韩泰公司的网络规划与设计毕业论文(编辑修改稿)

韩泰公司的网络规划与设计毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

模、可靠性低。 想要增加节点就必然要断开环形，造成网络中断，而且任意一个节点出现故障都会造成全网瘫痪并且节点太多的时候，传输延时会加大。 总线结构 把环形结构断开就可看成总线结构。 它的特征是使用一条介质将各个节点连接并且每个节点都有收发功能，只接受与自己地址匹配的报文。 它的优点是联网费用低，容易扩充。 缺点就是容量有限，不能大规模的进行扩充，因为每条总线长度都有限，一条总线的负载能力是限定的，因此只能连接一定数量的节点 分布式结构就是能将距离较远的节点进 行连接。 在分布式结构中，网络进行了域的划分，每个域中进行分散的控制，中心节点是负责总体控制的。 这个结构的优点是健壮性好，局部的故障不会影响全网运行。 分布式结构的缺点就是需要话费的费用高，因为所需的设备和传输介质都是最多的，节点间连接也复杂。 而且分布式结构的网络管理更为复杂，需要进行流燕山大学里仁学院本科生毕业设计（论文） 6 量控制、冗余备份、负载均衡等能力。 混合结构 混合结构就是把上述的两种或两种以上的拓扑结构进行混合，构成的结构成为混合拓扑结构。 其优点是可以将多种拓扑结构的优缺点进行互补。 缺点是需要考虑其他的很多因素，而且控 制比单个网络结构要复杂的多 网络互联协议 网络互联协议有两种，一个是 ISO，另一个是常见的 TCP/IP 的网络互联协议族。 OPS/RM OPS/RM 是 ISO 制定的网络模型。 在这个模型中互联网通信工作分为 7层，分别是物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。 下表是每个层的数据格式、相关设备和功能。 表 21 OPS/RM 的七个层 第 2 章 关键技术研究 层次 功能 数据格式 相关设备 应用层 网络应用程序之间交互约定 — — 表示层 数据安全、压缩和表示 — — 会话层 建立、管理和关闭回话 — — 传输层 使用特殊的寻址机制来表示不同的通信进程 segment 网关 网络层 在数据链路层基础上建立、标识网络层地址，并进行路由和寻址 Packet 路由器 数据链路层 Frame 在物理层上建立逻辑链路层以及CRC 校验等 网卡、交换机 物理层 Bit 建立、管理和关闭物理连接 双绞线、同轴电缆、光纤、集线器、中继器 TCP/IP 协议族 TCP/IP 协议族包含了与网络互联相关的若干个协议 ,TCP 和 IP 是其中最重要的两个协议，因此使用 TCP/IP 来代表整个协议族。 TCP/IP 协议族定义了网络设备如何接入因特网和因特网中数据是如何传递的，所以 TCP/IP 协议族是国际互联网 (Inter)的基础。 与 OSI/RM 模型类似的是， TCP/IP 模型也采用了分层的模型，其层次更为简洁。 TCP/IP 协议族的层次和 OSI/RM 模型的层次虽然不完全相同，但也有对应关系。 如图表 所示。 燕山大学里仁学院本科生毕业设计（论文） 8 表 22 TCP/IP 协议族的层次和 OSI/RM 模型层次对照表 TCP/IP OSI/RM 应用层 应用层 表示层 会话层 传输层 传输层 网络层 网络层 网络接口 层 数据链路层 物理层 网络互联设备 常见的网络设备有中继器、集线器、交换机、路由器、网关等。 集线器和中继器的作用都是为了延长传输介质。 交换机的作用是在数据链路层上的地址进行数据交换。 路由器是工作在网络层的，提供网络传输路径选择。 网关的作用是实现不同高层协议之间的互联，充当不同数据格式不同体系结构网络之间的转换器。 下面主要介绍交换机与路由器。 交换机是非常重要的网络互联设备。 连接在用一个交换机上的节点只要IP 地址不再同一个网段，他们之间就不会有相互干扰。 比较传统的交换机是 工作在链路层的，因此他是通过 MAC 地址进行寻址和转发。 交换机主要有三个功能： 地址学习： 在交换机中有一个地址表，记录着交换机借口连接的设备的 MAC 地址，当交换机进行数据转发时，就会根据数据帧的目的地址查找 MAC 表进行转发。 