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网络方案设计 逻辑网络方案设计 物理网络方案设计 组网工程的招标与投标 某校园网需求分析 结构化布线系统方案与施工 网络平台的实现

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1 网络方案设计 逻辑网络方案设计 物理网络方案设计 组网工程的招标与投标 某校园网需求分析 结构化布线系统方案与施工 网络平台的实现
网络调试运行和验收 小结 习题与思考

2 逻辑网络方案设计 网络拓扑结构设计   在网络拓扑结构图中,通常采用边表示一个网络、子网或传输线路,而用点表示连接节点即路由器、交换机、计算机终端等设备。这种图只能说明网络的几何结构,而不能表明子网或互联设备的地理位置。为了满足用户网络的扩展性和适应性目标,在选择具体产品和技术之间构造一个逻辑拓扑结构是非常重要的。在网络逻辑拓扑结构的设计阶段,首先应该明确用户网络和互联节点,明确网络的规模大小和物理范围,以及选用的网络互联类型,对于具体的设备类型可以先不必确定,但是设备的功能应该定型。

3   网络拓扑结构设计应该考虑的因素有:① 经济性;② 灵活性和扩展性;③ 可靠性;④ 易于管理和维护。
  网络拓扑结构与用户网络规模有关,由此可将其分为平面拓扑结构、层次型网络拓扑结构、网状拓扑结构以及企业网拓扑结构和园区网拓扑结构。

4   1.平面拓扑结构设计   对于小型网络,平面网络拓扑结构就可以满足要求。所谓平面网络就是没有层次化的结构网络,互连的设备实质上具有相同的工作,网络不进行分层,不进行模块划分。因而平面拓扑结构易于设计和实现,并且便于网络管理和网络维护。

5   1) 广域网平面拓扑结构   小型企业网可能是几个局域网互联的网络,每个局域网与其他局域网连接通过一个广域网路由器实现,因而形成了点到点的链路,如图3.1所示。在路由器的数量不多的情况下实现简单的平面设计,可以解决路由选择问题。当某一条链路出现故障的时候,可以恢复与其他节点的链路通信。但是当用户局域网的数量越来越大时,这种简单的广域网平面设计将增加时延和差错率,所以这种情况下应该改为其他拓扑结构。

6 图3.1 平面拓扑结构

7   2) 局域网平面拓扑结构设计   小型局域网采用的拓扑结构图主要就是平面拓扑结构,也就是将网络的用户终端(如计算机)、服务器连接到一个或多个集线器、交换机上,网络构架主要是以太网,并采用CSMA/CD作为访问控制。集线器是一种共享式设备,而交换机是一种交换式设备,在用户连接数量多的情况下,利用交换设备不会造成网络拥塞。

8   2.层次型网络拓扑结构设计   在一个网络系统规模庞大的情况下,往往将系统中的设备按照承担的功能进行划分,形成多层结构,进行分担处理,这就是常见的分层方法,是一种层次型网络拓扑结构。 使用层次型拓扑结构具有以下优点:   (1) 减轻了网络中一些主设备CPU的负载。例如,在一个大平面或交换式网络中,广播分组负载是很重的。每个广播分组都将占用广播域上的每台设备中的CPU资源,还有就是处理广播域中的大量路由消息,都会造成非层次网络设备的CPU资源的高开销。

9   (2) 降低了网络成本。层次化结构中的网络设备根据承担的功能进行选择,可降低不必要的功能花费。同时,层次化模型的模块化特征允许在层次结构的每层内进行精确的容量规划,从而减少了不必要的带宽。其次,层次化的模型结构也便于网络管理。   (3) 简化了每个设计元素,易于理解。   (3) 容易变更层次结构。每当网络中某部分进行升级时都不会影响其他部分,从而使网络升级和扩展更加方便,减少了因升级带来的一些不必要的资金开销。   (5) 层次化网络中的各个设备都可以按照所处节点功能充分发挥自己的特性。  

