网络工程设计与实施 第2版 教学ppt课件 项目二.ppt
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1、,学习情境一校园网规划设计,主要内容,教学楼网络系统设计,教学楼网络布线系统设计,教学楼网络布线系统的施工,教学楼网络布线系统的验收,交换机的安装与调试,项目导入,Leader职业学院老校区新建了一座三层楼高教学楼,每层有办公室、一体化教室、实验室等房间。要求如下,(1)教学楼一层为电子工程系专用,有教师办公室、一体化教室、实验室14间;教学楼三楼为管理系专用,有教师办公室、一体化教室、实验室16间。(2)教学楼二层为计算机科学与技术系教师办公、学生上课与实践教学场所,计算机类实验室和一体化教室共有6个,需要能实现网络教学;教师办公室及其他教室需要能实现办公自动化,教学课件制作、教学资源上传等
2、功能。(3)为实现教育信息化,将教学楼中所有办公室、教室、实验室等连接到学校校园网,以与现有校园网互联,实现办公自动化、视频会议、网络视频点播、教学资源共建共享等。,2.1 校园网拓扑设计与技术选择,1.1校园网拓扑设计与技术选择,网络技术专业典型职业岗位,【学习目标】, 熟悉掌握小型网络工程项目的系统方案设计 掌握网络布线系统设计、施工及验收 掌握小型网络工程项目中交换机的选型、安装与调试,工作任务一 教学楼网络系统方案设计,网络需求分析,(1)教学楼与网络中心(办公楼二楼)相隔100米,网络中心核心交换机为思科Cat 6500交换机,尚有千兆光纤接口2个。(2)该校区校园网通过城域以太网接
3、入Internet,带宽为千兆。(3)教学楼信息点分布数量,(4)为实现教育信息化,将教学楼中所有办公室、教室、实验室等连接到学校校园网,以与现有校园网互联,能实现办公自动化、视频会议、网络视频点播、教学资源共建共享等。(5)现有网络情况。本校区校园网主干采用具有三层交换功能的千兆位以太网技术,楼内根据需要选择千兆或百兆,做到百兆到桌面;校园网内部能够实现高速的视频会议、VOD点播、多媒体教学、办公自动化等服务;校园网在管理上拥有灵活的、安全的管理模式,做到分级别、分权限、分地点的管理,能够实现对网络设备、服务器、部分工作站以及应用系统的网络与系统管理;校园网拥有透明的出口措施,能够详细地记录
4、上网访问日志。,网络拓扑设计,目前局域网组建广泛流行的是以太网技术。根据网络需求分析,教学楼网络与现有校园网核心交换机互联采用千兆光纤连接技术,教学楼内部网络采用两层式拓扑结构设计,采用千兆铜缆技术实现接入层与汇聚层交换机互联,采用快速以太网技术实现接入层交换机到办公室、实验室、教室的接入网络拓扑设计,核心层网络结构设计,在核心层尽量执行较少的网络策略。 核心层的所有设备应具备充分的可到达性。冗余设计保障核心层网络的可靠性网络核心层设备的千兆交换机应具备以下功能: 高可靠性; 大容量高密度; 全线速转发性能; 具有二层、三层业务特性,支持VLAN转发、VLAN聚合、端口捆绑、端口镜像; 完善的
5、安全机制等。,汇聚层网络结构设计,汇聚层是接入层和核心层之间的分界层,要支持丰富的功能和特性.主要有以下两个作用 将大量从接入层设备过来的低速链路通过高速链路接入核心层,实现通信量的聚合,以提高网络中聚合点的效率。 可以实现接入层网络拓扑结构变化的隔离,减少核心层设备可选择的路由数量,增强网络的稳定性。,设计汇聚层时,应充分考虑以下几点:, 汇聚层设备要有足够的带宽; 具有三层和多层交换特性; 具有灵活多样的业务能力; 必须具有冗余和负载均衡能力。,汇聚层设备应具有以下特点,支持三层交换、对上链提供多种千兆端口(如1Gbps电口、1Gbps多模光口等)、模块化组网、支持丰富的二层协议(如VLA
