机系统中的数据安全。
目前UPS设备种类很多，有在线型UPS和后备UPS。所谓在线型UPS即指其机内的
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逆变器串联在供电回路上，持续不间断地工作着的UPS；所谓后备型UPS是指其机内逆变器通过转换开关并联在供电回路上，只有当市电中断以后才受控工作的UPS。就UPS输出而论，有正弦波输出的、也有方波输出的之分；有单相输入单相输出的、有三相输入单相输出的、有三相输入三相输出等之分；功率有从几个KVA到几十个KVA之分；UPS时间容量有几分钟到几小时或几十小时之分。设计人员可根据网络系统的规模或系统的负荷情况、设备对供电系统质量的要求等，综合考虑选择不同类型的UPS电源。
3．综合式供电方式
所谓综合供电方式，就是采用市电直接供电方式与UPS不间断供电方式相结合。在计算机网络系统中，通常将设备间或网络系统中的主机部分采用UPS供电，而其他辅助设备则采用市电直接供应。就是主要设备必须保证不间断供电，辅助设备即使短时间的停电也不致于造成后果的情况下，则采用普通供电方式。综合供电方式可以减少UPS的数量，降低工程造价，维护方便。同时在智能化建筑系统中还可以减少设备之间的相互干扰，尤其对于程控交换设备，为保证通信质量，采用这种供电方式利大于弊。
计算机网络系统的机房内，电源插座应有两种。一种由UPS电源供电，另一种由市电直接供电。UPS供电的插座用于网络系统的服务器、网络设备和部分主机，市电直接供电的插座用于辅助设备，例如吸尘器、空气过滤器、去湿机等非计算机网络系统设备和部分用户主机。
供电系统的安全
供电系统的安全就是要尽量避免电源系统造成对计算机网络的损坏。涉及到配电系统的设计和电源插座部分的安装，具体讲解如下。
1．用电设备过载
配电系统的设计时，对用电的负荷量要留有充分的余地。防止因用电过负荷使电力线发热而可能引发的电源火灾，同时UPS和交流稳压电源的功率与负载功率相比，要有一定的余量。否则，轻则造成过负荷掉电，重则造成过负荷事故。此外，计算机网络用户不能随意扩容，设备增加造成负荷量超过设计要求时，这也是不允许的。工程设计时，配电系统还需要配置空气开关，一旦过负荷时能具备有效可行的保护措施。
2．电气保护措施
电力线进入建筑物或进入机房时，入口处要有保护措施。配电系统设计时尤其对智能化建筑中的配电系统设计时，要注意防止雷电影响，设计时需要增加防雷保护装置。同时对静电干扰也要有防止措施，这些都可能造成供电系统故障或威及计算机网络系统安全。
电气保护还包括过压保护和过流保护等，例如工作电压超过250伏的电源碰地、地电势超过250伏、交流50HZ感应电压超过250伏或雷电达到700伏电源电压时，如没有过压保护装置就可能造成电源过压故障。此外，由于某种原因，如果用电设备对地形成了低阻通路，这时可能并不产生过压情况，但可能产生强大的电流进入用电设备，造成设备的损坏。为防止因过流造成的故障，供电设计时还需要有过流保护装置。
3．电力线及电源插座的安装
供电系统在完成设计之后的施工也是一个很重要的环节。配电柜中的电力线连接一定要牢固，地线连接要可靠，布线要规范。为防止电磁干扰，电力线与计算机网络中的电缆线要有一定的距离间隔。电力线安装完成之后，在加电之前需要先用兆欧摇表对线路的绝缘性进行测试检查。当符合技术指标要求后，才能允许再正式进行通电检查。
安装电源插座时一定要严格注意零、地、火之间的位置关系，按照国家规定，单相电源的三孔插座与相电压的对应关系，必须满足正视右孔对相（火线）线，左孔对零线，上孔接地线的要求。通常由电源插座的正视面左孔起按照顺时针方向数，习惯上称零、地、火的规定关系。同时安装时，尤其防止电源的零线与保护地线颠倒连接，这种连接对交流220
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伏供电并没什么影响，但对计算机网络系统设备就使其直流地接到了交流地，交流工作地的电压波动，将影响网络系统设备的直流地电位，引起设备工作不稳定，如计算机显示器出现屏幕干扰，严重时造成集成电路芯片故障，而且故障原因难以诊断。 8－2－2－2机房供电设计
电网是计算机网络正常工作的能源，没有它计算机网络就不能工作，若电网不正常则计算机就容易出故障。电网系统质量好坏，将直接影响计算机网络系统的工作性能以及寿命，有时甚至会带来严重的后果。所以，在设计计算机网络系统时，对电力供应有以下要求。 （1）电网电压要稳定，通常要求在任何情况下，其偏差不得超过额定值的全5％。对交流市电电压一般应在 士10％的范围内波动，一旦出现过压或欠压情况，一定要有自动保护措施并能发出报警，操作人员及时处理。电源电压不稳定的原因主要来源于负荷的变化对电网的影响，所以计算网络机房的选址就要考虑这类问题。
（2）要求电网电压杂波少、干扰小。电源杂波也能影响计算机网络系统的正常工作，通常谐波失真小于全5％。一般采用不同频率的滤波器将其滤除掉。通常计算机需要配备一种叫“净化电源”的交流稳压器，它有一个大功率的滤波器和一个正弦波能量分配器，它既可以有较好的电压稳压作用，而且还有较好的抗干扰能力，使其输出的电压波形不受外界杂波的影响。也有使用交流稳压器解决一些电压波动比较大的杂波干扰。 （3）防止工业控制系统交变电磁场的辐射干扰，这种交变电磁辐射对计算机网络的正常工作有很大的影响，通常需要采取一些屏蔽措施来解决这类影响。 （4）电网必须在一定的时间内不间断地连续供电。无规则地突然停电或停电以后又立即上电，最容易造成计算机网络系统的损坏。对于此类问题，一般最好使用UPS，UPS电源既可稳压调节，又可以进行电源逆变的一种设备。当电网供电正常时，对其输出电压调节，有一个较为稳定的输出电压，同时具有过压保护能力；若电压过低或停电时，它自动地切换逆变，把平常储电池的直流电逆变成220伏50HZ的交流电输出，供给计算机使用，这样就可使计算机网络不受或少受停电的影响，给操作人员一个充余的时间对输入程序和数据进行保护处理。 （5）计算机网络系统最好不要与大容量的感性负载电网并联运行，以防止高压电源对计算机的干扰影响。
（6）电网的频率漂移要小，提供计算机网络系统设备的电源的频率的偏差不得大于± 1％。 （7）计算机网络系统所用的电源要有良好的接地。电源线或电源地线不能与计算机网络通信电缆相互垂直，防止电源线对计算机网络系统造成干扰。 8－2－2－3电源系统接地设计
所谓接地就是设备的某一部分与土壤之间作良好的电气连接，这就叫作“接地”，与土壤直接接触的金属导体叫作接地体或接地极，连接接地体或设备接地部分的导线叫作地线。接地是以接地电流易于流动为目的，所以接地电阻越低接地电流越易于流动，通常要求接地电阻越低越好，说明接地效果好。
计算机网络供电系统的接地十分重要，能使电源电压有一个稳定的零电位以便作为其他所有电压的参考，同时对于其他一些强干扰它又能起到对计算机网络系统的保护功能。例如，计算机网络的电源电压或计算机网络的通信信号遇到干扰时，通过良好的接地线，由高、低频滤波电容滤除干扰。此外，良好的接地线，对于雷电或强电磁之类的干扰也能有效地滤除，对计算机网络起到了保护作用。为保证计算机网络系统的安全，设计一个良好的接地系
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统是非常重要的。
