网络工程规划与设计第三章.pptx

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1、清华大学出版社网络工程设计实用教程编著：刘昭斌、曹钧尧、谭方勇编著：刘昭斌、曹钧尧、谭方勇清华大学出版社第3章 逻辑网络设计 教学提示：本章将从网络的方案设计和组建的角度出发，着重介绍网络建设中方案设计、拓扑结构的选择、网络技术和服务器的选择等内容，对整个逻辑网络设计过程进行了论述。 教学目标：培养学生掌握网络工程设计中的逻辑网络方案设计的内容和原则，在组建网络时，协助用户进行有关组件的选择。能根据所需要的方案来确定网络建设中最终实现的目标。 重点知识：能根据网络用户的需求，规划逻辑网络方案设计，确定网络建设中的网络拓扑结构和有关组件的选择。清华大学出版社第3章 逻辑网络设计3.1 网络方案设

2、计网络方案设计3.2 网络拓扑结构设计网络拓扑结构设计3.3 网络协议选择网络协议选择3.4 IP地址规划地址规划3.5 网络技术的选择网络技术的选择3.6 网络操作系统的选择网络操作系统的选择3.7 服务器的选择服务器的选择3.8 网络存储备份技术网络存储备份技术3.9 网络工作站网络工作站3.10 XX地铁总公司网络工程设计方案案例地铁总公司网络工程设计方案案例3.11 实践项目实践项目本章小结本章小结 清华大学出版社第3章 逻辑网络设计3.1 网络方案设计网络方案设计 网络方案设计是网络建设的基础，网络方案的总体思路和工程蓝图，是搞好网络建设的核心任务。在进行网络方案总体设计时，我们要认

3、真按照网络方案设计的原则，按部就班的进行网络方案的设计和规划，确保网络建设中的顺利实施，同时在网络方案设计中，既要考虑各种类型网络的共性，又要针对各种类型网络的个性，分别进行设计，从而获得一个理想的，符合实际应用的网络设施，更好的为各单位的信息化建设服务。清华大学出版社第3章 逻辑网络设计3.1.1网络方案网络方案设计设计的原则的原则 （1）先进性：先进性：具备先进的设计思想、网络结构、开发工具，采用市场占有率高、标准化和技术成熟的软硬件产品。（2）高可靠性：高可靠性：网络系统是日常业务和各种应用系统的基础设施，应保证正常时期的不间断运行。整个网络应有足够的冗余功能，抗干扰能力强，对网络的设计

4、、选型、安装和调试等环节进行统一规划和分析，确保整个网络具有一定的容错能力，可靠性还应充分考虑投资合理，网络系统具有良好的性能价格比。（3）标准化：标准化：所有网络设备都应符合有关国际标准，以保证不同厂家网络设备之间的互操作性和网络系统的开放性。清华大学出版社第3章 逻辑网络设计3.1.1网络方案网络方案设计设计的原则的原则 （4）可扩展性：可扩展性：网络设计要考虑网络系统应用和今后网络的发展，便于向更新技术的升级与衔接。要留有扩充余量，包括端口数量和带宽的升级能力。（5）易管理性：易管理性：网络设备应易于管理，易于维护，操作简单，易学，易用，便于进行网络配置，发现故障及时维护。（6） 安全性

5、：安全性：能提供多层次安全控制手段，网络系统的数据和文件多数要求具有高度的安全性，因此，网络系统本身要有较高的安全性，对使用的信息进行严格的权限管理，在技术上提供先进的、可靠的、全面的安全方案和应急措施，确保系统万无一失。同时符合国家关于网络安全标准和管理条例。清华大学出版社第3章 逻辑网络设计3.1.1网络方案网络方案设计设计的原则的原则 （7）实用性：实用性：系统建设首先要从系统的实用性角度出发，支持文本、语音、图形、图像及音频、视频等多种媒体信息的传输、查询服务，所以系统设计必须具有很强的实用性，满足不同用户信息服务的实际需要，具有很高的性能价格比，能为多种应用系统提供强有力的支持平台。

6、（8）开放性：开放性：系统设计应该采用开放技术、开放结构、开放系统组件和开放用户接口，以利于网络的维护、扩展升级和与外界信息的互通。清华大学出版社第3章 逻辑网络设计3.1.2 网络方案设计的常见类型网络方案设计的常见类型 网络方案设计的常见类型： 校园网、企业网、园区网等几类。下面就有关校园网、企业网的方案设计的特点进行相关的论述。 清华大学出版社第3章 逻辑网络设计1 1、校园网、校园网 校园网是各种类型网络中一大分支，有着非常广泛的应用。作为新技术的发祥地，学校尤其是高等学校，和网络的关系十分密切，网络最初是在校园里进行实验并获得成功的，许多网络新技术也是首先在校园网中获得成功，进而才推

