网络规划方案设计.docx

1、网络规划方案设计课程名称中小公司网络组建与管理专业名称计算机应用技术授课教师/职称授课方式（合、小班）小班（理实一体）授课题目项目（一）公司网络规划及综合布线 任务2网络规划设计教材及参照书目中小公司网络组建与管理校本教材教学目与规定：理解(1)网络拓扑规划设计；(2)IP地址分派规划设计；(3)网络设备选用；（4）电源及UPS。掌握网络拓扑规划设计、IP地址分派规划设计、网络设备选用、电源及UPS，能按照实际需求规划设计局域网拓扑与IP地址，并选用有关网络设备。内容和时间安排、教学办法：1内容和时间安排：网络拓扑规划设计2学时IP地址分派规划设计2学时网络设备选用1学时电源及UPS1学时2教

2、学办法：理实一体教学重点和难点：1重点：IP地址分派规划设计2难点：常用网络设备选用复习思考题、作业题：实训报告实行状况及分析： 基 本 内 容辅助手段和时间分派计算机网络中基本拓扑构造：总线型星型环型网状总线型网络构造总线型拓扑（Bus Topology），所有工作站共用一条通信线路（总线），属于广播式通信方式。1、总线型网络构造特点：普通使用同轴电缆进行网络连接，不需要中间连接设备，建网成本低。每一网段两端都要安装终端电阻器。仅合用于连接计算机较少（普通少于20台）网络。网络稳定性较差，任一节点浮现故障将导致整个网络瘫痪。单纯总线型构造重要用于10Mbit/s共享网络。2、总线上通信方式

3、（带有冲突检测载波侦听多路访问 ） CSMA/CD3、总线上信号反射和终结器 当信号传到总线端点时，将产生反射信号，反射信号将继续占用总线，从而制止其她计算机发送信号，因此必要消除反射信号。 为了制止反射信号，总线两端各需安装一种终结器组件，称为终端电阻器，用于吸取传送到总线端点信号。4、总线型网络通信中断星型网络构造星型拓扑（Star Topology），所有网络中计算机都直接连接到中心节点上，惯用中心节点有集线器（HUB）或互换机（SWITCH）。传播数据都要通过中心节点。1、星型网络构造特点：HUB或SWITCH可以进行级连。基 本 内 容辅助手段和时间分派缆线断开或松动只影响与缆线相连

4、计算机。如果中心节点HUB或SWITCH浮现故障，与之相连所有计算机将所有无法进行通信。普通使用双绞线或光纤进行连接。符合综合布线原则。可以满足各种网络带宽规定，涉及10Mbit/s，100Mbit/s，1000Mbit/s。环型网络构造环型拓扑（Ring Topology），所有计算机连成环状，不需要终结器。信号沿环一种方向传播，依次通过每台计算机。环型网络中每一台计算机都是一种中继器，把信号放大并传给下一台计算机。任何一台计算机浮现故障都会影响整个网络。 环上通信方式令牌传递（Token Passing） 令牌（Token）是一种表达信息发送允许证特殊控制帧。令牌帧沿着环网单向循环，依次通

5、过各个节点。令牌环工作重要有三个环节：获取令牌并发送数据帧；接受和转发数据帧；撤除数据帧并释放令牌。网状网络构造网状拓扑（Mesh Topology），各节点通过传播线互相连接，任何一种节点都至少与其她两个节点相连。状构造具备较高可靠性，但实现费用高，构造复杂，不易管理和维护，惯用在广域网中，局域网中很少使用。基 本 内 容辅助手段和时间分派网络拓扑构造变体1、星型总线网构造特点：任何一台计算机发生故障都不会影响整个网络。如果网络中HUB浮现问题就会影响到整个网络，使整个网络不能正常工作。星型总线型是以太网、迅速以太网、千兆以太网基本。总线作为整个网络主干，普通采用光纤，成本较高。2、星型环网

6、络构造星型环（StarRing）中，计算机连接到HUB或SWITCH上，在HUB或SWITCH内部采用环状，或将HUB或SWITCH直接连成环状。IP地址IP合同分为IPv4（当前使用）、IPv6（正在研发）。IPv4IP地址是由32Bits二进制数值构成。IP地址是具备逻辑格式地址：IP地址=网络地址（标记/ID）+主机地址（标记/ID）具备逻辑格式目是为了减轻路由器解决压力，只需要找到目的网络即可。依照网络地址不同，IP地址分为5类（A、B、C、D、E），分别合用于不同规模网络。网络地址分类是依照IP地址最左边几位前导位，进行辨认。A、B、C三类IP地址，分别合用于大、中、小型网络（以入网

