《局域网组建与维护教程》第3章__典型局域网组建方案简介

局域网组建与维护教程基础篇

第3章典型局域网组建方案

学习目的

掌握小型局域网的组建方案

掌握中型局域网的组建方案

掌握大型局域网的组建方案

本章要点

总线型以太网和星型以太网组建介绍

中型企业局域网组建介绍

大型局域网组建方案简介

课堂讲解

通过前两章的学习，我们掌握了局域网的一些基础知识，从本章开始，将逐步讲解如何组建一个局域网，让读者了解小型、中型、大型等几种典型局域网组建的基本方案和组建步骤，并将在后面的章节有选择性的对小型局域网的组建进行讲解。

3.1 小型局域网组建方案简介

小型局域网是我们最常见到的局域网，小型局域网的用户人数一般在100人和100人以下，在小规模企业中常见。由于它规模较小，组建起来也相对方便。它的出现，主要是为了36 全能培训——局域网组建与维护教程

典型局域网组建方案

方便企业内部的数据交换和数据访问，以及打印机等硬件设备的共享。这样不但可以为小型企业节省资金和空间，也可以大大提高员工的工作效率。

在组建小型局域网时，只需选择一台配置较好的计算机作为服务器，其他主机用集线器或者交换机连接到服务器即可。这样组建起来的局域网，不但可以保证网络的带宽，也可以为局域网接入Internet 提供有效的升级空间，如图3-1所示的是一个小型局域网的组建原理图。

图3-1 小型企业局域网

下面，我们就向读者分类讲解几类小型局域网的组建方案。

3.1.1 组建廉价、低速的总线型以太网

如下图3-2所示，即为总线型局域网组建示意图：

图3-2 总线型拓扑网络结构示意图

总线型拓扑结构使用单根传输线作为通信介质（也就是总线），所有节点都通过相应的硬件接口直接连接到总线上。它采用类似广播的方式来进行通信，任何一个节点发送的信号都可以沿总线传输并被其他节点接收，无需路由选择。由于多个节点都连接到一条公用总线上，因而一般采用分布式控制策略来分配信道，使在一段时间内只能有一个节点传送信息。

在总线上可以连接网络服务器来提供网络通信及资源共享服务，同时也可以连接打印机

等提供网络打印服务。总线型以太网具有以下几个方面的特征：

这种网络因为各节点是共用总线带宽的，所以在传输速度上会随着接入网络的用户的增多而下降。

网络用户扩展较灵活：要扩展用户时只需要添加一个接线器即可，但所能连接的用户数量有限。

维护较容易：单个节点失效不影响整个网络的正常通信。但是如果总线一断，则整个网络或者相应主干网络就断了。

3.1.2 组建廉价、低速的星型以太网

此类型的星型拓扑结构是通过点到点的链路以及连接到中央节点以下的各个节点构成的。采用集中控制方式，每个节点都有一条唯一的链路和中央节点相连，各个节点间的通信都必须经过中央节点并由其控制。因此中央节点构造较为复杂，承担网络通信的几乎所有处理任务，其他节点的通信处理相对来说负担很小。

图3-3廉价、低速星型以太网结构示意图

中央节点—般使用集线器（Hub），其他外围节点可以是服务器或工作站。当服务器或工作站有信息发送时候，将向中央节点申请，中央节点响应该工作站，并将该服务器或工作站的与其申请通信的服务器或工作站建立会话，进行两点间的无限制信息传输。

3.1.3 组建快速星型以太网

快速星型以太网结构是目前在局域网中应用得最为普遍的一种，在企业网络中几乎都是采用这一方式。星型网络几乎是Ethernet（以太网）网络专用，它是因网络中的各工作站节点设备通过一个网络集中设备（如集线器或者交换机）连接在一起，各节点呈星状分布而得名。