7、向社会的。 清华大学出版社第3章 逻辑网络设计校园网方案设计的步骤主要有：校园网方案设计的步骤主要有：(1)(1)校园网总体设计方案校园网总体设计方案 进行对象研究和需求调查，弄清学校的性质、任务和改革发展的特点，对学校的信息化环境进行准确的描述，明确系统建设的需求和条件； 在应用需求分析的基础上，确定学校Intranet服务类型，进而确定系统建设的具体目标，包括网络设施、站点设置、开发应用和管理等方面的目标；清华大学出版社第3章 逻辑网络设计校园网方案设计的步骤主要有：(1)(1)校园网总体设计方案校园网总体设计方案 确定网络拓扑结构和功能，根据应用需求、建设目标和学校主要建筑分布特点，进行

8、系统分析和设计； 确定技术设计的原则要求，如在技术选型、布线设计、设备选择、软件配置等方面的标准和要求； 规划安排校园网建设的实施步骤。 清华大学出版社第3章 逻辑网络设计校园网方案设计的步骤主要有：(2)(2)校园网方案实施校园网方案实施 一个完整的校园网建设在实施过程中可以分成两个环节： 网络集成方案设计网络集成方案设计和信息系统集成。信息系统集成。 网络集成方案主要包括两个方面：网络拓扑结构、结构化布线与设备选择、网络技术及设备选型。 信息系统集成是指利用网络体系控制信息的有序流动，实现信息资源的共享，更有效地形成、整理、使用各类信息 。清华大学出版社第3章 逻辑网络设计2、企业网、企业

9、网 网络不仅是一种高深的科技，而且成为人们必不可少网络不仅是一种高深的科技，而且成为人们必不可少的工具。企业上网大大提高了企业运作效益，降低了企业的工具。企业上网大大提高了企业运作效益，降低了企业成本。成本。构建企业网一般从几个方面考虑：构建企业网一般从几个方面考虑： (1)行业分析行业分析(2)企业网络主干技术选择企业网络主干技术选择(3)企业网络构架的基本方案企业网络构架的基本方案 清华大学出版社第3章 逻辑网络设计3.1.3 网络方案设计的内容网络方案设计的内容 一个完整的网络方案的设计需要通过若干步骤一个完整的网络方案的设计需要通过若干步骤来完成。来完成。 1 1、用户需求分析、用户需

10、求分析主要包括：主要包括： 确定用户的建网目标；确定用户的建网目标； 掌握用户的基本应用和服务范围；掌握用户的基本应用和服务范围； 了解单位的地理布局位置和未来网络的使用位置；了解单位的地理布局位置和未来网络的使用位置； 了解单位的网络建设的基本投资资金。了解单位的网络建设的基本投资资金。清华大学出版社第3章 逻辑网络设计3.1.3 网络方案设计的内容网络方案设计的内容2 2、网络结构设计、网络结构设计主要包括：主要包括： 网络拓扑结构的确定；网络拓扑结构的确定； 采用的网络技术；采用的网络技术； 节点的分布和规划。节点的分布和规划。3 3、综合布线的设计、综合布线的设计 根据结构化布线系统的

11、设计思想，实现包括根据结构化布线系统的设计思想，实现包括：工作区子系统、水平子系统、垂直主干子系统、：工作区子系统、水平子系统、垂直主干子系统、管理子系统、设备间子系统、楼栋子系统等的综合管理子系统、设备间子系统、楼栋子系统等的综合布线规划。布线规划。清华大学出版社第3章 逻辑网络设计3.1.3 网络方案设计的内容网络方案设计的内容4 4、网络互联设备和软件的应用、网络互联设备和软件的应用 按照设计的要求选择确定网络互联设备和相关系统软按照设计的要求选择确定网络互联设备和相关系统软件、应用软件的使用，制定网络互联设备和软件的配置计件、应用软件的使用，制定网络互联设备和软件的配置计划，达到最佳的

12、组合效果。划，达到最佳的组合效果。 5 5、网络系统设计的文档建立、网络系统设计的文档建立 网络系统设计的文档可以分为网络系统设计的文档可以分为网络结构文档网络结构文档和和网络网络综合布线文档综合布线文档两大类。两大类。 清华大学出版社第3章 逻辑网络设计3.1.3 网络方案设计的内容网络方案设计的内容（1 1）网络结构文档）网络结构文档 网络结构文档一般有以下部分组成：网络结构文档一般有以下部分组成： 网络拓扑结构设计图；网络拓扑结构设计图； 网络配置图；网络配置图； 子网分布图；子网分布图； IP地址分配表；地址分配表； 路由分配表。路由分配表。清华大学出版社第3章 逻辑网络设计3.1.3

