【正文】 劉永華 趙艷杰 編著 計算機組網(wǎng)技術(shù) 第 2章 局域網(wǎng)設(shè)計與構(gòu)建 本章主要內(nèi)容 本章學(xué)習(xí)目標(biāo) 確定網(wǎng)絡(luò)設(shè)計目標(biāo) 需求分析 工程論證 網(wǎng)絡(luò)設(shè)計原則 確定網(wǎng)絡(luò)設(shè)計方案 網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)的選擇 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)選擇 建立分級三層設(shè)計模型 本章主要內(nèi)容（續(xù)） IP地址規(guī)劃 網(wǎng)絡(luò)布線設(shè)計 安全設(shè)計 網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品選型 網(wǎng)絡(luò)硬件設(shè)備選型 網(wǎng)絡(luò)軟件選擇 網(wǎng)絡(luò)的安裝、調(diào)試與測試 用戶培訓(xùn) 工程項目文檔 習(xí)題與思考題二 局域網(wǎng)組建的實現(xiàn)過程 ? 在計算機網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃與構(gòu)建過程中，首先應(yīng)該建立一個 “ 系統(tǒng) ” 的概念，并遵循一定的技術(shù)方法，讓這個系統(tǒng)有機地運轉(zhuǎn)起來。 ? 通常要采用系統(tǒng)工程的方法來開展網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與實現(xiàn)。考慮到大多數(shù)人員從事局域網(wǎng)設(shè)計的機會較多，加上現(xiàn)在各個單位建立 Intra時都是先建立一個局域網(wǎng)，再設(shè)法將局域網(wǎng)連入廣域網(wǎng)以訪問 Inter，所以本書重點講解局域網(wǎng)的組建。這里將設(shè)計方法規(guī)范化，將局域網(wǎng)的實現(xiàn)過程分為如圖 21所示的幾個重要步驟。將用戶需求作為設(shè)計依據(jù)，按流程圖一步一步設(shè)計。 圖 21 局域網(wǎng)組建的實現(xiàn)過程 確定設(shè)計目標(biāo) 提出設(shè)計方案 網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品選型 網(wǎng)絡(luò)安裝、調(diào)試與測試 用戶培訓(xùn)與文檔整理 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)選擇 網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)選擇 建立網(wǎng)絡(luò)分層模型 IP子網(wǎng)設(shè)計 網(wǎng)絡(luò)布線 設(shè)備連接與調(diào)試 需求分析 工程論證 硬件選型 軟件選型 用戶培訓(xùn) 文檔整理 網(wǎng)絡(luò)布線設(shè)計 確定網(wǎng)絡(luò)設(shè)計目標(biāo) 需求分析 1．用戶需求信息的獲得 ? 對任何一項工程而言，需求分析總是首要的。在為用戶設(shè)計一套局域網(wǎng)方案時，首先要弄清楚客戶的具體需求，這對方案的設(shè)計和設(shè)備的選擇起著決定性的作用。 ? 用戶需求分析首先要進(jìn)行用戶基本情況的調(diào)研，獲取用戶的需求信息。用戶的問題往往是實際存在的問題或要求，往往不是用計算機網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)語言來表達(dá)，這就需要設(shè)計人員能夠?qū)⒂脩舻男枨蠡騿栴}用準(zhǔn)確的計算機網(wǎng)絡(luò)術(shù)語描述出來。 需求分析的具體事例 ? 以下是一個分析的具體事例，可以觀察用戶問題與其分析結(jié)果表達(dá)方式的不同。 ? 用戶問題：有很多文件要存儲，大家都用。 ? 分析結(jié)果：需要一個大容量服務(wù)器，估計磁盤容量為XG字節(jié)。 ? 用戶問題：很多人要同時使用這個軟件。 ? 分析結(jié)果：需要該軟件的多用戶版本。 ? 用戶問題：應(yīng)用系統(tǒng)要求可靠性很高，工作不能間斷。 ? 分析結(jié)果：系統(tǒng)需要作磁盤鏡像或雙機熱備份處理，可以給出不同的性能 /價格預(yù)算。 ? …… 在用戶需求分析環(huán)節(jié)中，一般有以下方面的信息需要了解： （ 1）地理布局。 （ 2）用戶設(shè)備類型與數(shù)量。 （ 3）網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。 （ 4）容量和性能。 （ 5）系統(tǒng)兼容。 （ 6）經(jīng)費預(yù)算。 （ 7）其他需求。 