【文章內容簡介】 軸電纜、雙絞線或光纖。其中，每種介質中又包含了多個子類 ,例如，雙絞線就包括了 3 類、 4 類、 5 類及超 5 共雙絞線等。 所使用的網卡類型，其中包括數(shù)據(jù)傳輸速率與接口類型。例如，要構建 10Base T星型以太網，網卡的數(shù)據(jù)傳輸速率必須為 10Mb/s,且必須帶有 RJ45 接口。 網絡中所能支持的最大用戶數(shù)量。例如，構建廉價的細同軸電纜總線型網絡時，每個網 段中的用戶數(shù)不能超過 30。 距離要求。由于隨著距離的增加，信號會逐漸衰減，因此，各種局域網規(guī)范都對各種距離 (如通信設備與計算機之間，各種通信設備之間等 )有明確的要求。例如，在構建以集線器為核心的雙絞線星型網絡時，集線器與計算機之間的距離通常不超過100m。 局域網中的半雙工和全雙工 所謂半雙工與全雙工，是指通信雙方信息交換的方式。其中半雙工是指在同一時間通信雙方只能有一方發(fā)送或接收信息，另一方只能處于等待狀態(tài)。局域網中最早使用的就是這種方式。就目前來說，由于共享式局域網中的計算機都 共享一條通信通道，在技術上無法實現(xiàn)同一時刻數(shù)據(jù)的雙向通行，因此，常規(guī)的共享式網絡只能工作在半雙工模式。 所謂全雙工是指在同一時間內，通信雙方都可以同時發(fā)送與接收信息。從理論上講，全雙工通信方式的數(shù)據(jù)傳輸速率要比半雙工通信方式提高一倍。就目前來說，很多交換機和網卡都采取了全雙工模式，從而使網絡速率得到大幅度提高。 局域網的結果類型 局域網的結果決定了局域網的管理方式，當我們創(chuàng)建一個局域網時，通常應該遵循如下步驟來進行： (1)明確自己的要求，即希望局域網具備哪些功能。 (2)在綜合考慮局域網功能、現(xiàn)有軟硬件的特點與價格、網絡的可管理性與可擴充性等因素的基礎上決定局域網的結構。 (3)根據(jù)選定的局域網結構決定局域網的拓撲結構，以及應選擇的相關設備和軟件。 (4)對局域網進行配置和維護 由此可以看出，決定局域網的結構是構建局域網時非常重要的一環(huán)。 組網中常見技術 雙核心技術 通過雙機熱備份 VRRP 實現(xiàn)雙核心熱備份，不但可以讓設備進行冗余備份，而且還可以使中心數(shù)據(jù)通信負載均衡，從而讓中心設備減輕負荷，保證核心層的穩(wěn)定性和可靠性。 在 VRRP 協(xié)議中，有兩組重要的概念： VRRP 路由器和虛擬路由器，主控路由器和備份路由器， VRRP 路由器是指運行 VRRP 的路由器，是物理實體，虛擬路由器是指 VRRP 協(xié)議創(chuàng)建的，是邏輯概念。一組 VRRP 路由器協(xié)同工作，共同構成一臺虛擬路由器。該虛擬路由器對外表現(xiàn)為一個具有唯一固定 IP 地址和 MAC 地址的邏輯路由器。處于同一個 VRRP 組中的路由器具有兩組互斥的角色：主控路由器和備份路由器，一個 VRRP 組中有且只有一臺處于主控角色的路由器，可以有一個或者多個處于備份角色的路由器。 VRRP 協(xié)議使用選擇策略從路由器組中選出一臺 作為主控，復雜 ARP相應的轉發(fā) IP 數(shù)據(jù)包，組中的其他路由器作為備份的角色處于待命狀態(tài)。當由于某種原因主控路由器發(fā)生故障時，備份路由器能在幾秒鐘的時延升級為主路由器。由于此切換非常迅速而且不用改變 IP 地址和 MAC 地址，故對終端使用者系統(tǒng)是透明的。 雙核心技術目的是防止一個點的失效導致整個網絡功能的丟失。雖然冗余設計可能消除的單點失效問題，但也導致了交換回路的產生，它會帶來如下問題： 暴 MAC 地址表。