校园网规划与设计.doc

江西机电职业技术学院
毕业论文

论题：校 园 网 规 划 与 设 计

姓名： 李文健
院系： 信息信息管理系
专业： 计算机网络
班级： 09计算机网络
指导教师： 郭建平&&万嵩

2023年10月10日

摘要
近年来计算机网络技术发展非常迅速,有关计算机网络技术、组网技术、互连网技术、都在不断的改善和进步。本校建立校园网，是为了提高师生的网络技术，为了本校能跟上社会的步伐。
该规划与设计重要完毕校园网络的组网、布线组网，校园网中主干传输网和Internet接入网的组网，所要完毕的是组网的整个过程。重点的说明了校园网的设计思想、网络拓扑图、难点技术。 校园网的具体设计过程重要是从校园网主干传输网方案设计，Internet接入方案设计，无线局域网设计，网络设备选型方案设计及其网络管理系统方案设计这几个方面考虑的。
关键词：网络拓扑图；主干网设计；网络安全；千兆以太网。

目 录
一、概述 1
二、校园网络的规划设计 2
（一）建立近、中和长期发展规划 2
（二）IP地址资源的运用 2
（三）建立相关机构， 2
（四）注重需求分析 3
（五）组网技术的选择 3
（六）校园网络的设计模式 3
（七）网络硬件的选择 4
（八）ISP的选择 4
（九）带宽的申请和使用分派 5
（十）网络操作系统的选择 5
三、校园网实例分析 6
（一）校园建筑分布图 6
（二）校园网需求分析 7
1、校园网面临的问题 7
2、校园网应提供的功能 7
3、校园网应满足的规定 8
4、 以太网和快速以太网 8
5、网络技术选型 9
（三）网络拓扑规划 10
基本原则 10
1.星型拓扑结构 11
2.环型网络拓扑结构 12
3.总线型网络拓扑结构 12
4.分布式拓扑结构 13
5.树型拓扑结构 14
6.网状拓扑结构 14
7.蜂窝拓扑结构 14
（四）路由的层次结构 14
1、接入层 15
2、汇聚层 16
3、核心层 17
4、路由的层次结构 18
5、互换的层次结构 18
（四）网络设备选型 19
1、核心互换机的选择 19
2、汇聚互换机的选择 20
3、接入互换机的选择 20
4、路由器的选择 20
（五）传输介质选型 20
（六）校园网软件的使用 23
（七）网段及VLAN的划分 23
（八）设备的配置 25
1、核心互换机的配置 25
2、办公楼互换机配置 30
3、计算机学院互换机配置 33
4、学生宿舍互换机配置 34
5、教学楼互换机配置 37
6、远程分校互换机配置 37
7、校本部路由器配置 39
8、远程分校路由配置 40
致谢 40
参考文献 41

