15章 网络规划
学习目标：
1、掌握小型局域网的规划
1、 了解如何规划大型网络
本章重点：
l 以交叉双绞线连接两个节点
l 以集线器或交换机连接多个节点
l 以集线器连接多个局域网
l 以交换机连接多个局域网
l 以路由器分割网络
l LAN与WAN的连接
l 大型局域网的规划
本章难点：
l 以路由器分割网络
讲授方式：
l 面授，实验
课时分配： 2 4
实验内容：实训九
思考题：习题集十五
讲授内容：
本章将带您从最小的局域网开始规划，一路扩增网络规模，实际走一趟网络规划
之旅。在局域网构建中，我们直接采用100BASE-TX以太网络传输技术；构建网络传
输主干与广域网连接时会再搭配其他实用的网络传输技术与网络连接设备。
1 5．1以交叉双绞线连接两个节点
使用两台计算机工作，为了让两部计算机能共用文件、打印机，和连上互联网，所以想将两台计算机用网络连接起来。若两台计算机都有安装10BASE-T或100BASE-TX的网卡，就可以通过一条“交叉(cross Over)双绞线，，将两台计算机连接起来(见图15-1)。
图15-1只有两部计算机的网络
使用交叉双绞线连接计算机的规划考虑：
>省下了买集线器的成本。
>若两台计算机的网卡都支持全双工传输模式(现今的网卡已经都具备了这项传
输功能)，则通过交叉双绞线所形成的就是全双工传输连接。
> 用来连接两台计算机的交叉双绞线长度不能超过100 m。
> 只能用来连接两台计算机，无法再行扩充。当您所要连接的计算机数量超过两
台时，交叉双绞线连接法就派不上用场了。
1 5—2以集线器或交换机连接多个节点
计算机A计算机B计算机C计算机D计算机E计算机F
通过集线器或交换机连接的多台计算机
集线器是星型布线网络不可或缺的网络连接设备，使用集线器连接计算机的规划
考虑有：
>带宽
若网络上的数据传输量不大，网络使用率不高那么通过集线器将6台计算机与服务器直接连接起来即可。
反之，若网络上的数据传输量大或是网络使用率高可改用交换机将6台计算机与服务器连接起来。
>传输距离
在10BASE-T的局域网卜，我们最多可以串接4台集线器
若以交换机来连接计算机，则无此限制，只需注意每段连线不超过100 m即可。
若交换机与集线器混杂相接，则集线器串接部分的传输长度仍然受205 m的限制，交
换机串接部分则不受限制
连线不能超过205 m 连线不能超过205 m
>预留传输端口
若目前只需要连接5台计算机，但一个月后还要新增2台计算机，那建议您
购买一台具备8个传输端口的集线器(或交换机)，毕竟一个月后您还是要重新买一台8个传输端口的集线器(或交换机)，才能将7台计算机都串联起来。
该预留多少传输端口，就看未来的需求而定。
若一台8传输端口集线器与另一台5传输端口集线器互接，则两台集线器就只剩下8 5．2=11个传输端口可用(见图15-4)。
图15-4集线器的互连
1 5．3以集线器连接多个局域网
集线器除了可以直接连接计算机外，个别的局域网也可以通过集线器串联成更大
的局域网，延长局域网的传输距离与涵盖范围(见图15-5)。
图15-5以集线器连接多个局域网
以集线器连接多个局域网的规划考虑有：
>带宽
所以若各局域网间的数据传输量不大，通过集线器相连还可胜任；若各局域网间
的数据传输量大，那么就得改用交换机来取代集线器了。
>传输距离：
假设四个局域网都是以100BASE-TX集线器直接连接计算机，且这四个局域网再通过集线器连接起来，那么所形成的大型局域网中，任两台计算机之间的线路总长不得超过205 m。
当然，若这个局域网都是以交换机直接连接计算机，该局域网再通过交换机传输端口直接连上中央的集线器，则无此205 m限制，只需注意每段连线不超过100m即可。
1 5-4以交换机连接多个局域网
