从头学做网管系列教程 局域网概述篇局域网规划与设计.docx

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从头学做网管系列教程局域网概述篇局域网规划与设计

一.局域网的定义:

从直观来说，网络就是相互连接的独立自主的计算机的集合，计算机通过网线、同轴电缆、光纤或无线的方式连接起来，使资源得以共享，每台计算机是独立自主的，相互之间没有从属关系。

按地理位置分类，我们将计算机网络分为局域网（LAN）、城域网（MAN）和广域网（WAN），见表1。

网络覆盖的地理范围是网络分类的一个非常重要的度量参数，因为不同规模的网络将采用不同的技术。

所谓的局域网（LocalAreaNetwork，简称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。

按局域网现在的特性看，计算机局域网被广泛应用于校园、工厂及企事业单位的个人计算机或工作站的组网方面。

二.局域网的特点

大家知道，局域网是一个通信网络，它仅提供通信功能。

局域网包含了物理层和数据链路层的功能，所以连到局域网的数据通信设备必须加上高层协议和网络软件才能组成计算机网络。

局域网连接的是数据通信设备，包括PC、工作站、服务器等大、中小型计算机，终端设备和各种计算机外围设备。

由于局域网传输距离有限，网络覆盖的范围小，因而具有以下主要特点：

局域网覆盖的地理范围计较小；数据传输率高（可到10000Mbps）；传输延时小；误码率低；价格便宜；一般是某一单位组织所拥有。

三.按传输介质分类

按照网络的传输介质分类，可以将计算机网络分为有线网络和无线网络两种。

某个局域网通常采用单一的传输介质，比如目前较流行双绞线，而城域网和广域网则可以同时采用多种传输介质，如光纤、同轴细缆、双绞线等。

有线网络

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。

它价格便宜，安装方便，但易受干扰，传输率较低，传输距离比同轴电缆要短。

光纤网采用光导纤维作为传输介质，传输距离长，传输率高，抗干扰性强，现在正在迅速发展。

无线网络

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。

目前，不少大学和公司已经在使用无线网络了。

无线网络的发展依赖于无线通信技术的支持。

目前无线通信系统主要有：

低功率的无绳电话系统、模拟蜂窝系统、数字蜂窝系统、移动卫星系统、无线LAN和无线WAN等。

四.按拓扑结构分类

网络的拓扑结构是指网络中通信线路和站点（计算机或设备）的相互连接的几何形式。

按照拓扑结构的不同，常见的计算机网络拓扑结构有：

总线型拓扑结构、星型拓扑结构、环型拓扑结构等。

总线型拓扑结构

总线型结构是指各工作站和服务器均连接在一条总线上，各工作站地位平等，无中心节点控制，公用总线上的信息多以基带形式串行传递，其传递方向总是从发送信息的节点开始向两端扩散，如同广播电台发射的信息一样，因此又称广播式计算机网络。

各节点在接收信息时都进行地址检查，看是否与自己的工作站地址相符，相符则接收网上的信息。

图1是总线型网络拓扑结构的示意图。

星型拓扑结构

星型结构是指各工作站以星型方式连接成网。

网络有中央节点，其他节点（工作站、服务器）都与中央节点直接相连，这种结构以中央节点为中心，因此又称为集中式网络。

环型拓扑结构

环型结构由网络中若干节点通过点到点的链路首尾相连形成一个闭合的环，这种结构使公共传输电缆组成环型连接，数据在环路中沿着一个方向在各个节点间传输，信息从一个节点传到另一个节点。

