搜索
清华大学出版社网络工程设计实用教程编著：刘昭斌、曹钧尧、谭方勇清华大学出版社第3章逻辑网络设计•教学提示：本章将从网络的方案设计和组建的角度出发，着重介绍网络建设中方案设计、拓扑结构的选择、网络技术和服务器的选择等内容，对整个逻辑网络设计过程进行了论述。•教学目标：培养学生掌握网络工程设计中的逻辑网络方案设计的内容和原则，在组建网络时，协助用户进行有关组件的选择。能根据所需要的方案来确定网络建设中最终实现的目标。•重点知识：能根据网络用户的需求，规划逻辑网络方案设计，确定网络建设中的网络拓扑结构和有关组件的选择。清华大学出版社第3章逻辑网络设计3.1网络方案设计3.2网络拓扑结构设计3.3网络协议选择3.4IP地址规划3.5网络技术的选择3.6网络操作系统的选择3.7服务器的选择3.8网络存储备份技术3.9网络工作站3.10XX地铁总公司网络工程设计方案案例3.11实践项目本章小结清华大学出版社第3章逻辑网络设计3.1网络方案设计网络方案设计是网络建设的基础，网络方案的总体思路和工程蓝图，是搞好网络建设的核心任务。在进行网络方案总体设计时，我们要认真按照网络方案设计的原则，按部就班的进行网络方案的设计和规划，确保网络建设中的顺利实施，同时在网络方案设计中，既要考虑各种类型网络的共性，又要针对各种类型网络的个性，分别进行设计，从而获得一个理想的，符合实际应用的网络设施，更好的为各单位的信息化建设服务。清华大学出版社第3章逻辑网络设计3.1.1网络方案设计的原则（1）先进性：具备先进的设计思想、网络结构、开发工具，采用市场占有率高、标准化和技术成熟的软硬件产品。（2）高可靠性：网络系统是日常业务和各种应用系统的基础设施，应保证正常时期的不间断运行。整个网络应有足够的冗余功能，抗干扰能力强，对网络的设计、选型、安装和调试等环节进行统一规划和分析，确保整个网络具有一定的容错能力，可靠性还应充分考虑投资合理，网络系统具有良好的性能价格比。（3）标准化：所有网络设备都应符合有关国际标准，以保证不同厂家网络设备之间的互操作性和网络系统的开放性。清华大学出版社第3章逻辑网络设计3.1.1网络方案设计的原则（4）可扩展性：网络设计要考虑网络系统应用和今后网络的发展，便于向更新技术的升级与衔接。要留有扩充余量，包括端口数量和带宽的升级能力。（5）易管理性：网络设备应易于管理，易于维护，操作简单，易学，易用，便于进行网络配置，发现故障及时维护。（6）安全性：能提供多层次安全控制手段，网络系统的数据和文件多数要求具有高度的安全性，因此，网络系统本身要有较高的安全性，对使用的信息进行严格的权限管理，在技术上提供先进的、可靠的、全面的安全方案和应急措施，确保系统万无一失。同时符合国家关于网络安全标准和管理条例。清华大学出版社第3章逻辑网络设计3.1.1网络方案设计的原则（7）实用性：系统建设首先要从系统的实用性角度出发，支持文本、语音、图形、图像及音频、视频等多种媒体信息的传输、查询服务，所以系统设计必须具有很强的实用性，满足不同用户信息服务的实际需要，具有很高的性能价格比，能为多种应用系统提供强有力的支持平台。（8）开放性：系统设计应该采用开放技术、开放结构、开放系统组件和开放用户接口，以利于网络的维护、扩展升级和与外界信息的互通。清华大学出版社第3章逻辑网络设计3.1.2网络方案设计的常见类型网络方案设计的常见类型：校园网、企业网、园区网等几类。下面就有关校园网、企业网的方案设计的特点进行相关的论述。清华大学出版社第3章逻辑网络设计1、校园网校园网是各种类型网络中一大分支，有着非常广泛的应用。作为新技术的发祥地，学校尤其是高等学校，和网络的关系十分密切，网络最初是在校园里进行实验并获得成功的，许多网络新技术也是首先在校园网中获得成功，进而才推向社会的。