计算机供电系统的接地，通常包括交流接地、直流接地和保护接地几种。 1．交流接地
交流接地是将交流电电源的地线与大地相接，通常是采用较粗的导线与铜排相接之后，埋设于1．5～2m深的地下，并撒放一些粗盐或木炭增加其导电性能，然后填土埋好。交流地线为电源提供一个良好的进入大地的通路，由此来减少接地电流与地线之间形成的电位差。交流接地是为了保证设备和工作人员的安全，同时还可以减少静电放电现象造成的系统故障。交流地接地电阻通常要小于3Ω。
交流接地线通常也叫中性线或叫零线。交流220伏的零线对的电压应为0伏，由于种种原因可能会产生电位差，但不应超过5伏，若达不到该要求，就要设法改善接地电阻，以达到该指标。
2．直流接地
直流接地就是将直流电源的输出端的一个极（负板或正极）与大地相接，使其有一个稳定的零电位，以便供其他电压参考，同时还可以减少数据传输中的出错。通常要求直流接地电阻不得大于1Ω。
3．保护接地
保护接地通常是指各种设备的外壳接地。保护接地的作用是屏蔽外界各种干扰对计算机或其他设备的影响，同时防止因漏电流造成的人身安全问题。连接的方法就是将计算机或其他设备的外壳与地相连，通常要求其接地电阻应小于1Ω。配线间的所有配线架都必须与该地相连接。
一般要求这三种接地都必须要单独与大地相连，为防止它们之间的相互干扰，三种接地点相互的距离不得小于15m。为有效防止电力传输线对地线可能产生的电磁干扰，还要求其他电力线不能与地线并行走线。
此外还有防雷保护地和屏蔽保护地。防雷保护地主要是将自然界的雷电电流通过接地线漏放掉，避免了雷电瞬时所产生的极高电位对网络设备的影响。一般要求防雷保护地的接地电阻小于10Ω，而且为防止防雷接地对其他接地的影响，要求防雷接地点与其他接地点大于25m。屏蔽保护地是指传输线缆中的屏蔽层的良好接地，通常将各种线缆的屏蔽层接到一起，再连接到配线架的接地线上，每个楼层的配线架的接地端子又与配线间的接地装置相连，并且要求永久性地保持连接。同时要求从楼层配线架至接地装置接地导线的直流电阻不得超过1Ω。
4．地线的制作方法
地线的制作方法很多，通常最简单的方法是使用金属地板做接地网使用，接地网所用的金属可以是铜板或铜排或钢板、角钢、钢筋等。
使用这些金属材料理于地下3～4m深的坑内，在坑中放入一些如粗盐或木炭之类的降阻材料，再在金属材料上焊接一条2cm宽的铜排或钢带引出地面并固定在大楼的墙壁上，然后再用线径为6一10mm粗的铜线或用厚度为0．5mm、宽度为1cm的铜带引入机房内，通常地线是围绕墙根四周安装的。一般选用的金属材料如 50 cm × 50cm × 3mm左右的铜板或钢板，或者选用 2.5 × 7cm左右的角钢，或者选用铜排都可以，金属材料与坑内地面的接触面积大一些为最好。
5．接地系统的标准
为保证计算机网络系统设备免受外界电力干扰，并保护工作人员的安全，接地系统必须满足如下标准。
．接地线必须与其他任何导线完全隔离并绝缘，地线只能与建筑物的真正接地线相接。 ．接地线的线径不得少于5．5～8mm的要求。
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．接地线与交流电源中的中性线应有区别，安装时接地线与电源中的中性线必须分开。 ．接地线必须连接到专用的接地端，接地电阻应小于1Ω。
8－3 基于以太网技术设计LAN
企业网的基础网络类型是LAN。因此我们首先讨论LAN技术，其中又重点讨论以太网技术：如何基于以太网来设计小型、中型和大型网络，并在8－4节中讨论如何由此形成企业网。
最常用的LAN类型是，基于IEEE802．3标准的总线网，基于IEEE802．4标准的令牌总线网和基于IEEE802．5标准的令牌环网及采用类似概念的分布式光纤数字接口（FDDI）。其中由于以太网具有的简单、经济、易维护的特点，在全世界得到了广泛使用。由于以太网电缆系统是无源的，站点（具有以太网卡的主机）的接入与安装很方便。由于以太网媒体访问控制协议的限制，以太网覆盖的范围有限制；在低负载时网络基本上没有时延，而当网络负载很重时，网络效率下降很多，从而产生了发送时延不确定的缺点。
令牌环网采用的是一种无竞争的接入控制协议，在网络负载很重时，其效率和吞吐率都是很高的；但在网络负载较小时，效率较低。令牌环网可以设置优先级，网络时延有确定的上界。由于令牌的集中管理，当其发生故障时，处理较为麻烦。除了可以用双绞线连接外，还支持光纤连接。
令牌总线网在物理结构上采用总线形式，而在逻辑上却是环形结构，因此可认为是前两种形式的综合。令牌总线网的发送时延是确定的，并且可以设置优先级，因此可以支持传送数字化的分组话音信号。由于它可以支持多个信道，除了传输数据外，还可传输话音和电视。在网络负载很重时，其性能非常好。但在网络负载很轻时，也会有不必要的时延。
光纤分布数据接口（FDDI）是另一种曾经非常流行的 LAN技术标准，现在也有一些地方仍在使用。FDDI是基于令牌的双环LAN技术，它采用光纤作为其传输媒体，速率可
达到100Mb/s。由于光纤的特点，使其具有较高的保密性和可靠性。因为采用双环结构， FDDI还可提供一定的容错能力，使网络更为可靠。
FDDI为适应不同类型应用的需要，定义了几个不同的标准：
（1）FDDI-I：可提供同步和异步数据传输服务。其中，异步数据传输服务不能保证数据实时传送，不适合对时间要求严格的应用；同步数据传输服务可优先处理对时间要求严格的应用，比异步传输能更有效的支持多媒体传输。
（2） FDDI-II：是一个基于电路交换体系结构的标准。它将100Mb／s的带宽分成16个不同的电路，每条电路还可以分成96个独立的64kb／s通道。每条电路可以分配成传送异步数据或等时数据。FDDI－II用这些通道来保证对时间敏感的应用的需要。FDDI－II可以工作在基本模式和混合模式下。在基本模式下，可提供与FDDI-I相同的同步和异步数据传输服务，但不能提供等时服务。在混合模式下，除了可以提供与基本模式相同的服务外，还能够提供等时服务，这是由电路交换保证的。
（3）FFOL：是一种改进的FDDI技术标准，为了突破FDDI的100Mb／s速率的限制而制定的。它的最高速率可达到2．4Gb／s，可充当主干网络。它可以提供分组和电路交换服务，可满足各种多媒体应用的需要。它还有能力与 WAN，如 B－ISDN、SMDS和异步专递方式（ATM）互连。
从目前网络技术发展情况看，ATM技术用于LAN的尝试已经失败，而以太网技术获得了极大的成功。一方面实践表明以太网能满足绝大多数的用户需求；另一方面要归功于以太网技术的简单性，使得它价格低廉和易于维护，同时以太网的速率已从10Mb／s发展到100
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Mb／S和1000 Mb／S，万兆量级的以太网已经问世。下面我们重点讨论以太LAN技术。 8－3－1以太网原理
最初的以太网（Ethernet）由Xerox PARC提出，并由Digital设备公司、 Intel以及Xerox发展成为以太网II标准（亦称DIX标准），它的工作原理为CSMA／CD。目前使用的以太网标准采用了 IEEE 802.3标准。
