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第4章局域网方案设计与规划在几十米到几千米范围内，由分布在一个或几个建筑物内的计算机相互连接构成的计算机网络称为局域网，用户可以使用局域网实现快速网络通信和资源共享。内容简介4.1网络系统组成4.2局域网概述4.3局域网技术4.4局域网分层模型4.1网络系统组成网络系统一般由网络平台、服务平台、用户平台、开发平台、数据库平台、应用平台、网管平台、安全平台和环境平台等组成。4.1网络系统组成4.2局域网概述局域网广泛应用于校园、工厂及企事业单位的网络组建，具有覆盖范围小、数据传输速率高、价格便宜等特点。4.2.1局域网的定义局域网(LocalAreaNetwork，LAN)是指范围在几十米到几千米内办公楼群或校园内的计算机相互连接所构成的计算机网络。一个局域网可以容纳几台至几千台计算机。目前，局域网被广泛应用于校园、工厂及企事业单位。4.2.2局域网的特点（1）局域网覆盖的地理范围较小。（2）数据传输率高（可到10000Mbps）。（3）传输延时小。（4）误码率低。（5）价格便宜。（6）一般是某一单位组织所拥有。4.2.3局域网的分类1.按照网络的传输介质类按照网络的传输介质，可以将计算机网络分为有线网络和无线网络两种。（1）有线网络指采用同轴电缆、双绞线、光纤等有线介质来连接的计算机网络。采用双绞线联网是目前最常见的联网方式。（2）无线网络采用微波、红外线、无线电等电磁波作为传输介质。由于无线网络的联网方式灵活方便，不受地理因素影响，因此是一种很有前途的组网方式。4.2.3局域网的分类2.按拓扑结构分类（1）总线型结构。（2）星型结构。（3）环型结构。（4）蜂窝拓扑结构。4.3局域网技术局域网具有地理分布范围有限，传输速率高，通常为私有的特点。利用局域网可以允许用户相互通信和共享诸如打印机、存储设备之类的资源。IEEE802局域网参考模型由IEEE802委员会于1985年制定，该模型将数据链路层划分为两个子层，即媒体访问控制MAC子层和逻辑链路控制LLC子层。MAC子层与物理层相关联，而LLC子层则完全独立出来，为高层提供服务，这样就实现了物理层和数据链路层的完全独立，解决了ISO制定的计算机网络7层参考模型（即OSI模型）中局域网物理层和数据链路层不能完全独立的问题。4.3.1IEEE802局域网参考模型4.3.2局域网的技术标准序号局域网标准标准功能1IEEE802.1a局域网体系结构2IEEE802.1b寻址、网络互连与网络管理3IEEE802.2逻辑链路控制（LLC）4IEEE802.3CSMA/CD访问控制方法与物理层规范5IEEE802.3i10Mbps基带双绞线访问控制方法与物理层规范6IEEE802.3u100Mbps基带访问控制方法与物理层规范7IEEE802.3ab1000Mbps基带双绞线访问控制方法与物理层规范8IEEE802.3z1000Mbps光纤访问控制方法与物理层规范5IEEE802.4Token-Bus访问控制方法与物理层规范6IEEE802.5Token-Ring访问控制方法7IEEE802.6城域网访问控制方法与物理层规范8IEEE802.7宽带局域网访问控制方法与物理层规范9IEEE802.8FDDI访问控制方法与物理层规范10IEEE802.9综合数据语音网络11IEEE802.10网络安全与保密12IEEE802.11无线局域网访问控制方法与物理层规范13IEEE802.12100VG-AnyLAN访问控制方法与物理层规范1.以太网技术标准（1）10Base-5标准。（2）10Base-2标准。（3）10Base-T标准。4.3.3以太网技术1）10Base-5标准10Base-5标准是最初的IEEE802.3标准，因此遵循该标准的以太网也称为标准以太网。10Base-5表示信号速率为10Mbps，基带传输，在一个网段内两个站点之间最大距离为500m，最多可连接100个站点。10Base-5采用总线拓扑结构，以及CSMA/CD媒体访问控制协议，所有的站点均经过一条电阻为50Ω，直径为10mm的粗同轴电缆相连，也称为粗缆以太网。