《局域網組網基礎》PPT課件.ppt

1、第二章局域網組網概述,曹愛楊,本章內容簡介,項目設計過程及內容 項目的實施過程 局域網技術體系,2.1 局域網項目設計,網絡總體規(guī)劃及設計應主要解決以下幾個問題： 為什么要建設計算機網絡 即建設計算機網絡的目的，比如為了實現企業(yè)的現代化管理、現代化教育、現代化信息服務等。 計算機網絡可以解決那些問題 即建設計算機網絡的目標：比如搭建一個管理平臺，與Internet相連等 建設什么樣的計算機網絡 即計算機網絡設計,2.1.1 局域網需求分析,包括網絡硬件環(huán)境和軟件環(huán)境的需求 一、需求調查 二、需求分析 三、編制需求說明書,需求調查,1、用戶調查 了解用戶的工作流程、工作環(huán)境、對網絡具體化的需求：

2、比如連接Internet需求、網速需求、安全性需求等 2、應用調查 不同的行業(yè)有不同的應用。了解用戶建設局域網的主要目標和目的 3、地理布局調查 確定網絡規(guī)模、拓撲結構、綜合布線的要求，尤其是了解用戶的地理布局、單位的建筑布局。,需求分析,在取得第一手直觀資料后，進行詳細的網絡需求分析 費用分析 綜合布線需求分析 網絡可用性/可靠性分析 網絡安全需求分析,編制需求說明書,需求說明書應說明以下幾方面內容 網絡建設目的 網絡建設目標 樓宇頒、樓宇結構和信息點分布 用戶設備類型 通信類型 網絡安全和網絡管理 經費預算,2.1.2 局域網的設計原則,實用性與先進性原則 可靠性與穩(wěn)定性原則 靈活性與可擴

3、展性原則 開放性與互連性原則 經濟性與投資保護原則 可管理性原則,2.1.3 某外貿服裝企業(yè)的網絡設計,需求分析： 1、該企業(yè)屬于中小型外貿服裝企業(yè)，員工需要與外企溝通、需要跟蹤整個生產流程、需要與供應商進行溝通、需要在網絡上發(fā)布自己的產品等 2、公司內有部門：經理辦公室、財務室、報價與成本分析、業(yè)務部、生產車間 3、對網絡的需求： 1、要求多數計算機能連接上Internet，并受到經理辦公室的控制 2、要求有兩個物理上獨立的網絡，一個能連接上Internet，一個不能。 3、要求個人只能使用分配給自己的計算機等,網絡拓撲圖,設備及其它內容的設計,1、服務器與客戶機的選擇 2、接入Intern

4、et方式：ADSL 3、安裝的服務：活動目錄、打印服務,2.2 局域網組網步驟,規(guī)劃出建設網絡的步驟（實施） 搭建物理平臺 網絡拓撲結構的確定 布線圖的設計及綜合布線 將計算機通過網絡連接設備接入網絡 構建網絡軟件平臺 網絡操作系統(tǒng)的選擇 服務器等軟件平臺的建立 IP地址的確定 用戶接入網絡 網絡安全、網絡管理,2.2.1 構建網絡物理平臺,一、網絡拓撲結構的確定 是最為關鍵的一步。因為優(yōu)良的拓撲結構是網絡穩(wěn)定和可靠運行的基礎 現在常用的有星型、環(huán)型、總線型和網狀等幾種。使用最廣泛的是星型，因為其具有靈活性和經濟性的優(yōu)點。 一般來說，確定拓撲結構時需要明確以下指標： 網絡的接入點（訪問網絡入口

5、）的數量 接入點的分布位置 網絡連接的轉接點分布位置 網絡設備點位置 網絡中各種連接的距離參數 其它結構化綜合布線系統(tǒng)中的基本指標,14,2 網絡拓撲結構圖的繪制,人們習慣用圖來表述網絡的物理布局或邏輯關系。根據應用需求的不同，網絡拓撲結構圖表達的內容及詳略程度各有不同。網絡拓撲結構圖一般有3類：網絡施工圖、物理結構圖和邏輯結構圖。 網絡施工圖 網絡施工圖是網絡工程布線和網絡機房設備安裝、施工的重要依據。網絡施工圖一般依據建筑平面圖或立面圖按比例繪制。繪制一個企業(yè)的網絡施工圖時一般以建筑平面圖或建筑立面圖作為底圖繪制。有了網絡施工圖，就能夠準確計算材料用量，如線、管材長度、信息模塊個數、雙絞線

