專題講座資料（2021-2022年）構建學校機房100臺機器的局域網(wǎng)

1、局域網(wǎng)組建論文構建學校機房100臺機器的局域網(wǎng) 一、前言二十一世紀是知識經(jīng)濟時代。隨著現(xiàn)代科學技術的飛速發(fā)展，全球信息化浪潮勢不可擋，已經(jīng)迅速延伸至國防、科研、經(jīng)濟等各個領域，也不可避免地改變著傳統(tǒng)教育模式。信息和教育相結合毫無疑問成為當今世界教育改革和發(fā)展中極其重要的部分，而當前蓬勃發(fā)展的以計算機和網(wǎng)絡為主導的現(xiàn)代信息技術則是教育現(xiàn)代化必不可少的技術基礎。二、項目內(nèi)容1、校園網(wǎng)的建設思路 校園作為一個特殊的網(wǎng)絡應用環(huán)境，它的建設與使用都有其自身的特點。在選擇局域網(wǎng)的網(wǎng)絡技術時要體現(xiàn)開放式、分布式、安全可靠，維護簡單的原則。校園網(wǎng)的建設主要應用局域網(wǎng)技術以及多媒體技術為主的各種網(wǎng)絡應用技術。2

2、、 校園網(wǎng)的建設原則 校園網(wǎng)建設是一項綜合性非常強的系統(tǒng)工程，它包括了網(wǎng)絡系統(tǒng)的總體規(guī)劃、硬件的選型配置、系統(tǒng)管理軟件的應用以及人員培訓等諸多方面。因此在校園網(wǎng)的建設工作中必須處理好實用與發(fā)展、建設與管理、使用與培訓等關系，從而使校園網(wǎng)的建設工作健康穩(wěn)定地開展。 3、校園網(wǎng)的建設規(guī)劃 校園網(wǎng)建設作為一項復雜的系統(tǒng)工程，與任何一項工程建設一樣，在開始建設前都要根據(jù)工程的特點事先進行詳細的工程規(guī)化與技術需求分析，它的成功與否都直接影響到工程的建設質(zhì)量以及今后網(wǎng)絡能否可靠運行都有直接的關系，因此要特別認真地進行系統(tǒng)規(guī)劃。對于校園網(wǎng)來說，必須對技術和教育的發(fā)展前景有著清醒的認識，只有這樣，才能從很好地

3、為校園網(wǎng)進行合理的規(guī)劃。三、需求分析1、選擇常用網(wǎng)絡設備 網(wǎng)絡設備主要是指硬件系統(tǒng)，各種網(wǎng)絡設備之間是有著相互關聯(lián)而不是相互獨立的，每一部分在網(wǎng)絡中有著不同的作用，缺一不可，只有把這些設備通過一定的形式連起來才能組成一個完整的網(wǎng)絡系統(tǒng)，組建計算機網(wǎng)絡，最關鍵的是選擇采用什么樣的傳輸介質(zhì)和網(wǎng)絡連接設備，這些選擇不僅關系到計算機網(wǎng)絡的性能，而且關系到組建網(wǎng)絡的成本。網(wǎng)絡設備主要包括網(wǎng)卡、集線器、交換機、路由器、傳輸介質(zhì)等。2.選擇服務器服務器是網(wǎng)絡的核心，一般分為文件服務器、打印服務器、Web服務器、數(shù)據(jù)庫服務器、電子郵件服務器等。3.選擇接入設備傳輸介質(zhì)連接設備（如連接雙絞線的RJ-45頭和RJ

4、-45接口）、網(wǎng)絡適配器（俗稱網(wǎng)卡）、 中繼器、集線器、路由器、交換機、網(wǎng)橋、網(wǎng)關等等。選擇網(wǎng)絡接入設備時要充分考慮用戶數(shù)據(jù)的流量、工作站點與服務器的距離等。3.1 網(wǎng)卡 網(wǎng)卡（簡稱NIC），也網(wǎng)絡適配卡或網(wǎng)絡接口卡，網(wǎng)卡作為計算機與網(wǎng)絡連接的接口，是不可缺少的網(wǎng)絡設備之一。無論是雙絞線網(wǎng)絡、同軸電纜網(wǎng)絡還是光纜網(wǎng)絡，都必須借助于相應類型的網(wǎng)卡才能實現(xiàn)與計算機的連接，是計算機與局域網(wǎng)相互連接的惟一接口。每塊網(wǎng)卡上都有一個世界惟一的ID號，也就是MAC（Media Access Control）地址，計算機在連入網(wǎng)絡之后，就是依靠這個ID號才能實現(xiàn)在不同計算機之間的通信和信息交換。網(wǎng)卡有很多種，

