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1、课程概述随着计算机技术及网络信息技术的迅猛发展，作为建筑艺术与计算机和网络信息技术有机结合的产物,智能建筑(IB,包括智能化的大厦、社区、住宅和广场等)中网络及布线等弱电系统成为建筑设计中重要组成部分。本课程讲述内容主要包括：建筑网络原理、建筑网络设计、网络协议、建筑网络互联设计、建筑网络总体规划及等级、建筑弱电系统设计（有线电视CATV、保安监控、广播系统、楼宇自控、门禁、管理软件等等）、楼宇网络综合布线设计、识图、布线实例、验收等。授课方式以课堂讲解为主，共32学时，以及一个小型建筑网络课程设计。考核为三部分：期中考试30%，课程设计大作业20%,期末考试50，开卷考试。第1页/共25页楼
2、内网络、及有关布线系统第2页/共25页信息插座及面板第3页/共25页交换机及网络配线架第4页/共25页第5页/共25页第6页/共25页性能参数表第7页/共25页第8页/共25页第9页/共25页第一讲 局域网的基本原理（一）第10页/共25页1.1 局域网的概念通俗的解释：地域范围较小，规模较小的计算机网络。网络结构意义上的解释：在网络多层结构中，处于物理层结构的网络。局域网内的计算机可以直接通讯，与外界通讯要通过网关。本课程中谈到的局域网指的是这种意义上的局域网。在建筑物中，一般是一个建筑物内部的网络，或建筑物内某部分的网络。所谓“物理层的网络”可以认为是计算机直接连接在一起，任何计算机发出的
3、信号其他计算机都可以“听”到，每台计算机的网络传输直接互相影响。就象一个村子里的住家，任何一家发生什么事情，其他人可以直接知道，而不需要村子外的人传达。局域网是Internet最基本的组成单元，一般范围都较小，计算机数量也较少。局域网中的计算机会产生互相影响，过多的计算机会造成局域网负担过重，使通讯质量受到影响。局域网的物理连接可以是多种形式，如网卡相连、拨号相连，光纤相连等等。第11页/共25页1.2 局域网的形式星型结构、树型结构是早期的局域网结构优点是：控制集中，网络中心可以掌握全部网络工作情况；缺点是：网络连接复杂，对计算机的稳定性要求高，增加、去除计算机比较麻烦。由于任何网络传输都要
4、受到中央控制，网络传输速度也比较慢。这种形式的网络在局域网中基本已经淘汰。第12页/共25页令牌环网(TokenRing)80年代，为了解决网络传输效率和中央控制之间的矛盾，由IBM公司设计完成了令牌网，最早应用于微机。优点：网络传输速度快、数据传输稳定，计算机之间的关系平等，每台计算机都能积极发挥效率。缺点：相互之间的影响比较大，价格高，管理维护比较复杂。令牌环网比较好地解决了效率问题，但计算机之间的过分依赖造成了网络不灵活，影响网络中计算机数量的变化。在80年代，急需发展一种技术，既能满足效率，又有灵活性。第13页/共25页以太网(Ethernet)是当前最流行的组网方式优点：结构简单、价
5、格低廉，易于管理，效率较高。缺点：传输不确定、存在竞争和延迟。以太网的结构是将所有的计算机都连接在一个单一的总线上，计算机传送数据包时，先把数据传输到总线上，再由总线在一定规则下向其他计算机传输。以太网的特点是，某个计算机的连入或退出的管理是自动的，不会因为一台计算机的问题而影响整个网络的工作。一个以太网内最多连接的计算机一般是256台。当前，大多数局域网采用了以太网结构，如办公室内、楼内、厂区内等等。第14页/共25页1.3 分组交换原理“占线式”数据交换任何两个计算机之间的通讯占用一条交换线路，当两个计算机通讯时，其他计算机不能使用这条线路，同时也意味着计算机只能与一台计算机通讯，如果需要
6、和另外一台计算机通讯，需要释放线路，再和需要的通讯的计算机建立连接。这是一种“直通”式通讯方式，交换设备中有多条“绳路”，通讯时每台计算机占用一条绳路，只有通讯完毕，绳路才被释放。当通讯的计算机很多时，可能会出现绳路全部占线，要求通讯的计算机无法通讯的情况。电话网采用的是这种通讯方式。这种方式比较 原始，通讯效率底，不适用于计算机网络。第15页/共25页分组交换分组交换的原理是，将大块的通讯数据拆散成小的数据包，一次通讯由多个数据包依次传送完成，每次数据包传送完毕后，线路即被释放，可以让其他数据包进行传输。分组交换是网络传输最基本的原理。第16页/共25页分组交换的特点是，对于某台计算机来说，