10   最为常见的层次型网络拓扑结构就是三层模型即分为核心层、分布层和访问层(或接入层),如图3.2所示。

11   总体来看,图3.2所示分层模型中的每一层都有特定的作用。核心层提供多个网络之间的优化传输路径;分布层将网络服务连接到访问层,并且实现安全、流量负载和选路策略;而访问层就是直接面对网络终端用户的接入。在广域网设计中,访问层由园区网络边界上的路由器组成;在园区网络或企业网络设计中,访问层为终端用户访问提供接入设备,如交换机或集线器。

12   下面讨论分层设计中每一层的功能和任务。   1) 核心层   核心层是互联网络的高速主干网,用以连接服务器群、建筑群到网络中心,或在一个大型建筑物内连接多个交换机管理间到网络中心设备间,这样核心层便成为网络间数据包交换的至关重要的一层。为了保证核心层具有高可靠性,并且具有快速适应能力,不会因为某条路径故障导致网络瘫痪,必须采用冗余组件设计核心层,如采用最新的链路聚合技术(快速以太网的FEC、千兆以太网的GEC等)来解决冗余连接链路的负载。

13   在核心层的设备主要为路由器、三层交换机等,在配置这些设备的时候,应该考虑优化分组吞吐量的路由特性,应避免使用分组过滤或其他可能会降低处理器效率的功能。为了降低网络时延和获得良好的可管理性,应当精心设计核心层,使核心层设备之间既相互独立又相互关联。对于需要通过外部网或经过Internet连接的其他企业网络来说,核心层拓扑结构应当有多条连接到外部网络的通道。

14   在需求分析中,需求调研获取了用户网络的许多物理信息,如地理距离、信息流量、数据负载等。由于核心层处于主干网络,而主干网技术的选择要根据需求分析中的数据来定,主干网络一般用来连接建筑群和服务器群,因而核心层可能承担网络上30%~60%的信息流。因此,在实现主干网的时候,传输介质应选用光缆,采用的主要技术为千兆以太网、ATM等。从易用性、先进性和扩展性的角度考虑,采用千兆以太网技术最为常见,而ATM技术在实现和工程设计上难度较大,在部分局域网中可以实现。

15   2) 分布层   网络的分布层是网络的核心层和访问层之间的分界点,因而起着许多重要的作用,主要体现在:实现如今应用广泛的虚拟局域网(VLAN)之间的路由;用于描述广播冲突域;用于安全访问控制。分布层允许核心层连接多个地点,同时保持较高的性能。为了保持核心层的高性能,分布层可以在耗用带宽的访问层选路协议和优化的核心层选路协议之间重新发布通告的广播信息,比如路由信息协议(RIP)。   为了节约网络IP地址,可以在访问层采用私有地址,通过分布层进行NAT转换形成Internet中合法的IP地址。

16   3) 接入层   接入层为用户提供了在局部网内的相互访问和外部接入。在大规模网络系统中,接入层可以包括路由器、交换机、网桥和集线器网络设备。一般采用100Base-T(X)快速交换式以太网,采用10/100 Mb/s自适应传输速率到用户桌面,传输介质一般为5类或超5类双绞线。接入层的交换机产品比较多,比如Cisco Catalyst2900系列、1900系列或华为公司的产品。如果要支持虚拟局域网的划分,则还需要交换机至少有100 Mb/s传输率的主干端口,支持VLAN的链路聚合技术。

17   由于在接入层会出现一些零散的远程用户接入,因而常利用PSTN技术远程拨号访问企业网或园区网资源,这是一种网络方案中简单而又经济的技术。还可以通过移动无线网络技术接入。

18   3.网状拓扑结构设计   为满足较高的可用性要求,可采用网状拓扑结构。在一个完全网状拓扑结构中,每个路由器或交换机都与其他路由器或交换机相连。这种结构提供了完全冗余和良好的性能,但是这种连接由于高性能带来了高成本。因此产生了一种不完全网状拓扑结构,以便在成本和高性能之间找到一个平衡点,如图3.3所示。

