系统网络结构设计_系统结果分析_7.2 网络系统结构设计

  本文关键词：网络结构设计，由笔耕文化传播整理发布。

　　在完成用户需求分析、明确了用户的目标之后，接下来就是要进行网络的结构设计。本节将以校园网为例详细讲述如何完成网络结构设计，包括网络拓扑结构的选择，网络设备与网络软件的选择。
   

　　网络的拓扑结构是抛开网络电缆的物理连接来讨论网络系统的连接形式。拓扑图给出网络服务器、工作站的网络配置和相互之间的连接。网络拓扑结构的相关知识在本书前面章节已经讲述。
　　 网络拓扑结构的设计是没有唯一模式的，是没有对与错之分的，设计时只要充分考虑用户的需求，灵活使用网络原理，，满足安全、可靠、实用、可管理的原则就行了。下面还是以校园网为例讲解如何确定其拓扑结构。
　　该校有教学楼、行政综合楼、实验楼、图书科技楼、学生公寓（扩建中）、体育馆（扩建中）教师家属楼等，这些大楼使学校教学、管理、科研等功能相对独立。4个微机室已经连接成一个局域网。在这种情况下，将网络拓扑结构确定为星形结构比较合理，整个校园网的架构采用三级交换，即：首先网络中心到各功能大楼构建1000Mbps主干交换；然后每个功能大楼到各楼层构建100Mbps楼层交换；最后，构建10M/100M桌面交换。如图7-2所示，详细说明如下

　　 1.行政综合大楼:

　　集中了学校所有行政办公室和教研室，也可组成一个局域网络，通过其服务器与中心机房相连接。这样可减少学校管理系统对中心机房的依赖，更能有效保证行政网络系统的正常运行。其中，有些部门的计算机（如教务、教育部门）相对比较集中,可以构建桌面交换,连接到主干交换机上。

　　 2.图书科技楼:

　　包括了电子阅览室、多媒体教室以及拟建的多功能会议室。其网络的主要特性是本地交换，也可设置成局域网，减少中心机房服务器的负担。其中，各自的计算机较集中，可以构建桌面交换，再连接到主干交换。

　　 3.其余大楼:

　　如教学大楼、学生公寓、教师家属楼网络需求较为分散，直接通过交换机连接到中心机房的服务器。学校所有计算机通过中心机房的服务器连接长城宽带，接入Internet网络。
 

图7-2 校园网拓扑结构
 

　　在确定网络的拓扑结构后,接下来就是选择网络硬件设备。这是网络设计的关键环节，因为网络硬件设备的性能决定网络系统稳定性、可靠性等。在选择网络硬件设备时还得考虑用户的承受力，网络硬件设备的性价比是所设计的方案能否被用户接受的重要因素。对于一个网络系统来说，硬件设备主要包括网络的传输介质、接入设备和服务器。

　　 1.选择传输介质

　　 传输介质,也就是网络的通信线路。对于固定的工作站点,一般考虑有线通信线路，对于频繁移动或临时使用的站点,可考虑无线通信（有关无线通信技术可参考本书第十章）。有线网络通信线路的选择必须考虑网络的性能、价格、使用规则、安装的容易性、可扩展性及其他一些因素。目前，在有线通信线路上使用的传输介质有双绞线、同轴电缆和光导纤维。关于传输介质的详细知识，参考本书前面章节。

　　 2.选择接入设备

　　 网络接入设备，连接计算机与计算机或连接工作站与服务器,包括：传输介质连接设备（如连接双绞线的RJ-45头和RJ-45接口）、网络适配器（俗称网卡）、中继器、集线器、路由器、交换机、网桥、网关等等。
　　 选择网络接入设备时要充分考虑用户数据的流量、工作站点与服务器的距离等。