6、和光纖長度等。網絡施工圖中應標注信息模塊和關鍵網絡設備（如機柜、交換機、UPS）的安裝位置。,15,網絡物理結構圖,網絡物理結構圖是網絡施工和設備連接的依據。網絡物理結構圖能夠表達網絡物理設備、網段、子網及其相互連接關系，如網絡設備、服務器、計算機等設備的種類、具體規(guī)格型號、分布位置（地理位置），連接路線類型、帶寬、距離等。 還有一類網絡物理結構圖用于管理員規(guī)劃與管理。在這種拓撲結構圖中要標明網絡IP地址劃分、子網分布、重要設備的IP地址、服務器的IP地址、主要的網絡應用、網絡服務等信息。這類拓撲圖是網絡管理的基礎。 網絡物理結構圖一般不在建筑平面圖上進行繪制。繪制網絡物理結構圖應注意圖例的使

7、用要有一定規(guī)范。表8-1羅列了在繪制網絡物理結構圖時常用的一些圖例。物理拓撲結構圖中，網絡設備之間連接的帶寬使用不同粗細的線條來區(qū)別。已有的網絡布線使用實線表示，擬建網絡布線一般用虛線表示。,16,網絡物理結構圖常用圖例,17,網絡邏輯結構圖,網絡邏輯結構圖用于表達網絡基本原理、網絡類型、網絡干線的連接方式，關鍵網絡設備、與外部網絡的接入方式等信息。網絡邏輯結構圖常用于網絡規(guī)劃或網絡基本情況的介紹。 網絡邏輯結構圖在繪制時應略去次要信息，集中表達基本原理和邏輯關系，圖中可根據需要標明最重要的設備，但一般不詳細標明網絡設備規(guī)格型號與布線情況。根據表達內容的不同和使用者的不同，邏輯結構圖的繪制有很

8、大的隨意性，沒有統(tǒng)一的標準。 繪制網絡邏輯結構圖所使用的圖例可以參考網絡物理結構圖,18,網絡邏輯結構圖常用圖例 繪圖工具常使用Microsoft Visio,2.2.1.2 布線圖的設計,綜合布線系統(tǒng)應是開放式星型拓撲結構，應能支持電話、數據、圖文、圖像等多媒體業(yè)務的需要?？砂匆韵铝鶄€部分進行劃分： 園區(qū)主干子系統(tǒng) 樓宇主干子系統(tǒng) 水平子系統(tǒng) 工作區(qū) 設備間 管理間,CD：園區(qū)配線架 BD：樓宇配線架 FD：樓層配線架 TP：轉接點 TO：信息插座,2.2.1.3 施工并將計算機接入網絡,使用布線材料并接入網絡： 傳輸介質：光纖、雙絞線 互聯(lián)設備：集線器、交換機、路由器,2.2.2 構建網絡

9、的軟件平臺,1、網絡操作系統(tǒng)的選擇：UNIX、Linux、 Windows2000 Server、Windows Server 2003 安全性和可靠性 可操作性 可集成性 可擴展性 應用和開發(fā)支持原則,2.2.2 構建網絡的軟件平臺,2、用戶服務器的建立： 創(chuàng)建服務器的目錄，是為了網絡應用和網絡共享，最終目的是使用網絡上的資源，用戶服務器的建立是為了更安全的管理這些資源，使得被授權的用戶才可以訪問被授權的資源 1、創(chuàng)建用戶服務器：包含了用戶的帳戶、密碼、計算機等信息構成的數據庫 2、創(chuàng)建用戶： 3、用戶接入網絡,3. 文件服務器 的建立,文件服務器的使用：是最基本，也是最常用的服務之一。在創(chuàng)

