办公局域网组建方案规划与设计

1、办公局域网组建方案规划与设计目 录1.组建办公局域网的需求分析11.1辨别目标和约束11.2明确用户对网络性能和功能的需求11.3分析技术目标和约束11.4拓扑结构需求分析11.5网络发展需求分析12.办公局域网结构规划与设计12.1办公局域网组建规划原则2先进性2可扩充性2可靠性2安全性2经济性22.2办公局域网组建规划内容2带宽2分段能力2故障隔离和检测能力2扩展和维护能力3可管理性33.组建办公局域网硬件设备选型33.1传输介质的选择33.2互连设备的选择3端口数4端口类型4端口速率4吞吐量4缓存与MAC地址数量43.3服务器的选择44.组建办公局域网软件选型44.1操作系统的选择54.

2、2网络管理软件的选择5网络管理软件分类5网络管理软件选择6网络管理软件实例65.组建办公局域网拓扑结构选择76.办公局域网组建86.1布线86.2布线系统8定义8结构化布线系统与传统布线系统96.3结构化布线标准96.4结构化布线的组成9设备室子系统9配线架子系统9垂直干线子系统9水平干线子系统9工作区子系统9建筑群子系统96.5布线阶段10设计10施工10检测验收107.办公局域网的维护117.1防火墙的选择11防火墙功能11防火墙的选择11防火墙自身安全性11防火墙的管理难易度118.办公局域网接入Internet128.1办公局域网与教育科研网的接入部分128.2用户接入部分131. 组

3、建办公局域网的需求分析需求分析是网络设计的基础，有助于加强设计者对网络功能的理解，并给整个网络设计提供参考。需求分析并不是设计者凭经验或主观上撰写的文档，需要与用户进行沟通并将用户模糊的想法明确化、具体化，然后进行针对性的分析和设计，使网络能满足用户的需求。不正确或不准确的需求分析将会使设计结果与用户需求不一致，使项目出现延期甚至中断的不良结果。因此在网络规划设计前，应严格做好需求分析。1.1 辨别目标和约束需要充分考虑办公局域网的位置和环境，明确用户的投资规模，调查用户现有的设备资源，尽量保护现有的网络资源；1.2 明确用户对网络性能和功能的需求需要考虑网络的通信类型和通信负荷，了解网络要提

4、供的服务类型，掌握用户需求的安全程度。1.3 分析技术目标和约束从使用技术上分析网络的功能能否满足。不同厂家乃至同一厂家不同型号的交换机在性能和功能上都有较大差异，有的安全性高、有的稳定性好、有的转发速率快、有的拥有特殊性能。因此，应当慎重考察和分析本网络对性能的根本需求，以便选择相应品牌和型号的交换机。1.4 拓扑结构需求分析在进行网络的总体设计前，应当首先弄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都要事先做好调查，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

5、目的地选择组建网络所使用的通信介质和交换机。1.5 网络发展需求分析网络设计者不仅要考虑到容纳网络中当前的用户，而且还应当为网络保留至少3-5年的可扩展能力，从而使在用户增加时，网络依然能够满足增长的需要。这一点非常重要，因为布线工程一旦完毕，就很难再进行扩充性施工。所以，在埋设网线和信息插座时，一定要有足够的余量，而连网设备则可以在需要时随时购置。2. 办公局域网结构规划与设计组建网时应充分考虑网络的投资规模，充分作好规划，规划好网络的结构，网络中使用的设备、传输介质等，然后再进行设计。2.1 办公局域网组建规划原则办公局域网规划时应遵循如下原则：2.1.1 先进性计算机技术、网络技术和多媒