7、计算机数为衡量原则）。基 本 内 容辅助手段和时间分派同类IP地址在数据链路层或物理层通过Switch（物理寻址）或HUB（广播寻址）实现访问。异类IP地址必要在网络层通过Router（IP逻辑寻址）实现访问。特殊IP地址：主机地址全为0，表达网络地址 。主机地址全为1， “广播”地址，表达目的地址为网络中所有设备。私用IP地址，供LAN使用，在Internet上非法。Microsoft保存IP地址，从169.254.x.x要解决问题：IP地址按照类别来划分不能适应网络灵活变化组织、管理规定。有30台计算机组网，使用C类地址（可容纳254台主机），则也许导致重大资源挥霍。如有300台计算机组网

8、，使用C类地址（可容纳254台主机）则需要增长路由实现互连，若使用B类地址（可容纳65534台主机）则挥霍。提出方案：采用子网寻址技术来提高IP地址运用率。将IP地址相应网络进行分割，产生各种逻辑网络，其中每一种逻辑网称为原网络子网，便于网络维护与管理。当前是通过可变长子网掩码（VLSM）技术实现。详细实现：仅靠IP地址自身不能实现动态拟定主机地址与网络地址，必要采用额外方式加以拟定采用子网掩码形式。子网掩码是一种32位地址，与IP地址一一相应。若子网掩码某位值为1，则IP地址相应位是网络地址；若子网掩码某位值为0，则IP地址相应位是主机地址。（高位用于网络地址，低位用于主机地址，前一串持续1

9、，背面都是0）。系统默认子网掩码，不进行子网分割IP地址相应子网掩码。基 本 内 容辅助手段和时间分派解决问题：有30台计算机组网，使用C类地址（可容纳254台主机），则也许导致重大资源挥霍，采用可变长子网掩码对C类地址进行逻辑分割避免挥霍。详细实现：243025 主机地址至少需要5位分割逻辑子网，采用对主机地址借位方式进行。所借位数=默认主机位数-需要主机位数基 本 内 容辅助手段和时间分派3 = 8 - 5C类地址（192.168.0.0）借用3位主机地址所构成子网（子网掩码为255.255.255.224），每一子网容纳机器数：30。可将一种较大规模网络分割成若干逻辑子网便于（隔离）管理

10、。解决问题：如有300台计算机组网，使用C类地址（可容纳254台主机）则需要增长路由器实现互连，若使用B类地址（可容纳65534台主机）则挥霍，使用可变长子网掩码，即节约路由器又避免地址挥霍。详细实现：2830029 主机地址至少需要9位扩展逻辑子网，采用对网络地址借位方式进行。所借位数=需要主机位数-默认主机位数1 = 9 - 8对网络地址借位可变长子网掩码也被称为超网。基 本 内 容辅助手段和时间分派核心看与否属于同一网络网络地址相似相似（Switch/HUB）；不同（Router）要解决问题：IPv4可用资源有限，不能满足Internet发掌规定；IPv4数据包头信息比较复杂，消耗了额外

11、网络资源；IPv4可扩展性较小。提出方案：建立新一代Internet通信合同，IPv6。IPv6采用128位长度地址（8个16位某些），大大增长了网络地址空间，简化了头信息，安全性，可扩展性大大提高。 基 本 内 容辅助手段和时间分派集线器集线器（HUB）对网络进行集中管理最小单元，工作在ISO物理层，其实质是一种多端口中继器。中继器是一种放大模仿或数字信号网络连接设备，重要是将接受到信号进行再生放大，以扩大网络传播距离。集线器（HUB）基本功能是使用广播技术进行信息分发，将一种端口上接受到信号，以广播方式发送到集线器其她所有端口。IEEE802.3合同定义：集线器功能是随机选用某一端口设备，

12、并让它独占所有带宽，与集线器上联设备（互换机、路由器或服务器等）进行通信。集线器特点：1HUB作为一种多端口信号放大设备，工作时先将接受信号整形放大（恢复到发送状态），再发送到所有处在工作状态端口（广播，不具备定向传送能力）。2HUB只与其上联设备（如上层HUB、互换机等进行通信），同层间端口不直接通信，如要通信需通过上联设备再进行广播实现。集线器在网络中作用HUB重要用于共享网络组建，是解决服务器直接到桌面最经济方案。集线器分类依照端口分：RJ45端口AUI端口BNC端口SC光纤端口依照外形尺寸分机架式，符合工业原则，长19英寸（48.3cm），高1U（4.43cm）/2U等，16口/24口

