Network Fundamentals – Chapter 10 网络规划和布线 Network Fundamentals – Chapter 10

学习目标 识别建立 LAN 连接所需的基本网络介质。 识别 LAN 中的中间设备和终端设备连接的类型。 识别直通电缆和交叉电缆适用的引脚配置。 识别用于 WAN 连接的不同布线类型、标准和端口。 定义设备管理连接在使用 Cisco 设备时的作用。 为网际网络设计编址方案，以及为主机、网络设备和路由器接口分配地址范围。 比较不同网络设计的重要性有何异同。

目录索引 10.1 建立物理连接 10.2 设备互联 10.3 制定编制方案 10.4 计算子网 10.5 设备互联 10.6 章节实验 10.7 章节总结

10.1 建立物理连接

10.1.1 选择合适的LAN设备 路由器是用于连接不同网络的主要设备。路由器上的每个端口都连接到一个不同的网络，并且在网络之间路由数据包。路由器可以分隔广播域和冲突域。 路由器还用于连接使用不同技术的网络。它们可能同时拥有 LAN 和 WAN 接口。.

10.1.1 选择合适的LAN设备 要创建 LAN，需要选择适当的设备将终端设备连接到网络。最常用的两种设备是集线器和交换机。

10.1.1 选择合适的LAN设备 集线器接收信号，再重新生成信号，然后通过所有端口发送该信号，使用集线器就形成了一个逻辑总线。 尽管多台集线器可以相互连接，但它们构成的仍然是一个冲突域。 交换机接收帧，然后在相应的目的端口上重新生成帧的每个比特。此设备用于将网络分段为多个冲突域。 此设备用于将网络分段为多个冲突域。

10.1.2 设备选择因素 为特定 LAN 选择设备时，需要考虑诸多因素。这些因素包括但不限于： 成本 端口/接口的速度和类型 可扩展性 易于管理性 其它功能和服务

10.1.2 设备选择因素 尽管选择交换机时必须考虑的因素很多，但接下来的主题只探讨其中的两个：成本和接口特性。

10.1.2 设备选择因素 在 LAN 环境中，速度是始终不渝的追求。 在选择交换机时，关键是选择端口的数量和类型。

10.1.2 设备选择因素 选择路由器时，需要将路由器的特性与其用途进行比对。与选择交换机相似，同样要考虑成本以及接口的类型和速度。选择路由器还应考虑以下因素： 可扩展性 介质 操作系统的功能

10.2 设备互联

10.2.1 LAN 和 WAN – 实现互联 在规划安装 LAN 布线时，需考虑四个物理区域： 工作区域 电信机房，也称分布层设备间 主干布线，也称垂直布线 分布式布线，也称水平布线

10.2.1 LAN 和 WAN – 实现互联 物理层部署可以采用许多不同方式来支持多种介质类型： UTP（5 类、5e 类、6 类和 7 类） 光纤 无线介质 每种介质类型各有利弊。需要考虑的因素包括： 电缆长度 成本 带宽

10.2.1 LAN 和 WAN – 实现连接 布线距离是影响数据信号性能的重要因素。信号的衰减以及可能存在的干扰对它的影响都会随着电缆长度的增加而加剧。 成本 带宽

10.2.1 LAN 和 WAN – 实现连接 安装的难易 电缆安装的难易程度因电缆类型和建筑物的结构而异。 电磁干扰/射频干扰 选择 LAN 的介质类型时，必须将电磁干扰 (EMI) 和射频干扰 (RFI) 纳入考虑范围

10.2.2 建立 LAN 连接 电子工业联盟/电信工业协会 (EIA/TIA) 对 UTP 电缆连接做出了规定。 RJ-45 水晶头是压接在电缆末端的插头组件。

10.2.2 建立 LAN 连接 在连接不同类型的设备时，通常使用直通电缆。而在连接同类设备时，则使用交叉电缆。 直通电缆两端的连接器依照 T568A 标准或 T568B 标准端接同一种连接器。 以下连接应使用直通电缆： 交换机到路由器以太网端口 计算机到交换机 计算机到集线器

10.2.2 建立 LAN 连接 UTP 电缆要实现相同设备连接，一端必须按照 EIA/TIA T568A 线序端接，另一端必须按照 T568B 线序端接。 交叉电缆用于直接连接 LAN 中的下列设备： 交换机到交换机 交换机到集线器 集线器到集线器 路由器到路由器的以太网端口 计算机到计算机 计算机到路由器的以太网端口

10.2.2 建立 LAN 连接 根据图示中连接的设备判断使用的电缆类型。

10.2.3 建立 WAN 连接 网络之间的广域连接有多种形式，其中包括： 电话线 RJ11 接口，用于拨号连接或数字用户线路 (DSL) 连接。 60 针串行连接

10.2.3 建立 WAN 连接

10.2.3 建立 WAN 连接 数据通信设备 (DCE) - 为其它设备提供时钟服务的设备。此设备通常位于链路的 WAN 接入提供商端。 数据终端设备 (DTE) - 从其它设备接收时钟服务并做相应调整的设备。此设备通常位于链路的 WAN 客户端或用户端 请注意，有时候（特别是在实验中）需要本地路由器提供时钟频率，因此会使用数据通信设备 (DCE) 电缆。

