【正文】 間 /層） 7 點(diǎn) /層 35 新建 實(shí)驗(yàn)樓 1層：工會(huì)及教師活動(dòng)中心 4 點(diǎn) 8 老舊 2層：物理實(shí)驗(yàn)室（ 3 間： 2間教室及 1間管理室） 2 點(diǎn) 3層：化生實(shí)驗(yàn)室（ 3 間： 2間教室及 1間管理室） 2 點(diǎn) 綜合樓 1 層：中心機(jī)房 10點(diǎn) 112 新建 1 層：學(xué)生機(jī)房 1 50 點(diǎn) 1 層：學(xué)生機(jī)房 2 50 2 層：教科室 4 點(diǎn) 3 層：總務(wù)室 4 點(diǎn) 3 層：書記辦公室 1 點(diǎn) 3 層：副書記辦公室 1 點(diǎn) 4 層：校長辦公室 1 點(diǎn) 田徑運(yùn)動(dòng)場(chǎng) 籃球場(chǎng) 6 6 綜 合布線 需求 依據(jù)結(jié)構(gòu)化布線原則，本著達(dá)到布局美觀的效果，樓宇間的布線采用光纖，各樓層的布線在天花板內(nèi)走線，并在結(jié)構(gòu)化布線系統(tǒng)中的信息插座留有一定的冗余度，以確保日后終端設(shè)備位置調(diào)整和網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展的需要。 設(shè)計(jì)中遵照信息傳輸以千兆為主干，百兆到桌面的原則，樓宇間距離小于500 米的用多模光纖，距離大于 500 米而小于 5000 米的用單模光纖。一般情況下，用戶樓內(nèi)信息點(diǎn)之間的距離都小于 100 米，因此，可采用 5 類雙絞線。 第 03章 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 技術(shù)路線 三層交換結(jié)構(gòu) 三層交換技術(shù)，也稱多層交換技 術(shù)或 IP 交換技術(shù)，是相對(duì)于二層交換技術(shù)提出的，因工作在 OSI 七層網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)模型中的第三層而得名。傳統(tǒng)的路由器也工作在第三層，它可以處理大量的跨越 IP子網(wǎng)的數(shù)據(jù)包，但是它的轉(zhuǎn)發(fā)效率比較低，而三層交換技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)模型中的第三層實(shí)現(xiàn)了分組的高速轉(zhuǎn)發(fā)，效率大大提高。簡單地說，三層交換技術(shù)就是“二層交換技術(shù) +路由轉(zhuǎn)發(fā)”。它的出現(xiàn)，解決了二層交換技術(shù)不能處理不同 IP 子網(wǎng)之間的數(shù)據(jù)交換的缺點(diǎn)，又解決了傳統(tǒng)路由器低速、復(fù)雜所造成的網(wǎng)絡(luò)瓶頸問題。 VLAN（ Virtual Local Area Network）即虛擬局域網(wǎng)， 是一種通過將局域網(wǎng)內(nèi)的設(shè)備邏輯地而不是物理地劃分成一個(gè)個(gè)不同的網(wǎng)段，從而實(shí)現(xiàn)虛擬工作組的技術(shù)。它不受網(wǎng)絡(luò)用戶的物理位置限制，而是根據(jù)用戶需求進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)分段。IEEE 于 1999 年頒布了用以標(biāo)準(zhǔn)化 VLAN 實(shí)現(xiàn)方案的 協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)草案。不同VLAN 之間的數(shù)據(jù)傳輸是通過第三層（網(wǎng)絡(luò)層）的路由來實(shí)現(xiàn)的，因此，使用 VLAN技術(shù)，結(jié)合數(shù)據(jù)鏈路層和網(wǎng)絡(luò)層的交換設(shè)備，可搭建安全可靠的網(wǎng)絡(luò)。 