任务4：办公楼交换式局域网组建

项目一局域网组建任务四：办公楼交换式局域网组建主要内容4.1、任务介绍4.2、任务分析4.3、相关知识4.4、任务计划（设计与选型）4.5、任务实施4.6、实训4.7、归纳总结4.1、任务介绍•办公楼交换式局域网组建任务的介绍：–任务的意义–具体任务的介绍1、任务的意义随着办公信息化、自动化的需求，各单位为提高办公效率，促进信息交流，适应现代化办公的要求，都需要组建办公楼局域网。很多企事业单位都有自己的办公大楼，在办公楼有多间办公室，多间办公室的计算机都要求共享文件，互相通信，处理业务。2、具体任务的介绍本次任务以一个6层的办公楼（办公楼楼长42米，楼宽30m，楼层高度3m）作为例子，首先对办公楼进行一个正确的设计规划，然后处理综合布线、网络设备选型与配置、服务器设备选型与配置、网络软件的安装等方面的内容，完成该办公楼交换式局域网的组建，最后对该局域网进行相关的网络测试。4.2、任务分析(1)首先搞清楚给哪些建筑物布线，每座建筑物中的哪些房间布线，每个房间的哪个位置要预留信息插座，建筑物之间的距离、建筑物的垂直高度和水平长度等。只有事先调查好这些情况，才能合理地设计网络拓扑结构，选择适当的位置作为网络管理中心以及作为设备间放置连网设备，有目的地选择组建网络所使用的通信介质和交换机。4.2、任务分析(2)该办公大楼是个6层高的大楼，楼长42米，楼宽30m，楼层高度3m。根据用户的需求，需要设计和安装综合布线系统。在综合布线系统上传输的信号种类为数据和语音。每个信息点的功能要求在必要时能进行语音、数据通信的交互使用。(3)此外，网络设备选型与配置、服务器设备选型与配置、网络软件的安装和局域网的连接测试等也是组建办公楼交换式局域网中重要的内容。。4.3、相关知识•组建办公楼交换式局域网的相关知识：4.3.1网络综合布线4.3.2交换机4.3.3路由器4.3.4路由选择4.3.1、网络综合布线（1）综合布线系统综合布线系统（PremisesDistributionSystem，PDS）是建筑物或建筑群内的信息传输通道，PDS是使用标准的双绞线和光纤，支持高速率的数据传输，用于语音、数据、图形图像和其他信息技术的标准结构化布线系统。4.3.1、网络综合布线（2）综合布线系统的组成综合布线系统包括6个子系统：工作区子系统、配线（水平）子系统、管理间子系统、干线（垂直）子系统、设备间子系统、建筑群子系统和进线间子系统。第1章网络综合布线系统工程技术4.3.1、网络综合布线（3）网络综合布线网络综合布线是综合布线系统的重要分支。网络综合布线系统重点考虑的是如何适应具体网络方案所提出的网络带宽、拓扑结构、传输距离和信息点分布等要求。可以说网络综合布线系统是网络工程和综合布线系统相结合的产物。4.3.2、交换机（1）交换机的概念交换机也叫交互式集线器，是构建局域网络的一种重要设备。它可将用户收到的数据包根据目的地址转发到相应的端口。交换机具有桥接功能和增加现有网络带宽的能力，它和网桥类似，都工作在MAC子层，交换机最常见的用途是减少以太网上的冲突并提高其带宽。4.3.2、交换机（2）交换机的分类按使用网络技术的不同，LAN交换机可分为以太网交换机、ATM交换机、FDDI交换机和令牌环交换机等；以交换机的应用规模为标准，可以将交换机划分为接入层交换机、汇聚层交换机和核心层交换机。•按应用的规模划分，有工作组交换机、骨干网交换机和中心交换机；•按交换机结构划分，有固定端口交换机和模块化交换机；•按交换机的工作协议层划分，有第2层交换机、第3层交换机和第4层交换机；•按交换机采用的交换方式划分，有直通式交换机、存储转发式交换机和碎片隔离式交换机。•第二层交换机：工作于数据链路层，具有信息流通和差错控制能力，类似于网桥(传统交换机都是第二层交换机，它们是基于网桥技术)。•第三层交换机就是将传统的交换功能和路由功能结合起来的网络设备，它既可完成传统交换机的端口交换功能，又可完成路由器的路由功能。