(优秀)项目2-2网络拓扑图的规划与设计

四川省乐山市计算机学校以工作过程为导向的项目教学电子教案学校：乐山市计算机学校系部：信息工程系班级：1527课程：网络工程以工作过程为导向的项目教学专业：网络技术课时：10授课教师：吴剑波学生人数：57项目名称：网络综合布线子项目名称：网络拓扑图的规划与设计一、项目任务网络拓扑图的规划与设计（规划与设计教师办公大楼工程网络拓扑图）以工作过程为导向的项目教学二、相关理论知识及技术技能（师生互动）1.网络拓扑结构概念什么？有哪些拓扑结构？2.网络拓扑图的组成结构由哪些构成？3.合理的网络拓扑结构规划和设计，由哪几方面来体现？由几个步骤来设计网络拓扑结构？以工作过程为导向的项目教学二、相关理论知识及技术技能（清晰、准确、简洁、图文并茂地表述）（一）网络拓扑图的概念网络拓图是指用传输媒体互连各种设备的物理布局，就是用什么样的物理布线方式把网络中的计算机等设备连接起来。拓扑图给出网络服务器、工作站的网络配置和相互间的连接。按拓扑结构，计算机网络可分为以下六类：总线结构、星型结构、树型结构、环型结构、网状结构、全互联结构等。以工作过程为导向的项目教学1.总线结构总线结构是使用同一媒体或电缆连接所有端用户的一种通讯方式，连接端用户的物理媒体由所有设备共享，各工作站地位平等，无中心节点控制，公用总线上的信息多以基带形式串行传递，其传递方向总是从发送信息的节点开始向两端扩散，如同广播电台发射的信息一样，因此又称广播式计算机网络。2．星型结构星型结构是最古老的一种连接方式，大家每天都使用的电话属于这种结构。星型结构是指各工作站以星型方式连接成网。网络有中央节点，其他节点（工作站、服务器）都与中央节点直接相连，这种结构以中央节点为中心，因此又称为集中式网络。3.树型结构树型结构是分级的集中控制式网络，与星型相比，它的通信线路总长度短，成本较低，节点易于扩充，寻找路径比较方便，但除了叶节点及其相连的线路外，任一节点或其相连的线路故障都会使系统受到影响。以工作过程为导向的项目教学4．环型结构环型结构在LAN中使用较多。这种结构中的传输媒体从一个端用户到另一个端用户，直到将所有的端用户连成环型。数据在环路中沿着一个方向在各个节点间传输，信息从一个节点传到另一个节点。这种结构显而易见消除了端用户通信时对中心系统的依赖性。5．网状结构在网状拓扑结构中，根据网络的使用需求，通讯容量大的设备之间均有点到点的链路连接，这种连接不经济，只有每个站点都要频繁发送信息时才使用这种方法。它的安装也复杂，但系统可靠性高，容错能力强。6．全互联结构在全互联拓扑结构中，网络中的每台设备之间均有点到点的链路连接，这种连接比网状型拓扑结构相比更不经济，只有每个站点之间要频繁发送信息时才使用这种方法。它的安装更复杂，但系统可靠性高，容错能力更强。以工作过程为导向的项目教学（二）网络拓扑图的组成结构在网络应用系统工程项目中，必须规划和设计正确的网络拓扑图，因为网络拓扑图能够直观清楚的反映网络应用系统的基本连接关系、主要设备和主要功能，如下图所示。以工作过程为导向的项目教学（三）规划设计办公大楼网络拓扑图1.合理的网络拓扑结构规划和设计，从性能管理和故障管理两个方面来体现。（1）性能管理：掌握和控制网络的状态，用二层的物理连接拓扑和三层逻辑图来描绘所有的网络设备的连接关系，以适当的比例映射到这个拓扑图上。用精心设计的各种图标来表示各种网络对象，而这些图标又往往涂上不同颜色来表示相应设备的不同状态。使管理员能够通过拓扑图就可以很及时的了解到网络运行情况。（2）故障管理：检测、定位和排除网络设备的故障。当出现故障时，能够及时确认故障、记录故障，并找出故障的位置尽可能地排除这些故障。以工作过程为导向的项目教学2.合理的网络拓扑结构规划和设计，通过六个步骤来进行设计规划：（1）现场与用户进行技术交流，了解该网络的使用。网络应用中要达到什么功能，有多少电脑接入来计算网络带宽。