局域網(wǎng)組建與設(shè)計(jì)研究

摘 要：隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展和普及，政企單位均逐漸引入了局域網(wǎng)，以便能夠利用光纖通信等實(shí)現(xiàn)單位協(xié)同辦公、共享數(shù)據(jù)資源，實(shí)現(xiàn)辦公信息化、智能化、自動(dòng)化。局域網(wǎng)建設(shè)已經(jīng)成為政企單位的重要工作之一，文章詳細(xì)地分析了局域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)模型，分別是核心交換層、單元交換層和服務(wù)器層，并且能夠部署交換機(jī)、路由器等設(shè)備，組建一個(gè)健壯的、安全的和可靠性的局域網(wǎng)。

關(guān)鍵詞：局域網(wǎng)；交換機(jī)；路由器；服務(wù)器

1 概述

隨著云計(jì)算、數(shù)據(jù)庫(kù)、光纖通信網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展和改進(jìn)，其已經(jīng)在電子政務(wù)、電子商務(wù)、金融證券、電力通信、工業(yè)生產(chǎn)制造等多個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛普及，取得了顯著的應(yīng)用成效。局域網(wǎng)作為互聯(lián)網(wǎng)的一個(gè)關(guān)鍵組成單位，可以在政企單位內(nèi)部連接各類型的辦公設(shè)備、服務(wù)器、交換機(jī)，并且通過(guò)路由器與外界互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行通信，共享數(shù)據(jù)資源，具有重要的作用和意義[1]。局域網(wǎng)承載的業(yè)務(wù)較多，也是用戶訪問(wèn)最為頻繁的區(qū)域，涉及設(shè)備包括交換機(jī)、Web服務(wù)器、DNS服務(wù)器、防火墻服務(wù)器、路由器等，因此設(shè)計(jì)一個(gè)性能良好的局域網(wǎng)，可以大幅度提升局域網(wǎng)的數(shù)據(jù)處理、共享水平[2]。

2 局域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)模型設(shè)計(jì)

局域網(wǎng)是指覆蓋在一棟建筑、一個(gè)校園、一個(gè)工廠內(nèi)的專用通信網(wǎng)絡(luò)，其可以連接政企單位各個(gè)個(gè)人計(jì)算機(jī)和工作站，以便能夠共享軟硬件資源。局域網(wǎng)通信距離存在一定的限制，通常設(shè)置在1～2km的地域范圍內(nèi)。局域網(wǎng)的物理信道具有較高的傳輸率，通常能夠達(dá)到數(shù)以百兆，連接線路較短，因此局域網(wǎng)的誤碼率較低，不會(huì)受到任何的干擾。局域網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)很多，常用的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)包括星型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?、總線型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹h(huán)型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?、樹型網(wǎng)路拓?fù)?。隨著網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的發(fā)展，局域網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)已經(jīng)得到廣泛普及，發(fā)展成為多層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，將局域網(wǎng)劃分為多個(gè)層次，分別是數(shù)據(jù)核心交換層、單元交換子層和服務(wù)器層[3]。局域網(wǎng)采用分層結(jié)構(gòu)可以將網(wǎng)絡(luò)按照層次進(jìn)行劃分，有效地承擔(dān)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)負(fù)載，每一層的網(wǎng)絡(luò)都可以承擔(dān)不同的通信業(yè)務(wù)，減少設(shè)備配置不當(dāng)或設(shè)備故障引起的問(wèn)題，提升網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行安全性能[4]。每一層的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)如下所述。

（1）數(shù)據(jù)通信核心交換層。局域網(wǎng)的核心交換層僅僅作為傳輸骨干網(wǎng)存在，不需要執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)管理內(nèi)容，這樣就可以提高數(shù)據(jù)傳輸性能，并且保證網(wǎng)絡(luò)的冗余能力，為網(wǎng)絡(luò)提供高帶寬、高安全、高可靠的數(shù)據(jù)傳輸。

