《计算机网络工程》课件第2章

第2章网络工程规划与需求分析2.1网络工程需求分析2.2可行性分析2.3网络基础工程2.4网络设备及其选择

2.1网络工程需求分析

2.1.1案例——校园网需求分析要点

1．需求分析

大学校园网要满足学生在进入社会，面临网络信息时代激烈的知识竞争前进行学习的需要；又要满足教师和研究人员迅速吸收最新知识，进行学术交流和创造的需要；同时还要能达到在面积较大，环境较为复杂的校园内进行行政、生活、教务管理以及开展多种业务活动的目的。因此，大学校园网呈现出以下特点：

(1)网络负荷大；

(2)网络管理及维护量大；

(3)网络利用率高；

(4)网络管理应注重界面友好、易操作、好维护；

(5)网络运行的安全性较高；

(6)网络设计应尽量简单、模块化，还要节省资金。

下面介绍其主要的应用需求。

(1) Internet服务主要包括：电子邮件系统，主要用于与同行交往、开展技术合作、学术交流等活动；文件传输FTP，用以获得重要的科技资料和技术文档；Web服务，学校可建立自己的主页，对外进行学校宣传、提供咨询，对内进行管理；BBS服务，用于发布通知，进行学术讨论等。

(2)计算机教学主要包括：多媒体教学课件制作、管理和网上分发系统；基于Web、NetMeeting或基于VOD(视频点播)的远程教学系统；学生学籍、成绩管理系统和教师人力资源信息系统等。

(3)图书馆访问系统，用于计算机查询、检索、在线阅读等。

(4)办公自动化(OA)系统，包括财务、资产、宿舍管理、档案管理等。

2．需求调研主要解决问题

(1)为什么要建校园网？校园网的作用是什么？

(2)建什么样的校园网？是建快速以太网/千兆网、ATM，还是别的？为什么？

(3)建校园网需要多少投资？学校有能力支付吗？

(4)以什么方式建网？是自己建，还是请专业公司建？为什么？

3．需求调研的主要内容

(1)校园网络当前及日后可能出现的功能需求。

(2)用户对网络的性能(如访问速度、平滑升级)的要求和可靠性的要求。

(3)学校现有的网络设施和计算机的数量，准备增加的计算机数量。

(4)学校网络中心机房的位置和实际运行环境。

(5)校园网综合布线信息点的数量和安装位置。

(6)校园网综合布线设备间、配线间的数量和安装位置。

(7)校园网络应用系统总体风格及美工效果。

(8)校园网应用系统的功能及用户可投入的资金分配。

(9)校园网安全性、可管理性及对可维护性的要求。

(10)校园网项目完成时间及进度(可以根据合同确定)。

(11)明确项目完成后的维护责任。2.1.2需求分析方法综述

需求分析是从软件工程学引入的概念，是关系一个网络工程成功与否最重要的砝码。如果网络系统应用需求及趋势分析做得透，网络工程方案就会“张弛有度”，系统框架搭得好，网络工程实施及网络应用实施就相对容易得多。反之，如果没有就需求与用户达成一致，“蠕动需求”就会贯穿整个网络工程项目始终，并破坏项目计划和预算。网络工程项目是资金占用高、贬值频率快的工程，贵在速战速决。如果用户遭受失败或受网络项目长期拖累，网络系统集成公司同样会遭受损失。因此，要把网络应用的需求分析作为网络系统集成中至关重要的步骤来完成。应当清楚，需求分析尽管不可能立即得出结果，但它却是网络整体战略的一部分。

1．网络工程需求分析

如何了解、分析、明确客户需求，并且能够准确、清晰地以文档的形式表达出来，提供给项目实施的每个成员，保证实施过程按照满足用户需求为目的的正确方向进行，是每个网络项目管理者需要面对的问题。

任何单位和个人组建网络时总有自己的要求，即要达到何种目的，满足什么要求，解决哪些问题，这就是所谓的需求分析。在网络工程需求分析的过程中，用户要从多方面、多角度考虑，主要表现在以下几个方面：

(1)网络的功能要求。要全面考察组建网络的目的，尽可能抽象地概括出网络所要实现的所有功能，例如，提供数据库和数据库共享，以及硬件共享等。

(2)网络的性能要求。除满足网络的功能要求外，还要满足网络的性能要求，如通信质量、吞吐量等，还必须要求网络有稳定的性能。

(3)网络的可扩充性。不管是个人还是单位，在组建网络时都要考虑到以后工作站的增加及与其他网络的连接等情况。在一些大型企业或事业单位的局域网组网过程中，常常因为一些特殊的情况，做一些特殊的功能需求分析，这些特殊的功能主要有：