4 層：副校長辦公室 1 點(diǎn) 藝術(shù)樓 1 層：舞蹈教室及 音樂教室（ 4間） 4 點(diǎn) 10 老舊 2 層：畫室（ 2間） 2 點(diǎn) 3 層：藝術(shù)教研組及儲(chǔ)藏室 4 點(diǎn) 食堂 1 層： POS 機(jī)終端 10 個(gè) 10 點(diǎn) 24 老舊 1 層：財(cái)務(wù)室及服務(wù)器 4 點(diǎn) 2 層： POS 機(jī)終端 10 個(gè) 10 點(diǎn) 男生宿舍 值班室 1 點(diǎn) 1 老舊 女生宿舍 值班室 1 點(diǎn) 1 老舊 教師宿舍樓1 16層 ： 8 間 /層 8 點(diǎn) /層 48 老舊 教師宿舍樓2 16層 ： 8 間 /層 8 點(diǎn) /層 48 老舊 圖書館 2 層： 4間 /層 4 點(diǎn) /層 8 新建 合計(jì) 410 7 7 劃分 VLAN 的目的：一是提高網(wǎng)絡(luò)安全性，不同 VLAN 的數(shù)據(jù)不能自由交流，需要接受第三層的檢驗(yàn)，因此，在一定程度上加強(qiáng)了虛網(wǎng)間的隔離， 有效防止外部用戶入侵，提高了安全性。二是隔離廣播信息，劃分 VLAN 后，廣播域縮小，有利于改善網(wǎng)絡(luò)性能，能夠?qū)V播風(fēng)暴控制在一個(gè) VLAN 內(nèi)部，同時(shí)使網(wǎng)絡(luò)管理趨于簡單。三是增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的靈活性， VLAN 是在一個(gè)有多臺(tái)交換機(jī)的局域網(wǎng)中統(tǒng)一設(shè)定的，這使得用戶可以不受所連交換機(jī)的限制，不論用戶節(jié)點(diǎn)移動(dòng)到局域網(wǎng)中哪一臺(tái)交換機(jī)上，只要仍屬于原來的虛網(wǎng)，則應(yīng)用環(huán)境沒有任何改變。在劃分 VLAN 時(shí)，要考慮 VLAN 對(duì)于網(wǎng)絡(luò)流量的影響，單個(gè) VLAN 不宜過大。 三層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)采用層次化模型設(shè)計(jì)，即將復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)分成幾個(gè)層次，每個(gè)層次 著重于某些特定的功能，這樣就能夠使一個(gè)復(fù)雜的大問題變成許多簡單的小問題。三層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計(jì)的網(wǎng)絡(luò)有三個(gè)層次：核心層（網(wǎng)絡(luò)的高速交換主干）、匯聚層（提供基于策略的連接）、接入層（將工作站接入網(wǎng)絡(luò)）。 核心層 核心層是網(wǎng)絡(luò)的高速交換主干，對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的連通起到至關(guān)重要的作用。核心層應(yīng)該具有如下幾個(gè)特性：可靠性、高效性、冗余性、容錯(cuò)性、可管理性、適應(yīng)性、低延時(shí)性等。在核心層中，應(yīng)該采用高帶寬的千兆以上交換機(jī)。因?yàn)楹诵膶邮蔷W(wǎng)絡(luò)的樞紐中心，重要性突出。核心層設(shè)備采用雙機(jī)冗余熱備份是非常必要的，也可以使用負(fù)載均衡功能，來改 善網(wǎng)絡(luò)性能。 匯聚層 匯聚層是網(wǎng)絡(luò)接入層和核心層的“中介”，就是在工作站接入核心層前先做匯聚，以減輕核心層設(shè)備的負(fù)荷。匯聚層具有實(shí)施策略、安全、工作組接入、虛擬局域網(wǎng)（ VLAN）之間的路由、源地址或目的地址過濾等多種功能。在匯聚層中，應(yīng)該采用支持三層交換技術(shù)和 VLAN 的交換機(jī)，以達(dá)到網(wǎng)絡(luò)隔離和分段的目的。 接入層 接入層向本地網(wǎng)段提供工作站接入。在接入層中，減少同一網(wǎng)段的工作站數(shù)量，能夠向工作組提供高速帶寬。接入層可以選擇不支持 VLAN 和三層交換技術(shù)的普通交換機(jī)。 主干網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 選擇 可供校園 網(wǎng)選擇的主干網(wǎng)技術(shù)主要有 : 快速以太網(wǎng) (FastEther)、 ATM(異步傳輸模式 )、 FDDI(光纖分布式數(shù)字接口 )。 一、快速以太網(wǎng)技術(shù) 這種方案是整個(gè)布線系統(tǒng) (垂直子系統(tǒng)、水平子系統(tǒng)、工作區(qū)子系統(tǒng)、設(shè)備間子系統(tǒng)、配線間子系統(tǒng) )全部采用五類雙絞線，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是采用快速以太網(wǎng)技術(shù)。 