　　 3.选择服务器

　　 服务器是网络的核心，一般分为文件服务器、打印服务器、Web服务器、数据库服务器、电子邮件服务器等。根据网络系统的规模、用户的应用需求选择服务器。

　　　　　　　　　　　　　 布线系统配置设备显示动画
　　　　　　　　　　

　　 4.实例：校园网的硬件系统设计：

　　 根据需求，该校校园网设计的出发点是：首先网络中心到各功能大楼构建1000Mbps主干交换；然后每个功能大楼到各楼层构建100Mbps楼层交换；最后，构建10M/100M桌面交换。因此网络中心要设至少1个1000M交换机。
　　 实验楼上有6个实验室、4个微机室，共206个工作站点（6*1+4*50）。实验室对中心交换机的需求主要是调用教学课件与视频。微机室的主要用途是学生进行计算机、Internet学习，它对中心交换机的主要需求是学生访问校园网服务器、Internet以及教师机对计算机教学课件的调用。微机室的计算机已经连接成10Mbps网络，只需稍加改造，即设置10M/100M自适应交换机通过本地服务器连接到中心机房。其中，实验室的各工作站点（共6个，每个实验室1个）直接连接到该交换机上，微机室的各工作站点通过原有集线器连接到该交换机上。
　　 行政综合楼包括：办公管理系统20个工作站点、课件制作及备课室共10个工作站点。行政综合楼的工作站点主要用于学校管理和教研，虽然在网络建设后初期，对互联网的访问流量不大，但潜在需求不可估算，而且随意学校发展，可能需要增加工作站点。因此，为减少学校管理系统对网络中心的依赖，有效保证行政网络系统的正常运行，可组成一个局域网络，利用2个24口的10M/100M自适应交换机与本地服务器连接。为保证网络的先进性可选用1个1000M交换机与网络中心连接。
　　 图书科技楼包括了电子阅览室3个、多媒体教室2个以及拟建的功能会议室1个。图书管理系统5个工作站点、电子阅览室150个工作站点、多媒体教室100个工作站点、多功能会议室30个工作站点，多媒体教室主要用途是进行多媒体教学，它对中心交换机的主要需求是教室机对课件库的调用、视频点播；电子阅览室的主要功能是教师和学生对电子图书的查阅；多功能会议室主要利用网络进行会议讨论和交流。为了减轻中心网络的负担，可利用12个24口的10M/100M自适应交换机将图书科技楼各工作站点组成局域网，再选用1个1000M交换机与网络中心连接。
　　 教学楼有40个教室，其需求主要是调用网络中心的课件库和视频点播，这样40个工作站点可使用2个24口10M/100M自适应交换机接入网络中心。
　　 其它工作站点的连接，可根据实际情况添加。
　　 本着实用性原则，由分析确定了1000M交换机3个，100M交换机17个。这样，在网络设计部分实现了校园网所有工作站点100M全交换（除微机室外）和中心主干的1000M交换。
　　 根据确定的数据交换设备，可选择超5类双绞线作传输介质，再选择匹配的网卡。本着经济性原则，为降低网络系统造价，可选择性价比较高的TP-Link网卡、交换机等相关产品。服务器可选择国产联想专用服务器。如图7-3所示。

图7-3 TP-Link 10/100/1000Mbps两款交换机
 

　　选择网络软件系统主要是确定哪种网络操作系统、使用哪种网络通信协议。网络操作系统主要有UNIX 、Novell公司的Netware、Microsoft公司的Windows NT/2000/XP、Linux等。关于网络操作系统、网络通信协议的相关知识，在本书前面章节已讲述，可参阅相关章节。
选择网络操作系统时首选应根据应用目的、具体的应用情况（包括安全性、稳定性、可靠性和以后网络升级的需要等）来选择，然后考虑网络操作系统的性能、安全性、稳定性、可靠性以及易用性等。网络通信协议一般选用TCP/IP协议。
　　例如，对于校园网来说，服务器操作系统可同时使用Windows 2000系统和Linux系统。Windows 2000易用,对用户只须经短期培训即实现管理与维护,可用于二级服务器。Linux系统稳定，费用低，可用作网络中心服务器。这样的选择既保证了系统的所有要求，又降低了工程预算。

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