①实现远距离网络连接；

②无线连网；

③保证数据的安全性。这些特殊的功能往往是各企业在先进的管理中所必需的，在做需求分析时，从长远来看必须列在考虑重点之中，而且这也关系到实现这些特殊功能时设备的选择。例如，在安全性方面，如果要实现各部门的计算机既连接在同一局域网，又要有效地防止各部门的计算机间相互通信，此时就要选择带VLAN设置功能的交换机，也就是常说的网管型交换机，通过交换机自身所带的设置软件就可以轻松地限制各部门的计算机相互通信。

2．网络工程范围界定

一个单位或一个部门需要构建计算机网络，总是有目的的，也就是说要解决什么样的问题。用户的问题往往是实际存在的问题或者某种要求，因此，专业技术人员应将用户的要求用网络工程的语言描述出来，使用户对所做的工程有所理解。要使用户对所做的工程有所理解，需要完成下面各方面的内容：

(1)确定用户需要多大容量的服务器，并估算该部门可能存在的信息量，预计将来可能存在的容量变化，以此来确定服务器。

(2)确定网络操作系统。

(3)确定网络服务软件，例如E-mail、Web服务等。

上述3点只是了解了用户的业务范围和选择的机型、服务器和网络应用软件。而网络工程需求分析更加关心的是下面的几个方面。

(4)了解地理布局。对于地理位置布局，工程施工人员必须亲临现场进行查看，通过现场勘查和与客户交流，确定网络涉及的物理位置因素，包括用户数量及其位置、任何两个用户之间的最大距离、楼与楼之间的布线走向、楼层内的布线走向、交换机供电问题与解决方式以及对工程施工的材料要求等因素。

(5)了解用户设备的需求。用户在组网时，所需的网络设备可能很多，包括路由器、服务器、个人计算机和交换机等。每种设备的外形尺寸、规格型号的不同，对使用环境的需求也不同，要根据用户的需求选择合适的设备，同时还要考虑到多种设备之间的兼容性、互通性等问题。

(6)了解网络服务范围。建设网络的目的是为了有效地提供服务。不同的服务对网络带宽、质量保证等的要求也不同，所以只有了解了客户需要的网络服务，才能正确地确定网络所需的技术和设备资源。用户所需的服务包括：数据库、应用程序的共享程度、文件的传送存取、电子邮件和多媒体服务的要求程度、有无电子商务的需求等。

(7)通信类型。通信类型包括数字信号、视频信号和语音信号(电话信号)等，它可以满足不同的业务需求。通信类型决定了网络所采用的通信介质，进而可以确定所使用的通信技术。

(8)网络拓扑结构。网络拓扑结构是整个工程的核心部分，涉及到设备、布线等问题，根据客户的需求可以选择星型结构、总线结构或其他的拓扑结构。

(9)网络工程经费投资，包括：

①设备投资(软件、硬件)；

②网络工程材料费用投资；③网络工程施工费用投资；

④安装、测试费用投资；

⑤培训与运行费用投资；

⑥维护费用投资。2.1.3网络工程方法与原则

1．遵循系统工程方法

规划是一种事先的有组织、有计划的行为，首先要建立“系统”的概念，并遵循一定的技术方法，目的是要让该系统有机地运行起来。按“系统”这个概念，就要求我们作规划，干事情要全面地考虑现有的工作环境、新的工作设想、管理与技术等各个方面，以及要完成这个计划所需的人、物和财力上的支持。具体涉及到网络系统的规划，首先应当有一套系统的规划方法，尽量做到有根有据、有条不紊。对所建系统的目标、业务功能、技术规范、性能要求等方面，都应该有明确的了解，并建立相应的技术文档，作为今后系统管理维护的一项依据。规划是系统成功的前提，网络工程规划是技术性很强的活动，因此管理必须与技术相结合，无管理的技术是杂乱无章的技术，发挥不出应有的效用；不结合技术的管理是盲目、空洞的管理，不能体现管理的功能效果。

系统工程方法要求遵循统一规划、分步实施原则，并对以下一些矛盾和制约进行适当的调节处理：

(1)网络远期目标与近期需求的一致性和矛盾性的调节；

(2)网络环境的专用性与通用性处理；

(3)网络系统的相对稳定性与系统可更新扩充的矛盾关系的调节；

(4)网络系统的单一性与异构性的处理；

(5)不同网络标准的调节。

2．依据需求建设网络系统

依据需求建设计算机网络是建网中最重要最基本的原则，一切其他原则都源于用户需求，尤其是网络工程规划及具体方案的制订。

3．建设与应用同步

网络建设可以从主干网自上而下开始，也可从急需的部门开始，但都应将建成部分立即投入使用。2.1.4系统需求调查

1．通信资源、环境调查

从资源观点看，数据通信系统是由数据处理资源和通信资源组成的。通信资源中大部分是公用的，尤其是MIS的远程数据通信系统，是建立在公共的通信资源基础上的，所以尤其需要调查清楚公用的通信资源及通信环境。