優(yōu)點(diǎn)是：布線造價(jià)便宜、網(wǎng)格設(shè)備便宜、管理方便，快速以太網(wǎng)技術(shù)相當(dāng)成熟，它的交換是在第二層進(jìn)行，無需人工干預(yù)。 缺點(diǎn)是：如果樓層較高，這就有可能導(dǎo)致某些住處點(diǎn)的接線長度超過 100米，眾所周知，根據(jù)布線原則，雙絞線一般不允 許超過 100 米，這樣會(huì)造成信號(hào)衰減以至畸變。其次由于所有的接線都從中心機(jī)房通過垂直子系統(tǒng)向其他樓層輻射，對(duì)豎井要求較高。再其次是全雙絞線結(jié)構(gòu)難于升級(jí)為 ATM 技術(shù)或千兆位以太8 8 網(wǎng)技術(shù)， ATM 技術(shù)和千兆位以太網(wǎng)技術(shù)需要使用單模 /多模光纖來連接構(gòu)成主干。 二、 ATM 技術(shù) 這種方案的垂直子系統(tǒng)采用光纖結(jié)構(gòu)，其他子系統(tǒng)采用五類雙絞線布線，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是 ATM 技術(shù)。 優(yōu)點(diǎn) ：首先布線造價(jià)較便宜 (與方案一相比，只略高一點(diǎn) )。其次垂直子系統(tǒng)大大簡化，只需從中心機(jī)房向其他樓層輻射光纖，每個(gè)樓層分配一條光纖 (最好加備份線 )，在每樓層中 再采用五類雙絞線布線，布線的時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度大大下降，而且 100 米長度限制的問題不復(fù)存在，因?yàn)楣饫w不受短距離限制 (單模 15 公里，多模 )。再其次是一步到位，直接使用先進(jìn)的 ATM 交換技術(shù)，會(huì)使網(wǎng)絡(luò)響應(yīng)速度大大提高。 缺點(diǎn) ：主要是網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和主機(jī)設(shè)備相當(dāng)昂貴。由于采用了 ATM 先進(jìn)的交換技術(shù)，必須配置相應(yīng)的 ATM 交換機(jī)、 ATM 仿真橋、 ATM 適配器，這些設(shè)備是極為昂貴的。而且 ATM 交換機(jī)需要專人管理，基于現(xiàn)在的技術(shù)， ATM 的交換功能尚不能達(dá)到完全自動(dòng)，而要根據(jù)人們的設(shè)置參數(shù)進(jìn)行工作，管理上受一定的限 制。 綜合方案一和方案二的優(yōu)缺點(diǎn)，這里提出第三方案。 三、快速以太網(wǎng)技術(shù) 即采用方案一的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和方案二的布線方式。在垂直子系統(tǒng)采用光纖，其他子系統(tǒng)用五類雙絞線構(gòu)成。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)使用快速交換式以太網(wǎng)。 優(yōu)點(diǎn)：布線造價(jià)便宜 。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備造價(jià)合理 。主機(jī)設(shè)備也無需特殊配置 。易于升級(jí)。而且以太網(wǎng)交換技術(shù)無須人工干預(yù)。實(shí)行全自動(dòng)交換，管理方便。而且當(dāng)需要升級(jí)到 ATM 或千兆位以太網(wǎng)技術(shù)時(shí)，只需要更換網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，無須更換布線設(shè)備，真正達(dá)到 一次布線，終身受用 的目標(biāo)。但是系統(tǒng)需要升級(jí)時(shí)，還須更換部分網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。 以上提出的三種綜合布 線方案各有優(yōu)缺點(diǎn)，然而，從網(wǎng)絡(luò)硬件配備來看，考慮到性能價(jià)格的關(guān)系以及以后的升級(jí)和維護(hù)，在當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)下，選取第三種布線方案較為合理科學(xué)。 以太網(wǎng) 以太網(wǎng)是應(yīng)用最為廣泛的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，它基于 CSMA/CD （沖突檢測(cè)媒體訪問 /載波偵聽）機(jī)制，采用共享介質(zhì)的方式實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)之間的通訊，帶寬為 10Mbps 。