第3章逻辑网络设计

机械工业出版社中等职业教育“十一五”规划教材۰电子商务专业第3章逻辑网络设计机械工业出版社中等职业教育“十一五”规划教材۰电子商务专业3.1网络的拓扑结构3.2设备命名规则3.3IP地址规划3.4局域网的组成与组织方式3.5网络参考模型3.6TCP/IP体系结构机械工业出版社中等职业教育“十一五”规划教材۰电子商务专业•网络拓扑结构设计主要是确定网络中所有的节点以什么方式相互连接。•优良的拓扑结构是网络稳定可靠运行的基础，对于同样数量、同样位置分布、同样用户类型的主机，采用不同的拓扑结构会得到不同的网络性能，因此，要进行科学的拓扑结构设计。3.1网络的拓扑结构机械工业出版社中等职业教育“十一五”规划教材۰电子商务专业拓扑结构分类计算机网络拓扑结构包括逻辑拓扑结构和物理拓扑结构两种。逻辑拓扑结构是指计算机网络中信息流动的逻辑关系，而物理拓扑结构是指计算机网络各个组成部分之间的物理连接关系。网络中经常用到的物理拓扑结构有总线型、星型和环型等3.1网络的拓扑结构机械工业出版社中等职业教育“十一五”规划教材۰电子商务专业总线型拓扑结构总线型拓扑结构也称为线性总线，在这种结构中使用一根线缆来连接所有的设备，线缆相继地连接各台计算机。一条传输总线上连接了多个节点，在节点之间按广播方式进行通信，即每个节点都能收到在总线上传播的信息，但每次只允许一个节点发送信息。机械工业出版社中等职业教育“十一五”规划教材۰电子商务专业星型拓扑结构星型拓扑结构是以中央结点为中心，经传输线路分别同外围节点连接而成，如图1-4所示为星型结构的连接实物图。星型拓扑是目前局域网中应用最为普遍的一种拓扑结构。在这种结构中，中央结点一般采用集线器或者交换机，外围节点常使用个人计算机。网络中每个终端都通过独立的线缆连接到中心设备。(a)星型(b)双星型机械工业出版社中等职业教育“十一五”规划教材۰电子商务专业核心层汇聚层接入层图3-1三层结构设计示意图高速主干分界层用户访问接口层次型网络结构设计机械工业出版社中等职业教育“十一五”规划教材۰电子商务专业核心层的主要工作是数据包交换，为了达到其目标，需要注意以下策略：在核心层尽量执行较少的网络策略。核心层的所有设备应具备充分的可到达性冗余设计保障核心层网络的可靠性核心层机械工业出版社中等职业教育“十一五”规划教材۰电子商务专业汇聚层主要有以下两个作用：•将大量从接入层设备过来的低速链路通过高速链路接入核心层，实现通信量的聚合，以提高网络中聚合点的效率。•可以实现接入层网络拓扑结构变化的隔离，减少核心层设备可选择的路由数量，增强网络的稳定性。机械工业出版社中等职业教育“十一五”规划教材۰电子商务专业•接入层使终端用户接入到网络系统中，具有大量的端口，强大的接入能力，实现丰富的业务特性。•接入层为用户提供网络的访问接口，是整个网络的对外可见部分，也是用户与网络的连接场所，它的主要作用是将本地用户的信息通过内部高速局域网、分组交换网、或拨号接入等方式与汇聚层连接起来，实现网络流量的接入及访问。•由于接入层直接与用户打交道，而网络策略也是因用户的存在而存在的，所以在接入层实施网络策略效果是最好的。比如，在接入层可以用包过滤策略提供基本的安全性，保护局部网免受网络内外的攻击等。接入层机械工业出版社中等职业教育“十一五”规划教材۰电子商务专业接入层接入层通常接入层多采用二层交换机，一般应具有如下特点：提供各种不同数量的100Mbps端口到用户，提供100Mbps或1Gbps（电口、光口）上行端口到上层交换机；高性能，低成本，所有端口支持全线速二层交换；支持标准以太网协议，支持丰富的业界标准，充分考虑兼容现有网络设施；网络设备的可扩展性好，可平滑升级；支持丰富的业务特性，如VLAN、VLANTrunk、VLAN聚合、端口镜像、安全特性等；方便实用的网管。机械工业出版社中等职业教育“十一五”规划教材۰电子商务专业混合组网•在同一个网络中，不同的层次之间通常采用不同的拓扑结构。