从接入网络的所有站点共享相同信道带宽的角度看，以太网属于随机接入控制方式，其特点是所有用户都可以根据自己的意愿随机地发送信息。当两个或更多的用户同时发送信息时，就产生了帧的冲突，它导致冲突用户的发送都告失败。由于电磁波在网络上传播需要时间，在每个站发送数据刚刚开始的一个很短的时间内，冲突仍有可能发生。载波监听多点接入CSMA（Carrier Sense Multiple Access）是指每个站都能在发送数据前监听信道上其他站是否在发送数据。如在发送，则此站就暂不发送数据，从而减少了发生冲突的可能。这样就提高了整个系统的吞吐量。CSMA／CD比CSMA进一步提高性能，即冲突检测（CD）功能。要求站点一边发送一边监听，若监听到冲突的发生，则冲突的双方就必须停止发送，转发强化冲突信号。这样，信道就很快空闲下来，为下次竞争做准备，因而提高了信道的利用率。我们可将CSMA／CD的要点可归纳为：发前先听（监听到信道空闲就发送数据帧）；边发边听（并继续监听下去）；发现冲突（如监听到发生了冲突），立即停发（则立即放弃此数据帧的发送），转发强化（同时发送强化冲突信号）。
初期以太网使用的曼彻斯特编码要求每一信号都在+0．85伏到-0．85伏之间变化。当电压变化大大超出允许范围，冲突将被检测出来。为了检查实际有无冲突出现，在检测的持续时间上应有所要求。但站点在线路上发送一帧时，其发送时间至少应等于最坏情况下信号在线路上的往返时间。
对往返时间的要求导致帧符合一个最小长度的标准。对基带总线而言，检测冲突的时间等于任意两个站点之间的最大的传播时延a的两倍。在10Mb／s以太网中时隙（slot time）可近似为
时隙≈2S／0.7C＋2 a
其中S为两站点间的最大距离，C为光传播速度，a为该信道的最大传播时延。为了保证发出的MAC帧冲突时不被漏检，要求发送的帧有一个下限，即所谓“最小帧长度”。该长度能保证在网络最大跨距范围内，任何站点发送帧后，若产生冲突均能检测到。因为任何
站点检测到冲突必须在帧发送完毕之前完成，否则，就可能形成漏检，造成传输错误。以太网指定网络速率为10Mb／s，往返时间指定最大值为50 μ S。需要传送数据的最小长度从而为500比特或62．5字节，取整后得帧长度为64字节。如果数据添加到帧中后帧长仍小于64字节，要对帧的剩余部分进行填充。由于“最小帧长度”已规定，则时隙则相应被确定，两站点间的最大距离随之被确定。随着以太网速度的不断提高，信道最大距离也随之相应减少。
如图8．4所示为以太网帧格式。
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对于以太网II帧格式，其中前导码是由若干0和1组成的8个字节的序列，说明是帧开始并用于传输同步码。目的地址为6字节的MAC地址，源地址亦为6字节的源MAC地址， 2字节的类型域用于说明数据域中所用的客户协议（如 IPX，IP等），数据域则用于放置传输的数据。 IEEE 802.3以太网帧格式保留了上述许多特征，但有许多不同之处。一是用数据域长度代替类型域，二是前导码减为7字节，随后的1个字节变为帧开始定界符SFD，即10101011。最后4字节是帧检验序列FCS，用于存储对此帧进行计算的循环冗余检验值。
同时从共享接入信道的公平性和效率方面考虑，以太网对帧的最大长度进行了限制。 8－3－2半双工和全双工以太网
以太网是为共享媒体的工作站而定义的，使用带冲突检测的载波侦听多路访问（CSMA／CD）算法来控制帧的发送和两个或多个工作站同时发送的冲突。共享式以太网是半双工的，这意味着工作站可传送或接收数据，但不能同时接收和发送。
全双工以太网能够进行同时接收和发送数据，但只能以点对点方式（注意，此时不再以竞争方式工作）进行。全双工以太网需要在布线时用一对线用于发送，另一对线用于接收。
这实际上要求不能采用多点接入方式了，但在许多应用场合下仍然非常有用，例如在交换机与交换机的1000Mb／s连接中能够采用这种方式，以允许两个交换机同时高速地向对方传送；可用于交换机某端口和需要处理大量用户请求的服务器的连接，这使得高速数据传输时工作特别有效。全双工以太网的优点是它的传输效率是半双工连接的两倍。 8－3－3快速以太网
符合100Base－T规格的以太网被称为快速以太网。快速以太网有两种不兼容的标准： 其一是100Base－T的802.3u标准，其二是100VG－AnyLAN的802．12标准。前者主要由3Com，Intel和Sun等许多公司支持，采用的是CSMA／CD访问控制协议，传输速率为100Mb／s。后者主要由HP，IBM等公司支持，采用的是需求优先访问控制协议，支持802．3帧格式，传输速率为100Mb／s。由于100VG－AnyLAN标准与主流10Base－T标准兼容性差，支持的厂商较少，因此没有获得广泛使用。
IEEE 802.3u标准包括
．100Base－T4：采用 4对非屏蔽双绞线，支持3， 4和 5类电缆。采用 8B6T编码
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技术，每对线的传输速率为33.3Mb/s，三对线总传输速率为100Mb／s，另一对钱用于冲突监测。该标准应用较少，主要用于保护用户对现有3类线的投资。 ． 100Base－TX：采用 2对 5类线 UTP或 STP电缆，物理层采用 ANSI X3T9．5 FDDI，采用4B／5B编码器和收发器，连接器为RJ-45，网络结点之间距离为100m。这是目前应用最广的一种标准。
．100Base－FX：采用 2芯 62．5／125 μ m多模光纤为传输媒体，使用 FDDI物理层标准和4B／5B编码器/收发器，连接器采用MIC，ST或SC。这种标准规定网络结点之间的最大距离为400m。
为了使网卡和集线器同时适应 10Base－T和 100Base－T的传输速率，IEEE 802．3定义了自动协商协议。该协议适用于10／100Mb／s双速以太网卡，速率升级无需人工干预，自动检测，自行配置完成，其应用场合包括：
． 10／100Mb/s网卡和 10Base-T集线器，以 10Base-T模式工作。 ． 10／100Mb/s网卡和 100Base-T集线器，以 100Base-T模式工作。 快速以太网典型应用包括支持与客户机上的100Mb／s网卡相连，以及与多个10Mb／s集线器和服务器相连。 8－3－4千兆比以太网
千兆比以太网由 IEEE 802．3和 IEEE 802．3ab工作组制定。其中 IEEE 802．3z工作组负责制定光纤和同轴电缆的千兆比以太网全双工链路标准， IEEE 802.3ab工作组负责制定UTP电缆的千兆比以太网半双工链路标准。为了能够进行冲突检测，千兆比以太网若将最大电缆长度减小到10 m就没有什么实际用处了。因此千兆比以太网采用“载波延伸”的办法。 1988年为千兆比以太网制定的 IEEE 802．3z标准对基本 802．3帧进行修订。这就是最短帧长64字节仍不变（这样可以保持兼容性），但将竞争期时间变为512字节。凡发送的帧长不足512字节时，就用一些特殊字符填充在帧的后面，使其长度达到512字节，但这对净负荷并无影响。增加的长度仅当以半双工模式运行千兆比以太网时需要，因为此时仍需要冲突检测。在全双工方式中，则不需要此域。为提高信道利用率，在802．3z标准中，还使用了一种称为突发模式的操作模式。站点获得访问网络媒体后，突发模式允许连续发送多帧，直到达到1500字节为止，以加快传输速度同时减少网络中 CSMA／CD所产生的额外开销。通过在普通帧的空隙中插入特殊的扩展比特设置该操作模式，此扩展比特可用于保持线路忙，其他站点不会觉察到线路的空闲。