2．通信资源和用户的地理分布

通信资源和用户的地理分布包括：

(1)用户数量及其位置；

(2)任何两个用户之间的最大距离；

(3)用户群组织，即在同一楼里或同一楼层内的用户数；

(4)特殊的需求或限制，如在网络覆盖的地理范围内是否有道路、山丘，建筑物之间是否有阻碍，光缆等介质布线是否有禁区，是否已存在可利用介质系统等。

3．通信情况

通信情况包括电信网、通信线路及用户设备的类型、通信方式、速度、长度、通信的质量、特性、费用，还包括通信机构、通信发展规划等。

4．网络服务

网络服务包括：

(1)需共享的数据库和程序；

(2)电子邮件；

(3)文件的传送、存取；

(4)网络互联；

(5)用户设备之间的逻辑连接；

(6)虚拟终端。

具体来讲，网络工程规划人员可通过填写用户调查表的方式来完成网络调查，见表2-1。表2-1网络直接用户需求调查表2.1.5通信需求调查

为了摸清需求，一般应掌握以下方面：

(1)掌握企业(单位)的规模、组织机构、业务、职能等基本情况。

(2)企业各部门业务活动特点，部门中各级的业务活动对网络的需求情况，相互功能的关联，各自地理分布特点等，这些都是网络建设的基本技术依据，必要时应作细致的分析，包括各用户结点的数据流图、数据流向等，以此作为制定网络方案的主要依据。

(3)了解应用特性，如实时性应用、多媒体应用、密级及安全性要求等。

(4)了解企业已有网络及企业网络的外部通信环境状况。

(5)分析与权衡企业远、中期发展目标及当前需求。

调查的通常做法是由网络工程人员、网络用户或IT专业人员填写应用调查表。设计和填写应用调查表要注意颗粒度，如果不涉及应用开发，则不要过细，只要能充分反映用户比较明确的主要需求没有遗漏即可，参见表2-2。表2-2应用调查表示例2.1.6系统分析

1．全局观点

在收集各部门提出的要求后，要集中加以研究，从全系统的观点来看待部门需求，要服从全局需要。

2．逐步实现

要将需求加以分类。有些是当前可以实现的，有些是可在今后逐步加以实现的，有些可能在当前技术水平下是无法实现的。

3．设计人员补充

用户没有提到的，而建立系统又是必须的，则设计人员要加以补充。

4．深入了解

有些不明确的，模糊的说法要加以明确表示。

系统分析就是对用户需求作深入了解，对现行系统及其环境状况进行调查分析，为新系统设定能够最适合整体目标的系统条件。具体到计算机网络系统分析的目标是要充分满足用户需求，能对现有设备和通信线路做到有效利用，建立针对用户需求的合理系统，并对下一步的发展有一个充分的估计。

5．问题的确认和描述

系统分析的第一步是要将调查了解的情况进行整理分析，把主要问题整理出来，进一步明确规划需要解决的问题。为了进一步明确问题所在及具有设计可操作性，专业技术人员可以用计算机网络的专业术语来描述用户实际存在的问题和要求，参见表2-3。表2-3问题的确认和描述示例

6．通信需求分析

通信需求分析的目的主要是确定数据通信系统的定量性的技术指标，如：

(1)通信结点分析是为了了解需要建立通信结点的机构及用户，终端用户数目和它们的地理分布，处理机及终端的类型和特性，是否要用集中器等。

(2)通信量分析是分析有原始数据的结点的收发数据量和时间分布，根据通信量来研究通信速度、通信时间、设备使用效率等参数。通信量构成对网络的负载。通信量一般用平均的高峰传送时比特每秒(b/s)数表示。 视频信号通信量用电视通道数表示，每个通道占6MHz带宽。估计通信量有一定难度，因为用户开始也很难确切地说明何时发送出多少信息。一般办法是分析用户的网络应用，估计每个应用产生的信息量，再累计出结果，最后都用b/s表示。估计时可以利用经验或做些假设。如对于编辑一个存储在网络服务器上的文件，可假设：首先要通过网络把文件从服务器加载到工作站，编辑结束后，再传回到服务器，这样就可估计出编辑一次的通信量。对于虚拟终端来说，通信量取决于用户敲键的速度，从输入的字符数及其返回值即可估计出通信量。

7．网络容量与性能分析

网络容量是指在任何时间间隔，网络能承担的通信量。网络性能用经过网络的响应时间或端—端延时表示。通常，当网络的通信量接近其最大容量时，响应时间变长，性能恶化。通信速度由通信量、线路特性、设备能力、通信性能要求等参数决定。