13、 网络方案设计的内容网络方案设计的内容（2 2）网络综合布线文档）网络综合布线文档 网络综合布线文档一般有以下部分组成：网络综合布线文档一般有以下部分组成： 网络综合布线设计图；网络综合布线设计图； 网络综合布线施工图；网络综合布线施工图； 设备间与交换机连接图；设备间与交换机连接图； 交换机与配线架连接图；交换机与配线架连接图； 网络综合布线测试报告。网络综合布线测试报告。清华大学出版社第3章 逻辑网络设计3.2 网络拓扑结构设计网络拓扑结构设计选择网络拓扑结构时，考虑的因素主要有：选择网络拓扑结构时，考虑的因素主要有： 组建网络的相对易难程度；组建网络的相对易难程度； 重新配置网络的易难程

14、度；重新配置网络的易难程度； 维护网络的相对易难程度；维护网络的相对易难程度； 传输介质发生故障时，影响网络互联设备运行的情况。传输介质发生故障时，影响网络互联设备运行的情况。清华大学出版社第3章 逻辑网络设计3.2.1 网络拓扑结构设计类型网络拓扑结构设计类型 计算机网络的拓扑结构可分为计算机网络的拓扑结构可分为: 总线型、环型、星型、树型、网状型总线型、环型、星型、树型、网状型和卫星通信网络的拓扑结构和卫星通信网络的拓扑结构等，而网络的等，而网络的性能与网络的拓扑结构往往密切相关。性能与网络的拓扑结构往往密切相关。 清华大学出版社第3章 逻辑网络设计3.2.2校园网络拓扑结构设计校园网络拓

15、扑结构设计 校园网的逻辑拓扑可划分为若干虚拟局域网，虚拟局校园网的逻辑拓扑可划分为若干虚拟局域网，虚拟局域网不受设备物理位置的限制，灵活性较大。域网不受设备物理位置的限制，灵活性较大。 按照某大学校园网各部分功能划分：按照某大学校园网各部分功能划分： 网络中心服务器群子网，图书馆服务器群子网。校园网络中心服务器群子网，图书馆服务器群子网。校园网的管理子网，包括全网核心层、汇聚层和接入层交换机网的管理子网，包括全网核心层、汇聚层和接入层交换机。多媒体教学系统（多媒体教室），方便教师进行管理和。多媒体教学系统（多媒体教室），方便教师进行管理和教学。其余子网可按教师信息管理系统、网上协作科研管教学。

16、其余子网可按教师信息管理系统、网上协作科研管理系统、综合教务管理系统、财务系统、学生信息管理系理系统、综合教务管理系统、财务系统、学生信息管理系统、多媒体网上教学系统、办公自动化系统、公共机房等统、多媒体网上教学系统、办公自动化系统、公共机房等划分，校园网的逻辑拓扑结构采用了星型和树型结构的设划分，校园网的逻辑拓扑结构采用了星型和树型结构的设计计 。清华大学出版社第3章 逻辑网络设计清华大学出版社第3章 逻辑网络设计3.2.3 企业网络拓扑结构设计企业网络拓扑结构设计 进行网络网络拓扑结构设计时，首先要从网络设计原则出发，确定实际网络的应用范围和需求分析，同时要确定网络系统的地理位置，然后进行

17、网络拓扑结构的设计。 某一企业的网络系统建设旨在建成一个企业局域网网络系统，提供数据的统一网络平台，全面满足整个企业的通信需要；实现公文等信息的充分共享和广泛使用；建立覆盖全企业的公共信息平台，在网上提供方便、快捷、透明的“一站式”信息化服务。本着“千兆到骨干、百兆到桌面”的建网思路，建成一个高可靠、高性能、可扩展的信息网。清华大学出版社第3章 逻辑网络设计清华大学出版社第3章 逻辑网络设计3.2.4 网络拓扑结构的评估与选择网络拓扑结构的评估与选择 1 1、总线型结构、总线型结构 总线型结构的优点是：结构简单、价格低廉、安总线型结构的优点是：结构简单、价格低廉、安装使用方便，连接总长度小于星

18、型结构，若需要增加装使用方便，连接总长度小于星型结构，若需要增加长度，可以通过中继器增加一个网段，可靠性高，网长度，可以通过中继器增加一个网段，可靠性高，网络响应速度快；设备少，价格低，安装使用方便，共络响应速度快；设备少，价格低，安装使用方便，共享资源能力强，便于广播式工作。享资源能力强，便于广播式工作。 缺点是故障诊断和隔离比较困难，总线任务重，缺点是故障诊断和隔离比较困难，总线任务重，容易产生冲突和碰撞问题。这种结构一般适用于局域容易产生冲突和碰撞问题。这种结构一般适用于局域网，其典型代表是共享式以太网。网，其典型代表是共享式以太网。清华大学出版社第3章 逻辑网络设计3.2.4 网络拓扑

