第3章-局域網(wǎng)規(guī)劃設計與綜合布線

1、復習,按照OSI模型的層次說，各層有哪些網(wǎng)絡互連設備？,局域網(wǎng)的規(guī)劃與設計,王曉菊,思考題,若需要設計一個局域網(wǎng)，你需要做哪些準備工作？,4,局域網(wǎng)規(guī)劃與設計---網(wǎng)絡需求分析要點,分析網(wǎng)絡應用目標網(wǎng)絡分析的技術指標案例,?,5,分析網(wǎng)絡應用目標(1),工作步驟從企業(yè)高層管理者開始收集商業(yè)需求收集用戶群體需求收集支持用戶和用戶應用的網(wǎng)絡需求明確網(wǎng)絡設計目標。典型網(wǎng)絡設計目標包括加強合作交流，共享的重要數(shù)據(jù)資源加強對分支機

2、構(gòu)或部屬的調(diào)控能力降低電信及網(wǎng)絡成本，包括與語音、數(shù)據(jù)、視頻等獨立網(wǎng)絡有關的開銷,6,分析網(wǎng)絡應用目標(2),明確網(wǎng)絡設計項目范圍是設計新網(wǎng)絡還是修改網(wǎng)絡網(wǎng)絡規(guī)模：一個網(wǎng)段、一個(組)局域網(wǎng)、一個廣域網(wǎng)，還是遠程網(wǎng)絡或一個完整的企業(yè)網(wǎng)明確用戶的網(wǎng)絡應用 網(wǎng)絡應用統(tǒng)計表,,高速網(wǎng)絡是 網(wǎng)絡發(fā)展方向電話,傳真,電子郵件,基本公眾信息服務 64K高質(zhì)量可視電話,視頻會議,數(shù)字音頻

3、 384K文件傳輸,WWW應用,圖象傳輸,網(wǎng)絡游戲,電子購物 1MMPEG1/ VCD視頻點播,交互式電視,廣播電視 1.2M-1.5MMPEG2/DVD視頻點播．高清晰度電視 3M-8M3D應用,VRML虛擬現(xiàn)實,計算機網(wǎng)絡,實時多媒體 6M以上,128K--太少了！1M--還是不夠！視頻點播、DVD、虛擬現(xiàn)實...我們需要更大的帶寬...,信息化的帶寬需求,8,要點,分析網(wǎng)絡

4、應用目標網(wǎng)絡分析的技術指標及性能分析案例,?,9,網(wǎng)絡分析的技術指標,定量地分析網(wǎng)絡性能，首先要確定網(wǎng)絡性能的技術指標有很多國際組織定義了網(wǎng)絡性能技術指標這些技術指標為我們設計網(wǎng)絡提供了一條性能基線(baseline)網(wǎng)絡性能指標有兩類：網(wǎng)元級：網(wǎng)絡設備的性能指標網(wǎng)絡級：將網(wǎng)絡看作一個整體，其端到端的性能指標我們這里關注的是網(wǎng)絡級的性能指標,10,網(wǎng)絡性能參數(shù)—時延(Delay或Latency),時延：從網(wǎng)絡的一端發(fā)送一

5、個比特到網(wǎng)絡的另一端接收到這個比特所經(jīng)歷的時間總時延= 傳播時延+發(fā)送時延+重傳時延 +分組交換時延+排隊時延 +處理時延 ≈傳播時延+發(fā)送時延+排隊時延 +處理時延網(wǎng)絡時延可分為往返時延(Round-trip Time，RTT)單向時延(One-way Latency，OWL) 注意：RTT≠2×OWL,,,,,,,11,網(wǎng)絡性能參數(shù)—吞吐量(Throughput),吞吐量：在單位時

6、間內(nèi)傳輸無差錯數(shù)據(jù)的能力吞吐量可針對某個特定連接或會話定義，也可以定義網(wǎng)絡總的吞吐量,12,網(wǎng)絡性能參數(shù)—丟包率(Packet Loss Rate),網(wǎng)絡丟包率(丟分組率)：在某時段內(nèi)在兩點間傳輸中丟失分組與總的分組發(fā)送量的比率該指標是反映網(wǎng)絡狀況極為重要的指標無擁塞時路徑丟包率為0%，輕度擁塞時丟包率為1～4%，嚴重擁塞時丟包率為5～15%丟包的主要原因是路由器的緩存隊列溢出與丟包率相關的一個指標稱為“差錯率” ，如誤碼率(

7、BER) 、誤幀率 ，通常極小,13,網(wǎng)絡性能參數(shù)—路由(Route),路由即為一個特定的“節(jié)點-鏈路”集合，該集合是由路由器中的選路算法決定的選路算法決定分組所采用的路徑（路由）,13,,,,,Packet Switching,,,,,,h0,h1,hn-1,hn,l0,l1,ln,,網(wǎng)絡性能參數(shù)—路由(Route),路由的變動將使時延、丟包率等指標有較大變化IP網(wǎng)絡路由是動態(tài)的，但是相對穩(wěn)定一種錯誤的觀點是，IP網(wǎng)絡的路由是動