因此，在交換網絡中必須有一個機制來阻止回路，而生成樹協(xié)議 (Spanning Tree Protocol)的作用正是在于此。 鏈路聚合技術 鏈路聚合技術亦稱為主干技術活捆綁技術，其實質是將兩臺設備間的數(shù)條物理鏈路“組合”成邏輯上的一條數(shù)據(jù)通路，稱為一條聚合鏈路，如圖 11 示意圖。交換機之間物理鏈路 Link Link2 和 Link3 組成一條聚合鏈路。該鏈路在邏輯上是一個整體，內部的組成和傳輸數(shù)據(jù)的細節(jié)對上層服務時透明的。 圖 22聚合鏈路示意圖 聚合內部的物理鏈路共同完成數(shù)據(jù)收發(fā)任務并相互備份。只要還存在能正常工作的成員，整個傳輸鏈路就不會失效。仍以上 圖的鏈路聚合為例，如果 Link1 和 Link2先后故障，它們的數(shù)據(jù)任務會迅速轉移到 Link3 上，因而兩臺交換機間的連接不會中斷 。 圖 22備份鏈路啟用 鏈路聚合的優(yōu)點： 從上面可以看出，鏈路聚合具有如下一些顯著地優(yōu)點： 鏈路聚合中，成員互相動態(tài)備份。當某一鏈路中斷時，其他成員能夠迅速接替其工作。與生成樹協(xié)議不同，鏈路聚合啟用備份的過程對聚合之處是不可見得，而且啟用備份過程只在聚合鏈路內，與其他鏈路無關，切換可在數(shù)毫秒內完成。 聚合技術的另一個明顯的優(yōu)點是為用戶提供一種經濟的提高鏈路傳輸率的方法。通過捆綁多條物理鏈路，用戶不必升級現(xiàn)有設備就能獲得更大帶寬的數(shù)據(jù)鏈路，其容量等于各物理鏈路容量之和。聚合模塊按照一定算法將業(yè)務流量分配給不同的成員，實現(xiàn)鏈路級的負載分擔功能。 校園網需求分析 項目背景 仲愷農業(yè)工程學院是一所以農、工學科為優(yōu)勢，農、工、理、經、管、文協(xié)調發(fā)展的多科性省屬本科大學。學校坐落在歷史文化名城 —— 廣州，校園集云山之神秀，匯珠水之靈氣，是讀書治學的理想園地。學校前身為仲愷農工學校，是第一次 國共合作時期，近代民主革命著名的政治活動家何香凝先生等提議、國民黨中央為紀念廖仲愷先生愛護農工的意愿而決定創(chuàng)辦的。學校于 1927 年招生，何香凝先生首任校長 15年。 1984 年，經教育部、農牧漁業(yè)部批準學校升格為本科院校，定名為“仲愷農業(yè)技術學院”，國家副主席王震同志題寫校名。 2021 年 3 月，經教育部批準，學校更名為“仲愷農業(yè)工程學院”。 目前仲愷農業(yè)工程學院正向著現(xiàn)代化、國際化方向發(fā)展，仲愷農業(yè)工程學院白云新校區(qū)正處于 緊鑼密鼓進行當中?，F(xiàn)仲愷農業(yè)工程學院白云新校區(qū)需要進行網絡規(guī)劃，根據(jù)新校區(qū)一期工程建筑情況及 需求，畫出以下整體拓撲圖。 用戶需求 一個良好的 校園網組建 方案除體現(xiàn)出網絡的優(yōu)越性能之外，還體現(xiàn)在應用的實用性、網絡的安全性、易于管理性和未來的可擴展性。因此，設計時要考慮以下問題。 ① 要適應未來網絡的擴展和拓撲結構的變化。 ② 要能為特定的師生用戶或用戶組提供訪問路徑。 ③ 要保證網絡能不間斷地運行。 ④ 當網絡擴大和應用增加時，變化的網絡結構要能應付相應的帶寬要求。 ⑤ 使用頻率較高的應用能夠支持網上大多數(shù)的師生用戶。 ⑥ 能合理地分配用戶對網內、網外的信息流量。 ⑦ 能支持較多的 網絡協(xié)議，擴大網絡的應用范圍。 ⑧ 支持 IP 的單點傳送和多點廣播數(shù)據(jù)流。 