10.2.3 建立 WAN 连接 在实验环境下建立两台路由器之间的 WAN 连接时，我们使用串口电缆连接两台路由器，来模拟一个点对点 WAN 链路。

10.2.3 建立 WAN 连接 本练习将在 Packet Tracer 中实践设备互连，锻练网络实验中的重要技能。

10.3 制定编制方案

10.3.1 网络中有多少台主机？ 要制定网络的编址方案，首先要确定主机总数。考虑现在和将来需要 IP 地址的每台设备。 用户计算机 管理员计算机 服务器 其它终端设备，如打印机、IP 电话和 IP 相机 需要 IP 地址的网络设备包括： 路由器 LAN 接口 路由器 WAN（串行）接口 需要 IP 地址进行管理的网络设备包括： 交换机 无线接入点

10.3.1 网络中有多少台主机？ 计算一个网络或子网中的主机数量应该使用公式 2 的 n 次幂减 2 (2^n - 2)，其中，n 是主机位可用位数。 网络地址和网络广播地址这两个地址 - 不能分配给主机，应该减去。

10.3.2 多少个网络? 计算一个网络中的子网数量还可以使用公式 2^n，其中，n 是从给定的 IP 网络地址“借用”以创建子网的位数。 子网掩码 每个物理网段的唯一子网和子网掩码 每个子网的可用主机地址范围 将网络划分为子网的原因有很多，其中包括： 控制广播流量 网络要求不同 安全

10.3.2 多少个网络? 本实验将确定给定拓扑结构的网络数量并设计相应的编址方案。将子网分配给网络后，您将研究可用地址空间的用途。

10.3.3 设计网际网络的地址标准 下列不同设备类型中的每种类型应该分配到网络地址范围内的一个逻辑地址块中。 主机的不同类别包括： 一般用户 特殊用户 网络资源 路由器 LAN 接口 路由器 WAN 链路 管理访问

10.4 计算子网

10.4.1 计算地址：例1 如图所示即为本例的网络拓扑。我们从网络管理员分配的指定 IP 地址和前缀（子网掩码）着手，开始创建网络文档。

10.4.1 计算地址：例1 使用非 VLSM 方法分配地址时，分配给所有子网的地址数量相同。

10.4.1 计算地址：例1 使用 VLSM 分配方法可以按照需要为每个网络分配更小的地址块。

10.4.2 计算地址： 例2 图中所示为 5 个不同子网，每个子网的主机要求各不相同。给定的 IP 地址是 192.168.1.0/24。

10.5 设备互联

10.5.1 设备接口 了解 Cisco 设备、路由器和交换机有多种关联接口非常重要。 LAN 接口 - 以太网接口 WAN 接口 - 串行接口 控制台接口 辅助 (AUX) 接口

10.5.2 建立设备管理连接 通常，网络设备没有自己的显示器、键盘或者轨迹球和鼠标之类输入设备。访问网络设备进行配置、验证或故障排除，需要通过设备与计算机之间的连接完成。为了实现此连接，计算机要运行一种程序，称为终端仿真程序。

10.6 章节实验

10.6.1 实验 – 创建小型实验拓扑 在本实验中，将要求您连接网络设备并配置主机计算机实现基本的网络连通性，然后验证该连通性，从而建立一个小型网络。

10.6.1 实验 – 创建小型实验拓扑 在本实验中，您将建立一个小型网络，需要连接网络设备并配置主机的基本网络连接。SubnetA 和 SubnetB 是当前需要的子网。SubnetC 和 SubnetD 是预计子网，尚未连接到网络。

10.6.2 实验 – 使用 HyperTermimal 建立控制台会话 Cisco 路由器和交换机都配置为使用 Internetworking Operation System (IOS) 设备。通过可在 Windows 计算机上的模拟终端来访问 IOS 的命令行界面 (CLI)。 本实验介绍两种基于 Windows 的终端仿真程序，即 HyperTerminal 和 TeraTerm。使用这两种程序，可以将计算机的串行 (COM) 端口连接到运行 IOS 的 Cisco 设备的控制台端口。

10.6.2 实验 – 使用 HyperTermimal 建立控制台会话 完成本练习之后，您将能够使用控制台电缆来连接路由器与计算机。您还会配置 HyperTerminal，以便与 Cisco IOS 路由器和交换机建立控制台会话。

10.6.3 实验 – 使用 Minicom 建立控制台会话 本练习介绍基于 Linux 的终端仿真程序 Minicom，使用它可以将计算机的串行端口连接到运行 IOS 的 Cisco 设备的控制台端口。

10.7 本章总结

总结和回顾 本章论述的规划和设计流程有助于成功安装运营网络。 我们必须考虑各种 LAN 和 WAN 介质类型及其相关联的电缆和连接器，才能做出最恰当的设备互连决定。 我们既要确定网络目前需要的主机和子网数量，同时又要规划未来的发展，这样才能确保以成本和性能的最佳组合提供数据通信。 同样，要确保网络运行良好并做好按照需要伸缩的准备，合理规划和统一实施的编址方案是一项重要因素。此类编址方案还能简化配置和故障排除。 对路由器和交换机的终端访问是在这些设备上配置地址和网络功能的一种方式。