从而确定网络接入方式（宽带接入用于使用带低或光纤接入）（2）网络拓扑结构选择与设计。网络拓扑是指单位网络中各节点间相互连接的方式。换句话说，网络中计算机之间如何相互连接的问题就是网络的拓扑结构问题。网络布线中应用最为广泛的是树形拓扑。拓扑结构的选择往往与通信介质的选择和介质访问控制方法的确定紧密相关，并决定着对网络设备的选择。以工作过程为导向的项目教学网络拓扑示意图以工作过程为导向的项目教学（3）局域网的带宽需求：接着确定局域网的带宽。一般而言，百兆位以太网足能够满足网络数据流量不是很大小型局域网的需要（4）网络设备的选型：目前生产交换机的厂商比较多，著名的有Intel、3COM、Cisco、Bay、IBM等。3COM、IBM品牌是交换机市场的领袖。经过分析比较，我们选择性价比更高的CISCO公司的交换机。路由器就单位局域网网络而言，由于大量的数据都发生在局域网内部，对路由器的性能要求不高，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。以工作过程为导向的项目教学交换机工作组交换机采用可网管交换机，实现对每台接入计算机的控制，实现VLAN（虚拟网）的划分，确保最大限度的网络访问安全。骨干交换机采用拥有千兆端口的可网管交换机实现与中心交换机的高速连接，避免可能产生的网络瓶颈。中心交换机采用三层交换机，实现VLAN间的线速转发，并借助访问列表控制计算机接入和网络服务，搭建高安全性和可用性网络。防火墙防火墙有软件防火墙和硬件防火墙两种。软件防火墙是安装在计算机平台的软件产品，它通过在操作系统底层工作来实现网络管理和防御功能的优化。硬件防火墙的硬件和软件都单独进行设计，有专用网络芯片处理数据包。同时，采用专门的操作系统平台，从而避免通用操作系统的安全性漏洞。并且对软硬件的特殊要求使硬件防火墙的实际带宽与理论值基本一致，有着高吞吐量、安全与速度兼顾的优点。硬件防火墙分为包过滤防火墙、应用网关防火墙和规则检查防火墙。对于单位网络而言，通常应当选择包过滤防火墙。以工作过程为导向的项目教学防火墙硬件防火墙分为包过滤防火墙、应用网关防火墙和规则检查防火墙。对于单位网络而言，通常应当选择包过滤防火墙。服务器对于单位办公OA或数据库之类的服务器，应当选择高性能服务器。如果没有部门级服务器，可以将两台甚至多台工作组服务器制作为群集，提高网络服务性能。当服务器的性能不能满足网络访问需要时，可以利用已有的多台低配置服务器构建服务器群集，或者利用软件、硬件等方式实现服务器的负载均衡，既可以提高服务器的整体处理性能，又可以有效地延长服务器的使用寿命。以工作过程为导向的项目教学所有快捷键使用：Ctrl+2：文本输入Ctrl+3：直角线连接Ctrl+4：弧形线连接Ctrl+5：弯曲线连接Ctrl+6：直线连接Ctrl+7：不规则弯曲线连接Ctrl+8：矩形框勾画Ctrl+9：圆形线条勾画Ctrl+F2：打印预览Esc：撤消命令以工作过程为导向的项目教学3.具体设计步骤如下：第一步：设计“连接层”第二步：设计“核心层”以工作过程为导向的项目教学第三步：设计“汇聚层”第四步：设计“接入层”以工作过程为导向的项目教学第五步：设计“标题”点击“插入”—“对象”—选择“Office-excle2007”以工作过程为导向的项目教学三、做法（规划与设计教师办公大楼工程网络拓扑图）（一）规划分析：根据建筑设计院所设计的计算机学校教师办公大楼立面效果图，该办公大楼共3层，第一层有12个网络信息点，第二层有44个网络信息点，第三层有44个网络信息点，每层有一个机柜对该层楼的网络进行管理，在该楼一层11号房间设置为设备间（网络中心机房）对整栋楼网络进行管理。以工作过程为导向的项目教学第一步：设计Internet接入方式根据客户需要，该办公大楼共有104个网络信息点，网络带宽使用非常大。普通网络带宽接入方式带宽低，网络通讯容量小，不能满足客户需求；而光缆带宽高，通讯容量大，网络传输稳定。