6、N、VLAN Trunk、端口镜像等)、完善的安全机制、丰富的QoS支持、实用方便的网管等,接入层网络结构设计,接入层使终端用户接入到网络系统中,具有大量的端口,强大的接入能力,实现丰富的业务特性。接入层为用户提供网络的访问接口,是整个网络的对外可见部分,也是用户与网络的连接场所,它的主要作用是将本地用户的信息通过内部高速局域网、分组交换网、或拨号接入等方式与汇聚层连接起来,实现网络流量的接入及访问。在接入层可以用包过滤策略提供基本的安全性,保护局部网免受网络内外的攻击等。,接入层设备一般应具有如下特点,提供各种不同数量的100Mbps端口到用户,提供100Mbps或1Gbps(电口、光口)上
7、行端口到上层交换机;高性能,低成本,所有端口支持全线速二层交换;支持标准以太网协议,支持丰富的业界标准,充分考虑兼容现有网络设施;网络设备的可扩展性好,可平滑升级;支持丰富的业务特性,如VLAN、VLAN Trunk、VLAN聚合、端口镜像、安全特性等;方便实用的网管。,三层结构还需要注意以下几点,(a)核心层与汇聚层设备必须支持三层交换,且核心层设备在性能上要比汇聚层设备高一些(b)接入层设备需要支持VLAN的二层设备(c)尽可能选择同一个厂商的设备(d)并不是所有网络都要求完整的三层分级设计,有时也许一层或二层设计就能够满足网络的需求,此时可选择三层结构的变体形式(e)在任何情况下设计网络
8、都应使网络保持分级结构,以便随着网络需求的增长可以将原来的一层或二层模型扩展为三层模型。,2教学楼网络拓扑设计,(1)确定网络信息点总数。(2)采用自上而下的分层结构设计。(3)确定交换机端口类型和端口数。(4)保留一定的网络扩展所需端口。如图,2.1.4交换机的选型,网络技术选用的是当今流行的交换式千兆以太网、快速以太网技术,选购设备为汇聚层交换机和接入层交换机。交换机性能的好坏将直接影响到整个网络的实施,因此了解交换机的参数时必要的,这有助于更好地选择符合实际需求的交换机。,1交换机的主要性能参数,(1)背板带宽与端口速率(2)交换方式 直通交换 存储转发 无碎片交换(3)模块化及固定配置
9、交换机的选择(4)交换机采用何种VLAN(5)是否支持堆叠(6)交换机厂商,2三层交换机的选择,(1)性能稳定(2)功能齐全 组播 QoS(服务质量) 访问列表功能(3)分布式优于集中式(4)安全可靠,3教学楼网络组建中交换机的选购,2.1.5 IP地址规划与VLAN划分,IP地址规划 (1)IP地址的分类 (2)几种特殊的IP地址 (3)公有IP地址 (4)私有IP地址分配,VLAN划分,(1)静态VLAN的划分创建VLAN 10vlan 10!将端口F0/1,F0/3加入到VLAN 10中interface range fastenthernet 0/1, fastenthernet 0/
10、3switchport access vlan 10 !创建VLAN 20vlan 20!将端口F0/2加入到VLAN 20中interface fastenthernet 0/2switchport access vlan 20通过上面的命令,在交换机中创建了VLAN 10与VLAN 20两个VLAN,为VLAN配置虚拟子接口IP地址的命令为:interface vlan ip address ,动态VLAN的划分,基于MAC地址的VLAN划分、基于IP地址的VLAN划分、基于用户的VLAN划分。,VLAN划分原则,(1)基于业务需求划分VLAN(2)基于地域划分VLAN(3)基于安全要求划
