通信网络与综合布线技术

通信网络与综合布线技术陈红2007年5月七、计算机网络工程设计要有根据、有条有理,统一规划，全面设计网络技术先进、可靠，便于维护管理，选用主流产品网络功能完善、结构灵活、着眼未来，留有扩充余地坚持开放性、采用国际标准在保证实现系统需求的前提下，提高系统的性价比。 1、设计依据2、网络工程设计步骤（1）系统调查与用户面谈——了解终端或工作站的位置与数量、现有通信设备类型、计算机系统、未来的数据处理与通信需求。查询技术报告和资料——掌握现有网络资料，包括：网络拓扑结构，工作站、多路复用器、路由器、网关的准确位置、型号和配置，传输速度，编码方式，体系结构和协议，已有网络服务及系统造价。问卷调查——无法进行大范围面谈情况下，可以使用问卷调查表搜集有关信息。（2）需求分析对网络的功能要求——包括用户要求网络必须完成的所有功能和提供的服务。将它们划分成几大类：数据库和程序的共享，文件的传输与存取，视频会议与多媒体通信，电子商务等。对网络的性能要求——包括用户对网络的信息处理能力（通信量、请求响应时间或延时）、存储能力、容错能力网络的安全要求——要求的安全机制的类型、确定在Internet连接上是否需要额外的安全机制。对网络的扩充性要求——包括提高网络的传输速度，增加主机（组服务器）的数目和规模，增加部门网络的数目，在部门网络上增加网络设备等。网络的管理要求——要求的网络管理策略、是否有网管工作站来观察网络性能和故障、用户是否有任何的记帐和安全管理要求。（3）网络方案设计*网络的体系结构与传输介质的选择网络的拓扑结构选择网络干线技术方案选择网络服务器功能与应用软件选择网络设备选型网络管理设计广域网接入设计网络可靠性与安全性设计（机房）10Base以太网FDDI100BaseATM1000Base交换技术的发展第二层帧交换机的发展传统主干路由(主干集线器)第二层帧转发机箱式交换机第三层交换能力交换机（取代LAN路由器）网络的干线技术方案选择第三层交换技术第三层交换技术首先由Ipsilon公司提出，1997年被网络设备生产商广泛认可，随后采用第三层交换的交换机用户大量涌现第二层交换不关心数据帧的网络层信息，只寻找数据包中的信宿MAC地址。第二层交换设备只建立和维护基于MAC地址的交换表。第三层交换工作在网络层，它检测数据包并根据信元的网络层地址转发数据，第三层交换支持路由功能。网络的拓扑结构设计第1层网络(物理层)拓扑结构的设计——星形拓扑结构图7-5扩展星形网络第2层网络拓扑结构设计第2层网络拓扑结构的设计——提供流量控制、错误检测、纠错和减少网络拥塞。一般不涉及到协议转换的问题，因此通常只包含传输线缆、网桥、局域网交换机以及集线器等OSI二层以下设备。图7-10网络高带宽移植示例图第三层网络拓扑结构设计第3层的拓扑结构设计——应用第3层（网络层）的设备（如路由器）来构建独立的局域网段并允许段间以第3层地址（如IP地址）为基础进行通信。图7-11路由器应用示例图路由器是依据数据包的目的地址向前传送数据，但它并不发送ARP请求等局域网广播，因此，可以认为路由器是广播域的边界，它阻止广播包传送到其他局域网段。利用路由器对网络分段图7-14应用路由器对网络分段示意图利用路由器对网络分段图7-14应用路由器对网络分段示意图VLAN应用1图7-12VLAN应用示例图1VLAN应用2图7-13VLAN应用示例图2广域网接入设计将计算机网络接入互联网的方法很多，数字数据网（DDN）、异步传输模式（ATM）、帧中继（FR）、公用电话交换网（PSTN）、综合业务数字网（ISDN）、非对称数字线路（ADSL）、电视同轴电缆等都可以做为接入互联网的手段。但是，这些网络和技术通常都是经营性的，由电信或其他部门负责，用户必须支付一定的费用才可使用。因此，对于不同的网络用户和不同的的网络应用，选择合适的接入方式非常重要。可以提供宽带接入的服务商除中国电信外还有联通、长城宽带、铁通、吉通、广电和网通等电信经营商。各种接入方式特点一览表接入方式应用特点模拟调制解调器远程办公者和拨号移动用户使用。平均使用情况是每天小于2小时。线速率为56K或更低。作为另一种类型链路的备份使用。可以被接到网络设备（如路由器）上作远程访问配置。用户为使用线路付费。ADSL使用现有的铜电话线，通常为家庭或远程办公室提供最高为1.544Mbit/s的速率。电缆调制解调器数据连接在有线电视的线路上建立。可能的Internet接入带宽最高可达27Mbit/s；然而，实际带宽要根据电缆线的安装情况而定。专线在点到点网络和集中—分支拓扑中使用。