如果没有匹配的结果，就将数据帧广播出去，与目的匹配的设备将做出回应 .当响应的帧回到交换机时，交换机就会记录下新的条目 . 第 2 章 关键技术研究 9 MAC 地址表中的每个条目都是有生命周期的。 如果在一段时间内没有使用将会被删除。 条目中的内容发生变化条目也将被更新 数据转发： 交换机收到数据帧之后会根据 MAC 地址表 进行转发而且转发是交换机的主要功能，有三种转发模式： (1)快速转发 (2)存储转发 (3)无碎片直通转发 消除回路： 频繁改动交换机上连接的节点就会引起交换机环路。 可以通过使用生成树算法消除环路。 路由器也是一种非常重要的网络互联设备，它工作在网络层。 路由器的功能是根据目的 IP 地址为数据包选择合适的路径。 路由器一般常用来连接不同网段的网络。 常见的路由协议包括： 静态路由协议： 静态路由协议是管理员通过配置命令手工配置的。 配置完成后就直接固定下来，不会随着网络的变化自动改变，需要人工去维护。 有点 是配置简单，适合简单且固定的网络。 动态路由协议： 动态路由协议的路由信息都是由路由器生成算法来完成的，他们使用生成规则，路由算法，计算出地址和地址之间最佳的路径。 在拓扑结构发生变化之后就能感知到这些变化，调整路由表中的路由信息。 根据工作范围可以将协议分为两类： （ 1） 内部网关协议 （ 2） 外部网关协议 还可以根据寻路的算法的不同，将动态路由协议进行分类： 燕山大学里仁学院本科生毕业设计（论文） 10 1）距离矢量路由协议 2）链路状态路由协议 本节从硬件和软件标准两个方面介绍了网络相关技术。 IEEE 的 标准规定了以太网的组成标准，也就是 OSI/RM 中的物理层和数据链路层。 有了网络的硬件标准还需要有利用这些硬件的更高层次通信互联协议，比较有代表性的是 ISO 的 OSI/RM 和 TCP/IP 协议族。 常见的网络设备有集线器、交换机、路由器、中继器、网关等。 集线器和中继器都是为了延长传输介质。 交换机的作用是基于数据链路层的地址进行交换。 路由器是工作在网络层的。 主要是提供网络层地址的传输路径选择。 网关工作在传输层上，实现不同协议之间的网络互联，充当了不同体系或者不同通信协议的网络之间的转换器。 第 3 章 韩泰轮胎公司内网的设计与实现 11 第 3章 韩泰轮胎公司内网的设计与实现 设计原 则 网络的设计原则是依据网络发展需求分析和网络建设的基本要求，包括一下几个方面： （ 1）稳定可靠 主要是体现在三个方面： 1）施工质量要可靠，要保证所有的导线和接头接触良好。 2）要对网络设备的传输介质的选择要可靠 3）在网络运行中，要有有效的检测和管理，这样出现问题可以及时处理。 （ 2）容易扩充 容易扩充第一层含义是在网络拓扑设计时，要保证节点容易扩充，包括大节点和单个的小节点都要方便扩充。 因此随着公司规模的增大，网络也会膨胀起来，但这是不可避免的。 不能因为为了扩充网络来调整拓扑结构。 第二层含义是方 便在网络扩展应用。 网络的设计要足以支持未来的应用，要让网络的设计具有更加广泛的应用性。 （ 3）保证带宽 企业未来的应用包括视频会议等高宽胎的应用。 因此必须采用高带宽的设备和传输介质，以保证大数据量的传输。 （ 4）安全控制 对于企业内部网络的安全首先要保证网络结构中重要的节点的安全，比如数据服务器，核心交换机，路由器等等，需给设备配备不间断电源。 第二个是保证网络中的信息安全，要对网络进行划分，保证数据不会被没有被授权的用户看到和获取。 还有，还要在企业内网和因特网之间构建必要的防火墙，及时更新杀毒软件，以防止中 毒。 （ 5）监测管理 要对网络的状态进行监测，而且必须要实时的。 网络故障的管理和监测可以采用两种方式。 在发生故障是，对于主动高静的网络设备采用被动监听：对于不能主动告警的网络设备采用主动状态监测和心跳监测相结合的方式。 韩泰轮胎公司内部网络现状 韩泰轮胎公司是一家轮胎公司，主要的业务是研发、生产、销售、仓储、等一体的公司。 