6、体等技术发展迅速，网络规划时应采用先进技术，保证网络建成后能在一段时间内不被淘汰。2.1.2 可扩充性保证网络在需要时可进行扩充和进一步发展。2.1.3 可靠性办公局域网主要是应用办公，要保证网络可靠运行，即使出现故障也要能把损失降到最低。2.1.4 安全性办公局域网需要接入Internet，要采取严格的安全防范措施，以保护网络用户的安全。2.1.5 经济性办公局域网一般应用于学校、企业或政府办公室。计算机的一般为10台以上，分散在不同的房间，其目的主要在于资源共享、数据库应用、多媒体应用和接入Internet，安全程度高，传输速率高。以够用和安全为基准，成本不要太高。 2.2 办公局域网组建

7、规划内容组建局域网时，最重要的就是要考虑网络拓扑结构和传输介质，两者对局域网的建设成本、网络性能和网络的可管理性等方面有较大影响。具体体现在以下几个方面：2.2.1 带宽带宽是网络通信的一个重要性能指标，直接关系到网络的传输能力和通信质量。良好的局域网拓扑结构和传输介质，可以提供良好的通信信道的带宽，保证网络的良好性能。2.2.2 分段能力设计合理的网络拓扑结构，具有将网络分成较小网段或减小冲突域的能力，冲突域小，网络的性能提高，带宽相对保证，通信能力改善。为了提高和改善局域网的带宽和分段能力，组建网络时可尽量选择交换机，而少用或不用集线器。2.2.3 故障隔离和检测能力良好的网络拓扑结构，有

8、利于隔离和检测网络故障，提高网络故障分析、诊断、处理能力。如总线型和环型网络不利于隔离和检测网络故障，而星型网络则可以较好地隔离和检测网络故障。2.2.4 扩展和维护能力局域网的扩展和维护是网络日常管理和维护中的一项重要工作，因为局域网中的站点数目及其分布是动态的，可能经常会加入、移去或改变站点，甚至升级网络。良好的局域网络结构，可以方便网络的扩展和维护。2.2.5 可管理性局域网管理包括用户管理、设备管理、应用程序存取管理、安全管理等，这些都是局域网至关重要的工作。一个设计良好的网络，应该具有较强的网络管理和控制能力，确保网络的正常运行和网络数据信息的安全。为了提高网络的可管理性，在构建局域

9、网时，考虑选择的交换机尽可能是可管理的（至少主要交换机应该是可管理的），整个局域网中的交换机最好是同一个厂家生产的，管理软件应该具有通用性等。除此以外，还应考虑局域网的互联性、接入能力和建网成本等因素。因此，办公局域网组建时主要从如下几个方面进行规划：（1）网络操作系统（2）拓扑结构（3）网络中使用的设备3. 组建办公局域网硬件设备选型办公局域网主要在于资源共享和通信，其建构比较简单，需要的硬件设备主要包括提供整个网络服务的服务器；连接办公计算机的互连设备；以及设备间连接的传输介质等。3.1 传输介质的选择在第一章中已经介绍了传输介质的类型，办公局域网目前主要是指的有线网络，不考虑无线要求，所

10、以需要使用的传输介质主要是有线介质，常用的主要有双绞线、同轴电缆、光纤。根据办公局域网的需求分析可发现，在各个楼层的平面型布线中，传输介质选用双绞线。双绞线可分为屏蔽双绞线（UTP）和非屏蔽双绞线（STP）两类，UTP可分为6类，通常使用5类UTP，又称为数据级电缆，质量好，带宽为100MHz，能运行100Mbit/s以太网和FDDI，目前被广泛使用。在楼层间的布线中，采用的是总线型拓扑，总线要求带宽高，数据传输速率大，一般采用同轴电缆或光纤，目前一般使用光纤。3.2 互连设备的选择互连设备主要是指集线器和交换机，由于集线器物理性能的限制，容易产生广播风暴，故通常采用交换机。选择什么类型的交换