另外，采用雙核心技術，不但可以起到讓設備進行冗余備份，而且還可以進行中心數(shù)據(jù)通信負載均衡，有效減輕中心設備負荷，保證核心層的穩(wěn)定性和可靠性。匯聚層到核心層采用鏈路全冗余，匯聚層之間單獨再加一條鏈路，使得各個匯聚層之間的訪問在匯聚層終結。網絡核心、樓宇匯聚和接入產品都具有病毒防范、拒絕 DDOS攻擊和防掃描等安全功能，不但在不同的網絡環(huán)境下都能做到快速有效的控制，而且也可以應對突發(fā)的安全事件，確保網絡的穩(wěn)定運行。 網絡規(guī)劃原則 校園網實用的投資保護 對于投資的保護，是每個用戶都關心的問題。每個設備都進行嚴格的選型，滿足設計原則的功能前提下，提供最具性價比的設備配置方案。對不同技術和設備的兼容在很大程度上保護了用戶的投資?！坝米钌俚耐度氆@得最高的網絡性能，同時保證投入最長的生命期”是投資保護的最重要的原則。使用的產品智能萬兆平臺設備，即使新校區(qū)將來后續(xù)擴容，也是可以平滑升級到線速萬兆接口的，合理并且有效地保護了高校的投資。 校園網的先進性 當今世界，通信和計算機技術發(fā)展日新月異。我們的方案要適應新技 術發(fā)展的潮流。既要保證校園網的先進性，同時也要兼顧技術的成熟性。一個大型網絡光是能用還不夠，必須優(yōu)化設計才能使其真正發(fā)揮網絡的功能。 打造網絡的高可用性和可靠性 我們的方案對于網絡的重要應用完全采用支持冗余的設計，整網具備良好的健壯性，支持對于重要交換機之間的連接支持采用多條物理鏈路交換機之間做捆綁，進行邏輯 Trunk 的鏈接，既能充分利用網絡端口實現(xiàn)成倍的帶寬，同時也達到了一個負載均衡和鏈路備份的目的。對于服務器的可用性實現(xiàn)，基本思想是服務器群鏈接到核心設備，通過雙鏈路分別鏈接到兩臺千兆核心，保 證了高可用性。 構建高安全性網絡 對于安全性我們將通過對用戶的區(qū)域劃分，和對應層的劃分來逐級實現(xiàn)網絡的安全性。對內的安全實施包括用交換機進行 VLAN 的劃分，在路由器中創(chuàng)建訪問控制列表，如此可對一些網絡用戶實行可控的安全級別。對于業(yè)務主機，例如服務器將通過用戶權限的認證，實行用戶與業(yè)務的隔離，避免非法用戶的侵入。對重要數(shù)據(jù)庫采取安全備份的機制，避免突發(fā)事件造成重要數(shù)據(jù)的丟失。支持通過防火墻對外部網絡的非法訪問進行過濾，防范于未然。 搭建多業(yè)務支持平臺 業(yè)務可以說是網絡的靈魂，寬帶 絕對不僅僅是上網的寬帶化而應該是一個多業(yè)務的承載網，每個人對寬帶的理解和應用都不一樣，如何滿足各種各樣的業(yè)務需求。 信息的數(shù)字化已然成為不可逆轉的趨勢，成為了教師和學生工作、學習、生活、娛樂不可或缺的一部分，比如視頻點播，組播，遠程網絡會議等等，這些業(yè)務對網絡設備和帶寬的要求非?？量?。 具備后續(xù)可擴展性 由于計算機通訊和多媒體應用的不斷發(fā)展，網絡系統(tǒng)必然隨之不斷擴大。因此，目前的網絡設計必須為今后的擴充留有足夠的余地，以保護用戶的投資，保證用戶今后網絡擴充升級的能力。數(shù)據(jù)網絡的速度從 10M 到 100M，到 10000M，用戶數(shù)據(jù)傳輸需求從 1K 到現(xiàn)在的整個硬盤；網絡速度在以指數(shù)的級的發(fā)展，而網絡需求也以指數(shù)級增長。 網絡需求分析 網絡業(yè)務分析 本次方案要求在銅纜、光纖的物理線路之上，用一套設備實現(xiàn)三套邏輯網絡交換平臺，實現(xiàn)三層路由交換機制，作為校園業(yè)務應用承載體系。 