第2章局域网设计与构建(编辑修改稿)

第2章局域网设计与构建(编辑修改稿)内容摘要：

所以采用此标准的无线网络设备同样具有较低的价格。 另外，它的传输速率可达到 54Mbps，而且可根据具体的网络环境采用高速网络传输速率，以达到最佳的网络连接性能。 所以说 的主要优点，是一个非常具有发展前途的无线网络标准。 +、 +、 +  在一些主流的无线局域网设备厂商中，除了可以见到以上三种标准的产品外，还可能见到诸如 +、 +、+增强版的产品，其传输速率是在对应的原有标准上翻倍，分别为22Mbps、 108Mbps、 108Mbps。 网络拓扑结构选择  确立网络的拓扑结构是整个网络方案规划设计的基础。 网络拓扑结构设计是指在给定节点位置及保证一定可靠性、时延、吞吐量的情况下，服务器、工作站和网络连接设备如何通过选择合适的通路、线路的容量以及流量的分配，使网络的成本降低。  在有线局域网中常用的拓扑结构有总线型结构、环型结构、星型结构、网状结构与树型结构。 文件服务器 工作站 工作站 文件服务器 工作站 工作站 主机 主机 1．总线型拓扑结构 在总线型拓扑结构中，局域网的各个节点都连接到一个单一连续的物理线路上，如图 23所示。 由于各个节点之间通过电缆直接相连，因此，总线拓扑结构中所需要的电缆长度是最小的。 总线型拓扑结构特点  常见使用总线拓扑的局域网有 Ether、 ARC和Token Bus。 总线型拓扑结构的一个重要特征就是可以在网中广播信息。 网络中的每个站几乎可以同时收到每一条信息。 这与下面要讲到的环型网络形成了鲜明的对比。  总线型拓扑结构最大的优点是价格低廉，用户站点入网灵活。 另一个优点是某个站点失效不会影响到其他站点。 但它的缺点也很明显，由于共用一条传输信道，任一个时刻只能有一个站点发送数据，而且介质访问控制比较复杂。 总线型结构网是一种针对小型办公环境的成熟而又经济的解决方案。 2．环型拓扑结构  环型拓扑结构中，连接网络中各节点的电缆构成一个封闭的环，如图 24所示，信息在环中必须沿每个节点单向传输，因此，环中任何一段的故障都会使各站之间的通信受阻。 所以在某些环型拓扑结构中，如 FDDI，在各站点之间连接了一个备用环，当主环发生故障时，由备用环继续工作。 环型结构适用两种场合 环型结构在以下两种场合比较常见：一是工厂环境中，因为环网的抗干扰能力比较强；二是有许多大型机的场合，采用环型结构易于将局域网用于大型机网络中。 3．星型拓扑结构  在星型拓扑结构中，网络中的各节点都连接到一个中心设备上，由该中心设备向目的节点传送信息，如图 25所示。 星型拓扑结构方便了对大型网络的维护和调试，对电缆的安装检验也相对容易。 由于所有工作站都与中心节点相连，所以，在星型拓扑结构中移动某个工作站十分简单。 Hub 4．网状拓扑结构  网状拓扑是一种无规则的连接方式，在网状结构中，每个节点均可与任何节点相连，如图 26所示。 网状拓扑结构特点  这种连接方式不经济，只是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，但系统可靠性好、容错能力强，有时也称为分布式结构。  在网状拓扑网络中，节点间路径多，碰撞问题、阻塞问题大大减少，信息流的动态分配和路由的动态选择可以优化信息的传输；且不会因某一个局部的网络故障而影响整个网络的正常工作，可靠性高；结构优化，能通过流量分析，利用图的连通性理论，达到以最小的通信线路代价获得最高的连通性。 而网状拓扑也同样存在缺点，它的网络关系复杂，建网较困难，而且路由选择、网络管理等技术也相对复杂。 5．树型拓扑  当局域网的规模比较大，而且网络覆盖的单位存在行政或业务隶属关系时，一般采用树型拓扑结构组网。 树型拓扑是星型拓扑的一种变型，它将原来用单独链路直接连接的节点通过多级处理主机进行分级连接，如图 27所示。 LAN Switch 树型拓扑结构特点  树型拓扑结构的特点如下： （ 1）在局域网中存在主干通信介质和分支通信介质。 （ 2）计算机和网络设备之间的连接存在分级关系，连接关系呈树状。 6． WLAN的拓扑结构  在无线局域网 WLAN中，主要的网络结构只有两类： （ 1）无 AP（ Access Point）的 AdHoc模式。 