1、第一章 网络规划第1章本章重点 网络规划的综合考虑 网络设计的原则 网络规划的应用需求调查 网络IP地址规划 主要局域网标准及选择考虑 主要网络通信协议及选择原则 主要网络操作系统及选择原则1.1网络规划的综合考虑 网络系统是一个综合性系统,所需考虑的因素也非常之多,不仅有网络规模、网络应用、网络安全和当前主流网络技术方面的考虑，还要充分考虑到诸如网络的可扩展性能、性能均衡性等各方面。从宏观方面来说，企业局域网组建首先需要考虑以下几个主要方面。1网络规模网络规模在相当大程度上决定了以后具体网络设计中采用的技术和设备， 因为不同规模的网络技术的采用、网络拓扑结构的配置、IP地址的分配和设备的选择
2、都有不同要求。如果是只有几十个用户的小型网络，则只选用普通的快速以太网，普通的C类局域网专用IP地址网段（192.168.0.1192.168.255.254），两层结构的星型以太网拓扑结构以及普通的二层快速以太网设备即可，如图1-1所示。这样，一方面可以满足网络应用需求，另一方面可以节省大笔的网络组建投资。而如果用户数在100254之间（属于中小型网络），在技术上就要提升一个档次了。就目前的应用来看，至少要在核心层采用千兆位以太网技术，以确保总体网络性能。网络拓扑结也要达到3层。网络设备中的核心交换机也要采用支持千兆位以太网技术，并且是可管理的网管型交换机，最好是三层交换机。典型网络拓扑结构
3、如图1-2所示。IP地址也可采用单网段的上述C类局域网专用地址。当然在需要时，也可以根据子网掩码重新划分子网。如果网络用户数在254个以上（属于大中型网络），单个C类局域网 专用IP地址网段不能满足用户需求，此时就有多种选择了。可以仍采用C类局域网专用IP地址网段地址（192.168.0.1192.168.255.254），不过此时就需要用到多个不同网段了，中间用路由器或三层交换机连接；当然也可以采用B类，甚至A类IP地址的局域网专用网段。A类的局域网专用网段为10.0.0.110.255.255.254,B类的局域网专用网段为172.16.0.1172.31.255.254。此时的拓扑结构就
4、会更复杂了，虽然网络层次可能仍只有3层，但每一层所用的交换机设备可能性非常多，设备之间的连接技术可能会更复杂，如FEC（快速以太网通道）、GEC（千兆位以太网通道）和群集技术等。网络设备肯定要有千兆位或者万兆位的核心设备。各种主要以太网技术性能与特点，以及FEC、GEC和设备群集技术，请参见本丛书的网管员必读网络基础（第2版）一书。2网络应用需求虽然从总体来说，网络性能需求是由网络规划设计决定的，但在具体的网络应用环境中，单位的网络应用需求同样左右所采用的技术和设备档次，即使是只有几十个用户的小型网络。例如，在一个多媒体教室中，虽然用户数可能就只有几十个，但由于要演示的是多媒体教学软件，数据传
5、输需要较高的网络带宽，所以在这类网络中所采用的技术通常也比较高，一般都选择千兆位以太网技术和支持千兆位以太网技术的交换机设备。在网络应用方面，主要考虑到在网络中传输的数据类型，以及网络传输实时性的要求。一般的网络文件共享没有另外的要求，但如果网络中主要传输的是图片（如图片FTP站点等）、图像（如视频点播、多媒体教学等）、动画（如多媒体企业网站、动画教学等），这时没有足够的带宽，就无法保证上述任务正常地工作，可能出现停滞、不连续，甚至死机现象。在企业网络应用方面，还有一种比较普遍的现象，那就是现在各种信息化数据库软件（如进销存软件、财会软件、ERP软件等）的使用。由于这类软件一般同时有非常多用户