•通常核心层采用网状或部分网状相连，核心层与汇聚层或汇聚层与接入层之间采用星形或双星形。图3-5混合型拓扑结构图机械工业出版社中等职业教育“十一五”规划教材۰电子商务专业假设该计算机实验室中有40台计算机，1台网络打印机，1台具有48个10/100Mbps和2个10/100/1000Mbps自适应RJ-45端口的以太网可堆叠交换机，网络中配置1台服务器，组建成一个局域网，然后将该局域网接入校园网中。（1）网络要求所有信息点（这里指计算机、网络打印机、服务器）都与交换机连接；整个网络没有性能瓶颈；要有一定的可扩展余地机械工业出版社中等职业教育“十一五”规划教材۰电子商务专业机械工业出版社中等职业教育“十一五”规划教材۰电子商务专业绘制网络拓扑图绘制网络拓扑图时应注意以下几点：选择合适的图符来表示设备线对不能交叉、串接，非线对尽量避免交叉终接处及芯线避免断线、短路主要的设备名称和商家名称要加以注明不同连接介质要使用不同的线型和颜色加以注明标明制图日期和制图人机械工业出版社中等职业教育“十一五”规划教材۰电子商务专业拓扑结构图绘制软件•拓扑结构图的绘制软件较多，例如AUTOCAD、MicrosoftVisio和LANMapShot等。机械工业出版社中等职业教育“十一五”规划教材۰电子商务专业为了以后的管理方面，通常需要为网络中的设备进行统一命名，可采用的命名方法为：AA-BB-XXXX-Y其中：（1）AA表示设备所属的级别或名称，通常取汉字拼音的首字母缩写，例如WG-网管。也可以灵活运用大小写字母及增加后缀来表示不同级别的设备，例如Shiyanlou1-实验楼一楼。（2）BB表示设备的厂商名称，例如设备为华为3Com公司产品，则BB为H3。3.2网络设备命名机械工业出版社中等职业教育“十一五”规划教材۰电子商务专业（3）XXXX表示设备型号，如NE16E、S6503等。（4）Y表示前三项相同的设备，用数字编号1、2、3等标识。思考：办公楼4楼电子阅览室的锐捷S3750交换机该如何命名？bangonglou4-RJ-S3750-1机械工业出版社中等职业教育“十一五”规划教材۰电子商务专业补：网络的分层结构•OSI参考模型概述OSI参考模型分为七层，自上而下分别称为物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层，用数字排序自下而上分别是第1层、第2层、第3层、第4层、第5层、第6层、第7层。•网络层次结构具有以下优点：1．各层的功能明确，并且相互独立。2．易于实现和维护。3．易于实现标准化。3.3IP地址规划机械工业出版社中等职业教育“十一五”规划教材۰电子商务专业TCP/IP体系结构TCP/IP的层次结构(传输层)TCP/IP也是一个分层的网络协议，不过它与OSI模型所分的层次有所不同。TCP/IP从底层至顶层分为网络接口层、网际互连层（也叫网际层）、传输层、应用层等4个层次。机械工业出版社中等职业教育“十一五”规划教材۰电子商务专业3.3.1IP地址网络中的每一台计算机都分配一个32位的惟一地址，此地址称为IP地址。IP地址由网络号（NetID）和主机号(HostID)两部分组成。其中，网络号用来标识一个特定的网络，主机号用来标识该网络上的一个特定的主机。因此IP地址的编址方式明显地携带了位置信息。机械工业出版社中等职业教育“十一五”规划教材۰电子商务专业3.3.1IP地址的分类IP地址由32位二进制数构成，每8位分为一组。在32位中，部分用来区分网络号，部分用来区分主机号。网络号和主机号组成的位数的不同构成了A、B、C、D、E五类IP地址，目前可分配使用的是A类、B类、C类。机械工业出版社中等职业教育“十一五”规划教材۰电子商务专业3.3.1IP地址的分类A类：从0.0.0.0到127.255.255.255（不含0和127，0和127用作保留地址）B类：从128.0.0.0到191.255.255.255（含128和191）C类：从192.0.0.0到223.255.255.255（含192和223）机械工业出版社中等职业教育“十一五”规划教材۰电子商务专业IP地址子网与子网掩码子网就是把一个大网分割开来而生成的较小网络。