8、態(tài)的，研究路由沒有意義為了保持網(wǎng)絡穩(wěn)定工作，選路算法通常不會輕易改變路由，除非當資源用完(即發(fā)生擁塞)或底層網(wǎng)絡出現(xiàn)故障,14,15,網(wǎng)絡性能參數(shù)—帶寬(Bandwidth),帶寬：單位時間傳輸比特的能力瓶頸帶寬和可用帶寬瓶頸帶寬：兩臺主機之間路徑上的最小帶寬鏈路(瓶頸鏈路)的值可用帶寬：沿著該路徑當時能夠傳輸?shù)淖畲髱捯恍┑湫蛻玫膸捜缦翽C通信：14.4kb/s～50kb/s數(shù)字音頻：1～2Mb/s壓縮視頻：2～1

9、0Mb/s文檔備份：10～100Mb/s非壓縮視頻：1～2Gb/s,16,網(wǎng)絡性能參數(shù)—響應時間(Respond Time),響應時間：從服務請求發(fā)出到接收到相應響應所花費的時間，它經(jīng)常用來特指客戶機向主機交互地發(fā)出請求并得到響應信息所需要的時間用戶往往比較關心這個網(wǎng)絡性能指標,當響應時間超過100 ms或1/10 s的時候，就會引起不良反映超過100 ms，就能意識到等待網(wǎng)絡的傳輸,,17,網(wǎng)絡性能參數(shù)—利用率(Utiliza

10、tion),利用率：指定設備在使用時所能發(fā)揮的最大能力例如，網(wǎng)絡檢測工具表明某網(wǎng)段的利用率是30%，這意味著有30%的容量在使用中在網(wǎng)絡分析與設計中，通常考慮兩種類型的利用率：CPU利用率鏈路利用率,18,網(wǎng)絡性能參數(shù)—效率(Efficiency),網(wǎng)絡效率：為產(chǎn)生所需的輸出要求的系統(tǒng)開銷網(wǎng)絡效率明確了發(fā)送通信需要多大的系統(tǒng)開銷，不論這些系統(tǒng)開銷是否由沖突、差錯、重定向或確認等原因所致提高網(wǎng)絡性能的方法盡可能提高MAC層允

11、許的最大長度的幀使用長幀要求鏈路具有較低的差錯率,,,1. 網(wǎng)絡的開放性 - 采用開放的標準和技術 ；2. 網(wǎng)絡的可靠性 - 可靠性是網(wǎng)絡組建與應用的生命線 ；3. 網(wǎng)絡的安全性 - 保證數(shù)據(jù)可用性、一致性、高效性、防抵賴性、可信賴性及可靠性等安全問題 ；4. 網(wǎng)絡的先進性 - 采用國際先進、主流、成熟的技術 ；5. 網(wǎng)絡的易用性 - 硬件和軟件應易于安裝、管理和維護 ；6. 網(wǎng)絡的可擴展性 - 選用主流產(chǎn)品和技術，最好選用

12、同一品牌的產(chǎn)品，或兼容性好產(chǎn)品 ，為發(fā)展留有擴展的余地 ；7. 網(wǎng)絡傳輸延遲性 - 傳播延遲、傳輸延遲、網(wǎng)絡延遲、接口延遲、延遲抖動 等；8. 網(wǎng)絡傳輸有效性 - 傳輸吞吐量除以傳輸利用率得到的結(jié)果。,局域網(wǎng)組建性能分析,2024/3/18,,,局域網(wǎng)組建規(guī)劃是多學科知識的綜合，涉及系統(tǒng)工程學、通信技術、網(wǎng)絡技術、安全技術、軟件工程等領域。,局域網(wǎng)組建規(guī)劃,,2024/3/18,,網(wǎng)絡通信支持環(huán)境是網(wǎng)絡組建的基礎，也是網(wǎng)絡組成模型中

13、的基礎層。該層次包括網(wǎng)絡安全、可靠、正常運行所必須采取的環(huán)境保障設施，比如網(wǎng)絡綜合布線、網(wǎng)絡機房供電安裝等。,網(wǎng)絡通信支持環(huán)境,2024/3/18,,綜合布線是網(wǎng)絡組成結(jié)構(gòu)中的信道系統(tǒng)，是以網(wǎng)絡連通為目的敷設的數(shù)字信息通道。綜合布線的代表產(chǎn)品是建筑與建筑群綜合布線系統(tǒng)（Premises Distribution System，縮寫PDS）,網(wǎng)絡綜合布線,,2024/3/18,網(wǎng)絡機房供電,網(wǎng)絡機房對溫度、濕度、防靜電、防電磁干擾、防雷擊