整个公司可以分为办公楼， PCR 工厂， TBR 工厂三个部分。 经过分析，现在存在这些问题： 燕山大学里仁学院本科生毕业设计（论文） 12 （ 1） 公司的各个机构在实际的网络运行中，在工作繁忙的时候经藏出现网络拥堵情况。 （ 2） 总公司有 Inter 出口，但是 Inter 直接互联的计算机同时也与企业内网连接，没有实现外网和内网的有效隔离。 这种环境利用病毒等有害软件的传播，给网络的维护造成困难。 （ 3） 部分部门的内部网络采用交换机级联 HUB 进行互联，虽然看起来表面上像物理上的星形拓扑，但实际上它们还是处在同一个冲突域中。 （ 4） 公司里各个部门之间没有进行有效的内网隔离，造成不同部门之间的网络权责不清。 （ 5） 没有有效的数据备份设备。 在网络中把所有应用数据全保存在一个数据服务器上，一旦服务器发生故障，所有数据全部丢失，将造成难以估计的损失，数百万数千万损失都有可 能的。 （ 6） 缺乏有效的网络管理，没有网络管理软件，也没有相关的应用程序，对于网络的状态缺乏有效的监督，这样网络一旦出现故障，不能即使发现和排除，不仅仅是这些，没有相应的基于网络的应用程序，浪费网络资源。 随着企业的发展和公司规模的增大，公司希望对企业网络进行改造和升级，进行统一的管理与规划，包括： （ 1） 在所有的部门，应用同意的系统和在线办公自动化系统，实现集中式控制。 （ 2） 希望企业网络的建设，可以支撑未来在企业内实现对各个部门的监控、视频会议等应用。 （ 3） 保证各个应用系统数据稳定性和安全 性，避免对应用数据库中数据信息的非法访问；发生特殊情况一场断电时，保证重要应用系统短时间可用，保证数据的完整性。 （ 4） 公司内部设计要求支撑未来公司规模扩大，不能因为网络节点增加而明显影响网络的传输速率和稳定性。 （ 5） 下面 是韩泰公司的较简单的分布图，上面所说的 TBR 为大径（轮第 3 章 韩泰轮胎公司内网的设计与实现 13 胎）工厂，位于图的上部， PCR 为小径工厂，在下半部。 据调查，每个轮胎生产的时候都会有贴条码，成型之后就会被贴上，公司会根据条码来追踪轮胎的质量情况，成型以后都要把条码信息用具备无线网卡的扫描枪扫到 GMES 服务器（是一种管理系统）上，这样企业就可以 实时知道那个轮胎有问题能及时找到原因。 所以成型，物流和硫化工序都需要无线 了无线 AP，现场每条线都有若干台终端输入设备，都要连上企业内网，故每条线得有一台交换机来进行内网的链接 .因公司经常会有国外的驻宰员来公司出差，并且很大一部分人都有笔记本电脑，故办公楼里也得配备至少三台无线 AP。 图 31 分布图 下面将从网络层次划分和网络拓扑结构设计这两个方面对企业网的设计方案进行描述。 根据网络的流量模式和终端用户的分组方式，可以将网络分为三层 :接入层、汇聚 层和核心层。 网络中直接面向用户的成为接入层。 接入层的目的燕山大学里仁学院本科生毕业设计（论文） 14 是管理用户对网络的接入，因而要求具有成本不能太高，要易于扩展，可接入的端口要多。 汇聚层是多个接入层汇聚的地方，集中处理接入层的数据然后发送到核心层。 汇聚层因为要处理的数据更多，因而需要比接入层性能更好的接入设备。 核心层是主干部分，负责数据的快速转发。 三层网络结构划分明确了每个层次的目的和功能是什么，这样使得每一层可以专注于自己的行为。 对于韩泰公司的内网，其三层次划分如下： 接入层：包括总公司的各个部门和工厂里的各个设备，比如说财务部、技术部、设 备科、硫化机、 DAS 等等。 汇聚层：汇聚层包括三个部分，一是对办公楼各个部门进行汇聚；二是对 PCR 工厂进行汇聚；三是对 TBR 工厂进行汇聚。 核心层：核心层的目的是提供网络上的各种应用对数据的快速访问。 核心层连接服务器群和汇聚层，提供了服务器群到汇聚层的数据转发。 本方案采用了由星形拓扑结构和总线拓扑结构的混合式拓扑结构 . 图 32 网络拓扑图 接入层采用星形拓扑结构，有利于以后的扩充。 在汇聚层各个汇聚交换机之间采用了总线结构。 并且采用了冗余拓扑结构，以防核心交换机出故障时网络数据的丢失。 第 3 章 韩泰轮胎公司内网的设计与实现。