【正文】 eT 的以太網(wǎng)中如果網(wǎng)中有 N 個結點那么每個結點平均能分到的帶寬為 10MbpsN顯然當局域網(wǎng)的規(guī)模不斷 的擴大結點數(shù) N不斷增加時每個結點平均能分到的帶寬將越來越少因為 Ether的 N個結點共享一條 10Mbps的公共通信信道所以當網(wǎng)絡結點數(shù) N 增大網(wǎng)絡通信負荷加重時沖突和重發(fā)現(xiàn)象將大量發(fā)生網(wǎng)絡效率急劇下降網(wǎng)絡傳輸延遲增長網(wǎng)絡服務質量下降為了克服網(wǎng)絡規(guī)模和網(wǎng)絡性能之間的矛盾人們提出了將共享介質方式改為交換方式的方案這就推動了交換局域網(wǎng)技術的發(fā)展 交換局域網(wǎng)的核心設備是局域網(wǎng)交換機它可以在它的多個端口之間建立多個并發(fā)連接我們以交換以太網(wǎng) Switch Ether為例說明交換局域網(wǎng)的共同特點交換以太網(wǎng)是指以數(shù)據(jù) 鏈路層的幀為數(shù)據(jù)交換單位以以太網(wǎng)交換機為基礎構成的網(wǎng)絡它根本上解決了共享以太網(wǎng)所帶來的問題其特點為允許多對站點同時通信每個站點可以獨占傳輸通道和帶寬靈活的接口速率具有高度的網(wǎng)絡可擴充性和延展性易于管理便于調整網(wǎng)絡負載的分布有效地利用網(wǎng)絡帶寬 33 常見局域網(wǎng)拓撲結構 網(wǎng)絡的拓撲結構是指網(wǎng)絡中通信線路和站點計算機或設備的相互連接的幾何形式按照拓撲結構的不同常見的計算機網(wǎng)絡拓撲結構有星型拓撲結構總線型拓撲結構環(huán)型拓撲結構和樹型拓撲結構等 星型拓撲 星型拓撲結構是因集線器或交換機連接的各連接點呈星 狀分布而得名在星型結構的網(wǎng)絡中有中央節(jié)點集線器或交換機其他節(jié)點工作站服務器以中央節(jié)點為中心與中央節(jié)點直接相連如圖 31 所示因此星型拓撲結構又稱為集中式拓撲結構或集中式網(wǎng)絡 星形拓撲的優(yōu)點是結構簡單管理方便可擴充性強組網(wǎng)容易利用中央結點可方便地提供網(wǎng)絡連接和重新配置且單個連接點的故障只影響一個設備不會影響全網(wǎng)容易檢測和隔離故障便于維護 星型拓撲結構的缺點是核心交換機工作負荷重每個站點直接與中央結點相連需要大量電纜因此費用較高且網(wǎng)絡布線較復雜如果中央結點產生故障則全網(wǎng)不能工作所以對中央結點的可靠性和冗余度要求很 高 綜上所述星型拓撲結構是一種廣泛應用的有線局域網(wǎng)拓撲結構一般它采用廉價的雙絞線而且非共享傳輸通道傳輸性能好節(jié)點數(shù)不受技術限制擴展和維護容易因此它又是一種經濟實用的網(wǎng)絡拓撲結構但受到單段雙絞線 100 米的限制它僅應用于小范圍如同一層樓的網(wǎng)絡部署超過這個距離則要用成本較高的光纖做為傳輸介質傳輸介質發(fā)送改變使得相應設備也要發(fā)生更換設備要有相應的光纖接口才行 總線型拓撲 總線拓撲采用單根傳輸線作為傳輸介質所有的站點都通過相應的硬件接口直接連接到傳輸介質或總線上任何一個站點發(fā)送的信息都可以沿著介質傳播 而且能被所有其他的站點接收圖 32 是典型的總線型拓撲結構 由于所有的站點共享一條公用的傳輸鏈路所以一次只能有一個設備傳輸數(shù)據(jù)總線拓撲的優(yōu)點是結構簡單實現(xiàn)容易易于安裝和維護價格低廉用戶站點入網(wǎng)靈活總線拓樸結構的缺點是傳輸介質故障難以排除并且由于所有結點都直接連接在總線上因此任何一處故障都會導致整個網(wǎng)絡的癱瘓 值得一提的是對于站點不多少于 