信号通过每台计算机，计算机的作用就像一个中继器，增强该信号，并将该信号发到下一个计算机上。

蜂窝拓扑结构

蜂窝拓扑结构是无线局域网中常用的结构。

它以无线传输介质（微波、a卫星、红外线、无线发射台等）点到点和点到多点传输为特征，是一种无线网，适用于城市网、校园网、企业网，更适合于移动通信。

在计算机网络中还有其他类型的拓扑结构，如总线型与星型混合、总线型与环型混合连接的网络。

在局域网中，使用最多的是星型结构。

局域网的发展趋势

未来的局域网将集成包括一整套服务器程序、客户程序、防火墙、开发工具、升级工具等，给企业向局域网转移提供一个全面解决方案。

局域网将进一步加强和E-mail、群件的结合，将Web技术带入E-mail和群件，从信息发布为主的应用转向信息交流与协作。

局域网将提供一个日益牢固的安全防卫、保障体系，局域网也是一个开放的信息平台，可以随时集成新的应用。

随着无线局域网（WLAN）产品迅速发展并走向成熟，许多企业为了提高员工的工作效率，开始部署无线网络。

中学及大学在内的许多学校也开始实施无线网络，随着家庭电脑的普及和住房装修的高档化，家庭无线网络也成为一个潜在的市场。

因此无线网络将会成为许多公共场所的必备基础设施。

将来的局域网的发展趋势必将是有线网络和无线网络共存，无线局域网作为一种灵活的数据通信系统，在建筑物和公共区域内，是固定局域网的有效延伸和补充。

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如何合理规划局域网

本文将和大家一起探讨局域网的规划所涉及到的内容。

一.需求分析

对于中小型局域网络而言，在规划时应当考虑以下4个方面的问题：

拓扑结构需求分析

在进行网络的总体设计前，应当首先搞清楚给哪些建筑物布线，每座建筑物中的哪些房间布线，每个房间的哪个位置要预留信息插座，建筑物之间的距离、建筑物的垂直高度和水平长度等。

只有事先调查好这些情况，才能合理地设计网络拓扑结构，选择适当的位置作为网络管理中心以及作为设备间放置连网设备，有目的地选择组建网络所使用的通信介质和交换机。

数据传输需求分析

用户对数据传输量的需求决定了网络应当采用何种连网设备和布线产品。

就目前情况来看，多媒体已经成为局域网络所必须支持的功能之一。

基于这种大传输量的需求，以1000Mb/s光纤作为主干和垂直布线，以100Mb/s超五类双绞线作为水平布线，从而实现100Mb/s交换到桌面的网络，已经成为最普通的网络架构。

基于这种大传输量的需求，100Mb/s高性能交换机也已逐步从部门走向工作组。

发展需求分析

网络设计者不仅要考虑到容纳网络中当前的用户，而且还应当为网络保留至少3-5年的可扩展能力，从而使在用户增加时，网络依然能够满足增长的需要。

这一点非常重要，因为布线工程一旦完毕，就很难再进行扩充性施工。

所以，在埋设网线和信息插座时，一定要有足够的余量，而连网设备则可以在需要时随时购置。

性能需求分析

不同厂家乃至同一厂家不同型号的交换机在性能和功能上都有较大差异，有的安全性高、有的稳定性好、有的转发速率快、有的拥有特殊性能。

因此，应当慎重考察和分析本网络对性能的根本需求，以便选择相应品牌和型号的交换机。

二.网络设计原则

高性能

网络作为企业信息运行的承载平台，涉及到众多不同的应用及众多用户。

众多的用户、不同类型的应用，包括一些实时性强的交互业务应用（如语音、图像等），势必对网络的性能提出更高的要求。

因此，设计时首先要考虑有足够的骨干带宽、合理的网络拓扑结构、先进适用的技术，同时还要努力实现网络的无阻塞性，而不能使网络成为业务应用的瓶颈。

高可靠性

网络系统的稳定可靠是应用系统正常运行的关键保证。

在网络设计时，应选用高可靠性的网络产品、合理的网络架构，制订可靠的网络备份策略，保证网络具有较好的故障自愈能力，以减少网络中断时间。

在网络投入运营后，企业和用户会对网络产生依赖性，一旦网络中断，将造成巨大的影响和损失。

从企业应用的角度来看，此时再考虑网络的可靠性问题，无疑是一种投资浪费。

安全性

解决安全性问题需制定统一的网络安全策略和过滤机制，充分使用各种不同的网络技术，如虚拟局域网络（VLAN）、代理、防火墙等。

从数据安全的角度来讲，还应将重要的数据服务器集中放置，构成服务器群，以方便采取措施集中保护，并对重要数据进行备份。

可管理性

企业网络作为一种地理范围，分布较大的园区网（甚至是一种多个园区网连接而成的广域网），日常管理及维护的工作量较大。

为了尽可能提高工作效率，减少网络停顿时间，同时为未来网络的发展打下基础，必须使园区网具有良好的可管理性。

选择方案时应考虑以下几个方面：

第一、对网络实行集中监测，分权管理，并统一分配资源；

第二、选用先进的网络管理平台，可以集中对全网设备（路由器，以太网交换机等）实施具体到端口的管理能力，并可提供及时的故障报警和日志；

第三、选用的网络设备及其他连接在网络上的重要设备都应支持远程管理；

第四、设计时需充分考虑运行维护的问题，特别在工程结束时，应要求建设方提供足够的设计及实施文档。

技术先进性

先进合理的技术是投资保护的重要方面。

网络核心设备应考虑使用国内外主流厂家生产的设备，同时要把先进的技术与国际公认的标准结合起来，使网络支持国际上通用的标准网络协议。

另外我们还应当注意以下几点：

注意多倾听第三方专家的意见，对由厂商自己介绍的先进技术必须加以确认；注意从使用的角度倾听集成公司或其他用户的意见；各主流厂商都有其优秀产品，关键看是否符合自己的实际需求，性价比是否合理等。