7、它感觉到的数据传输和直通式传输没有什么不同，就好象使用一条专门的线路。对于网络中的计算机来说，传输好象是同时进行的，不会因为某台计算机“占线”而使另外一台计算机必须等待，甚至一台计算机可以“同时”和多台计算机通讯。这种类似实时的工作方式被称为“伪实时”。分组交换充分地利用了网络设备的传输效率，降低了可能存在的资源浪费。但同时也带来数据传输的不确定性和延时，需要进行传输控制。IP电话使用了分组交换技术。第17页/共25页1.4 共享式以太网共享式以太网逻辑结构如下是一种单总线结构，所有网内的计算机在逻辑上都被连接在一条总线上。总线的特点是所有计算机都是平等的，管理和被管理完全依靠计算机本身和通讯
8、协议，这个协议是：CASM/CD,被称为载波监听听多路访问/碰撞检测。第18页/共25页共享式以太网通讯过程总线上一次只能传递一个数据包，传输的速率可以达到10M,100M,1000M,当计算机A向计算机B通讯时，过程如下：监听总线发送数据包碰撞？等待回答包退避有回答？yesyesnonoyesyes继续空？第19页/共25页MAC 地址 以太网中，每台计算机都有一个唯一的MAC号（又称为物理地址）。数据包传送时，包头上写明目标MAC,包尾写明源MAC,这样可以保证数据包的准确到达。总线只与MAC地址打交道。如果该目的MAC地址不存在，或该目的MAC地址不响应，Ethernet并不知道，也不处
9、理。这就好像邮递员，他是根据信封上的地址传递信件，只管传递，不管信中是什么内容以及收信人是否回信，或收信人由于某种原因没有回信，而导致发信人着急，与邮递员无关。但是是邮递员在找不到该地址时还会将信退回，Ethernet不管退信，只管发出。在Windows 95/98中，当用户双击“网上邻居”时，相当于生成了一个Ethernet广播包，此包中的目的MAC地址为全1，该包要求执行的命令是：“请告诉我你们的名字！”。Ethernet负责将此包广播到所有端口。与总线相连的计算机收到此包（因为是广播包，故收下），将包中的数据域内容传送给上层软件（即Windows 95/98），上层软件返回网络中的计算机
10、名给广播包的发送者（广播包中含有发出者的源MAC地址），用户A收到各个计算机回送的响应包，从而得知网络上有什么用户 。第20页/共25页共享式以太网传输的传输速率 由于共享式以太网中总线上同时只能发送一个数据包，而且发送过程中存在碰撞和退避，因此每台计算机的传送速度和局域网内计算机数量有很大关系。如同许多汽车抢过一座窄桥，当两辆车同时试图上桥时，就发生了“冲突”，两辆车都必须退出，然后再重新开始抢行。当汽车较多时，这种无序的争抢会极大地降低效率，造成交通拥堵。当网络上的用户：总线带宽计算机数每台带宽10M25M10M33.3M10M101M10M100100K10M250大大10K量较少时，网
11、络上的交通流量较轻，冲突也就较少发生，在这种情况下冲突检测法效果较好。当网络上的交通流量增大时，冲突也增多，同进网络的吞吐量也将显著下降。在交通流量很大时，计算机可能会被一而再再而三地拒发。以10M以太网为例第21页/共25页共享式以太网的级联两个或多个共享式以太网可以级联在一起，形成更大的共享式局域网。级联形式的单总线结构并没有改变。在级联形式下，网络传输速度可能会变慢。第22页/共25页网关可以解决不同局域网连接的问题，当目标计算机不在本网段内时，数据包可以交给网关处理。（详细内容后面的课程中将陆续讲到）第23页/共25页参考教材1、综合布线工程实用设计施工手册 宋建锋编著，中国建筑工业出版社2、民用建筑电气技术与设计 胡国文、胡乃定编著，清华大学出版社3、智能小区及智能大楼的系统设计 陈龙编著，中国建筑工业出版社4、住宅小区智能化系统设计与工程实施 程大章主编，同济大学出版社5、最新网络技术 严伟译，机械工业出版社6、TCP/IP网络管理 翟炯等译，电子工业出版社第24页/共25页感谢您的观看。第25页/共25页