第10章 網路規劃與佈線

學習目標 在學習本章之後，讀者將可以回答下列的問題： 建立LAN連線時，需要哪些基本媒體？ 在一個區域網路中，該使用什麼類型的連線，來連接中繼設備與終端設備？ 平行纜線和交叉纜線的腳位組態為何？ 在WAN的連線中，該採用什麼不同的纜線類型、標準和連接埠？

學習目標（續） 在使用Cisco設備時，設備連線管理的角色為何？ 如何為一個互連的網路設計一套位址策略，並且如何為主機、網路設備和路由器的介面指派位址的範圍？ 為何網路設計會如此重要？

LAN：建立實體連線 選擇適當的區域網路設備 設備選擇的因素

選擇適當的區域網路設備 每個LAN都會有一個路由器擔任閘道器的角色 區域網路是利用一個或多個集線器或交換器，將許多的終端設備連接至LAN

選擇適當的區域網路設備（續） 互連網路的設備 路由器是網路上的主要設備，它的每個連接埠可以連接不同的網路，並且在網路之間執行封包轉傳的動作 劃分廣播網域和碰撞網域的能力 銜接一些不同技術的網路 「無遮蔽雙絞線」（UTP）

選擇適當的區域網路設備（續） 圖10-1　具有一部路由器的互連網路

選擇適當的區域網路設備（續） 網路內部設備（Intranetwork Devices） 當一部集線器接收到一個訊號時，會重新產生此訊號，並透過所有的連接埠傳送出去 當一個交換器接收一個資料框時，會將該資料框從適當的目的連接埠上傳送出去

設備選擇的因素 成本 連接埠／介面的類型和速度 可延展性 可管理性 其他的功能和服務

設備選擇的因素（續） 圖10-2　網路內部連線

設備選擇的因素（續） 選擇交換器 交換器的成本是由其容量和功能來決定 另一個成本考量是，應該投資多少經費於備援設備 當選擇一個交換器時，必須依循下列的準則： 充足的連接埠 混合的UTP速度 UTP和光纖的連接埠

設備選擇的因素（續） 圖10-3　決定LAN交換器的備援

設備選擇的因素（續） 圖10-4　決定LAN交換器的因素：連接埠的速度、類型和可延展性

設備選擇的因素（續） 選擇路由器 考量因素： 可延展性、媒體、作業系統的功能 路由器可以支援特定的功能和服務： 安全性 服務品質（QoS） IP語音（VoIP） 針對許多的第3層通訊協定進行路由 「網路位址轉譯」（NAT）和DHCP等特殊服務

設備選擇的因素（續） 圖10-5　Cisco路由器

設備的互連 LAN和WAN：取得連線 建立LAN連線 建立WAN連線

LAN和WAN：取得連線 工作區 電信室，也就是配線設施 水平纜線，也就是配線纜線 骨幹纜線，也就是垂直纜線

LAN和WAN：取得連線（續） 圖10-6　LAN佈線區域

LAN和WAN：取得連線（續） 工作區域 指使用者在使用終端設備的地點 連接設備到牆上插座的UTP配接線（patch cord），會有10公尺的最長限制 平行纜線（straight-through cable）是工作區中最常見的配接纜線（patch cable） 當一個集線器或交換器位於工作區時，通常必須用交叉纜線（crossover cable）

LAN和WAN：取得連線（續） 電信室 是將一些線路匯集至中繼設備的地點。電信室的中繼設備，包括了集線器、交換器、路由器及「資料服務單元」（DSU） 配接線（patch cord）可以居中銜接「配接面板」（patch panels）與中繼設備 長度為最多5公尺

LAN和WAN：取得連線（續） 水平纜線 連接工作區域至電信室的纜線 長度不可以超過90公尺 永久鏈結（permanent link） 連接至設備是用配接纜線（patch cables）