11、机主要应该考虑如下几个方面：3.2.1 端口数每个网络设备至少需要一个连接端口，根据交换机所连设备数目来确定交换机端口的最少个数。一般应该是端口数略大于设备数。3.2.2 端口类型根据所连接的介质确定到底是需要RJ-45口，还是光纤口。3.2.3 端口速率10M bit/s、100M bit/s、10/100M bit/s、10/100/1000Mbit/s,在需要连接各种网络或不明确的情况最好选用自适应端口。3.2.4 吞吐量是指交换机在没有丢帧的情况下发送和接收帧所能达到的最大速率。3.2.5 缓存与MAC地址数量缓存用于暂时存储等待转发的数据。如果缓存容量较小，当并发访问量较大时，数据将

12、被丢弃，从而导致网络通信失败。只有缓存容量较大，才可以在组播和广播流量很大的情况下，提供更佳的整体性能，同时保证最大可能的吞吐量。交换机存储的MAC地址数量越多，数据转发的速度和效率也就越高，抗MAC地址溢出供给能力也就越强。3.3 服务器的选择在整个网络中，共享资源大多都集中在服务器上，服务器的工作量通常是普通工作站的几倍甚至几十倍。因此要求服务器工作速度快、硬盘和内存容量大、处理能力强，网络硬件的连接技术强等。在实际网络中，不同服务器分别用不同的微机来提供，也可以用一个高档微机或小型机来提供，它同时提供不同的网络服务。办公局域网中应用最多的是文件服务器。由于服务器中安装有网络操作系统的核心

13、软件，它便具有了网络管理、共享资源、管理网络通信和为用户体提供网络服务的功能。服务器中的文件系统具有容量大和支持多用户访问等特点。服务器最好选择配置P4/2.4GHz CPU，256M DDR内存，80G硬盘，10/100Mbps自适应网卡或更高的配置。4. 组建办公局域网软件选型软件可分为系统软件和应用软件，本部分重点考虑系统软件和管理软件的应用和选择，应用软件根据用户的不同需求自己选择安装就行。4.1 操作系统的选择操作系统在维基百科中文版中定义如下：操作系统（Operating System，简称OS） ， 是电子计算机系统中负责支撑应用程序运行环境以及用户操作环境的系统软件，同时也是计

14、算机系统的核心与基石。它的职责常包括对硬件的直接监管、对各种计算资源（如内存、处理器时间等）的管理、以及提供诸如作业管理之类的面向应用程序的服务等等。在早期的计算机系统里面是没有操作系统的，如最早的ENIAC。随着计算机技术和通信技术的不断进步和发展，计算机网络的范围和规模不断扩大，为了方便远程计算机资源的使用和维护，这就需要实现资源共享和信息交换功能的网络操作系统。对等网络中使用的操作系统严格意义上并不是真正的网络操作系统，C/S（客户端/服务器）模式的网络中存在至少一台服务器，为网络提供共享资源和服务，具有良好的性能并适用于较大的网络，这样的网络中就需要网络操作系统。网络操作系统分类如表1

15、所示。表1 网络操作系统分类表Windows类Netware类Linux类Unix类应用常用于局域网的中、低档服务器中常用于无盘工作站的组建和游戏厅是一种新型的网络操作系统，源代码开放，安全性和稳定性好，主要应用于中、高档服务器操作系统稳定、安全性好、功能强，需要以命令方式操作实例Windows NT Server 4.0；Windows 2003 Server；Windows Server 2008等RedHat、红旗LinuxUNIX SVR 4.0、HP-UX 11.0、Solaris 8.0目前常用的网络操作系统中，Windows类的系统应用较多，但如果安全性较高时一般采用UNIX、L

16、inux类，在本实例中服务器采用Windows 2008 Server操作系统，并配置DCHP、DNS、IIS服务，建立网络用户，为各用户建立共享目录及设置安全权限。工作站使用Windows 2003或Windows XP的操作系统，安装浏览器。4.2 网络管理软件的选择4.2.1 网络管理软件分类网络管理软件可以分为两大类：（1）综合网络管理平台，针对网络、服务器、应用进行综合网络管理。（2）专业网络管理软件，只针对网络中的某一个部分进行专业的管理，比如针对服务器、中间件、数据库的管理。国际上对网络管理的定义针对五大部分应用：即监控、配置、故障、审计、安全。安全在国内已经被独立出来，成为了独

