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第二章局域网组网概述曹爱杨本章内容简介项目设计过程及内容项目的实施过程局域网技术体系2.1局域网项目设计网络总体规划及设计应主要解决以下几个问题：为什么要建设计算机网络即建设计算机网络的目的，比如为了实现企业的现代化管理、现代化教育、现代化信息服务等。计算机网络可以解决那些问题即建设计算机网络的目标：比如搭建一个管理平台，与Internet相连等建设什么样的计算机网络即计算机网络设计2.1.1局域网需求分析包括网络硬件环境和软件环境的需求一、需求调查二、需求分析三、编制需求说明书需求调查1、用户调查了解用户的工作流程、工作环境、对网络具体化的需求：比如连接Internet需求、网速需求、安全性需求等2、应用调查不同的行业有不同的应用。了解用户建设局域网的主要目标和目的3、地理布局调查确定网络规模、拓扑结构、综合布线的要求，尤其是了解用户的地理布局、单位的建筑布局。需求分析在取得第一手直观资料后，进行详细的网络需求分析费用分析综合布线需求分析网络可用性/可靠性分析网络安全需求分析编制需求说明书需求说明书应说明以下几方面内容网络建设目的网络建设目标楼宇颁、楼宇结构和信息点分布用户设备类型通信类型网络安全和网络管理经费预算2.1.2局域网的设计原则实用性与先进性原则可靠性与稳定性原则灵活性与可扩展性原则开放性与互连性原则经济性与投资保护原则可管理性原则2.1.3某外贸服装企业的网络设计需求分析：1、该企业属于中小型外贸服装企业，员工需要与外企沟通、需要跟踪整个生产流程、需要与供应商进行沟通、需要在网络上发布自己的产品等2、公司内有部门：经理办公室、财务室、报价与成本分析、业务部、生产车间3、对网络的需求：1、要求多数计算机能连接上Internet，并受到经理办公室的控制2、要求有两个物理上独立的网络，一个能连接上Internet，一个不能。3、要求个人只能使用分配给自己的计算机等网络拓扑图192.168.1.2/24192.168.1.3/24192.168.1.3/24192.168.1.3/24192.168.1.3/24192.168.2.1/24192.168.2.1/24192.168.2.1/24设备及其它内容的设计1、服务器与客户机的选择2、接入Internet方式：ADSL3、安装的服务：活动目录、打印服务2.2局域网组网步骤规划出建设网络的步骤（实施）搭建物理平台网络拓扑结构的确定布线图的设计及综合布线将计算机通过网络连接设备接入网络构建网络软件平台网络操作系统的选择服务器等软件平台的建立IP地址的确定用户接入网络网络安全、网络管理2.2.1构建网络物理平台一、网络拓扑结构的确定是最为关键的一步。因为优良的拓扑结构是网络稳定和可靠运行的基础现在常用的有星型、环型、总线型和网状等几种。使用最广泛的是星型，因为其具有灵活性和经济性的优点。一般来说，确定拓扑结构时需要明确以下指标：网络的接入点（访问网络入口）的数量接入点的分布位置网络连接的转接点分布位置网络设备点位置网络中各种连接的距离参数其它结构化综合布线系统中的基本指标142网络拓扑结构图的绘制人们习惯用图来表述网络的物理布局或逻辑关系。根据应用需求的不同，网络拓扑结构图表达的内容及详略程度各有不同。网络拓扑结构图一般有3类：网络施工图、物理结构图和逻辑结构图。网络施工图网络施工图是网络工程布线和网络机房设备安装、施工的重要依据。网络施工图一般依据建筑平面图或立面图按比例绘制。绘制一个企业的网络施工图时一般以建筑平面图或建筑立面图作为底图绘制。有了网络施工图，就能够准确计算材料用量，如线、管材长度、信息模块个数、双绞线和光纤长度等。网络施工图中应标注信息模块和关键网络设备（如机柜、交换机、UPS）的安装位置。15网络物理结构图网络物理结构图是网络施工和设备连接的依据。