CSMA/CD 技術(shù)采用總線控制技術(shù)及退避算法。當(dāng)一個(gè)站點(diǎn)要發(fā)送時(shí)，首先需監(jiān)聽總線以決定介質(zhì)上是否存在其它站的發(fā)送信號(hào)。如果介質(zhì)是空閑的，則可以發(fā)送，如果介質(zhì)是繁忙的，則隔一次間隔后重發(fā)，即采用某種退避算法。 早期的以太網(wǎng)由于它介質(zhì)共享的特性，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中站點(diǎn)增加時(shí)，網(wǎng)絡(luò)的性能會(huì)迅速下降，另外缺乏對(duì)多種服務(wù)和 QoS 的支持。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在的以太網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)從共享技術(shù)發(fā)展到交換技術(shù)，交換以太網(wǎng)的出現(xiàn)使傳統(tǒng)的共享式以太網(wǎng)技術(shù)得到極大改進(jìn)。共享式局域網(wǎng)上的所有節(jié)點(diǎn)（如主機(jī)、工作站）共同分享同一帶寬，當(dāng)網(wǎng)上兩個(gè)任意節(jié)點(diǎn)交換數(shù)據(jù)時(shí)，其他節(jié)點(diǎn)只能等待。交換以太網(wǎng)則利用網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)在不同網(wǎng)段之間建立多個(gè)獨(dú)享連接 (就象電話交換機(jī)可同時(shí)為眾多的用戶建立對(duì)話通道一樣 )，采用按目的地址的定向傳輸，為每個(gè)單獨(dú)的網(wǎng)段提供專用的頻帶（即帶 寬獨(dú)享），增大了網(wǎng)絡(luò)的傳輸吞吐量，提高了傳輸速率，其主干網(wǎng)上無碰撞問題。虛擬網(wǎng)技術(shù)與交換技術(shù)相結(jié)合，有效地解決了廣播問題，使網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)更加靈活，網(wǎng)絡(luò)的管理和維護(hù)更加方便。交換式以太網(wǎng)克服了共享式以太網(wǎng)的缺點(diǎn)，并借助于 IP 技術(shù)的新發(fā)展，如 IP Multicast 等技術(shù)的9 9 推出使得交換以太網(wǎng)可以支持多媒體技術(shù)等多種業(yè)務(wù)服務(wù)。 快速以太網(wǎng) 快速以太網(wǎng) (FastEther)是從以太網(wǎng)發(fā)展而來 ,通過 5 類非屏蔽雙絞線(UTP)、多模光纖和單模光纖電纜提供 100Mbps 的速率。與 10Mbps 以太網(wǎng)相同 ,快速以太網(wǎng)使用 發(fā)送方自檢測(cè)多種訪問沖突探測(cè) (CSMA/CD)網(wǎng)絡(luò)訪問方法。另外 ,快速以太網(wǎng)使用與以太網(wǎng)相同的幀格式和長度 (1518),不需要修改運(yùn)行在 LAN 工作站上的上層協(xié)議、應(yīng)用程序和網(wǎng)絡(luò)互連軟件。從 10Mbps 以太網(wǎng)到 100Mbps 快速以太網(wǎng)間數(shù)據(jù)不需要進(jìn)行幀轉(zhuǎn)換 ,因而可實(shí)現(xiàn)低延遲介質(zhì)速率性能。目前 ,許多快速以太網(wǎng)廠商都支持全雙工的人工配置和自動(dòng)配置。全雙工快速以太網(wǎng)技術(shù)通過提供同時(shí)雙向通信來實(shí)現(xiàn)高達(dá) 200Mbps 的帶寬 ,這意味著每個(gè)方向上的可用傳輸帶寬為 100Mbps。另外當(dāng)在兩臺(tái)數(shù)據(jù)終端設(shè)備 (DTE)間使用多模光 纖電纜時(shí) ,全雙工模式支持的最大距離可達(dá) 2km,快速以太網(wǎng)的兩大優(yōu)勢(shì)是 :其一 ,和 FDDI相比 ,它屬于低成本、高性能的解決方案 。其二 ,它易于從傳統(tǒng)的 10Mbps 以太網(wǎng)進(jìn)行移植。由于快速以太網(wǎng)成本較低且吞吐量更高 ,因而很快被人們接受 ,成為代替FDDI 實(shí)現(xiàn)客戶機(jī)和服務(wù)器連接的解決方案。