局域網組建與設計研究

摘 要：隨著互聯網技術的快速發展和普及，政企單位均逐漸引入了局域網，以便能夠利用光纖通信等實現單位協同辦公、共享數據資源，實現辦公信息化、智能化、自動化。局域網建設已經成為政企單位的重要工作之一，文章詳細地分析了局域網網絡模型，分別是核心交換層、單元交換層和服務器層，并且能夠部署交換機、路由器等設備，組建一個健壯的、安全的和可靠性的局域網。

關鍵詞：局域網；交換機；路由器；服務器

1 概述

隨著云計算、數據庫、光纖通信網絡的快速發展和改進，其已經在電子政務、電子商務、金融證券、電力通信、工業生產制造等多個領域得到了廣泛普及，取得了顯著的應用成效。局域網作為互聯網的一個關鍵組成單位，可以在政企單位內部連接各類型的辦公設備、服務器、交換機，并且通過路由器與外界互聯網進行通信，共享數據資源，具有重要的作用和意義[1]。局域網承載的業務較多，也是用戶訪問最為頻繁的區域，涉及設備包括交換機、Web服務器、DNS服務器、防火墻服務器、路由器等，因此設計一個性能良好的局域網，可以大幅度提升局域網的數據處理、共享水平[2]。

2 局域網網絡模型設計

局域網是指覆蓋在一棟建筑、一個校園、一個工廠內的專用通信網絡，其可以連接政企單位各個個人計算機和工作站，以便能夠共享軟硬件資源。局域網通信距離存在一定的限制，通常設置在1～2km的地域范圍內。局域網的物理信道具有較高的傳輸率，通常能夠達到數以百兆，連接線路較短，因此局域網的誤碼率較低，不會受到任何的干擾。局域網的網絡拓撲結構很多，常用的拓撲結構包括星型網絡拓撲、總線型網絡拓撲、環型網絡拓撲、樹型網路拓撲。隨著網絡拓撲結構的發展，局域網拓撲結構已經得到廣泛普及，發展成為多層網絡結構，將局域網劃分為多個層次，分別是數據核心交換層、單元交換子層和服務器層[3]。局域網采用分層結構可以將網絡按照層次進行劃分，有效地承擔網絡的數據負載，每一層的網絡都可以承擔不同的通信業務，減少設備配置不當或設備故障引起的問題，提升網絡運行安全性能[4]。每一層的網絡業務如下所述。

（1）數據通信核心交換層。局域網的核心交換層僅僅作為傳輸骨干網存在，不需要執行網絡管理內容，這樣就可以提高數據傳輸性能，并且保證網絡的冗余能力，為網絡提供高帶寬、高安全、高可靠的數據傳輸。

（2）單元交換子層。單元交換子層可以為局域網提供服務器接入端口、軟件接入端口，這樣為局域網提供一個可擴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本部門的資源，不經過允許就無法訪問外部資源。

（3）服務器層。局域網最核心的部分就是服務器，服務器的類型包括Web服務器、防火墻服務器、數據庫服務器，Web服務器可以部署應用軟件資源，解析邏輯業務；數據庫服務器保存數據資源，實現數據的增加、刪除、修改和查詢；防火墻服務器可以部署訪問控制策略和軟硬件查殺規則，這樣就可以保證局域網訪問的安全性。