10 個站點的網(wǎng)絡或各個站點相距不是很遠的網(wǎng)絡采用總線拓撲還是比較適合的但隨著在局域網(wǎng)上傳輸多媒體信息的增多目前這種網(wǎng)絡正在被淘汰 環(huán)型拓撲 環(huán)型網(wǎng)絡拓撲結構主要應用于采 用同軸電纜也可以是光纖作為傳輸介質的令牌網(wǎng)中是由連接成封閉回路的網(wǎng)絡節(jié)點組成圖 333434 局域網(wǎng)接入技術 LAN 方式接入是利用以太網(wǎng)技術采用光纜和雙絞線的方式對社區(qū)進行綜合布線具體實施方案可以的是從社區(qū)機房鋪設光纜至住戶單元樓樓內布線采用五類雙絞線鋪設至用戶家里雙絞線總長度不般不超過 100 米用戶家里的電腦通過五類跳線接入墻上的五類模塊就可以實現(xiàn)上網(wǎng)社區(qū)機房的出口是通過光纜或其他介質接入局域網(wǎng) 采用 LAN方式接入可以充分利用小區(qū)局域網(wǎng)的資源優(yōu)勢為居民提供 10M以上的共享帶寬這比現(xiàn)在撥號上網(wǎng)速度快很多倍并可根據(jù)用戶的需求升級到 100M 以上 以太網(wǎng)技術成熟成本低結構簡單穩(wěn)定性和可擴充性好便于網(wǎng)絡升級同時可以實現(xiàn)實時監(jiān)控智能化物業(yè)管理小區(qū)大樓家庭保安家庭信息化如遠程遙控家電可視門鈴等遠程抄表等可提供智能化信息化得辦公和家居環(huán)境滿足不同層次的人們對信息 化的需求 通過分析不難發(fā)現(xiàn)最適合現(xiàn)在智能化小區(qū)網(wǎng)絡接入的是具有高速易于管理等優(yōu)點的 LAN 接入技術因此在后面的方案實例實現(xiàn)中網(wǎng)絡接入采用的就是 LAN接入技術 35 局域網(wǎng)的發(fā)展趨勢 未來的局域網(wǎng)將集成包括一整套服務器程序客戶程序防火墻開發(fā)工具升級工具等給企業(yè)向局域網(wǎng)轉移提供一個全面解決方案局域網(wǎng)將進一步加強和Email群件的結合將 Web技術帶入 Email和群件從信息發(fā)布為主的應用轉向信息交流與協(xié)作局域網(wǎng)將提供一個日益牢固的安全防衛(wèi)保障體系局域網(wǎng)也是一個開放的信息平臺可以隨時集成新的應用 隨著無線局 域網(wǎng) WLAN 產品迅速發(fā)展并走向成熟許多企業(yè)為了提高員工的工作效率開始部署無線網(wǎng)絡中學及大學在內的許多學校也開始實施無線網(wǎng)絡隨著家庭電腦的普及和住房裝修的高檔化家庭無線網(wǎng)絡也成為一個潛在的市場因此無線網(wǎng)絡將會成為許多公共場所的必備基礎設施 將來的局域網(wǎng)的發(fā)展趨勢必將是有線網(wǎng)絡和無線網(wǎng)絡共存無線局域網(wǎng)作為一種靈活的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)在建筑物和公共區(qū)域內是固定局域網(wǎng)的有效延伸和補充第 4 章 小區(qū)局域網(wǎng)方案設計實例 41 設計原則 一個好的網(wǎng)絡設計方案應該是一個采用網(wǎng)絡分層的設計方案分層網(wǎng)絡設計需要將網(wǎng)絡分成相互分離的 層每層提供特定的功能這些功能界定了該層在整個網(wǎng)絡中扮演的角色通過對網(wǎng)絡各種功能進行分離可以實現(xiàn)模塊化的網(wǎng)絡設計這樣有利于提高網(wǎng)絡的可擴展性和性能典型分層設計模型可分為三層即接入層匯聚層核心層 分層網(wǎng)絡模型 接入層負責連接終端設備如 PC 