IEEE 802．3z标准包括 ． 1000Base-SX：短距离使用的多模光纤。当用50 μ m多模光纤时，距离可达300m，
用 62．5μm多模光纤时，达到 550m。
． 1000Base－LX用单模光纤时，距离达到3000m，用多模光纤时，距离可达550m。 ． 1000Base－CX：用双绞线铜缆实现高性能的传输，距离为25m。一般用于配线柜中。 ． 1000Base－T：最大距离达到100m，用超5类双绞线缆。
千兆位以太网能与10／100 Mb／s网络很好融合。千兆比以太网使用的是与它们相同的CSMA／CD媒体接入协议及相同的帧格式和帧长。因为与现有技术和传输速度的兼容，所以千兆比以太网将非常适合用作主干来连接路由器和集线器或其他类型的中继器。例如，提高千兆比以太网使用价值的另一个特性是在非共享连接上以全双工模式运行的能力。该模式有两个连接用于双向发送数据，因而不再需要冲突检测。这将加快高端服务器与集线器之间或集线器与集线器之间的数据传输。
千兆比以太网能够直接应用到桌面，从速率上考虑目前似乎没有这种需求。因为今天大部分操作系统和设备都不能处理1000Mb／S的速率，而且考虑到高速率的视频或多媒体
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数据的传输，千兆位以太网并不像其他技术如 ATM有服务质量保证。然而，配合使用 RSVP（资源预留协议）或许能够弥补该领域的不足（参见9-4-4节的内容）。 8－3－5千兆以太网
1999年3月， IEEE为制定10千兆以太网技术成立了高速研究组HSSG（High Speed Study Group）。 10千兆以太网的标准由 IEEE 802．3ae委员会制定，预计其正式标准将于 2002年发布。
10千兆以太网并非是简单将以太网的速率提高到每秒万兆比特，事实上，它在技术方面有许多问题需要研究解决。
．向后兼容性。10千兆以太网的帧格式与10Mb／S，100Mb／s和1Gb／s以太网完全
相同。它符合802．3标准的最小帧长和最大帧长规定。这意味着该技术能很好地与 较低速率的以太网兼容。
．工作在全双工方式下。即它不使用CSMA／CD协议，无信道冲突问题，这是10 千兆以太网因不受冲突检测的限制而使速度大大提高的原因。
．传输介质采用光纤。采用单模光纤接口和长距离的光收发器，覆盖距离超过40km， 即这种技术能够用于广域网或城域网。若采用价格便宜的多模光纤，传输距离仅 为65～300m。
．定义了两种不同的物理层。局域网物理层LAN PHY，它的传输速率是10Gb／S； 广域网物理层 WAN PHY（选项），这是为与所谓“ Gb／S”的 SONET／SDH相连接而定义的。由于“Gb／s”的SONET／SDH（即OC－192／STM-64）的有效载荷仅为9．58464Gb／s，因此，它无法支持10个千兆以太网端口的接入。此外，出于经济因素以及同步方式的 SONET／SDH和异步方式的以太网之间差异考虑，这种 WAN PHY标准与SONET／SDH标准不完全兼容的。
在以太网在局域网领域一统天下的情况下，10千兆以太网技术使得以太网技术向城域网和广域网扩展，从而实现端到端以太网络的传输。这种技术变革由于以太网的成熟性、易操作管理性和普及型，会带来经济方面和操作管理等方面的巨大好处。 8－3－6以太LAN的设计 8－3－6－1应考虑的因素
有两种基本的拓扑结构能用于建立小型以太网，即星型和总线拓扑。如果网络较大，则要在这两种拓扑的基础上进行扩展，形成多星或树型结构。如果网络覆盖面很大，就要考虑使用交换机或路由器这样的互连设备建立网络主干，并由此建立更为复杂的网络拓扑。
由特定拓扑决定的限制大多与以下因素有关： ．网络传输媒体，使长度和数据速率受限。 ．互连设备，用于连接不同的物理段。
．网络中设备数量，因为以太网使用广播方式交换数据，网络中设备过多会导致拥塞， 并使性能迅速下降。
．媒体接入机制，单个设备如何竞争网络媒体或获取对网络媒体的访问。在以太网中， 每一台客户机都要争夺本地媒体的访问权。
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8－3－6－2 5-4-3规则
5-4-3规则能够帮助设计者记住在以太网中任何两结点之间可以放置什么设备或电缆的规则。5-4-3规则是指：
．在LAN上最多可有5个电缆段。 ．最多有4个中继器或集线器。
．只允许3个网段的电缆上可以与结点相连。
当规划网络或升级网络的时候，应当坚持这些基本原则。应注意的是，此规则的最后一部分仅适用于同轴电缆，如 10Base－2或10Base－5。当用集线器和双绞线与结点相连时，每一结点都有自身的电缆，结点的范围可从仅有少量客户机的小型工作组一直到由堆栈式集线器所支持的较大工作组。
顺便指出，严格来说，网络或子网与网段不是相同的概念。传统上，网段是一个物理层的概念，而网络或子网是一个网络层的概念。即用路由器隔开的是不同的网络或子网，而用中继器或集线器隔开的是不同的网段。但是，自从局域网交换机问世以来，冲突域与广播域成为两个不同的概念，网段的概念也更多地与冲突域概念联系在一起了，即位于相同的冲突域中的机器可以被认为位于相同的网段。 8－3－6－3 电缆段长度和互连设备数量
对LAN而言，电缆长度是一个关键问题，因为以太网依靠往返时间决定数据分组是否能被正确发送。互连设备数量是指能与一根电缆相连的设备的数量，它是另一个重要技术参数。
表8．2给出了一些典型以太网电缆规范参数。
注意到上述规范的参数是产品必须要达到的参数。有时厂商提供的电缆的参数可能远高于这个指标。有时为了确定网络拓扑设计是否正确，需要核对一下每条计算机到计算机的通道的往返传输时延，并确定每一条通道均不超过460比特的最大极限。这个460比特的限制是计算机网络为保证低层协议正常动作所要求的。表8．3给出了一些设备和传输媒体往返传输迟延的数值。对于其他设备的相应参数可向厂商询问。
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如果在所设计的网络中找到一条通道的迟延超过了460比特迟延，而这些通路又确实 需要，无法改动则应当如何处理呢？最常用的解决问题方案是使用一个路由器或网桥，这就将一个大网络划分为两个或多个网段或子网再互连起来。这个460比特的迟延限制仅限于单一的LAN区域。
在使用网桥的情况下，不但应当考虑到迟延，还应当考虑到整个网络的信息量。例如，应当避免将网桥放在某些与其服务器频繁交换信息的工作站之间，因为网桥的引入的等待时间可能会影响系统的响应时间。为了保证网络的性能，通常在一个大中型网络中引入的网桥数目不能太多。
8－3－6－4工作组级LAN
所谓工作组级LAN即指覆盖一个办公室的计算机网络。工作组级以太网设计极为简单。一般可使用一个或多个集线器将办公室中的所有站点连接起来，其拓扑结构如图8．5所示，这样在这些机器之间就能够共享10Mb／s或100Mb／s的带宽。如果某些应用要求消耗更高的带宽，则需要用LAN交换机来代替集线器。
