小型局域网的构建与综合布线

第1章小型局域网的构建与综合布线大纲要求：小型计算机局域网的构建，包括网络规划、组网技术选择、组网设备选择及部署、设备配置和管理、划分VLAN、综合布线系统。交换机和路由器的基本配置，包括命令行接口访问交换机和路由器、Web方式访问交换机和路由器、VLAN配置、路由器路由协议配置、广域联网。1.1局域网组网的设计1.1.1考点辅导1.1.1.1局域网的设计原则设计局域网时，应遵循以下原则。1．实用性原则网络系统应采用成熟可靠的技术和设备，这样才能做到实用、经济和有效。2．开放性原则网络系统应采用开放的标准和技术。3．可靠性原则网络系统应确保很高的可靠性，具有较高的平均无故障时间和较低的平均故障率。4．安全性原则网络系统应具有良好的安全性，以确保网络系统和数据的安全运行。5．先进性原则网络系统应采用先进的技术和设备，以符合网络未来发展的潮流。6．高效性原则网络系统应具有很高的资源利用率。7．可扩展性原则网络系统应在规模和性能两方面具有良好的可扩展性。8．高性价比原则网络系统应具有较高的性价比，技术优先，兼顾价格。网络管理员考试同步辅导(下午科目)(第2版)211.1.1.2局域网的设计步骤1．网络需求分析在组建局域网之前首先要进行需求分析工作，根据用户提出的要求，进行网络设计。网络建设的成败很大一部分取决于网络实施前的规划工作。1)网络的功能要求任何网络都不可能是一个能够满足各项功能需求的“万能网”。因此，必须针对每个具体的网络所要完成的功能，依据使用需求、实现成本、未来发展、总预算投资等因素对网络的组建方案进行认真的设计和推敲。2)网络的性能要求对网络系统处理的性能进行分析，根据网络的工作站权限、容错程度、网络安全性方面等要求，确定采取何种措施及方案。3)网络运行环境的要求根据整个局域网运行时所需要的环境要求，确定使用哪种网络操作系统、应用软件和共享资源。4)网络的可扩充性和可维护性要求如何增加工作站、怎样与其他网络联网、对软件/硬件的升级换代有何要求与限制等，都要在网络设计时加以考虑，以保证网络的可扩充性和可维护性。2．确定网络类型和带宽与其他网络技术相比，以太网具有价格低、可靠性高、可扩展性好、易于管理等优点。所以一般局域网都选择以太网。根据局域网接入计算机的数量及规模可确定网络带宽和交换设备，目前快速以太网能够满足网络数据流量不是很大的中小型局域网的需要。但是在计算机数量达到数百台或网络数据流量比较大的情况下，应采用千兆以太网技术，以满足对网络主干数据流量的要求。网络主干和分支方案确定以后，就可以选择集线器或交换机产品了。集线器或交换机的型号与数量由联入网络的计算机数量和网络拓扑结构来决定。3．确定网络设备网络设备的选择应遵循以下原则。1)厂商的选择所有网络设备尽可能选取同一厂家的产品，这样在设备的可互连性、协议互操作性、技术支持、价格等方面更有优势。2)扩展性考虑在网络的层次结构中，主干设备应预留一定的扩展能力，而低端设备则够用即可，因为低端设备更新较快，且易于扩展。3)根据方案实际需要选型在参照整体网络设计要求的基础上，根据网络实际带宽性能需求、端口类型和端口密度选择。如果是旧网改造项目，则应尽可能保留并延长用户对原有网络设备的投资，减少在资金投入方面的浪费。第1章小型局域网的构建与综合布线34)选择性价比高、质量过硬的产品为了使资金的投入与产出能达到最大值，能以较低的成本、较少的人员投入来维护系统运转，网络开通后，能运行许多关键业务，要求系统具有较高的可靠性。4．确定布线方案和布线产品现在的布线系统主要是光纤和非屏蔽双绞线，小型网络多以超五类非屏蔽双绞线为布线系统，因为布线是一次性工程，因此应考虑在未来几年内网络扩展的最大点数。5．确定服务器和网络操作系统服务器是网络数据储存的仓库，其重要性可想而知。服务器的类型和档次应与网络的规模、数据流量以及可靠性要求相匹配。