5、不同類型的網(wǎng)絡需要使用不同種類的網(wǎng)卡，不同速度的網(wǎng)絡需求也要使用不同的網(wǎng)卡。如根據(jù)帶寬來分的話，有10Mbit/s網(wǎng)卡、10/100Mit/s自適應網(wǎng)卡和1000Mbit/s網(wǎng)卡；如按總線分，有ISA總線、PCI總線、PCMCIA總線網(wǎng)卡等。從目前校園網(wǎng)建設的實際情況來看，工作站網(wǎng)卡選擇PCI總線的10M/100Mbit/s自適應網(wǎng)卡最適合。3.2 交換機 交換機，也稱交換式集線器，是專門設計的，使各計算機能夠相互高速通信的獨享帶寬的網(wǎng)絡設備。作為高性能的集線設備，隨著價格的不斷降低，交換機已逐步取代了集線器而成為集線設備的首選。由交換機構建的交換式網(wǎng)絡系統(tǒng)不僅擁有高速的傳輸速率，而且交換延時

6、很小，使得信息的傳輸效率大大提高，適合于大數(shù)據(jù)量并且使用非常頻繁的網(wǎng)絡通信，被廣泛應用于各種類型的多媒體和數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡。交換機具有很強的網(wǎng)絡管理功能，它能自動根據(jù)網(wǎng)絡通信的使用情況來動態(tài)管理網(wǎng)絡，因為交換機采用了獨享網(wǎng)絡帶寬的設計。選購選擇交換機時，可根據(jù)如下指標進行選擇：（1） 吞吐量 （2）背板能力 （3）丟包率 （4）轉(zhuǎn)發(fā)時延 （5）路由表容量 （6）路由器所支持的路由協(xié)議 （7）可靠性 左圖所示的是一組相對功能較強的局域網(wǎng)交換機 組建局域網(wǎng)使用的主要設備的實物照片 組建局域網(wǎng)使用的主要設備的圖標 3.3 路由器 路由器除了有連接不同的網(wǎng)絡物理分支和不同的通信媒介、過濾和隔離網(wǎng)絡數(shù)據(jù)流及

7、建立路由表，還有控制和管理復雜的路徑、控制流量、分組分段、防止網(wǎng)絡風暴及在網(wǎng)絡分支之間提供安全屏障層等到功能。根據(jù)路由設備的組成可以分為軟路由和硬路由。根據(jù)路由表的設置方式可以將路由器分為靜態(tài)的和動態(tài)的。路由器工作在網(wǎng)絡層，因此它可以在網(wǎng)絡層交換和路由數(shù)據(jù)幀，訪問的是對方的網(wǎng)絡地址。當數(shù)據(jù)幀到達路由器后，路由器查看數(shù)據(jù)幀的目標地址，并在路由表查看到達目標地址的路徑，根據(jù)路徑的代價，選擇一條最佳的路徑，然后把數(shù)據(jù)幀沿這條路徑發(fā)送給目標地址。 4、選擇服務器 校園網(wǎng)中的服務器主有數(shù)據(jù)庫服務器和代理服務器，數(shù)據(jù)服務器與代理服務器主要是面向校園網(wǎng)內(nèi)部用戶的服務，對來自Internet的用戶服務也很多，

8、主要是對校園網(wǎng)內(nèi)部用戶進行Internet代理服務。目前，絕大多數(shù)校園網(wǎng)都要求內(nèi)部服務用戶通過代理訪問Internet，這樣內(nèi)部用戶就不能直接訪問Internet，同時代理服務器保存著內(nèi)部用戶訪問Internet的日志，以作為記費的依據(jù)。由于用戶數(shù)量非常大，也非常集口中，所以在選型代理服務器時，主要考慮的是要有較大的容量、較高的處理速度和較高的穩(wěn)定性，一般來說都選用大型服務器作為代理服務器。5、 網(wǎng)絡技術 學校建設校園網(wǎng)有許多需要考慮的問題，如網(wǎng)絡技術的選擇、網(wǎng)絡拓撲結構的選擇、網(wǎng)絡產(chǎn)品的選擇、網(wǎng)絡服務器的選擇以及操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡應用服務、網(wǎng)絡管理及網(wǎng)絡安全等方面。下面根據(jù)前面介紹過的各種網(wǎng)絡技