19、结构的评估与选择网络拓扑结构的评估与选择 2 2、星型结构、星型结构 星型结构的优点是：通信协议简单，单个节点故障不会星型结构的优点是：通信协议简单，单个节点故障不会影响全网，结构简单，增删节点及维护管理容易，故障隔离影响全网，结构简单，增删节点及维护管理容易，故障隔离和检测容易，网络延时较短；一个端节点或链接的故障不会和检测容易，网络延时较短；一个端节点或链接的故障不会影响到整个网络。影响到整个网络。 缺点是每个节点需要一个专用链路连接到中心节点，成缺点是每个节点需要一个专用链路连接到中心节点，成本较高，通信资源利用率低，网络性能过于依赖中心节点，本较高，通信资源利用率低，网络性能过于依赖中

20、心节点，一旦中心节点出现故障将导致整个网络资源崩溃。这种结构一旦中心节点出现故障将导致整个网络资源崩溃。这种结构也常用于局域网，如交换式以太网。也常用于局域网，如交换式以太网。清华大学出版社第3章 逻辑网络设计3.2.4 网络拓扑结构的评估与选择网络拓扑结构的评估与选择 3 3、环型结构、环型结构 环型结构的优点是：信息在网络中沿固定方向流动，环型结构的优点是：信息在网络中沿固定方向流动，两个节点间有惟一通道，简化了路径选择控制，每个节点两个节点间有惟一通道，简化了路径选择控制，每个节点收发信息均由接口控制，控制软件较简单，传输延迟固定收发信息均由接口控制，控制软件较简单，传输延迟固定，实时性

21、强，传输速率高，传输距离远，容易实现分布式，实时性强，传输速率高，传输距离远，容易实现分布式控制。控制。 环型结构的缺点是：由于信息是串行通过多个节点，环型结构的缺点是：由于信息是串行通过多个节点，当节点过多时，会影响传输效率，同时使得网络响应时间当节点过多时，会影响传输效率，同时使得网络响应时间变长，环节点的加入和撤出过程都很复杂，由于环路封闭变长，环节点的加入和撤出过程都很复杂，由于环路封闭，环的某处断开会导致整个系统的失效。，环的某处断开会导致整个系统的失效。清华大学出版社第3章 逻辑网络设计3.2.4 网络拓扑结构的评估与选择网络拓扑结构的评估与选择 4 4、树型结构、树型结构 树型结

22、构的优点：结构比较简单，成本低，网络中任意树型结构的优点：结构比较简单，成本低，网络中任意两个节点之间不产生回路，每个链路都支持双向传输，扩充两个节点之间不产生回路，每个链路都支持双向传输，扩充节点方便灵活。节点方便灵活。 缺点是任何一个节点或链路故障，则全网不能正常工作缺点是任何一个节点或链路故障，则全网不能正常工作。因此这种结构的可靠性与星型相似。目前的单位局域网往。因此这种结构的可靠性与星型相似。目前的单位局域网往往也采用这种结构。往也采用这种结构。清华大学出版社第3章 逻辑网络设计3.2.4 网络拓扑结构的评估与选择网络拓扑结构的评估与选择 5 5、网状结构、网状结构 网状结构的优点是

23、具有较高的可靠性。网状结构的优点是具有较高的可靠性。 缺点是由于各个节点通常和多个节点相连，结构复杂，缺点是由于各个节点通常和多个节点相连，结构复杂，需要路由选择和流控制的功能，网络控制软件比较复杂，硬需要路由选择和流控制的功能，网络控制软件比较复杂，硬件成本较高，不易管理和维护。件成本较高，不易管理和维护。 网状结构一般用于广域网，它可以将分布不同地点的局网状结构一般用于广域网，它可以将分布不同地点的局域网进行互联。一旦某段线路故障，可以通过其他路径传输域网进行互联。一旦某段线路故障，可以通过其他路径传输数据。数据。 清华大学出版社第3章 逻辑网络设计3.3 网络协议选择网络协议选择 网络协

24、议网络协议是指网络中通信的双方都必须遵守是指网络中通信的双方都必须遵守的通信约定，通信协议对网络的通信速率、传输的通信约定，通信协议对网络的通信速率、传输代码、代码结构、传输控制步骤、差错控制等都代码、代码结构、传输控制步骤、差错控制等都制定了严格的标准，以保证网络中数据传输的可制定了严格的标准，以保证网络中数据传输的可靠性和安全性。靠性和安全性。 清华大学出版社第3章 逻辑网络设计3.3.1 网络协议标准的选择网络协议标准的选择 为了使不同网络间能够进行相互通信，国际标准化组织为了使不同网络间能够进行相互通信，国际标准化组织ISO于于1978年提出年提出“开放系统互连参考模型开放系统互连参考

