【正文】 1 局域網(wǎng)概述 局域網(wǎng) 技術(shù) 局域網(wǎng)基本特征 1． 局域網(wǎng)最主要的特點(diǎn)： 網(wǎng)絡(luò)為一個(gè)單位所擁有， 分布范圍小，投資少，配置簡(jiǎn)單等，具有如下特征： 2． 局域網(wǎng)具有如下的一些主要優(yōu)點(diǎn)： 局域網(wǎng)的工作模式 1． 專用服務(wù)器結(jié)構(gòu)： (ServerBaseb) 又稱為“工作站 /文件服務(wù)器”結(jié)構(gòu)，由若干臺(tái)微機(jī)工作站與一臺(tái)或多臺(tái)文件服務(wù)器通過(guò)通信線路連接起來(lái)組成工作站存取服務(wù)器文件，共享存儲(chǔ)設(shè)備。 對(duì)于一般的數(shù)據(jù)傳遞來(lái)說(shuō)已經(jīng)夠用了，但是當(dāng)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)和其它復(fù)雜而被不斷增加的用戶使用的應(yīng)用系統(tǒng)到來(lái)的時(shí)候，服務(wù)大學(xué)校園網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)工程設(shè)計(jì) 3 器已經(jīng)不能承擔(dān)這樣的任務(wù)了，因?yàn)殡S著用戶的增多， 為每個(gè)用戶服務(wù)的程序也增多，每個(gè)程序都是獨(dú)立運(yùn)行的大文件，給用戶感覺(jué)極慢，因此產(chǎn)生了客戶機(jī) /服務(wù)器模式。 C/S 結(jié)構(gòu)是數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的發(fā)展和普遍應(yīng)用與局域網(wǎng)技術(shù)發(fā)展相結(jié)合的結(jié)果。 每一個(gè)工作站既可以起客戶機(jī)作用也可以起服務(wù)器作用。在局域網(wǎng)中恰當(dāng)?shù)剡M(jìn)行配置，才能使網(wǎng)絡(luò)性能盡可能地進(jìn)行優(yōu)化，最大限度地發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、系統(tǒng)的性能。 軟件系統(tǒng)的優(yōu)化： 包括服務(wù)器軟件的優(yōu)化和工作站系統(tǒng)的優(yōu)化。 大學(xué)校園網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)工程設(shè)計(jì) 4 局域網(wǎng)拓?fù)?類型 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是在邏輯上對(duì)網(wǎng)絡(luò)的 一個(gè)描述，它反映了整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)。 星形拓?fù)洌盒切瓮負(fù)涫怯芍醒牍?jié)點(diǎn)和通過(guò)點(diǎn)到點(diǎn)鏈路到中央節(jié)點(diǎn)的各站點(diǎn)組成。 總線拓?fù)洌嚎偩€拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)采用單根傳輸作為傳輸介質(zhì)，所有的站點(diǎn)都通過(guò)相應(yīng)的硬件接口直接連接到傳輸介質(zhì)上，或稱總線上。 環(huán)形拓?fù)洌河梢恍┲欣^器和連接中繼器的點(diǎn)到點(diǎn)鏈路組成一個(gè)閉合環(huán)。 它主要有易于擴(kuò)展和故障隔離等優(yōu)點(diǎn)。 混合拓?fù)洌核菍⑿切瓮負(fù)浜铜h(huán)形拓?fù)浠旌掀饋?lái)的一種拓?fù)洌噲D取這兩種拓?fù)涞膬?yōu)點(diǎn)于一個(gè)系統(tǒng)。 靈活性：要考慮到在設(shè)備搬動(dòng)時(shí)很容易重新配置網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌€有考慮原有節(jié)點(diǎn)的刪除和新節(jié)點(diǎn)的加入。 綜上所述，綜合選擇多種結(jié)構(gòu)，選擇星形和樹(shù)形相結(jié)合的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖 類型 如 圖 11： 大學(xué)校園網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)工程設(shè)計(jì) 5 圖 11 局域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)漕愋? 局域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)類型 保護(hù)現(xiàn)有投資的有效途徑就是在將來(lái)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)升級(jí)時(shí)還能使用現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和產(chǎn)品。