总线拓扑结构是以太网早先使用的一种拓扑结构，许多站点和设备都与一条电缆相连，如使用10Base－2电缆拓扑结构。但这些拓扑结构具有可靠性低的特点，已经过时。如果目前还在使用，应尽快考虑升级更新。 8－3－6－5中等规模LAN
如前面所述，星型拓扑结构是随集线器使用而引入的。它虽然具有单点故障的问题，但在许多方面优于总线拓扑结构。集线器是最简单的可以用于形成小工作组LAN的方法。通过结构化布线的方法，容易将集线器连接到一起，形成较大的LAN。树型和多星结构是两种常用的方法。
图8．6给出一种混合性拓扑结构，各站以星型连接，各星型则通过总线互相连接。这样，每个单点故障不能使整个LAN异常中断了。增加或改变站点，只需将其插入同一集线器的不同端口或另一集线器即可。如果某集线器出现故障，仅仅是预期连接的站点不能与网络通信，而其余站点仍可继续通信。
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用这种方法把一座楼中的不同工作部门连接起来是较为经济的选择。但这种混合型拓扑结构主要问题在于，一旦主干总线电缆出现故障，网络则被分为若干独立的集线器组。
另一种连接集线器的方法是多星拓扑结构，如图8．7所示。这种方法使用中心集线器连接与客户机相连的集线器。这一方法可在中心集线器上连接许多台集线器以建立大型LAN。不使用网桥，此方法就能在 LAN中连接多达1024台站点。切记5－4－3规则，在网络任意结点之间的路径中只允许安放4台中继器。
8－3－3－6 具有主干结构的企业网
以太网由于其CSMA／CD工作机理的限制，即使进行扩充该网覆盖的范围也是有限的。在另一方面，连接到以太网中的站点数目也不能太多。因为以太网中的站点越多，网络中流量就越大，冲突的机会也就越大，网络性能也就越低。
利用第3章讨论的各种网络互连设备，就能够形成一个更大的网络。这是Internet技术的可扩展性具有的强大生命力所在。注意到：尽管所连接的各个子网本身是广播域，服从自身布线和协议需求的限制，但这些互连设备主要功能是决定如何发送分组到其他网络，它们自己不使用CSMA／CD的机理工作。解决这一问题的有效方法是为规模较大的企业网建立一个高速、可扩展的主干网。
建立企业网主干网有如下几种方法： ．利用LAN交换机。 ．利用千兆比以太网。 ．利用大中型路由器。
处于同一子网地址空间的站点互连成一个较大网络时，可使用高速LAN交换机（如100Mb／s或1000Mb／S端口），把网段连接起来，如图8．8所示。交换机从多方面解决网络问题。它可以识别MAC地址，在需要传输数据的两站点之间建立一条专用通道。在图8．8中，许多集线器与交换机相连，而集线器用于连接用户客户机。此外，数据流量大的服务器如数据库服务器和打印服务器等，可以从其他网段分离出来。交换机可以为这些设备数据的输入和输出建立通路。这样就可以减少所有设备都在同一冲突域而导致的网段过载。
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由于 LAN已经基本成为 10／100 Mb／s以太网的一统天下，而千兆比以太网能与它们很好融合。所以全双工千兆比以太网将非常适合用作主干来连接路由器和集线器或其他类型的中继器（参见图8．9）。
路由器可以将网络分段为较小的子网，或是将网络连接起来建立较大的互连网。路由器决定分组到达其最终目的所经过的路径。一个分组可能要经过一个以上的路由器才能到达目的地。图8．10用路由器连接了两个网络。图中的两个网络地理位置是分开的，远程LAN经过路由器和WAN到达主干网。路由器负责发送和接收其他网络的数据。
路由器不仅仅用于连接远程网络，它也可以用于Intranet，连接已被分割为较小子网的地址空间。虽然连接到相同子网的各种设备争夺本地网络媒体的访问权，但在默认状态下，路由器隔离广播报文，形成多个广播域。因此可以根据功能或位置，使用路由器可将一个大的地址空间划分为若干相对独立小的区域，减小因竞争占用的无效带宽。
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8－3－7升级到千兆比以太网
现有的许多以太网遵循的是10Base－T或100Base－T标准，随着对高性能多媒体应用的追求，有可能要向千兆比以太网升级。本节内容讨论这种升级需要解决的技术问题。
首先考虑的是电缆的问题。10Base－T可能使用的是3类UPT电缆线或5类UPT电缆，而100Base－T则使用的是5类线，但有时却只采用的具有2对线的电缆。而千兆比以太网要求采用有4对钱的5类线。表8．4列出了用于不同标准的UTP电缆的参数。可以根据该表的参数，决定升级到千兆比以太网是否需要更换现有的电缆。
这里提出一个重要观点：设计物理网络时，适当提高电缆的规格指标是较为有利的。这里有四个原因：第一，电缆在网络硬件配置中是最难更改的，因为电缆安装在墙壁内或天花板上，铺设成本较高。第二，不同档次的电缆之间的价格差别很小。第三，现有的许多网卡是10Mb／s和100Mb／S自适应的。第四，集线器、交换机和网卡的更换相对比较容易，这些设备的寿命一般也没有电缆那么长。这就是说，如果以前你选择的是5类线，就能够处理从10Mb／s到1000Mb／s的速率。
千兆比以太网通常使用多模或单模光纤作为传输媒体，但也可以使用具有4对线的5类线UTP电缆。这里包括了两个重要因素。首先，千兆比以太网使用“循环编码”方式，以避免数据因快速传输而损坏。用于将数据生成块的编码过程成为格状编码。在接收端，经格状编码的数据用维特比（Viterbi）解码，这样可纠正传输错误，而没有像慢速网络中采用的是检错重发的方案。其次，千兆比以太网采用经所有4对线同时传输的方法，每对线实际
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仅传输250Mb／s速率的数据。在交换环境中用全双工方式传输数据，即发送端和接收端之间存在着直接逻辑连接，没有采用以前以太网中类似CSMA／CD的慢速机制。
布线问题和连接方法问题是另一个需要考虑的问题。这可能包括 ．电缆段间不合格的连接器。 ．交叉连接。
．不合格的接插件。 ．不合格的墙壁接头。 ．不合格的交互连接。 ．过多的网络线缆束。
使用上述设备和方法可能导致多种干扰，包括外来串音（即相邻线引起的干扰），同级远端串音（即来自收发器远端的电子噪音）和返回损耗（即由线组不匹配而引起的能量反射）。
这些问题可用下列方法解决：
．用增强型5类线（Cat5e）的连接产品。 ．用满足Cat5e标准的插线线缆。 ．用相互连接代替交叉连接。 ．去除转换点连接器。
．用满足Cat5e标准的产品代替工作区引出线及相互间的连接。
即使符合当前TIA／EIS-568-A标准的某些一般5类线，用于千兆比以太网时必须重新验证，必须设计新的安装方法，尽量减少串音和以上所列的其他问题。
千兆比以太网的测试应满足ANSI/TIA／EIA TSB 67及1000Base－T（IEEE802.3ab）规定的标准，或较新的 ANSI／TIA／EIA TSB 95的标准。
千兆比以太网的超级性能在许多场合下都是有用的。表8．5列出了其中一些使用场合及需要更换的部件。