在Internet或TCP/IP网络中，通过路由器连接的网段就是子网，同一子网的IP地址必须具有相同的网络地址。机械工业出版社中等职业教育“十一五”规划教材۰电子商务专业IP地址子网掩码也是一组32位的二进制数，形式上与IP地址一样。同一子网中的子网掩码相同，其作用是确定IP地址中的网络地址。通过子网掩码，可以区分出一个IP地址的网络地址和主机地址。具体方法是子网掩码中的1对应的IP地址位为网络地址，子网掩码中的0对应的IP地址位为主机地址。机械工业出版社中等职业教育“十一五”规划教材۰电子商务专业IP地址A、B、C三类网络都有一个标准子网掩码（缺省子网掩码），即固定的子网掩码。A类IP地址的标准子网掩码是255.0.0.0B类IP地址的标准子网掩码是255.255.0.0C类IP地址的标准子网掩码是255.255.255.0机械工业出版社中等职业教育“十一五”规划教材۰电子商务专业3.3.1IP地址的分类A类：从0.0.0.0到127.255.255.255（不含0和127，0和127用作保留地址）B类：从128.0.0.0到191.255.255.255（含128和191）C类：从192.0.0.0到223.255.255.255（含192和223）机械工业出版社中等职业教育“十一五”规划教材۰电子商务专业几种特殊的IP地址•回送地址127开头的地址，用于测试或本地机进程间的通信。127.0.0.1•直接广播地址主机号全为1的IP地址，用于向某个网络的所有主机广播，也就是同时向该网上所有的主机发送报文。192.168.3.255机械工业出版社中等职业教育“十一五”规划教材۰电子商务专业•有限广播地址在本网内广播，32位IP全为1的地址用于在本网内广播，即255.255.255.255•0地址各位全为0的被解释成为任意网络。机械工业出版社中等职业教育“十一五”规划教材۰电子商务专业公有IP和私有IP私有IP地址分配在3类IP地址中专门保留了三个区段作为私有地址，其地址范围如下：A类地址：10.0.0.0（一个单独的A类网络号），子网掩码为255.0.0.0。B类地址：172.16.0.0~172.31.0.0（16个相邻的B类网络号码），子网掩码为255.255.0.0。C类地址：192.168.0.0~192.168.255.0，子网掩码为255.255.255.0。机械工业出版社中等职业教育“十一五”规划教材۰电子商务专业公有IP和私有IP公有IP地址的分配静态分配方式：给网络中的每台计算机都分配一个固定的IP地址。一般在下面两种情况下采用该分配方案：所申请的公有IP地址数量大于网络中的计算机数量；网络中存在特殊的计算机，如作为路由器的计算机、服务器等。动态分配方式：网络中有很多台计算机，且不是所有的计算机都同时使用，同时使用网络的计算机数量少于或等于分配的IP地址。网络地址转换（NAT）方式：不接入Internet的网络可以任意使用私有IP地址（在网络内部使用私有IP地址），连接到Internet上网时使用公有IP地址，同时在公有地址与私有地址之间设定一个对应的转换关系。机械工业出版社中等职业教育“十一五”规划教材۰电子商务专业IP地址子网与子网掩码子网就是把一个大网分割开来而生成的较小网络。在Internet或TCP/IP网络中，通过路由器连接的网段就是子网，同一子网的IP地址必须具有相同的网络地址。机械工业出版社中等职业教育“十一五”规划教材۰电子商务专业IP地址子网掩码也是一组32位的二进制数，形式上与IP地址一样。同一子网中的子网掩码相同，其作用是确定IP地址中的网络地址。通过子网掩码，可以区分出一个IP地址的网络地址和主机地址。具体方法是子网掩码中的1对应的IP地址