網絡流量分析 (1)網絡數(shù)據(jù)流特點 大學校園網具有網絡互聯(lián)的廣泛性和使用多樣性等特點，廣播包將對數(shù)據(jù)流產生較大的影響，校園網的數(shù)據(jù)并發(fā)性，一般是呈現(xiàn)波峰波谷，絕大多數(shù)情況下，存在高并發(fā)性訪問的因素，除了周末或 者夜間學生晚自修之后的時間，某些特殊的應用也有可能對負荷有突發(fā)要求，如使用空間數(shù)據(jù)，大范圍數(shù)據(jù)搜索，視頻方面的應用等，這些突發(fā)的符合有相當一部分轉移到應用設備上。這些流量的轉移對于網絡設備提出了較高的要求，必須要求核心 (匯聚 )設備均支持萬兆技術。 (2)網絡流量情況 根據(jù)所使用的業(yè)務，每位學生主要需求占用的帶寬為：視頻流，數(shù)據(jù)，語音，圖形圖像，空間數(shù)據(jù)，管理支持等?？紤]應用上某些并發(fā)的排斥熱點，以及網絡應用環(huán)境對通暢性的要求，在滿足網絡在有收斂比的情況下的帶寬要求；這就是要求匯聚、核心設備均具備萬兆智能能 力。 (3)校園網主干需要的數(shù)據(jù)流量 網絡主干流量的是基于業(yè)務工作在網上展開的情況分析，實際上對網絡流量的需求是逐步提升的，特別是要協(xié)同體系出現(xiàn)后，干道的流量會大量的增加?？紤]到信息點同時在線收斂比，本網絡已經具備極高的伸縮能力，以滿足其很強的擴展性要求。 網絡層次分析 核心層需求分析 在校園網中骨干設備擔負著連接各個匯聚設備的工作，同時通過設備的互聯(lián)，將分布在各物理位置的區(qū)域網絡連接在一起形成一套完整的網絡。由于骨干層設備擔負著整個網絡的流量。骨干設備和鏈路的穩(wěn)定性將直接影響整個網絡的 可靠運行。 由于骨干設備在網絡中核心的位置需要高性能，所有的功能部件 (電源、系統(tǒng)總線、處理器模塊、網絡接口模塊等 )均可以支持熱插拔和冗余熱備份等特性。完成網絡骨干層高速數(shù)據(jù)交換、轉發(fā)以及穩(wěn)定性的要求。骨干網絡性能是整個網絡良好運行的基礎，設計中必須保障網絡及設備的高吞吐能力，保證各種業(yè)務的高質量傳輸，才能使網絡不成為業(yè)務開展的瓶頸。 大學網絡也是學生的業(yè)務專網，實現(xiàn)內部高速互聯(lián)。要具有構建校園各部門的虛擬業(yè)務專網的能力，可以實現(xiàn)部門及部門間的協(xié)同工作。 匯聚層需求分析 高速運送區(qū)域流量，主 要工作室交換區(qū)域數(shù)據(jù)包。 高可靠性及冗余性 提供故障隔離 較少的時延和好的可管理性 良好的路由交換能力 良好的區(qū)域匯聚能力 良好的 萬 兆能力 要求分布設備必須是純千兆的高性能交換機；在校園網中匯聚設備擔負著網絡接入層和骨干設備的連接，網絡匯聚層有著承上啟下的重要任務。匯聚設備不但要完成接入層的鏈路匯聚和流量匯聚還要完成本地數(shù)據(jù)的交換以及接入和骨干之間的數(shù)據(jù)轉發(fā)。作為骨干層的入口和接入層的出口，匯聚層的身份如同關卡。為保證整個網絡良好運行在匯聚層同樣需要高性能、關鍵部件冗余等特性，另外要 求分布設備的有高端口密度可以直接連接大量的二層設備，提供更好的網絡品質。 接入層需求分析 接入層在整個網絡的邊緣，用戶通過接入設備接入網絡。為保證整個網絡安全高效的運行，作為網絡的入口訪問設備的智能識別是一項重要的功能。 校園網組網方案設計 網絡總體設計 根據(jù)仲愷農業(yè)工程學院白云新校區(qū)建筑分布情況及需求， 作出 如 下 規(guī)劃 ：網絡中心位于實習樓，二級節(jié)點分別位