（2）單元交換子層。單元交換子層可以為局域網(wǎng)提供服務(wù)器接入端口、軟件接入端口，這樣為局域網(wǎng)提供一個(gè)可擴(kuò)展的軟硬件資源接入口，并且單元交換子層可以按照不同的部門劃分VLAN，這樣就可以控制同一部門的人員僅能夠訪問(wèn)本部門的資源，不經(jīng)過(guò)允許就無(wú)法訪問(wèn)外部資源。

（3）服務(wù)器層。局域網(wǎng)最核心的部分就是服務(wù)器，服務(wù)器的類型包括Web服務(wù)器、防火墻服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，Web服務(wù)器可以部署應(yīng)用軟件資源，解析邏輯業(yè)務(wù)；數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器保存數(shù)據(jù)資源，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的增加、刪除、修改和查詢；防火墻服務(wù)器可以部署訪問(wèn)控制策略和軟硬件查殺規(guī)則，這樣就可以保證局域網(wǎng)訪問(wèn)的安全性。

3 局域網(wǎng)軟硬件部署設(shè)計(jì)

局域網(wǎng)的主要設(shè)備包括網(wǎng)卡、集線器、交換機(jī)、路由器，同時(shí)還包括了許多的軟件系統(tǒng)和數(shù)據(jù)資源。網(wǎng)卡又被稱為網(wǎng)絡(luò)接口卡，是計(jì)算機(jī)與局域網(wǎng)連接的接口，每一個(gè)網(wǎng)卡都擁有一個(gè)ID號(hào)，也即是MAC地址，計(jì)算機(jī)連入網(wǎng)絡(luò)之后，就可以根據(jù)這個(gè)MAC地址與網(wǎng)絡(luò)中其余站點(diǎn)進(jìn)行關(guān)聯(lián)。網(wǎng)卡有很多種，不同類型的網(wǎng)絡(luò)使用不同的網(wǎng)卡，也可以根據(jù)速度選擇網(wǎng)卡，常用的網(wǎng)卡包括10Mbit/s網(wǎng)卡、10/100Mit/s自適應(yīng)網(wǎng)卡和1000Mbit/s網(wǎng)卡。交換機(jī)又被稱為集中式集線器，可以滿足局域網(wǎng)獨(dú)享帶寬需求，是一種高性能的集線設(shè)備，隨著價(jià)格的不斷降低，其已經(jīng)在局域網(wǎng)中得到廣泛使用，另外為了提高局域網(wǎng)的普適性和數(shù)據(jù)傳輸速率，交換機(jī)具有很強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)管理功能，動(dòng)態(tài)地管理網(wǎng)絡(luò)中的接入設(shè)備，經(jīng)過(guò)多年的研究和改進(jìn)，目前交換機(jī)已經(jīng)發(fā)展到了三層交換機(jī)設(shè)備。路由器可以連接不通的網(wǎng)絡(luò)物理分支和通信媒介，并且能夠隔離和過(guò)濾網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，控制網(wǎng)絡(luò)風(fēng)暴，路由器中保存有路由表，路由表可以標(biāo)明整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備組成可以將其劃分為軟路由和硬路由，按照路由表的設(shè)置模式可以將其劃分為靜態(tài)路由和動(dòng)態(tài)路由，路由器能夠?qū)⒕钟蚓W(wǎng)與廣域網(wǎng)連接在一起，并且選擇一條最佳的傳輸路徑將數(shù)據(jù)幀發(fā)送出去。

部署局域網(wǎng)軟件時(shí)需要充分考慮以下幾個(gè)方面的內(nèi)容，一是降低網(wǎng)絡(luò)管理的工作量，確保數(shù)據(jù)通信暢通，同時(shí)可以為網(wǎng)絡(luò)提供一個(gè)安全管理機(jī)制。數(shù)據(jù)通信是局域網(wǎng)的核心功能，目前局域網(wǎng)覆蓋范圍增大，因此亟需提高數(shù)據(jù)傳輸和交換能力，實(shí)現(xiàn)一次路由多次轉(zhuǎn)發(fā)的功能，三層交換機(jī)可以利用硬件完成數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)功能，滿足用戶高效率的需求，另外可以使用軟件完成網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的更新工作，這樣既可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)包高速轉(zhuǎn)發(fā)，也可以根據(jù)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)性能，具有較高的安全性和可靠性。局域網(wǎng)的安全管理機(jī)制多采用VLAN，VLAN是一個(gè)虛擬的局域網(wǎng)，其可以將局域網(wǎng)內(nèi)部的終端設(shè)備按照MAC地址、IP地址、部門等劃分為一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中，僅允許VLAN內(nèi)的主機(jī)進(jìn)行通信，防止局域網(wǎng)內(nèi)部產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)風(fēng)暴，保障局域網(wǎng)的通信安全。