14、、防塵等要求較高，在網(wǎng)絡施工前要先行設計、施工裝修，尤其是要注重機房供電設計 . 長延時UPS(實際用電負荷<= UPS標稱容量的80%) 空調(diào)用電與網(wǎng)絡設備用電分離 接地系統(tǒng)：電源接地（工作保護地）、防雷保護地、直流地等三種 三種地線的線徑要粗、要分別安裝，其接地點要相互間隔25米以上 電源地的接地電阻小于4歐姆 防雷保護地的接地電阻小于4歐姆 直流地接地電阻小于1歐姆,2024/3/18,考慮因素 1）地理

15、環(huán)境2）傳輸介質(zhì)與距離 3）可靠性,,局域網(wǎng)通信平臺,,規(guī)劃拓撲結(jié)構(gòu)拓撲結(jié)構(gòu) 中小型、小型局域網(wǎng)一般可采用星型結(jié)構(gòu) ；大中型局域網(wǎng)絡考慮鏈路傳輸?shù)目煽啃?，可采用冗余結(jié)構(gòu)。,,星型,星型冗余,2024/3/18,規(guī)劃網(wǎng)絡層次,局域網(wǎng)分層是按照網(wǎng)絡規(guī)模劃分為三個層次：核心層匯聚層接入層,中小型、小型局域網(wǎng)一般可采用核心/接入層 ；大型、大中型局域網(wǎng)絡一般可采用核心/匯聚/接入層 。,26,27,28,29,30,2024/

16、3/18,主干網(wǎng)設計,主干網(wǎng)技術的選擇，要根據(jù)以上需求分析中用戶網(wǎng)絡規(guī)模大小、網(wǎng)上傳輸信息的種類和用戶可投入的資金等因素來考慮。主干網(wǎng)用來連接建筑樓宇和服務器群，可能會容納網(wǎng)絡上50–80%的信息流，是網(wǎng)絡大動脈。連接建筑群的主干網(wǎng)一般以光纜作傳輸介質(zhì)，典型的主干網(wǎng)技術主要有100Mbps-FX以太網(wǎng)、1000Mbps SX/LX以太網(wǎng)等。,,某企業(yè)主干網(wǎng)拓撲圖,2024/3/18,匯聚層和接入層設計,,匯聚層:存在與否，取決于網(wǎng)絡

17、規(guī)模的大小。當建筑樓內(nèi)信息點較多（比如，大于22個點）超出一臺交換機的端口密度，而不得不增加交換機擴充端口時，就需要有匯聚交換機。交換機間如果采用級連方式，即將一組固定端口交換機上聯(lián)到一臺背板帶寬和性能較好的匯聚交換機上，再由匯聚交換機上聯(lián)到主干網(wǎng)的核心交換機。如果采用多臺交換機堆疊方式擴充端口密度，其中一臺交換機上聯(lián)，則網(wǎng)絡中就只有接入層.,接入層:即直接信息點，通過此信息點將網(wǎng)絡資源設備（PC等）接入網(wǎng)絡。匯聚層采用級連還是堆疊，要

18、看網(wǎng)絡信息點的分布情況。 匯聚層、接入層:一般采用100Base-TX快速交換式以太網(wǎng)，采用10/100Mbps自適應交換到桌面，傳輸介質(zhì)是超五類或五類雙絞線。要根據(jù)應用需求可選擇支持1–2個光端口模塊 .,2024/3/18,無線局域網(wǎng)設計,,無線網(wǎng)絡，網(wǎng)絡無限,你是否有這樣的愿望？在校園的任何一個角落，無論在操場上，草坪上或者教室，辦公室，亦或教職工小區(qū)或者學生宿舍區(qū)。只要有一臺筆記本電腦（或者臺式機），一塊無線網(wǎng)卡您便可以輕松實

19、現(xiàn)寬帶上網(wǎng)，查閱自己需要的資料，欣賞網(wǎng)上精彩的電影。這一切在以前也許只是一個夢想，必須通過煩瑣的綜合布線來實現(xiàn)。而現(xiàn)在，隨著無線網(wǎng)絡的發(fā)展，一切都問題都迎任而解，通過無線方式接入，可以徹底擺脫有線的束縛，輕松實現(xiàn)無線寬帶接入互聯(lián)網(wǎng)，并且價格已不再昂貴。并且已經(jīng)在我國知名學府，如北京大學，南開大學率先投入使用。 無線網(wǎng)絡是由無線網(wǎng)卡、無線集線器、無線交換機、計算機及其它相關設備組成，利用無線微波信道作為傳輸介質(zhì)的計算機網(wǎng)絡，