11、分VLAN,教学楼网络VLAN划分与IP地址规划,共划分为3个VLAN内部地址为172.16.0.0/16网段,表2-5 新建教学楼VLAN划分及IP地址规划,2.2工作任务二 综合布线系统设计,任务分析 (1)满足要求,兼顾发展。(2)易于扩充。预留空间,以便于根据将来更大的需求,保证较好的扩展性和足够的升级空间。(3)遵从标准。采用星型布线系统设计,遵从国际标准(ISO/IEC 11801)和国内标准。(4)高质量传输。能支持语音、数据等综合信息的高质量传输,并能适应各种网络结构、各种不同厂家的终端产品及网络产品。(5)统一出口,线路规范。布线系统的信息出口采用国际标准的RJ-45插座,以
12、统一的线路规格和设备接口,使任意信息点都能接插不同类型的终端设备,如计算机、打印机、电话机等。(6)一次性投资,维护费用低,使整体投资到达最少。,任务要求,2.2.1综合布线系统概述,1综合布线系统2综合布线系统的组成,综合布线系统,(1)工作区(2)配线子系统(3)干线子系统(4)管理间(5)设备间(6)进线间(7)建筑群子系统,3综合布线系统标准, ISO/IEC 11801:用户楼宇通用布线标准。 EIA/TIA-568:工业标准和国际商务建筑布线标准。 EIA/TIA-569:国际商务建筑布线管理标准。 EIA/TIA-606:商业大楼电信基础设施的管理标准。 EIA/TIA-607:
13、商业大楼接地/连接要求。 EIA/TIA TSB 67、TSB95:非屏蔽双绞线系统传输性能验收规范。,2.2.2综合布线系统的设计步骤,1分析用户需求2获取建筑物平面图3系统结构设计4进行可行性论证5绘制综合布线施工图6编制综合布线材料预算清单,综合布线系统的设计步骤流程图,2.2.3综合布线系统建设内容及要求,根据网络用户需求分析,推荐采用“双绞线+光纤”星型全模块化结构,以现有网络中心为核心,采用光纤连接到新建教学楼网络设备间,教学楼楼网络采用非屏蔽超五类(或六类)系统解决方案。,1系统建设的设计目标,(1)实用性(2)综合性(3)灵活性(4)可管理性(5)扩展性(6)开放性(7)经济性
14、(8)长期性,2系统建设的整体内容,综合布线包括计算机网络系统、语音系统两大部分。教学楼的综合布线由工作区、水平子系统、管理区、干线子系统、设备间5个部分构成,充分考虑了高可靠性、高速率传输特性、可扩充性,并兼顾了与其他建筑物(办公楼)连接成建筑干线子系统的可能性。校园网主干网采用光缆作为传输介质,采用交换式千兆以太网技术,3系统设计的基本要求,(1)网络结构选用灵活的星形拓扑结构(2)主干网应具有较高的通信带宽和稳定、可靠的特点(4)支持在布线平台上远程联网,实现僻远工作点的网络互联。(5)为客户或其他个人办公地点提供网络服务。(6)在布线平台上建立整个网络,可以支持多种网络协议、高层协议和
15、多媒体应用。,2.2.4工作区子系统设计,工作区应由配线子系统的信息插座模块(TO)延伸到终端设备处的连接缆线及适配器组成。根据建筑物的实际情况,在充分掌握工作区信息插座的安装要求后,进行工作区的子系统的设计。要求算出每个建筑物的信息模块的数量,计算出现场压接跳线RJ-45所需的数量。,1工作区设备缆线的要求,工作区设备缆线、电信间配线设备的跳线和设备缆线之和不应大于10m,当大于10m时,水平缆线长度(90m)应适当减少。,2工作区的电源应符合的要求,(1)每一个工作区至少应配置1个220V交流电源插座。(2)工作区的电源插座应选用带保护接地的单相电源插座,保护接地与零线应严格分开。(3)每