如果現(xiàn)有技術(shù)不能合理保證在將來(lái)網(wǎng)絡(luò)升級(jí)后還能夠使用，那么將會(huì)帶來(lái)極大的資金浪費(fèi)。其中具有交換功能的快速以太網(wǎng)，支持 VLAN，并容易升級(jí)到千兆以太網(wǎng)和 ATM，由于性能優(yōu)越，價(jià)格適中，建議采用快速以太網(wǎng)作為校園網(wǎng)的主干技術(shù)。因此，它可以被看作是一個(gè)令牌環(huán)網(wǎng)協(xié)議的高速版本。最大距離可達(dá) 200km，可最多連接 1000 個(gè)站點(diǎn)。 FDDI 和 CDDI 的優(yōu)點(diǎn)是冗余、內(nèi)置網(wǎng)絡(luò)管理，具有廣泛的適用性。 （ 2） 異步傳輸模式（ ATM） ATM 作為一種全新的交換技術(shù)，有其明顯的優(yōu)越性。在廣域網(wǎng)、城域網(wǎng)和公用網(wǎng)內(nèi)， ATM 正在被廣泛采用，因?yàn)樗饶軌驅(qū)⒍喾N服務(wù)多路復(fù)用到一種基礎(chǔ)設(shè)施上，滿足功能越來(lái)越強(qiáng)的臺(tái)式機(jī)對(duì)帶寬不斷增長(zhǎng)的需求，又能提供虛擬 LAN 和多媒體等新的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。首先是標(biāo)準(zhǔn)還沒(méi)有完全制定完成，很多重要標(biāo)準(zhǔn)還在修正之中，這就影響了 ATM 技術(shù)的推廣，尤其是在局域網(wǎng)領(lǐng)域內(nèi)。另外，目前的大部分網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用主要是基于 IP網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用，直接針對(duì) ATM信元的應(yīng)用很少， 這在很大程度上也增加了 ATM 網(wǎng)絡(luò)使用和管理的復(fù)雜性。傳統(tǒng)以太網(wǎng)用的是 10Mb/s 技術(shù)， 而快速以太網(wǎng)用的是 100Mb/s 技術(shù)。大多數(shù) 100Mb/s 的網(wǎng)卡能夠自動(dòng)檢測(cè)所連接的端口是 10Mb/s 還是 100Mb/s，并執(zhí)行相應(yīng)的操作。千兆位以太網(wǎng)技術(shù)以自然的方法來(lái)升級(jí)現(xiàn)有的以太網(wǎng)絡(luò)、工作站、管理工具和管理人員的技能?，F(xiàn)在千兆位以太網(wǎng)成熟的標(biāo)準(zhǔn)為 ?，F(xiàn)在正在應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)互連技術(shù)，例如，特定 IP 交換技 術(shù)和第三層的交換技術(shù)，都與千兆位以太網(wǎng)完全兼容。而目前，基于 和 協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)的在實(shí)際應(yīng)用很多。 根據(jù)以上介紹，我們綜合選擇多種高速局域網(wǎng)，同時(shí)考慮多種技術(shù)，校園網(wǎng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)選擇主干 1000M，桌面 100M 的交換式以太網(wǎng)技術(shù)。其中各部分構(gòu)成相對(duì)獨(dú)立的子網(wǎng)，通過(guò)交換機(jī)接入桌面 PC。下面簡(jiǎn)單介紹下以太網(wǎng)的基本工作原理。 （ 2） IEEE 的 標(biāo)準(zhǔn)。 嚴(yán)格說(shuō)來(lái)，“以太網(wǎng)”應(yīng)當(dāng)是指符合 DIX Ether V2 標(biāo)準(zhǔn)的局域網(wǎng)數(shù)據(jù)鏈路層的兩個(gè)子層為了使數(shù)據(jù)鏈路層能更好地適應(yīng)多種局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)， 802 委員會(huì)就將局域網(wǎng)的數(shù)據(jù)鏈路層拆成兩個(gè)子層：邏輯鏈路控制 LLC (Logical Link Control)子層 、 媒體接入控制 MAC (Medium Access Control)子層。 2． 接口的工作模式 以太網(wǎng)卡可以工作在兩種模式下：半雙工和全雙工。傳統(tǒng)的共享 LAN 是在半雙工下工作的，在同一時(shí)間只能傳輸單一方向的數(shù)據(jù)。 全雙工：全雙工傳輸是采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接，這種安排沒(méi)有沖突，因?yàn)樗鼈兪褂秒p絞線中兩個(gè)獨(dú)立的線路，這等于沒(méi)有安裝新的介質(zhì)就提高了帶寬。