当前位置: 首页 > 新闻中心 > 网络规划设计师教程考点精讲之局域网概述

网络规划设计师教程考点精讲之局域网概述

发布时间:2024-02-26 8:56:40

  1. 设计局域网的基本原则
  2. 局域网的设计分析包括哪几个方面
  3. 如何规划、设计、组建更稳定的局域网

一、设计局域网的基本原则

网络设计的基本原则

网络设计的目标是选择合适的技术和设备,进行合适的配置,但怎样才能做到“合适”呢?这取决于每个人对客户及其需求的了解程度。网络建设者可以用不同的方式实现组网设计,但成功的网络设计都要遵循一些最基本的原则。

· 实用性。

建设局域网的目的是满足用户的需求,用户的需求是规划的基础。在没有充分理解用户需求的情况下进行网络设计,最终必然不能达到建设要求。网络往往需要满足各个用户的不同需求,从而满足整个组织机构的所有业务需求。实用性也就是组网设计以人为本。

· 可扩充性。

组网设计的时候,应该关注未来的技术发展方向,不采用限制新技术发展的技术标准。比如多播是未来的发展趋势,组网设计者应该保证在新技术得到普及的时候,所设计的局域网无须将现有设备全部撤换,而只需要具有网络扩展和升级选项的硬件和软件就可实现新的功能。

· 开放性。

组网设计应采用当前最新国际标准的软硬件以及开放的技术、开放的结构、开放的系统组件和用户接口,使网络系统具备与多种协议计算机通信网络互联的特性,为未来的横向扩展提供必要的条件。

· 成本有效性。

充分考虑资金投入能力,应该以最好的性价比去构建网络系统,组网设计并非是一味追求高性能,因为高性能往往意味着高投资,如果网络系统的投入超出该系统带来的利润,这显然是不合适的,另外该高性能网络系统未必得到充分利用。所以组网设计应该根据用户的应用需求,在满足系统性能以及考虑到在可预见期间不失先进性的前提下,尽量使整个系统投资合理且实用性强。

· 可管理性。

计算机网络具有一定的复杂性,随着网络的发展,其管理必然越来越繁重。所以网络设计者应该建立一套完善的网络管理解决方案。通过先进的管理策略、管理工具提高网络运行的可管理性和可靠性,简化网络维护工作。

· 安全可靠性。

为了保证各项应用的实现,所设计的网络必须具有高可靠性。应该尽量避免系统的单点故障,应提供冗余措施,并采用先进的网络管理技术,对网络信息流量进行实时监控,并对数据进行处理,及时查出并排除故障。同时采取合适的安全措施,如设置防火墙等等

(1)局域网的特点

从功能上讲,局域网有以下特点:

· 共享传输信道。

在局域网中,各系统设备连接到共享的通信设备中。

· 范围有限。

小的为一个房间或数个房间,如学生宿舍中搭建的局域网,大的也不过在几千米或十几千米范围内,如学校或公司的局域网。

· 传输速率高。

电话数字线路最大传输速率仅为56kbps,局域网采用的是基带传输,传输速率从最初的10mbps,经过100mbps,到目前的1000mbps,速率为万兆的局域网技术也已经问世。

· 工作可靠,

误码率低。局域网多采用分布式控制和广播通信方式,通信误码率可低于 甚至 。

从网络体系结构和传输控制规程来看,计算机局域网的特点是:

· 底层协议简单,由于局域网距离短、时延小、传输速率高、误码率低,相对而言信道的利用率不再是考虑的主要问题,因而底层协议比较简单,允许报文有较大的报头尺寸。

· 小型的计算机局域网不需要中间转接,不单独设置网络层,但是如果局域网通过交换机、路由器等连接起来,并需要提供各种服务,则需要网络层,一般局域网的体系结构相当于osi模型中的最低两层。

· 采用多种访问控制方式。由于可以采用的传输介质多样化,局域网有多种媒体访问控制方式,包括载波监听多路访问/冲突检测技术、令牌环控制技术、令牌总线控制技术、光纤分布式数据接口技术等。

(2)局域网参考模型

1982年2月,电器和电子工程师协会(ieee)成立了ieee 802委员会,之后该委员会制定了一系列局域网标准,称为ieee 802标准。1983年,该标准被美国国家标准局(ansi)接受为美国国家标准,1984年3月,iso将该标准定为国际标准。

按照ieee 802标准,局域网体系结构由物理层、媒体访问控制子层(mac,media access control)和逻辑链路控制子层(llc,logical link control)组成。

(3)局域网拓扑结构

网络拓扑结构是指一个网络中各计算机节点之间互联的几何形状。任意一种局域网的访问控制方式都规定了它们各自的网络拓扑结构。局域网的网络拓扑结构通常分为3种,分别是总线状拓扑结构、星状拓扑结构和环状拓扑结构。

