【文章內容簡介】 s 2N2=30 N=5 電子科技大學畢業(yè)論文（設計） 企業(yè)局域網規(guī)劃設計 8 N代表掩碼中 0的個數， 5個零則意味著二進制掩碼為 11100000，即十進制的 224．加上前面 24個 1， 1 的總數為 27 個。 子網掩碼 確定掩碼規(guī)則以后，就要確認每一個子網的具體地址段。 當前的 IP 地址 的最后一位是 0，二進制表示為 00000000；而我們已經算出的掩碼 的最后一位是 224，二進制表示為11100000 去除網絡回環(huán)地址，廣播地址 依次類推 辦公樓一層 辦公樓二層 辦公樓三層 生產、裝配中心一層 生產、裝配中心二層 生產、裝配中心三層 生產、裝配中心四層 00000000 11100000 00000000 與 00100000 11100000 00100000 與 結果： 0 結果： 32 電子科技大學畢業(yè)論文（設計） 企業(yè)局域網規(guī)劃設計 9 網絡流量規(guī)劃 一個設計成功的企業(yè)網，其網絡流量合理，系統(tǒng)各部分負載均衡。那么什么是網絡流量呢？網絡流量簡而言之就是網絡上傳輸的數據量。就像要根據來往車輛的多少和流向來設計道路的寬度和連接方式一樣，根據網絡流量設計企業(yè)網絡是十分必要的。 “ 80 /20”規(guī)則 在傳統(tǒng)網絡中，一般將使用相同應用程序的用戶放到同一工作組中，他們經常使用的 服務器也放在一起。工作組位于同一物理網段或 VLAN（虛擬局域網）中。這樣做的目的是將網絡上客戶機與服務器之間產生的數據流量限制在同一網段中。在同一網段，可以使用帶寬相對高的交換機連接客戶機和服務器，而不必使用帶寬相對較低的路由器。 將大部分網絡流量控制在本地的這種網絡設計模式，被稱為“ 80/20 規(guī)則”，即 80%的網絡流量是本地流量（采用交換機交換數據），在同一網段中傳輸；只有 20%的網絡流量才需要通過網絡主干（路由器或三層交換機）。 “ 80/20”規(guī)則中的“ 80”和“ 20”不能簡單地理解為數字，應該理解為網絡流量分布的方式，即大部分網絡流量局限在本地工作組，小部分流量通過網絡主干。因此在實際網絡設計中，只要大部分網絡流量在本地、小部分網絡流量通過主干，就認為它符合了“ 80/20”規(guī)則，而不管實際的數字比例是多少。后面談及的“ 20/80”規(guī)則也是如此。 按照“ 80/20”規(guī)則，分支交換機可以使用不支持 VLAN 的交換機，如全向的QS6924 交換機，這樣能夠大大降低不必要的開支。當然使用支持 VLAN 的交換機產品就更好了，如果以后想劃分子網也比較方便，全向系列交換機中，帶有“ V”的型號具有 VLAN 功能，如 QS532V交換機、 QS516V 交換機等。 “ 20/80”規(guī)則 隨著網絡應用的逐漸豐富，“ 80/20”規(guī)則已經不能完全滿足網絡設計的需要。而一種被稱為“集中存儲、分布計算”的模式逐漸得到推廣。集中存儲，就是數據集中在網絡中心存儲，如已經得到普遍使用的 Web 服務、電子郵件系統(tǒng)和逐漸流行的 VOD（視頻點播）、多媒體資源庫等；分布計算，就是數據被下載到各個工作站上處理，如使用網絡上的多媒體資源庫制作多媒體課件等。 在“集中存儲、分布計算”的網絡應用模式下，對網絡流量的要求已經大大偏離了“ 80/20”規(guī)則，一種新的規(guī) 則應運而生，這就是“ 20/80”規(guī)則。在符合電子科技大學畢業(yè)論文（設計） 企業(yè)局域網規(guī)劃設計 10 “ 20/80”規(guī)則的網絡中，只有大約 20%的網絡流量局限在本地工作組，而大約80%網絡流量經過網絡主干傳輸。 這種網絡流量模式的轉變，給企業(yè)網主干交換機帶來了很大的負荷。因此理想狀態(tài)下主干交換機應該能夠提供與下面連接的支干交換機相匹配的性能，即提供線速三層交換，也就是說，下面的支干交換機能夠跑多快，上面的主干交換機也應該能夠跑多快。 同樣，如果網絡中有許多按功能劃分的 VLAN，這些 VLAN 也很難管理。在以往的“ 80/20”規(guī)則中，服務器往往分布在 VLAN 中，因此對 于各工作組來說，訪問起來比較快。但是在“ 20/80”規(guī)則中，服務器往往集中在網絡中心，因此對于各工作組，必須實現跨 VLAN 的訪問。 沒有三層交換機， VLAN 之間無法通信， VLAN 類似于硬盤的邏輯分區(qū)，可以簡單地理解為把同一硬盤劃分成不同的硬盤盤符。