12.3 计算机网络设备

12.3.1 系统概述
1 基本概念
计算机网络是计算机技术和通信技术相结合而形成的一种新的通信方式，主要是满足数据通信的需要。
2 基本组成
计算机网络由网线、网卡、集线器、交换机、路由器、网关组成。即可形成局域网络，也可形成广域网络。网线、网卡、集线器、交换机、路由器、网关这些设备可称为计算机网络设备。
3 计算机网络的作用
计算机网络是将不同地理位置、具有独立功能的多台计算机、终端及附属设备用通信链路连接起来，并配备相应的网络软件，以实现通信过程中资源共享。它不仅可以满足局部地区的一个企业、公司、学校和办公机构的数据、文件传输需要，而且可以在一个国家甚至全世界范围进行信息交换、储存和处理，同时可以提供话音、数据和图像的综合性服务。
12.3.2 系统分类及主要功能
1 系统分类
  1)局域网(Local Area Network；LAN)
局域网一般位于一个建筑物或一个单位内，这种网络的特点就是：连接范围窄、用户数少、配置容易、连接速率高。目前局域网最快的速率为10G以太网。
局域网中的分类为：以太网(Ethernet)、令牌环网(Token Ring)、光纤分布式接口网络(FDDI)、异步传输模式网(ATM)以及无线局域网(WLAN)。
  2)城域网(Metropolitan Area Network；MAN)
这种网络一般来说是在一个城市，但不在同一地理小区范围内的计算机网络。它采用的是IEEE802.6标准。在一个大型城市或都市地区，一个MAN网络通常连接着多个LAN网。如政府机构的LAN、医院的LAN、电信的LAN、公司企业的LAN等等。
城域网多采用ATM技术做骨干网。ATM是一个用于数据、语音、视频以及多媒体应用程序的高速网络传输方法。
  3)广域网(Wide AreaNetwork；WAN)
这种网络也称为远程网，所覆盖的范围比城域网(MAN)更广，它一般是在不同城市之间的LAN或者MAN网络互联，地理范围可从几百公里到几千公里。因为距离较远，信息衰减比较严重，所以这种网络一般是要租用专线，通过IMP(接口信息处理)协议和线路连接起来，构成网状结构，解决循径问题。这种城域网因为所连接的用户多，总出口带宽有限，所以用户的终端连接速率一般较低，通常为9.6kbps～45Mbps如：CHINANET，CHINAPAC，和CHINADDN网。
  4)互联网(Internet)
互联网称为“英特网”，它是全世界范围内的一种网络，这种网络的最大的特点就是不定性，整个网络的计算机每时每刻随着人们网络的接人在不停的变化。这种网络的实现技术很复杂，其应用非常广泛。
2 计算机网络设备的主要功能
  1)网线的主要功能：网线是用于链接计算机和网络设备的连线。
  2)网卡的主要功能：网卡，(NetworkInterfaceCard)。它是使计算机联网的设备。
网卡就是将PC机和LAN连接的网络适配器。网卡(NIC)插在计算机主板插槽中，负责将用户要传递的数据转换为网络上其它设备能够识别的格式，通过网络介质传输。它的主要技术参数为带宽、总线方式、电气接口方式等。它的基本功能为：从并行到串行的数据转换，包的装配和拆装，网络存取控制，数据缓存和网络信号。目前主要是8位和16位网卡。
  3)集线器的主要功能：集线器(Hub)是一种特殊的中继器，可作为多个网段的转接设备，因为几个集线器可以级联起来。智能集线器，还可将网络管理、路径选择等网络功能集成于其中。集线器是管理网络的最小单元，是局域网的星型连接点。它对工作站进行集中管理，不让出问题的区段影响整个网络的正常运行。Hub是局域网中应用最广的连接设备，目前若按配置形式可分为独立型集线器、模块化集线器和堆叠式集线器三种，它的作用可以简单的理解为将一些机器连接起来组成一个局域网。