13、，合用较大型网络桌面式，简易式，端口较少（8口以内），用于小型网络依照连接速度分10Mbit/s100Mbit/s和10/100Mbit/s自适应1000Mbit/s和100/1000Mbit/s自适应依照与否支持网络管理功能分不可网管型集线器（Damp HUB），中低端可网管型集线器（Intelligent HUB），支持SNMP基 本 内 容辅助手段和时间分派可网管型集线器都配备有Console 接口。依照与否具备可扩展功能分可对叠集线器不可堆叠集线器堆叠方式是指将若干集线器以电缆通过堆叠端口连接起来，以实现单台集线器端口数扩充，要注意是只有可堆叠集线器才具备这种端口，一种可堆叠集线器中普

14、通同步具备“UP”和“DOWN”堆叠端口。 集线器堆叠是为解决单个集线器端口局限性问题。采用堆叠集线器端口扩展方式要受到集线器种类和间隔距离限制，首要条件是实现堆叠集线器必要是可堆栈：集线器堆叠普通以同一品牌、同一型号相堆叠，堆叠数量普通不超过45台 ；另一方面堆叠连接几台集线器之间连接非常近（厂家所能提供堆栈连接电缆普通是1m）。 堆叠中所有集线器可视为一种整体集线器来进行管理，堆叠中所有集线器从拓扑构造上可视为一种集线器。 级联是另一种集线器端口扩展方式，指使用集线器普通或特定端口来进行集线器间连接。 普通端口就是通过集线器某一种惯用端口（如RJ45端口）进行连接；特殊端口就是集线器为级联

15、专门设计一种“级联端口”，普通都标有“Uplink”或“MDI”字样。所有集线器都可以进行级联。 两种集线器端口扩展方式（“堆叠”与“级联”）比较条件实现投资距离网络管理性能堆叠有困难大短=1m简朴、同一良好级联无简朴、灵活小长=100m困难、分散普通注：“级联”还具备延扩局域网络范畴功能。计算机网络收发器网络收发器：连接不同网络传播介质（RJ45、AUI、BNC、ST）转接器。计算机网络中互换机互换机（SWITCH）是互换式集线器简称，工作在OSI参照模型数据链路层。互换机相称于多端口网桥，能辨认地址信息（MAC地址），通过解析所传递信息包目地址，能将每一信息包独立地从源端口转发至目端口。

16、网桥区别于中继器，工作在OSI参照模型数据链路层，够解析所收发数据，特别是可以读取目的地址信息（MAC），并决定与否向网络其她段转发（重发）数据包。互换机工作方式互换机工作原理是存储转发，它将某个端口发送信息先存储下来，然后按照信息包中目地址，在互换机地址表中查找目计算机所连接端口，找到后将信息直接发送给目端口，从而避免了和其她端口发生碰撞，提高了网络互换和传播速度。 互换机为每个端口都设立了独立通道和带宽，一种16 口百兆互换机，它每一种端口都享有独立百兆带宽。基 本 内 容辅助手段和时间分派互换机拥有一条高带宽背板总线和内部互换矩阵，互换机所有端口都挂接在这条背板总线上，当控制电路收到数据

17、包后来，解决端口会查找内存中地址对照表，以拟定目MAC网卡是挂接在哪一种端口上，然后通过内部互换矩阵迅速将数据包转发到目端口。目MAC 在地址表中若找不到，互换机便采用广播方式，将数据包广播到所有端口，接受端口回应后，互换机便会将该MAC 地址和所相应端口记忆下来，添加到内部地址表中，后来若要向该目地址发送信息，则就采用直接转发了互换机对目地址具备记忆和学习功能，是一种智能化设备。 互换机背板带宽越宽（背板带宽指是互换机在无阻塞状况下最大互换能力），互换机解决和互换速度就越快。互换机与集线器本质区别集线器（HUB）共享式网络，共享带宽，信道争用。互换机（SWITCH） 互换式网络，专用信道。互

18、换机重要功能：1互换机可以将原有网络划提成各种子网络，可以做到扩展网络有效传播距离，并支持更多网络节点。2运用互换机可有效隔离网络流量，减少网络中冲突，缓和网络拥挤状况。选取互换机（SWITCH）因素：互换机（SWITCH）工作特点和良好性能。网络发展和互换机成本减少，推动互换机（SWITCH）将逐渐取代集线器（HUB）。千兆以太网高速网络发展推动了互换机应用。互换机有关技术互换机3种互换技术：存储转发（Store and Forward）：互换机在接受数据帧时，先存储在一种共享缓冲区中，然后进行过滤（滤除不健全帧和冲突帧）和差错校验，最后将数据发送至目的端口。质量高、速度慢。直通（Cut T

19、hrough）：只检查接受到帧目的地址，及时转发，不做差错和过滤解决。速度快。无碎片直通（Fragment Free Cut Through）：假定网络中无碎片（碎片，由于冲突产生不完整不健全帧），接受到数据帧存储某些（前64字节），进行差错检查，无错则以为健全帧，转发。 三层互换技术可以解析第三层（OSI网络层）数据互换机被称作第三层互换机，核心是将路由功能集成到普通互换机中。 路由器（工作在OSI网络层），以IP合同通过软件实现网络互联（路由），灵活、可扩展，但价格昂贵，转发速率慢；三层互换机采用互换技术来发送包实现路由，与普通互换机相比较在性能上有质奔腾，在网络分段、安全性、可管理性等方