这种结合并非简单的物理结合，而是各取所长的逻辑结合。4.3.2、交换机（3）交换机的图例典型的交换机如图所示。LED指示灯端口密度管理端口高速端口交换机外观图交换机实物图(4)交换机的工作原理•当两个站点间有信息包要传递时，在两站点间通过交换机临时建立一条点到点的连接，包发送完后立即拆除该连接。•由此可见，交换式局域网可从根本上改变共享介质的方式，可通过交换机支持端口节点之间的多个并发连接，实现多节点之间数据的并发传输，因此可以增加局域网带宽，改善局域网性能和服务质量。交换机允许三对用户同时通信A与C、B与F、D与E之间ABCDEF•交换机从一个端口收到包，识别出包中的目的站的MAC地址，通过查找“端口-MAC地址”映射表，得到目的站所在的端口后即在两端口之间建立一条虚连接，将包从源端转发到目的端。•交换机内部可同时建立多个虚连接，相当于多路复用，因此，连接交换机端口的多个站点之间可存在并发通信。交换机允许三对用户同时通信A与C、B与F、D与E之间ABCDEF4.3.2、交换机（5）VLAN的划分通过路由和交换设备，在网络的物理拓朴结构基础上建立一个逻辑网络(VLAN)，以使得网络中任意几个局域网网段或（和）节点能够组合成一个逻辑上的局域网。优点如下：控制网络的广播风暴；确保网络的安全性；简化网络管理；不同厂商的交换机大多支持以下几种VLAN的划分方式：•基于端口的VLAN•基于MAC的VLAN•基于IP的VLAN•基于组播的VLAN（4）VLAN的划分•建立在局域网交换机上，以软件方式实现逻辑工作组的划分与管理，逻辑工作组的节点组成不受物理位置的限制；•同一逻辑分组的成员可以分布在相同的物理网段上，也可以分布在不同的网络上；房间A房间B房间C123456789交换机VLANA：1-3-6-8-9VLANB：2-4-5-7VLAN的物理连接结构VLAN的逻辑结构VLANAVLANB136894257交换机组建VLAN的原则（一）•在网络中尽量使用同一厂家的交换机，而且在能用交换机的地方尽量使用交换机；•使用交换机组建一个范围尽可能大的交换链路，并且让尽可能多的计算机直接连接到交换机上；•层次化地将交换机与交换机相连，要避免使用传统的路由器，以保持整个网络的连通性。组建VLAN的原则（二）•根据应用的需要，使用软件划分出若干个VLAN。每个VLAN上的所有计算机不论其所在的物理位置如何，都处在一个逻辑网中。•VLAN之间可以互通，也可以不相通。若要实现其中的某些VLAN能够互通，则使用一台中央路由器（或者路由交换机），将这些VLAN互连起来，从而形成一个完整的VLAN。VLAN的划分方法•基于交换机端口的虚拟局域网•基于交换机端口的虚拟局域网无法自动解决节点的移动、增加和变更问题。如果一个节点从一个端口移动到另一个端口时，网络管理者必须对虚拟局域网成员进行重新配置。端口1234123456123455交换机一交换机二交换机三端口端口VLANAVLANBVLANCVLAND基于MAC地址的虚拟局域网•优点：–允许节点移动到网络其它物理网段；–可以解决基于端口的VLAN所不能解决的问题，将一个集线器连接区域内的节点划分到不同的VLAN中。•缺点：–需要对大量的毫无规律的MAC地址进行操作；端口1234123456123455交换机一交换机二集线器端口端口一个VLANMAC地址:00-A0-C9-9C-AA-5800-07-2C-AB-16-2104-A8-97-C6-B10A-12-2D-B8-2C-01基于网络层地址的虚拟局域网•使用节点的网络层地址来配置虚拟局域网，要求交换机能够处理网络层的数据；•有利于组成基于服务或应用的虚拟局域网；•用户可以随意移动节点而无需重新配置网络地址；•一个虚拟局域网可以扩展到多个交换机的端口上，甚至一个端口能对应于多个虚拟局域网。•由于检查网络层地址比检查MAC地址的延迟要大，因此，这种方法影响了交换机的交换时间以及整个网络的性能；4.3.3、路由器（1）路由器的概念路由器是由硬件和软件组成的。