一、概述
计算机网络技术和信息高速公路的空前发展，导致新的信息技术革命，校园网络已成为当前校园的热门话题，21世纪是信息技术的社会，特别是计算机网络技术，多媒体技术和信息高速公路的空前发展，已对社会的经济、文化、教育等产生深远影响，导致新的教育技术革命。中央关于《深化教育改革全面推动素质教育的决定》中谈到学校培养学生五种能力首位就是收集解决信息能力的培养。
校园网是以应用为目的、基于Internet/Intranet技术的计算机网络和它的使用者以及相关规定的集合。简朴的说，就是像电话网同样在校园内分布的电脑网络，电话传递语音，电脑传递信息。
校园网的作用不仅仅是计算机的普及与学习，它的最大作用在于网络资源的共享，进而在校园中形成富有特色的校园信息文化。目前，学校的各教研室（组）一般都配置了计算机设备，用计算机辅助教学的大气候业已形成。在一个好的校园网里人们用计算机和网络进行工作、交流和学习，计算机改变了人的教学方式，同时也改变了人的学习方式。这些只有校园网才干办到。
而校园网建设则是教育系统信息化建设的关键，特别是高校校园网建设。在信息化的建设过程中，它的作用体现在如下几个方面：
1、校园网能促进教师和学生尽快提高应用信息技术的水平；信息技术学科的内容是发展的，它是一门应用型学科，因此，为了让学生学到实用的知识，必须给他们提供一个实践的环境，这个环境离不开校园网。
2、校园网为教师提供了一种先进的辅助教学工具、提供了丰富的资源库，所以校园网是学校进行教学改革、推行素质教育的一种必不可少的工具。
3、校园网是学校现代化管理的基础，进一步、全面的学校信息管理系统必须建立在校园网上。
4、校园网提供了学校与外界交流的窗口，学校应将校园网与互联网联接，这也是学校信息化的规定，我们通过校园网去了解世界、在互联网上树立学校的形象都是很容易的。我们深信信息技术的应用，势必推动教育手段和教育内容的革命性变革。
二、校园网络的规划设计
校园网络的规划设计有多种解决方案，依学校的类型规模和性质的不同，以使网络的设计方案有所不同，体现在技术、应用上更是不同。在传统的语音服务(诸如电话、蜂窝移动电话)无法满足人们的各种信息需求的今天，对图形、图像、视频等多媒体信息需求的不断增长，已成为人们依赖计算机网络进行信息共享和交流的重要资源。学校教师的教学、科研工作和学生的学习生活对一个高速的、资源丰富的和应用多方面的校园网络的需求是迫切的、必需的。也是网络规划设计者永远追求的目的。教育部最近实行的“西部大学网络工程”及“关于中小学校园网络建设的指导意见”中，对校园网络的规划、设计及建设提出了明确的规定。那么一个高速、高效而又安全、资源丰富、应用广泛的校园网络在规划设计中应注意哪些问题呢？
（一）建立近、中和长期发展规划
依据本校建网资金的安排，在听取校内外专家意见的基础上，结合本校教学科研的内容及其发展的需要，制定一个在未来十年中的近期、中期及长期的建设规划，以保持网络建设的延续性，并保护先前的投资(含各种硬件、软件及信息资源)，能融入不断涌现的新技术和新应用。
（二）IP地址资源的运用
IP(Internet protocol互联网协议)地址是在Internet上的站点及相关设备的地址，它是由Internet指定数字委员会(IAAA)拟定的，保证了它在世界上的唯一性。在IPv4技术应用于互联网的今天，IP地址资源到2023年将近枯竭，在Ipv6技术应用之前，我们要合理使用IP地址资源。当申请到一个建网的IP地址之后，必须合理地划分子网，每个子网中的IP地址要合理使用，既要满足当今的需要，也要预留将来网络扩展时所需，以便有足够的各类服务器连入Internet。
（三）建立相关机构
有计划地培养网络管理员及培训部门用户学会使用信息制作，发布的工具
建网单位应当设有一个“网络信息化领导小组”，对网络的规划实行起指导和决策作用。按照建网单位的网络规模，按不同时期的需要，配置专业的网络管理员。针对网络技术应用的日新月异，加上校园网络信息资源建设的繁重任务，要加强对师生的应用培训，适应网络新技术的应用及安全控制，保证网络的正常运营和安全。
（四）注重需求分析
网络的规划设计是一个系统建立和优化的过程，建设网络的主线目的是在Internet上进行资源共享与通信。要充足发挥投资网络的效益，需求分析成了网络规划设计中的重要内容，它提供了网络设计应到达的目的，并有助于设计者更好地理解网络应当具有的性能；结合学校的办学规模、管理需求和师生对教学科研的需要，确立一个性能较高的网络计算平台.
同时，通过系统的需求分析，网络的设计者还能更好地作出决策，评价现有的网络，提供移植的功能及给所有校内师生更为合适的资源。
（五）组网技术的选择
目前，可用于校园LAN（局域网）的技术有Ethernet（以太网）、Fast Ethernet（快速以太网）、 Gigabit Ethernet（千兆位以太网）、Token-Ring（令牌环网）、FDD（光纤分布式数据接口）和ATM（异步传输模式）。从网络应用、维护、安全和扩展方面而言，Fast Ethernet和ATM在实际应用中得到了广泛的采用。同时，Gigabit Ethernet技术已成为大型Fast Ethernet的升级目的。虽然Fast Ethernet和Gigabit Ethernet因采用CSMA/CD的介质访问控制方式而广泛地存在着“广播风暴”的问题，但可以更好的传输介质和互换设备予于克服，其实出的优点是兼容先前的设备投资,师生的网络应用及培训更易进行，网络的可管理性和扩展性也很好。ATM是一种快速分组互换技术，它在WAN（广域网）上体现的强大功能和在LAN上的成功应用，均以事实说明了它的技术的先进性。在ATM中，不同速率的各种数据，如语音、图像、视频都被提成标准的53字节的信元，以光纤作为传输通道，避免了以太网中的“广播风暴”，提高了网络的整体性能。但是ATM不兼容以往的以太网投资，其管理和操作有异于传统的以太网平台，故不合用于以太网的升级改造。