6、在持续使用，所以对网络带宽的需求也较高，在网络设计时要充分考虑这些用户的网络应用对所连的网络带宽需求。详情参见笔者编著的网络工程师必读网络系统设计一书。3可升级性网络技术的发展，虽然不能用一日千里来形容，但发展速度也是相当快的。不仅原有技术在不断升级换代，而且还不断有新的技术在涌现，再加上单位网络应用需求也在不断提升，这一切都对网络升级提出了迫切需求。而在企业网络设计之初又不可能有很全面的前瞻性，在网络中部署所有未来的技术和应用接口。即有前瞻，也只能是暂时的。而单位网络经常重建的可能性非常小，一般都是采取升级的方式来提高网络的性能。这即要求在网络设计之初的网络规划中就要充分考虑到这一点。网络的
7、可升级性主要体现在统合布线、网络拓扑结构、网络设备、网络操作系统和数据库系统等多个方面。在综合布线方面，在设计之初就要考虑到各部门在未来人员都有可能大幅度增加，就必须在最初布线时留下一定量的网络接口。对于综合布线，在本书的第3章将有较详细的介绍。如果想要全面了解综合布线方面的知识和技能，请参见由笔者编著的网络工程师必读系列的网络工程师必读综合布线一书。网络拓扑结构的可升级性考虑就是要使在网络用户增加时能灵活拓展，添加网络设备，改变网络层次结构。我们知道，局域网中的网络系统拓扑结构有多种，其中包括双绞线、光纤电缆使用的星型以太网结构，同轴电缆、光纤使用的环型结构和总路线结构，还有一种是由星型结构
8、和总线型结构混合组成型结构。这4种主要拓扑结构的可扩展性能不一样，总体上来说是混合型的可扩展性能最好，适用于较大型、地理位置比较分散（如分布在多栋建筑物之间，不同楼层之间）的网络，星型网络次之，适用于在同一楼层的小型以太网。单纯总路线型和环型网络已很少在企业局域网中使用。各种网络拓扑结构特点参见本系列丛书中的网管员必读网络基础（第2版）一书。在网络设备方面，可扩展性主要体现在网络设备是否是模块化结构，可以灵活地通过添加模块来扩展网络用户接口。一般因为模块化结构的网络设备价格昂贵，所以不必所有网络设备都支持模块化，而只是对处于核心层的网络设备有这方面的需求。汇聚和接入两层的网络设备一般可直接通过
9、添加设备数接在核心层设备上来扩展。具体的网络设备选购将在本书第2章有详细介绍。在网络设备中，一个最为关键的设备就是网络服务器，它在相当在程度上影响着整个网络的性能和可扩展性。现在的部门级以上的服务器都在可扩展性方面有了明显的要求了，如IBM的按需扩展理念，就是在需要时，可随时通过扩展服务器中的CPU数量、扩展插槽数量和磁盘数量来提升服务器性能。在网络设备的可升级方面还有一个重要方面需要充分考虑，那就是在网络升级后原有设备的可用性。这就涉及技术问题了。在设计网络之初，就目前的主流网络应用来说，应尽可能在相应网络层次上应用当前最主流的网络技术，而核心层需要考虑千兆位以太网技术，汇聚、接入两层至少要
10、考虑百兆位快速以太网技术，如核心层需要考虑早已过时的10Mbps网络设备了。这样在网络升级后，原有网络设备就不至于全部淘汰。如在一个企业网络中，网络升级后新添加了核心层交换机，则原来担当核心交换机的就要下降到汇聚层,甚至接入层.而原网络中的汇聚层，或者接入层设备性能太差(如10Mpbs的交换机或集线器)，就可能不能满足升级后网络的应用需求,就可能面临淘汰。所以，我们在组建网络时选择设备要考虑到日后的升级，不要贪一时便宜，选择太低档的网络，否则网络升级后所承受的投资浪费就可能更大。有关网络设备方面的基础知识、主要技术和配置方法清参见本系列丛书中的网管员必读网络基础（第2版）一书。至于全面的网络设
11、备技术和管理方法清参见由笔者编著的网络工程师必读系列的网络工程师必读网络设备配置与管理一书。在操作系统方面，最好能选择以升级方式更新版本的，如Windows的网络操作系统，以保证网络中的数据在系统升级时不丢失。在数据库系统方面，最好也是选择能支持版本升级的，不要选择经常更换核心技术，无法通过版本升级实现平滑升级的。操作系统方面的选择将在本章后面具体介绍。4性能均衡性许多网管朋友特别注重像服务器、核心交换机之类的关键设备，购买这类设备时非常大方，专门选高档的，可是对汇聚层和以下的网络设备就非常随意了，有的干脆就沿用早几年淘汰下来的网卡，或者10Mbps集线器。甚至网线也不舍得购买好一点的，总是贪