20、簡稱為WLAN(無線局域網(wǎng))。無線局域網(wǎng)的網(wǎng)絡速度與以太網(wǎng)相當。一個AP (Access Point,也稱無線集線器)最大可支持200多個用戶的接入。WLAN的數(shù)據(jù)傳輸率目前最高可達11Mbps，傳輸距離可遠至1.5公里，它可以與現(xiàn)有的有線連網(wǎng)和諧地結(jié)合起來，不僅傳輸距離遠，而且使網(wǎng)上的計算機也具有可移動性，能快速方便地解決使用有線方式不易實現(xiàn)的移動辦公網(wǎng)絡的連接問題?！?大家可以想象一下，當學生們驚奇地發(fā)現(xiàn)自己的筆記本電腦在學校任

21、何角落都可以上網(wǎng)時的那份興奮勁……現(xiàn)在這一切的實現(xiàn)都不是夢了。,2024/3/18,無線局域網(wǎng)設計,,無線網(wǎng)絡，網(wǎng)絡無限,1. 對等方式 2. 接入方式 3. 中繼方式,,無線對等局域網(wǎng),以AP為中心的星型結(jié)構(gòu),無線網(wǎng)中繼連接,2024/3/18,無線校園覆蓋網(wǎng)網(wǎng)絡拓撲圖,,HUB,饋線,,,,,,,,,,,,RG-1000,全向天線,USB無線網(wǎng)卡,USB無線網(wǎng)卡,USB無線網(wǎng)卡,USB無線網(wǎng)卡,USB無線網(wǎng)卡,USB無線網(wǎng)卡

22、,… …,筆記本無線網(wǎng)卡,操場,放大器,網(wǎng)絡中心,學生宿舍,家屬樓,圖書館,晚會現(xiàn)場,辦公室,,辦公室,,建成的無線網(wǎng)絡的性能：,將建成的無線校園覆蓋網(wǎng)絡，能夠達到如下要求：1．最高帶寬為11M，單片網(wǎng)卡下載速率最高可達400K，遠遠超過了ADSL和撥號上網(wǎng)；2．單個AP覆蓋半徑為1.5公里，能覆蓋整個校園；增加若干分中心以后，可以覆蓋更大的范圍，并且能完全屏蔽盲區(qū)；3．四層網(wǎng)絡密碼和入網(wǎng)MAC地址設備號認證，可有效控制上網(wǎng)計算機

23、，管理十分方便；4．利用校園現(xiàn)有的網(wǎng)絡基礎設施，免除學校挖溝布線的麻煩，節(jié)約學校投資；可在學校操場、演播廳等任意地方暢游網(wǎng)絡；5．節(jié)省用戶投資：每戶只需一塊無線網(wǎng)卡（USB無線網(wǎng)卡或PCMCIA筆記本無線網(wǎng)卡），即可共享單位的Internet出口。,2024/3/18,通信設備的選型,1. 通信設備選型基本原則 品牌選擇 擴展性考慮 “量體裁衣”策略 性價比高、質(zhì)量可靠的原則 2. 核心交換機選型要求高性能，高速率便于

24、升級和擴展 , 高可靠性 強大的網(wǎng)絡控制能力，提供QoS和網(wǎng)絡安全良好的可管理性，支持通用網(wǎng)管協(xié)議，如SNMP、RMON、RMON2等,,通信設備的選型,STAR-S2012G,STAR-S2024,3 匯聚和接入層交換機選型要求靈活性 高性能 在滿足技術性能要求的基礎上，最好價格便宜，使用方便，即插即用，配置簡單具備一定的網(wǎng)絡服務質(zhì)量和控制能力以及端到端的QoS（服務質(zhì)量） 如果用于跨地區(qū)企業(yè)分支部門通過公網(wǎng)進行遠程

25、上聯(lián)的交換機，還應支持虛擬專網(wǎng)VPN標準協(xié)議。支持多級別網(wǎng)絡管理。,匯聚,接入,,,,網(wǎng)絡服務器 1. 服務器類型 入門級服務器。一個CPU，配置256-512MB內(nèi)存和傳輸率在20MB/s以下的IDE硬盤，必要時也會采用SCSI磁盤系統(tǒng)提高性能，或使用IDE RAID進行數(shù)據(jù)保護 。工作組級服務器 。支持1-2個CPU，配置了小型服務器所必備的各種特性，如采用SCSI總線的I/O系統(tǒng)，可選裝RAID、熱插拔硬盤和熱插拔電源等。