（六）校园网络的设计模式
一个良好的设计方案除体现出网络的优越性能之外，还体现在应用的实用性、网络的安全性、易于管理性和未来的可扩展性。因此，设计时要考虑以下问题：
① 要适应未来网络的扩展和拓扑结构的变化。
② 要能为特定的师生用户或用户组提供访问途径。
③ 要保证网络能不间断地运营。
④ 当网络扩大和应用增长时，变化的网络结构要能应付相应的带宽规定。
⑤ 使用频率较高的应用可以支持网上大多数的师生用户。
⑥ 能合理地分派用户对网内、网外的信息流量。
⑦ 能支持较多的网络协议，扩大网络的应用范围。
⑧ 支持IP的单点传送和多点广播数据流。
要达成以上这些设计规定，分层的设计功能及星型、树型和交叉型的拓扑结构应给予足够的重视.
（七）网络硬件的选择
除网络上的工作站使用普通的PC机外，主机的选择应使用专业的高性能服务器。连接介质的选择分两部分，第一部分为各互换机（switch）之间（楼与楼之间，楼层之间）及网络出口干线选择光纤，第二部分为从访问层的互换机到用户的PC桌面选择超五类双绞线。如今，互换机的价格已是很低了，应尽也许选择互换机而不用集线器。网络连接的关键设备是路由器（Router），无论是Internet接入，异地网络连接还是大型网络广播域的划分，都离不开路由器，因此，路由器的性能较为重要，选择Cisco公司和3Com公司的产品，就能体现出极高的性能。数据存储设备，除可选择大容量硬盘外，还可选磁带机、磁盘阵列、光盘阵列，这些外存设备，均可用于储存海量网络数据，如图书资料，多媒体素材及课件学生学籍和成绩管理等。
（八）ISP的选择
选择ISP（Internet Service Provider ，Internet服务提供商）对不同类型的校园网络至关重要。通过近十年的发展，目前在我国形成了以CSTNET（中科院的科学技术网）、CERNET（国家教育部的教育与科研网）、ChinaNet（中国电信网）和ChinaGBN(中国金桥网)为主的四大网络体系，随着着IT与通信技术的不断发展和社会的广泛需求，近年来ChinaUNICOM(中国联通)、CRC(铁通)、CNC(中国网通)、JiTong(吉通)的接入服务也快速地增长。由于中国的互联网服务商以各自网络体系的发展为主，不同种类的大网之间缺少协调机制，故它们之间的网络带宽问题没能较好地解决。对用户而言，在线某类网络时再链接另一类网络，“瓶颈”问题就突现出来，如图3。相信ChinaNet的用户在调用CERNet的网上资源或CERNet用户在调用ChinaNet的网上资源时，就出现过这样的问题。作为校园网络，无论师生有哪些需求，都离不开以教学、科研为主的信息资源，90%的教育资源都集中在CERNet上，故校园网络在选择ISP时，就要重点考虑CERNet。
（九）带宽的申请和使用分派
校园网络需要多少带宽呢？别忘了，ISP是以带宽资源作为经营的重要内容之一。作为网络的“流量”，在网上你随时都也许被“断流”或“欠流，“畅流”的时段不会是很多，这是我国大部分地区的基础设施存在的客观因素而导致的。然而，不是没有解决问题的办法，合理地申请接入带宽和在网上作好带宽分派会提高数据传输的速度和效率。网络界曾经有一个争议很多的80/20规则，就是在一个局域网内有80%的通信量在网段内传播，剩下20%沿干线传播，今天，人们对互联网络的需求已大大超过80/20规则，而应成为20/80规则了。如何申请足够带宽而又不至于浪费呢？太大的带宽会意味着要向ISP支付更多的费用。计算的依据就是要考虑校园网的规模，在出口链接Intermet的高峰期约有多少台电脑(一般拥有总量的60~70%)，以每台机的带宽为100kb/s(比PPP拨号方式的56kb/s moden快些)计算，总需求在多少MB，再考虑20/80规则，以拟定整个校园网的接入带宽，出于数据安全的考虑，一些装有重要而又保密的数据的主机，如财务数据、人事档案数据，只许在网段内使用，不宜链接Internet。
（十）网络操作系统的选择
网络操作系统(Net Operation System)的选择关系到网络的应用、安全和管理。目前常用的网络操作系统有：Unix、Linux、Netware、Windows 2023 Server/Advanced Server /Datacenter Server，下面作一简朴介绍：
UNIX UNIX操作统是一个多用户、多进程的分时操作系统，在互联网发展的初期，它就被融入了许多网络技术和通信协议，它的可移植性及安全性能极好，被广泛地用于微型机、小型机、超小型机和大型计算机上。今天，它仍然作为Internet上各类服务器主选的网络操作系统，并深得金融、电信、保险行业的青睐。
Linux 它是近年来流行的一种类UNIX操作系统，其功能体系现与UNIX有许多共同点，最新发行的版本包含了文献管理、用户账号管理、网络管理等许多工具，对互联网络的应用有很好的支持。
Netware Netware是Novell公司开发的网络操作系统，自上世纪80年代至今，已发展了十几版本，新版本体现了高度的开放性和安全性，是目前国际上应用最广泛的一类局域网操作系统。
Windows NT 它是一个抢先式多任务的网络操作系统，并具有较高的可靠性和开放性，它具有让公司有多种应用管理的强大功能，如数据库服务、电子邮件，能联合多种网络进行通信。它能支持较多的应用软件，工具，文献共享和网络打印服务，也是一个功能卓越的网络操作系统。
Windows 2023/2023 Windows 2023/2023是Microsoft公司花费巨资开发的一个产品，其服务器版有Windows 2023 Server、Windows 2023 Advanced server 和Window 2023 Datacenter Server等三个版本。它们拥有全面的Internet应用软件服务、增强的可靠性和可扩展性及强大的端对端管理等性能。
综合以上这些网络操作系统的特点与对网络应用的支持，你就可选择一个或几个适合于校园网内各子网服务器的操作系统，以适合各类应用、安全控制和管理。
三、校园网实例分析
（一）校园建筑分布图