网络物理结构图能够表达网络物理设备、网段、子网及其相互连接关系，如网络设备、服务器、计算机等设备的种类、具体规格型号、分布位置（地理位置），连接路线类型、带宽、距离等。还有一类网络物理结构图用于管理员规划与管理。在这种拓扑结构图中要标明网络IP地址划分、子网分布、重要设备的IP地址、服务器的IP地址、主要的网络应用、网络服务等信息。这类拓扑图是网络管理的基础。网络物理结构图一般不在建筑平面图上进行绘制。绘制网络物理结构图应注意图例的使用要有一定规范。表8-1罗列了在绘制网络物理结构图时常用的一些图例。物理拓扑结构图中，网络设备之间连接的带宽使用不同粗细的线条来区别。已有的网络布线使用实线表示，拟建网络布线一般用虚线表示。16集线器/交换机路由器三层交换机一般服务器NAS服务器工作站硬件防火墙调制解调器扫描仪磁带机笔记本电脑打印机123456789101112AB12x6x8x2x9x3x10x4x11x5x7x1xEthernetA12x6x8x2x9x3x10x4x11x5x7x1xCCOL-ACT-STA-123456789101112HS1HS2OK1OK2PSCONSOLE网络物理结构图常用图例17网络逻辑结构图网络逻辑结构图用于表达网络基本原理、网络类型、网络干线的连接方式，关键网络设备、与外部网络的接入方式等信息。网络逻辑结构图常用于网络规划或网络基本情况的介绍。网络逻辑结构图在绘制时应略去次要信息，集中表达基本原理和逻辑关系，图中可根据需要标明最重要的设备，但一般不详细标明网络设备规格型号与布线情况。根据表达内容的不同和使用者的不同，逻辑结构图的绘制有很大的随意性，没有统一的标准。绘制网络逻辑结构图所使用的图例可以参考网络物理结构图18网络逻辑结构图常用图例绘图工具常使用MicrosoftVisio集线器交换机路由器网桥通信链路存储设备数据库城域网或广域网网段国际互联网防火墙卫星天线手持计算机2.2.1.2布线图的设计综合布线系统应是开放式星型拓扑结构，应能支持电话、数据、图文、图像等多媒体业务的需要。可按以下六个部分进行划分：园区主干子系统楼宇主干子系统水平子系统工作区设备间管理间BD/FDFDFDTOCDBDFDFDFDFDTOTPCD：园区配线架BD：楼宇配线架FD：楼层配线架TP：转接点TO：信息插座2.2.1.3施工并将计算机接入网络使用布线材料并接入网络：传输介质：光纤、双绞线互联设备：集线器、交换机、路由器2.2.2构建网络的软件平台1、网络操作系统的选择：UNIX、Linux、Windows2000Server、WindowsServer2003安全性和可靠性可操作性可集成性可扩展性应用和开发支持原则2.2.2构建网络的软件平台2、用户服务器的建立：创建服务器的目录，是为了网络应用和网络共享，最终目的是使用网络上的资源，用户服务器的建立是为了更安全的管理这些资源，使得被授权的用户才可以访问被授权的资源1、创建用户服务器：包含了用户的帐户、密码、计算机等信息构成的数据库2、创建用户：3、用户接入网络3.文件服务器的建立文件服务器的使用：是最基本，也是最常用的服务之一。在创建过程中，最主要的是面临文件系统的选择：基本磁盘、动态磁盘(各种卷：跨区卷、Raid-5卷等)1、规划文件管理结构：各文件夹存放位置，访问权限2、实现文件管理结构：创建文件夹，进行文件夹权限的分配。