但是與邏輯盤不同的是， VLAN之間通信可不像把文件從一個邏輯盤復制到另一個邏輯盤那樣簡單，而是必須依靠路由器才能使 VLAN 之間相互通信。 因此符合“ 20/80”規(guī)則的大中型網絡必須使用三層交換機，如神州數碼DLink 的 DES6706 交換機。 企業(yè)網適用哪一條 規(guī)則 在企業(yè)網絡環(huán)境中，有的地方“ 80/20”規(guī)則適用，數據流量一般局限在本地子網中，如果將專用的服務器架設在網絡中心，必將大大增加網絡主干的負擔。有的地方“ 20/80”規(guī)則適用，比如電子郵件服務器、 Web 服務器等，是任何網絡用戶都會使用的，就應當放置在網絡主干上，如果放在某一個子網中，不僅增加該子網的負擔，其他子網的用戶訪問起來也會很慢。 以太網交換技術 以太網交換技術具有許多類型，各自宣傳其具有不同的優(yōu)點；通過簡單的鼠標即可增加、移動和改變往來落的結構；比網橋和路由器更為有效地進行網絡分段； 為高性能工作站或服務器提供高寬帶。網絡管理者渴望采用這些技術，但是首先他們想了解各種以太網交換技術。當前有兩種以太網交換技術：靜態(tài)以太網交換和動態(tài)以太網交換。 一、靜態(tài)以太網交換 靜態(tài)以太網交換是為網絡管理者通過軟件來完成網絡配置的增加、移動及改變而設計的。靜態(tài)以太網交換工作與傳統(tǒng)的共享式網絡環(huán)境。所以稱為“靜態(tài)”是由于需要網絡管理員的人工干預，既每次網絡節(jié)點的移動和增加，網絡管理員電子科技大學畢業(yè)論文（設計） 企業(yè)局域網規(guī)劃設計 11 必須通過網絡管理軟件進行操作。一旦一次靜態(tài)交換操作完成，用戶或工作站將被移到一個新的共享網段，并且一直呆在那里直到另一次新 的操作。 靜態(tài)交換允許網絡管理員在一個ＨＵＢ內將用戶容易地從一個共享局域網總線移到另外一個共享局域網總線。，集線器的以太網總線１是由工程部８臺工作站共享的以太網網段。而以太網總線４是由市場部的工作站所共享）的網段，以上兩個網段都是傳統(tǒng)的共享局域網。當工程部某位工程師調至市場部，希望將其工作站連至市場部局域網段（以太網總線４）時，該如何操作？ 對靜態(tài)以太網交換，網絡管理員只需通過網絡管理工作站的集線器圖形界面，用鼠標將調離的工程師工作站所對應的端口從總線１拉至總線４即可。這種改變只需幾秒鐘的時間。而傳統(tǒng)的方法 ，則需網絡管理員通過查線、撥號、重新布線等一系列的工作才能完成。顯然，在網絡結構需經常改變的場合，靜態(tài)交換以太網極為適宜。靜態(tài)交換不能改變帶寬 (性能 ), 用戶唯一可以提高網絡性能的方法是將工作站從擁擠的網段移到空閑的網段 。 只有動態(tài)以太網交換才可以增加標準以太網的帶寬 (性能 )。 二、動態(tài)以太網交換 動態(tài)以太網交換最初設計思路來源于電話網 , 即在一個系統(tǒng)內同時按需存在許多點 點會話 .動態(tài)以太網交換可以在不改變標準以太網節(jié)點設備的同時( 即工作站和服務器采用標準的以太網卡 ,驅動程序 ,電纜和應用程序 ),極大地提高 網絡的帶寬 .其工作過程如下 :交換機檢查來自 PC的數據包 。 交換機識別該數據包的源地址和目的地址 。交換機動態(tài)打開一專用的 10Mbps 鏈路 ,將包由源地址端口傳送至目的地址端口 。 動態(tài)交換檢查由 A 工作站發(fā)往 B 工作站的數據包 ,在 A與 B 之間動態(tài)建立一專用的 10Mbps 鏈路 .顯然 ,不象傳統(tǒng)的共享以太網 , 數據包不是發(fā)往網絡上的所有工作站 ,而是對每一數據傳輸產生專用的 10Mbps 鏈路 .而連接到動態(tài)交換上的工作站及服務器仍使用標準的以太網卡 ,驅動程序 ,電纜及應用程序 。 在動態(tài)交換的內部 ,標準以太網的沖突式網絡存取機制 (CSMA/CD)不再存在 , 與以太網相依存的 沖突 顯著變小或不復存在 , 每一用戶昀可獨立享受局域網的全部帶寬 (以太網 10Mbps),所有的數據包都通過專用的點對點 10Mbps 鏈路進行交換 ,因此以太網交換為諸如客戶機 /服務器應用 ,分布式數據庫 ,圖像處理 ,CAD,甚至多媒體等數據密集型網絡應用提供了足夠的帶寬 。 因為數據不昌傳送到所有的端口 ,網絡也難以被竊聽 ,所以動態(tài)交換環(huán)境比共享式以太網更加安全 . 