LAN和WAN：取得連線（續） 骨幹纜線 連接設備室至電信室的纜線 這些纜線會銜接至建築物之外的WAN連線，或是「網際網路服務提供者」（ISP）

LAN和WAN：取得連線（續） 媒體的類型 UTP（類別5、5e、6和7） 光纖 無線

LAN和WAN：取得連線（續） 圖10-7　媒體類型

LAN和WAN：取得連線（續） 每個媒體類型各有其優缺點，試考量下列因素： 纜線長度 成本 頻寬 安裝容易 易遭受電磁干擾／無線電頻率干擾（EMI/RFI）

LAN和WAN：取得連線（續） 纜線長度 針對UTP的安裝 纜線總長度的限制是100公尺

LAN和WAN：取得連線（續） 成本 區域網路佈線的相關成本，會隨著媒體類型的不同而不一樣

LAN和WAN：取得連線（續） 頻寬 一部伺服器通常會需要較大的頻寬 光纖媒體的技術可以提供最大的可用頻寬

LAN和WAN：取得連線（續） 表10-1　媒體標準、纜線長度與頻寬

LAN和WAN：取得連線（續） 安裝簡易性 纜線安裝的難易程度，是隨著纜線的類型和建築物的結構而有所不同 建築物內的纜線，一般都應該安裝在「管槽」 UTP纜線是相當的輕盈且具彈性，而且直徑非常的小，因此適合小型的空間 許多光纖纜線中具有細小的玻璃纖維，因此對於纜線的彎曲半徑會造成一些問題 無線網路也會需要佈線，以將一些設備（如存取點，access points）連接到有線的區域網路

LAN和WAN：取得連線（續） 電磁干擾（EMI）與無線電頻率干擾（RFI） 電器設備、照明設備及其他的通訊設備，都可能會產生一些干擾

建立LAN連線 UTP的連線都應該依循EIA/TIA所訂的標準

圖10-9　RJ-45之T568A和T568B終端的連接頭

建立LAN連線（續） 介面的類型 UTP介面：MDI或MDIX 網路上的中繼連線設備（集線器或交換器）通常是使用MDIX介面，此MDIX纜線會在內部交換兩對線（傳輸線和接收線） 平行纜線（straight-through cable） 當連接二種不同類型的設備（一個MDI和一個MDIX）時，可以使用平行纜線

建立LAN連線（續） 平行UTP纜線 在平行纜線（straight-through cable）上每一端的連接頭都是一樣 平行纜線是用於下列的連線狀況： 交換器至路由器 電腦至交換器 電腦至集線器

圖10-10　平行纜線

建立LAN連線（續） 交叉UTP纜線 如果以一條纜線直接連接兩部設備時，一部設備的傳輸腳位必須連接到另一部設備的接收腳位 「交叉纜線」（Crossover Cables）

圖10-11　交叉纜線

建立LAN連線（續） 交叉纜線可以在LAN上直接連接下列的設備： 交換器至交換器 交換器至集線器 集線器至集線器 路由器與路由器 電腦至電腦 電腦與路由器

圖10-12　在網路上平行纜線和交叉纜線的使用方式

建立WAN連線 廣域連線的方式： 電話線的RJ-11連接頭，可以進行撥接或DSL的連線 60腳位的序列連線

建立WAN連線（續） V.35的標準連接到實體層設備 第一種纜線類型是在Cisco端有一個公型DB-60連接頭，而在網路端有一個公型的Winchester連接頭 第二種類型是較為精簡的纜線，在Cisco設備端是具有智慧的序列連接頭（Smart Serial Connector）

建立WAN連線（續） 圖10-13　WAN的連線類型

建立WAN連線（續） 圖10-14　WAN連線的類型：序列

建立WAN連線（續） 資料通訊設備與資料終端設備 DCE（Data Communications Equipment，資料通訊設備）：一種可以提供時脈（clock）服務給予其他設備的設備。在WAN的提供者端。 DTE（Data Terminal Equipment，資料終端機設備）：一種可以接收其他設備之時脈服務，並從而進行調整的設備。位於WAN客戶或使用者端。