清华大学出版社第3章逻辑网络设计校园网方案设计的步骤主要有：(1)校园网总体设计方案•进行对象研究和需求调查，弄清学校的性质、任务和改革发展的特点，对学校的信息化环境进行准确的描述，明确系统建设的需求和条件；•在应用需求分析的基础上，确定学校Intranet服务类型，进而确定系统建设的具体目标，包括网络设施、站点设置、开发应用和管理等方面的目标；清华大学出版社第3章逻辑网络设计校园网方案设计的步骤主要有：(1)校园网总体设计方案•确定网络拓扑结构和功能，根据应用需求、建设目标和学校主要建筑分布特点，进行系统分析和设计；•确定技术设计的原则要求，如在技术选型、布线设计、设备选择、软件配置等方面的标准和要求；•规划安排校园网建设的实施步骤。清华大学出版社第3章逻辑网络设计校园网方案设计的步骤主要有：(2)校园网方案实施•一个完整的校园网建设在实施过程中可以分成两个环节：网络集成方案设计和信息系统集成。•网络集成方案主要包括两个方面：网络拓扑结构、结构化布线与设备选择、网络技术及设备选型。•信息系统集成是指利用网络体系控制信息的有序流动，实现信息资源的共享，更有效地形成、整理、使用各类信息。清华大学出版社第3章逻辑网络设计2、企业网网络不仅是一种高深的科技，而且成为人们必不可少的工具。企业上网大大提高了企业运作效益，降低了企业成本。构建企业网一般从几个方面考虑：(1)行业分析(2)企业网络主干技术选择(3)企业网络构架的基本方案清华大学出版社第3章逻辑网络设计3.1.3网络方案设计的内容一个完整的网络方案的设计需要通过若干步骤来完成。1、用户需求分析主要包括：•确定用户的建网目标；•掌握用户的基本应用和服务范围；•了解单位的地理布局位置和未来网络的使用位置；•了解单位的网络建设的基本投资资金。清华大学出版社第3章逻辑网络设计3.1.3网络方案设计的内容2、网络结构设计主要包括：•网络拓扑结构的确定；•采用的网络技术；•节点的分布和规划。3、综合布线的设计根据结构化布线系统的设计思想，实现包括：工作区子系统、水平子系统、垂直主干子系统、管理子系统、设备间子系统、楼栋子系统等的综合布线规划。清华大学出版社第3章逻辑网络设计3.1.3网络方案设计的内容4、网络互联设备和软件的应用按照设计的要求选择确定网络互联设备和相关系统软件、应用软件的使用，制定网络互联设备和软件的配置计划，达到最佳的组合效果。5、网络系统设计的文档建立网络系统设计的文档可以分为网络结构文档和网络综合布线文档两大类。清华大学出版社第3章逻辑网络设计3.1.3网络方案设计的内容（1）网络结构文档•网络结构文档一般有以下部分组成：•网络拓扑结构设计图；•网络配置图；•子网分布图；•IP地址分配表；•路由分配表。清华大学出版社第3章逻辑网络设计3.1.3网络方案设计的内容（2）网络综合布线文档•网络综合布线文档一般有以下部分组成：•网络综合布线设计图；•网络综合布线施工图；•设备间与交换机连接图；•交换机与配线架连接图；•网络综合布线测试报告。清华大学出版社第3章逻辑网络设计3.2网络拓扑结构设计选择网络拓扑结构时，考虑的因素主要有：•组建网络的相对易难程度；•重新配置网络的易难程度；•维护网络的相对易难程度；•传输介质发生故障时，影响网络互联设备运行的情况。清华大学出版社第3章逻辑网络设计3.2.1网络拓扑结构设计类型计算机网络的拓扑结构可分为:总线型、环型、星型、树型、网状型和卫星通信网络的拓扑结构等，而网络的性能与网络的拓扑结构往往密切相关。清华大学出版社第3章逻辑网络设计3.2.2校园网络拓扑结构设计校园网的逻辑拓扑可划分为若干虚拟局域网，虚拟局域网不受设备物理位置的限制，灵活性较大。按照某大学校园网各部分功能划分：网络中心服务器群子网，图书馆服务器群子网。校园网的管理子网，包括全网核心层、汇聚层和接入层交换机。多媒体教学系统（多媒体教室），方便教师进行管理和教学。其余子网可按教师信息管理系统、网上协作科研管理系统、综合教务管理系统、财务系统、学生信息管理系统、多媒体网上教学系统、办公自动化系统、公共机房等划分，校园网的逻辑拓扑结构采用了星型和树型结构的设计。