图3-1 校园网建筑分布图

（二）校园网需求分析
1、校园网面临的问题
在我国，校园网的建设经历了校园网硬件建设阶段，综合信息系统建设阶段，网络教学（含远程教学）实验阶段，现正向着更高层次的数字化校园发展。目前，很多重点院校的数字化校园建设工程已经被列入国家211工程，其他学校也多方筹集资金准备开始数字化校园的建设，有些院校的数字化校园建设已初具规模。但我们也应当清醒地结识到，在数字化校园的建设过程中，尚存在着以下一些观念和建设上的问题亟待解决。
(1).重视技术应用，忽视教育理念转变数字化校园的建设，从物质层面上看是网络及实行施的建设，但事实上应是信息化教育的具体体现。
(2).重视硬件设施建设,忽视软件建设及应用在目前数字化校园的建设中，存在着重建设、轻软件建设及应用的倾向。这重要表现在两方面：
一方面，投入大，收效小。很多部门配备的计算机档次很高，但运用效率不高，这其中很重要的一个因素就是使用者信息素质的相对缺少。
另一方面，各种硬件设施完善，但与之配套的软件和资源则显得相对贫乏，存在有路无车，有车无货的情况。
(3).重视校内的信息化建设，忽视校外的资源运用计算机网络的最大特点就是能实现资源共享。特别是现在各种网络的发展都十分迅速，可供运用的资源也层出不穷，如何运用好各种网络的资源，应当是数字化校园的管理者和使用者所关注的。
(4).重视管理系统的建设，忽视教学系统的建设学校的重要目的是通过教学来培养人才，因此对教学过程提供直接支持应是数字化校园的基本功能。
2、校园网应提供的功能
（1）信息传递
这是校园网络最基本的功能之一，用来实现电脑与电脑之间传递各种信息，使分散在校园内不同地点的电脑用户可以进行集中的控制管理。在校务部门建立网络服务器，可认为整个校园网络提供各类教学资源，并对这些资源进行综合管理。
（2）资源共享
①信息资源共享。通过接入ddn或isdn，很容易将校园网连接到internet,这样，网络内的各电脑终端不仅可以互通信息资源，并且可以享受网络服务器上的相关数据及internet网上取之不尽，用之不竭的巨大信息资源，校园网在教学活动中的作用也将成倍地增强。
②硬件资源共享。网络中各台电脑可以彼此互为后备机，一旦某台电脑出现故障，它的任务就由网络中其他电脑代而为之，当网络中的某台电脑承担过重时，网络又可将新的任务转交给网络中较空闲的电脑完毕。
③方便教学
网络可以进行图、文、声并茂的多媒体教学，可以取代语言实验室进行更生动的语言教学，也可以运用大量现成的教学软件，提供一个良好的教学环境，这些都是以往任何教学手段所不能达成的。校园网络不仅可以在校内进行网络教学，还很容易同外界大型网络连结，形成更大范围的网络交互学习环境。
3、校园网应满足的规定
网络方案应采用成熟的技术，并尽也许采用先进的技术;
采用国际统一标准，以拥有广泛的支持厂商，最大限度的采用同一厂家的产品;
方案应合理分派带宽，使用户不受网上“塞车”的影响;
应充足考虑未来也许的应用，如桌面将承受大型应用软件和多媒体传输需求的压力;
该网络方案要具有高扩展性。能为用户未来数目的扩展具有校园网对网络设备的规定;
高性能;所有网络设备都应足够的吞吐量;
高可靠性和高可用性;应考虑多种容错技术;
可管理性;所有网络设备均可用适当的网管软件进行监控、管理和设立;
采用国际统一的标准;
高性价比：尽最大也许提高设备的性价比;
4、 以太网和快速以太网
快速以太网事实上是10Mbps以太网的100Mbps版本，所以它的运营速度要比10Mbps以太网快十倍。在用户已经很熟悉传统以太网的情况下，快速以太网相对其他高速网络技术更容易被掌握和接受，它可以应用在共享式和主干环境下，提供高带宽的共享式网络或主干连接，同时也可以应用在互换式环境下，提供优异的服务质量(QoS)。快速以太网与传统的以太网技术相似，毋庸赘言，此外它还具有以下优点：
① 快速以太网和普通以太网同样遵循CSMA/CD协议，现有的10BaseT网络设备可以相称简便地升级到快速以太网，保护用户原有的投资，与其它新型网络技术相比，更方便地使现有的10MbpsLAN无缝连接到100MbpsLAN上。
② 100BaseT集线器和网络接口卡，只需要比10BaseT同样的设备多花少量费用就可提供比普通以太网高10倍的性能。因此，100BaseT具有较高的性能价格比。
③ 快速以太网(100BaseT)已得到IEEE任命标准为802.3u，并得到了所有的主流网络厂商的支持。