25、模型”（Open System Interconnection ，OSI），），该模型将计算机网络体系结构的该模型将计算机网络体系结构的通信协议自底向上分为物理层、数据链路层、网络层、传输通信协议自底向上分为物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层层、会话层、表示层、应用层七个层次七个层次。目前，。目前，OSI模型已模型已经成为各种计算机网络结构的统一标准。经成为各种计算机网络结构的统一标准。清华大学出版社第3章 逻辑网络设计3.3.1 网络协议标准的选择网络协议标准的选择 1 1、TCP/IPTCP/IP协议协议 在整个计算机网络通信中，使用最为广泛的通信协议，在整个计算机

26、网络通信中，使用最为广泛的通信协议，TCP/IP是一种层次型协议是一种层次型协议 。 第一层是协议实现的基础，包含第一层是协议实现的基础，包含Ethernet和和Token Ring等等各种网络标准。各种网络标准。IP提供了专门的功能，解决与各种网络物理提供了专门的功能，解决与各种网络物理地址的转换。地址的转换。 第二层包含四个主要的协议：第二层包含四个主要的协议：IP、ICMP、ARP和和RARP。它将多个网络联成一个它将多个网络联成一个Internet网，通过网，通过Internet网传送数据网传送数据报，提供可靠的无连接报文分组传送服务，并能够实现逻辑报，提供可靠的无连接报文分组传送服务

27、，并能够实现逻辑地址地址(即即IP地址地址)与物理地址的相互转换。与物理地址的相互转换。 清华大学出版社第3章 逻辑网络设计3.3.1 网络协议标准的选择网络协议标准的选择 1 1、TCP/IPTCP/IP协议协议 第三层包含两个主要的协议：第三层包含两个主要的协议：TCP和和UDP。在。在IP协议的基协议的基础上，提供可靠的面向连接的服务，并使发送方能区分一台础上，提供可靠的面向连接的服务，并使发送方能区分一台计算机上的多个接收者，从而实现两个用户进程之间传递数计算机上的多个接收者，从而实现两个用户进程之间传递数据报。据报。 第四层则定义了各种机型上主要采用的协议：第四层则定义了各种机型上主

28、要采用的协议： FTP、Telnet、DNS、SMTP等。它提供远程访问服务，使用户可等。它提供远程访问服务，使用户可以在本地机器和远程机器间进行有关文件的操作和邮件传输以在本地机器和远程机器间进行有关文件的操作和邮件传输，并能将名称解析成，并能将名称解析成IP地址。地址。 清华大学出版社第3章 逻辑网络设计3.3.1 网络协议标准的选择网络协议标准的选择 2 2、DECnetDECnet协议协议 DECnet是由数字设备公司（是由数字设备公司（Digital Equipment Corporation）推出并支持的一组协议集合。）推出并支持的一组协议集合。DECnet 是一种是一种基于数字网

29、络体系结构（基于数字网络体系结构（DNA：Digital Network Architecture）的较为全面的分层网络体系结构，它支持大）的较为全面的分层网络体系结构，它支持大量的所有者和标准协议。量的所有者和标准协议。清华大学出版社第3章 逻辑网络设计3.3.1 网络协议标准的选择网络协议标准的选择 3 3、NETBEUINETBEUI NETBEUI是为是为IBM开发的非路由协议，用于携带开发的非路由协议，用于携带NETBIOS通信。通信。 NETBEUI缺乏路由和网络层寻址功能，因为它不需要缺乏路由和网络层寻址功能，因为它不需要附加的网络地址和网络层头尾，所以很快并很有效且适用于附加的

30、网络地址和网络层头尾，所以很快并很有效且适用于只有单个网络或整个环境都桥接起来的小工作组环境。只有单个网络或整个环境都桥接起来的小工作组环境。 清华大学出版社第3章 逻辑网络设计3.3.1 网络协议标准的选择网络协议标准的选择 4 4、IPX/SPXIPX/SPX IPX是是NOVELL用于用于NETWARE客户端客户端/服务器的协议服务器的协议群组，避免了群组，避免了NETBEUI的弱点。的弱点。IPX具有完全的路由能力，具有完全的路由能力，可用于大型企业网。可用于大型企业网。清华大学出版社第3章 逻辑网络设计3.3.1 网络协议标准的选择网络协议标准的选择 5 5、FDDIFDDI协议协议

31、 FDDI以光纤作为传输媒体，它的逻辑拓扑结构以光纤作为传输媒体，它的逻辑拓扑结构是一个环，更确切地说是逻辑计数循环环是一个环，更确切地说是逻辑计数循环环(Logical Counter Rotating Ring)，它的物理拓扑结构可以是，它的物理拓扑结构可以是环型，带树型或带星型的环。环型，带树型或带星型的环。清华大学出版社第3章 逻辑网络设计3.3.1 网络协议标准的选择网络协议标准的选择 6 6、IEEE802IEEE802局域网协议局域网协议 在在OSI参考模型中，局域网的相关标准和规程参考模型中，局域网的相关标准和规程由最低两层来定义。由最低两层来定义。1980年成立了年成立了IE