注意：在上述所列多数场合下，不需要更换网卡。交换机或路由器仅需要升级而不是更换。例如，可以升级交换机或路由器的某个插件。由于千兆比以太网的使用最佳位置是网络中高流量区域（如主干或到服务器），这使千兆比以太网升级要更容易些。
为了保护设备投资，有时不必将所有的百兆比以太网都淘汰掉，而可用在一台服务器上插入多块网卡的方法。当然这块网卡应具有负载平衡能力，这使得在任意给定的时间内可将网络负载均分给每个服务器网卡。如果服务器CPU很快又有足够多的缓存RAM处理流量，将会提高网络性能。此外，该网卡还应具有预防失效的能力，它能在连接失败时，重新寻找路由。
对于千兆比以太网服务器网卡也需要有负载平衡和预防失效的能力。有关千兆比以太网更详细的信息，请参见：http://www.gigabit-ethernet.org。
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8－4为企业网选择技术和设备
有关企业网的概念我们已在第1章的1－2－3节中进行过讨论。在本节中，我们进一步讨论与企业网设计有关的问题。实际上，在第5章中，我们已经详细地研究了企业网的逻辑网络设计技术，因此，本节仅讨论为企业网选择技术和设备的问题。 8－4－1 选择网络互连设备
至此，我们已经掌握了具有层次结构的大型网络和具有平面结构的小型网络的设计方法。前者由网桥、交换机和路由器组成，它比后者更易扩展，也更容易管理；后者由集线器、网桥和交换机组成。这时就应当从供应商那里购买这些设备。这里给出购买这些设备可使用的共同准则，其中包括：
．端口数量。
．处理速度和背板容量。 ．时延。
．所支持的 LAN技术（如 10／100／100 Mb／s以太网、 FDDI、 ATM等）。 ．自动检测速度（如 10 Mb／s或 100Mb／s）。 ．支持的传输媒体类型（电缆类型）。 ．配置难易程度。
．可管理性（如对SNMP、RMON的支持）。 ．费用。
．平均无故障时间（MTBF）和平均修复时间(MTTR)。 ．对热插拔部件支持。 ．对冗余电源的支持。
．技术支持的可用性和质量。 ．培训的可用性和质量。 ．供应商的信誉和生存能力。
．确保设备运行的独立测试结果的可用性。 对于网桥，需要附加的条件：
．所支持的网桥技术（透明网桥，生成树算法，源路由网桥，远地网桥）。 ．所支持的WAN技术。
．自学习网桥能学习MAC地址数量。 ．对过滤的支持。
对于交换机，可增加以下附加条件：
．每秒分组吞吐量（对ATM则为每秒信元数量）。 ．对直通式交换支持能力。 ．对自适应直通交换能力。
．半双工／全双工操作的自动检测。
．所支持的VLAN技术，如虚拟主干协议（VTP）或交换机链路（ISL）协议。 ．对多媒体的应用支持。
．对交换表、选路表的存储容量和协议例程所使用的存储容量。 ．选路模块的可用性。
对于路由器（或有选路模块的交换机）而言，可增加以下条件： ．支持的网络层协议。
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．支持的选路协议。
．对多媒体应用的支持（如对RSVP、IP多播等的支持）。 ．对高级配对、交换及其有何特征的支持。 ．对压缩的支持及其效率。 ．对加密的支持及其效率。
．对分组过滤和其他防火墙特性的支持。 8－4－2构建广域企业网
企业网有时需要借助WAN技术来连接若干LAN。根据广域企业网的应用目的和投资规模，其中的WAN可以是
专用WAN。 Internet
将企业各个部门的网络与Internet相连，就能够借助于Internet提供的信息通道形成自己的企业网。这是一种经济、便捷的构造广域企业网的方法。这种方法的缺点是信息的安全性不够高。尽管可以在企业网的各子网入口使用防火墙，使得各LAN形成了相对安全的Intranet，但是只要企业内部的信息直接从Internet上通过，就不能认为这种方式能保证数据安全。此时，保证企业网信息安全的方式之一是使用虚拟专用网技术，或对关键数据进行加密处理。有关数据安全的概念请参阅第7章的内容。
建造专用WAN是指企业各个子网之间利用专用线路互相连接起来，形成企业网。它又可以使用以下两种方法：
．租用电信或其他部门的互连网线路或光缆。 ．铺设光缆建立自己的网络通道。
建造专用WAN的方法能够使得企业网中的信息更为安全，因为该企业网形成了一个企业内部的Intranet，企业内部的信息没有经开放的Internet传输。租用电信或其他部门线路甚至光缆是一种广为采用的方法。它具有短期投资小，见效快的特点。而铺设光缆建立自己的网络通道，具有一次性投资大，建设周期长，但长期收益可能较高的特点。此外，还要维持一支网络管理和维护的队伍。
因此，企业网建设部门应当综合考虑这两种方案的利弊，做出适当的选择。 利用Internet构建广域企业网实际上也有以下几种情况需要分别考虑： ．企业的各部分都具有独立的LAN。
．企业具有中心LAN，其余部分仅有一些分散的客户机。 ．包括上述两种情况。
对于上述第一种情况，可采用每个LAN通过路由器与ISP相连的方式，从而形成具有Extranet特点的企业网。由于此时在各LAN之间通信的分组要经过Internet，对于一些有关企业秘密的数据，需要在传输之前一定要考虑数据安全问题。解决数据安全的方案可能包括如下一些：
．利用应用程序在应用层对敏感数据进行加密。这种方案具有灵活性好、硬件代价较低，但需要每种应用程序自行对有关关键数据进行处理。
．利用VPN设备在网络层对所有分组的内容进行加密。这种方案的硬件投资较高，但不需要应用程序作任何改动。
．链路级加密。即在链路的一端对所有发送的数据进行加密，并在链路的另一端对所有接收的数据进行解密。
对于分散的客户机接入中心LAN的情况，可采用在中心LAN设置访问服务器方案（参见图3．30）。此时除了使用访问服务器外，还可使用一种称为调制解调器池的设备。该设
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备具有很多调制解调器，但允许远程用户使用同一个电话号码。对于某个拨号用户而言，使用访问调制解调器池与使用单个调制解调器拨叫入网并无不同。但多个用户使用单一号码时，调制解调器池会用另一个空闲的调制解调器回应用户的呼叫共处理上网过程。
对于第三种情况，可采用上述两种方案结合的方案。
为企业用户设计网络，将依据带宽和服务质量要求、网络拓扑结构、商业需求与约束（如可扩缩性、可购买性、性能、可用性）和技术来选择技术和设备。
对于采用层次结构的较大企业网，我们在第5章已经讨论了它的分布层和访问层设计，并在前几节中讨论了它的实现问题。而具有平面结构的较小规模的企业网也采用类似的技术和设备。8－4－1节中介绍的选择网络互连设备的原则在这里同样适用。余下的问题是，在一定经费的约束下，如何选择合适的WAN技术和设备，以及如何选择服务提供商的问题了。 8－4－3选择远地访问设备
对于较大企业而言，连接企业网需要采用多种WAN技术如电话线路、ISDN、帧中继、租用线路和 ATM网络等。这些WAN技术我们已经在第 4章中进行了讨论，这里不再赘述。对通信流量和负载的分析，如第2竟有关内容讨论的那样，将有助于为这些客户选择容量和设备。对多数机构而言，设计的关键目标之一是降低WAN访问费用。
为企业网设计选择远地访问设备包括为远程用户和中心站点选择设备。远地用户包括远地用户、远地办公室用户和移动用户、中心站点可以是公司的总部、具有分散校园的大学主校区等。