3 局域網軟硬件部署設計

局域網的主要設備包括網卡、集線器、交換機、路由器，同時還包括了許多的軟件系統和數據資源。網卡又被稱為網絡接口卡，是計算機與局域網連接的接口，每一個網卡都擁有一個ID號，也即是MAC地址，計算機連入網絡之后，就可以根據這個MAC地址與網絡中其余站點進行關聯。網卡有很多種，不同類型的網絡使用不同的網卡，也可以根據速度選擇網卡，常用的網卡包括10Mbit/s網卡、10/100Mit/s自適應網卡和1000Mbit/s網卡。交換機又被稱為集中式集線器，可以滿足局域網獨享帶寬需求，是一種高性能的集線設備，隨著價格的不斷降低，其已經在局域網中得到廣泛使用，另外為了提高局域網的普適性和數據傳輸速率，交換機具有很強的網絡管理功能，動態地管理網絡中的接入設備，經過多年的研究和改進，目前交換機已經發展到了三層交換機設備。路由器可以連接不通的網絡物理分支和通信媒介，并且能夠隔離和過濾網絡數據，控制網絡風暴，路由器中保存有路由表，路由表可以標明整個網絡的拓撲結構，根據網絡設備組成可以將其劃分為軟路由和硬路由，按照路由表的設置模式可以將其劃分為靜態路由和動態路由，路由器能夠將局域網與廣域網連接在一起，并且選擇一條最佳的傳輸路徑將數據幀發送出去。

部署局域網軟件時需要充分考慮以下幾個方面的內容，一是降低網絡管理的工作量，確保數據通信暢通，同時可以為網絡提供一個安全管理機制。數據通信是局域網的核心功能，目前局域網覆蓋范圍增大，因此亟需提高數據傳輸和交換能力，實現一次路由多次轉發的功能，三層交換機可以利用硬件完成數據轉發功能，滿足用戶高效率的需求，另外可以使用軟件完成網絡拓撲結構的更新工作，這樣既可以實現數據包高速轉發，也可以根據網絡拓撲結構優化網絡性能，具有較高的安全性和可靠性。局域網的安全管理機制多采用VLAN，VLAN是一個虛擬的局域網，其可以將局域網內部的終端設備按照MAC地址、IP地址、部門等劃分為一個網絡中，僅允許VLAN內的主機進行通信，防止局域網內部產生網絡風暴，保障局域網的通信安全。

目前，局域網組建過程中，為了保證組網的整體性能，交換機的部署與設計已經成為最重要的工作。局域網設計和組建時，二層交換機作為接入層設備，連接政企單位各個部門的終端，用質量較高的二層交換機作為匯聚層設備，將每棟樓各層的交換機進行匯聚，用三層交換機作核心交換機，用來對匯聚層交換機轉發過來的數據進行高速轉發。根據實際需要和布線標準，為方便管理和維護，通過局域網網控中心的24口三層交換機與光纜連接各棟樓頂的SW00N交換機。普通辦公樓機房均放置48口的二層交換機，為每個部門提供一個網絡端口接入，在一樓機房放置一臺8端口的二層交換機，將接入層交換機進行匯聚。核心辦公樓機房均放置24口的二層交換機，為每個房間提供一個網絡端口接入，并且在一樓機房放置一臺8端口的二層交換機，將該棟樓各單元機房的接入層交換機進行匯聚。網控中心部署一臺24口的交換機，供工作人員使用，連接一臺服務器（DHCP、FTP、web、計費服務器共用一臺），并放置一臺路由器連接外網，一臺防火墻作防御，同時做好相應連接。在匯聚層到各單元交換機的連接上，采用千兆雙絞線，考慮到匯聚層到接入層距離比較近，網絡通信采用雙絞線。

4 結束語

局域網是互聯網的基本組成單位，其可以將政企單位內部的計算機終端設備、服務器設備等連接在一起，組建一個數據傳輸、共享網絡，并且為內部設備訪問終端網絡提供了一個通信接口，因此具有重要的作用。

參考文獻

[1]胡繼昌.計算機局域網組建和設計中防火墻技術的運用初探[J].電子技術與軟件工程，2015（10）：211-211.

[2]司桂榮，張藝弛，宗國升，等.基于三層交換技術的虛擬局域網規劃設計[J].內蒙古師范大學學報：自然科學漢文版，2014，43（1）：101-105.

[3]曲伸.關于對校園局域網組建及優化管理的探析[J].電子技術與軟件工程，2015（16）：39-39.

[4]王輝.中小學校園無線局域網組建及安全[J].計算機光盤軟件與應用，2014（4）：282-283.