10、建過程中，最主要的是面臨文件系統(tǒng)的選擇： 基本磁盤、動態(tài)磁盤(各種卷：跨區(qū)卷、Raid-5卷等) 1、規(guī)劃文件管理結構：各文件夾存放位置，訪問權限 2、實現文件管理結構：創(chuàng)建文件夾，進行文件夾權限的分配。,3. 磁盤陣列方式分類 通過磁盤陣列所能達到的存儲容量，可以達到數十G到數千G不等。最常用的磁盤陣列技術有RAID0、RAID1、RAID5。最好選用生產廠家、規(guī)格型號、容量相同的硬盤作磁盤陣列。 （1）RAID0 以RAID0方式作磁盤陣列后的總容量為各磁盤（232塊）容量之和，數據存儲時分布在各個磁盤上，沒有數據冗余和容錯能力。RAID0的讀寫速度在所有RAID方式中最快，但如果其中一塊

11、硬盤損壞，所有數據都會丟失。RAID0中數據寫入后的分布，如圖4-1所示。,圖4-1 不同磁盤陣列方式數據存儲的分布 （2）RAID1 RAID1（磁盤鏡像），需要2塊硬盤，一塊作為主磁盤，另一塊作為鏡像磁盤。使用RAID1的方式作磁盤陣列后，總容量為單塊硬盤的容量。寫入主磁盤的數據也將同步寫入鏡像磁盤，如圖4-1，有50的數據冗余。如果有一塊磁盤損壞，另一塊磁盤能正常工作且無數據丟失，在更換損壞的磁盤并重建鏡像后，鏡像可以繼續(xù)工作，數據也不會丟失。,（3）RAID5 RAID5（帶奇偶校驗的帶區(qū)集），支持332塊硬盤作陣列，存儲數據時使用奇偶校驗來檢查錯誤，并將奇偶校驗信息分布到陣列中的各個

12、磁盤中，如圖4-1。使用RAID5，磁盤陣列中的硬盤越多，整個陣列的讀寫速度越快，且當有一塊硬盤損壞時，數據不會丟失。,實現管理員需求,是為了方便系統(tǒng)管理，減輕管理員的負擔 磁盤配額管理：應該從最小配額開始 取得文件的所有權：當某個用戶將訪問權限設為僅僅自己，這時管理員無法訪問，但可以取得權限 權限的繼承,2.3 局域網技術體系,交換技術： 數據的轉發(fā)稱為交換：在交換網絡中，交換機提供給每個用戶專用的信息通道。 交換機是整個網絡的關鍵設備：所采用的交換方式有：存儲轉發(fā)、直通、無碎片轉發(fā),（1）交換機常用的交換方式 交換機常用的交換方式有先存儲后轉發(fā)、直通和無碎片直通這三種。 先存儲后轉發(fā)方式

13、是指交換機在接收到數據幀時，首先存儲在一個緩沖區(qū)中，然后進行過濾（濾掉不健全和有沖突的幀）和差錯校驗處理，最后再將數據按目的地址發(fā)送到指定的端口。, 直通方式 是指交換機只對接收到的數據幀的目的地址信息進行檢查，然后立刻按指定的地址轉發(fā)出去，但不做差錯和過濾處理。 無碎片直通方式 “碎片”是指當信息發(fā)送突然發(fā)生沖突時，因為雙方立即停止發(fā)送數據幀而在網絡中產生殘缺不全的幀。碎片是無用的信息，必須將其濾除。無碎片直通方式先存儲接收到的數據幀的部分字節(jié)（前64個字節(jié)），然后進行差錯檢驗。如果有錯，立即濾除，并要求對方重發(fā)此幀，否則認為該幀健全，并馬上轉發(fā)出去。,在以上三種交換方式中，存儲轉發(fā)方式具有