32、EE802委员会委员会专门制订了局域网的国际标准，即专门制订了局域网的国际标准，即IEEE802参考模参考模型，把型，把OSI的数据链路层分为逻辑链路控制（的数据链路层分为逻辑链路控制（LLC）层、介质访问控制（）层、介质访问控制（MAC）层）层 。清华大学出版社第3章 逻辑网络设计3.3.1 网络协议标准的选择网络协议标准的选择应用层表示层会话层传输层网络层逻辑链路控制（LLC）层数据链路层介质访问控制（MAC）层物理层物理层 OSI参考模型与IEEE802参考模型的对应关系 清华大学出版社第3章 逻辑网络设计3.3.2 选路协议的选择选路协议的选择 在不同网络之间路由信息是一项复杂的任务在

33、不同网络之间路由信息是一项复杂的任务，网络之间移动或路由信息的基本原则是使用相，网络之间移动或路由信息的基本原则是使用相关的关的路由选择协议路由选择协议。我们使用路由器互相传递路。我们使用路由器互相传递路由信息，以确保位于由信息，以确保位于同一自治系统内的所有路由同一自治系统内的所有路由器器都共享同样的路由信息。都共享同样的路由信息。 清华大学出版社第3章 逻辑网络设计3.3.2 选路协议的选择选路协议的选择 1 1、自治系统、自治系统 随着随着Internet的的继续发展，这种简单继续发展，这种简单扩展方法的效果并不扩展方法的效果并不理想，因此，理想，因此，Internet开始发展成开始发展

34、成为相互独立部分的集为相互独立部分的集合，这些独立部分又合，这些独立部分又称为自治系统称为自治系统。清华大学出版社第3章 逻辑网络设计3.3.2 选路协议的选择选路协议的选择 2 2、网关协议、网关协议 相互交换路由信息的两台路由器称为相邻节相互交换路由信息的两台路由器称为相邻节点或对等实体。属于同一自治系统的这类路由点或对等实体。属于同一自治系统的这类路由器称为内部相邻节点，而属于不同自治系统的器称为内部相邻节点，而属于不同自治系统的这类路由器则称为外部相邻节点。这类路由器则称为外部相邻节点。清华大学出版社第3章 逻辑网络设计3.3.2 选路协议的选择选路协议的选择 内部网关协议（内部网关协

35、议（IGPIGP）：）： 自治系统（本地系统）自治系统（本地系统）内部的选路协议，与其内部的选路协议，与其它网是独立的。它网是独立的。外部网关协议（外部网关协议（EGP）：）： 自治系统与主干网之间自治系统与主干网之间的选路协议，即不同自的选路协议，即不同自治系统中的路由器之间治系统中的路由器之间的通信需要的一种协议的通信需要的一种协议。 清华大学出版社第3章 逻辑网络设计3.4 IP地址规划地址规划 我们知道因特网是全世界范围内的计算机连我们知道因特网是全世界范围内的计算机连为一体而构成的通信网络的总称。而连在某个网为一体而构成的通信网络的总称。而连在某个网络上的两台计算机之间在相互通信时，

36、在它们所络上的两台计算机之间在相互通信时，在它们所传送的数据包里都会含有某些附加信息，这些附传送的数据包里都会含有某些附加信息，这些附加信息就是加信息就是发送数据的计算机的地址和接受数据发送数据的计算机的地址和接受数据的计算机的地址的计算机的地址。像这样，人们为了通信的方便。像这样，人们为了通信的方便给每一台计算机都事先分配一个类似我们日常生给每一台计算机都事先分配一个类似我们日常生活中的电话号码一样的标识地址，该活中的电话号码一样的标识地址，该标识地址标识地址就就是我们所要介绍的是我们所要介绍的IP地址地址。 清华大学出版社第3章 逻辑网络设计3.4.1 网络地址的基本形式网络地址的基本形式

37、 根据根据TCP/IP协议规定，协议规定，IP地址是由地址是由32位二进制数组位二进制数组成成，而且在网络范围内是唯一的。，而且在网络范围内是唯一的。 例如，某台连在因特网上的计算机的例如，某台连在因特网上的计算机的IP地址为地址为11010010.00011101.10001100.00000101，很明显，这些，很明显，这些数字对于人们来说不太好记忆。人们为了方便记忆，就数字对于人们来说不太好记忆。人们为了方便记忆，就将将组成计算机的组成计算机的IP地址的地址的32位二进制分成四段，每段位二进制分成四段，每段8位，中间用小数点隔开位，中间用小数点隔开，然后将，然后将每八位二进制转换成十每八