動態(tài)交換同時檢查所有數據包 ,同時開辟許多的 10Mbps 專用鏈 路以完成并電子科技大學畢業(yè)論文（設計） 企業(yè)局域網規(guī)劃設計 12 行的數據通信 。 這樣在任何時間內可以存在許多專用的源 目的以太網 。 動態(tài)交換以太網的這種并行的 ,點對點特性與電話網相似 ,同時也與 FTM 相近 。 一旦一個獨立的端口通信完成 ,動態(tài)交換釋放此鏈路 。 因此 ,動態(tài)交換的帶寬流量是按需的 ,這種按需帶寬特性是 ATM 網的另一特性 .但因動態(tài)以太網交換是建立在標準以太網基礎上 ( 標準接口卡 ,驅動 ,電纜和應用 ) , 用戶可以保留其在原有以太網上的投資和基礎上 , 獲得像 ATM 一樣的專用帶寬及安全保密性 。 三、以太網交換技術分類 上面已討論了動態(tài)交換和靜態(tài)交換在功能和應用上的基本 差異 , 下面將著重討論每種交換技術的兩種實現方式 : 動態(tài)端口交換 動態(tài)段交換 靜態(tài)端口交換 靜態(tài)模塊交換 對靜態(tài)交換而言 ,模塊交換和端口交換差別很小 ,它們可應用于相同的場合 , 而對動態(tài)交換 ,段交換與端口交換的應用明顯不同 . 動態(tài)端口交換的功能已在前面講述過 ,每一端口聯接到單一的工作站或服務器 .因為每一端口可被按需賦予一個獨立的 10Mbps 專用以太網鏈路 ,這樣可以賦予每一工作站或服務器更高的網絡帶寬 。 動態(tài)段交換與動態(tài)端口交換的功能相似 ,通過交換結構 ,按需提供專用的端口 間 10Mbps 專用鏈路 .每一動態(tài)段交換端口可以連接一個網段 (即傳統(tǒng)的共享以太網 ),而不只是一個工作站或服務 。 動態(tài)段交換通過對大量 MAC地址的識別來完成此功能。用端口連結整個網段 ,可以使動態(tài)段交換取代現今分段網絡中的路由器及網橋 。 如果網段 A的用戶在網段內發(fā)送數據包 , 交換識別數據為本網段數據包而不允許這些數據包進入其它網段 .但是如果網絡段 A 的用戶發(fā)送數據包到網絡段B,則交換機識別那些傳送至網段 B的數據包 ,分配一專用的 10Mbps 鏈路，發(fā)送數據包到網段 B 的目的用戶 .網絡分段 ,即將一個大的擁擠的網絡分成一系列的 小型網絡 ,每一網絡具有小的用戶和小的流量 。 以前網絡分段一般是通過網橋和路由器來實現的 , 而采用動態(tài)段交換對網絡分段比用網橋和路由器更優(yōu)越 ,理由如下 : 電子科技大學畢業(yè)論文（設計） 企業(yè)局域網規(guī)劃設計 13 (1)價低 . (2)易管理 ,而路由器需要 QSI 協(xié)議中網絡層的復雜網絡管理 . (3)更快速 ,因為交換只檢測其數據包頭中的源及目的地址 , 而網橋及路由器則需檢測整個包 ,這樣交換所產生的時延比網橋及路由器小得多 . 靜態(tài)端口交換允許網絡管理員通過軟件將用戶工作站從一條共享以太網總線移到另一條，靈活地對網絡進行增加 ,減少所需的交換模塊訂貨量 .例如 ,在 網絡上增加 8個用戶 ,他們工作于 4個不同的部門 ,在 4條不同的以太網總線上。所有這些用戶可以采用 一塊單一的端口交換模塊來實現 .與此相比 ,以前則需購 4 塊新的模塊并連到不同的總線 ,但每個新的模塊的大部分端口是未用的 ,造成低效及浪費 . 靜態(tài)模塊交換也是由軟件來實現網絡的增加 ,移動和改變 .與靜態(tài)端口交換不同的是 ,靜態(tài)模塊交換是將整個模塊 (包括模塊上的所有端口 ) 從一條共享總線移至另一條共享總線 . 虛擬交換技術 一、 VLAN 技術的概述及其優(yōu)點 VLAN（虛擬局域網）是對連接到的第二層交 換機端口的網絡用戶的邏輯分段，不受網絡用戶的物理位置限制而根據用戶需求進行網絡分段。一個 VLAN 可以在一個交換機或者跨交換機實現。 VLAN 可以根據網絡用戶的位置、作用、部門或者根據網絡用戶所使用的應用程序和協(xié)議來進行分組。基于交換機的虛擬局域網能夠為局域網解決沖突域、廣播域、帶寬問題。 傳統(tǒng)的共享介質的以太網和交換式的以太網中，所有的用戶在同一個廣播域中，會引起網絡性能的下降，浪費可貴的帶寬；而且對廣播風暴的控制和網絡安全只能在第三層的路由器上實現。 VLAN 相當于 OSI 參考模型的第二層的廣播域，能夠將廣 播風暴控制在一個VLAN 內部，劃分 VLAN 后，由于廣播域的縮小，網絡中廣播包消耗帶寬所占的比例大大降低，網絡的性