(1)通信线数是指每个结点的通信线数，这些线数还要逐级汇总，形成各个集中器和通信控制器。利用这些数据，可以确定集中器和通信控制器的配置及选型。

(2)通信性能，如可常性、误码率、响应时间、费用、通信时间、时延、吞吐量、设备效率等基本参数的要求和估算。

(3)通信要求调查分析的结果得到上述网络设计需要的基本参数。

8．需求特点分析

不同类型的用户对网络系统的要求可能是不同的。例如各种类型的机关，要以实现办公自动化、提高办公效率、逐步做到“无纸办公”为其目标。对网络会议，则要实现上级和下级之间、同级之间快速通畅的数据交换(如报表汇总、通知下达、发送公文等)；实现各职能处、室之间高速数据交换(如通知、公告、文件交换、催办、日程安排等办公行政事务)；要求建立各类法规、业务数据库，实现远程和本地数据库查洵；要求系统传送多媒体信息；要求收发信息有详细的通信记录；要求有密文传送功能；要求用户操作方便简单等。若为期货交易建立计算机网络系统，则网络需实时传递交易行情数据(反映期货市场的现实交易状况、行情变化，并进行技术分析)，共享行情信息，同时要求数据传输的可靠性。因此期货交易网络系统的建立，不仅要保证交易数据处理的完整性，同时还要求系统具有高速、可靠、多方位显示等特点。

对于城市规划、土地使用等单位，可能要提出建立地图处理功能及地图处理数据库等。对于金融或电子商务系统，则对网络系统的安全保密功能有较高要求，可能提出数字签名等要求。

2.2可 行 性 分 析

系统可行性分析是基于上一节提出的问题，给出技术、经费、人力等方面解决问题的可能性分析。首先针对已确定的问题，找出每一个问题的答案，并将它们放到一个完整的网络系统之中，同时可以得到经费预算。

2.2.1体系结构分析

通过可行性分析可以提出一个解决用户问题的网络体系结构或对已选定结构进行分析。

1．传输

(1)传输方式：基带还是宽带；(2)通信容量；

(3)通信类型及通道数；

(4)数据传输速度。

2．用户接口

(1)支持协议；

(2)工作站类型；

(3)主机类型。

3．服务器

(1)服务器的类型；

(2)服务器的容量；

(3)服务器的协议。

4．网络管理能力

(1)网络管理；

(2)网络控制；

(3)网络安全。

对于网络体系结构的描述，在可行性论证阶段，应尽可能用与厂家无关的功能术语描述。例如用单一基带通道，解决用户所需多大的通信量，但不必决定选用令牌传递还是争用访问方法，网络结构中可以包含多个网络或网络段。2.2.2确定网络方案

上述四方面的问题都描述清楚后，就可以根据此描述确定网络实际的、物理的结构。网络系统的方案往往不止一个，而且实施的效果和可靠性保证也不尽相同，决策层可以从中选择出最佳方案。

1．组网方案中的技术条件、难点的分析

1)网络规划的文档规范网络规划的每一阶段都将产生一些很重要的技术性文档，这些技术文档对网络设计和网络工程的实施起着指导性作用，因此要求文档简明扼要、全面和准确。文档规范非常重要，由于各种网络系统规模、技术要求和系统的目标不同，因而不要求格式千篇一律，但针对某一类的网络规划应大体相同。下面给出网络规划中常包含的内容，仅供参考：

(1)网络系统名称;

(2)需求分析，包括用户目标、系统目标、需求分析报告；

(3)网络规划，包括技术性论证、总体规划方案、网络经费预算；

(4)网络性能简要评价。

2)设计网络系统时可能出现的问题

在设计网络系统时，要充分估计到可能出现的问题。虽然问题的出现有其随机性，不太好预测，但根据经验大致可以归纳为以下几个方面：

(1)网络设备之间的匹配问题。当设备采用不同的产品和标准时，在网络实施中出现的问题最多。尤其在采用新技术、新产品的过程中，由于对设备的技术指标和性能了解不透彻，给具体实施增加了困难。

(2)网络拓扑结构设计问题。网络拓扑结构设计不合理，会造成数据传输出现严重的瓶颈问题。

(3)线路连接问题。具体反映为线路不通或随机出现不通情况，这类问题主要是结构布线和施工不善等造成的，会使网络不能正常运行。

(4)系统选择问题。网络操作系统选择不当，使得一些必要的应用软件无法运行。针对以上问题，网络设计者应根据组网的实际经验，在关键点上有充分的思想准备。

2．确定网络方案

网络系统的规划和建立总是从无到有，或是在原有的单机环境之上建立网络环境，因而很难有原有的系统可以参照。一般只能采用现有的网络技术和用户的问题定义，找到最佳的答案。