9、術來進行校園網(wǎng)組建技術的選擇。(1) 網(wǎng)絡技術類型當前達到或超過100Mbps的高速網(wǎng)絡技術主要有：快速以太網(wǎng)、FDDI、千兆以太網(wǎng)、ATM交換網(wǎng)。FDDI是幾年前十分流行的高速網(wǎng)絡技術，雖然技術十分成熟，但網(wǎng)絡管理復雜且成本較高，現(xiàn)已被逐漸淘汰。ATM是比較先進的網(wǎng)絡技術，它采用信元交換方式，以很高的速率在任意兩點間建立直接的虛擬通信鏈路，有較強的傳輸質(zhì)量控制能力，特別適合于多媒體信息的傳輸。但在實際使用事因端口價格過高，難以大規(guī)模采用。以太網(wǎng)是種成熟的、質(zhì)優(yōu)價廉的網(wǎng)絡技術，其標準已制定完備。經(jīng)過多年發(fā)展，形成了完善的10Mbps、100Mbps和千兆以太網(wǎng)技術，同時還由共享式的網(wǎng)絡發(fā)展成為

10、交換式的以太網(wǎng)，具備與FDDI、ATM網(wǎng)絡融合的多種方法與規(guī)范。(2) 網(wǎng)絡拓撲的選擇計算機網(wǎng)絡拓撲結構有很多種，主要有總線型拓撲、環(huán)型拓撲和星型拓撲。總線型拓撲結構中所有的電腦用介質(zhì)將整個網(wǎng)絡從頭串到尾。這是所有的網(wǎng)絡拓撲結構中最簡單的一種。環(huán)型拓撲結構，就是指所有站點被繞成一圈的電纜所連接起來，整個結構看起來象是一個圓圈。當前在各種網(wǎng)絡系統(tǒng)的建設中使用最多的是星型拓撲結構，雖然星型拓撲結構的網(wǎng)絡在布線和網(wǎng)絡設備的花費多一些，不過目前各種硬件設備已經(jīng)非常便宜了，這種花費是可以承受的。因而它的優(yōu)點也是十分突出的，主要是當網(wǎng)絡中某個節(jié)點出現(xiàn)故障時不會影響整個網(wǎng)絡的運行，這使得網(wǎng)絡從總體上可以提供

11、高度的可靠性和沉佘性，這個性能十分適合校園網(wǎng)這種應用環(huán)境，也是校園網(wǎng)的建設中必須要求做到的。6、 網(wǎng)絡操作系統(tǒng) 網(wǎng)絡操作系統(tǒng)NOS（Network Operating System）是在計算機操作系統(tǒng)的基礎上，加上一些具有實現(xiàn)網(wǎng)絡訪問和控制功能的模塊以及相關的數(shù)據(jù)通信協(xié)議，是使網(wǎng)絡上各計算機能夠方便有效地共享網(wǎng)絡資源、為網(wǎng)絡用戶提供所需的各種服務軟件和規(guī)程的集合。目前主要的網(wǎng)絡操作系統(tǒng)有NetWare、Unix、Linix和Windows NT/2000。在校園網(wǎng)中一般情況下都用Windows 2000網(wǎng)絡操作系統(tǒng)，因為它是圖形化的操作界面、使用簡單、安全可靠，以及和普及率很高Windows系

12、列單機操作系統(tǒng)的兼容性很好。7、 Internet接入技術 校園網(wǎng)和Internet的連接技術就顯得十分重要了，它關系到校園網(wǎng)與外部網(wǎng)絡能能否進行可靠的連接。用戶計算機接入Internet主要有兩種方式，通過局域網(wǎng)或通過電話線網(wǎng)。不過，我們一般采取局域網(wǎng)接入方式。但不管使用哪種接入方式，首先都要連接到ISP的主機。從用戶角度看，ISP位于Internet的邊緣，用戶通過某種通信線路連接到ISP，再通過ISP的連接通道接入Internet。通過局域網(wǎng)接入Internet是指用戶局域網(wǎng)使用路由器，通過數(shù)據(jù)通信網(wǎng)與ISP相連接，再通過ISP的連接通道接入Internet。選擇哪種數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡與租用多

