模块2：网络布线的规划、设计、施工与测试

2009-7-20,苏州市职业大学计算机工程系,1,模块二,网络布线的 规划、设计 施工与测试,2009-7-20,苏州市职业大学计算机工程系,2,网络组建规划,网络组建是一项系统工程，它涉及到网络技术、网络应用及网络维护与管理等方方面面。所以，在正式实施网络组建工程前，必须做好各方面的计划，也就是本模块所要介绍的“网络规划”。,2009-7-20,苏州市职业大学计算机工程系,3,网络规划在新网络组建和旧网络改造中是一项非常关键的准备工作。网络规划要做的工作也非常多，它需要考虑到整个网络部署的方方面面，而不仅是简单地描绘网络拓扑结构。从大的方面来讲，包括原有网络应用评估(仅适用于网络改造情况)、网络应用需求、网络规模、网络拓扑结构、网络技术应用、操作系统选择、投资预算、设备选购、应用软件配置、网络访问量、外网连接方式及网络安全需求等。,2009-7-20,苏州市职业大学计算机工程系,4,从细的方面分析的话，还可以考虑到诸如网络用户的远程接入(包括互联网接入)方式所需的访问控制技术、网络的管理方式、主要网络数据传输类型及是否需要语音和视频的接入等。在此主要是从大的方面进行介绍，细节方面不同网络间的区分较大，很难有统一的规则，故在此不进行介绍。,2009-7-20,苏州市职业大学计算机工程系,5,重点内容, 网络规划的考虑； 网络设计原则； 子网与IP地址的规划； 网络通信协议的选择原则； 网络操作系统的选择考虑和发展现状。,2009-7-20,苏州市职业大学计算机工程系,6,1.1 网络规划的综合考虑和设计原则,网络规划是网络组建的第一步，也是最为关键的一步。规划不好，轻则组建起来的网络很难全面满足单位的实际的网络应用、管理以及未来发展需要；重则整个网络可能无法正常工作，造成巨大的投资浪费，特别是在大型网络中。本节要向大家介绍的是，企业局域网组建前网络规划应综合考虑的方面和设计原则，具体的各部分规划将在本章后面详细介绍。,2009-7-20,苏州市职业大学计算机工程系,7,1.1.1 网络规划综合考虑,从宏观方面来说，企业局域网组建首先需要考虑以下几个主要方面。 1. 网络规模 网络规模在相当大程度上决定了以后具体网络设计中所采取的技术和设备，因为不同规模的网络对网络技术的采用、网络拓扑结构的配置、IP地址的分配和设备的选择都有不同要求。如只有几十个用户以内的小型网络，可以只选用普通的快速以太网，普通的C类局域网专用IP地址网段(192.168.0.0192168.255.255)，两层结构的星型以太网拓扑结构，以及普通的二层快速以太网设备即可，如图1-1所示。这样，一方面可以满足网络应用需求，另一方面可以节省大笔的网络组建投资。,2009-7-20,苏州市职业大学计算机工程系,8,图1-1 典型的小型办公室网络拓扑结构,2009-7-20,苏州市职业大学计算机工程系,9,而如果用户数在100254之间(属中小型网络)，在技术上就要提升一个档次。至少要在核心层采用千兆以太网技术，以确保总体网络性能；网络拓扑结构也要达到3层；网络设备中的核心交换机也最好要采用支持千兆以太网技术，并且是可管理的网管型交换机，最好是3层交换机。典型网络拓扑结构如图1-2所示。IP地址也可采用单网段的上述C类局域网专用地址。当然在需要时，也可以根据子网掩码重新划分子网。,2009-7-20,苏州市职业大学计算机工程系,10,图1-2 典型的中小型网络拓扑结构,2009-7-20,苏州市职业大学计算机工程系,11,如果网络用户数在254个以上(属大中型网络)，单个C类局域网专用IP地址网段不能满足用户的需求了。此时就有多种选择了，既可以仍采用免费的C类局域网专用IP地址网段的地址，此时就需要用到多个不同网段了，中间用路由器或三层交换机连接；也可以向IP地址管理机构申请本来属于广域网用户使用的B类，甚至A类IP地址网段了。当然如果局域网不与外部网络连接，则可不必申请。