打印機等以提供對網(wǎng)絡其它部分的訪問接入層的主要目的是提供一種將設備連接到網(wǎng)絡并控制允許網(wǎng)絡上哪些設備可以通信的方法接入層中可能包含路由器交換機集線器網(wǎng)橋和無線接入點 匯聚層先匯聚接入層交換機的發(fā)送的數(shù)據(jù)流在將其傳輸?shù)胶诵膶幼詈蟀l(fā)送到目的地分布層使用策略控制網(wǎng)絡的通信流并 通過在接入層定義的虛擬局域網(wǎng)Virtual Local Area NetworkVLAN 之間執(zhí)行路由功能來劃定廣播域利用 VLAN 可將交換機上的流量分成不同的網(wǎng)段置于相互獨立的子網(wǎng)內為確保可靠性分布層交換機通常是高性能高可用性和具有高級冗余功能的設備 核心層是網(wǎng)際網(wǎng)絡的高速主干核心層是分層設備之間互聯(lián)的關鍵因此核心層保持高可用性和高冗余性非常重要核心層可連接到 Inter42 實現(xiàn)的功能 在研究 TCPIP 協(xié)議簇的工作原理的基礎上基于分層網(wǎng)絡架構設計園區(qū)網(wǎng)實現(xiàn) DNSDomain Name SystemDHCPDynamic Host Configuration ProtocolNAT等基本服務社區(qū)內部網(wǎng)絡使用動態(tài)路由協(xié)議連通并進行優(yōu)化內部網(wǎng)絡劃分多個VLAN 進行流量管理各個樓棟等二三層的接入交換設備采用 VTP 技術以便于維護VALN 信息的一致并在一定程度上可以提供網(wǎng)絡安全性 利用線路聚合技術增加網(wǎng)絡冗余以提高網(wǎng)絡的穩(wěn)定性和負載均衡使用 ACLAccess Control List 進行企業(yè)的流量控制遠程主機可以通過 HTTPVPNVirtual Private Network 接入到園區(qū)網(wǎng)移動用戶可以通過 PPPoE 撥號接入訪問 Inter 資源維護人員可以通過 SSH 對園區(qū)設備進行遠程管理維護此外啟用 AAA 認證服務提供對需要登錄園區(qū)設備進行管理維護的人員身份的驗證 43 設備選型 為了實現(xiàn)網(wǎng)絡設備的統(tǒng)一本小區(qū)網(wǎng)絡設計中全部采用同一家的網(wǎng)絡產品即使用 Cisco 廠商提供的產品全網(wǎng)使 用同一廠商設備的好處在于可以實現(xiàn)各種不同的網(wǎng)絡設備功能的相互配合和補充 分層網(wǎng)絡設計中園區(qū)接入層交換機通常需要支持端口安全性 VLAN 快速以太網(wǎng)千兆以太網(wǎng) PoE 和鏈路聚合等功能園區(qū)分布層交換機需提供第三層支持很高的轉發(fā)速率千兆以太網(wǎng)萬兆以太網(wǎng)冗余組件安全策略鏈路聚合服務質量 QoS 等功能核心層交換機需提供第三層支持極高的轉發(fā)速率千兆以太網(wǎng)萬兆以太網(wǎng)鏈路聚合服務質量 QoS 等功能 綜合考慮各層所需提供的服務企業(yè)未來的發(fā)展產品設備價格等各方面因素選用若干 Cisco Catalyst 2950 24 口的交換機作為園區(qū)接 入層交換機該種交換機擁有 24 個 10100Mbps 自適應以太網(wǎng)端口運行的是 Cisco IOS 操作系統(tǒng)選用若干 Cisco Catalyst 3560 交換機作為園區(qū)分布層和匯聚層交換機該種交換機擁有24 個 10100Mbps 自適應以太網(wǎng)端口和 2 個 1000Mbps 以太網(wǎng)接口運行的是 Cisco IOS 操作系統(tǒng)同時選用若干 Cisco 2811 路由器搭建邊緣架構為了使企業(yè)內部局域網(wǎng)可以訪問 