38、位二进制转换成十进 制 数进 制 数 ， 这 样 上 述 计 算 机 的， 这 样 上 述 计 算 机 的 I P 地 址 就 变 成 了 ：地 址 就 变 成 了 ：210.29.140.5。 清华大学出版社第3章 逻辑网络设计3.4.2 网络地址的分配原则网络地址的分配原则 在在Internet中使用的网络地址一般分别对应于中使用的网络地址一般分别对应于A类、类、B类、类、C类类IP地址地址 。网络地址的分配原则包含两个方面。网络地址的分配原则包含两个方面的内容：一是寻址规则，二是子网掩码的设置。的内容：一是寻址规则，二是子网掩码的设置。类型类型网络地址的范围网络地址的范围网络数网络数每个

39、网络主机数每个网络主机数A A1.X.Y.Z126.X.Y.Z1.X.Y.Z126.X.Y.Z126126大于大于16001600万个万个B B128.0.Y.Z191.255.Y.Z128.0.Y.Z191.255.Y.Z16348163486500065000C C192.0.0.Z223.255.255.Z192.0.0.Z223.255.255.Z大约大约200200万个万个254254清华大学出版社第3章 逻辑网络设计3.4.3 公用地址和专用地址的分配方式公用地址和专用地址的分配方式 在在IP地址规划时，我们已经知道地址规划时，我们已经知道IP地址包括公地址包括公用和专用（私有）两

40、种类型。用和专用（私有）两种类型。 公用公用IP地址地址又称为可全局路由的又称为可全局路由的IP地址，是在地址，是在Internet中使用的中使用的IP地址。地址。 专用（私有）IP地址则包括A、B和C类三种，分别为10.0.0.0，172.16.0.0，192.168.0.0三个网段的地址，另外就是Microsoft Windows的APIPA预留的（169.254.0.0 - 169.254.255.255）网段地址 。清华大学出版社第3章 逻辑网络设计、公用、公用IPIP地址的分配方式地址的分配方式 在Internet网络中的每一台计算机都需要一个IP地址 。(1) (1) 静态分配静态

41、分配IPIP地址地址 也就是给也就是给每台计算机分配一个固定的公用每台计算机分配一个固定的公用IP地址地址。如。如果网络中每台计算机都采用静态的分配方案，那么很可能果网络中每台计算机都采用静态的分配方案，那么很可能是是IP地址不够用。所以一般只在下面两种情况下才采用这地址不够用。所以一般只在下面两种情况下才采用这种方案：种方案：IP地址数量大于网络中的计算机数量；地址数量大于网络中的计算机数量；网络中存在特殊的计算机，如作为路由器的计算机、服务网络中存在特殊的计算机，如作为路由器的计算机、服务器等等。器等等。清华大学出版社第3章 逻辑网络设计、公用IP地址的分配方式 (2) (2) 动态分配动

42、态分配IPIP地址地址 如果网络中有很多台计算机，且又不是所有的计算机都如果网络中有很多台计算机，且又不是所有的计算机都同时使用，那么只能采用动态分配同时使用，那么只能采用动态分配IP地址的方式。采用下面地址的方式。采用下面的方法来解决的方法来解决 : (3) (3) 采用采用NATNAT方式方式 将专用IP地址（如10.x.x.x）转换为一个可全局路由的IPv4地址。 有3种类型，即静态NAT（Static NAT）、NAT池（pooled NAT）和端口NAT（PAT）。清华大学出版社第3章 逻辑网络设计、公用、公用IPIP地址的分配方式地址的分配方式 (4) (4) 代理服务器分配代理服

43、务器分配 代理服务器与代理服务器与NAT的工作原理不太一样，它并不只是简的工作原理不太一样，它并不只是简单地做地址转换，而是代理网络内的计算机访问单地做地址转换，而是代理网络内的计算机访问Internet，并把访问的结果返回给当初提出该请求的用户，同时，把访并把访问的结果返回给当初提出该请求的用户，同时，把访问的结果保存在缓存中。当网络用户发出下一问的结果保存在缓存中。当网络用户发出下一Internet请求请求时，服务器将首先检查缓存中是否保存有该页面的内容，如时，服务器将首先检查缓存中是否保存有该页面的内容，如果有，立即从缓存中调出并返还给请求者；如果没有，则向果有，立即从缓存中调出并返还给

44、请求者；如果没有，则向Internet发送请求，并再次将访问结果保存起来，以备其他发送请求，并再次将访问结果保存起来，以备其他用户访问之需。用户访问之需。 清华大学出版社第3章 逻辑网络设计2 2、专用（私有）、专用（私有）IPIP地址的分配方式地址的分配方式 作为一个企业要考虑选用哪一段专用作为一个企业要考虑选用哪一段专用IP地址。地址。 小型企业小型企业可以选择可以选择“192.168.0.0”地址段；地址段； 大中型企业大中型企业则可以选择则可以选择“172.16.0.0”或或“10.0.0.0”地址段地址段。 清华大学出版社第3章 逻辑网络设计3.5 网络技术的选择网络技术的选择 在网