千兆以太网技术
千兆以太网是相称成功的10Mbps以太网和100Mbps快速以太网连接标准的扩展。IEEE已批准千兆位以太网工程IEEE802.3z。
千兆位以太网和已充足建立的以太网与快速以太网的节点完全匹配。最初的以太网规范由帧格式定义，且支持CSMA/CD协议、全双工、流控制和由IEEE802.3标准定义的管理项目，千兆位以太网将使用所有这些规范。
总之，千兆位以太网和管理员以前使用和了解的以太网相同，所不同是仅仅是比快速以太网快十倍和它与当前的高带宽需求应用程序相协调的额外特性，并且和日益增强的服务器和台式计算机的功能相匹配。我们可以看到主干和各网段及桌面已实现了无缝结合，网络管理变得不再让用户望而生畏。
综上所述，本次校园网设计重要采用千兆以太网的设计方案在网络方案的选择上，采用千兆以太网做为校园网的网络总体结构无论在高带宽、可适应性、可扩展性、高性价比、良好的管理性和维护性等各方面都是最明智的选择，成为学校校园网完整的、经济的解决方案。

5、网络技术选型
主干网涉及校园网系统的中心互换机以及中心互换机到二级互换机之间的通信信道，针对校园网应用的实际特点，就目前校园网信息系统的功能来说，重要为多媒体教学、视频点播、WWW、Email、办公自动化、已有单机系统接入和多媒体远程教育系统，就这些应用而言，基本上均为经典的Internet/Intranet的应用，因此，主干网可选择采用品有1000Mbps带宽的千兆以太网或100M带宽的快速以太网连接网络中心服务器组和各子网的互换机，将来可根据实际应用的发展和网络技术的发展进行升级。同时，考虑千兆以太网或快速以太网对传输距离的规定，我们选用光缆作为建筑物之间的物理传输介质，可根据传输距离的规定选择单模或多模光缆，从而保证传输质量并为此后升级奠定基础。
子网（接入网）采用10/100Mbps的互换型快速以太网。二级互换机可选用工作组（级）互换机，分别放置在各建筑物的配线间。子网互换机内端口的互换将在子网互换机内完毕，子网互换机间的互换（或子网互换机与中心主互换机的互换）将通过中心主互换机来完毕。子网的规模不大，一般考虑采用100Mbps的快速互换以太网，在需要使用100M端口的楼内可以使用带自适应口的以太网互换机。这样使得子网具有很高的性能价格比。初期的以太网采用10Base-2或10Base-5的接口，是总线型的物理连接拓扑结构，假如其中任意一段断开就会导致整个网络瘫痪。后来随着10Base-T的出现，拓扑结构改为以集线器(HUB)为中心的星形物理连接拓扑结构，网络的可靠性大大增强，但是假如网络的规模扩大，随之广播域和冲突域也会扩大，影响了网络的效率。因此，可以适当选择第三层的互换设备来完毕控制功能。5类（超5类）UTP的使用使得网络更便于安装和维护。此外，互换技术的逐步采用使得传统以太网的性能大大改善，更增强了以太网的生命力。
特别地，象多媒体计算机教室这样的信息节点，我们把它看作单个信息点，整个教室所有的信息都通过这个信息点实现上联，连接到校园网的主干网。假如子网结点数再有增长，可通过增长设备（互换或共享HUB）形成两级子网。
对于数据吞吐量非常大的节点，例如：视频服务器等也可以采用千兆光纤直接上联到主干互换机消除数据瓶颈。在互换机之间连接上可以适当考虑链路聚合技术和互换机集群技术，实现高效率的数据传输和便捷的管理。
对于整个网络的外连上，两种基本规定，一、通过专线的方式实现Internet接入，为内部用户上网提供稳定的通道，但是，线路的资费比较昂贵，但是，可以通过价格低廉的计费软件来控制出入流量适当收费，实现以网养网。二、提供远程拨入访问，为远程用户提供访问内部网络的通道，先期也可以运用这种拨号方式来实现Internet访问，等届时机成熟，再升级为专线。
但是，这里还要适当考虑安全性问题。
（三）网络拓扑规划
基本原则
按照分层结构规划网络拓扑时，应遵守以下两条基本原则：

