网络拓扑实训作业.doc

应用案例】某学校欲构建校园网,学校有几栋建筑涉及教学楼、宿舍楼、网络中心需纳入局域网，各楼之间的距离为5０0米学校要使用网上教务管理系统及网上教学辅助系统网络中心可单独设在一幢楼——4号楼,宿舍楼和教学楼为信息点密集区l 决定组网技术组网技术选择是逻辑网络设计的中重要构成部分组网技术选择重要是局域网类型的选择，局域网类型多种多样,如以太网、令牌环网、无线局域网等在组网技术选择时，需要从其中选择出符合规定的合适的局域网类型拟定拓扑构造确立网络的拓扑构造是整个网络方案规划设计的基本,拓扑构造的选则往往和地理环境分布、传播介质、介质访问控制措施,甚至网络设备选型等因素紧密有关局域网常用的拓扑构造有星型、总线型、环型网络和树型1．选择拓扑构造时，应当考虑的重要因素有如下几点：（1）费用２)灵活性3)可靠性在迅速互换以太网和千兆以太网占主导地位的今天,计算机局域网和城域网一般采用星型或树型拓扑构造及其变种2.星型网络构造与树型网络构造的特点:(１）星型网络必有一种中心节点，所有数据都要通过中心节点互换，因此中心节点是星型网络的核心层2）树型构造是星型构造的扩展，顶层节点负荷较重，属于核心层,但如果设计合理，可以将一部分负荷分派给下一层节点，因此树型构造多余了一种汇聚层。

校园网络信息点较多且比较分散，从可靠性和易维护的角度考虑采用树型拓扑构造l 分层设计措施在网络构造设计中一般采用分层设计思路网络系统被分为不同层次,层次之间既相对独立又互有关联,这就是层次模型网络构造设计规模较大的网络一般呈倒树状分层拓扑构造，提成核心层、汇聚层和接入层３部分,如图１1-1所示图１1-1　 网络分层构造1.接入层①含义：接入层为顾客提供接入网络的服务,多指建筑物中同一层的网络一般状况下接入层的网络分段是基于组织构造的,也就是根据计算机网络所属不同部门进行分段②功能：接入层的重要功能是为最后顾客提供对网络访问的途径，重要提供带宽共享、互换带宽、MAC层过滤和网段微分等功能2.汇聚层①含义：汇聚层是将多种接入层连接起来的网络部分,多指一种建筑物内各楼层网络之间的连接②功能:汇聚层重要提供如下功能：地址的汇集、部门和工作组的接入，广播域、组播传播域的定义,VLAＮ分割，介质转换和安全控制等3.核心层①含义：核心层是整个局域网的骨干，因此又称骨干网,核心层是连接各汇聚层网络部分，在空间上多是指连接不同建筑物，不同地点的网络部分②功能：核心层为下两层提供优化的数据转移功能,它的作用是尽量快地互换数据包而不波及具体数据包的运算。

核心层还涉及IＰ路由配备管理、IP组播、静态ＶLＡN、生成树、设立陷阱和警报、RMON监控管理以及服务器群的高速连接等网络核心层的重要工作是互换数据包，核心层的设计应当注意两点：①不要在核心层执行网络方略：所谓方略就是某些设备支持的原则或系统管理员定制的规划②核心层的所有设备应具有充足的可达到性按照分层构造设计网络拓扑构造时,应遵守如下两条基本原则：(1)网络中因拓扑构造变化而受影响的区域应被限制到最小限度２）路由器应传播尽量少的信息大学园区网络系统重要建设一种校园信息系统，它以管理信息为主体，连接教学、网上学习、校园内部资源共享、外界交流等系统，是一种面向校园的平常业务、立足学校、面向社会,辅助决策的计算机信息网络系统构造一种既能覆盖本地又能与外界进行网络互通、共享信息、展示学校的计算机校园区网,应选用技术先进、具有容错能力的网络产品,在投资和条件容许的状况下也可采用构造容错的措施应完全符合开放性规范，将业界优秀的产品集成于该综合网络平台之中同步具有较好的可扩展性,为此后的网络扩容作好准备采用多种网络技术,做到集数据、图像、声音三位一体，提高校园管理效率、减少校园信息传递成本设备选型上必须在技术上具有先进性,通用性，且必须便于管理、维护，应具有将来良好的可扩展性,可升级性,保护投资。