· 总线状拓扑结构。

所有节点都通过相应硬件接口连接到一条无源公共总线上,任何一个节点发出的信息都可沿着总线传输,并被总线上其他任何一个节点接收,它的传输方向是从发送点向两端扩散传送,是一种广播式结构。在lan中,采用带有碰撞检测的载波侦听多路访问,即csma/cd方式。每个节点的网卡上有一个收发器,当发送节点发送的目的地址与某一节点的接口地址相符,该节点即接收该信息。总线结构的优点是安装简单、易于扩充、可靠性高,一个节点损坏,不会影响整个网络工作。缺点是一次仅能一个端用户发送数据,其他端用户必须等到获得发送权,媒体访问获取机制较复杂。

· 星状拓扑结构。

也称为辐射网,它将一个点作为中心节点,该点与其他节点均有线路连接。具有n个节点的星状网至少需要n–1条传输链路。星状网的中心节点就是转接交换中心,其余n–1个节点间相互通信都要经过中心节点来转接,在数据网络中,这种设备是主机或集线器。因而该设备的交换能力和可靠性会影响网内所有用户。星状拓扑结构的优点是:利用中央节点可方便地提供服务和重新配置网络;单个连接点的故障只影响一个设备,不会影响全网,容易检测和隔离故障,便于维护;任何一个连接只涉及到中央节点和一个站点,因此控制介质访问的方法很简单,从而访问协议也十分简单。星状拓扑结构的缺点是:每个站点直接与中央节点相连,需要大量电缆,因此费用较高;如果中央节点产生故障,则全网不能工作,所以对中央节点的可靠性和冗余度要求很高,中心系统通常采用双机热备份来提高系统的可靠性。

· 环状网络拓扑结构。

环状结构中的各节点通过有源接口连接在一条闭合的环状通信线路中,是点-点式结构。环状网中每个节点发送的信息流按环路设计的流向流动。为了提高可靠性,可采用双环或多环等冗余措施来解决。目前的环状结构中采用了一种多路访问部件mau,当某个节点发生故障时,可以自动旁路,隔离故障点,这也使可靠性得到了提高。环状结构的优点是实时性好,信息吞吐量大,网的周长可达200km,节点可达几百个。但因环路是封闭的,所以扩充不便。这种结构在ibm于1985年推出令牌环网后,已被人们接受。目前推出的fddi网就是使用这种双环结构。

二、局域网的设计分析包括哪几个方面

1、拓扑结构:局域网的拓扑结构是指局域网中各设备之间的物理连接方式,包括总线型、星型、环型、树型等多种形式。设计时需要根据实际需求选择最合适的拓扑结构。

2、网络协议:局域网的网络协议是指局域网中各设备之间通信所使用的协议,包括tcp/ip、ipx/spx、netbeui等多种协议。设计时需要根据实际需求选择最合适的网络协议。