需要提醒的是，在当前的问题需求不是很特殊的情况下(如与特定机型的机器相连)，会有较多的方案满足要求。这时，在评价现有产品性能的同时，还应考虑到将来可能的发展、使用及管理、维护等工作。对厂家的信誉，产品的生命周期，网络的扩展性和互连，第三方软件的支持等，都应作适度的考虑。这样会使得所规划的系统有更长的使用期和更好的技术保证。另外，在选择规划方案时，用户应该对现有的网络产品及其特点有所了解，以便有所选择。主干网采用千兆以太网技术实现，子网采用快速以太网结构，能满足百兆到桌面的要求。例如：校园网通过光纤连接CERNET，校园网网管中心设在网络中心机房内，负责校园网的运行、管理和维护工作。网管中心主要设备包括主交换机、WWW/FTP服务器、DNS服务器、E-mail服务器、代理服务器和拨号服务器。校园网的安全性主要通过路由器防火墙来提供。某校园网的拓扑结构示意图如图2-l所示。图2-1某高校校园网拓扑结构2.2.3预算

在给出网络系统结构的同时，还应做出经费预算，包括以下3方面的内容：

1．投资预算

(1)设备(软件、硬件)；

(2)安装；

(3)培训和用户支持；

运行和维护常常容易忽视对后两项的估计。其实它们占总投资的一半左右，因为在网络的整个生命期，这两项经费总是要开销的。

2．效益估算

(1)用户生产力的提高；

(2)服务质量，产品质量的提高；

(3)其他通信费用的降低。

在评估效益时，关键是把从网络系统取得的益处尽可能考虑周到，并予以量化。例如，节省了多少时间，等于多少人的工作量，相当于多创造多少产值。

3．投资/效益分析

(1)投资回报；

(2)投资回收期；

(3)投资风险。

投资回报用贴现率计算，投资回收期一般为2～3年，有些需更长时间。投资风险的出现由两个因素引起，即实际投资超过估计值和效益比预计的低。应该提出风险出现的可能性以及解决措施。2.2.4可行性的研究结论

经过以上分析，确定用户目标、网络系统集成的目标以及网络系统集成的总体要求，根据现有的设备和技术条件，确定网络系统是否能达到网络工程系统集成的目标。

2.2.5编写需求说明书

网络工程需求说明书包含以下主要内容：

(1)网络系统总体功能和各组成部分的细节功能；

(2)网络用户界面(初步)；

(3)网络运行的软/硬件环境(交换机，路由器，服务器，操作系统等)；

(4)网络系统性能定义；

(5)网络系统的软件和硬件接口与配置清单；

(6)确定网络维护的要求；

(7)确定网络系统运行环境的要求(机房，设备间、配线间，光缆、电缆敷设，供配电，电气保护，接地和防雷击等)。

2.3网络基础工程

2.3.1机房环境

对机房的温度、湿度、噪音、静电屏蔽、振动及防尘设备等条件的严格控制是保证网络系统正常工作且延长系统使用寿命的重要基础，因为计算机设备的工作环境在很大程度上决定了其使用寿命。

2.3.2电源环境

电源是计算机系统设备的命脉，合格的输入电源和稳定的供电环境是设备稳定工作的基本保障。2.3.3布线工程

开放式布线系统所提供的配线系统结构非常科学，并且使用相当灵活，在外观及布局上也适应对整个办公环境整洁、美观的要求。布线系统采用的设备必须为通用且符合标准的设备及配件，包括传输介质(非屏蔽双绞线、屏蔽双绞线、光纤)、配线箱(电缆配线箱、光缆配线箱、连接器)、标准信息插座、插头、适配器、电子保护器装置以及专用的安装工具、检测工具等。采用符合国际标准的开放式布线系统的优点是：

(1)综合各个系统统一布线，提高系统的性能价格比；

(2)具有开放性和灵活性，不论各个子系统设备如何改变、位置如何移动，布线系统无须改变；

(3)设计思路简洁、施工简单、施工费用较低。

开放式布线系统采用的传输介质参见表2-4。表2-4布线系统传输介质比较2.3.4网络拓扑结构与选择

不同的拓扑结构采用不同的控制策略，使用不同的网络连接设备。具体采用哪种网络拓扑结构，与采用的传输介质和对介质的访问控制方式密切相关。

1．拓扑结构

计算机网络的组成元素可以分为两大类，即网络结点(又可分为端结点和转发结点)和通信链路。网络中结点的互连模式叫做网络的拓扑结构。在局域网中常用的拓扑结构有星型结构、环型结构和总线型结构。