14、最高的交換質量，但速率最慢；直通方式是三種交換方式中最快的一種，但因對任何幀都不做過濾處理，所以誤碼率較高；無碎片方式是前兩種方式的折衷。目前多數交換機的工作方式為存儲轉發(fā)。,3. 級聯(lián)與堆疊 采用雙絞線或光纖將兩臺或多臺交換機、集線器連接在一起，以擴大網絡規(guī)模，這種方式稱為級聯(lián)。由于集線器所有端口共享一個帶寬，因此，隨著集線器級聯(lián)個數的增加，網絡傳輸速率會急劇降低。 通過專用的堆疊線將兩臺或多臺交換機、集線器連接起來，稱為堆疊。堆疊在一起的若干交換機中有一臺是主交換機，其余的是堆疊交換機。堆疊在一起的幾臺交換機共享同一個背板帶寬，而堆疊后的集線器在邏輯上被視作為一個單一的集線器。集線器堆疊如

15、圖1-4；交換機堆疊如圖1-6。,38,1.2.2 集線器與交換機的選擇 1. 集線器的選擇 多數情況下，選擇集線器可以從速率、能否滿足擴展需求、外形尺寸、品牌和價格四個方面考慮。,39,（1）傳輸速率 如果上聯(lián)設備允許100M，你自然購買100M集線器。一般情況下，傳輸量較小時，使用10M集線器就足夠了。若要傳輸大量的聲音、圖像等多媒體數據時宜采用10/100M自適應集線器。 （2）滿足擴展需求 集線器應當預留一定的端口數，以備計算機數量增加、個別端口損壞時使用。,40,（3）外形尺寸 如果網絡構架非常簡單，如家庭、一個或兩個相鄰辦公室，就沒有必要考慮集線器的外形尺寸。否則就要考慮集線器的外

16、形尺寸是否符合19英寸工業(yè)標準，以便安裝在機柜中。 （4）品牌和價格 不同的品牌其價格差別很大。如果不需要集線器提供網絡管理功能，所謂“低端產品”也是不錯的選擇。,41,2. 交換機的選擇 （1）從性能上選擇 交換方式：目前還是應當選擇存儲轉發(fā)方式的產品。 是否能夠自適應：應選用10/100M速率自適應、全雙工半雙工模式自適應的產品。 是否提供虛擬局域網（VLAN）管理功能：虛擬局域網技術可以通過交換機對網絡進行分段管理。,42, 端口類型和擴展模塊：多類型端口支持是指一個交換機支持多種類型、多種速率的端口連接。如雙絞線端口、單模光纖端口、多模光纖端口。常見的有10Base-T、100Base

17、-TX、100Base-FX、1000Base-T、1000Base SX、1000Base LX。具有擴展槽的交換機必要時可以選配擴展模塊，以根據網絡需要靈活配置。 提供完善的LED指示燈顯示，便于網絡監(jiān)測和故障排除。,43,（2）從價格、品牌上選擇 市場上的交換機有一種“美高臺低”的說法，美國產品憑借技術優(yōu)勢把持著高端交換機的市場，并不斷制訂出新的標準，其名牌有Cisco、3COM、凱創(chuàng)、Bay、Intel等；而我國臺灣省的D-Link占據著低端交換機的主要市場份額。近年，神州數碼、實達等也相繼推出局域網交換機產品，但品種單一。高端產品功能齊全，價格昂貴；低端產品功能單一，價格便宜。,44

18、,（3）結合具體情況，從實際需求出發(fā) 根據性能的不同，交換機通常劃分為工作組交換機、主干交換機和企業(yè)級交換機3個檔次。應結合實際和需求選擇相應交換機。,45,1.2.3 集線器與交換機的管理 交換機與集線器的管理是網絡管理的重要組成部分。網絡管理員往往通過交換機或集線器的LED指示燈來判斷網絡運行情況。 （1）10/100Mbps端口的指示燈亮并呈桔黃色，說明連接速率為100Mbps；如果是綠色，說明連接速率是10Mbps；如果指示燈不亮，說明相應的端口未接通；指示燈閃爍表明有數據通信。,46,（2）Full Duplex端口的LED指示燈亮，則說明處于全雙工工作狀態(tài)模式；LED指示燈不亮則說