类别规格传输速率单（Mbps）出现时间CPU占用率IDEEIDE16.7已淘汰最高UltraATA/333395年左右较高UltraATA/666698年左右高UltraATA/1001002000年中UltraATA/1331332002年较低SCSIFastWideSCSIUltraSCSI20已淘汰低WideUltraSCSI40已淘汰WideUltra2SCSI802000年左右Ultra3SCSI1602000年左右Ultra3203202001年左右类别规格传输速率单（Mbps）特点出现时间CPU占用率SerialSerialATA/1501502002年左右很低SerialATA/3003002004年左右SerialATA/6006002007年左右性能区别指标RAID0RAID1RAID5支持硬盘数量2～3223～32总容量单块磁盘容量×N单块磁盘容量单块磁盘容量×（N－1）数据冗余无有有磁盘阵列读写速率（与单个磁盘相比）快一般随硬盘个数的增加而增加数据安全性有一块硬盘损坏，数据不可恢复有一块硬盘损坏，数据能够恢复有一块硬盘损坏，数据能够恢复3.磁盘阵列方式分类通过磁盘阵列所能达到的存储容量，可以达到数十G到数千G不等。最常用的磁盘阵列技术有RAID0、RAID1、RAID5。最好选用生产厂家、规格型号、容量相同的硬盘作磁盘阵列。（1）RAID0以RAID0方式作磁盘阵列后的总容量为各磁盘（2～32块）容量之和，数据存储时分布在各个磁盘上，没有数据冗余和容错能力。RAID0的读写速度在所有RAID方式中最快，但如果其中一块硬盘损坏，所有数据都会丢失。RAID0中数据写入后的分布，如图4-1所示。RAID0数据写入后的分布RAID1数据写入后的分布RAID5数据写入后的分布(奇偶校验:☆)Disk1Disk2Disk3Disk4147☆25☆103☆811☆6912Disk1Disk212341234Disk3Disk2Disk1471013691225811图4-1不同磁盘阵列方式数据存储的分布（2）RAID1RAID1（磁盘镜像），需要2块硬盘，一块作为主磁盘，另一块作为镜像磁盘。使用RAID1的方式作磁盘阵列后，总容量为单块硬盘的容量。写入主磁盘的数据也将同步写入镜像磁盘，如图4-1，有50％的数据冗余。如果有一块磁盘损坏，另一块磁盘能正常工作且无数据丢失，在更换损坏的磁盘并重建镜像后，镜像可以继续工作，数据也不会丢失。（3）RAID5RAID5（带奇偶校验的带区集），支持3～32块硬盘作阵列，存储数据时使用奇偶校验来检查错误，并将奇偶校验信息分布到阵列中的各个磁盘中，如图4-1。使用RAID5，磁盘阵列中的硬盘越多，整个阵列的读写速度越快，且当有一块硬盘损坏时，数据不会丢失。实现管理员需求是为了方便系统管理，减轻管理员的负担磁盘配额管理：应该从最小配额开始取得文件的所有权：当某个用户将访问权限设为仅仅自己，这时管理员无法访问，但可以取得权限权限的继承2.3局域网技术体系交换技术：数据的转发称为交换：在交换网络中，交换机提供给每个用户专用的信息通道。交换机是整个网络的关键设备：所采用的交换方式有：存储转发、直通、无碎片转发（1）交换机常用的交换方式交换机常用的交换方式有先存储后转发、直通和无碎片直通这三种。①先存储后转发方式是指交换机在接收到数据帧时，首先存储在一个缓冲区中，然后进行过滤（滤掉不健全和有冲突的帧）和差错校验处理，最后再将数据按目的地址发送到指定的端口。②直通方式是指交换机只对接收到的数据帧的目的地址信息进行检查，然后立刻按指定的地址转发出去，但不做差错和过滤处理。③无碎片直通方式“碎片”是指当信息发送突然发生冲突时，因为双方立即停止发送数据帧而在网络中产生残缺不全的帧。碎片是无用的信息，必须将其滤除。无碎片直通方式先存储接收到的数据帧的部分字节（前64个字节），然后进行差错检验。如果有错，立即滤除，并要求对方重发此帧，否则认为该帧健全，并马上转发出去。在以上三种交换方式中，存储转发方式具有最高的交换质量，但速率最慢；直通方式是三种交换方式中最快的一种，但因对任何帧都不做过滤处理，所以误码率较高；无碎片方式是前两种方式的折衷。目前多数交换机的工作方式为存储转发。3.级联与堆叠采用双绞线或光纤将两台或多台交换机、集线器连接在一起，以扩大网络规模，这种方式称为级联。由于集线器所有端口共享一个带宽，因此，随着集