这类网络目前用的最多的传输介质是双绞线，如常见的五类线、超五类双绞线等。其结构示意图如图3-4所示。

38 全能培训——局域网组建与维护教程

典型局域网组建方案

图3-4 快速星型网络拓扑结构示意图

这种拓扑结构网络的基本特点主要有如下几点：

容易实现：它所采用的传输介质一般都是采用通用的双绞线，这种传输介质相对来

说比较便宜，这种拓扑结构主要应用于IEEE 802.2、IEEE 802.3标准以太局域网中。节点扩展、移动方便：节点扩展时只需要从集线器或交换机等集中设备中拉一条线

即可，而要移动一个节点只需要把相应节点设备移到新节点即可，而不会像环型网络那样复杂。

维护容易：一个节点出现故障不会影响其它节点的连接，可任意拆走故障节点。采用广播信息传送方式：任何一个节点发送的信息在整个网络所有节点都可收到。网络传输数据快：这一点可以从目前最新的1000Mbps 到10G 以太网接入速度可以

看出。

3.2 中型局域网组建方案简介

中型局域网通常指用户人数在100人到500人之间的局域网，这种网络在企业、政府、科研及教育等单位比较常见。

根据中小企业的规模、网络系统的复杂程度、网络应用的程度，用户对于网络的需求也各不相同，从简单的文件共享、办公自动化，到复杂的电子商务、ERP 等等。

图3-5 中小型企业局域网

如图3-5所示的是一种典型中型局域网的应用方案，双接口千兆模块中一个接口可连接服务器，另一个接口可以与其他交换机建立千兆连接，充分满足中小企业对带宽的需求。用户接入则可通过级联10/100m交换机来增加端口数量。该方案的特点是性价比高、即插即用、无须配置。

下面我们将结合具体实例来介绍一些常用的中小企业高性能局域网的组建方案。

3.2.1 组建集中式中型企业局域网

大多数中小企业都采用集中式办公的方式，即所有部门和人员都在同一座建筑内办公。由于规模有限，这种网络的连接距离通常小于100米，因此可以全部采用5类双绞线进行布线。

集中式网络通常包括网络中心和楼层设备间两层结构。网络中心交换机可采用千兆交换技术构成高速骨干，用以连接服务器以及楼层接入设备。中心交换机应具有大容量的信息交换存储能力，采用模块化机箱式设计，可以支持多种速率和介质，端口密度高且扩展灵活。楼层接入交换机应具有千兆以上连接端口，能够通过堆叠或增加模块来提高接入端口密度，还应支持SNMP等网管协议，以便通过网络对所有设备的状况进行监控和管理。

如图3-6所示的是一个典型的集中式中型企业局域网应用范例。该企业在一座5层高的大楼中，1～4层共有290个信息点。网络中心与各楼层之间全部采用5类双绞线建立1000Base-T高速链路，接入层采用10/100M交换到桌面。网络中心可采用高端口密度的千兆主干交换机，各楼层采用千兆支干交换机。服务器加装100/1000Base-t网卡，确保达到千兆速率，并可以实现10M、100M和1000M自适应，实现网络平滑升级。

图3-6集中式中型企业局域网

由于采用堆叠组扩展性强，可以根据企业的发展来增加新模块和堆叠交换机数量，且随

40 全能培训——局域网组建与维护教程

典型局域网组建方案

着端口数和堆叠数量的增加，其性价比优势就越发明显，因此，极适合于发展迅速慢中小企业。还可采用千兆铜缆技术，性价比高且升级无需更改布线系统。

3.2.2 组建分布式中型企业局域网

分布式办公是指企业在一个园区内具有多处办公地点，楼宇间网络的连接距离通常大于100米，需采用光纤进行布线。

分布式网络通常具有网络中心及楼宇接入节点两个层次，如果楼宇规模较大，还可能出现第三个层次——楼层设备间。

如图3-7所示的是一个典型的分布式中型企业局域网应用范例。

图3-7 分布式中型企业局域网

该企业各部门分别位于园区内不同的建筑中，由于各建筑与网络中心之间的距离小于550米，故采用基于多模光纤传输的1000Base-sx 建立千兆主干。中心交换机DES-6000需安装2个2口100/1000Base-T 千兆铜缆模块DES-6008以连接3台服务器，另需选配2个2口1000Base-SX 模块DES-6006以连接4座建筑，并选配3个16口10/100Base-TX 模块实现本建筑内的接入。