1)星型拓扑

星型拓扑结构是由通过点到点链路接到中央结点的各站点组成的，如图2-2所示。星型网络中有一个唯一的转发结点(中央结点)，每一计算机都通过单独的通信线路连接到中央结点。

星型拓扑的优点是：

(1)利用中央结点可方便地提供服务和重新配置网络；

(2)单个连接点的故障只影响一个设备，不会影响全网，容易检测和隔离故障，便于维护；

(3)任何一个连接只涉及到中央结点和一个站点，因此控制介质访问的方法很简单，从而访问协议也十分简单。图2-2星型拓扑星型拓扑的缺点是：

(1)每个站点直接与中央结点相连，需要大量电缆，因此费用较高；

(2)如果中央结点产生故障，则全网不能工作，所以对中央结点的可靠性和冗余度要求很高。

2)总线型拓扑

总线型拓扑结构采用单根传输线作为传输介质，所有的站点都通过相应的硬件接口直接连接到传输介质或总线上，如图2-3所示。任何一个站点发送的信号都可以沿着介质传播，而且能被其他所有站点接收。图2-3总线型拓扑总线型拓扑的优点是：

(1)电缆长度短，易于布线和维护；

(2)结构简单，便于扩充，传输介质是无源元件;

(3)从硬件的角度看，十分可靠；网络响应速度快，便于广播式工作。

总线型拓扑的缺点是：

(1)因为总线型拓扑的网络不是集中控制的，所以故障检测需要在网上的各个站点上进行；

(2)在扩展总线的干线长度时，需重新配置中继器、电缆，调整终端器等；

(3)总线上的站点需要介质访问控制功能，这就增加了站点的硬件和软件费用；

(4)节点多时网络性能下降。

3)环型拓扑

环型拓扑结构是由连接成封闭回路的网络结点组成的，每一个结点与它左右相邻的结点连接，如图2-4所示。图2-4环型拓扑环型网络常使用令牌环来决定哪个结点可以访问通信系统。在环型网络中信息流只能是单方向的，每个收到信息包的站点都向它的下游站点转发该信息包。信息包在环网中“旅行”一圈，最后由发送站进行回收。当信息包经过目标站时，目标站根据信息包中的目标地址判断出自己是接收站，并把该信息拷贝到自己的接收缓冲区中。为了决定环上的哪个站可以发送信息，平时在环上流通着一个叫令牌的特殊信息包，只有得到令牌的站才可以发送信息，当一个站发送完信息后就把令牌向下传送，以便下游的站点可以得到发送信息的机会。不同的拓扑结构采用不同的控制策略，使用不同的网络连接设备。具体采用哪种网络拓扑结构，与采用的传输介质和对介质的访问控制方式密切相关。

2．拓扑选择

根据场地、设备和网络的具体情况，用户可按以下原则来选取网络拓扑结构。

1)费用低

通常在选择网络拓扑结构的同时便大致确定了所要选取的传输介质、网络设备和安装方式等。例如，选择总线型拓扑结构时一般都选用同轴电缆作为传输介质，选择星型拓扑结构时则需要选用集线器、交换机等产品。不同的网络拓扑结构所对应的初期投资及以后的安装维护费用都是不同的，在满足其他要求的同时应尽量选择投资费用较低的网络拓扑

结构。

2)灵活和可扩充

选择网络拓扑结构的同时还需要考虑将来的发展，由于网络中的设备不是一成不变的，如需要添加或删除一个工作站，对一些设备进行更新换代，或变动设备的位置，因此所选取的网络拓扑结构应该能够容易地进行配置以满足新的需要。

3)可靠性高

可靠性对于一个网络拓扑结构是至关重要的，在局域网中经常发生节点故障或传输介质故障，一个可靠性高的网络拓扑结构除了可以使这些故障对整个网络的影响尽可能小以外，同时还应具有良好的故障诊断和故障隔离功能。

4)因地制宜

用户可根据网络中各节点的分布状况，因地制宜地选择不同的网络拓扑结构。例如，对于节点比较集中的场合多选用星型拓扑结构，节点比较分散时则可选用总线型拓扑结构。另外，若单一的网络拓扑结构不能满足要求，也可选择混合的拓扑结构。例如，假设一个网络中的节点主要分布在两个不同的地方，则可以在这两个节点密集的场所选用星型拓扑结构，然后使用总线型拓扑结构将两个地方的网络连接起来。