在10BASE-T或100BASE-TX网络，若计算机通过交换机连接起来，那么就等于所有计算机都直接接到网桥上(因为两台计算机之间的数据传输，都不会外传到其他不相干的计算机去)，所以在1 OB As E．T或100BASE-TX网络上，我们都直接以交换机当作网桥来使用(见图15-6)。
若通过交换机将个别的局域网连接起来，除了可以形成更大的局域网，延长局域网的传输距离与涵盖范围，还可以进一步隔离个别网络之间的数据传输，让各局域网内的数据传输不会干扰到其他局域网(见图15-7)。
[]15-6 L2交换机也就是多端口网桥
A局域网 B局域网
以交换机连接多个局域网的规划考虑有：
>带宽：
以图15-7为例，假设中央是一台100BASE-TX的交换机，若大多数的数据传输都在局域网内进行，4个局域网之间的数据传输量不大，那么整个网络的运作状况还可以维持在顺畅的阶段。
若是各局域网对外的数据传输流量超过100 Mb／s，那么传输数据就会堵塞在中央的交换机内，成为传输堵塞的瓶颈。
>兼容性：
现今许多100BASE-TX交换机大都同时支持10BASE-T与100BASE-TX传输规格，允许其上的传输端口各自采用10Mb／s或100Mb／s的传输速率。让旧式的网络标准得以跟新式的网络标准相互连接起来，大大扩增了兼容性。
>传输距离：
只需注意每段连线不超过100 m即可。
15．5以路由器分割网络
比起网桥(或L2交换机)，路由器(或L3交换机)多了查看信息包内通讯协议报头的能力，因此町以担任OSI第三层的路由工作，因此我们就可以根据IP(或IPX或其他“可路由通讯协议”)网络地址将局域网分割成数个子网。在下列三种情况下我们会用到路由器：
>过滤广播信息包
虽说网桥(或L2交换机)可以根据MAC地址过滤数据信息包，但对于目的地址为“所有节点”的广播信息包则无效。
局域网的规模大到某个程度后。数百台的计算机之间不断传来传去的广播信息包，也就成了整个局域网的一大负担。这时就有必要通过路由器(或L3交换机)将整个局域网分割成数个较小的子网，让个别子网内的广播信息包只在该子网内传递，而不会扩散干扰到其他子网去。
>连接广域网
局域网要连上广域网要用到路由器，将广域网连线传来的数据信息包转换成局域
网可以接受的格式，并将局域网要传出去的数据信息包转换成广域网连线所能接受的
格式。
>串联不同种类的局域网
由于路由器具备查看信息包内通讯报头的能力，能够转换不同结构的信息包。尤其当两个局域网的间隔距离过长时，这时候两个局域网就要分别通过路由器连上同一广域网，达到互通目的(见图15-8)。
A局域网
B局域网
15-8通过广域网连线连接两个局域网
1 5—6 LAN与WAN的连接
要连接到局域网外的世界，就要通过广域网连线或其他可以突破布线限制的传输技术。一、连上互联网访问互联网资源
如果连上互联网的目的是获取互联网资源，可以视网络使用量来决定要采用哪种连接方式连上互联网。只是偶尔才上网那么采用调制解调器拨号连接是个最省钱的选择。若
上网的时数很长，这时便可采用计时制ADSL连接或双向缆线调制解调器连线，并获得更高的连线带宽。若一周七天，一天24小时，随时都要访问互联网上的资源，且需要
很高的连线带宽时，便可以考虑采用价位稍高的专线。若有数台计算机想同时通过广域网连线连上互联网，但是II)地址的数量却不够，则可以通过Win98／SF_／MF_JWin2000提供的“Internet连接资源共享”(InternetConnectionSharing，ICS)功能解决，
二、连接互联网提供网络服务
若您想架设对外提供服务的网络服务器，那么配发动态IP地址的拨号连接、缆
线调制解调器连接与计时制ADSL连接就不适用了，只剩下固接式ADSL连线与专线
连线可以选择。