20、面均有很大提高，能提高网络运营速度，扩展网络规模，是网络核心较好选取。集线器运营在第一层（物理层）互换机运营在第二层（数据链路层）路由器运营在第三层（网络层）基 本 内 容辅助手段和时间分派随着互换技术发展，这种界限将会变得更加模糊。可以解析第三层数据互换机被称作第三层（路由）互换机，可以解析第四层数据互换机被称作第四层（应用）互换机。核心：互换完全是由设备硬件解决，而路由则是由设备软件解决。能解析更高层数据使得互换机可以执行先进过滤、记录和安全功能。三、四层互换机可以比路由器更快地传播数据，并且比路由器更容易安装和配备。 普通，三、四层互换机整体性能比不上路由器。例如，三、四层互换机不能在以

21、太网和令牌环网间传播数据，不能打包合同，也不能优化数据传播。这些差别使得三、四层互换机不合用于某些特殊连接需要。如果想连接一种10BaseT以太网和一种100BaseT以太网，使用互换机也就可以。但如果连接一种令牌环网和一种以太网，就必要要使用路由器。互换机分类和特点依照技术分类：1以太网（Ethernet）互换机，用于以太网（以以太网帧为传播单位）互换机，互换机主流产品。2ATM（异步传播模式）互换机，用于ATM网络（拟定长度为53个字节信元为传播单位），电信主干网络中应用较多。3FDDI（光纤分布式数据接口）互换机，被以太网取代，基本不用。4令牌网互换机，失去市场，基本不用依照构造分类：固

22、定端口互换机，只提供有限端口，无法通过模块来扩展端口数量。当前绝大多数互换机属于此类。模块化互换机，可选取不同数量、速度、接口类型模块，支持热插拔。部门级核心互换机采用较多。依照所在合同层分：二层互换机，工作在OSI数据链路层，以介质访问控制（MAC）子层为基本，完毕不同端口数据间互换，互换机应具备基本功能。三层互换机，工作在OSI网络层，具备路由功能，实现不同网段间数据互换，大中心网络核心多采用。四层互换机，工作在OSI传播层，可使用传播层有关功能进行数据互换和解决。原则为制定完毕，实际使用较少。路由器路由器（Router）工作在OSI参照模型网络层，可以将使用相似或不同合同网段或网络连接起

23、来，实现互通，扩大网络连接范畴（Internet就是以无数个路由器连接起来）。 路由器具备较高智能，内部拥有CPU、内存，基于合同（软件）转发数据包。基 本 内 容辅助手段和时间分派路由器特点1在不同网络或网段之间转发数据包（基于合同）。2选取最适当途径，引导通信（通过路由表、路由选取算法实现）。3依照预定规则拆分、组合数据包，使之适合于网络传播。4支持多合同，作为不同通信合同网络连接平台。5通过隔离网络一某些来防止网络瓶颈，避免网络运营停止和网络广播风暴产生。6保护网络免受入侵（通过方略、访问控制列表、路由表实现）。路由器与互换机区别路由器（Router）互换机（Switch）工作层次网络层

24、数据链路层工作方式软件合同硬件互换智能限度高低寻址方式IP地址MAC地址广播域可分割不可分割，只能分割冲突域连接对象端到端连接不同网络、Internet连接网络中段电源及UPS供电安全，要解决网络能源安全问题（重要是解决供电中断对网络产生影响）。为了避免突然供电中断对网络导致严重危害（硬件、软件、数据），普通采用配备UPS（不间断电源）方式。后备式UPS，内部有一充电电池，平时供电正常时设备使用从电源输出电力，保证电池处在满电状态。当UPS检测到电源断电或电压波动时就及时切换到电池供电方式，通过内部电路转换实现将电池直流变交流为设备继续供电。后备式UPS核心是在极短时间内检测到供电中断或电压波动，并迅速进行供电切换。后备式UPS相对与在线式UPS性能较差，功率负载较小（普通不大于3KvA），价格便宜。在线式UPS，工作时与电源相连，电源正常供电时对UPS内部电池不断地进行充电，然后UPS内部电路将电池直流电转换为交流电，设备不与电源直接相连，电源中断或电压波动对设备毫无影响。在线式UPS输出负载大，对服务器供电系统安全性能有较大提高，价格较高。UPS为网络设备（普通是核心服务器）提供后备电力，但普通UPS供电能力是有限，普通为2030分钟（视电池容量大小与负载大小关于）。