该方案采用光纤网络扩大网络覆盖范围，如果连接超过550米，则可选用单模1000Base-lx 长波千兆光纤技术实现5公里内的连接，相应模块是DES-6007和DES-361GL 。

楼宇接入交换机采用DES-3624堆叠组。除销售一部采用4台堆叠外，其余均采用3台堆叠。每组堆叠的DES-3624i 选配1个1口1000Base-SX 模块DES-361G 连接网络中心。

3.2.3 组建可靠式中型企业局域网

实时性较强的网络应用环境，如金融、证券、电子商务等中小企业，对网络连接可靠性和性能要求很高。通常应采用生成树、端口聚合，中心交换机还可采用双电源的方式来提高可靠性。

如图3-8所示是一个典型的中型企业局域网应用范例。其中，IEEE 802.1d生成树协议可以检查网络连接。当主线路发生故障时，便可以自动接通备份链路，确保网络正常工作。端口聚合可以将多条线路聚合为一组干路，还可以提高网络带宽，更重要的是，端口聚合可以实现负载均衡，从而大大提高了网络的可靠性。

图3-8可靠式中型企业局域网

端口聚合可以将多条线路聚合为一组干路，这组干路虽然物理上是相互独立的，但逻辑上是同一条链路。端口聚合可以提高网络带宽，4条100M链路聚合成的干路在全双工工作模式下可达800M带宽。更重要的是，端口聚合可以实现负载均衡，并且当其中1条或几条链路失效时，其余线路正常工作，从而大大提高了网络的可靠性。

服务器可采用具有4个端口支持端口聚合的DFE-570TX网卡，也可起到同样作用。中心交换机DES-6000还可采用双电源冗余的方式来提高可靠性。

3.3 大型局域网组建方案简介

大型局域网一般适用于网络用户数在1000人以上的区域，如校园、医院、数码社区等。下面，向读者介绍一些典型大型局域网的几种组建方案。

42 全能培训——局域网组建与维护教程

典型局域网组建方案

3.3.1 组建校园网

校园网是最常见的大型局域网，这里我们以清华大学校园的局域网组建方案进行说明。清华大学校园网的网络结构主要有主干网、楼内局域网、拨号网、网络布线系统和楼内网络布线系统等几部分组成，下面将一一介绍：

1、主干网

主干网采用TCP/IP 协议，拓扑结构采用星型结构，主干光缆为20芯（10芯多模，10芯单模）。其特点：可靠性、安全性比较高，易于网络升级，其路由协议采用OSPF 协议。

总体方案为运行网络和试验网络并行：运行网络－－FDDI 交换机+FDDI 路由器；试验网络－－ATM 网络。

规模为FDDI 交换机 2 台、FDDI 路由器 11 台，互连50个楼内约100个局域网，连接家庭计算机约2100台，局域网计算机约5400台。

2、楼内局域网

根据楼内入网计算机的规模和经费投入情况采用不同方案，简单来说主要有下列四种方法：

简单以太网：10BASE-2细缆段，如水电系、力学系局域网等。

交换式以太网：多个以太网利用以太网交换式HUB 互连，如清华大学机械馆局域

网等。

高速交换式以太网：楼内资源丰富、入网计算机在150台以上采用快速以太网。 HUB 互连若干个以太网段：如图书馆局域网、校机关局域网、计算中心局域网等。

3、拨号网

在校园网的拨号网络结构中，我们对硬件有所选择。首先，选择远程访问服务器，例如这里选择思科（CISCO ）公司的Access Builder 4000 CISCO 2511路由器，它支持的用户数目为2到100个。