在雙全工模式下，沖 突檢測(cè)電路不可用，因此每個(gè)雙全工連接只用一個(gè)端口，用于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接。 3． 以太網(wǎng)的工作原理 以太網(wǎng)采用帶沖突檢測(cè)的載波幀聽(tīng)多路訪問(wèn)（ CSMA/CD）機(jī)制。 以太網(wǎng)工作過(guò)程如下： 當(dāng)以太網(wǎng)中的一臺(tái)主機(jī)要傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，它將按如下步驟進(jìn)行： （ 1） 監(jiān)聽(tīng)信道上收否有信號(hào)在傳輸。 （ 2） 若沒(méi) 有監(jiān)聽(tīng)到任何信號(hào)，就傳輸數(shù)據(jù) 。注意：每臺(tái)計(jì)算機(jī)一次只允許發(fā)送一個(gè)包，一個(gè)擁塞序列，以警告所有的節(jié)點(diǎn)） 。 校園網(wǎng) 校園網(wǎng)是指利用網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、通信介質(zhì)和適宜的組網(wǎng)技術(shù)與協(xié)議及各類網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)管理軟件和應(yīng)用軟件，將校園網(wǎng)內(nèi)計(jì)算機(jī)和各種終端有機(jī) 地集成在一起，并用于教學(xué)、科研、學(xué)校管理、信息資源共享和遠(yuǎn)程教學(xué)等方面工作的計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。到了第二階段，有提出了以教學(xué)應(yīng)用軟件集成為主的“軟件建網(wǎng)”的校園網(wǎng)概念，這也是當(dāng)今大多數(shù)校園網(wǎng)所采用的模式。就像普通的 PC 一樣，建立在硬件上面的系統(tǒng)軟件、應(yīng)用軟件讓我們有了利用計(jì)算機(jī)的可能。校園網(wǎng)應(yīng)為學(xué)校教學(xué)、科研提供先進(jìn)的信息化教學(xué)環(huán)境，這就要求校園網(wǎng)是一個(gè)寬帶、局域交互功能和專業(yè)很強(qiáng)的局域網(wǎng)絡(luò)。 大學(xué)校園網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)工程設(shè)計(jì) 10 2 校園網(wǎng) 總體 設(shè)計(jì) 概述 總體設(shè)計(jì)是校園網(wǎng)建設(shè)的總體思路和工程藍(lán)圖，是搞好校園網(wǎng)建設(shè)的核心任務(wù)。 作為校園網(wǎng)，需要連接多少個(gè)節(jié)點(diǎn)，怎樣利用網(wǎng)絡(luò)設(shè)備使得分布在不同地理位置的節(jié)點(diǎn)連接到一個(gè)統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)中來(lái)，怎樣使得整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)相互連通，這些問(wèn)題僅僅是校園網(wǎng)需要解決問(wèn)題中 的一部分。 對(duì)于校園網(wǎng)的建設(shè)，我們提出的建設(shè)原則應(yīng)該是：先進(jìn)性，先進(jìn)的設(shè)計(jì)思想、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、開(kāi)發(fā)工具，采用市場(chǎng)覆蓋率高、標(biāo)準(zhǔn)化和技術(shù)成熟的軟硬件產(chǎn)品；實(shí)用性，建網(wǎng)時(shí)應(yīng)考慮利用和保護(hù)現(xiàn)有的資源、充分發(fā)揮設(shè)備效益；開(kāi)放性，系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)采用開(kāi)放技術(shù)、開(kāi)放結(jié)構(gòu)、開(kāi)放系統(tǒng)組建和開(kāi)放用戶接口，以利于網(wǎng)絡(luò)的維護(hù)、擴(kuò)展升級(jí)及與外界信息的溝通；靈活性，采用積木式模塊組合和結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì) ，使系統(tǒng)配置靈活，滿足學(xué)校逐步到位的建網(wǎng)原則，使網(wǎng)絡(luò)具有強(qiáng)大的可增長(zhǎng)性；可靠性，具有容錯(cuò)功能，管理、維護(hù)方便。 方案實(shí)施 一個(gè)完整的校園網(wǎng)建設(shè)在實(shí)施過(guò)程中可以分成兩個(gè)環(huán)節(jié)：網(wǎng)絡(luò)集成方案設(shè)計(jì)和信息系統(tǒng)集成。 網(wǎng)絡(luò)集成方案主要包括兩個(gè)方面：結(jié)構(gòu)化布線與設(shè)備選擇、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及設(shè)備選型。