19 图3.3 网状拓扑结构

20   网状拓扑结构也有许多缺点:在使用和维护方面费用昂贵;在性能优化、排错和升级方面困难;在扩展性方面受到限制,主要是因为随着互联设备的增加,用户处理广播分组和路由消息的CPU资源消耗也相应增加了。
  因而网络设计的一个重要原则就是,应该保证每条链路上的广播通信量不超过总通信量的20%,这样就可以采用上面提到的分层设计,不管是广域网还是局域网均可以通过分层设计解决这种网状型的冗余带来的弊端。

21   3.网络结构冗余设计   以上所叙述的网状和分层设计中,为了实现网络的高性能,都要采用冗余技术。冗余网络设计的基本思想是,通过重复设置网络链路和互连设备来满足网络的可用性需求。冗余技术是解决网络可靠性问题的最好方法,比如,不会因为某一条线路故障导致网络不通信,可以通过其他线路通信,这就需要在网络设备中配置。当然,冗余不仅仅是对核心路由器进行设计、对分布层路由器或交换机进行设计,还可以应用于电源,这样可以保证不会因某一个电源故障导致系统设备不能正常工作。

22   由于冗余设计会带来成本费用增加,因而要根据用户的需求考虑,应该选择冗余级别和拓扑结构。一般采取的措施如下:
  (1) 备用设备。由于网络中的核心交换机、路由器在企业网中起着关键性的作用,因此一旦设备出现故障将导致网络瘫痪。此时,可以采用设备冗余设计,这种设计由设备商家提供,即制作具有双背板、双电源、双引擎的设备,形同两台独立的设备。   (2) 备用线路。当网络的某条线路出现故障时,为了保持互连性、不断网的情况,备用线路的冗余设计是必需的。这种备用线路是主线路上的设备和链路的重复设置,如图3.3所示。

23 图3.3 采用ISDN作为备用路径

24 冗余线路设计应该考虑如下问题: u   备用线路支持的容量能否满足应用的最小要求? u   主线路发生故障的时候,是否容许网络通信中断? u   启用备用线路需要多长时间? u   备用线路需要支付的费用为多少?   从图3.3中可以看到备用线路的容量通常比主路径要小,采用的技术比较简单。线路的中断与否要看用户网络线路是否重要,比如电信计费网络和银行主干网络就不能中断,因而采用自动切换技术启用备用线路尤为重要。

25 网络IP地址规划   在网络方案设计中,应该确定用户网络IP的地址范围和IP地址的授权方式,是采用内部私有地址,还是申请公有地址。目前我们仍然广泛采用IPv3版本的地址,对IP地址的管理和规划对于企业网络或园区网络是至关重要的。当采用申请的公有地址的时候,我们应该对地址进行精心计划,不能只为满足当前需求而将IP地址随意分配,可能在某个时候IP地址就会用完,从而需要重新申请,这将是一项多余的开销。对于网络IP地址,如果合理使用,便可以满足近期目标和远期目标;如果没有合理使用,就会出现在网络运行一段时间后需要重新规划IP地址的情况,这样会增加管理的难度,造成费用的浪费,也会给用户带来生产中断。

26 经过总结,对IP地址的规划使用应该从以下几方面进行考虑。
  通过需求调研、实地考察和用户需求分析可以确定IP地址的获取方式。IP地址的获取方式主要有三种:一是上级部门分配了一段地址,这部分地址对用户是远远不够用的,因而建设网络的时候,还需考虑网络中的多数用户终端、设备所需要的IP地址,可以选用A、B、C三类中合适的私有地址;二是上级部门分配了足够的IP地址,能够满足近期目标IP地址分配,但是不保证远期目标是否有可用的IP地址;三是向网络服务提供商申请的一些IP地址,主要用作企业网或园区网络与外部网络通信连接,因此需要在企业网络或园区网络中确定采用私有网络地址作为内部网络地址,内部网络访问外部网络采用代理或NAT/PAT技术复用全局地址(即申请的公有地址)。