除了在自己的局域网上架设网络服务器外，许多网络公司也提供了主机代管服务，由网络公司负责包办网络服务器的安置与维护工作。
三、串联局域网
若只是想通过广域网传输技术串联两个(或多个)距离较远的局域网，那就不一定要连上互联网。许多ISP都提供这种“纯”专线的连接服务，可以通过这种专线服务连接分隔两地的局域网。不但北京与天津两地的局域网可以连接起来，有些ISP公司甚至还提供了可以连到海外的对接连接服务。
许多大专院校校园(或大工厂的厂区)也需要通过广域网传输技术串联分布在各处
的局域网。没必要向ISP租用线路了，直接请专业的厂商来施工即可。然后视带宽需求与构建成本的考虑，再决定是要布设双绞线还是光纤传输线路。
15．7主机代管
许多公司或个人想自行架设网站，且希望网站所能使用的传输带宽很高，但却不希望花太多钱在专线与相关网络连接设备上。为了迎合客户这种需求，许多ISP(互联网服务提供者)公司还提供了“主机代管”服务：让客户将它的服务器主机放置在ISP的交换机房内，由网络公司负责服务器的安置与维护工作。主机代管的特点如下：
>降低网站构建成本
有了主机代管服务，公司或个人就可以省下自己设置网络服务器主机所需的维护人力与资源，及专线的租用成本。
>享用超高的连接带宽
ISP的机房与机房之间都会通过高带宽的广域网连线连接起来，不同的ISP之间也会以高带宽的广域网连线连接起来。将网络服务器安置在ISP的机房，可用ISP机房内又快又稳定的连接带宽。
>空调系统
服务器主机与网络设备在适当的温度与湿度环境下运作，除了使用寿命可以大幅度延长外，偶尔出错故障的机率也会降低很多。ISP的机房内完善的空调系统，正是主机代管的优势之一。
>不断电系统的保护
ISP机房内不断电系统与备用发电机系统的支持，可以确保网络设备与服务器主
机不会受因意外断电而造成数据流失或故障。
>机房内还有专人监看服务器的运作
ISP机房内随时都有专业人员监看网络设备与服务器丰机的运作状态，能在最短的时间内解决突发性问题。
15．8大型局域网的规划
要构建一个大型的局域网之前，要先经过完善的规划，以免最后构建完成的网络系统不符合实际的需求。规划网络时要考虑到网络的涵盖范围、节点与网络连接设备之间的距离、网络节点数、传输流量等。
网络的规划不仅要满足目前的需求，还必须顾虑到平常的网络维护、管理与日后的扩充性。需要考虑到的内容:
一、工作组与传输主干的规划
二、工作组
数台或数十台计算机通过集线器或交换机连接起来，所形成的局域网，我们通常
称为网络“工作组”规模的局域网。
依照工作组所连接的节点数，我们还可以将工作组细分成两类：
> 小型工作组：工作组所连接的计算机少于20台。
> 大型工作组：工作组所连接的计算机超过20台。 ．
三、传输主干
常见的传输主干构建方式有两种，分别是“分布式传输主干”(DistributedBackbone)与“集中式传输主干”
四、工作组交换机的最大带宽
传输主干交换机的带宽上限值便为：
100Mb／s×传输端口数／2}2(所有传输端口都同时进行传送与接收，故再乘以2)
传输主干交换机比起工作组交换机除了带宽更大外，也要准备更多的内存空间来
暂存MAC地址(因为每个传输端口都会对应到一大堆MAC地址)。
此外，为了网络管理上的方便，一般而言高级交换机都会内建SNMP模组，供网
络管理人员随时查看整个网络的传输情形。
五、传输距离上的考虑 、
以100BASE-TX的网络来说，集线器到计算机之间的传输线不能超过100m。
六、成本效益上的考虑
在合理的成本考虑下尽可能采用较好的传输技术。
七、容错与扩充性上的考虑
八、服务器专区
所谓的“服务器专区”(serverFarm)，指的就是一台直接连接到传输主干的网络
服务器。将所有网络服务器跟传输主干交换机放在一起，好处是可以在此集中掌握、
查看、管理与维护。