在實(shí)施的過(guò)程中，可以根據(jù)需要將相應(yīng)的模塊添加到網(wǎng)絡(luò)中，也可以不使用某些模塊，在需要時(shí)候再添加。 另一個(gè)設(shè)計(jì)思想是采用層次體系，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)通過(guò)主干網(wǎng)連接起來(lái)，各個(gè)子網(wǎng)通過(guò)接口與主干網(wǎng)連接，實(shí)現(xiàn)各自的功能，在子網(wǎng)內(nèi)部及與主干網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。一個(gè)良好的綜合布線系統(tǒng)對(duì)其服務(wù)的設(shè)備有一定的獨(dú)立性，并能互連許多不同的通信設(shè)備如數(shù)據(jù)終端、模擬式或數(shù)字式電話、 PC 和主機(jī)以及公共系統(tǒng)裝置。 校園網(wǎng)為園區(qū)網(wǎng)，樓群間子系統(tǒng)采用光纜連接，可提供千兆位的帶寬，有充分的擴(kuò)展余地。把管理區(qū)子系統(tǒng)并入大學(xué)校園網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)工程設(shè)計(jì) 12 設(shè)備間子系統(tǒng)，集 中管理。分為中心設(shè)備間和樓棟設(shè)備間部分，中心設(shè)備間是整個(gè)局域網(wǎng)的控制中心，內(nèi)設(shè)有對(duì)外（ Inter）對(duì)內(nèi)通信的各種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備（交換機(jī)、路由器），中心交換機(jī)通過(guò)光纜（地下直埋）與樓棟設(shè)備間的交換設(shè)備相連，以保證數(shù)據(jù)的高速傳輸。 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備選型 網(wǎng)絡(luò)主干設(shè)備的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)直接決定了設(shè)備的性能和功能水平。在此次設(shè)計(jì)中，為了更好的完成所有功能，全部采用了 Cisco 的交換機(jī)和路由器。 1． Catalyst 交換機(jī)產(chǎn)品 （ 1） Catalyst 2960 系列交換機(jī) Cisco Catalyst2960 系列智能以太網(wǎng)交換機(jī)是一個(gè)全新的、固定配置的獨(dú)立設(shè)備系列，提供桌面快速以太網(wǎng)和千兆以太網(wǎng)連接，可為入門(mén)級(jí)企業(yè)、中型市場(chǎng)和分支機(jī)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)提供增強(qiáng) LAN 服務(wù)。 Cisco Catalyst 2960 系列提供： 雙介質(zhì)上行鏈路端口提供了千兆以太網(wǎng)上行鏈路靈活性，可以使用銅纜或光纖上行鏈路端口 — 每個(gè)介質(zhì)上行鏈路端口都有一個(gè) 10/100/1000 以太網(wǎng)端口和一個(gè)小型可插拔 (SFP)千兆以太網(wǎng)端口，在使用時(shí)其中一個(gè)端口激活，但不能同時(shí)使用這兩個(gè)端口 ； 通過(guò)多種驗(yàn)證方法、數(shù) 據(jù)加密技術(shù)和基于用戶、端口和MAC 地址的網(wǎng)絡(luò)準(zhǔn)入控制，實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)安全性； 大學(xué)校園網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)工程設(shè)計(jì) 13 使用 Smartports 自動(dòng)配置特定應(yīng)用 ； （ 2） 系列產(chǎn)品配置 Cisco Catalyst 2960 系列包括以下交換機(jī)： Cisco Catalyst 296048TT： 48 個(gè) 10/100 以太網(wǎng)端口和 2個(gè) 10/100/1000 固定以太網(wǎng)上行鏈路端口； 1 RU Cisco Catalyst 296048TC： 48 個(gè) 10/100 以太網(wǎng)端口和 2個(gè)雙介質(zhì)上行鏈路端口； 1 RU 目前，工作人員都對(duì)網(wǎng)絡(luò)有著更高需求，在網(wǎng)絡(luò)上同時(shí)運(yùn)行多個(gè)應(yīng)用。同時(shí)，后臺(tái)開(kāi)始了一個(gè)多GB 的系統(tǒng)備份，并向客戶端提供最新防病毒軟件的升級(jí)。 這些新需求正與許多已有關(guān)鍵任務(wù)應(yīng)用爭(zhēng)奪資源。 