13、大的帶寬，通常取決于用戶的信息流量與能夠承擔的費用等多種因素。局域網(wǎng)用戶可根據(jù)需求選擇撥號連接和專線連接這兩種Internet接入方式。不管最終使用哪種接入方式，在實際連接Internet時還得考慮具體的接入方法。四、詳細設計方案1、服務器構建（1）.硬件要求因服務器的網(wǎng)絡數(shù)據(jù)吞吐量大且頻繁，所以服務器除了CPU、內(nèi)存、硬盤的性能要要比一般客戶端計算機卓越，還要配備專業(yè)網(wǎng)卡。一般網(wǎng)卡在使用中可能出現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸延緩或中斷，嚴重的還會導致服務器死機；（2）.FTP FTP作為服務器的基本服務，其搭建需要考慮文件夾目錄，及每個目錄的讀寫權限；（3）.VOD 搭建VOD服務器要考慮用戶的點擊率，對于點擊

14、率高的媒體文件建議將其多復制幾份并發(fā)放地址，否則多個訪問同時集中在一個媒體文件上時，將出現(xiàn)特別嚴重的訪問延時；（4）.殺毒軟件及防火墻有條件使用網(wǎng)絡版殺毒軟件和防火墻不需要設置病毒庫更新，使用單機版的殺毒軟件和防火墻應該及時更新病毒庫；（5）.鏈接服務對于考務、競答、在線書庫、網(wǎng)絡檢索以及其他服務器提供的一切有鏈接地址的服務，頻繁使用的鏈接可以做成快捷方式放在客戶端的桌面，對于偶爾使用的鏈接可以使用數(shù)據(jù)同步的方法，將新鏈接地址的快捷方式發(fā)送到客戶端的桌面。2、防火墻構建防火墻是一種特殊的設備，在兩個網(wǎng)絡之間執(zhí)行訪問控制。通常一個路由器，也可以是一臺運行防火墻軟件的PC機。防火墻有選擇地過濾或阻

15、塞網(wǎng)絡間的流量。它通常在Intranet和Internet的交接處，也可以在兩個Intranet之間設立防火墻。防火墻一般是基于源地址和目的地址以及每個IP包的端口來作出禁止或允許判斷。3 網(wǎng)絡技術的選擇局域網(wǎng)常用網(wǎng)絡技術有以太網(wǎng)其中包括以太網(wǎng)（10Mbps）.快速以太網(wǎng)（100Mbps）.千兆以太網(wǎng)（1000Mbps）、令牌環(huán)網(wǎng)、FDDI等。其中令牌環(huán)網(wǎng)：重負載時，效率公平；輕負載時，效率低，token空轉(zhuǎn)。以太網(wǎng)：重負載時，擁擠，可能有些站點饑餓；輕負載時，效率高，無須等待，不須負荷token。并且快速以太網(wǎng)最大程度的減少沖突，最大程度的提高網(wǎng)絡速度和使用效率，以太網(wǎng)傳輸機制所固有的對網(wǎng)絡

16、半徑、冗余拓撲和負載平衡能力的限制以及網(wǎng)絡的附加服務能力薄弱等，是以太網(wǎng)絡的不足之處。但以太網(wǎng)以成熟的技術、廣泛的用戶基礎和較高的性能價格比，仍是傳統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡應用中較為優(yōu)秀的解決方案。綜上所述我們了選擇以太網(wǎng)。4、網(wǎng)絡拓撲結構的確定 網(wǎng)絡拓撲結構是指用傳輸媒體互聯(lián)各種設備的物理布局。根據(jù)其幾何形狀可分為星型、總線型、環(huán)型等幾種。1）星型拓撲結構 星型拓撲結構是指網(wǎng)絡中所有結點都連接在一個中央集線設備上。所有數(shù)據(jù)的傳送以 及 信息的交換和管理都通過中央集線設備來實現(xiàn)。 星型拓撲結構的優(yōu)點：（1）結構簡單，連接方便，管理和維護都相對容易，而且擴展性強。（2）網(wǎng)絡延遲時間較小，傳輸誤差低。（3）