2．需求分析的基本工作 基本的用戶需求分析工作可按如下步驟進(jìn)行： （ 1）現(xiàn)行計算機環(huán)境和業(yè)務(wù)的調(diào)查分析，對計算機系統(tǒng)和業(yè)務(wù)現(xiàn)狀進(jìn)行調(diào)查和分析。 （ 2）調(diào)查分析和整理用戶的需求與存在的問題，研究解決辦法，包括對硬件環(huán)境和應(yīng)用軟件開發(fā)的需求。 （ 3）提出實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的設(shè)想，在需求調(diào)查的基礎(chǔ)上對系統(tǒng)作概要設(shè)計，可以根據(jù)不同的要求提出多個方案。 （ 4）計算成本、效益和投資回收期。 （ 5）設(shè)計人員內(nèi)部對所設(shè)想的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行評價，給出多種設(shè)計方案的比較。 （ 6）編制系統(tǒng)概要設(shè)計書，對網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)做出分析和說明。用戶需求分析的主要結(jié)果就是 “ 系統(tǒng)概要設(shè)計 ” ，是組網(wǎng)工程的綱要性文件。 （ 7）概要設(shè)計的審查，驗證基本調(diào)研的結(jié)果是否與用戶的需求一致，重點是對系統(tǒng)概要設(shè)計書進(jìn)行審查?；菊{(diào)研審查由設(shè)計人員、管理人員共同參與。特別是通過質(zhì)量管理人員的參與來保證整個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的質(zhì)量。 （ 8）把基本調(diào)研情況連同系統(tǒng)概要設(shè)計書提交給用戶，并做出解釋。 （ 9）用戶對基本調(diào)研的工作和系統(tǒng)概要設(shè)計書進(jìn)行評價，提出意見。 （ 10）研究系統(tǒng)概要書，設(shè)計采納用戶意見，對系統(tǒng)概要設(shè)計書進(jìn)行修改，使用戶需求分析的工作獲得用戶的最終認(rèn)可。用戶負(fù)責(zé)人應(yīng)在系統(tǒng)概要設(shè)計書上簽字，表示認(rèn)可。 工程論證 1． 工程論證概述 ? 工程論證是為了弄清所定義的項目是否可能實現(xiàn)和值得進(jìn)行研究。 ? 在論證過程中需要從經(jīng)濟、技術(shù)、運行和法律等諸多方面進(jìn)行論證，做出明確的結(jié)論供用戶參考。 ? 在經(jīng)濟方面，需要論證局域網(wǎng)的設(shè)計有沒有經(jīng)濟效益，花費如何，多長時間可以收回成本。 ? 在技術(shù)方面，包括現(xiàn)有技術(shù)如何實現(xiàn)這一方案，有沒有技術(shù)難點，建議采用的技術(shù)先進(jìn)程度怎樣，系統(tǒng)有無可擴展性，可滿足未來多少年內(nèi)的增長需求，系統(tǒng)是否有冗余，所提供的穩(wěn)定性能否滿足用戶要求。 ? 運行可行性指工程的運行方式是否可行，如工程中有無一定的安全措施可以保證網(wǎng)絡(luò)的正常運行，系統(tǒng)中有無安全漏洞。 ? 法律可行性指工程的實施會不會在社會上或政治上引起侵權(quán)、破壞或其他責(zé)任問題。 ? 若經(jīng)過論證是可行的，則應(yīng)按照國家制定的有關(guān)規(guī)定寫出系統(tǒng)開發(fā)和建設(shè)的可行性報告。 2．可行性報告的撰寫 （ 1）可行性研究的前提。 （ 2）現(xiàn)有狀況的分析。 （ 3）建議建立的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)方案。 （ 4）可供選擇的其他網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)方案。 （ 5）投資與效益分析。 （ 6）社會因素。 （ 7）結(jié)論。 網(wǎng)絡(luò)設(shè)計原則 ? 要進(jìn)行計算機網(wǎng)絡(luò)設(shè)計，第一步是根據(jù)用戶的需求分析，確立計算機網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計目標(biāo)，網(wǎng)絡(luò)設(shè)計目標(biāo)是建立一個可以滿足客戶的業(yè)務(wù)和技術(shù)需求的功能完整的網(wǎng)絡(luò)。一個成功的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計要為網(wǎng)絡(luò)容量留出余地，而且應(yīng)該采用新技術(shù)，能適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模擴大。設(shè)計還應(yīng)該有效地利用現(xiàn)有的資源，保護(hù)前期投資。 