AdHoc对等WLAN模式仅适用于数量较少的计算机无线互联（通常在 5台主机之内）。 但由于这一模式没有中心管理单元，所以这种网络在可管理性和扩展性方面受到一定的限制，连接性能也不是很好。 而且各无线节点之间只能单点通信，不能实现交换连接，就像有线网络中的对等网一样。 这种无线网络模式通常只适用于临时的无线应用环境，如小型会议室、 SOHO家庭无线网络等。 它是独立的，不需要与其他网络连接，其网络拓扑结构如图 28所示。 当然实际上还是可以通过第二块网卡与其他有线网络连接的，通常是在台式机上进行。 （ 2）基于 AP的 Infrastrucure结构。  这种基于无线 AP的基础结构模式其实与有线网络中的星型拓扑相似，其中的无线 AP相当于有线网络中的交换机，起着集中连接的作用。 在这种结构中，除了需要像在 AdHoc对等结构中一样在每台主机上安装无线网卡外，还需要一个 AP接入设备，俗称 “ AP访问点 ”。 这个 AP设备就是用于集中连接所有无线节点并进行集中管理的。 一般无线 AP还提供了一个有线以太网接口，用于与有线网络、工作站和路由设备的连接。 这种基础结构网络如图 29所示。 拓扑结构图 AP 图 28 无 AP的 AdHoc拓扑结构 图 29 基于 AP的 Infrastructure拓扑结构 复合型拓扑结构  目前，一个网络往往并非以单一拓扑结构出现，在一个实际网络中，可能是上述多种网络拓扑结构的混合。 在一些庞大复杂的应用系统中，有时需要将各种拓扑结构的局域网连接在一起而结合成复合型的拓扑结构。 比如，拓扑结构可以以 “ 层次 +网状结构（ ATM的多路由、快速以太网的冗余线路备份） ” 的形式出现，通常采用主干网加子网（ LAN）结构进行设计。 子网由交换 /集线设备，上连主干网络下连用户计算机，远程用户通过终端访问服务器与系统相连。 建立分级三层设计模型  在网络设计中，没有一种设计方法可以适合所有的网络。 网络设计技术非常复杂而且更新很快。 Cisco提出了网络设计方法学，使用分级三层模型建立整个网络的拓扑结构。 这种设计模型有时也称为结构化设计模型（ Hierarchical Network Design Model）。 在分级三层模型里，网络可以划分为核心层（ Core Layer）、分布层（ Distribution Layer）、接入层（ Access Layer），如图 210所示。 图 210 分级三层设计模型 接入层（ access ）分布层（ dist ri buti on ）核心层（ core ） 对应于网络拓扑，每一级都有一组各自不同的功能。 通过采用分级方法，可以用分级设计模型建立非常灵活和可缩放性极好的网络。  分级三层设计模型既可应用于局域网，也可应用于广域网、城域网。 我们不要拘泥于每一层到底是什么，而把它看作是一种化整为零的设计思想，各个层次既相对独立又相互关联，在具体实施时，可以把重点放在解决某一层次的问题上，由此把复杂的问题简单化。  在三层拓扑结构中，通信数据被接入层导入网络，然后被汇聚层聚集到高速链路上流向核心层。 从核心层流出的通信数据被汇聚层发散到低速链路上，经接入层流向用户。  在分层网络中，核心层处理高速数据流，其主要任务是数据的交换；汇聚层负责聚合路由路径，收敛数据流量；接入层负责将流量导入网络，执行网络访问控制等网络边缘服务。 分层结构规划网络拓扑遵守的基本原则  按照分层结构规划网络拓扑时，应遵守以下基本原则： （ 1）网络中因为拓扑结构改变而受影响的区域应被限制到最小程度。 （ 2）路由器（及其他网络设备）应传输尽量少的信息。  下面以园区网络设计为例来讲解分级三层结构法的使用。 图 211给出了一个简单的园区网分级模型。 1．核心层  核心层是园区网的主干部分。 主要目的是尽可能快地交换数据。 核心层不应该涉及费力的数据包操作或者减慢数据交换的处理。 应该避免在核心层中使用像访问控制列表和数据包过滤之类的功能。 核心层主要负责以下几项工作：  提供交换区块间的连接。  提供到其他区块的访问。  尽可能快地交换数据帧或数据包。 图 211 园区。