4.3.3以太网技术2）10Base-2标准10Base-2表示信号速率为10Mbps，基带传输，在一个网段内两个站点之间的最大距离为185m，每段可容纳30个节点。该标准采用总线型拓扑结构，采用CSMA/CD媒体访问控制协议，所有的站点均由一条50Ω、RG58A/U或RG58C/U型细同轴电缆相连，也称为细缆以太网。对应的IEEE标准为IEEE802.3a。4.3.3以太网技术3）10Base-T标准10Base-T表示信号速率为10Mbps，基带传输，采用双绞线作为传输媒介，网段最大长度为100m。该标准采用星型拓扑结构，以及CSMA/CD媒体访问控制协议，必须使用3类或3类以上的双绞线电缆。对应的IEEE标准为IEEE802.3i。4.3.3以太网技术2.快速以太网技术（1）100Base-Tx标准。（2）100Base-T4标准。（3）100Base-Fx标准。4.3.3以太网技术3.千兆以太网标准（1）1000Base-Lx标准。（2）1000Base-Sx标准。（3）1000Base-Cx标准。（4）1000Base-T标准。4.3.3以太网技术4.3.4局域网的设计原则及步骤局域网的设计应遵循以下原则：（1）应用为本的原则：局域网的设计应遵循“应用为本”的原则，在应用的基础上设计局域网。（2）适度先进原则：在进行网络设计时，应考虑到能够满足未来几年内用户对网络带宽的需要。（3）可扩展原则：可扩展是指网络规模和带宽的扩展能力，也是设计局域网时必须考虑的。局域网的设计可以按照以下步骤进行：（1）需求分析。（2）确定网络类型和带宽。（3）确定布线方案和布线产品。（4）确定服务器和网络操作系统。（5）其他。4.3.4局域网的设计原则及步骤4.4局域网分层模型用分层的方法设计局域网的结构，可以简化设计过程，提高组网效率。在设计局域网架构时，应根据不同的网络规模选择组网方案。4.4.1分层结构核心层汇聚层接入层实现高速交换实现基于策略的连接实现本地或远程工作组访问层次化网络模型1.接入层接入层由连接到终端用户的交换机组成，向本地网段提供终端接入功能，为多业务应用和其他网络应用提供用户到网络的接入。在接入层中，减少同一网段的工作站数量能够为工作组提供高速带宽。接入层可以选择不支持虚拟局域网和3层交换技术的普通交换机。4.4.1分层结构2.汇聚层汇聚层由汇集接入层流量的交换机组成，主要提供灵活的网络配置功能，提供基于策略的连接。汇聚层是网络接入层和核心层的“中介”，就是在工作站接入核心层前先进行汇聚，以减轻核心层设备的负荷。4.4.1分层结构3.核心层核心层位于局域网的最顶层，由汇集汇聚层流量的交换机组成，是网络的高速交换主干，对整个网络的连通起到至关重要的作用。核心层主要提供网络的核心交换能力，提供最优的区间传输，在局域网汇聚层设备之间提供高速连接。4.4.1分层结构4.4.2小型局域网小型局域网通常包含在一座建筑内。在小型局域网设计方案中，关键的是成本效益，而不是网络冗余。SiSi2/3层交换网络骨干和服务器介入服务器群组快速以太网/千兆以太网接入的服务器接入层第二层交换以太网/快速以太网接入的客户端4.4.3中型局域网中型局域网覆盖一个或几个大型建筑物。中型局域网具有高可用性、高性能和高可管理性等特点。SiSi3层交换网络骨干和服务器的汇聚接入层2层交换以太网/快速以太网接入的客户端快速以太网/千兆以太网接入的服务器SiSi2层交换服务器群组4.4.4大型局域网大型局域网应具有达到支持语音、视频和IP组播的高带宽，能支持基于NovellIPX、IPX、AppleTalk和SNA等的应用，可以为公司提供高可用性、高性能和可管理性的Intranet服务。4.4.5局域网模型分析1.局域网分段局域网分段分为物理分段和逻辑分段。所谓的物理分段是采用交换机将原有的一个物理网段分为若干个物理网段，由于交换机具有过滤的功能，因此可以解决共享介质条件下的碰撞问题，大大提高了网络的性能。利用物理分段仅仅是解决了由于介质共享产生的碰撞问题。4.4.5局域网模型分析2.局域网分层局域网通过分层建立了一系列的模型，模型的产生避免了局域网建成之后，由于要解决某类问题而进行的局域网改造。