此时的拓扑结构就会更复杂了，虽然网络层次可能仍只有3层，但每一层所用的交换机设备可能非常多。网络设备肯定要有千兆或者千兆以上的核心设备，大型网络中的核心交换机还可以采用万兆交换机。,2009-7-20,苏州市职业大学计算机工程系,12,2. 网络应用需求,虽然总体来说，网络性能需求是由网络规划决定的，但在具体的网络应用环境中，单位的网络应用需求同样左右着网络中所采用的技术和设备档次，即使是只有几十个用户小型网络。如在一个多媒体教室中，虽然用户数可能就几十个，但由于要运行多媒体教学软件，这类数据传输需要较高的网络带宽，所以在这类网络中所采用的技术通常也比较高，一般都选择千兆以太网技术和支持千兆以太网技术的交换机设备。,2009-7-20,苏州市职业大学计算机工程系,13,在网络应用方面，主要考虑到在网络中传输的数据类型，以及网络传输实时性的要求。一般的网络文件共享没有额外的要求，但如果网络中主要传输的是图片(如图片FTP站点等)、图像(如视频点播、多媒体教学等)、动画(如多媒体企业网站、动画教学等)且没有足够的带宽保证，就无法保证上述任务正常工作，可能出现停滞、不连续，甚至死机的现象。,2009-7-20,苏州市职业大学计算机工程系,14,在企业网络应用方面，还有一种比较普遍的现象，那就是现在各种信息化数据库软件(如进销存软件、财会软件及ERP软件等)的使用。由于这类软件一般同时有非常多用户在持续使用，所以对网络带宽的要求也较高，在网络设计时要充分考虑这些用户的网络应用对所连的网络带宽的需求。,2009-7-20,苏州市职业大学计算机工程系,15,3. 可升级性,网络技术的发展，虽然不能用一日千里来形容，但发展速度也是相当快的，不仅原有技术在不断升级换代，而且还不断有新的技术在涌现。再加上，单位网络应用需求也在不断提升，这一切都对网络升级提出了迫切需求。而企业网络设计之初又不可能有很全面的前瞻性，在网络中部署所有未来的技术和应用接口。即使有前瞻，也只能是暂时的。而单位网络经常重建的可能非常小，一般都是采取升级的方式来提高网络的性能。这就要求网络设计之初的网络规划就要充分考虑到这一点。,2009-7-20,苏州市职业大学计算机工程系,16,网络的可升级性主要体现在综合布线、网络拓扑结构、网络设备、网络操作系统及数据库系统等多个方面。 在综合布线方面，在设计之初就要考虑到各部门在未来人员都有可能大幅增加，就必须在最初布线时留下一定量的网络接口。,2009-7-20,苏州市职业大学计算机工程系,17,网络拓扑结构的可升级性考虑就是要能在网络用户增加时，能灵活拓展，添加网络设备，改变网络层次结构。我们知道，局域网中的网络拓扑结构有多种，其中包括使用双绞线、光纤电缆的星型以太网结构，使用同轴电缆、光纤的环型结构和总线型结构，还有一种是由星型结构和总线型结构混合组成的混合型结构。这4种主要拓扑结构的可扩展性能不一样，总体上来说是混合型的可扩展性能最好，适用于大型、地理位置比较分散(如分布在多栋建筑物之间，不同楼层之间)的网络；星型网络次之，适用于在同一楼层的小型以太网。单纯总线型和环型网络已很少在企业局域网中使用。,2009-7-20,苏州市职业大学计算机工程系,18,网络设备方面，可扩展性主要体现在网络设备是否是模块化结构，是否可以灵活地通过添加模块来扩展网络用户接口。一般因为模块化结构的网络设备价格昂贵，所以不必所有网络设备都支持模块化，而只是对处于核心层的网络设备有这方面的需求。汇聚和接入两声能的网络设备一般可直接通过添加设备数接在核心层设备上来扩展。,2009-7-20,苏州市职业大学计算机工程系,19,在网络设备中，一个最为关键的设备就是网络服务器，它在相当大程度上影响着整个网络的性能和可扩展性。现在的部门级以上的服务器都在可扩展性方面有了明显的要求，如IBM的按需扩展理念，就是在需要时，可随时通过扩展服务器中的CPU数量、扩展插槽数量和磁盘数量来提升服务器性能。