26、可支持高達1024MB以上容量ECC內(nèi)存和增強服務器管理功能的SM總線 。部門級服務器 。支持2-4個CPU（SMP對稱多處理器結(jié)構(gòu)、P4 Xeon處理器），具有較高的可靠性、可用性、可擴展性和可管理性。主板集成雙通道ULTRA160 SCSI控制器，數(shù)據(jù)傳輸速率最高達160MB/s，可連接幾乎所有類型的SCSI設備。通常標準配置有熱插拔硬盤、熱插拔電源和RAID。 企業(yè)級服務器。通常支持4-8個CPU（Intel Xeon處理器

27、) 、集成雙通道Ultra 160（Ultra 320）SCSI控制器，數(shù)據(jù)傳輸速率最高達160MB/s（320MB/s可選） ，大容量熱插拔硬盤和熱插拔電源，可支持高達8G ECC內(nèi)存，具有超強的數(shù)據(jù)處理能力，同時系統(tǒng)的監(jiān)控管理也得到很大簡化。具有良好的系統(tǒng)伸縮性 。,網(wǎng)絡應用支持平臺,,,網(wǎng)絡服務器,2. 服務器網(wǎng)絡接口千兆以太網(wǎng)端口接入 雙網(wǎng)卡冗余接入單網(wǎng)卡接入,,,雙網(wǎng)卡,1. 網(wǎng)絡數(shù)據(jù)庫平臺 目前比較流行的網(wǎng)絡數(shù)

28、據(jù)庫有：Oracle 9i、Microsoft SQL Server 2000、MySQL、IBM DB 2等服務器產(chǎn)品。,網(wǎng)絡應用平臺,2024/3/18,,2. Internet/Intranet信息服務,網(wǎng)絡應用平臺,三個最基本的服務Email、FTP、WWW,2024/3/18,,3. 網(wǎng)絡管理平臺,網(wǎng)絡應用平臺,計算機網(wǎng)絡管理功能: 按照OSI管理框架，把網(wǎng)絡管理任務分為：用戶管理、配置管理、性能管理、故障管理、計費

29、管理、安全管理和其他網(wǎng)絡管理功能。1.用戶管理2.配置管理3.性能管理4.故障管理5.計費管理6.安全管理7.其他網(wǎng)絡管理功能,44,要點,分析網(wǎng)絡應用目標網(wǎng)絡分析的技術指標案例,?,案例──校園網(wǎng)建設方案,（1）設計目標。首先，學校的目的是通過教學過程來培養(yǎng)人才，因此對教學過程提供直接支持應是校園網(wǎng)的基本功能。其次，校園網(wǎng)必須能支持學校的日常辦公和管理。再次，與Internet的連接

30、也是校園網(wǎng)的基本功能之一。（2）設計原則。校園網(wǎng)絡系統(tǒng)的設計應掌握以下原則。 實用性先進性安全性可擴展性可管理性高性價比,一、網(wǎng)絡規(guī)劃和設計,案例──校園網(wǎng)建設方案,（3）需求分析該校園網(wǎng)連接的建筑物有教學樓、行政樓、圖書館、實驗樓、門診樓、宿舍區(qū)以及教工家屬區(qū)等，信息點共約1800個。網(wǎng)絡中心設在教學樓三層，以教學樓為中心，采用星型拓撲結(jié)構(gòu)，用光纖連接其他幾個建筑物。通過DDN專線將整個校園網(wǎng)連入教育科研網(wǎng)（CE

31、RNET），即連入Internet。校園網(wǎng)除了能夠?qū)崿F(xiàn)文件打印服務、網(wǎng)絡數(shù)據(jù)通信、校園網(wǎng)絡管理系統(tǒng)等一般網(wǎng)絡的基本功能外，還可實現(xiàn)基于Intranet/Internet的信息服務，主要包括WWW服務、電子郵件服務、FTP服務、網(wǎng)絡代理安全及計費管理、數(shù)據(jù)存儲服務等。,一、網(wǎng)絡規(guī)劃和設計,案例──校園網(wǎng)建設方案,從學校實際情況出發(fā)，校園網(wǎng)工程分3個階段完成：第一階段實現(xiàn)校園網(wǎng)基本連接；第二階段實現(xiàn)校園網(wǎng)覆蓋校園所有建筑；第三階段

32、完成校園網(wǎng)應用系統(tǒng)的開發(fā)。校園網(wǎng)建設的一期工程覆蓋了教學區(qū)、辦公區(qū)、學生宿舍區(qū)、教工宿舍區(qū)，接入信息點約800個。為了實現(xiàn)網(wǎng)絡高帶寬傳輸，主干網(wǎng)將采用十吉比特以太網(wǎng)，吉比特/百兆光纖到樓，學生宿舍100 MB帶寬到桌面，教師辦公區(qū)100 MB帶寬到桌面的方案。,二、網(wǎng)絡建設方案,案例──校園網(wǎng)建設方案,二、網(wǎng)絡建設方案,,案例──校園網(wǎng)建設方案,1、網(wǎng)絡設備的選擇。 校園網(wǎng)中的交換機分為3層拓撲結(jié)構(gòu)，即核