如果是几十台计算机以下的小型网络，并且数据流量不大，选用入门级服务器基本上可以满足需要；如果是数百台左右的中型网络，则应选用工作组级服务器；如果是上千台的大型网络，则应选用企业级服务器。服务器的数量由网络应用来决定，可以根据实际情况，配备E-mail服务器、Web服务器、数据库服务器等，也可以让一台服务器充当多种服务器角色。目前，网络操作系统基本上是三分天下：微软的Windows2000Server、传统的UNIX和Linux，可以根据网络规模、技术人员水平、资金等综合因素来决定究竟使用什么网络操作系统。6．其他局域网的设计还包括不间断电源、网络安全、互联网接入、网络应用系统等方面的设计。1.1.2典型例题分析例1请简要回答如下局域网设计时的有关问题。【问题1】简述设计网络系统时需遵循的基本原则。【问题2】局域网的硬件设备目前大多选择什么网络设备？【问题3】以太网的特点是什么？【问题4】局域网设计与连接时考虑的主要因素是什么？分析：设计局域网时，应遵循以下原则：实用性原则、开放性原则、可靠性原则、安全性原则、先进性原则、高效性原则、可扩展性原则和高性价比原则。以太网技术是目前局域网技术中最成熟的技术。所以局域网的硬件设备大多选择以太网的网络设备。以太网的特点如下。(1)开放标准，获得众多厂商的支持。目前，几乎所有的硬件制造商生产的设备和几乎所有的软件开发商的操作系统和应用协议都与以太网兼容。(2)易于移植和升级，可最大限度地保护用户投资。对于所有以太网技术，其帧的结网络管理员考试同步辅导(下午科目)(第2版)41构几乎是一样的，这就提供了非常好的升级途径。快速以太网技术提供了从10Mb/s向100Mb/s以太网的平滑升级。千兆和万兆以太网的出现，在增加带宽的同时也扩展了可升级性。只要将低速以太网设备用交换机连接到千兆或万兆以太网的设备上，就可实现一个物理线速向另一物理线速的适配。这样的升级方式就使得千兆和万兆以太网能无缝地与现在的以太网集成在一起。(3)价格便宜，管理成本低。以太网技术在价格上与其他技术相比具有优越性。若全面采用以太网解决方案，价格将更具有吸引力。另外，以太网存在时间长，标准化程度高，一般网络管理人员都比较熟悉，因此它的运行维护管理成本也比较低。(4)结构简单，组网方便。以太网技术的实现原理统一采用了CSMA/CD媒体访问控制方法，不同版本的以太网的帧结构和网络拓扑结构也是一致的，对布线系统的要求较低，网络连接设备的配置比较简单。所以一般局域网都选择以太网。根据局域网接入计算机的数量及规模可确定网络带宽和交换设备，目前快速以太网能够满足网络数据流量不是很大的中小型局域网的需要。但是在计算机数量达到数百台或在网络数据流量比较大的情况下，应采用千兆以太网技术，以满足对网络主干数据流量的要求。网络主干和分支方案确定之后，就可以选定集线器或交换机产品了。集线器或交换机的数量由联入网络的计算机数量和网络拓扑结构来决定。答案：【问题1】设计网络系统时应遵循：实用性原则、开放性原则、可靠性原则、安全性原则、先进性原则、高效性原则、可扩展性原则、高性价比原则。【问题2】以太网。【问题3】以太网具有开放标准，获得众多厂商的支持；易于移植和升级，最大限度地保护用户投资；价格便宜，管理成本低；结构简单，组网方便等特点。【问题4】网络类型和带宽。1.1.3同步练习如何确定局域网的服务器？局域网常使用的操作系统有哪些？1.1.4同步练习参考答案服务器是网络数据储存的仓库，其重要性可想而知。服务器的类型和档次应与网络的规模和数据流量以及可靠性要求相匹配。如果是几十台计算机以下的小型网络，而且数据流量不大，选用入门级服务器基本上可以满足需要；如果是数百台左右的中型网络，选用工作组服务器；如果是上千台的大型网络，选用企业级服务器。局域网常使用的操作系统有微软的Windows2000Server、UNIX和Linux。第1章小型局域网的构建与综合布线51.2局域网组网技术及设备选择1.2.1考点辅导1.2.1.1局域网基础1．局域网参考模型局域网体系结构由物理层、媒体访问控制子层(MAC)和逻辑链路控制子层(LLC)组成。