27   2.IP地址的分配与VLAN地址的结合规划
  IP地址分配是一个比较重要的步骤,分配不合理就会出现网络管理困难、混乱。在现今的企业网络或园区网中,对VLAN技术的要求也更加重要,通过对VLAN的划分使管理更方便,同时也提高了网络安全性。

28   一般而言,网络终端用户接入网络,所连接的设备主要以交换机为主,同一设备上的用户往往看成是同一网段的用户,这个时候对IP地址分配就可以按照常规网络拓扑结构来实现。当要实现虚拟局域网(VLAN)技术的时候,就要为VLAN的IP子网网段进行固定,同一个VLAN对应的终端用户应该是同一类用户,这些用户可出现在网络中的不同位置,可以根据物理设计和逻辑设计中的终端用户所连接的交换机来确定。这样同一交换机每端口到用户桌面的IP子网就不会出现在同一子网网段,从而就从逻辑上隔离了用户,需要通过路由器来完成子网间的数据包转发。对于VLAN,可以基于端口静态实现,也可以动态实现。

29   3.VLAN之间路由的实现   在完成了VLAN和子网规划后,VLAN在物理上可以是同一设备相连接,但是在逻辑上是隔离的,这就需要设计VLAN之间的路由。VLAN之间的路由可以由三层交换机自己完成,如果对应的是第二层交换机,并且支持VLAN功能,就需要路由器,可以是单臂路由器。相关内容请参阅第1章中对VLAN的叙述。  

30   3.选路协议   路由协议的选择没有固定的标准,关键与网络系统的特点有关。   进行路由协议选择时,首先,应考虑设备是否支持某种协议。例如,在Cisco路由器与其他路由器产品或三层交换机互连的时候,就不能考虑Cisco独有的IGRP和EIGRP协议,而应考虑使用公用标准协议RIP和OSPF路由协议。其次,还应根据网络系统的规模选用合适的路由协议。例如,对于RIP协议,因其简单、实现与管理方便,可应用于小规模系统。

31 逻辑网络规划的简单实例   假定某市某中学需要进行网络系统建设,根据用户需求分析确定对实验大楼、教学楼、行政楼、印刷厂、学生公寓楼和教师家属区实现网络共享。为了对网络地址规划设计作讲解,特列出表3.1,以表示用户对象归类,其他规划设计就不具体说明了。图3.5表示该校园网络的大体分层的拓扑结构图。

32 表 网络地址规划分类表

33 图3.5 分层拓扑结构图

34   学校为了节约IP地址成本开销,决定利用5个C类私有地址作为校园网用户的IP地址,用户采用代理或NAT方式访问Internet网络。下面主要就5个C类地址 ~ 来讲解地址规划。由于需要对处于不同地理位置的办公室规划为一个工作组局域网,因而需要实现虚拟局域网(VLAN)的划分。   子网1:学生公寓, /23,可用地址为253个,网关为 。   子网2和3:家属区, /23和 /23,可用地址为508个,网关分别为 和 。   子网3:办公室,虚拟局域网VLAN13, /23,可用地址为253个,网关为 。

35   子网5:教学、实验室、印刷厂、其它属于虚拟局域网VLAN13,192.168.13.0/23,可用地址为253个,网关为192.168.13.1。
  由于实现了虚拟局域网,因而需要对接入交换机、核心交换机设定虚拟局域网功能。在网络系统中均采用了Cisco设备,因而实现虚拟局域网的协议采用专有协议Cisco ISL。将接入层交换机设定为同一个学校域中的client,而其中一台核心交换机设定为server,允许将VLAN广播到client交换机,使得client交换机可以基于简单的静态VLAN划分即可实现VLAN功能。