建立WAN連線（續） 圖10-16　DCE與DTE之間的WAN序列連線

建立WAN連線（續） 在實驗室中設定WAN連線 在預設上，路由器是DTE設備，但是也可以將他們設定為DCE設備，以便提供時脈

建立WAN連線（續） 圖10-17　序列DCE和DTE的Rx和Tx交叉

發展一個定址策略 網路上有多少的主機？ 多少個網路？ 設計互連網路的位址

網路上有多少的主機？ 一個網路或子網路的主機數量是以下列公式來計算： 2n–2 n是主機位址的位元數

多少個網路？ 管理廣播的交通量 不同的網路需求 安全性

多少個網路？（續） 計算子網路 每一個子網路是一個實體網段，因此需要一個路由器介面做為該子網路的閘道器

多少個網路？（續） 圖10-18　五個子網路

多少個網路？（續） 子網路遮罩 針對每個實體區段，計算一個子網路和子網路遮罩 針對每個子網路，計算一段可用的主機位址

設計互連網路的位址 一般使用者 特殊使用者 網路資源 路由器LAN介面 路由器WAN連結 管理存取

計算子網路 計算位址：案例1 計算位址：案例2

計算位址：案例1 172.16.0.0和255.255.252.0 圖10-19　網路拓樸

計算位址：案例1（續） 非VLSM之位址的計算和配置 學生區域網路是最大的網路，需要481個位址 29 = 512 512 – 2 = 510個可用的主機位址 此值大於481位址，並且容許少量的成長空間

計算位址：案例1（續） 圖10-20　非VLSM的位址

計算位址：案例1（續） 管理員網路總共需要66個位址 172.16.2.1到172.16.3.254 172.16.3.255為其廣播位址 172.16.4.0 /23的區塊指派給教師LAN時，172.16.4.1到172.16.5.254的位址，並且使用172.16.5.255為其廣播位址 WAN是位於兩個路由器之間一條點對點的連線 兩個IPv4位址，以供連線上的二個路由器

計算位址：案例1（續） 表10-2　非VLSM位址範圍的配置

計算位址：案例1（續） VLSM的位址計算與配置 圖10-21　VLSM的位址

計算位址：案例1（續） 表10-3　VLSM位址範圍的子網路

計算位址：案例2 圖10-22　依據主機需求來計算位址

計算位址：案例2（續） 主機的需求： 網路A：14部主機 網路B：28部主機 網路C：2部主機 網路D：7部主機 網路E：28部主機

計算位址：案例2（續） 首先為網路B和E配置位址： 網路B使用子網路0：192.168.1.0 /27，主機位址範圍從1到30

計算位址：案例2（續） 產生下列的主機範圍： 網路A使用子網路0：192.168.1.64 /28、主機位址範圍從65到78 網路D使用子網路1：192.168.1.80 /28、主機位址範圍從81來94

設備的互連 設備介面 進行設備管理的連線

設備介面 高速乙太網路介面 序列介面 主控台介面 輔助介面

設備介面（續） 圖10-23　範例設備的介面

設備介面（續） 乙太網路介面：乙太網路介面可以透過纜線，連接到區域網路上的設備，如電腦及交換器 序列介面：序列WAN介面可以將WAN的設備連接到CSU/DSU 主控台介面：主控台介面是在Cisco路由器或交換器上，進行初始化設定的主要介面 輔助介面：輔助（AUX）介面是用於路由器的遠端管理

進行設備管理的連線 圖10-24　設備管理連線

進行設備管理的連線（續） PC需要一條RJ-45至DB-9或RJ-45至DB-25轉接器 COM連接埠是設定在9600 bps、8資料位元、沒有同位元檢查、1個停止位元和沒有流量控制 這個連線提供一種頻帶外部（Out-of-Band）的主控台存取方式 一個AUX的交換器連接埠也可以擔任一部連接數據機的主控台

進行設備管理的連線（續） 使用終端機模擬程式來連線至路由器或交換器 步驟1.使用主控台纜線，將一部電腦連接到主控台連接埠 步驟2.將終端機模擬器設定成正確的組態 步驟3.使用終端機模擬器軟體，登入到路由器

摘要 規劃和設計的程序 LAN和WAN媒體類型及其相關的纜線和連接頭 主機和子網路的數目 終端機存取