17、立的领域。网络管理的范围广泛性，决定了市场上出现很多网络管理厂商，但是很多都做不全，水准也参差不齐，在选型的时候还是要先明确需求，再对症下药。 4.2.2 网络管理软件选择一个好的管理软件直接关系到网络的性能，选择时可从如下几个方面考虑：（1）网络规模 网络规模需要注意两方面的问题：网络发展的规模：开始构建网络时，由于经济成本、技术或条件等问题，网络并不大，但要充分考虑网络的扩展性能。网络管理人员的素质：如果管理人员水平高，经验丰富，管理软件要求可能不需要太严格；但如果水平一般，则尽可能要求管理软件性能要好。 根据国外的划分依据，一个公司的网络管理人员在5人以下的为小型网络，在5-10人之间的

18、为中型网络，10人以上的为大型网络。所以在选型的时候不要单纯的追求大而全的管理软件，不如选择适合实际应用，实际需求的。可以先选购一套通用型的系统，简单实用为第一准则，先把基本的网络维护好。 （2）应用效果 使用了网络管理软件之后，网络运维将能节省多少时间，提高多少工作效率。能够监控应用，全面管理；网络管理部门需保证企业的应用流程顺利进行，例如OA系统。强大的支持。购买回来网络管理软件，随着企业的发展，业务、应用的更新有了新的需求，那么网络管理软件也要及时支持升级，这个问题还体现在软件的部署问题，也就是我们所说的售前和售后问题，它需要专业的网络管理厂商进行支持。4.2.3 网络管理软件实例网络管

19、理软件的种类非常多，不能一一例举，介绍一下Falconet网络管理软件。（1）网络视图用户可以通过统一的拓扑视图了解整个网络的设备及其运行状况，提供了自动拓扑发现，手工发现和手工编辑的三种管理设备的方法。自动拓扑发现包括网络设备节点的发现和信息的获取和网络拓扑结构的分析，可以自动识别路由交换机，交换机，路由器，服务器，PC和其他自定义的设备。（2）设备配置 交换机和路由器设备，可以自动生成可视化设备面板，显示每一个端口的状态和网络流量，包括MibII中Interfaces组的所有参数，对于支持标准Mib的设备还可以进行端口配置，即开通端口和关闭端口。 （3）故障和性能监控可以对整个网络的设备进

20、行状态监控轮询，并且以图形的方式显示当前设备的状态，如果探测到某个设备出现故障，将会触发报警事件，并且拓扑图上的对应设备显示为红色。可以对支持SNMP的设备进行数据采集和监控，系统性能数据主要有：CICSO设备的CPU利用率，空闲内存；接口流量包括网络接口流量，接口利用率；用户可以自定义需要监控的SNMP数据，例如特定厂商设备的CPU利用率等。可以设置采样间隔对数据进行采集，同时提供对实时数据的图表曲线显示，可以对历史数据生成日报表，周报表，月报表和年报表。可以对设置监控的数据设置上升阈值和下降阈值，当超过阈值将触发事件报警。 （4）日志分析 可以接收和分析Syslog日志，包括防火墙，路由器

21、，操作系统等各类Syslog日志，用户可以自定义接收和分析Syslog日志的规则，符合规则的日志将被记录和告警。 日志可以被记录到指定目录下，这样既可以被其他软件采用和分析，也可以采用本软件的日志查询进行分析查询。如果用户配置了告警，符合规则的日志将会触发告警。 用户可以根据情况自定义分析规则，支持多个规则同时生效，规则将会按照先后顺序生效，用户可以自由移动规则，改变规则的生效顺序。 支持大规模的日志接收和分析，存储大小仅仅取决于磁盘的大小，用户还可以指定日志保存的天数，超过天数的日志将会被自动删除。 （5）事件管理 可以记录监控的各类事件，保存到日志文件。同时提供了事件控制台，实时显示各类事