3、网络设备:局域网的网络设备包括交换机、路由器、网关等,设计时需要根据实际需求选择最合适的网络设备。

4、ip地址规划:ip地址规划是指在局域网中为各设备分配ip地址的规划方案,需要考虑到网络规模、子网划分、ip地址分类等因素。

5、安全机制:局域网的安全机制是指保障局域网数据安全的一系列措施,包括访问控制、数据加密、防火墙等多种安全技术。

6、网络管理:局域网的网络管理是指对局域网进行监控、管理和维护的一系列工作,包括网络性能监测、设备配置管理、故障排除等多种管理方法。

三、如何规划、设计、组建更稳定的局域网

  处于信息爆炸时代的学校或企业,几乎都建立了规模不一的局域网网络,通过网络学校或企业能够高效地进行现代化教学活动或办公活动。按理来说,组建一个局域网网络并不是一件十分复杂的事情,不过要让组建好的局域网网络能够稳定运行,那我们就需要在组网之前下很多功夫。伴随着单位规模的不断扩大,单位保存在局域网服务器中的重要信息也是越来越多,单位为避免服务器系统发生崩溃而采取的安全措施更是多种多样,不过大部分安全保护措施仅仅局限于osi七层网络模型的上三层;而作为数据传输和资源共享的基础,网络连接的突然中断可能会导致大量工作不能正常开展,甚至能造成严重的经济损失。作为传输数据信息的基础网络,它的稳定性自然也日益成为人们关注的焦点。   1.网络故障能够快速恢复   组建成功的局域网网络在长时间运行后,总会不可避免地出现一些故障。既然网络故障无法避免,那么如何在最短时间内将网络故障恢复到正常状态就显得非常重要了。毕竟,局域网网络每出现一次网络故障,都需要耗费几个小时、甚至几天才能将故障恢复正常的话,那么借助该网络进行的各项活动教学活动或办公活动都将不能稳定进行,那么这样的网络在关键时刻可能会给单位带来麻烦。相反,局域网网络要是在长时间运行后,偶然出现了网络故障,但网络故障能够在很短暂的时间内就能被恢复正常,而不影响单位正常举行各种活动时,那么这个网络就能算得上是稳定性比较高的网络。   2.网络故障不能频繁出现   前面我们已经提到,网络故障总是无法避免的,但是对于一个稳定性要求非常高的局域网网络来说,肯定不能允许网络故障接二连三地出现。无论是什么类型的网络故障,一旦故障发生了,哪怕该故障能够在最短时间内被恢复,但它或多或少地还会对单位的正常教学或办公活动造成一定程度的影响。比方说,学校在举办远程教学活动或者企业举行在线视频会议时,只要网络连接发生短暂的掉线现象,哪怕是一秒钟的掉线,都会造成视频画面延迟、会议通话发生中断等现象,这些现象在一些重要活动中也会造成一些不良的影响;试想一下,在远程教学或视频会议活动进行过程中,如果频繁发生短时间的网络掉线故障的话,那么学校学生或企业员工看到的视频画面会不停地出现马赛克现象,听到的声音会有不小的噪音等,很显然这种现象是任何单位都无法人忍受得了的。要想让各种教学活动或办公活动在局域网中能够顺畅地进行下去,那么局域网网络连接肯定不能发生频繁掉线现象。   3.能在连接状态下解决故障   许多局域网网络掉线现象都是由单点故障引起的,为了不让单点故障对整个局域网网络造成太大的影响,网络管理员在规划设计网络时,应该考虑对重要的网络设备进行冗余或备份操作,例如对局域网中的核心交换机、路由器进行双端口冗余,对物理连接线路进行双线路备份,甚至对电源也要进行冗余规划。一旦局域网对重要设备进行了冗余备份后,日后局域网某个位置即使出现了单点故障,网络连接仍然可能处于通畅状态,这样一来网络管理员就能在网络访问正常的情况下来解决单点故障了,这个时候利用该网络举行的各种活动自然就不受影响了。其实,对于普通客户端用户来说,如果局域网中发生的单点故障能够在不影响网络访问的前提下被解决掉的话,那么这样的网络就可以认为是无故障的网络。   知道了局域网的稳定性要求后,网络管理员在规划、设计局域网组建方案时,就应该从这些要求出发,来对网络的稳定性进行合理设计:   1.外网连接使用双线路   对外网访问要求比较高的单位,可以考虑选用来自不同isp服务商的两条广域网通信线路,这不但可以有效避免因单一isp服务商网络故障而引起的局域网无法上网故障,而且也可以降低非自身因素造成的网络掉线故障。   2.对网络设备冗余备份   局域网中任何核心网络设备之间建议使用口字形拓扑连接结构或者三角形拓扑连接结构,简单地说就是局域网中任何两个核心路由器或交换机之间必须使用两条线路进行互联,以确保实现连接线路、网络设备的冗余、备份,从而有效避免单点网络故障对整个局域网网络的稳定性造成影响。具体来说应该做到以下几点:   首先使用两台核心网络设备对直接连接internet网络或单位总部网络的进行互为备份,当其中一台核心网络设备出现意外不能正常工作时,另外一台备用核心网络设备能够被瞬间切换上来,从而有效保证网络连接的健壮性。   其次对局域网中的核心层采用冗余设计方案,保证核心层中的所有骨干设备都能通过双线路与局域网中的核心网络设备保持连接。对于汇聚层来说,这一层的所有网络设备相互之间都是通过接口进行连接的,一旦物理链路发生中断或任意一台网络设备发生故障时,局域网网络应该能够进行自动切换,这就要求我们对汇聚层也要采用冗余设计。   对于局域网接入层设备来说,建议采用捆绑线路的方式连接到局域网汇聚层,这样不但容易提高局域网网络的工作稳定性,而且还能适当改善网络连接带宽。   3.让网络能应对大流量   伴随着工作业务的不同,局域网中的数据流量大小也会发生变化,不过在规划、设计局域网网络时,网络管理员应该考虑单位业务系统的最大网络吞吐量,确保突发性大流量到来之时,网络传输能够稳定进行,同时保证传输速度不受明显影响。   4.网络设备自身必须稳定   此外,还要注意的是,局域网所选用的网络设备特别是路由设备,应该具有良好的兼容性,这样可以有效地避免由于局域网中存在私有协议而制约了网络的改造和升级。   5.网络设备应该方便管理   局域网的可管理能力是网络管理员控制网络的一个重要工具,也是监控网络工作状态的一个窗口。借助专业工具,网络管理员应该能够对核心网络设备的故障阀值进行合适配置,对网络设备的流量模式及性能参数进行有效控制,对网络设备的故障报告进行即时查看。此外,为了方便管理和维护局域网,局域网所选用的核心网络设备配置应尽量简单。