三.无线局域网组建的规划

无线局域网组网设计规划原则既要考虑保证目前土建装修的效果不被破坏，又要保证足够的网络信息点满足网络联网、扩容和工作实际需求，同时还要保证代价不要过大。

我们可以通过深入分析和研究对比，然后考虑决定是否采用无线组网的方式解决原有网络扩容的问题或者还是新建一个无线局域网。

1、无线补充网络规划

所谓无线补充网络规划，是指以原有的综合布线为基础搭建传输的以太网络，并在需要的位置和场所（如办公室、会议室等）配备一定数量的无线AP，充分借助无线网络移动灵活和扩充方便的特点，作为有线网络的补充，弥补单纯由有线所构建的网络的缺陷。

规划合理的无线网络布局才能方便我们的应用与日后的扩展。

2、无线局域网设计

在无线局域网中，当用户从一个位置移动到另一个位置以及一个无线AP的信号变弱或者无线AP由子通信量太大而拥塞时，可以连接到新的无线AP，而不中断与网络的连接，这一点与移动电话非常相似。

所有无线AP通过双绞线与有线骨干网络相连，形成以固定有线网络为基础，无线覆盖为延伸的大面积服务区域。

多个无线AP的无线信号覆盖区域进行交叉覆盖，实现各覆盖区域之间无缝连接。

所有无线终端通过就近的无线AP接入网络，访问整个网络资源。

蜂窝覆盖方式大大扩展了单个无线AP的覆盖范围，突破了无线网络覆盖半径的限制，用户可以在无线AP群覆盖的范围内漫游，而不会和网络失去联系，通信也不会中断。

本文为大家介绍了局域网在规划过程中所需要注意的问题，下一篇我们将会为大家介绍具体的设计方案。

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详解局域网设计过程

上一篇文章主要和大家探讨了企业局域网（有线和无线）的需求分析与规划，在这篇文章和大家来讨论局域网的设计所要考虑的多方面的因素。

网络拓扑的设计

网络拓扑是指企业网络中各节点间相互连接的方式。

换句话说，网络中计算机之间如何相互连接的问题就是网络的拓扑结构问题。

网络布线中应用最为广泛的是树形拓扑。

拓扑结构的选择往往与通信介质的选择和介质访问控制方法的确定紧密相关，并决定着对网络设备的选择。

大中型网络通常采用树形拓扑。

树形拓扑的可折叠性非常适用于构建网络主干。

由于树形拓扑具有非常好的可扩展性，并可通过更换集线设备使网络性能迅速得以升级，极大地保护了用户的布线投资，因此非常适宜于作为网络布线系统的网络拓扑。

与此相适应，集线设备也呈树形拓扑。

树形拓扑事实上是星形拓扑的扩展，该拓扑结构拥有以下优点：

易于故障的诊断

集线设备居于网络或子网络的中心，这也正是放置网络诊断设备的绝好位置。

就实际应用来看，利用附加于集线设备中的网络诊断设备，可以使得故障的诊断和定位变得简单而有效。

易于网络的升级

由于计算机与集线设备之间分别通过各自独立的缆线进行连接，因此，多台计算机之间可以并行地同时进行通信而互不干扰，从而成倍地提高了网络传输效率。

另外，由于网络带宽主要受集线设备的影响，只需简单地更换高速率的集线设备，即可平滑地从l0Mbit/s升级至100Mbit/s、1000Mbit/s甚至10000Mbit/s，实现网络的升级。

正是由于这两条重要的特点，星型网络才会成为网络布线的当然之选。

企业网络的一般结构

核心层

核心层的功能主要是实现骨干网络之间的优化传输，负责整个网络的网内数据交换。

网络的功能控制最好尽量少在骨干层上实施，核心层设计任务的重点通常是冗余能力、可靠性和高速的传输。

核心层一直被认为是流量的最终承受者和汇聚者，所以要求核心交换机拥有较高的可靠性和性能。

汇聚层

汇聚层主要负责连接接入层接点和核心层中心，汇集分散的接入点，扩大核心层设备的端口密度和种类，汇聚各区域数据流量，实现骨干网络之间的优化传输。

汇聚交换机还负责本区域内的数据交换，汇聚交换机一般与中心交换机同类型，仍需要较高的性能和比较丰富的功能，但吞吐量较低。

接入层

接入层网络作为二层交换网络，提供工作站等设备的网络接入。

接入层在整个网络中接入交换机的数量最多，具有即插即用的特性。

对此类交换机的要求，一是价格合理；二是可管理性好，易于使用和维护；三是有足够的吞吐量；四是稳定性好，能够在比较恶劣的环境下稳定地工作。