12、便宜，结果购买的全是假五类双绞线。这样做的结果是很显然的，整个网络性能非常不均衡，瓶颈无处不在，大多数客户端无法享受到服务器、核心交换机所带来的高性能，因为他们的网卡、所连的交换机、集线器带宽本身就非常窄，上面带宽再宽也没有任何意义。网络性能与网络安全都遵循一个“木桶”原则，那就是整个网络的最终总体性能取其最差的那部分。例如，某一支路上层虽然可达到千兆位，可连接到客户机的网卡只是10Mbps，这样客户机最终的性能也只能是10Mbps。鉴于这一因素，要求我们在进行网络规划时，一定要对整个网络性能综合考虑，上层的是要好些，但下层的也不能太差。由核心层、汇聚层到接入层通常是按“千千百”，或者是“万千
13、千”、“万千百”的网络技术原则来设计，也就是在核心层如果是千兆位以太网，则汇聚层接入两层至少应该是百兆位的快速以太网；如果核心层达到了万兆位，则汇聚层至少应该是千兆位的快速以太网，接入层至少是百兆位的快速以太网。这不公要求各层的交换机端口达到这个要求，而且要求用户端的网卡以及传输介质都达到这个要求。5性价比现在什么都讲究性价比，性价比越高，实用性越强。在网络组建时也一样，特别是在大型网络组建时。搞不好，虽然网络性能足够了，但这么的性能企业目前或者未来相当长一段时间内都不可能用得上，造成网络投资浪费。如只有几十人的小型办公室网络，也没有什么在性能上有特别需求的网络应用，却配置了全部为千兆位的可网
14、管型交换机，这显然是没有必要了。不要看没几台设备，不同档次，价格相差很远。例如，一般的24口二层快速以太网交换机也就在2000元以内，可如果选择的是网管型交换机则至少要3000元以上，如果是三层千兆位交换机，则至少要5000元以上，通常是上万元。当然，最终的网络性能不是仅由所选的网络设备技术决定，还必须实际测试，其中包括网络线路实际可用带宽、可支持的并发用户数、网络系统的稳定性能等，具体的测试方法在本系列丛书中的网管员必读网络测试与实验一书介绍。6成本考虑俗话说得好，有多大的脚，穿多大的鞋，这就要求我们量力而行。还有一名俗话是：有多少钱，做多少事，道理一样。在组建网络时，我们必须与企业的经济承
15、受能力结合起来考虑，尽可能用最少的钱，办最多、最好的事。网络组建需要花一大笔钱，特别是大型网络，少则十几万，多则上千万。这么大笔钱又不是用来直接产生经济效益，所以多数老板是不愿意出的。这里做网络管理的我们，就要多为老板考虑了，尽可能在有限的资金下，建设一个最符合实际应用需求的企业网络。在网络投资成本中，最大一笔投资就是网络设备。这些设备中少则一台上千元，多则几十万，甚至上百万元。购买时一定在慎之又慎，千万别一时冲动，看了某产品广告就购买了，一定在与自己企业网络以及总的投资成本考虑。不在老板给你一百万元，你买一台服务器就花去了50万，其他还有那么多设备、安装和施工来分另外的50万，显然不是很合理
16、。当然这也不是说要平分，事实上也不可能平分，但绝不能超出应有的比重。一般来说，网络设备投资中，重中之重的是服务器、核心交换机、路由器和防火墙4类。而在这几类设备中，除了服务器外，其他的一般只有一台设备。这4类设备的总成本在占到总成本的80%左右，也就是遵循80/20原则。 影响投资成本的另一个重要因素就是网络技术的采用了。同样的交换机，采用不同技术的价格相差很远。例如，10Gbps24口三层交换机与1Gbps24口交换机的价格就相差起码5000元以上。而百兆位24口快速以太网交换机与千兆位24口以太网交换机的价格又相差千元以上。服务器更是这样，部门级与工作组级的服务器价格相差在3万元左右，企业