每天访问中心网络不超过两小时的远地用户或移动用户，可以使用模拟调制解调器，利用电话线拨号上网。由于各种调制解调器的适用的场合极为不同，需要对下列特性进行认真研究：
．可靠性。
．与其他服务的互操作性。 ．对典型服务的支持。 ．速度和吞吐量。 ．时延。
．安装难易程度。
．对压缩和纠错的支持。 ．价格。
如果所要求的通信速率较高，或通信的时间较长，应考虑采用具有其他方式接口的路由器来实现WAN连接。需要考虑的特点有
．支持 IP协议，如有需求，可选择对其他协议如 AppleTalk和 IPX协议的支持。 ．对单一远地用户或远地LAN接入。
．支持多种高级功能，如 DDR、瞬间路由和压缩。 ．支持信道聚合。
．支持模拟电话线，以使电话和传真机可以与数据共享带宽。 ．简化配置和管理。 ．安全性功能。 ．可靠性。
．与典型服务的互操作性。 ．价格。
中心站点一般应包括远地服务器以接受多个远地站点的连接请求，允许多个用户同时与中心站点连接。远地访问服务器提供5种类型的服务：
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．远地结点服务。远地用户的PC机可使用SLIP和PPP等协议访问网络。
．终端服务。支持标准的服务服务如Telnet和访问X．25网络的X．25分组分装/
拆装器（PAD）。
．协议转换器。允许一种类型的终端使用不同类型的终端服务的主机。 ．异步路由服务。提供第三层路由功能以通过异步链路来连接LAN。
．拨号服务。允许LAN用户共享访问服务器调制解调器端口以便实现异步服务。 用于中心站点的访问服务器的标准除了满足上述远程路由器标准，还要满足下列要求： ．端口数量和端口类型。
．支持的服务（远程结点、终端、协议转换、异步路由和拨号）。
．配置灵活性和模块性：根据需求可选择支持如调制解调器、ISDN、语音端口等
端口的模块。
．为远地的主机支持网络地址转换（NAT）或端口地址转换(PAT)。 ．为远地的主机支持动态主机配置协议（DHCP）。
．支持多媒体特性和协议，例如资源预留协议（RSVP）和IP多播。 8－4－4选择WAN路由器和交换机
企业网设计应基于高吞吐量、高可用性和能优化代价高的WAN链路的路由器。选择用于广域企业网的路由器的方法与选择企业网的路由器的基本相同，但要注意以避免经过多个低效通信的路由器而引起的性能下降。
当选择企业网路由器时，由于采用的是层次化设计，远地的传输应集中在顶层路由器中。根据对网络流量的分析，应选择能提供所需WAN接口的路由器，以支持所需的带宽，提供适当数量级的吞吐量，并且拥有充足的内存和处理能力来转发数据并处理路由协议。根据应用需求，路由器应具有优化功能，如高级交换和配对技术、通信整形、随机早期检测和快速转发能力。
20世纪90年代发展起来的LAN交换机技术，使得园区网和WAN的设计工作增加了一种强有利的手段。这些交换机能够处理ATM、帧中继和远地访问技术等多种服务，这些交换机可执行多种类型的网络传输，包括TCP／IP和其他LAN协议、X．25、视频、语音和电路仿真等。与传统的电信设备相比，它们提供的许多特性开销相对小，这些特性包括统计多路访问、动态带宽分配、语音活动检测、语音压缩和重复模式抑制（RPS）等。
如果具有多种服务的应用需求。可以考虑构建多重服务交换式网络，以减少运行费用和能配置使用新技术。支持高容量、动态带宽分配的专用多种服务交换式WAN使得一个机构便于配置新的服务，而不必为每种服务设置不同的网络设备和WAN线路。
WAN交换机应能支持多种数据类型、接口和服务，并且可优化带宽利用率。它们应有充足的内存以用于缓存和排队，应具有处理必要数据通信的充足能力和优化功能。
考虑到对不同类型的服务的支持，WAN交换技术应具有智能排队处理算法。例如，对语音和数据应用应分别对待，语音应用对时延和时延波动有严格的要求，但在ATM WAN上，允许对语音应用丢失一定的信元。而对数据应用可容忍较大的时延，但要求信元丢失率较小。因为一个信元的丢失，就可能引起较高层的许多数据重新传输。一旦网络遇到拥塞，WAN交换机使用智能排队算法处理不同的传输类型，把应用的信元丢失降至最小。
为了吸收并发连接中突发的传输量，缓存对于WAN交换机是必需的。当不同类型的服务混合传输时，为了给它们提供性能保证，交换机必须根据传输情况重新分配缓存。
WAN交换机应具有简化冗余的功能和可在传输失败时快速自动重建路由的能力。它们还应提供自动端到端连接管理。使用自动端到端连接管理，可以根据网络拓扑结构、负载和目标的距离选路。
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注意：建设能提供多种服务能力的网络是要多付很大代价的。如果的确具有网上视频会议的需求，而这些需求或许只是一年1～2次，就要考虑这种需求能够通过其他方式满足，如租用公共视频会议系统或采用传统会议的方式来解决。 8－4－5选择WAN服务提供商
WAN设计除了选择技术和设备，还必须选择服务提供商或电信公司。一个较小的WAN，可以选择自行铺设光缆和安装SDH网络。对于一个大的WAN，往往需要向通信公司租用线路甚至租用光缆来构建自己的WAN。
服务费用是选择服务提供商的一个考虑，然而这不能作为惟一的依据。因为不同的服务提供商提供不同质量的服务，用不同方式定义项目和条件。对于许多网络设计而言，以下标准可能比费用更重要：
．服务提供商提供的服务和技术范围。 ．服务提供商覆盖的地理范围。 ．服务提供商网络的性能和可靠性。 ．服务提供商提供的安全性。 ．服务提供商的技术水平。
由于服务提供商一般对网络的技术细节都是保密的，但是，它们有责任向用户提供一些必要的技术参数。许多服务提供商向客户提供了服务等级协定（SLA），该协定规定了服务项目和服务评价和保证。由于SLA一般仅侧重网络可用性，这对许多应用程序是不够的。
一个SAL还应规定应用程序的性能，包括时延和吞吐量特性指标。此外，SLA还应规定预期的技术支持水平。通常，对于重要的WAN，应获得一周七天，一天24小时的支持。在签订合同时，应对下列问题有所了解：
．安装和支持人员的经验水平如何？
．支持人员对客户的特定协议和应用的经验如何？
．如有必要，客户是否能够要求专门技术人员上门解决问题，如何收费？ ．服务提供商的服务标准是否得到了 ISO 9002认证？ ．服务提供商是否向客户提供服务培训，其价格如何？
8－5 物理网络设计举例
我们假定对所设计的网络做过需求分析，对这些网络进行过拓扑、地址和选路逻辑设计，也做过网络管理及网络安全等逻辑设计了。现在的任务就是选择具体的设备和服务提供商了。
．首先，我们一般需要将设计要求总结出来，面向主流网络和计算机设备厂商提供了系 列产品，逐项核算设计指标，从而确定初选设备。
．接下来你需要通过法定招标机构向相关厂家发出投标书，或进行有限范围的邀标。在与厂商接触、谈判的过程中，你需要让厂商确认你的设计方案，保证他们的设备的确能够满足用户的需求，并可请设备厂家推荐其他解决方案。 ．如果正常，就可在这些厂商中确定2～3家进行商务谈判了。
为了不致误导读者，在本文绘出的例子中，我们有意隐去了厂商和型号。 图8．11给出了某校园网的结构图，主要特点如下：
（1）校园网由三台大容量的 ATM交换机构成了具有冗余路由的主干。