通过以上设计分析，网络设计方案如图１-1所示图1-１ 校园网络拓扑图l 组网技术选择园区网络设计中，结合既有网络需求和将来的发展需求,按照分层设计的思路，进行技术选择1)接入层接入层根据具体需要可选用的网络有原则以太网、迅速以太网、令牌环网、无线局域网等如果对信息和网络实时性规定不高,可选用原则以太网,最大信息传播率为10Mbps;如果对信息传播率规定较高,可选用迅速以太网，提供100Mbps的带宽，甚至更高可选用千兆以太网等;如果对网络的实时性规定比较高，可选用令牌环网，但是令牌环网增长删除节点操作较复杂,选用时需要特别注意2)汇聚层汇聚层按照网络信息流量的需求和其她某些具体需求可选用迅速以太网、千兆以太网、ＡTM网、ＦＤDI网等FDDI网是最早推出的１0０Ｍbps的高速网络,因此初期大型局域网的核心层多是采用FＤDＩ构造的，目前100Mｂpｓ已经不能作为大型局域网的核心层技术，但汇聚层可选用该技术，FDＤI网络的缺陷是不易增长删除节点ATM由于其传播率较快,故可选作汇聚层技术，拟定是设备复杂,维护人员需专门培训由于价格便宜、构造简朴、管理以便、易于升级等特点,以太网已成为最普遍采用的局域网技术。

３）核心层核心层对于整个局域网络至关重要，网络大部分功能的实现都表目前核心层上，因此对核心层的传播速率、安全性等提出了更高的规定,核心层可选用的技术有AＴＭ网、千兆以太网、万兆以太网等千兆以太网是目前比较流行的核心层技术,但随着万兆以太网的推出，万兆以太网是将来的发展方向在将来的时间里，万兆以太网必然会成为大型局域网核心层技术的首选在本案例中校园网组建案例中，核心层采用千兆以太网技术汇聚层可选用迅速以太网技术l 组网设备选择网络组建要遵循如下的网络设备选型原则:①厂商的选择所有网络设备尽量选用同一厂家的产品，这样在设备可互连性、合同互操作性、技术支持、价格等方面都更有优势作为系统集成上，不应依赖于任何一家的产品,应可以根据需求和费用公正地评价多种产品,选择最优的②扩展性考虑在网络的层次构造中,主干设备应预留一定的扩展能力,而低端设备则够用即可,由于低端设备更新较快,且易于扩展③根据方案实际需要选型重要是参照整体网络设计规定的基本上，根据网络实际带宽性能需求、端口类型和端口密度选型如果是旧网改造项目，应尽量保存并延长顾客对原有网络设备的投资，减少在资金投入方面的挥霍进行设备选择时要理解常用的网络互连设备。

网络互连设备一般可分为网内连接设备和网间连接设备网内连接设备重要有网卡、集线器、中继器和互换机等;网间连接设备重要有网桥、路由器及网关等１)互换机从规模应用对互换机分类可以将互换机分为公司级互换机、部门级互换机和工作组级互换机互换机的性能指标有：①MAC地址表容量:地址表容量越大,单个端口的管理能力就越强②背板带宽背板带宽是互换机接口解决器或接口卡和数据总线间所能吞吐的最大数据量一台互换机的背板带宽越高,所能解决数据的能力就越强，但同步设计成本也会提高③生成树原则(Spaｎnｉｎｇ Ｔree):生成树合同的编号是IEEE802.1d④流量控制方式互换机采用的流控方式重要有动态分派内存和背压（Ｂaｃk Prｅssuｒe）在动态分派内存方式中,互换机的各个端口共用缓冲器，互换机辨认网络的流量,自动根据网络流量为每个端口分派内存以保证丢包状况不会发生在背压方式中,互换机为各个端口独立分派缓冲器，当接受端口的缓冲期即将满时箱发送端口发送假冲突信号,逼迫发送端口不再发送数据从而保证不丢包⑤ＶLAN能力互换机的VＬAN能力体目前ＶLＡN的划分方式和数量上⑥端口聚合功能(Pｏｒt Trｕcking)端口聚合功能体目前互换机可以支持的聚合端口的数量上,输量越大阐明互换机的聚合能力越强。

