网络拓扑结构设计方案-组网工程与技术

在明确了用户需求后，接下来的工作就是开始网络拓扑结构的设计了，这是整个网络系统设计的真正开始，是后续网络系统设计和网络组建工作的依据，只有在确定了网络拓扑结构的基础上，才可能进行诸如综合布线系统设计、应用系统的部署和具体的网络组建工作。

网络拓扑是指用传输媒体互连各种设备的物理布局，特别是计算机分布的位置以及电缆如何通过它们设计这个结构的过程和方法，称为网络拓扑结构设计。网络拓扑结构取决于所采用的网络技术、网络规模、用户分布和传输介质等主要方面。在有线局域网中，通常采用的是以太网技术，可采用的网络拓扑结构主要有星形、环形、总线型、网形、树形、混合型等几种，传输介质可以是双绞线、光纤和同轴电缆这3种，但以双绞线为主。而且在这其中还涉及到多种技术，如交换机的级联、堆叠、FEC和GEC链路聚合等。在WLAN（无线局域网）中的拓扑结构主要有点对点连接的Ad-Hoc结构和以接入点为中心的Infrastructure结构，传输介质为自由空间（大气）。而在广域网中，网络拓扑结构可以有集中式、分布式、分散式、全互连式和不规则式等几种，传输介质则通常是电话铜线、光纤和同轴电缆。当然不同广域网接入所采用的具体网络拓扑结构并不一样。

1.网络拓扑结构的规划设计原则

网络拓扑结构设计主要是确定各种设备以什么方式相互连接起来。根据中小企业的网络规模，网络体系结构、所采用的协议、扩展和升级管理等各个方面因素来考虑。拓扑结构的设计直接影响到网络的性能。

构成局域网的拓扑结构有很多种，最常见到的有总线拓扑、星形拓扑、环形拓扑及各种混合型拓扑等。采用不同的网络控制策略（即网络数据的传输与通信的有关协议和控制方法），所使用的网络连接设备也不一样。因此，无论在网络的规划或设计时都必须首先决定将采用哪一种网络拓扑结构。

中小企业在选择网络拓扑结构的时候，应从经济性、灵活性和扩展性好、可靠性、易于管理和维护几个方面着重入手。拓扑结构的选择直接决定了网络安装和维护的费用。因为，拓扑结构的选择与传输介质的选择、传输距离的长短及所需网络的连接设备密切相关。

灵活性和扩展性也是选择网络拓扑结构时应充分重视的问题。任何一个网络都不能一劳永逸，随着用户的增加，应用的深入和扩大，网络新技术的不断涌现，特别是应用方式和要求的改变，网络经常需要加以调整。然而，网络的可调性与灵活性，以及可扩展性与建立网络时拓扑结构直接相关。网络的可靠性是任何一个网络的生命。当网络总的某个节点或站点发生问题的时候时，网络不能正常工作。网络拓扑结构的选择还直接决定网络故障检测和故障隔离的方便性。总之，中小企业网拓扑结构的选择，需要考虑的因素很多，这些因素同时影响网络的运行速度和网络软硬件接口的复杂程度等。

2.主干网络（核心层）设计

主干网络技术的选择，需根据需求分析中地理距离、信息流量负载的轻重而定。一般而言，主干网一般用来连接建筑群和服务器群，可能会容纳网络上的40%～60%的信息流，是网络的大动脉。连接建筑群的主干网一般以光纤作为传输介质，典型的主干网技术主要有千兆以太网、ATM和FDDI等。从中小企业的需求和中小企业网络拓扑结构的规划设计原则等角度来考虑，采用千兆以太网是中小企业比较理想的做法。

FDDI基本已属于过时的技术，支持它的厂商越来越少。ATM是面向连接的网络，能保证一些突出负载在网上传输，但由于ATM在企业局域网的所有应用需要ELAN仿真来实现，不仅技术难度大，且带宽效率低，已证明不适合做企业网络，但如果单建网单位对实时传输要求极高，也可以考虑选用。

根据中小企业的建网规模，对经费比较紧张的企业，可以采用100BASE-FX，即用光缆作为传输介质的快速以太网。端口价格低，对光缆要求不高，是一种非常经济的选择。

主干网的焦点是核心交换机（或路由器）。如果考虑提供较高的可用性，而且经费允许，主干网可采用双星（树）结构，即采用两台同样的交换机，与接入层/分布层交换机分别连接。双星结构解决了单点故障失效问题，不仅抗毁性强，而且通过采用较新的链路聚合技术，例如，快速以太网的FEC、千兆以太网的GEC等技术，则可以通过允许每条冗余连接链路实现负载分担。(www.xing528.com)

千兆以太网一般采用光缆作为传输介质。多种波长的单模和多模光纤分别用于不同的场合和距离。由于企业建筑群布线路径复杂的特殊性，一般直线距离超过300m的建筑群之间的千兆以太网线路就必须要用单模光纤。单模光纤本身不贵，昂贵的是光端口及组件。

在企业中，经常会根据需要对骨干网及核心交换机改善设计或对旧网进行升级改造的技术，如FEC/GEC（快速以太网/千兆以太网链路聚合技术）、CGMP（分组管理协议）、GBIC（千兆位集成电路）、HSRP（热等待路由协议）。

3.分布层/接入层设计

中小企业网络中分布层的存在与否，取决于外围网采用的扩充互联方法。当建筑物内信息点较多（如220个）超出一台交换机所容纳的端口密度，而不得不增加交换机扩充端口密度时，如果采用级联方式，即将一组固定端口交换机上联到一台背板宽带和性能较好的二级交换机上，再由二级交换机上联到主干；如果采用多个并行交换机堆叠方式扩充端口密度，其中一台交换机上联，则网络中就有接入层，没有分布层。

要不要分布层，采用级连还是堆叠，要看网络信息流的特点，堆叠体内能够有充足的宽带保证，适合本地（楼宇内）信息流密集、全局信息负载相对较轻的情况；级连适宜于全网信息流较平均的场合，且分布层交换机大都具有组播和初级QoS管理能力，适合处理一些突发的重负载（如VOD视频点播），但增加分布层的同时也会使成本提高。

分布层/接入层一般采用100BASE-T（X）快速交换式以太网，采用10/100Mbit/s自动适宜传输速率到桌面计算机。传输介质则基本上是双绞线。接入层交换机可选择的产品很多，但是一定要注意接入层交换机必须支持1～2个光端口模块，必须支持堆叠，如果主干网为千兆以太网，接入层交换机还必须支持GBE模块。

4.远程接入访问的规划设计

在企业中，由于布线系统费用与实现上的限制，对于零散的远程用户接入，利用PSTM市话网络进行远程拨号访问几乎是唯一的经济、简便的选择。远程拨号访问需要规划远程访问服务器和Modem设备，并申请一组中继线（企业内部有PABX电话交换机则最好）。由于是整个网络中唯一的窄带设备，这一部分在未来的网络中可能会逐步减少使用。远程访问服务器和Modem组的端口数目一一对应，一般按一个端口支持20个用户计算来配置。

在网络拓扑结构的方案设定后，进一步具体化的时候就需要考虑网络节点的规模设计，理论上采用排对论等数学工具进行设计，但是实际中往往采用类比法。

中小企业网络拓扑规划设计中根据主干网拓扑结构，确定分组交换节点位置、设备、节点间传输介质，包括网络协议，确定节点间实现的协议、节点数目、数据流量和传输速率。在设计中要充分考虑到网络管理的需要，在节点中加载符合国际标准的网管模块，以实现对全网的监视和动态检测。