,2009-7-20,苏州市职业大学计算机工程系,20,在网络设备的可升级方面还有一个重要方面需要充分考虑，那就是在网络升级后，原有设备的可用性。这就涉及到技术问题了。在设计网络之初，应尽可能在相应网络层次上应用当前最主流的网络技术，如核心层则需要考虑千兆位以太网技术，汇聚、接入两层至少要考虑百兆位快速以太网技术，而根本不要考虑早已过时的10Mb/s网络设备了。这样在网络升级后，原有网络设备就不至于全部被淘汰。,2009-7-20,苏州市职业大学计算机工程系,21,如在一个企业网络中，网络升级后新添加了核心层交换机，则原来担当核心交换机的就要下降到汇聚层，甚至接入层。而原网络中的汇聚层，或者接入层设备性能太差(如10Mb/s的交换机，或集线器)，就可能不能满足升级后网络的应用需求，就可能被淘汰。所以，在组建网络选择设备时就要考虑到日后的升级，不要贪一时便宜，选择太低档的网络设备，否则网络升级后所承受的投资浪费就可能更大。,2009-7-20,苏州市职业大学计算机工程系,22,在操作系统方面，最好能选择升级方式更新版本的，如Windows的网络操作系统，以保证网络中的数据在系统升级时不丢失。数据库系统中方面，最好也是能支持版本升级的，不要选择经常更换核心技术，经常更换核心技术的数据库系统无法通过版本升级实现数据库的平滑升级。,2009-7-20,苏州市职业大学计算机工程系,23,4. 性能均衡性,许多网管朋友喜欢特别注重像服务器、核心交换机之类的关键设备，购买这类设备时非常大方，专门选高档的，可在汇聚层和以下的网络设备就非常随意了，有的则沿用早几年淘汰下来的网卡，或者10Mb/s集线器。甚至也不舍得购买好一点的网线，总是贪便宜，结果购买的全是假的五类双绞线。,2009-7-20,苏州市职业大学计算机工程系,24,这样做的结果是很明显的，整个网络性能非常不均衡，瓶颈无处不在，大多数客户端无法享受到服务器、核心交换机所带来的高能性。因为它们的网卡、所连的交换机、集线器带宽本身就服务器等主要设备的非常窄，即使带宽再宽也没有任何意义。 网络性能与网络安全都遵循一个“木桶”原则，也就是说性能取其最差的。如某一支路上层带宽虽然可达到千兆位，可连接到客户机的网卡带宽只是10Mb/s，这样客户机上的带宽最高也只能是10Mb/s。,2009-7-20,苏州市职业大学计算机工程系,25,鉴于这一因素，要求我们在设计网络中，一定要对整个网络性能综合考虑，上层的是要好些，但下层的也不能太差，通常是按“千-千-百”、“千-百-百”，或者是“万-千-千”、“万-千-百”的原则来设计，也就是在核心层如果是千兆以太网，则汇聚和接入两层至少应该是百兆位的快速以太网；如果核心层达到了万兆位，则汇聚层至少应该是千兆位的快速以太网，接入层至少是百兆的快速以太网。这不仅要求各层的交换机端口达到这个要求，而且还要求用户端的网卡，以及传输介质都达到这个要求。,2009-7-20,苏州市职业大学计算机工程系,26,5. 性价比,现在什么都讲究性价比，性价比越高，实用性越强。在组建网络时也一样，特别是在组建大型网络时。搞不好，虽然网络性能足够了，但企业目前或者未来相当长一段时间内都不可能用得上太高的性能，造成网络投资浪费。,2009-7-20,苏州市职业大学计算机工程系,27,如只有几十人的小型办公室网络，也没有什么在性能上有特别需求的网络应用，却配置了全部为千兆位网络的可网管型交换机，这显然是没有必要了。如一般的24口二层快速以太网交换机也就2000元以内，但如果选择的是网管型交换机则至少要3000元以上，如果是三层千兆位的交换机，则至少要5000元以上，通常是上万元。,2009-7-20,苏州市职业大学计算机工程系,28,6. 成本考虑,俗话说得好：有多大的脚，穿多大的鞋。这就要求我们量力而行。还有一句俗话是：有多少钱，做多少事。道理一样，在组建网络时，我们必须与企业的经济承受能力结合起来考虑，尽可能用最少的钱，办最多、最好的事。 一般来说，