⑦支持的合同和原则互换机根据层次一般可分为第2层互换机和多层互换机一般所说的互换机就是指第2层互换机也叫LＡN互换机，它体现了桥接技术的复杂互换技术在OSI参照模型的第二层操作多层互换机还使用第３层网络地址,完毕部分路由器的路由功能也可以检查第4层信息，涉及协助辨认应用程序类型的TCP报头⑧部件冗余性⑨网管能力互换机的网管能力体目前对ＲMON管理、SNMP管理、基于Ｗeb管理等的支持限度和管理界面的和谐限度2)路由器路由器(Roｕtｅr）在实际应用中只有两种重要的类型：①内部路由器：工作在园区网内部,重要实现子网路由与包过滤②边界路由器:提供园区网到广域网或Inteｒnｅt的连接路由器的性能指标：① 全双工线速转发能力：全双工线速转发能力是指以最小包长(以太网64字节、ＰOS口40字节)和最小包间隔（符合合同规定）在路由器端口上双向传播同步不引起丢包该指标是衡量路由器性能的重要指标② 设备吞吐量:指设备整机包转发能力,是设备性能的重要指标③ 端口吞吐量:端口吞吐量是指端口包转发能力，一般使用pps(包每秒）来衡量④ 背靠背帧数:背靠背帧数是指以最小帧间隔发送最多数据包不引起丢包时的数据包数量。

由于网络构造一般采用分层设计,对每一层设备的性能规定是不同的,因此各层对互换机的性能规定不同1）核心层互换机的选择核心网络骨干互换机是宽带网的核心，网络核心互换机的选择和网络的规模以及所规定的性能密切有关,应具有下列特点:①高性能和高速率第二层互换最佳能达到线速互换，即互换机背板带宽≥所有端口带宽的总和如果网络规模较大,需要配备VLAN,规定必须有较杰出的第三层(路由）互换能力②定位精确便于升级和扩展具体来说，25０个信息点以上的网络,合适于采用模块化(插槽式机箱）互换机;５00个信息点以上的网络,互换机还必须可以支持高密度端口和大吞吐量扩展卡；２５0个信息点如下的网络,为减少成本,应选择具有可堆叠能力的固定配备互换机作为核心互换机③高可靠性除考核、调研产品自身品质外，应根据经费许可选择采用冗余设计的设备,如冗余电源等且设备扩展卡支持热插拔,易于更换维护④强大的网络控制能力提供QｏS和网络安全,支持RADIUS、TＡCACＳ＋等认证机制⑤良好的可管理性支持通用网管合同,如SNMP、ＲMＯN、RMON2等2）汇聚层／接入层互换机的选择汇聚层／接入层互换机亦称外围互换机或边沿互换机,一般都属于可堆叠,可扩大式固定端口互换机。

①灵活性提供多种固定端口数量搭配供组网选择，可堆叠、易扩展,以便由于信息点的增长而进行扩容②高性能作为大型网络的二级互换设备，应支持平兆／百兆高速上连(最佳支持FEＣ／GＥC)，以及同级设备堆叠，固然还要注意与核心互换机品牌的一致性;如果用作小型网络的中央互换机，规定具有较高的背板带宽和三层互换能力等③在满足技术性能规定的基本上，最佳价格便宜、使用以便、即插即用、配备简朴具有一定的网络服务质量和控制能力以及端到端的ＱoS④如果用于跨地区公司分支部门通过公网进行远程上联的互换机,还应支持虚拟专网VＰN原则合同⑤支持多级别网络管理具体设计时，网络主干设备和核心层设备一般选择具有三层互换功能的高性能主干互换机考虑局域网的可靠性和安全性，核心层互换机需采用冗余和热备份设计汇聚层互换机和接入层互换机一般采用二层互换机在本案例中,核心层负责整个园区网络的通讯,为整个网络的骨干中心，需要大背板带宽的网络设备由于园区网络发展规模较大,将来需提供多媒体办公、办公自动化、图书资料检索、远程互联、视频会议等复杂的网络应用核心互换机可选用DCＲS-6５。