1. 网络中因拓扑结构改变而受影响的区域应被限制到最小限度。
2. 路由器（及其他网络设备）应传输尽量少的信息

网络拓扑结构是指用传输媒体互连各种设备的物理布局，就是用什么方式把网络中的计算机等设备连接起来。拓扑图给出网络服务器、工作站的网络配置和互相间的连接，它的结构重要有星型结构、环型结构、总线结构、分布式结构、树型结构、网状结构、蜂窝状结构等。
1.星型拓扑结构 
星型结构是最古老的一种连接方式，大家天天都使用的电话属于这种结构。星型结构是指各工作站以星型方式连接成网。网络有中央节点，其他节点（工作站、服务器）都与中央节点直接相连，这种结构以中央节点为中心，因此又称为集中式网络。
这种结构便于集中控制，由于端用户之间的通信必须通过中心站。由于这一特点，也带来了易于维护和安全等优点。端用户设备由于故障而停机时也不会影响其它端用户间的通信。同时它的网络延迟时间较小，传输误差较低。但这种结构非常不利的一点是，中心系统必须具有极高的可靠性，由于中心系统一旦损坏，整个系统便趋于瘫痪。对此中心系统通常采用双机热备份，以提高系统的可靠性。
合用场合：局域网、广域网。

图3-2星型拓扑结构
2.环型网络拓扑结构
环型结构在LAN中使用较多。这种结构中的传输媒体从一个端用户到另一个端用户，直到将所有的端用户连成环型。数据在环路中沿着一个方向在各个节点间传输，信息从一个节点传到另一个节点。这种结构显而易见消除了端用户通信时对中心系统的依赖性。
环行结构的特点是：每个端用户都与两个相临的端用户相连，因而存在着点到点链路，但总是以单向方式操作，于是便有上游端用户和下游端用户之称；信息流在网中是沿着固定方向流动的，两个节点仅有一条道路，故简化了途径选择的控制；环路上各节点都是自举控制，故控制软件简朴；由于信息源在环路中是串行地穿过各个节点，当环中节点过多时，势必影响信息传输速率，使网络的响应时间延长；环路是封闭的，不便于扩充；可靠性低，一个节点故障，将会导致全网瘫痪；维护难，对分支节点故障定位较难。
合用场合：局域网，实时性规定较高的环境。

图3-3环型网络拓扑结构

3.总线型网络拓扑结构
总线结构是使用同一媒体或电缆连接所有端用户的一种方式，也就是说，连接端用户的物理媒体由所有设备共享，各工作站地位平等，无中心节点控制，公用总线上的信息多以基带形式串行传递，其传递方向总是从发送信息的节点开始向两端扩散，如同广播电台发射的信息同样，因此又称广播式计算机网络。各节点在接受信息时都进行地址检查，看是否与自己的工作站地址相符，相符则接受网上的信息。
使用这种结构必须解决的一个问题是保证端用户使用媒体发送数据时不能出现冲突。在点到点链路配置时，这是相称简朴的。假如这条链路是半双工操作，只需使用很简朴的机制便可保证两个端用户轮流工作。在一点到多点方式中，对线路的访问依靠控制端的打听来拟定。然而，在LAN环境下，由于所有数据站都是平等的，不能采用上述机制。对此，研究了一种在总线共享型网络使用的媒体访问方法：带有碰撞检测的载波侦听多路访问，英文缩写成CSMA/CD。
这种结构具有费用低、数据端用户入网灵活、站点或某个端用户失效不影响其它站点或端用户通信的优点。缺陷是一次仅能一个端用户发送数据，其它端用户必须等待到获得发送权；媒体访问获取机制较复杂；维护难，分支节点故障查找难。尽管有上述一些缺陷，但由于布线规定简朴，扩充容易，端用户失效、增删不影响全网工作，所以是LAN技术中使用最普遍的一种。
合用场合：局域网，对实时性规定不高的环境。