清华大学出版社第3章逻辑网络设计清华大学出版社第3章逻辑网络设计3.2.3企业网络拓扑结构设计进行网络网络拓扑结构设计时，首先要从网络设计原则出发，确定实际网络的应用范围和需求分析，同时要确定网络系统的地理位置，然后进行网络拓扑结构的设计。某一企业的网络系统建设旨在建成一个企业局域网网络系统，提供数据的统一网络平台，全面满足整个企业的通信需要；实现公文等信息的充分共享和广泛使用；建立覆盖全企业的公共信息平台，在网上提供方便、快捷、透明的“一站式”信息化服务。本着“千兆到骨干、百兆到桌面”的建网思路，建成一个高可靠、高性能、可扩展的信息网。清华大学出版社第3章逻辑网络设计DCEBAF清华大学出版社第3章逻辑网络设计3.2.4网络拓扑结构的评估与选择1、总线型结构总线型结构的优点是：结构简单、价格低廉、安装使用方便，连接总长度小于星型结构，若需要增加长度，可以通过中继器增加一个网段，可靠性高，网络响应速度快；设备少，价格低，安装使用方便，共享资源能力强，便于广播式工作。缺点是故障诊断和隔离比较困难，总线任务重，容易产生冲突和碰撞问题。这种结构一般适用于局域网，其典型代表是共享式以太网。清华大学出版社第3章逻辑网络设计3.2.4网络拓扑结构的评估与选择2、星型结构星型结构的优点是：通信协议简单，单个节点故障不会影响全网，结构简单，增删节点及维护管理容易，故障隔离和检测容易，网络延时较短；一个端节点或链接的故障不会影响到整个网络。缺点是每个节点需要一个专用链路连接到中心节点，成本较高，通信资源利用率低，网络性能过于依赖中心节点，一旦中心节点出现故障将导致整个网络资源崩溃。这种结构也常用于局域网，如交换式以太网。清华大学出版社第3章逻辑网络设计3.2.4网络拓扑结构的评估与选择3、环型结构环型结构的优点是：信息在网络中沿固定方向流动，两个节点间有惟一通道，简化了路径选择控制，每个节点收发信息均由接口控制，控制软件较简单，传输延迟固定，实时性强，传输速率高，传输距离远，容易实现分布式控制。环型结构的缺点是：由于信息是串行通过多个节点，当节点过多时，会影响传输效率，同时使得网络响应时间变长，环节点的加入和撤出过程都很复杂，由于环路封闭，环的某处断开会导致整个系统的失效。清华大学出版社第3章逻辑网络设计3.2.4网络拓扑结构的评估与选择4、树型结构树型结构的优点：结构比较简单，成本低，网络中任意两个节点之间不产生回路，每个链路都支持双向传输，扩充节点方便灵活。缺点是任何一个节点或链路故障，则全网不能正常工作。因此这种结构的可靠性与星型相似。目前的单位局域网往往也采用这种结构。清华大学出版社第3章逻辑网络设计3.2.4网络拓扑结构的评估与选择5、网状结构网状结构的优点是具有较高的可靠性。缺点是由于各个节点通常和多个节点相连，结构复杂，需要路由选择和流控制的功能，网络控制软件比较复杂，硬件成本较高，不易管理和维护。网状结构一般用于广域网，它可以将分布不同地点的局域网进行互联。一旦某段线路故障，可以通过其他路径传输数据。清华大学出版社第3章逻辑网络设计3.3网络协议选择网络协议是指网络中通信的双方都必须遵守的通信约定，通信协议对网络的通信速率、传输代码、代码结构、传输控制步骤、差错控制等都制定了严格的标准，以保证网络中数据传输的可靠性和安全性。清华大学出版社第3章逻辑网络设计3.3.1网络协议标准的选择为了使不同网络间能够进行相互通信，国际标准化组织ISO于1978年提出“开放系统互连参考模型”（OpenSystemInterconnection，OSI），该模型将计算机网络体系结构的通信协议自底向上分为物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层七个层次。目前，OSI模型已经成为各种计算机网络结构的统一标准。清华大学出版社第3章逻辑网络设计3.3.1网络协议标准的选择1、TCP/IP协议在整个计算机网络通信中，使用最为广泛的通信协议，TCP/IP是一种层次型协议。•第一层是协议