路由器的硬件主要由中央处理器、内存、接口以及控制台端口等物理硬件和电路组成；而软件则主要由路由器的IOS操作系统构成。路由器是一种智能选择数据传输路由的设备，用于实现局域网之间，以及局域网与因特网的互联，将所有的网络连接在一起。4.3.3、路由器（2）路由器的功能路由器工作于OSI参考模型的网络层，它除具有网桥的所有功能外，还具有路由选择功能。路由器主要有以下几种功能：•网络互连；•数据处理，提供包括分组过滤、分组转发、优先级、复用、加密、压缩和防火墙等功能；•网络管理，路由器提供包括配置管理、性能管理、容错管理和流量控制等功能。4.3.3、路由器（3）路由器的图例典型的路由器CISCO2800系列如图所示。4.3.3、路由器（4）路由器的分类路由器按照不同的划分标准可以有多种类型，常见的分类有以下几种：•按传输介质：路由器可分为有线路由器（简称路由器）和无线路由器两种。•按结构：路由器可分为模块化路由器和非模块化路由器两种。•按功能档次：路由器可分为骨干级路由器，企业级路由器和接入级路由器。4.3.4、路由选择路由选择（Routing）是为数据包寻找到达一个网络（或终端主机）的路径的过程。选择路由在大型网络中非常复杂，因为在一个数据包在到达终端之前将经过许多潜在的中间信宿。路由选择意味着在计算机网络中发现路径，随着它信息能够被发送。4.4、任务计划（设计与选型）•制定办公楼局域网的任务计划：–任务设计•办公楼局域网的设计图•办公楼局域网拓扑结构图•综合布线的设计–设备选型•交换机的选择•路由器的选择•其他设备的选择1、任务设计（1）办公楼局域网的设计图根据办公楼交换式局域网设计要求，结合本任务的实际情况，得出该办公楼局域网的设计图。1、任务设计（1）办公楼局域网拓扑结构图网络综合布线系统工程技术1、任务设计（3）综合布线的设计在综合布线系统上传输的信号种类为数据和语音。每个信息点的功能要求在必要时能进行语音、数据通信的交互使用。中心机房位于办公楼1楼，办公大楼的信息点分布情况见下表。配线间位置楼层数据信息点语音信息点小计电梯附近小房间1层272754弱电井2层272754弱电井3层272754弱电井4层272754弱电井5层242448弱电井6层242448总计：1561563122、设备选型（1）交换机的选择品牌：CISCO、华为、华三端口数：24、48端口速率：100Mbps、1000Mbps背板带宽：12、16Gbps等2、设备选型（2）路由器的选择就办公楼局域网网络而言，由于大量的数据传输都发生在局域网内部，对路由器的性能不需要太高，因此，可以选用中低端路由器。低端路由器主要适用中小办公网络的应用，考虑的一个主要因素是端口数量，另外还要看包交换能力。中端路由器适用大中型办公网络，选用的原则也是考虑端口支持能力和包交换能力。2、设备选型（3）其他设备的选择办公楼水平干线采用非屏蔽超五类双绞线,这样速度可达到100Mbps或更高；垂直干线可使用非屏蔽超五类双绞线，也可使用多模光纤，以支持高速率的数据传输。挂墙机柜、配线架、信息模块可以按照需求、投资规模来选用合适产品，由于市场上这些器材质量参差不齐，所以最好选用有一定品牌知名度的产品。可选用AMP、TCL、VCOM等公司的超五类系列布线产品。1、任务设计（3）综合布线的设计办公楼1楼，所需设备、器材情况见下表。设备、材料品牌、型号数量单价金额路由器Cisco12000020000交换机华为220004000配线架VCOM2400800机柜金盾111001100网线VCOM25001000跳线VCOM3020600总计：275004.5、任务实施•任务实施包括以下几个方面：4.5.1综合布线4.5.2网络互连4.5.3交换机与路由器配置4.5.4主机网络组件配置4.5.1、综合布线（1）水平子系统与垂直子系统布线水平子系统采用星型拓扑结构延伸垂直系统到工作区，并端接在信息插座