17、在同一網(wǎng)段內(nèi)支持多種傳輸介質(zhì)，除非中心結點故障，否則網(wǎng)絡不會輕易癱瘓。 星型拓撲結構的缺點如：（1）安裝和維護的費用較高（2）共享資源的能力較差（3）通信線路利用率不高（4）對中心結點要求相當高，一旦中心結點出現(xiàn)故障，則整個網(wǎng)絡將癱瘓。星型拓撲結構如圖所示2）總線型拓撲結構總線型拓撲結構采用單根傳輸線作為傳輸介質(zhì)，所有的站點都通過相應的硬件接口直接連接到傳輸介質(zhì)上，即總線。任何一個站點發(fā)送的信號都可以沿著介質(zhì)傳播，而且能被其他所有站點接受。在總線型拓撲結構網(wǎng)絡中，如果接入的計算機數(shù)量較多，那么網(wǎng)絡速度會明顯下降，它的優(yōu)缺點如下：總線型拓撲結構的優(yōu)點（1）結構簡單，組網(wǎng)容易，網(wǎng)絡擴展方便;（2）

18、線纜長度短，易于布線和維護;（3）傳輸速率高，可達1100Mbps;（4）多個結點共用一條傳輸信道，信道利用率高?？偩€型拓撲結構的缺點（1）故障檢測需要在網(wǎng)絡中的各個站點上進行;（2）在擴展總線的干線長度時，需重新配置中繼器、剪裁線纜、調(diào)整終端器等。（3）一個結點故障可能導致整個網(wǎng)絡不通，因此可靠性不高。3）環(huán)型拓撲結構環(huán)型拓撲結構是由連接成封閉回路的網(wǎng)絡結點組成的，每一個結點與它左右相鄰的結點連接。環(huán)型拓撲結構的優(yōu)點（1）線纜長度短，節(jié)約費用;（2）數(shù)據(jù)流在網(wǎng)絡中是沿著固定方向流動的,兩個結點之間僅有唯一的通道,大大簡化了路徑選擇的控制.（3）環(huán)型網(wǎng)絡中的每個結點都擁有相同的訪問權,所以在整

19、個網(wǎng)絡中數(shù)據(jù)不會出現(xiàn)沖突。環(huán)型拓撲結構的缺點（1）由于環(huán)路是封閉的，因此要擴充網(wǎng)絡比較困難，會影響網(wǎng)絡的正常運行；（2）如果網(wǎng)絡中任一點出現(xiàn)故障，則整個網(wǎng)絡會癱瘓，影響整個網(wǎng)絡的正常運行；（3）由于信息是串行穿過各個結點的環(huán)路接口，當結點過多時，影響傳輸效率，使網(wǎng)絡的響應時間變長。綜上所述根據(jù)各種拓撲結構的優(yōu)缺點及校園計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)的建設要求和系統(tǒng)設計原則，以及結構化綜合布線系統(tǒng)的設計總則，我們學校是采用星型結構的，但是我們選擇學院采用總線型結構。因為總線型結構簡單靈活、可靠性高、共享性強，適合于一點發(fā)送、多點接收的場合等等，因此我們學院選擇采用總線型型拓撲網(wǎng)絡結構。 五、綜合布線 局域網(wǎng)的安

20、裝是從傳輸介質(zhì)開始的。傳輸介質(zhì)就是網(wǎng)線，是網(wǎng)絡的基礎部分，其本身的質(zhì)量以及安裝質(zhì)量都直接影響到網(wǎng)絡能否正常運行。目前，局域網(wǎng)中使用最多的是雙絞線。布線時不僅要使機房美觀，而且要便于平時的管理和維護，更要有益于機房的使用壽命，在實施過程要注意以下幾點：1.將交換機集中擺放在教師機旁邊，并放置在一個專門的機柜中。從其前端面板的指示燈上，能迅速了解每個交換機的工作狀態(tài)，這樣就大大方便了管理，同時也降低了網(wǎng)絡故障率。2.在剛開始布設網(wǎng)線時，首先對整個機房中的電腦統(tǒng)一編號，每布設一根網(wǎng)線，就在專門的不干膠卡片上填寫上對應的機器編號，牢牢粘貼在這根網(wǎng)線的兩端。這樣，如果以后某臺工作站網(wǎng)絡不通或網(wǎng)線出現(xiàn)故障，就可以通過這個編號迅速找到連接在交換機上的相應端口，快速排除故障。 3.在估計連接到每臺工作站的網(wǎng)線長度時，不可太短，也不要太長。在連接電腦的那