所以采用电信光缆网络接入该办公大楼。以工作过程为导向的项目教学第二步：设计网络中心机房使用网络设备采用电信光缆接入方式，所有的网络中心机房必须配置路由器、防火墙、核心交换机三个设备（其它服务根据大楼用途可以增加服务功能）。从上而下为：路由器、防火墙、核心交换机以工作过程为导向的项目教学第三步：设计每层楼层机柜使用网络设备为了方便网络管理，楼层网络设备一般都是采用三层交换机（可控制网络用户上网权限）。根据一、二、三楼的信息点数量，一楼采用24口三层交换机，二楼采用2个24口三层交换机，三楼采用2个24口三层交换机。以工作过程为导向的项目教学第四步：设计网络中心机房与楼层机柜的连接方式在局域网中，网络中心机房与楼层机柜都是采用超五类双绞线（Cat-5e）进行设备之间的连接以工作过程为导向的项目教学第五步：设计楼层机柜到每个信息点的布线方式每个信息点到楼层机柜采用超五类双绞线（Cat-5e）进行布线以工作过程为导向的项目教学(二)设计第一步：打开Visio2007软件，点击：开始菜单------所有程序-----Microsoftoffice-----visio2007以工作过程为导向的项目教学第二步：创建网络设计文档单击如下图所示窗口左边“模板类别”列表中选择“网络”选项，再单击“详细网络拓扑图”，再点击“创建”。弹出空白设计文档。以工作过程为导向的项目教学第三步：设置页面的纸形和方向步骤：点击菜单栏----文件----页面设置；点击—打印设置---纸张设置为A4纸，方向设置：横向以工作过程为导向的项目教学第四步：绘制接入层1.在左边列表的[形状]中选择“网络位置”选项，在其中的图形列表中选择“云”项，按住鼠标左键把云形状拖到右边窗口中的相应位置，然后松开鼠标左键，得到一个云图形。它还可以在按住鼠标左键的同时拖动四周的绿色方格来调整图形大小，通过按住鼠标左键的同时旋转图形顶部的绿色小圆圈，以改变图形的摆放方向，再通过把鼠标放在图形上，然后在出现4个方向箭头时按住鼠标左键可以调整图形的位置。以工作过程为导向的项目教学2.用同样的方法将路由器和防火墙在页面上绘制出来；并使用用连接线工具【快捷键CTRL+3】将3个图形连接起来。并将线条设置成粗细13，红色显示。以工作过程为导向的项目教学3.并使用绘图工具矩形工具【快捷键CTRL+8】将连接层3个图形框起来，设置填充色无，边框线条线型为线型2。以工作过程为导向的项目教学4.使用文字工具【快捷键CTRL+2】在上方输入文字“连接层”，并且在各图形旁边合适位置将设备名称标注出来。以工作过程为导向的项目教学第五步：绘制核心层1.在左边列表的[形状]中选择“架装服务器”选项，在其中的图形列表中选择“应用服务器”图标，按住鼠标左键把核心交换机图标形状拖到右边窗口中的相应位置，然后松开鼠标左键。它还可以在按住鼠标左键的同时拖动四周的绿色方格来调整图形大小，通过按住鼠标左键的同时旋转图形顶部的绿色小圆圈，以改变图形的摆放方向，再通过把鼠标放在图形上，然后在出现4个方向箭头时按住鼠标左键可以调整图形的位置。以工作过程为导向的项目教学2.使用用连接线工具【快捷键CTRL+3】把核心交换机之间连接；使用文字工具【快捷键CTRL+2】在上方输入文字“连接层”，并且在各图形旁边合适位置将设备名称标注出来。以工作过程为导向的项目教学第六步：绘制汇聚层1.在左边列表的[形状]中选择“网络符号”选项，在其中的图形列表中选择“工作组交换机”图标，按住鼠标左键把工作组交换机图标形状拖到右边窗口中的相应位置，然后松开鼠标左键。以工作过程为导向的项目教学第七步：绘制接入层１.点击形状分类中的“计算机和显示器”，把“PC”和“便携电脑”图标拖到指定位置。以工作过程为导向的项目教学２.点击形状分类中的“网络符号”，把“交换机”图标拖到指定位置。以工作过程为导向的项目教学３.使用用连接线工具【快捷键CTRL+3】把核心交换机之间连接；使用文字工具【