33、心層（中心交換機）、匯聚層（骨干交換機）和接入層（工作組交換機）。作為整個網(wǎng)絡的中心樞紐，幾乎80%的網(wǎng)絡傳輸都由核心層交換機完成，因此，核心層交換機的性能也就決定著整個網(wǎng)絡的性能。,二、網(wǎng)絡建設方案,案例──校園網(wǎng)建設方案,2、傳輸介質(zhì)的選擇 根據(jù)校園建筑物的分布情況，除網(wǎng)絡中心機房與教工家屬區(qū)之間的跨距較大，超過550 m，其他建筑物之間的跨距都不超過500 m，因此除在網(wǎng)絡中心機房與教工家屬區(qū)之間布設單模光纖

34、外，其他建筑物之間均選用多模光纖進行布線。 對于垂直布線系統(tǒng)和水平布線系統(tǒng)而言，如果最遠距離不超過100 m，則可以利用超五類或六類布線系統(tǒng)。,二、網(wǎng)絡建設方案,案例──校園網(wǎng)建設方案,3、服務器和工作站的選擇。服務器的選型與數(shù)量同樣要根據(jù)學校的規(guī)模和具體應用而定，一般應注意以下幾個方面。主服務器。應用服務器。工作站。4、網(wǎng)絡中心機房配套設施的建設。網(wǎng)絡中心機房放置著交換機、服務器等昂貴的硬件設備，保存著單位的各

35、種信息和數(shù)據(jù)，是校園網(wǎng)的中樞與核心。因此其安全性、穩(wěn)定性和可靠性是至關重要的。網(wǎng)絡中心機房建設主要包括機房環(huán)境的配置和供電系統(tǒng)的設計。,二、網(wǎng)絡建設方案,案例1：小型星型網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)設計,某小型辦公室網(wǎng)絡，是以一臺具有24個10/100MBPS 、2個10/100/1000mbps自適應RJ-45端口的以太網(wǎng)交換機進行集中連接的。網(wǎng)絡中配置一臺服務器、一臺用于互聯(lián)網(wǎng)訪問的寬帶路由器，一臺網(wǎng)絡打印機和20個以內(nèi)的用戶。現(xiàn)請為這個小型辦公室設計

36、出具體的網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)。網(wǎng)絡要求：所有網(wǎng)絡設備都與同一臺交換機相連整個網(wǎng)絡沒有性能瓶頸要有一定的可擴展余地,設計思路,確定網(wǎng)絡設備總數(shù)設備有：工作站、服務器、網(wǎng)絡打印機、路由器、防火墻等所有需要與交換機連接的設備?？倲?shù)為：20以內(nèi)工作站+1臺服務器+1臺路由器+1臺打印機<=23，因此24端口是最低要求確定交換機端口類型和端口數(shù)網(wǎng)絡中的服務器、邊界路由器、下級交換機、網(wǎng)絡打印機、特殊用戶工作站需要的網(wǎng)絡貸款較高，所以

37、通常連接在交換機的高帶寬端口上，因此本例中服務器直接與交換機的千兆端口連接（另一個保留用于網(wǎng)絡擴展），其他直接與普通口連接即可。,設計思路,保留一定的網(wǎng)絡擴展所需端口交換機的網(wǎng)絡擴展主要體現(xiàn)：①用于與下級交換機連接的端口，②用于連接后續(xù)添加的工作站用戶。本站留有一個高帶寬的端口即可確定可連接的工作站總數(shù)交換機端口總數(shù)不等于可連接的工作站總數(shù)，交換機還要用來連接其他網(wǎng)絡設備，如服務器、下級交換機、打印機、路由器、網(wǎng)關、網(wǎng)橋等本例

38、中有一臺服務器，一臺路由器，一臺打印機，所以可連接的工作站總數(shù)為26（24個10/100MBPS 端口+2個10/100/1000mbps 端口）-3=23,設計步驟,確定關鍵設備連接，把需要連接在高帶寬端口的設備連接在交換機的可用高帶寬端口上把所有工作站用戶計算機設備和網(wǎng)絡打印機分別于交換機的10/100MBPS端口連接。如果網(wǎng)絡系統(tǒng)要通過路由器與其他網(wǎng)絡連接，則還需要設計互聯(lián)網(wǎng)連接。（路由器與外部網(wǎng)絡連接是通過WAN端口進行的）