19、明處于半雙工工作狀態(tài)模式。 （3）網絡利用率指示燈，用來反應網絡的利用率，即網絡的擁擠狀況。網絡利用率一般不大于35%，如果超過35%說明該網絡十分擁擠，傳輸速率會急速下降。,47,此外，交換機和集線器的端口數量應保留10%左右的冗余，以確保在增加少量計算機時不必重新購置設備，或者因某個端口損壞時仍能繼續(xù)正常運行和使用。 級聯(lián)端口和普通端口的區(qū)別是由它們自身的工作原理所決定的。一般情況下，級聯(lián)端口優(yōu)先于普通端口，而且在速率、工效等方面比普通端口要高一些。,48,1.2.4 局域網組網選擇集線器還是交換機 隨著網絡技術的迅猛發(fā)展，交換機在網絡中起著越來越重要的作用。 （1）局域網交換機將逐漸取代

20、集線器。目前，10/100M自適應交換機是國際市場上流行的網絡設備。它不僅能提高網絡的整體速度，同時還能夠與原有網絡中的10M設備兼容，使舊的10M以太網設備無縫集成到快速以太網中。10/100M網卡的迅速普及，使快速以太網的技術應用到了普通工作組網絡中，如家庭網絡、小型辦公網、網吧，成為組建及升級網絡時的理想選擇。據有關部門統(tǒng)計，10/100M交換機的銷量在1999年就已經突破4700萬端口。同時，隨著交換機價格的不斷下降，相同端口數和相同速度的交換機其價格與集線器之間的差距已逐漸減小。,49,（2）千兆交換機作為網絡干線連接設備。千兆以太網技術的迅速成熟和市場化，使其成為企事業(yè)機構骨干網的

21、理想選擇。千兆以太網不僅適應了網絡不斷擴展的帶寬需要，同時它也能平滑地與用戶原有的以太網、快速以太網設備相結合。據有關部門的市場統(tǒng)計，千兆以太網的交換機市場在1998年就已經突破22萬端口，在1999年便迅速增長到80萬端口。 （3）“交換到桌面”成為組建局域網的主流。交換機逐漸取代集線器，集線器即將退出歷史舞臺也是發(fā)展的必然趨勢。,50,1.2.6 案例分析與故障解決 1. 用集線器組建一個2030臺計算機的小型網吧 由于該網吧只容納2030臺計算機，規(guī)模較小，所以，完全可以用D-Link公司的兩臺10/00Mbps集線器（一臺24口、一臺12口）來鏈接所有的計算機，即使通過集線器級聯(lián)的方式

22、連接所有的計算機，也能保證足夠的速率。,51,2. 組建一個容納80臺左右計算機的中型網吧 該網吧規(guī)模較大，容納計算機有80臺以上，也就是說至少需要4臺網絡設備。僅僅使用集線器就不合理，必須使用交換機。,52,解決方案：一種方案是采用5臺交換機，其中4臺為24口，連接方法與圖1-7類似；另一方案是采用一臺8口100兆交換機加4臺24口集線器。前一種方式資金投入會多一些，但是全交換網絡整體效率要高一些；第二種方式較節(jié)約資金，結構較合理的交換/共享混合式網絡往往能夠取得最優(yōu)的性能/價格比。如果同樣數目端口的100兆交換機與100兆集線器價格差別較大，建議使用第二種方案。目前低端交換機與集線器的生產

23、成本已經十分接近，二者的價格差別從早期的十幾倍、幾倍逐步縮小，現在已經相差無幾了。集線器將會被逐漸淘汰。,圖1-7 一個中型網吧的建設方案,53,實施方案二的理由：第一，通過交換機將整個網絡的廣播域劃分得較小，僅限于集線器各端口之間，減少了碰撞發(fā)生的可能性，提高了網絡傳輸速率；第二，服務器以及經常被訪問的計算機直接與交換機連接，各網段的計算機訪問這些直接與交換機連接的設備時，碰撞的機率將大大減少。,路由技術,路由技術：工作在網絡層，實現路由選擇。核心技術是路由協(xié)議： RIP路由信息協(xié)議（根據跳來選擇路由） 無鏈路狀態(tài)及鏈路質量的區(qū)別 OSPF開放式最短路由協(xié)議（根據路由表來選擇） 使用廣播協(xié)議將鏈路狀態(tài)和鏈路質量發(fā)送到相鄰路由器,2.3 局域網技術體系,防火墻技術：