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（2）学校各部门都设有局域网，通过以太网交换机进行互连。 （3）校园网通过路由器用DDN与CERNET相连。
（4）设置远程访问服务器为教育管理部门和教职员拨号上网提供服务。 （5）使用 HP OPenView软件和其他设备专用管理软件进行网络管理。
（6）学校服务器与主干 ATM交换机用 155Mb／s连接，部门服务器用 100 Mb／s以太网连接。
图8．12给出了某企业网的结构图，其主要特点是
（1）该企业网由两台千兆比以太网构成了高速IP主干。
（2）千兆比以太网与快速以太网相连，快速以太网交换机与桌面以太网交换机互连，微机与桌面以太网交换机互连。
（3）远程分支机构的网络通过路由器经ChinaNET与总部企业网相连。 （4）设置远程访问服务器为外地移动用户和出差人员提供拨号上网服务。
（5）公司服务器与千兆比以太网交换机用千兆链路连接，部门服务器用100Mb／s以太网连接。
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8－6小结
结构化综合布线系统还是以通信自动化为主的综合布线系统，是智能化建筑的标准的基础。它将所有的语音设备、数据通信设备、图像处理与安全监视设备、交换设备和其他信息管理系统彼此相连，并按照一定秩序和内部关系组合成为整体。它由工作区（终端）子系统、水平布线子系统、垂直干线子系统、管理子系统、设备间子系统和建筑群子系统组成。结构化布线系统中所需要的设备和部件很多，大体上划分为传输媒体、媒体之间的连接部件和配线接续设备等几类。结构化布线系统的工程设计包括对用户通信要求的评估。实地勘察建筑群或建筑物的地理环境、根据地理环境选择传输媒体和网络设备以及绘制网络工程布局和配置蓝图等。
计算机网络中心机房的建设，首先是机房场地的设计，对机房的要求主要考虑面积、地面、墙壁、顶棚、门窗和照明等。电源系统的设计力求设计合理，使用安全和运行可靠，从配电系统、机房供电和电源系统接地等几个方面进行设计。
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企业网的基础网络类型是LAN。以太网技术因其能满足多数用户需求、简单、价廉、易维护和高速目前占LAN技术的主导地位。以太网采用CSMA／CD接入协议工作，它帧的最短和最大长度做了限制、全双工以太网以点对点方式工作，在特定场合非常有用。随着以太网发展为百兆比的快速以太网和千兆比以太网，需要采用一系列技术解决网络覆盖距离过短的问题。在设计以太LAN时，要考虑的因素包括网络传输媒体、互连设备和网络中设备数量等，可以遵循一个称为“ 5－4－3规则”的简单规则和电缆段长度及互连设备数量方面的标准。与交换机和路由器等设备配合设计，能够形成工作组级、中等规模和甚至具有主干结构的局域网。如果要从原有百兆比以太网向千兆比以太网升级，有时也可能并不复杂。
Intranet和Extranet都是将Internet的标准和技术应用于企业网的某种特殊形式。为了实现之，需要按一定准则选择网络互连设备。为了构建广域企业网，我们可以利用Internet或建造专用的WAN，同时选择合适的远地访问设备，选择合适的WAN路由器和交换机，选择合适的WAN服务提供商。
8－7习题和思考题
8－l 何为结构化布线系统？简述结构化布线系统的特点和它的主要应用场合。
8－2结构化布线系统是由哪些子系统组成的？试根据结构化布线系统的示意图，说
明每个子系统的功能及其相互之间关系。
8－3结构化布线系统中所需要的设备和部件大体上划分为哪几类？其中的传输媒体
又有哪几种主要的类型？
8－4 RJ－45有哪几种连接方式？各自的应用场合是什么？试画出这些连接方式的配
色方案。
8－5 非屏蔽双绞线分为几种类型？当前应用的主要类型是哪几种？试根据书中给出
的制作RJ－45连线的方法，用专用工具实际制作一根直通线连接方式的连线。
8－6简述结构化布线的连接部件的类型，结合结构化布线系统的子系统之间的关系
标明这些连接部件的应用场合。
8－7试讨论结构化布线系统的工程设计包括的主要内容。结构化布线系统应当遵循
哪些标准？结构化布线系统的测试包括哪些内容？
8－8是什么说建设标准的计算机网络机房是网络系统安全、可靠的重要保证？
8－9计算机机房的总体设计应当包括哪些方面？对于这些方面，设计时又需要考虑
哪些具体问题？
8－10为什么说对机房环境的设计要求较高？通常需要考虑的因素有哪些？机房空调
容量是如何计算的？
8－11网络系统的供电设计必须达到哪些方面的要求？各有什么特点和不同？简述设
计计算机网络系统时，对电力供应的要求。
8－12计算机供电系统的接地方式有哪些？简述接地系统必须满足制作的标准和地线
制作方法。
8－13最常用的LAN类型有哪些？简述它们的特点，试讨论其适合的应用场合。 8－14简述以太网遵循CSMA/CD协议的要点。以太网是如何取得较高的协议效率的？
8－15试从以太网工作原理来分析，以太网为什么要设置帧的最短长度和帧的最大长
度？
8－16 对比半双工以太网的工作原理，讨论全双工以太网的工作原理和可能的应用场
合。
8－17快速以太网有几种标准？简述它们的特点并讨论它们是否能够兼容。
8－18严格按照 IEEE 802．3标准，千兆比以太网的覆盖范围只有10m了，这就使其
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失去了应用价值。试讨论千兆比以太网采用哪些技术来解决该问题的。 8－19在设计以太网时，应考虑的主要因素有哪些？简述5－4－3规则，并讨论其含义。
8－20为什么设计以太网时需要认真考虑电缆长度和互连设备数量的问题？为什么需
要核对一下每条计算机到计算机的通道的往返传输时延？如何核对？
8－21简述如何将工作组级的以太网，扩展为较大的LAN。常用的方法有哪些？
8－22建立企业网主干网有哪些好处？通常可以采用哪几种方法？这些方法依据的原
理是什么？
8－23为什么说“设计物理网络时，适当提高电缆的规格指标是较为有利的”？试从
向千兆比以太网升级的过程来说明这一点。
8－24试讨论千兆比以太网技术、快速以太网技术和以太网技术之间的差异和联系。
这些技术是如何配合使用，以优化用户网络的性能价格比的？简述千兆比以太网的应用场合。
8－25简述企业网的概念，试讨论Internet、Intranet和Extranet之间的区别和联系。
8－26选择网络互连设备应当注意哪些方面的问题？对于路由器、网桥和交换机的要
求是否一样？有哪些区别与联系？
8－27企业网有时需要借助WAN技术来连接若干LAN。有哪些方法能够实现WAN？
如果利用Internet构建广域企业网，有哪些具体的方法和应当注意的问题？ 8－28选择远地访问设备时应当注意哪些问题？
8－29选择WAN路由器和交换机及其厂商时，应当注意哪些问题？
8－30试根据需求分析、再进行逻辑设计和物理网络设计等步骤，选择一个学校或企
业进行网络设计。如果你所在的学校或企业已经有了这样网络，你可以先进行独立的设计，再将设计的结果与网络现状进行对比分析，并写出报告。
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