随着以太网的快速发展，总线型拓扑结构的以太网已基本淘汰，现在普遍使用的拓扑结构为星型拓扑结构。星型拓扑结构已成为以太网拓扑的标准。

2.4网络设备及其选择

2.4.1网络传输介质

双绞线电缆是在水平工作区中使用最普遍的传输介质，对位于单个建筑物且通信量少的局域网来说，使用双绞线电缆作为传输介质就具有很好的性能价格比。五类及超五类双绞线的传输距离一般不能超过100m，当超过100m时，就要考虑使用六类或七类双绞线了。在工作主干区，由于传输性能和距离的原因，一般还都使用光纤。凭借光纤传输速度和传输距离方面的优势，使得网络的性能可以得到真正的保障。同轴电缆在现有的组网中已完全被淘汰，在此不予讨论。

现在市面上网线产品的品牌比较多，主要有AMP、朗讯、AVAYA等。在选购时，一定要注重网线的质量，有时市场上的假网线比真网线还要多。各品牌的网线如图2-5所示。图2-5各品牌的网线(双绞线、光纤)选择传输介质时主要考虑以下几个因素。

(1)传输特性：包括支持模拟信号还是数字信号传输、支持的通道数、每个通道的最大传输速率等。

(2)连通性：支持单点连接还是多点连接。

(3)地理范围：能覆盖的最大网络范围有多大，能用在办公室内、建筑物内还是建筑物之间，甚至扩展到整个城市。

(4)安装特性：最大介质长度、最小弯角、最大允许直径，是否需要专用工具等。

(5)防护特性：抗干扰特性和抗噪声的能力，不易造成物理损伤的能力等。

(6)相对价格：在一个较大型的网络中可能会使用多种不同类型的传输介质，这时应注意是否存在能将这些不同传输介质方便地互连在一起的连接设备。

2.4.2网卡

在网络的实际应用中，用户常常遇到这样的情况：网络有时可以正常通信，有时又出现“网上邻居”根本打不开的现象，或者出现网络传输速度一会儿快、一会儿慢的现象。排除了传输介质的因素，大多数情况都是由于网卡的性能不稳定而造成的。所以在选择网卡时，要尽量选择性能稳定的网卡，同时还要注意以下几点：

(1)尽量选择PCI总线的网卡，ISA总线的网卡由于性能上的劣势，现已基本淘汰。

(2)根据目前网络的发展现状，最好选择10/100M自适应的网卡，这样可以方便兼容早期10M的网络。

(3)最好选择全双工的网卡，全双工的网卡在理论上的速度要比半双工的快一倍。

(4)选择一个好的品牌，好品牌的网卡在性能和服务上都有好的保证。市场上知名品牌的网卡主要有3COM、Intel、D-Link、TP-Link等。各品牌的网卡都有不同的型号，如图2-6所示。图2-6不同型号的网卡

(5)在现在的笔记本电脑中，很多都已内置了网卡。如果为笔记本电脑单独选择网卡，通常要选择笔记本电脑专用的网卡，如图2-7所示。图2-7笔记本专用网卡

(6)在一些特殊的场合要用到无线网络，计算机就必须选择无线网卡。随着无线网络的发展，无线网卡也不再那么神秘了。无线网卡如图2-8所示。图2-8无线网卡2.4.3交换机

交换机是整个网络的核心，交换机一旦出现问题，整个网络也就瘫痪了。根据网络的规模，交换机的选择略有不同。对于中小型网络，选择智能型交换机就足够满足工作的需求了；而对于大型网络，就要选择专业的可网管的部门级交换机，这样才能满足网络的发展需求，交换机的外观如图2-9所示。图2-9交换机在交换机的选择过程中，还要考虑网络的实际工作需求，选择一些具有特殊功能的交换机，如Trunk、VLAN、SNMP等。有了这些技术功能的交换机，对网络的管理就方便、轻松多了。

交换机中性能卓越的主要有Casio、Intel、3COM等国外品牌，我国台湾的D-Link、TP-Link的性价比也非常好。国内的华为、神州数码挑起了国内交换机发展的重担，逐步向国际品牌靠拢，其产品的性价比较高，是中小型网络的首选。2.4.4路由器

路由器在小型网络中应用范围不广，只有当本地网络要与Internet或远距离网络连接时，才用得上路由器。在大型网络中，Cisco路由器是业内评价最好的，也是技术最成熟的路由器，已成为路由器的典范。Cisco路由器性能好，但价格却让一些中小型企业望而却步，目前在一些中小型网络中，使用ADSL宽带路由器的用户非常多，由于其价格便宜且设置方法简单，深受网络用户的好评。路由器的外观如图2-10所示。图2-10路由器为了节省组建网络的成本，很多交换机也都带上了路由器功能，通常称为带路由的交换机(三层交换)，这种交换机在中小型网络中，特别在网吧应用得非常广泛。