图3-4总线拓扑结构

4.分布式拓扑结构
分布式结构的网络是将分布在不同地点的计算机通过线路互连起来的一种网络形式。
分布式结构的网络具有如下特点：由于采用分散控制，即使整个网络中的某个局部出现故障，也不会影响全网的操作，因而具有很高的可靠性；网中的途径选择最短途径算法，故网上延迟时间少，传输速率高，但控制复杂；各个节点间均可以直接建立数据链路，信息流程最短；便于全网范围内的资源共享。缺陷为连接线路用电缆长，造价高；网络管理软件复杂；报文分组互换、途径选择、流向控制复杂；在一般局域网中不采用这种结构。
5.树型拓扑结构
树型结构是分级的集中控制式网络，与星型相比，它的通信线路总长度短，成本较低，节点易于扩充，寻找途径比较方便，但除了叶节点及其相连的线路外，任一节点或其相连的线路故障都会使系统受到影响。
6.网状拓扑结构
在网状拓扑结构中，网络的每台设备之间均有点到点的链路连接，这种连接不经济，只有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，但系统可靠性高，容错能力强。有时也称为分布式结构。
合用场合： 重要用于地区范围大、入网主机多（机型多）的环境，常用于构造广域网络。
7.蜂窝拓扑结构
蜂窝拓扑结构是无线局域网中常用的结构。它以无线传输介质（微波、卫星、红外等）点到点和多点传输为特性，是一种无线网，合用于城市网、校园网、公司网。

（四）路由的层次结构
层次化网络设计在互联网组件的通信中引入了三个关键层的概念，这三个层次分别是：核心层（Core Layer）、汇聚层（Distribution Layer）和接入层（Access Layer）。

1、接入层
功能

接入层为用户提供对网络的访问接口，是整个网络的可见部分，也是用户与该网的连接场合
特点
1. 对汇聚层的访问控制和策略进行支持
2. 建立独立的冲突域
3. 建立工作组与汇聚层的连接

2、汇聚层
功能

网络设备用于把大量接入层的途径进行汇聚和集中，并连接至核心层，同时在接入层和核心层之间提供协议转换和带宽管理。
特点

例如，要保证从特定网络发送的流量从一个接口转发，另一个接口转发
安全
部门或工作组级访问
广播/多播域的定义
虚拟LAN（VLAN）之间的路由选择
介质翻译
例如，在Ethernet和令牌环之间
在路由选择域之间重分布（redistribution）
例如，在两个不同路由选择协议之间
在静态和动态路由选择协议之间的划分

3、核心层

功能

核心层为网络提供了骨干组件或高速互换组件。在纯粹的分层设计中，核心层只完毕数据互换的特殊任务。
特点
1. 提供高可靠性
2. 提供冗余链路
3. 提供故障隔离
4. 迅速适应升级
5. 提供较少的延时和良好的可管理性
6. 避免由滤波器或其他解决引起的慢包操作
7. 有限和一致的直径