IEEE802参考模型的最底层对应于OSI模型中的物理层，具体包括以下功能。(1)信号的编码/解码。(2)前导码的生成/去除(前导码仅用于接收同步)。(3)位的发送/接收。IEEE802参考模型的MAC子层和LLC子层合起来与OSI模型中的数据链路层相对应。MAC子层完成的功能如下。(1)在发送时将要发送的数据帧组装成帧，帧中包含地址和差错检测等字段。(2)在接收时，将接收到的帧解包，并进行地址识别和差错检测。(3)管理和控制对于局域网的传输媒体的访问。LLC子层完成的功能如下。(1)为高层协议提供相应的接口，即一个或多个服务访问点(SAP)，通过SAP支持面向连接的服务和复用能力。(2)端到端的差错控制和确认，确保无差错传输。(3)端到端的流量控制。需要指出的是，在局域网中采用了两级寻址，用MAC地址标识局域网中的一个站，LLC提供了服务访问点地址，SAP指定了运行于一台计算机或网络设备上的一个或多个应用进程地址。2．局域网拓扑结构按照不同的物理布局，局域网的拓扑结构通常可分为3种，分别是总线型拓扑结构、星型拓扑结构和环型拓扑结构。总线型结构是使用同一媒体或电缆连接所有端用户的一种方式，也就是说，连接端用户的物理媒体由所有设备共享。星型结构有中心节点，各节点通过点对点的方式与中心节点相连，任何两个节点之间的通信都要通过中心节点来转接。环型结构在LAN中使用较多。这种结构的传输媒体从一个端用户连接到另一个端用户，直到将所有端用户连成环型。3．局域网媒体访问控制方法目前，计算机局域网常用的访问控制方式有3种，分别是载波侦听多路访问/冲突检网络管理员考试同步辅导(下午科目)(第2版)61测(CSMA/CD)、令牌环访问控制法(TokenRing)和令牌总线访问控制法(TokenBus)。CSMA/CD包含两方面内容，即载波侦听(CSMA)和冲突检测(CD)。CSMA/CD访问控制方式主要用于总线型网络拓扑结构，是IEEE802.3局域网标准的主要内容。TokenRing是令牌通行环的简写。其主要技术指标是：网络拓扑为环型布局，基带网，数据传送速率为4Mb/s，采用单个令牌(或双令牌)的令牌传递方法。环型网络的主要特点是：只有一条环路，信息单向沿环流动，无路径选择问题。TokenBus是令牌通行总线(TokenPassingBus)的简写。这种方式主要用于总线型或树型网络结构中。1976年美国DataPoint公司研制成功的ARCnet(AttachedResourceComputernetwork)网络综合了令牌传递方式和总线网络的优点，在物理总线结构中实现令牌传递控制方法，从而构成一个逻辑环路。此方式也是目前计算机局域网中的主流介质访问控制方式。1.2.1.2无线局域网简介1．无线数据网络的种类无线数据网络解决方案包括无线个人网、无线局域网、无线城域网和无线广域网。无线个人网主要用于个人用户工作空间，典型的覆盖距离为几米，可与计算机同步传输文件，访问本地外围设备，通常被形容为满足“最后10米”的通信需求，目前的主要技术为蓝牙(Bluetooth)技术。无线局域网(WirelessLAH，WLAH)是一种借助于无线技术取代有线布线方式构成局域网的新手段。WLAN可提供传统有线局域网的所有功能，是计算机网络与无线通信技术相结合的产物。目前，WLAN领域主要是IEEE802.11x标准系列，其中应用最为广泛的是IEEE802.11b。无线城域网是一种有效作用距离比WLAN更远的宽带无线接入网络，通常用于城市范围内的业务点和信息汇聚点之间的信息交流和网际接入。有效覆盖区域为2～10km，最大可达30km，数据传输率最快可达70Mb/s，目前的主要技术标准是IEEE802.16系列。无线广域网(WirelessWAN，WWAN)主要用于满足一个城市范围的信息交流的无线接入需求。IEEE802.20和3G蜂窝移动通信系统是WWAN的主要标准。2．无