校园网组网方案设计

10 Base2以太网规范定义了构建以细同轴电缆为通信介质，网络通信速率为10 Mb/s，网络拓扑结构为总线型的局域网的技术指标；10 Base T 以太网规范定义了构建以双绞线为通信介质，网络通信速率为10Mb/s ，网络拓扑结构为星型的局域网指标。
一般来说，每种局域网规范都规定了如下几项指标：
· 网络通信速率，例如，10Mb/s、100 Mb/s及1000 Mb/s 等。
· 局域网的结构，例如，采用总线型或星型。
· 所使用的通信介质，例如，同轴电缆、双绞线或光纤。其中，每种介质中又包含了多个子类，例如，双绞线就包括了3类、4类、5类及超5类双绞线等。
· 所使用的网卡类型，其中包括数据传输速率与接口类型。例如，要构建10 Base T 星型以太网，网卡的数据传输速率必须为10Mb/s，且必须带有RJ-45接口。
· 网络中所能支持的最大用户数量。例如，构建廉价的细同轴电缆总线型网络时，每个网段中的用户数不能超过30。
· 距离要求。由于随着距离的增加，信号会逐渐衰减，因此，各种局域网规范都对各种距离（如通信设备与计算机之间，各种通信设备之间等）有明确的要求。例如，在构建以集线器为核心的双绞线星型网络时，集线器与计算机之间的距离通常不超过 100m。
1.3.4 什么是局域网中的半双工和全双工
所谓半双工与全双工，是指通信双方信息交换的方式。其中半双工是指在同一时间通信双方只能有一方发送或接收信息，另一方只能处于等待状态。局域网中最早使用的就是这种方式。就目前来说，由于共享式局域网中的计算机都共享一条通信通道，在技术上无法实现同一时刻数据的双向通行，因此，常规的共享式网络只能工作在半双工模式。
所谓全双工是指在同一时间内，通信双方都可以同时发送与接收信息。从理论上讲，全双工通信方式的数据传输速率要比半双工通信方式提高一倍。就目前来说，很多交换机和网卡都采用了全双工模式，从而使网络速率得到大幅度提高。
1.3.5 局域网的结构类型
局域网的结构决定了局域网的管理方式，当我们创建一个局域网时，通常应遵循如下步骤来进行：
⑴ 明确自己的需求，即希望局域网具备哪些功能。
⑵ 在综合考虑局域网功能、现有软硬件的特点与价格、网络的可管理性与可扩充性等因素的基础上决定局域网的结构。
⑶ 根据选定的局域网结构决定局域网的拓扑结构，以及应选择的相关设备和软件。
⑷ 对局域网进行配置和维护。
由此可以看出，决定局域网的结构是构建局域网时非常重要的一环。
1.4 组网中常见技术
1.4.1 双核心技术
通过双机热备VRRP和 802.1S技术实现双核心热备，不但可以让设备进行冗余备份，而且还可以使中心数据通信负载均衡，从而让中心设备减轻负荷，保证核心层的稳定性和可靠性.
在VRRP协议中，有两组重要的概念：VRRP路由器和虚拟路由器，主控路由器和备份路由器。VRRP路由器是指运行VRRP的路由器，是物理实体，虚拟路由器是指VRRP协议创建的，是逻辑概念。一组VRRP路由器协同工作，共同构成一台虚拟路由器。该虚拟路由器对外表现为一个具有唯一固定IP地址和MAC地址的逻辑路由器。处于同一个VRRP组中的路由器具有两种互斥的角色：主控路由器和备份路由器，一个VRRP组中有且只有一台处于主控角色的路由器，可以有一个或者多个处于备份角色的路由器。VRRP协议使用选择策略从路由器组中选出一台作为主控，负责ARP相应和转发IP数据包，组中的其它路由器作为备份的角色处于待命状态。当由于某种原因主控路由器发生故障时，备份路由器能在几秒钟的时延后升级为主路由器。由于此切换非常迅速而且不用改变IP地址和MAC地址，故对终端使用者系统是透明的。
两台核心中央交换机本身通过OSPF路由协议对汇聚点的连接提供路由冗余和流量负载均衡。OSPF路由协议是一种典型的链路状态（Link-state）的路由协议，一般用于同一个路由域内。OSPF协议支持到同一目的地的多条等价路由，我们可以利用该特性实现路由冗余和流量的负载均衡。
双核心技术目的是防止一个点的失败导致整个网络功能的丢失。虽然冗余设计可能消除的单点失败问题，但也导致了交换回路的产生，它会带来如下问题：A.广播风暴B.同一帧的多份拷贝C.不稳定的MAC地址表。因此，在交换网络中必须有一个机制来阻止回路，而生成树协议（Spanning Tree Protocol）的作用正是在于此。
1.4.2 生成树协议
生成树协议的国际标准是IEEE802.1d。运行生成树算法的网桥/交换机在规定的间隔内通过网桥协议数据单元（BPDU）的组播帧与其他交换机交换配置信息，其工作的过程如下：　　1. 通过比较网桥/交换机优先级选取根网桥/交换机（给定广播域内只有一个根网桥/交换机）；　　2. 其余的非根网桥/交换机只有一个通向根网桥/交换机的端口，称为根端口；　　3. 每个网段只有一个转发端口；　　4. 根网桥/交换机所有的连接端口均为转发端口。
当网络的拓扑结构发生改变时，生成树协议重新计算，以生成新的生成树结构。在此期间，交换机不转发任何数据帧。当交换机的所有端口状态切换为转发或阻塞状态时，表明重计算完毕。这一状态称为会聚（Convergence）。
1.4.3 链路聚合技术
链路聚合技术亦称主干技术或捆绑技术，其实质是将两台设备间的数条物理链路“组合”成逻辑上的一条数据通路，称为一条聚合链路，该链路在逻辑上是一个整体，内部的组成和传输数据的细节对上层服务是透明的。
聚合内部的物理链路共同完成数据收发任务并相互备份。只要还存在能正常工作的成员，整个传输链路就不会失效。
链路聚合的优点
从上面可以看出，链路聚合具有如下一些显著的优点：
1 提高链路可用性
链路聚合中，成员互相动态备份。当某一链路中断时，其它成员能够迅速接替其工作。与生成树协议不同，链路聚合启用备份的过程对聚合之外是不可见的，而且启用备份过程只在聚合链路内，与其它链路无关，切换可在数毫秒内完成。
2 增加链路容量
聚合技术的另一个明显的优点是为用户提供一种经济的提高链路传输率的方法。通过捆绑多条物理链路，用户不必升级现有设备就能获得更大带宽的数据链路，其容量等于各物理链路容量之和。聚合模块按照一定算法将业务流量分配给不同的成员，实现链路级的负载分担功能。

校园网概述
2.1 项目背景及现状
网络中心位于科技楼4楼，二级节点分别位于大学生活动中心、学生楼4栋、理工大学，三级节点为行政楼、生化楼、机电楼、成教楼、职教学院，网络中心与二级节点带宽为1G，理工大学与行政楼带宽为1G，理工大学与机电楼、生化楼带宽为全双工400M（200M全双工）。网络中心配置了一台Cisco Catalyst 4006-L3交换机作为中心交换机。在理工大学、学生宿舍4栋、大学生活动中心各配置了一台汇接层交换机主要采用了Cisco Catalyst 3524XL。接入层交换机采

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