目前，局域網(wǎng)組建過(guò)程中，為了保證組網(wǎng)的整體性能，交換機(jī)的部署與設(shè)計(jì)已經(jīng)成為最重要的工作。局域網(wǎng)設(shè)計(jì)和組建時(shí)，二層交換機(jī)作為接入層設(shè)備，連接政企單位各個(gè)部門的終端，用質(zhì)量較高的二層交換機(jī)作為匯聚層設(shè)備，將每棟樓各層的交換機(jī)進(jìn)行匯聚，用三層交換機(jī)作核心交換機(jī)，用來(lái)對(duì)匯聚層交換機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行高速轉(zhuǎn)發(fā)。根據(jù)實(shí)際需要和布線標(biāo)準(zhǔn)，為方便管理和維護(hù)，通過(guò)局域網(wǎng)網(wǎng)控中心的24口三層交換機(jī)與光纜連接各棟樓頂?shù)腟W00N交換機(jī)。普通辦公樓機(jī)房均放置48口的二層交換機(jī)，為每個(gè)部門提供一個(gè)網(wǎng)絡(luò)端口接入，在一樓機(jī)房放置一臺(tái)8端口的二層交換機(jī)，將接入層交換機(jī)進(jìn)行匯聚。核心辦公樓機(jī)房均放置24口的二層交換機(jī)，為每個(gè)房間提供一個(gè)網(wǎng)絡(luò)端口接入，并且在一樓機(jī)房放置一臺(tái)8端口的二層交換機(jī)，將該棟樓各單元機(jī)房的接入層交換機(jī)進(jìn)行匯聚。網(wǎng)控中心部署一臺(tái)24口的交換機(jī)，供工作人員使用，連接一臺(tái)服務(wù)器（DHCP、FTP、web、計(jì)費(fèi)服務(wù)器共用一臺(tái)），并放置一臺(tái)路由器連接外網(wǎng)，一臺(tái)防火墻作防御，同時(shí)做好相應(yīng)連接。在匯聚層到各單元交換機(jī)的連接上，采用千兆雙絞線，考慮到匯聚層到接入層距離比較近，網(wǎng)絡(luò)通信采用雙絞線。

4 結(jié)束語(yǔ)

局域網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)的基本組成單位，其可以將政企單位內(nèi)部的計(jì)算機(jī)終端設(shè)備、服務(wù)器設(shè)備等連接在一起，組建一個(gè)數(shù)據(jù)傳輸、共享網(wǎng)絡(luò)，并且為內(nèi)部設(shè)備訪問(wèn)終端網(wǎng)絡(luò)提供了一個(gè)通信接口，因此具有重要的作用。

參考文獻(xiàn)

[1]胡繼昌.計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)組建和設(shè)計(jì)中防火墻技術(shù)的運(yùn)用初探[J].電子技術(shù)與軟件工程，2015（10）：211-211.

[2]司桂榮，張藝弛，宗國(guó)升，等.基于三層交換技術(shù)的虛擬局域網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)[J].內(nèi)蒙古師范大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)漢文版，2014，43（1）：101-105.

[3]曲伸.關(guān)于對(duì)校園局域網(wǎng)組建及優(yōu)化管理的探析[J].電子技術(shù)與軟件工程，2015（16）：39-39.

[4]王輝.中小學(xué)校園無(wú)線局域網(wǎng)組建及安全[J].計(jì)算機(jī)光盤軟件與應(yīng)用，2014（4）：282-283.