此拨号网络结构的入网方式需要在路由器上设置PPP （点对点协议）/SLIP （IP 服务列表协议）。其必须的硬件为Modem 池及电话线若干。

其特点为：运行网络采用先进成熟的交换FDDI 技术，试验网采用最先进的ATM 技术，合理解决应用实际需求与投资风险的矛盾。

FDDI 交换机提供高达 22 个独立的100M FDDI 端口，可实现主干网吞吐能力根据需求灵活扩展。FDDI 交换机热备份连接进一步提高了主干网的可靠性。高性能FDDI 路由器提

高了网络系统的安全性和控制管理能力。 FDDI路由器的多种类型接口便于连接不同规模的局域网。

4、网络布线系统

在清华校园内，考虑到住宿楼与办公楼上网的需求各有不同，楼群的分布各有区别，其布线系统也因之改变。

在此，我们选择的布线方案如下：楼群之间采用光缆作为传输介质。在校园网的主干网络中，我们选择20芯混合型光缆——其中10芯为多路信号模拟光缆，另外10芯为单路信号模拟光缆，这样可以保证足够的带宽和网络的稳定性。

在校园网的分支网络中，我们选择的光缆一般为8芯混合型光缆——其中4芯为多路模拟信号光缆，另外4芯为单路模拟信号光缆。

5、楼内网络布线系统

楼内采用暗线布线系统，新建局域网一律采用5类非屏蔽双绞线，逐步改造原有的局域网布线——同轴电缆。

3.3.2 组建医院网

医院的局域网是一个信息点较为密集的千兆局域网络系统，它所联接的上千个信息点为在整个企业内办公的各部门提供了一个快速、方便的信息交流平台。不仅如此，通过专线与Internet的联接，各个部门可以直接与互联网用户进行交流，查询资料等。

通过建立公共服务器，医院也可以直接对外发布信息或者发送电子邮件。高速交换技术的采用、灵活的网络互连方案设计能为医院网络用户提供快速、方便、灵活的通信平台。

医院的局域网，物理跨度不大，通过千兆交换机在主干网络上提供1000M的独享带宽，通过下级交换机与各部门的工作站和服务器联结，并为之提供100M的独享带宽。利用与中心交换机联结的CISCO系列路由器，所有用户均可以直接访问Internet。

下面，就具体讲解医院局域网的组建方案。

1、医院网络规划的原则

网络应具备先进性

网络主干上应具备100M传输能力

应具备较强的扩展和升级能力，能够方便地进行用户扩展和网络升级

44 全能培训——局域网组建与维护教程

典型局域网组建方案

2、网络主干

目前，网络方案层出不穷，各有所长。选择合理的方案对整个网络系统的性能、成本起着决定性的作用。网络主干是决定信息交换速度的关键，在实际应用中应尽量采用高带宽、高速网，如今比较成熟的技术有FDDI 、百兆以太网、千兆以太网、ATM 等。

考虑到投资规模、以及网络的通用性、可升级性和可扩展性，参考其他组建方案，这里筛选出如下一种目前较为合适的网络解决方案——那就是100兆快速交换式以太网。

采用100兆快速交换机网络，能够满足大多数医院目前和以后较长一段时间的要求，而且具有很高的性能价格比，是目前网络中的优选方案。

网络以机房为中心，覆盖医院大楼各科室，在中心机房内放置一台100M 中心交换机，对于数据吞吐量较大的服务器，独占一个百兆端口，经光纤接入服务器100兆网卡。

另在大楼相关科室处放置一台100M/10M 的部门交换机，部门交换机通过光纤接入中心交换机的10兆端口上，构成主干网——100兆快速网络，各单位的工作站可通过10兆共享式Hub 联至部门交换机的10兆端口上。每台集线器可连接多台工作站，若日后系统需要扩展，则可在工作站与交换机之间级连集线器，若有远程工作站可通过Modem 连接，形成强大的扩展功能，足以满足将来很长一段时期的需要。