16、个工作区的服务面积,应按不同的应用功能确定。,表2-6 工作区面积划分表,2.2.5配线子系统设计,配线子系统(水平子系统)应由工作区的信息插座模块、信息插座模块至电信间配线设备(FD)的配线电缆和光缆、电信间的配线设备及设备缆线和跳线等组成。配线子系统的设计首先应根据工程提出的近期和远期终端设备的设置要求、用户性质、网络构成及实际需要确定建筑物各层需要安装信息插座模块的数量及其位置,确定配线线缆的数量和类型,配线应留有扩展余地。,1确定信息插座的数量和类型,(1)确定信息点数量,表2-7 信息点数量配置,(2)确定信息插座的类型 安装在地面上的接线盒应防水和抗压(3)确定信息插座的数量,安装
17、在墙面或柱子上的信息插座底盒、多用户信息插座盒的底部离地面的高度宜为300mm,信息插座需求量计算公式如下:mnn3% 其中:m信息模块的总需求量; n信息点的总量;n3%富余量。,2确定配线线缆的数量和类型,(1)配线子系统线缆数量(2)配线子系统线缆长度,图2-9 配线子系统缆线划分,配线子系统信道的最大长度不应大于100m。 工作区设备缆线、电信间配线设备的跳线和设备缆线之和不应 大于10m,当大于10m时,水平缆线长度(90m)应适当减少。楼层配线设备(FD)跳线、设备缆线及工作区设备缆线各自的长度不应 大于5m。,子系统线缆的连接,(3)配线子系统线缆的连接, 电话交换配线的连接方式
18、应符合图2-10要求。计算机网络设备连接方式。A经跳线连接应符合图2-11要求。B经设备缆线连接方式应符合图2-12要求,电话系统连接方式,连接方式,数据系统连接方式(经跳线连接),数据系统连接方式(经设备缆线连接),3确定水平线缆的长度,确定水平线缆的长度主要依据以下原则:计算公式有三种, 确定布线方法和线缆走向 确定电信间所管理的区域 确定离电信间最远的信息插座的距离 确定离电信间最近的信息插座的距离 留有端接容差,(1)订货总量(总长度m)= 所需总长所需总长10n6(2)整幢楼的用线量(3)总长度=(AB)2n1.2 A最短信息点长度 B最长信息点长度 N楼内需要安装的信息点数 1.2
19、余量参数,N楼层数C每层楼用线量;C =0.55(LS)6nL本管理区域离电信间最远的信息点距离S本管理区域离电信间最近的信息点距离n本管理区域的信息点总数0.55备用系数6端接容差,4电缆订购,(1)电缆的订购首先要计算平均走线长度(2)下一步要计算出每一箱双绞线可做的信息点数(可做的双绞线条数)(3)然后计算出所需箱数,计算公式为:平均走线长度= 0.55(L + S)+ 6,S19 m(a)(本楼层离电信间最近的信息点距离)L89 m(b + c + d)(本楼层离电信间最远的信息点距离),30565.44.664(条)(去尾),5配线子系统布线方案,在水平布线中一般可采用以下三种布线类
20、型:, 直接埋管式 先走吊顶内线槽,再走支管到信息出口的方式地面线槽方式其余线缆敷设方式都是这三种方式的改良型和综合型。,图2-14直接埋管布线方式,图2-15先走线槽再走支管布线方式,布线方式,2.2.6电信间设计,电信间的设计主要是选择管理电信间的位置和数量,并确定电信间的配线设备。在进行设计之前首先要了解电信间常用的配线设备。,电信间常用的配线设备,(1)双绞线端接双绞线端接的部件主要由三种:8位模块式配线架、110型配线架和跳线。 8位模块式配线架:模块式配线架有12口、24口、48口等,主要用于数据配线。,110型配线架:110型配线架主要用于语音和数据配线。如图2-19是美国康普公