39、,中型擴展星型網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)設計,中型擴展星型網(wǎng)絡是指整個網(wǎng)絡中包括多個交換機，而且各交換機是通過級聯(lián)方式分層結(jié)構(gòu)。在中型或以上的星型網(wǎng)絡中，一般有“接入層”、“匯聚層”、“核心層”3各層次。各層中每一臺交換機又各自形成一個相對獨立的星型網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)。,案例2 中型星型網(wǎng)絡結(jié)構(gòu),在一個中型企業(yè)局域網(wǎng)中，整個網(wǎng)絡分布在同一個樓層的多間辦公室中。整個網(wǎng)絡的交換機分三層結(jié)構(gòu)，核心交換機是兩臺提供一個1000MB/sSC光纖接口、4個RJ45雙絞線10

40、/100/1000mbps接口、24個10/100mbps接口的以太網(wǎng)交換機；匯聚層交換機是兩臺提供2個RJ45雙絞線10/100/1000mbps接口、48個10/100mbps接口的以太網(wǎng)交換機；接入層還有4臺全是10/100/1000mbps雙絞線RJ45接口的24口以太網(wǎng)交換機。另外，網(wǎng)絡邊緣通過邊界路由器和防火墻與外界網(wǎng)絡連接,網(wǎng)絡要求,核心交換機能提供負載均衡和冗余配置所有設備都必須連接在網(wǎng)絡上，且使個服務器負載均衡，整個

41、網(wǎng)絡無性能瓶頸。各設備所連交換機要適當，不要出現(xiàn)超過雙絞線網(wǎng)段距離的100m限制從結(jié)構(gòu)圖中可清晰地知道各主要設備所連端口的類型和傳輸介質(zhì)。,設計思路,采用自上而下的分層結(jié)構(gòu)設計首先確定核心層交換機的連接，然后再是匯聚層交換機的連接，再次是接入層的交換機的連接。把關鍵設備冗余連接在兩臺核心設備上連接其他網(wǎng)絡設備把關鍵用戶的工作站和大負荷網(wǎng)絡打印機等設備連接在核心交換機或匯聚層交換機的普通端口上，把工作負荷相對較小的普工作站用戶

42、連接在邊緣交換機上。,設計步驟,確定核心交換機位置及主要設備連接,核心交換機間及核心交換機與服務器間的冗余連接,設計步驟,級聯(lián)下級匯聚層交換機骨干交換機與核心交換機級聯(lián)連接其他的網(wǎng)絡設備與核心交換機注意：每條交換機要至少留有兩個以上的備用端口,核心交換機與骨干交換機間的冗余級聯(lián),設計步驟,級聯(lián)接入層交換機通過普通的雙絞線把接入層交換機與匯聚層交換機的10/100Mb/s端口對應級聯(lián)起來，此處不必配置冗余連接把需要與匯聚層以及接

43、入層交換機連接的其他網(wǎng)絡設備與普通10/100Mb/s端口連接起來,局域網(wǎng)連接部分,設計步驟,與外部網(wǎng)絡相連通常與外部網(wǎng)絡連接的防火墻或路由器是直接連接在核心交換機上的，若同時有防火墻和路由器，則防火墻直接與核心交換機連接，路由器直接與外部網(wǎng)絡連接,最終的中小型網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)圖,案例3：網(wǎng)絡實驗室局域網(wǎng)的設計,要求：掌握設計規(guī)模達幾十臺PC的專用LAN的技能與方法掌握用Visio繪制該LAN網(wǎng)絡拓撲圖的方法案例教學環(huán)境：PC 1臺

44、，Microsoft Visio軟件1套設計要點：為新建的網(wǎng)絡實驗室設計局域網(wǎng)，需要進行網(wǎng)絡需求分析。該實驗室具有80臺PC，且它們需要共享實驗服務器信息用百兆交換機若干配置交換機的鏈路聚合功能,64,需求分析和設計考慮,一個具有80臺PC的網(wǎng)絡實驗室仍然屬于一個小型LAN，但由于該網(wǎng)絡有幾十名學生要在較短時間內(nèi)（如10秒時間內(nèi)）打開共享實驗服務器上的信息需求，需要對網(wǎng)絡應用需求進行分析，并進行相應的設計：,65,需求分析,取4

45、臺PC為一組，組內(nèi)突發(fā)流量峰值可達幾十Mpbs，組間的通信量通常較小。組內(nèi)使用一個8端口的百兆交換機80臺PC需要同時共享實驗服務器的信息，打開實驗支持系統(tǒng)網(wǎng)站頁面(約30KB)、下載軟件實驗工具(約3MB)和文檔(約80KB)。為了使時延感覺不致太大，要求訪問文件的時延不大于10秒要求在10秒內(nèi)從一臺服務器向外輸出量將約達250MB，即約199Mpbs考慮到一臺服務器輸入數(shù)據(jù)需要處理動態(tài)網(wǎng)頁和處理數(shù)據(jù)庫的能力，將難以保證在10秒