45、络构建中时，在网络构建中时，链路层的技术链路层的技术就决定就决定了选用何种网络技术，目前使用较多的网络了选用何种网络技术，目前使用较多的网络技术是以太网络，以及技术是以太网络，以及ATM网络等，下面就网络等，下面就典型的网络技术进行相关的介绍。典型的网络技术进行相关的介绍。 清华大学出版社第3章 逻辑网络设计3.5.1 传统以太网传统以太网 规格指标10BASE-510BASE-210BASE-T10BASE-F传输介质传输介质同轴电缆（粗缆）同轴电缆（粗缆）同轴电缆（细缆）同轴电缆（细缆）双绞线双绞线光缆光缆每网段长度每网段长度500m185m100m2000m可扩展范围可扩展范围2500m

46、925m500m500m最多节点数最多节点数1003010242-33拓扑结构拓扑结构总线总线总线总线星型星型星型星型接头类型接头类型DB15BNCRJ-45ST清华大学出版社第3章 逻辑网络设计3.5.2 快速以太网快速以太网 100Mbps快速以太网标准又分为：快速以太网标准又分为：100BASETX 、100BASEFX、100BASET4三个子类。三个子类。清华大学出版社第3章 逻辑网络设计3.5.3 高速以太网高速以太网 高速以太网高速以太网不仅仅定义了新的媒体和传输协议，还不仅仅定义了新的媒体和传输协议，还保留了保留了10M和和100M以太网的协议、帧格式，以保持其以太网的协议、帧

47、格式，以保持其向下兼容性。随着越来越多的人使用向下兼容性。随着越来越多的人使用1000M以太网，越以太网，越来越多的业务负荷在骨干网上承载，高速以太网就应运来越多的业务负荷在骨干网上承载，高速以太网就应运而生。而生。 高速以太网用于连接核心服务器和高速局域网高速以太网用于连接核心服务器和高速局域网交换机。每个局域网交换机都有交换机。每个局域网交换机都有10/100M自适应端口和自适应端口和1G的上行端口。的上行端口。 清华大学出版社第3章 逻辑网络设计3.5.3 高速以太网高速以太网万兆以太网具有以下几个万兆以太网具有以下几个显著特征显著特征： 万兆以太网不再支持半双工数据传输，所有万兆以太网

48、不再支持半双工数据传输，所有数据传输都以全双数据传输都以全双工方式进行工方式进行，这不仅极大地扩展了网络的覆盖区域，而且使标，这不仅极大地扩展了网络的覆盖区域，而且使标准得以大大简化。准得以大大简化。 为使万兆以太网不但能以更优的性能为企业骨干网服务，更重为使万兆以太网不但能以更优的性能为企业骨干网服务，更重要的是，还要从要的是，还要从根本上对广域网以及其它长距离网络应用提供根本上对广域网以及其它长距离网络应用提供最佳支持最佳支持，尤其是还要与现存的大量，尤其是还要与现存的大量SONET网络兼容，该标网络兼容，该标准对物理层进行了重新定义，使得其兼容性大大提高。准对物理层进行了重新定义，使得其

49、兼容性大大提高。 网络费用网络费用是决定一种网络技术发展速度的重要因素。竞争和规是决定一种网络技术发展速度的重要因素。竞争和规模效应使以太网设备的模效应使以太网设备的价格很快下降价格很快下降。尽管快速以太网产品从。尽管快速以太网产品从1994年才进入市场，但是最近两年，这些产品的价格也大幅度年才进入市场，但是最近两年，这些产品的价格也大幅度下降，下降，10G以太网的价格趋势也会与快速以太网一样。以太网的价格趋势也会与快速以太网一样。IEEE的的目标是以两到三倍的目标是以两到三倍的100Base-FX接口的价格建立接口的价格建立10G以太网连以太网连接。接。清华大学出版社第3章 逻辑网络设计3.

50、5.4 光纤分布式数据接口光纤分布式数据接口(FDDI) 光纤分布式数据接口光纤分布式数据接口是由美国国家标准化组织（是由美国国家标准化组织（ANSI）制定的在光缆上发送数字信号的一组协议。制定的在光缆上发送数字信号的一组协议。FDDI 使用双环令使用双环令牌，传输速率可以达到牌，传输速率可以达到100Mbps。由于支持高宽带和远距离通。由于支持高宽带和远距离通信网络，信网络，FDDI是一种以光纤作为传输介质的高速骨干网，它是一种以光纤作为传输介质的高速骨干网，它可以用来互连局域网与计算机。可以用来互连局域网与计算机。 FDDI主要技术特点：主要技术特点： 使用基于使用基于IEEE802.5令