  4)交换机的主要功能：交换机(Switch)也叫交换式集线器，是一种工作在OSI第二层(数据链路层，参见“广域网”定义)上的、基于MAC(网卡的介质访问控制地址)识别、能完成封装转发数 据包功能的网络设备。它通过对信息进行重新生成，并经过内部处理后转发至指定端口，具备自动寻址能力和交换作用。交换机不懂得IP地址，但它可以“学习”MAC地址，并把其存放在内部地址表中，通过在数据帧的始发者和目标接收者之间建立临时的交换路径，使数据帧直接由源地址到达目的地址。
交换机上的所有端口有独享的信道带宽，以保证每个端门上数据的快速有效传输。由于交换机根据所传递信息包的目的地址，将每一信息包独立地从源端口送至目的端口，而不会向所有端口发送，避免了和其它端口发生冲突，因此，交换机可以同时互不影响的传送这些信息包，并防止传输冲突，提高了网络的实际吞吐量。
  5)路由器的主要功能：所谓“路由”，是指把数据从一个地方传送到另一个地方的行为和动作，而路由器，正是执行这种行为动作的机器，它的英文名称为Router，是一种连接多个网络或网段的网络设备，它能将不同网络或网段之间的数据信息进行“翻译”，以使它们能够相互“读懂”对方的数据，从而构成一个更大的网络。简单的讲，路由器主要有以下几种功能：
    ①网络互连，路由器支持各种局域网和广域网接口，主要用于互连局域网和广域网，实现不同网络互相通信；
    ②数据处理，提供包括分组过滤、分组转发、优先级、复用、加密、压缩和防火墙等功能；
    ③网络管理，路由器提供包括配置管理、性能管理、容错管理和流量控制等功能。
    ④网关的主要功能：网关(Gateway)又称网间连接器、协议转换器；网关在传输层上实现网络互连，是最复杂的网络互连设备，仅用于两个高层协议不同的网络互连。网关的结构也和路由器类似，不同的是互连层。网关既可以用于广域网互连，也可以用于局域网互连。
12.3.3 系统主要技术性能及产品规格
1 系统主要技术性能
  1)系统要配置专门的机房，环境温度宜符合下列要求：
    ①冬天室内工作温度：15～25℃；
    ②夏天室内工作温度：25～30℃。
  2)系统要配置双路供电，或UPS系统，以防止突然停电，损坏网络系统。
2 计算机网络设备产品规格及技术参数
  1)双绞线的品种：
    ①100Ω屏蔽电缆：5类4对26AWG屏蔽电缆、5类4对24AWG。
    ②100Ω非屏蔽电缆：
      a 7类：1对19AWG非屏蔽电缆；
      b 6类：4对24AWG非屏蔽电缆、4对23AWG非屏蔽电缆、25对22AWG非屏蔽电缆；
      c 5e类：4对AWG非屏蔽电缆；
      d 5类：4对24AWG、4对24AWG非屏蔽电缆、25对24AWG非屏蔽线缆；
      e 4类：4对24AWG非屏蔽线缆、25对24AWG非屏蔽线缆；
      f 3类：4对24AWG非屏蔽线缆、25对24AWG非屏蔽线缆；
      g 2类：语音与低速传输；
      h 1类：基本通讯。
    ③双体电缆：
24AWG非屏蔽4／4对、24AWG非屏蔽／屏蔽4／4对、24／22AWG非屏蔽／屏蔽4／2对、24AWG非屏蔽2／2对。
    ④150n屏蔽电缆：1A型、6A型、9A型。
  2)非屏蔽双绞线的参数(见表12.3.3)。

表12.3.3  非屏蔽双绞线的参数

  3) 网卡主要规格及参数
PCI网卡10／100／1000Mbps RJ45端口32-位数据传输总线，支持33MHz，PCI时钟频率，支持SNMP V．I，支持802．1QVLAN Tagging，支持通用总线3.3V&5V。
  4) 集线器的主要规格和参数
主要规格有8，16，24端口的集线器，10／100Mbps 10Base-T，使用3、4或5类屏蔽／非屏蔽双绞线，最大传输距离100m，100Base-TX：5类非屏蔽双绞线，最大传输距离100m。