常用专线为T1（1.544Mbit/s）和T3（44.736Mbit/s）。用作其他高速链路的备份。T1通常用于企业Internet连接。用户为专用线路付费。ISDN基本速率接口（BRI）由两个64Kbit/s的B信道和一个16Kbit/s的D信道组成。企业和远程办公者的经济有效的远程接入方式。支持语音和图象。用作专线和帧中继链路的备份。用户为使用线路付费。帧中继远地之间的经济有效、高速、低延迟的网状或集中—分支拓扑。用于远程办公室和LAN。一般线速率为T1。可以是专网和运营商提供的网络。用户为使用线路付费。X.25具有第三层可靠性特点的WAN电路或骨干。支持传统应用。ATM支持不断增加的带宽要求。提供多种服务质量等级，以便支持对时延和丢失要求不同的应用。支持语音、图象和数据。在T3、SONET和其他高速线路上使用。用户为专用线路付费。网络设备选型交换机的选择——采用的网络技术、传输介质和工作站的数量和处理速度，是选择不同档次的交换机的重要因素。ATM网络选择相应的ATM交换机，FDDI网络选用相应的FDDI交换机，以太网则选择占据当前市场率最高的以太网交换机。对于采用光纤的网络，必须考虑到与光纤相连的交换机有无光纤收发口。至于工作站的数量则直接决定交换机端口的数目，同时设计时必须保证到达工作站的带宽能够满足用户的要求DES-6000可网管机箱式千兆以太网交换机核心层DES-3225G支持千兆的可网管24口10/100Mbps交换机汇聚层支干交换机路由器的选择根据性能和价格，路由器可分为低端、中端和高端三类。高端路由器又称核心路由器，每秒信息吞吐量均在100亿比特以上，目前国际上只有极少数国家能研制开发，高端路由器实现企业级网络的互联。低、中端路由器每秒的信息吞吐量一般在几千万至几十亿比特之间。中端路由器支持的网络协议多（包括IP、IPX和Vine），还要支持防火墙、包过滤以及大量的管理和安全策略以及VLAN（虚拟局域网），速度快。路由器设备的端口选择——常见的路由器端口至少应包含局域网端口和广域网端口各一个。广域网接口主要包括同步并口和异步串口之分，局域网接口主要包括以太网、令牌环、令牌总线、FDDI等网络接口；大部分路由器都带有RJ45口。路由器的传输速度——目前10/100Mbit/s自适应路由器已成为主流，千兆位交换路由器的光接口速度可以达到622Mbit/s、2.5Gbit/s甚至10Gbit/s。路由器的控制管理——通常都是利用终端，通过专用配置线连接到路由器的配置口直接进行配置管理的。若为异地管理方式，就需要路由器提供远程登录功能或者远程Modem拨号配置功能，达到远程管理路由器的目的。支持多种协议的路由器——可为网络将来的升级节约资金。路由器的稳定安全——目前许多厂家的路由器可以设置访问权限列表，实现防火墙的功能。在使用路由器对外连接时，路由器能够利用地址转换功能，使外部用户就无法了解到公司内部网的网络地址，进一步防止了非法的用户入侵。路由器作为数据转发网络设备的一个重要的指标——就是“丢包率”，指的是在一定的数据流量状态下路由器不能进行转发的数据包的比例。价格因素——包括路由器的运行和维护费用，以及由于路由器的性能而引起的广域网通信费用都应该考虑在内。服务器功能与应用软件设计成功的设计一个网络，其中一个关键在于设计者要了解网络对于服务器功能和位置的需求。典型服务器的运行方式不同于工作站，它们运行特定的操作系统，目前，每个服务器通常用来提供一种功能，例如E-mail或文件共享及其它应用服务。可以把服务器分成两类：企业服务器和工作组服务器。企业服务器通过E-mail或域名（DNS）等系统支持所有用户在网络上提出的服务请求，如图7-15所示。而工作组服务器只为特定的用户群提供如字处理、文件共享等服务。各种服务器区别示意图7­15 各种服务器区别示意磁盘驱动器控制器 ——目前主要有FASTSCSI、T／WIDESCSI二种标准磁盘容错方式—— 目前主要有磁盘镜像、磁盘双工和磁盘阵列技术。网络应用软件与操作系统网络上常用的操作系统主要是Novell公司的Netware，Microsoft公司的Windows，IBM公司的OS／2，LANServer和UNIX，LINUX。在网络应用项目确定后，网络应用软件也就基本选定。对于选择商品化应用软件的项目而言，因根据应用软件需要的操作系统环境来确定网络操作系统。BACKOFFICENT/2000网络操作系统——含有windows2000server，Exchange2000，SQLserver2000，ISA四个组成部分。网络管理设计安全管理策略（略）防病毒软件选择网络管理软件选择——与所选产品有关