22、件，可以根据事件迅速定位到触发事件的设备。提供了事件查询，可以根据事件，源IP，事件类型查询相关事件。可以对告警事件自定义通知方式，包括MS Windows消息，实时通知管理控制台，邮件。5. 组建办公局域网拓扑结构选择以学校的办公局域网为例来讲解办公局域网的规划和设计。网络的拓扑结构是指网络中通信线路和站点（计算机或设备）的相互连接的几何形式。按照拓扑结构的不同，常见的计算机网络拓扑结构有：总线型拓扑结构、星型拓扑结构、环型拓扑结构等。学校办公局域网涉及的楼房和办公室比较多，单纯采用某一种拓扑结构很难满足要求，因此采用混合型拓扑结构，即星型和总线型拓扑结构的结合，楼层采用星型拓扑（图1），各

23、楼层间采用总线型拓扑结构（图2）。图1 楼层拓扑结构示意图图2 楼层间拓扑结构示意图6. 办公局域网组建办公局域网组建基本遵循如下步骤进行：6.1 布线网络应用已经成为人们工作、生活的一个重要部分，布线问题对提高网络系统的可靠性起到很重要的作用。不但能方便、快捷地对通信设备进行安装、调试、更换和维修，还能保证网络的灵活扩展性以及日后的可升级性，把以后所面临的系统维护工作量以及系统维护所需要的费用，都尽可能地控制在最低限度。6.2 布线系统随着技术的发展和时代应用的要求，可将布线系统分为传统布线系统和结构化布线系统。6.2.1 定义结构化布线系统PDS(Premises Distribution

24、 System)是指按标准的、统一的和简单的结构化方式编制和布置各种建筑物(或建筑群)内各种系统的通信线路，包括网络系统、电话系统、监控系统、电源系统和照明系统等。因此，综合布线系统是一种标准通用的信息传输系统。 6.2.2 结构化布线系统与传统布线系统结构化布线系统是先根据建筑物的情况，在所有可能放置设备的位置都铺好线路，然后根据实际要求，设备在哪儿再进行连线，而传统布线系统是先安放设备，根据设备位置来铺设线路。因此，两者的区别主要在于结构化布线系统的结构与当前所连接设备所处的位置无关。6.3 结构化布线标准AT&T的 PDS结构化布线系统所使用的元器件都是贝尔实验室按照美国电子工业

25、协会和电信工业协会的标准设计的，并在出厂时通过了按这些标准进行的测试，主要标准为： EIA/TIA-568 民用建筑线缆标准EIA/TIA-569 民用建筑通信通道和空间标准 IEEE 802.3 总线式 Ethernet局域网标准 IEEE 802.5 环路局域网标准 ANSI FDDI 光纤分布式数据接口高速局域网标准TPDDI 铜线分布式数据接口高速局域网标准ATM 异步传输模式标准 RS232 RS422 异步和同步传输标准6.4 结构化布线的组成6.4.1 设备室子系统主要是指语音系统的电话总机房和数据系统的网络设备室 。该子系统主要由配线架和连接配线架与设备的电缆组成。6.4.2

26、配线架子系统指除设备室外，所有楼层的配线架。6.4.3 垂直干线子系统提供垂直方向的电缆，组成楼层之间及外界通信的通道。6.4.4 水平干线子系统通常使用无屏蔽双绞线 (UTP)，将垂直干线延伸到用户工作区，在需要高速应用时，水平干线也可采用光缆。6.4.5 工作区子系统由信息插座及连接到用户设备的连线组成。6.4.6 建筑群子系统指将一幢建筑物中电缆延伸到另一建筑物，包括电缆、光缆和一些电气保护设备。各子系统如图3所示。图3 结构化布线系统组成示意图6.5 布线阶段6.5.1 设计根据办公局域网信息点的实际情况和成本考虑采用的布线方式。如图书馆布局是4层，1-3层的信息点分散，分布不均，距离