17、级与部门级的则相差5万以上。还有就是设备的品牌，同一档次的设备，不同厂家的也可能相差很远。如路由器，Cisco的肯定比其他品牌的要贵许多；而3COM、Cisco的交换机也比其他品牌的要贵许多。即使同是国内品牌，一线的比二线，或以下的也要贵许多，如华为的交换机、路由器，就比一般的实达、港湾、茶山设备要贵许多。服务器当然是IBM、HP、Sun的最贵了，国内的就要属浪潮、联想、曙光等三甲的贵了。当然这些品牌的设备之所以贵，除了产品性能更好之外，还有就是服务更周到。这就要权衡考虑了。1.2网络设计原则网络设计不仅要充分考虑以上需求，还要遵循以下几个设计原则。这些原则不仅体现在网络设备的选购上，在软件系
18、统配置上也给予了充分发挥的考虑。因为现在的企业承包局域网中除了传统的有线网络系统外，新的无线局域网（WLAN）的普及发展也非常迅速，所以在进行网络设计时，如果对无线局域网也有需求，也应充分考虑无线局域网自身的特点，遵循相应的设计原则。121总体网络设计原则网络无论从规模上、结构上，不是从应用上都是千差万别的，不可能有放之四海而皆准的设计方案。网络设计的总体原则其实只有一个，就是一切要结合实际广泛应用需求和经济能力而定。任何脱离实际的设计都是不科学的。无论是传统的有线网络，不是新型的无线局域网，在网络设计时都应当遵循以下网络设计原则。1 适当超前的高性能网络作为企业信息运行的承载平台，涉及众多不
19、同的应用及众多用户。众多的用户，不同类型的应用，包括一些实时性强的交互业务应用（如语音、图像等），势必对网络的性能提出更高的要求。因此，设计时首先要考虑有足够的骨干带宽、合理的网络拓扑结构和先进适用的技术，同时还要努力实现网络的无阻塞性，不能使网络成为业务应用的瓶颈。当然这里所说的“高性能”是在条件允许下，且确实在当前和在一定时期内有应用需求的前提下提出的，并不要求网管员在进行网络设计时一味追求高性能，而忽视企业自身的经济承受能力和实际需求。例如，10Gbps光纤设备的性能要比普通的双绞千兆位设备在理论上至少高出10倍，但这两类设备间的价格也相差甚远，这还没有考虑到布线和维护成本。试想，如果是
20、一个只有200个左右用户，仅有变通应用的中小企业承包，在核心层部署这样一套设备当然就没必要。但又要适当超前，现在网络规模小，这可能是因为新公司刚组建，说不定过不了一年，网络规模就会有好几倍的增长，如果说在组建新网络时在核发或骨干层仅采用了100Mbps的设备 ，则明显增加是不合适的，对于这种可以明显预见的网络规模或应用需求增长的企业，超前“步子”应当适当大些，至少也应是千兆位级的核心或骨干层，百铛位到桌面。2 适当的可靠性保障网络系统的稳定可靠是应用系统正常运行的关键保证。在网络投入运营后，企业和用户会对网络产生依赖性，一旦网络中断，将造成巨大的影响和损失。从企业应用的角度来看，此时再考虑网络
21、的可靠性问题，无疑是一种投资浪费。所以，要求在进行网络设计时，应选用具有高可靠性的网络设备和软件系统，配置合理的网络架构，制定可靠的网络备份策略，保证网络具有较好的故障自愈能力，以减少网络中断时间。当然，任何性能的取得都可能要付出代价，不同品牌、不同档次的设备和不同级别的可靠性保护措施的代价相关甚远，这就要求企业在价格和可靠性等方面做出均衡选择，但绝对不能忽视产品的可靠性，因为它是保持网络持久正常运行的基础。3 适当的安全性保障现在许多网管员在为企业设计网络时仍像在早期那样，只是想到如何用交换机设备连接服务器和工作站，如何布线，却很少甚至根本没有考虑到网络中的安全需求。虽然许多安全防护措施可以
22、在网络组建后再部署，但这样可能会受网络结构的限制变得非常被动，所以，建议在网络设计之初就全面、充分考虑网络应用后的安全需求。安全保障措施同样可以有多种可选策略，这同样要根据企业的实际应用需求和经济承受能力而定。如从网络访问安全方面来说，可以部署虚拟局域网络（VLAN）、代理服务器、防火墙、入侵检测产品和网络隔离系统等。从数据安全的方面来讲，还可以部署各种数据备份和复制系统。不同的技术和容灾策略代价也非常大，不必追求大而全，而应有针对性地根据企业自身的实际应用需求来制定安全策略。对于小型企业来说，硬件防火墙和入侵检测产品的价格确实太贵，可以选择软件类型的。如果没有必要划分多个不同安全级别的部门或