  5) 交换机主要规格及参数
主要规格有8，16，24口RJ45端口，机架型19寸白适应以太网交换机，支持网络标准802.310BaseT，802.3u 100BaseTX，背板带宽：4.8G包转发率10M：14，880pps；100M：148，800pps 10M／100MbpsMAC地址表4K。另外，还有智能型和光纤型交换机，示网络情况选用即可。
  6) 路由器的主要规格和参数
主要规格有200MPowerPC，3端口，1个配置口(CON)；1个备份口(AUX)；1个同／异步串口(5ERIALO)；1个10／100M以太网口(ETHERNETO口)，尺寸376.2mm×287.9mm×79.4mm。
  7) 网关主要规格及参数
安全网关主要接口类型：RJ45主要接口数目：3口，主要参数：支持协议：TCP／IP协议，ICMP协议，RIPv2协议，静态路由协议，动态路由协议，PAP协议，CHAP协议，NAT协议，PPPoE协议，250K个并发会话数，新建会话数7K／秒，防火墙性能120Mbps，40G硬盘，100条VPN隧道数，3DES加密性能30Mbps，病毒邮件扫描25000封／小时，垃圾邮件15000封／小时，HTTP扫描1MB／S；内置防火墙。
12.3.4 产品选用要点
1 产品选用及工程设计要点
参见《民用建筑电气设计规范JGJ／T16—2008》相关要求。
2 工程设计相关规范、规程及国家建筑标准设计图集
《信息技术用户建筑群的通用布缆》GB／T 18233—2008。
《综合布线系统工程设计规范》GB／T 50311—2007。
《智能建筑设计标准》GB／T 50314-2006。
《住宅智能化电气设计施工图集》99X 601。
《智能家居控制系统设计施工图集》03X 602。
《智能建筑弱电工程设计施工图集(上)》97X 700(上)。
《智能建筑弱电工程设计施工图集(下)》97X 700(下)。
《体育建筑专用弱电系统设计安装》06X 701。
《建筑智能化系统集成设计图集》03X 801—1。
12.3.5 施工安装要点
1 网线施工要点
具体施工做法详见国家建筑标准设计图集02X 101—3《综合布线系统设计施工图集》；03X 101—4《综合布线系统工程设计实例》；97X 700《智能建筑弱电工程设计施工图集》。
2 工作区施工要点
  1)工作区内线槽要布置合理、美观。
  2)信息插座要设计在距离地面30cm以上。
  3)信息插座与计算机设备的距离宜保持在5m范围内。
  4)购买的网卡类型接口要与线缆类型接口保持一致。
  5)交换机位置的安放：无论是主交换机还是二级交换机，要把交换机放置在节点的中间位置，一方面可以节约网线的使用量，另外还可以将网络的传输距离减小到最短，从而提高网络传输质量。交换机通常需要级联，而级联的最大数目不能超过五个。双绞线借助于交换机的级联可以延长传输距离，但理论上最长不能超过500m。
3 主设备间施工要点
主设备间是网络系统的管理区域，是网络中心机房，所有楼层的信息都由电缆或光缆传送至此。通常，主设备间安装计算机系统、网络设备(含：集线器、交换机、路由器、网关、RJ45数据配线架、光缆终端盒和主机柜)。
施工时需要注意事项：
  1)主设备间内的所有进线终端设备应采用色标，以区别各类用途的配线区。
  2)主设备间位置及大小应根据设备的数量、规模、最佳网络中心等内容综合考虑确定。
  3)集线器、交换机、路由器、网关、RJ45数据配线架、光缆终端盒应安装在设备间的主机柜中，它是所有进线和主干及一些直接水平子系统的集中点，数据主干、水平干线子系统的中心，配线架宜采用色标、数字，以区别种类用途。