4、路由的层次结构

5、互换的层次结构

（四）网络设备选型
1、核心互换机的选择
核心互换机选用Cisco Catalyst 4006以太网互换机，4006互换机提供总插槽数为6个，可通过增长模块来增长互换机的接入端口和性能，它具有24Gbps的背板带宽和18Gbps的包互换能力。本方案中配置一个S3引擎和一个WS-X4232-L3模块，分别插在机箱的第一个和第二个插槽。其中S3引擎具有8G的高带宽、高速第三层路由和Qos的系统端口能力，并能以线束同时在双千兆位以太网上行链路上支持第三层服务，S3引擎上带有2个1000M以太网模块插槽(GBIC)，WS-X4232-L3模块具有32口10/100M的快速以太网接口及2个1000M以太网模块插槽，支持三层互换。这样S3引擎和WS-X4232-L3模块总共具有4个千兆模块，可以实现到学生宿舍、教学楼、办公楼、计算机学院的千兆光纤连接。
2、汇聚互换机的选择
汇聚互换机选用Catalyst 3550-24以太网互换机，具有24个10M/100M快速以太网接口和1000M以太网模块插槽，13.6Gbps的互换矩阵，第三层最大传输带宽为4.4Gbps。它是一个新型的、可堆叠的、多层公司级互换机，可以提供高水平的可用性、可扩展性、安全性的控制能力。具有每端口服务质量(Qos)、每端口优先级、每端口广播和组播风暴控制、聚簇支持，CGMP、ISL和802.1帧标记、VTP支持、CDP、SNMP和RMON支持、DNS支持、TACACS+支持、端口保护、速度限制、访问控制列表、多播管理高性能、IP路由、划分VLAN和三层互换等功能。
3、接入互换机的选择
接入互换机选择Catalyst 2950-24互换机具有24个10M/100M端口和24个10M/100M快速以太网接口。作为Cisco最为便宜的互换产品系列，Csico Catalyst 2950-24是在接入层实现了智能服务，是接入层互换机的抱负选择，它拥有8.8Gbps的互换矩阵和最大4.4Gbps的转发带宽，在所有端口上提供线速转发能力。拥有VLan、拥塞控制、端口保护、DHCP、DNS、ISL和802.1q帧标记、CGMP、RMON和TACAS+支持。
4、路由器的选择
路由器重要用于校本部与远程分校的连接，方案中选择Cisco2511路由器，它具有一个AUI 10Mbps以太网端口、16个低速异步串行端口和两个2Mbps串行口。Cisco2511路由器支持DHCP、NAT、QOs、访问列表、VPN、防火墙特性和多种协议(IP、IPX、AppleTalk、SNA、DECNet、OSI、VINEST xns)路由。校本部的Csico26511应配备一根一拖八高密度RS-232线、一根V.35线和G703协议转换器。其中“一拖八”高密度RS-232线用于与Modem相连，形成Modem池，V.35线用于连接基带Modem和路由器，G703用于实现V.35协议到E1协议的转换。远程分校只需配备一根V.35线和G703协议转换器，不需要配备一拖八高密度RS-232线。
（五）传输介质选型
1、双绞线电缆(TP)：
将一对以上的双绞线封装在一个绝缘外套中，为了减少信号的干扰限度，电缆中的每一对双绞线一般是由两根绝缘铜导线互相扭绕而成，也因此把它称为双绞线。双绞线分为分为非屏蔽双绞线(UTP)和屏蔽双绞线(STP)。
目前市面上出售的UTP分为3类，4类，5类和超5类四种：
3类：传输速率支持10Mbps，外层保护胶皮较薄，皮上注有“cat3”
4类：网络中不常用
5类（超5类）：传输速率支持100Mbps或10Mbps，外层保护胶皮较厚，皮上注有“cat5”
超5类双绞线在传送信号时比普通5类双绞线的衰减更小，抗干扰能力更强，在100M网络中，受干扰限度只有普通5类线的1/4，目前较少应用。
STP分为3类和5类两种，STP的内部与UTP相同，外包铝箔，抗干扰能力强、传输速率高但价格昂贵。
双绞线一般用于星型网的布线连接，两端安装有RJ-45头(水晶头)，连接网卡与集线器，最大网线长度为100米，假如要加大网络的范围，在两段双绞线之间可安装中继器，最多可安装4个中继器，如安装4个中继器连5个网段，最大传输范围可达500米。
2、同轴电缆：
由一根空心的外圆柱导体和一根位于中心轴线的内导线组成，内导线和圆柱导体及外界之间用绝缘材料隔开。按直径的不同，可分为粗缆和细缆两种：
粗缆：传输距离长，性能好但成本高、网络安装、维护困难，一般用于大型局域网的干线，连接时两端需终接器。
(1)粗缆与外部收发器相连。
(2)收发器与网卡之间用AUI电缆相连。
(3)网卡必须有AUI接口（15针D型接口）：每段500米，100个用户，4个中继器可达2500米，收发器之间最小2.5米，收发器电缆最大50米。
细缆：与BNC网卡相连，两端装50欧的终端电阻。用T型头，T型头之间最小0.5米。细缆网络每段干线长度最大为185米，每段干线最多接入30个用户。如采用4个中继器连接5个网段，网络最大距离可达925米。
细缆安装较容易，造价较低，但平常维护不方便，一旦一个用户出故障，便会影响其他用户的正常工作。
根据传输频带的不同，可分为基带