23、子网，也就没有必要采用支持VLAN的交换机设备，也没有必要专门某个部门或网段进行网络隔离，因为这些代价都非常大，而对于小型网络可能意义不大。另外，像防毒系统，网络版的比单机版的要贵许多，如果企业网络规模非常小，在每台机器上安装单机版的防病毒系统也未尝不可。4 适当超前的技术先进性先进合理的技术是所有网络投资保护的重要方面。如果网络中采用的技术很落后，可能在非常短的时间内（12年）就不能满足企业网络应用和当前网络技术的应用发展需求而被逼淘汰，造成很大的投资浪费。但同时不要选择采用那些刚发布的最新技术的产品，一方面这各新技术产品的价格相当贵，另一方面可能因技术还不是很成熟而在使用时出现许多意想不到
24、的问题。正因如此，一般建议选择至少是当前主流的技术（不要求选择当前最先进的），如以太网技术中，目前最先进的是10Gbps，而主流的技术则是支持光纤的1000Mbps；在无线局域网中，不要培育硬性选择支持108Mbps的设备，但至少应该是54Mbps的。而且目前一种据悉最高可达到600Mbps的新无线局域网接入标准IEEE.802.11n正在制定之中,并且很快将正式实施,所以目前在部署WLAN网络时,最好兼顾这一新标准，毕竟这是一个非常大的飞跃。这只是一个例子，其实网络技术还有许多方面，各种网络设备也都有许多相应的网络发技术落后，这一占可以参见笔者编著的本系列图书网管员必读网络基础（第2版）的第
25、6章和第9章。一般建议网络核心设备使用国内外主流厂家生产的设备，同时要把先进工作者的技术与国际公认的标准结合起来，使网络支持国际上通用的标准网络协议，对于二级或一级设备可根据企业自身的经济承受能力和实际应用需求选择一些相对较弱的二、三线品牌产品成本，但最好不要选择三线以下的杂牌产品。别处还应当注意以下几点：注意多倾听第三方专家的意见，对由厂商自己介绍的先进技术必须加以确认；注意从速胜的角度倾听系统集成公司或其他用户的意见；各主流厂商都有其优秀产品成本，关键看是否符合自己的实际需求，性价比是否合理等。5 充分考虑网络的可管理性之所以充分考虑网络的可管理性，不仅是为了把网管员从繁杂的网络管理琐事中
26、解脱出来，更重要的是为了便于日后的网络维护与管理，提高网络的维护和管理效率，使企业网络发挥最充分的性能和效率。网络的可管理性在笔者看来是必不可少的，否则有再多的管理员也可能无济于事。一般来说，一个中小型局域网只有一个网络管理员，大一些的通常也只有3个左右。面对几百，甚至几千个用户的网络，其日常维护量非常大，若只有少数几个网络管理员则会经常显得力不从心，究其原因就是网络缺乏可管理性，事事都得手动去分析，而且每一次维护都要到实地操作，非常耗时。为了尽可能提高工作效率，减少网络停顿时间，同时为未来网络的发展打下基础，必须在企业网络设计之初就把良好的可管理性充分考虑进去。选择方案时应考虑以下几个方面。
27、 对网络实行集中监测，分权管理，并统一分配资源； 选用先进的网络管理平台，可以集中对全网设备（路由器、以太网交换机 等）实施具体到端口的管理能力，并可提供及时的故障报警和日志； 选用的网络设备及其他连接在网络上的重要设备都应支持远程管理； 设计时需充分考虑运行维护的问题，特别在工程结束时，应要求建设方提供足够的设计实施文档。其实以上绝大多数功能都可以通过一种被称为网络管理系统的软件来完成，它不仅可集中管理网络中各支持网管的设备，还可以自动精确地发现网络中的错误位置，及时通知网络管理员进行维护和处理，大大提高了网络维护的水平。当然这样一套系统的价格也是非常昂贵的（通常在10万元以上），并不是所有