它基于現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)(,CSMA/CD 介質(zhì)存取協(xié)議 ,總線型或星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) ,支持細(xì)纜、 UTP、光纖介質(zhì)、全雙工傳輸?shù)?),可以使用現(xiàn)有的電纜 ,現(xiàn)有的軟件。交換技術(shù)的引入 ,使快速以太網(wǎng)性能達(dá)到了更高水平。它支持虛擬局域 網(wǎng)絡(luò) (VLAN)的建立 ,可以跨交換機(jī)組成虛擬網(wǎng)絡(luò) ,通過 VLAN 的使用 ,子網(wǎng)內(nèi)的廣播報(bào)文限制在其子網(wǎng)內(nèi)部 ,使得整個(gè)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流量得到有效的分隔 ,提供更好的帶寬利用。它使用戶可以獨(dú)占帶寬 ,避免沖突 ,從根本上解決了共享介質(zhì)的缺陷。其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)既適用于綜合布線 ,又為以后網(wǎng)絡(luò)升級(jí)帶來方便?？偟膩碚f ,FastEther 交換技術(shù)是目前網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中較先進(jìn)、實(shí)用的一種技術(shù)。 FDDI FDDI 是一個(gè)高性能的光纖令牌環(huán)局部網(wǎng) ,速率為 100Mbps,其基本協(xié)議為。它采用令牌訪問技術(shù) ,支持優(yōu)先級(jí)訪問 ,其特點(diǎn)為 :標(biāo)準(zhǔn)化高 ,技術(shù)成熟可靠 。支持五類雙絞線、多模及單模光纖 。采用雙環(huán)結(jié)構(gòu)和鏈路控制 ,有很強(qiáng)的容錯(cuò)特性 ,具有冗余備份 。已有 100 多廠商支持。但從根本上講 ,它是一種共享介質(zhì)的技術(shù) ,隨著入網(wǎng)設(shè)備的增加 ,網(wǎng)絡(luò)效率會(huì)很快下降 ,不能滿足對(duì)帶寬的需求 ,同時(shí)耗資巨大 ,管理復(fù)雜 ,其環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)既不適于綜合布線 ,又為以后網(wǎng)絡(luò)升級(jí)帶來不便。另外 ,與其它局域網(wǎng)的橋接和路由復(fù)雜 ,對(duì)舊的客戶移植還需昂貴的路由器 ,且不是一種多服務(wù)網(wǎng)絡(luò)技術(shù) ,不適合傳輸未來的音頻和視頻信息 ,因而難以開發(fā)多媒體應(yīng)用 ,加之設(shè)備價(jià)格昂貴 ,升級(jí)困難 ,難以保護(hù)原有的投 資。 FDDI 是一種成熟的、非載波偵聽的、 100M 帶寬共享的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。采用了令牌傳遞服務(wù)策略，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間有主環(huán)和副環(huán)相聯(lián)，在網(wǎng)絡(luò)線路或網(wǎng)絡(luò)設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，有很強(qiáng)的自重構(gòu)能力。同時(shí)其站管理 (SMT)功能十分強(qiáng)大，適合于作主干網(wǎng)絡(luò)。但其技術(shù)難度高、價(jià)格昂貴、擴(kuò)展性較差，呈環(huán)行布線，與 ATM 不太兼容。 ATM ATM 技術(shù)是一種近年來提出的新的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。采用時(shí)分復(fù)用和以固定長度的信元為單位的分組交換技術(shù) ,目前正由 ANSI、 CCITT 和 ATM 論壇等組織制定標(biāo)準(zhǔn)。ATM 的主要特點(diǎn)是 :支持多媒體通信 ,包括聲音、視頻 和數(shù)據(jù) 。按需分配帶寬 。低延遲特性 。速率一般從 155Mbps 到 。它可適用于 LAN 和 WAN。由于 ATM 采用最新的時(shí)分復(fù)用和分組交換技術(shù) ,可以提供極高的帶寬和復(fù)雜的服務(wù)質(zhì)量控制10 10 (QoS),允許聲音、視