4 具体施工做法详见国家建筑标准设计图集03X602《智能家居控制系统施工图集》及国际标准规范EIA／TIA569《商务楼通信通道和空间标准》。
5 施工安装验收规范
《综合布线系统工程验收规范》GB／T 50312—2007。
《建筑电气工程施工质量验收规范》GB 50303—2002。
《智能建筑工程质量验收规范》GB 50339—2003。
12.3.6 相关标准规范
1 国家标准
《数字通信用对绞或星绞多芯对称电缆 第1部分：总规范》GB／T18015．1—2007。
《数字通信用对绞或星绞多芯对称电缆 第2部分：水平层布线电缆 分规范》GB／T 18015．2—2007。
《数字通信用对绞或星绞多芯对称电缆 第3部分：工作区布线电缆 分规范》GB／T18015．3—2007。
《数字通信用对绞或星绞多芯对称电缆 第4部分：垂直布线电缆 分规范》GB／T 18015．4—2007。
《数字通信用对绞或星绞多芯对称电缆 第5部分：具有600MHz及以下传输特性的对绞或星绞对称电缆 水平层布线电缆 分规范》GB／T18015．5—2007。
《数字通信用对绞或星绞多芯对称电缆 第6部分：具有600MHz及以下传输特性的对绞或星绞对称电缆 工作区布线电缆 分规范》GB／T 18015．6—2007。
《数字通信用对绞或星绞多芯对称电缆 第11部分：能力认可 总规范》GB／T 18015．11—2007。
《数字通信用对绞或星绞多芯对称电缆 第21部分：水平层布线电缆 空白详细规范》GB／T18015．21—2007。
《数字通信用对绞或星绞多芯对称电缆 第22部分：水平层布线电缆 能力认可 分规范》GB／T18015．22—2007。
《数字通信用对绞或星绞多芯对称电缆 第31部分：工作区布线电缆 空白详细规范》GB／T18015．31—2007。
《数字通信用对绞或星绞多芯对称电缆 第32部分：工作区布线电缆 能力认可 分规范》GB／T18015．32—2007。
《数字通信用对绞或星绞多芯对称电缆 第41部分：垂直布线电缆 空白详细规范》GB／T18015．41—2007。
《数字通信用对绞或星绞多芯对称电缆 第42部分：垂直布线电缆 能力认可 分规范》GB／T18015．42—2007。
《信息技术设备的无线电骚扰限值和测量方法》GB 9254—1998。
《信息技术设备抗扰度限值和测量方法》GB／T17618—1998。
《信息技术设备的安全》GB 4943—2001。
《音频、视频及类似电子设备安全要求》GB 8898—2001。
《计算机场地安全要求》GB／T 9361—1988。
《计算机信息系统 安全保护等级划分准则》GB 17859—1999。
2 国际标准
《信息技术互联国际标准》ISO／IEC11801—95。
《客户建筑物电缆通用敷设要求》ISO／IEC 11801；1995。
《国际综合布线六类信道标准》ISO／IEC11 801。
《欧洲大楼综合布线系统标准》EN 50173。
《通用布线系统信息技术欧洲标准》EN 50173。
《商务楼通信建筑布线标准》E1A／TIA 568A。
《商务楼通信通道和空间标准》EIA／TIA 569。
《住宅及小型商业区综合布线标准》EIA／TIA 570。
《无屏蔽双绞布线系统现场测试传输性能规定》EIA／TIATSB 67。
《北美建筑通讯线路间距标准》TIA／EIA 568—B1。
《北美商用建筑通汛接地要求》T1A／EIA 607。
《北美商用建筑通讯基础结构管理规范》TIA／EIA 606。
《非屏蔽双绞线布线测试标准》TIA／EIATSB 67。
《(电磁兼客)标准》EN 55022／Class B。
《欧洲电磁兼容性标准》EMC。
《美国国家标准：分布式光纤数据接口》ANSIFDDI。
《CSMA／CD接口方法》IEEE 802．3。
《令牌环接口方法》IEEE 802．5。