網(wǎng)絡(luò)設(shè)計中遵循原則 ? 針對不同的組織和不同情況，網(wǎng)絡(luò)設(shè)計的目標(biāo)也不盡相同，但是任何網(wǎng)絡(luò)設(shè)計中都要遵循如下特定的原則： 1． 功能性 2． 可縮放性 3． 可適應(yīng)性 4． 可管理性 5． 成本有效性 ? 通過需求分析和工程論證，兼顧以上設(shè)計原則，整個網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計目標(biāo)也就確定下來了。下一步的工作是針對既定的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計目標(biāo)進(jìn)行整體網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與設(shè)計。 確定網(wǎng)絡(luò)設(shè)計方案 ? 建設(shè)一個網(wǎng)絡(luò)并不是一件簡單的事，事實上需要具備網(wǎng)絡(luò)的基本知識，知道局域網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成部件。我們把這些知識串連起來，結(jié)合用戶的需求，便可形成一個設(shè)計方案的結(jié)構(gòu)。設(shè)計方案的形成，占一個網(wǎng)絡(luò)工程的 30%～ 40%的工作量，剩下的只是付之實現(xiàn)的問題。 網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)的選擇 1． Ether ? 當(dāng)前應(yīng)用最廣泛的局域網(wǎng)是以太網(wǎng)家族。以太網(wǎng)系列技術(shù)是目前局域網(wǎng)組網(wǎng)首選的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。歷史上在局域網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用過多種網(wǎng)絡(luò)類型，包括以太網(wǎng)、令牌總線、令牌環(huán)等。最后，以太網(wǎng)以低廉的價格、簡單的配置、方便的管理成為局域網(wǎng)的事實標(biāo)準(zhǔn)，并占據(jù)了 90%以上的市場份額，成為校園網(wǎng)、企業(yè)網(wǎng)、城域網(wǎng)建設(shè)中日益重要的選擇。 以太網(wǎng)家族包括以下成員： （ 1） 10Mbps以太網(wǎng)。又叫傳統(tǒng)以太網(wǎng)，簡記為 10ME，誕生于 20世紀(jì) 70年代。 1983年 IEEE正式批準(zhǔn)其為第一個以太網(wǎng)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，確定其采用 CSMA/CD作為介質(zhì)訪問控制方法，標(biāo)準(zhǔn)帶寬是 10Mbps。 （ 2）快速以太網(wǎng)（ Fast Ether，F(xiàn)E） ? 快速以太網(wǎng)的數(shù)據(jù)率是 100Mbps?？焖僖蕴W(wǎng)保留了傳統(tǒng)以太網(wǎng)的所有特征，即相同的幀格式、相同的介質(zhì)訪問方法 CSMA/CD、以太網(wǎng)相同的組網(wǎng)方法。用戶只要更換一張網(wǎng)卡，再配上一個 100Mbps的集線器，就可以很方便地由 10BaseT以太網(wǎng)直接升級到 100Mbps以太網(wǎng)，而不必改變網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。快速以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)又分為100BaseTX、 100BaseFX、 100BaseT4三個子類。這三個子類分別代表可用于快速以太網(wǎng)的介質(zhì)類型。其中 100代表傳輸速率為 100Mbps， Base代表基帶傳輸。T4代表使用 4根雙絞線，這 4根線是語音級的（三類雙絞線）； TX指用兩根雙絞線，這兩根雙絞線是數(shù)據(jù)級的（五類雙絞線）。 FX是光纖。 100BaseTX、100BaseFX統(tǒng)稱為 100BaseX標(biāo)準(zhǔn)。 （ 3）千兆以太網(wǎng)（ Gigabit Ether，GE） ? 千兆以太網(wǎng)的數(shù)據(jù)率是 1000Mbps。隨著技術(shù)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)分布計算、桌面視頻會議等應(yīng)用對帶寬提出了新的要求，同時 100Mbps快速以太網(wǎng)也要求主干網(wǎng)、服務(wù)器一級有更高的帶寬。人們迫切需要更高性能的網(wǎng)絡(luò)，并且它應(yīng)該與現(xiàn)有的以太網(wǎng)產(chǎn)品保持