路由器连接的一般策略是：路由器应放于频繁访问外网的位置；普通客户端应具有同等的访问路由器的权利；路由器应直接连接至核心交换机上。2.4.5服务器

服务器在整个网络中所承担的工作是最为繁重的，同时也是最重要的，它不仅为网络中的计算机提供资源共享，还要实现对整个网络的管理。因此，服务器是整个网络的核心，如何选择与本网规模相适应的服务器，是决策者和技术人员都需要考虑的问题。

1．服务器的分类

服务器发展到今天，可以适应各种不同功能、不同环境的服务器不断地涌现，分类标准也变得多样化，主要有如下几种分类标准：

(1)按应用层次进行划分，服务器可以分为入门级服务器、工作组级服务器、部门级服务器和企业级服务器4类。

(2)按处理器架构进行划分，可以分为X86、IA-64、RISC等几种架构。

(3)如果按服务器的处理器所采用的指令系统划分，可以把服务器分为CISC架构服务器、RISC架构服务器和VLIW架构服务器3种。

(4)服务器按用途进行划分，可分为通用型服务器和专用型服务器两类。

(5)按服务器的机箱结构进行划分，可以把服务器划分为台式服务器、机架式服务器、机柜式服务器和刀片式服务器4类。

2．服务器的选择

在选择服务器时，在满足当前工作需求的前提下，还应考虑以下几个方面：

(1)根据实际情况来决定是选择专业服务器还是选择高档的PC机来充当服务器。不要以为服务器就一定要专业的，在实际的应用中，网络规模不是很大的情况下，完全可以采用高档PC机来充当服务器，然而在大型的网络中，只有专业级的高档服务器才可以完全胜任工作。HP、IBM、SUN一直都是优秀的服务器品牌。随着国内计算机的发展，联想、方正等厂家也相继推出了自己的品牌服务器。

(2)具有足够的内存和运行速度。操作系统提供的图形用户界面一方面具有良好的人机交互性，另一方面对计算机的要求也相应地提高了。图形界面效果和提供的应用软件功能需要运行大量的程序指令才能得到，这些数以万计的指令和数据需要足够容量的RAM来保存，而且需要在最短的时间内处理完成。对于网络中的服务器，尤其需要足够大的内存和足够快的CPU来满足图形界面的实时连续显示、大量的网络计算、频繁的用户访问等方面的要求。

(3)具有大容量的存储设备。服务器不仅需要存储大量的共享数据，而且随着操作系统和应用软件功能及规模的增加，对存储空间的需求也越来越大。一般对于作为服务器的高档PC机，建议硬盘容量至少在100GB以上，而对于专业的服务器，则可有数块硬盘。

(4)可扩展性。由于计算机技术的飞速发展，市场上供应的满足网络性能需要的服务器产品很多，且性能在不断提高，同时价格也变得越来越便宜，这极大地方便了服务器的选择，同时也意味着选定的服务器在不久的将来面临着被淘汰的危险。通常每隔几年服务器产品就有可能由于过时而被淘汰，因此在选择服务器时，需要考虑服务器是否具有良好的可扩展性。例如，是否可以将面临过时的CPU升级为更快、性能更好的替代型号，或者是否可以增加大容量的内存或存储设备，只有这样才能保证当前的投资不至于在3～5年之后便被浪费掉。另外，在配置采购网络服务器时还需要注意以下几点：

(1)性能要稳定。为了保证网络能正常运转，所选择的服务器首先要确保稳定，因为一个性能不稳定的服务器，即使配置再高，技术再先进，也不能保证网络正常工作，后果严重的话可能会给使用者造成难以估计的损失。另一个方面，性能稳定的服务器意味着为公司节省维护费用。

(2)以够用为准则。由于本身的信息资源以及资金实力有限，不可能一次性投入太多的经费去采购档次很高或技术很先进的服务器。对于中小规模的网络而言，最重要的就是根据实际情况，并参考以后的发展规划，有针对性地选择既能满足目前信息化建设的需要，又不至于投入太多资源的解决方法。

(3)应考虑扩展性。由于网络处于不断发展之中，快速增长的应用不断地对服务器的性能提出新的要求，为了减少更新服务器带来的额外开销和对工作的影响，服务器应当具有较高的可扩展性。

(4)便于操作和管理。所谓便于操作和管理指的是采用相应的技术来提高系统的可靠性能，简化管理因素和降低维护费用成本。一般的公司通常没有专业人员来维护和管理服务器，这就要求服务器必须具有非常好的易操作性和可管理性，当出现故障时无需专业人员也能将故障排除。

(5)满足特殊要求。不同的网络应用其侧重点也不同，对服务器性能的要求也不一样。例如，VOD服务器要求具有较高的存储容量和数据吞吐率，而Web服务器和E-mail服务器则要求24小时不间断运行。如果在网络服务器中存放的信息属于机密资料，这就要求所选择的服务器有较