27、较远，4层为办公室，可采用分级式布线，4层采用集中式，所有信息点的线缆都直接由机房接出到位。如果办公局域网信息点分布均匀则可采用集中式布线方式。产品选择可根据成本适当选择，如果经济条件宽裕则可选用较好的产品，如AT&T；如经济条件有约束则可选用价位相对较低的产品，如AMP公司的布线产品，既保证了质量又能使用户满意。选择产品时最好选择同一家的产品。因为不同厂家的网络产品其内部材料的阻抗是不一样的，阻抗中的细微差别都可能对高速通信网络的信号衰减产生很大的影响，从而影响整个网络通信系统的通信质量。这在网络速度不高如低于或等于10M的情况下，可能影响不是很明显，但当速度达到100M或更高时则速

28、度会表现很明显。另外，线缆的使用方面注意不要一线两用。如一根线既作网线又作电话线等。6.5.2 施工6.5.3 检测验收布线工作完成之后要对各信息点进行测试检查。一般可采用FLUKE等专用仪器进行测试，根据各信息点的标记图进行一一测试，若发现有问题则可先做记录，等全部测完之后对个别有问题的地方进行再检查。测试的同时做好标号工作，把各点号码在信息点处及配线架处用标签纸标明并在平面图上注明，以便今后对系统进行管理、使用及维护。一般验收都是在两头发现问题，这可能是配线架没做好，也可能是模块没做好，还有一种可能就是上面板时螺丝钻入网线造成短路现象等等。 全部测试完成之后，把平面图进行清理，最后做出完全

29、正确的标号图，以备查用。验收时应全面对网络进行检测。往往只顾及了网络连通性的测试，只要网络通就行了，但线与线之间的串扰是否满足要求；网络速度是否达到网络设备的标称值等被忽略。7. 办公局域网的维护办公局域网的维护主要表现在安全和网络的正常运行，而安全主要涉及物理安全和数据安全两方面。7.1 防火墙的选择7.1.1 防火墙功能防火墙的功能主要是隐蔽内部的网络结构；限制外部网络用户对内部主机的访问；限制内部用户对Internet的访问。7.1.2 防火墙的选择办公局域网内机器数目众多，网络病毒的问题很严重。可以对一些文件设计为只读方式，同时在其上安装防病毒软件，可起到一定作用。但要保护内部资源、保

30、护内部结构最好是采用防火墙，选用防火墙时一般应考虑如下因素。7.1.3 防火墙自身安全性防火墙自身的安全性是选择防火墙时最基础的因素。因为防火墙也是网络上的主机之一，也可能存在安全问题，如果不能确保自身安全，则防火墙的控制功能再强，也终究不能完全保护内部网络。当防火墙本身出现安全漏洞时，任何的防火墙控制机制都可能失效，因为当一个黑客取得了防火墙上的控制权以后，黑客几乎可为所欲为地修改防火墙上的存取规则(Access Rule)，进而侵入更多的系统。因此，防火墙自身仍应有相当高的安全保护。7.1.4 防火墙的管理难易度防火墙的管理难易度是防火墙能否达到目的的主要考虑因素之一。若防火墙的管理过于困

31、难，则可能会造成设定上的错误，反而不能达到其功能。一般单位之所以很少用已有的网络设备直接当作防火墙的原因，除了包过滤并不能达到完全的控制之外，设定工作困难、要具备完整的知识以及不易除错等管理问题更是一般单位不愿意使用的主要原因。（1）网络的需求防火墙的选购应充分考虑网络的需求因素，如表7-1表2 网络需求需求作用IP转换(IP Address Translation)隐藏内部网络真正的IP，这可以使黑客(Hacker)无法直接攻击内部网络，这也是笔者之所以要强调防火墙自身安全性问题的主要原因可以让内部使用保留的IP，这对许多IP不足的企业是有益的双重DNS当内部网络使用没有注册的IP地址，或是防火墙进行IP转换时，DNS也必须经过转换，因为，同样的一个主机在内部的IP与给予外界的IP将会不同，