21、司的110配线架。安装时,将双绞线的线对,按顺序压入接线块的槽中,如图2-20所示,用专用工具将线头切断;然后选择相应的连接块(3、4或5对),用专用的打线工具打到接线块上,连接块的类型具体取决于每条线路所需的线对数目。,跳线:对模块式配线架跳接的跳线选择RJ45跳线;对110配线架跳接的跳线分跨接式跳线和插入式跳线。跨接式跳线(简易跳线)有1,2,3和4对线四种,使用专用工具直接压入跳线架完成跳线操作。插入式跳线(快速跳线)也有1,2,3和4对线四种,只要把插头夹到所需的位置,就完成了跳线操作。,光纤端接的部件主要有:光纤配线架、光纤适配器和连接器。,光纤配线架:光纤配线架是利用光纤端接装置
22、、光纤适配器、光纤连接器面板来建立模块化的连接。,图2-21壁挂式光纤配线架,图2-22 SYSTIMAX 1000G2光纤配线架,光纤端接,光纤适配器和连接器:常用的光纤适配器和连接器有SC型、S T型、LC型、FC型等,如图2-23所示。在各种不同形式的光纤端接装置上,根据不同的光纤产品的要求选择不同的光纤适配器面板和光纤连接器。,下页续,(1)电信间的数量应按所服务的楼层范围及工作区面积来确定。如果该层信息点数量不大于400个,水平缆线长度在90m范围以内,宜设置一个电信间;当超出这一范围时宜设两个或多个电信间;每层的信息点数量数较少,且水平缆线长度不大于90m的情况下,宜几个楼层合设一
23、个电信间。(2)电信间应与强电间分开设置,电信间内或其紧邻处应设置缆线竖井。(3)电信间的使用面积不应小于5m2,也可根据工程中配线设备和网络设备的容量进行调整,注意设备要有足够的安装空间。电信间主要为楼层安装配线设备和楼层计算机网络设备(HUB或SW)的场地,并可考虑在该场地设置缆线竖井、等电位接地体、电源插座、UPS配电箱等设施。在场地面积满足的情况下,也可设置建筑物诸如安防、消防、建筑设备监控系统、无线信号覆盖等系统的布缆线槽和功能模块的安装。如果综合布线系统与弱电系统设备合设于同一场地,从建筑的角度出发,称为弱电间。,2电信间的位置和大小,A机架或机柜前面的净空不应小于800mm,后面
24、的净空不应小于600mm。B壁挂式配线设备底部离地面的高度不宜小于300mm。(4)电信间应采用外开丙级防火门,门宽大于0.7m。电信间内温度应为1035,相对湿度宜为2080。如果安装信息网络设备时,应符合相应的设计要求。,电信间内的设备安装宜符合下列规定,在电信间的配线设备主要完成工作区线缆、干线线缆和某些设备线缆的端接。一般情况下配线设备的选择根据工程提出的近期和远期终端设备的设置要求、用户性质、网络构成及实际需要确定,应考虑一定的备用量。FD配线设备应采用8位模块式配线架或110配线架和光纤配线架等。连接至电信间的每一根水平电缆光缆应终接于相应的配线模块,配线模块与缆线容量相适应;电信
25、间FD主干侧各类配线模块应按电话交换机、计算机网络的构成及主干电缆光缆的所需容量要求及模块类型和规格的选用进行配置;电信间FD采用的设备缆线和各类跳线宜按计算机网络设备的使用端口容量和电话交换机的实装容量、业务的实际需求或信息点总数的比例进行配置,比例范围为2550%。其中模块式配线架和光纤配线架根据选择的产品的容量,考虑一定的备用量就可以了。在这里主要介绍110型硬件的设计步骤。,电信间内配线设备选择和设计,如果线对总数超过2000,则使用110A交连硬件。110A交连硬件占用较少的墙空间或框架空间,但需要一名技术人员负责线路管理。110A型用于用户不经常对楼层的线路进行修改、移位或重组的情
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