Inter 及實現(xiàn)一些訪問控制功能挑選邊緣架構中某臺 Cisco 2811 路由器的莫串口用于接入互聯(lián)網(wǎng)當然還需要線纜若干 44 網(wǎng)絡拓撲規(guī)劃 網(wǎng)絡的拓撲結構是指網(wǎng)絡中通信線路和站點計算機或設備的相互連接的幾何形式網(wǎng)絡拓撲分為邏輯拓撲和物理拓撲邏輯拓撲描述的是設備之間是如何通過物理拓撲進行通信小區(qū)邏輯拓撲如圖 41 所示 物理拓撲描述的是如何將設備用線纜物理地連接在一起物理拓撲與邏輯拓撲是各自獨立的例如所有類別的以太網(wǎng)在設備之間通信時使用的是邏輯總線型拓撲無論線纜的物理布局如何都是如此小區(qū)物理拓撲如圖 42 所示 45 VLAN 及 IP 地址規(guī)劃 交換機與 VLAN 是一個整體二者不可分割盡管一臺交換機上只可以配置一個VLAN 管理 VLAN 但 通常情況下一臺交換機需要配置兩個或更多個 VLANVLAN 擴展了網(wǎng)絡的廣播域將過去以路由器為邊界的廣播域擴展為以 VLAN 為邊界的廣播域劃分 VLAN 可以減少參加廣播風暴的設備數(shù)量進而提高網(wǎng)絡性能并在一定程度上提高了網(wǎng)絡的安全性 該小區(qū) VLAN 規(guī)劃如下 表 41 VLAN 規(guī)劃 VLAN 號 IP 地址段 默認網(wǎng)關 DNS 說明 VLAN 1 024 管理 VLAN VLAN 10 024 1 254 樓棟中 VLAN VLAN 20 024 1 254 VLAN 30 024 1 254 小區(qū)某企業(yè) VLAN VLAN 40 024 1 254 VLAN 50 024 1 254 小區(qū)信息管理中心 VLAN VLAN 60 024 1 254 VLAN 100 024 1 服務器VLAN 小區(qū)網(wǎng)絡連接設備的管理 VLAN 的 IP 地址規(guī)劃如下 表 42 IP 地址規(guī)劃 名稱 VLAN 1 IP 子網(wǎng)掩碼 默認網(wǎng)關 說明 AS0 2 240 1 接入層交換機 AS1 3 240 1 AS2 18 240 17 AS3 19 240 17 AS4 34 240 33 AS5 35 240 33 CoreS0 4 240 1 核心層匯聚層交換機 CoreS1 20 240 17 CoreS2 36 240 33 邊緣架構路由器的接口 IP 規(guī)劃如下 表 43 設備接口 IP 規(guī)劃 名稱 接口 IP 地址 子網(wǎng)掩碼 說明 BuildingR FastEther00 1 252 樓棟 路由器 FastEther01 5 252 FastEther10 1 240 PropertyR FastEther00 2 252 信息管理中心路由器 FastEther01 33 240 FastEther10 9 252 EnterpriseR FastEther00 17 240 小區(qū)企業(yè)路由器 FastEther01 6 252 FastEther10 10 252 Serial020 17 252 公網(wǎng)口 LocalServer FastEther 254 0 DNSAAA 第 5 章 實例核心配置 51 基本配置 此僅以樓棟接入層交換機 AS0 為例詳細介紹設備的一些基本配置以后其它相關設備的相關基本配置以后將不再累述 1 設置交換機名稱 如果網(wǎng)絡中的多個交換機路由器使用 出場時的默認主機名 Switch Router將會在網(wǎng)絡配置和維護時造成很大的混亂如當使用 Tel或 SSH訪問遠程網(wǎng)