如图3-9所示的是此类方案的基本组建结构。

图3-9 医院局域网组建方案

3.3.3 组建数码化社区局域网

随着生活水平的提高，越来越多的人喜欢居住于数码化社区，主要原因就在于网络沟通的方便性。下面，我们从社区的居民数分类，来分别看几种社区局域网的方案。

1、中型数码社区局域网组建方案

400～800户居民的数码社区，网络规模较大，需要网络提供高密度的千兆交换接口，并具备较好的网络服务能力和控制能力，适用于大楼网或园区网。

如图3-10所示的是一个400～800居民社区局域网组建方案图。

图3-10400～800居民社区局域网组建

400～800人居民的数码社区局域网的网络分为两个层次。千兆核心采用3Com企业核心交换机Switch 4007，采用光纤作为千兆传输媒介。

网络边缘交换，如果用户需要多层的质量服务和网络控制可采用Super Stack 3 Switch 4400智能堆叠系统；如果用户需要无阻塞的高性能主干接入可采用Super Stack 3 Switch 4300独立交换系统；如果用户密度不大，网络应用无特殊要求可采用Super Stack 3 Switch 3300堆叠系统。

服务器入网采用3Com千兆服务器网卡。

该方案的优势有：高骨干密度、高性能、高可靠性和多功能。

2、大型数码社区局域网组建方案

对于1000户居民以上的数码社区，属于超大规模大楼网络或园区网络，网络规模庞大，网络结构复杂，除了一般网络具备的网络核心层和网络边缘接入层以外，在这两个层次之间增加了骨干接入汇聚层，网络呈多层结构。

如图3-11所示的是一个1000户居民社区局域网的组建方案图。1000户居民以上社区局域网的网络分为三个层次。千兆核心层采用两台或多台3Com企业核心交换机Switch 4007形成冗余的千兆骨干集群系统。

网络汇聚层采用Super Stack 3 Switch 4900交换机，网络边缘可根据具体网络应用需求

46 全能培训——局域网组建与维护教程

典型局域网组建方案

采用Super Stack 3 Switch 4400堆叠系统/4300独立交换系统/3300堆叠系统。服务器入网采用3Com 千兆服务器网卡。

图3-11 1000户居民社区局域网的组建

该方案的优势有：分布式、高性能、高可靠性、多功能和最优性能价格比。

此外，如果用户的网络应用种类较多，网络逻辑管理和控制较为复杂，需要更高的网络智能化能力的情况下可采用以下方案，如图3-12所示。

图3-12 1000户居民社区局域网组建

1000户居民以上社区局域网的网络也可以分为三个层次。千兆核心层采用两台或多台3Com 企业核心交换机Switch 4007形成冗余的千兆骨干集群系统。网络汇聚层则采用Switch 4005交换机，网络边缘采用Super Stack 3 Switch 4400智能堆叠系统。服务器入网采用3Com

千兆服务器网卡。

该方案的优势是：分布式、高性能、高可靠性、智能化和最优性能价格比。

本章小结

本章主要介绍了小型局域网、中型局域网和大型局域网的组建方案，首先举出了几个企业网典型例子，然后一步步地讲解企业网建设过程中常用技术，如在局域网中使用何种网络拓扑结构，组建各种类型的局域网分别需要怎样的硬件，介绍企业网中常见技巧，最后给读者剖析了校园网、医院网和数码社区网的组建方案。

课后习题

1、判断题

1）组建小型局域网为了节省资金最好使用交换机，而不使用路由器。（）2）小型局域网不能使用总线型拓扑结构。（）3）大型企业局域网组建方案的特点是性能高、价格低、即插即用、无须配置。

4）可靠式中型企业局域网是实时性较强的网络应用环境。（）5）校园网拓扑结构一般均采用星型拓扑结构。（）6）数码社区局域网可以采用小型局域网的组建方案，也可以采用中型局域网的组建方案，但这时不能保证网络流量的通畅性。（）7）典型局域网的组建方案按拓扑结构可分为小型、中型和大型局域网。（）

2、简答题

1）组建小型局域网中，总线型拓扑结构有哪些优点？

2）廉价、低速星型以太网有哪些特点？

3）廉价、低速星型以太网有哪些缺点？

4）快速星型以太网有哪些特点？

5）中型企业局域网组建方案可以分为哪几种？

48 全能培训——局域网组建与维护教程