大學(xué)校園網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)工程設(shè)計(jì) 14 隨著 人們對(duì)網(wǎng)絡(luò)的依賴性日益增強(qiáng)， 將其作為戰(zhàn)略性業(yè)務(wù)基礎(chǔ)設(shè)施，確保網(wǎng)絡(luò)的高可用性、安全性、可擴(kuò)展性和對(duì)它的全面控制就比以前更為重要。 通過(guò) Cisco Catalyst 智能以太網(wǎng)交換機(jī)，思科可幫助公司 獲得向其網(wǎng)絡(luò)添加智能服務(wù)的全面優(yōu)勢(shì)。 （ 3） 增強(qiáng)安全性 憑借 Cisco Catalyst 2960 系列提供的廣泛安全特性，企業(yè)可保護(hù)重要信息，防止未授權(quán)人員接入網(wǎng)絡(luò)，確保私密性及維持不間斷運(yùn)行。 Catalyst 2960系列中的 IBNS 可 防止未授權(quán)接入，并確保用戶只獲得其指定權(quán)利。使用 標(biāo)準(zhǔn)和思科安全訪問(wèn)控制服務(wù)器（ ACS），無(wú)論用戶在何 處連接到網(wǎng)絡(luò)中，都可在驗(yàn)證基礎(chǔ)上分配到一個(gè) VLAN。 為防止拒絕服務(wù)攻擊和其他攻擊，可用 ACL 根據(jù)源和目的地MAC 地址、 IP 地址或 TCP/UDP 端口來(lái)拒絕分組，從而限制對(duì)網(wǎng)絡(luò)敏感部分的訪問(wèn)。 端口安全性可根據(jù)與以 太網(wǎng)端口相連的設(shè)備的 MAC 地址，來(lái)限制以太網(wǎng)端口上的訪問(wèn)。 憑借動(dòng)態(tài)主機(jī)配置協(xié)議 (DHCP)監(jiān)聽(tīng)，可以只允許來(lái)自不可信用戶端口的 DHCP 請(qǐng)求（但不允許響應(yīng)）進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)，從而防止DHCP 電子欺騙。 MAC 地址通知特性可向管理站發(fā)送報(bào)警，從而監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)和跟蹤用戶，以使網(wǎng)絡(luò)管理員知道 用戶何時(shí)、從何處進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)。 TACACS+或 RADIUS 驗(yàn)證實(shí)現(xiàn)了交換機(jī)的集中訪問(wèn)控制，并限制未授權(quán)用戶改變配置。交換機(jī)控制臺(tái)上的 15 個(gè)授權(quán)級(jí)別和 Web管理界面上的 2 個(gè)級(jí)別提供了向不同管理員分配不同配置功能級(jí)別的能力。 對(duì)標(biāo)準(zhǔn)生成樹(shù)協(xié)議的改進(jìn)，如 PVST+、 UplinkFast 和 PortFast，可實(shí)現(xiàn)最長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)正常運(yùn)行時(shí)間。 UplinkFast、PortFast 和 BackboneFast 都大大縮減了標(biāo)準(zhǔn)的 30 到 60 秒生成樹(shù)協(xié)議收斂時(shí)間。對(duì)環(huán)路保護(hù)和網(wǎng)橋協(xié)議數(shù)據(jù)單元（ BPDU）保護(hù)的增強(qiáng)避免了生成樹(shù)協(xié)議環(huán)路的出現(xiàn)。 QoS的配置通過(guò)自動(dòng) QoS（ Auto QoS）大大得到了簡(jiǎn)化，這是一個(gè)可發(fā)現(xiàn)思科 IP 電話并自動(dòng)配置交換機(jī)以進(jìn)行正確分類和輸出排序的特性。 Catalyst 2960 可對(duì)進(jìn)入的分組分類、再分類、監(jiān)管、標(biāo)記、排序和排程，并能在出口處對(duì)分組排序和排程。 為實(shí)現(xiàn) QoS， Catalyst 2960 系列交換機(jī)首先確 認(rèn)分組或流量大學(xué)校園網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)工程設(shè)計(jì) 16 組，再使用 DSCP 字段或 服務(wù)級(jí)別（ CoS）字段對(duì)這些組分類和再分類。在入口，Catalyst 2960 也將進(jìn)行監(jiān)管，以確定分組是在小組內(nèi)還是在小組外，標(biāo)記以改變分類標(biāo)簽，傳輸或丟棄小組分組，并根據(jù)類別對(duì)分組排序。 Cisco Catalyst 2960 支持每端口 4 個(gè)輸出隊(duì)列，使網(wǎng)絡(luò)管理員能更好地進(jìn)行控制，為 LAN 上的各 種應(yīng)用分配優(yōu)先級(jí)。排程是一種確定隊(duì)列處理順序的算法或進(jìn)程。 SRR 算法有助于確保個(gè)性化優(yōu)先級(jí)劃分。例如，下載一個(gè)目的地為交換機(jī)上某一端口的大型文件，