46、內(nèi)完成這樣的任務。因此，可以考慮采用雙服務器設計方案,66,設計方案,①每40臺PC共享一臺服務器，這樣共需兩臺服務器②由于目前的專用PC服務器通常都標準配置兩塊千兆網(wǎng)卡，服務器與交換機連接可采用兩個百兆鏈路聚合的措施，增強訪問服務器的能力③每4臺PC組成一組，共需20組；每組用一個8端口百兆交換機將它們相連，共需20個這樣的交換機④每10組用一個16端口的百兆交換機互聯(lián)，形成星型結(jié)構(gòu)⑤為了增加容錯能力，我們還將這兩臺16端口的

47、百兆交換機用百兆雙絞線連接起來,67,一種網(wǎng)絡實驗室的設計方案,,68,設計提示,選用交換機時應用注意交換機的規(guī)格系列，交換機的接口數(shù)量規(guī)格通常只有8口、16口、24口、48口等接口速率通常有10/100 Mpbs、1000 Mpbs和10 Gpbs接口類型通常有雙絞線和光纖，而且1000 Mpbs及以上速率的接口通常為光纖介質(zhì),69,案例4：辦公環(huán)境局域網(wǎng)的設計,教學要求：掌握設計規(guī)模達200臺PC的辦公LAN的技能與方法掌

48、握用Visio繪制該網(wǎng)絡拓撲圖的方法教學環(huán)境：PC1臺，Microsoft Visio軟件1套設計要點：辦公環(huán)境設計局域網(wǎng)，需要進行網(wǎng)絡需求分析。該辦公環(huán)境大約有200臺PC，它們需要共享各種辦公服務器信息由于該網(wǎng)覆蓋區(qū)域較大，機器數(shù)量較多，但可容忍；可以采用千兆交換機作為該網(wǎng)的主干，即采用“千兆到交換機，百兆到桌面”的網(wǎng)絡拓撲辦公環(huán)境的網(wǎng)絡允許短期（幾個小時）中斷，但需盡快恢復,70,需求分析和設計考慮,辦公網(wǎng)絡環(huán)境包括了較

49、多的網(wǎng)絡信息服務器，如DNS服務器、Web服務器、電子郵件服務器，支持多種信息查詢，網(wǎng)絡流量高度不均勻辦公環(huán)境覆蓋范圍可達400～500米，并可能覆蓋幾個樓層網(wǎng)絡短時間的中斷影響不大，因此不必考慮冗余備份措施，降低系統(tǒng)的造價設置中心交換機和各樓層主交換機，它們之間采用千兆速率光纜；各樓層主交換機到各辦公室交換機以及各辦公室交換機到桌面PC之間采用百兆雙絞線各網(wǎng)絡信息服務器與中心交換機相連,71,設計方案,如果6臺PC一組，約需3

50、4組，每組用一個8端口百兆交換機，共需34個這樣的交換機每層安置11～12組，可用一個16端口的百兆交換機互聯(lián)這些組,這些層交換機應具有一個千兆光端口，與中心的一個千兆交換機相連，形成多星結(jié)構(gòu)為增加訪問專用PC服務器的速度，用2條千兆鏈路聚合起來與服務器的兩塊千兆網(wǎng)卡相連,72,,設計方案,73,,,設計提示,當LAN中的用戶機器較多時，需要用多級交換機形成星型網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)。其中的設計要點是：①傳輸速率考慮：從桌面到層交換機的百兆，

51、到層交換機到中心交換機的千兆；②傳輸介質(zhì)考慮：距離不超過100米采用雙絞線，距離超過100米采用光纜；③服務器效率考慮：采用交換機鏈路聚合技術增強共享服務器能力。,74,75,繪制網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)圖,為了確定網(wǎng)絡的基礎結(jié)構(gòu)特征，首先需要勾畫出網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)圖，并標示出主要網(wǎng)絡互連設備和網(wǎng)段位置這包括記錄主要設備和網(wǎng)段的名字與地址，以及識別尋址和命名的標準方法同時要記錄物理電纜的類型和長度及環(huán)境方面的約束條件網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)圖是現(xiàn)有網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)的反映，或

52、反映了上面對網(wǎng)絡分析的結(jié)果，從而形成了網(wǎng)絡設計的基本出發(fā)點,76,Microsoft公司Visio,77,用Microsoft Visio繪制網(wǎng)絡圖,包括邏輯網(wǎng)絡圖、物理網(wǎng)絡圖和目錄服務圖這三部分功能 邏輯網(wǎng)絡圖表示網(wǎng)絡中的設備以及如何進行相互連接物理網(wǎng)絡圖表示網(wǎng)絡設備的物理連接方式，或其在特定地點(如服務器機房)的布置方式目錄服務圖利用 Microsoft Visio 的三種目錄服務模板，可以設計新目錄、創(chuàng)建現(xiàn)有目錄的備用