28、企业都能承受得起。这方面的内容可参见本系列中的网管员必读超级网管经验谈（第2版）一书。122无线局域网的设计原则无线局域网的组建虽然在总体上的设计原则与有线网络一样，但它也有自己的特殊性既可以作为现有有线网络的补充，又可以单独存在，但它们在设计时各自要注意的方面不尽相同。无线局域网设计既要考虑保证目前土建装修的效果不被破坏，又要保证有足够的网络信息点满足网络连网、扩容和工作实际需求，同时还要保证代价不要过大。可以通过涂分析和研究对比，然后考虑决定是采用无线局域网组建方式解决原有网络扩容的问题，还是新建一个无线局域网。下面是两种情形下的局域网设计时的规划考虑。1 作为有线网络的补充无线网络作为有
29、线网络的补充是指在原有的综合布线基础上搭建传输的以太网络，然后在需要的位置和场所（如办公室、会议室等）配备一定数量的无线AP，充分借助无线网络移动灵活和扩充方便的特点，作为有线网络的补充，弥补单纯由有线所构建的网络的缺陷。这种无线网络在规划设计时就要充分考虑到与有线网络的连接及无线接入点的布局问题，合理的无线网络布局才能方便应用与日后的扩展。2新的无线局域网设计如果需要以一个独立的方式 设计院新的无线局域网 ，则需要在设计时充分考虑到整个无线局域网的拓扑结构、各设备间所支持无线局域网标准的兼容性和无线接入点的布局，因为它关系到各AP的无线信号覆盖和交叉问题。在标准兼容性方面，建议选择目前主流的
30、IEEE.802.11g标准的无线局域网设备，因为它既能很好地兼容原有的IEEE.802.11a标准无线设备，同时价格也与IEEE.802.11b标准相当。IEEE.802.11a标准的设备因为需要支付频道占用费，所以价格较贵，至于各种IEEE.802.11g+增强型标准设备建议除非所有无线设备都选择同一品牌，否则不要选用，因为各厂商的增强型标准并不统一，可能存在兼容问题。同时还要充分考虑，当用户从一个位置移动到另一个位置，以及一个无线AP的信号变弱或者无线AP因子通信量太大而拥塞时，可以连接到其他的无线AP进行漫游，而不中断与网络的连接。多个无线AP的无线信号覆盖区域进行交叉覆盖，实现各覆盖
31、区域之间无缝连接。所有无线终端通过就近的无线AP接入网络，访问整个网络资源。蜂窝覆盖方式大大扩展了单个无线AP的覆盖范围，突破了无线网络覆盖半径的限制，用户可以在无线AP群覆盖的范围内漫游，而不会和网络失去联系，通信也不会中断。同时目前设计的新WLAN也要适当考虑即将发布的IEEE.802.11n标准，它的最高接入性能将是目前主流IEEE.802.11g标准的10倍以上，将是一次WLAN网络技术的最大飞跃。具体的无线局域网标准请参见本系列丛书中的网管员必读网络基础（第2版）一书，有关无线局域网的配置方法将在本书第13章介绍。13应用需求调查在部署一个新的局域网或者改造一个旧的局域网前,第一个要
32、进行的就是网络规划,而网络规划的第一步就是要充分了解用户的网络应用需求。只有在详尽地了解了用户的应用需求后，才可以有针对性地规划以后其他方方面面。131网络应用需求分析在一定程度上，需求量决定一切，所以网管员在组建新网络或改造原有网络前一定能够在充分了解企业当前及至少未来一年内的主要网络应用需求。必须详细地列出所有可能的应用，找各个部门负责具体网络应用的人士进行对面的询问和分析，并做好记录，而不是简单的口头询问。应用需求分析调查主要包括以下几个方面。 员工习惯使用的操作系统 员工熟练掌握的办公系统 结合员工操作和管理员管理的熟练程度及企业自身应用需求而决定采用的数据库系统 是否需要组建企业内（外）部Web网站 是否需要部署企业内（外）部邮件服务器 经常要与外部网络连接的方式和用户数 员工与外部网络连接的主要应用 其他应用需求如果要对原有网络进行改造，则还需要结合当前的应用需求对原有网络的应用进行各方面的评估，其中包括原有