36 物理网络方案设计 网络技术及设备   目前的组网技术很多,ATM、千兆以太网、快速以太网、无线、xDSL等均可适合不同规模的、不同用户的网络。根据用户需求、网络服务范围和网络应用功能确定组建局域网技术和组建广域网技术。在组网工程中常采用不同带宽以太网技术组建局域网,组建局域网所需拓扑结构常常以星型结构为主。如果网络规模较大,由于星型结构易于扩展,就在星型结构的基础上扩展成多星型和树型结构的不同带宽以太网。采用不同带宽以太网技术组建局域网需要考虑以下因素:

37   u    所需要的传输介质。   u    网络设备处于什么物理位置和逻辑位置。   u    网络传输性能要求。   u    网络设备节点之间和设备与用户节点之间的传输线缆应该遵循 规则。   u    不同规模采用哪种层次化结构来组建网络。   u 向高速以太网升级的设备和线缆标准。

38   根据不同子网的用户信息点数量、拓扑结构规模和层次化结构,选择核心层、分布层、接入层中所需的网络设备,通常考虑如下指标:
  u    端口数量。   u    设备处理器频率和背板容量。   u    支持网络技术指标,比如IEEE802.3ab。   u    时延参数。   u 设备每秒的吞吐量。

39   u    是否支持多种网络管理,比如支持RMON管理。
  u   支持的传输介质类型,比如支持超5类双绞线,支持1000 M速率双绞线标准。   u    设备是否需要模块式,是否支持热插拔部件。   u    是否支持冗余电源。   u    交换机是否需要支持VLAN,是否需要支持第三层路由功能。   u    是否支持压缩和加密功能。   u    路由器所支持的路由协议。   u 设备是否需要支持多媒体传输技术。

40   组建大规模企业网络或园区网络时,需要借助广域网技术将各个小规模的局域网组建起来,这种广域网技术的通信线路通常采用两种方式:
  u    租用电信、网通、联通等网络服务商的专用线路。   u  用户敷设自己的专有光缆或电缆线路。

41 环境平台设计   环境平台设计主要就是为了逻辑网络具体化,能够实现用户网络互连互通。环境平台的好坏直接影响着用户网络通信的质量以及能否达到预期逻辑网络服务功能和性能指标。环境平台就是用户通信网络的基础设施平台,在组网工程中主要包括以下几方面内容:   (1) 综合布线系统设计。根据标准主要设计6个子系统:工作区子系统、水平干线子系统、垂直干线子系统、管理间子系统、设备间子系统和建筑群子系统。关于综合布线系统,将在第5章给予详细介绍。

42   (2) 网络机房系统设计。网络机房系统主要针对网络中心机房的装饰设计,首先是机房场地设计,需要选择安全、远离磁场、远离潮湿、灰尘度低、楼层不高、靠近电梯或楼梯口的位置为宜;机房地面设计需要考虑抗静电、防火、便于地面电缆敷设;机房墙面设计需要考虑不易产生灰尘和静电、防火的油漆墙面;机房照明设计符合机房标准;房间具有空调系统,保持标准的温度,湿度恒定。

43   (3) 供电系统设计。计算机网络机房的供电系统必须达到技术合理、经济实用、易于维护和管理的要求,以保证机房供电稳定、不掉电为前提,配备相应的UPS、发电系统、市电三者混合方式供电系统。供电系统应采用接地设计,以保证电源电压有一个稳定的零电位,通常包括交流接地、支流接地和各种设备保护接地。   网络环境平台设计属于组网工程基础设施工程设计,其中在综合布线工程设计时应把握如下内容:

44   (1) 对网络要求的评估。根据用户的需求分析和需求调研评估用户的网络要求,主要包括网络功能、服务范围、投资能力和网络系统技术类型。
  (2) 实地勘察用户网络的物理布局。这一步的勘察是具体了解工程设计的物理布局,作为综合布线系统结构化设计的依据。主要包括:建筑物的结构、楼层布局、房间结构、建筑物之间的距离、用户信息点数量、楼宇内线路走向、水电系统状况。

45   (3) 根据物理布局选择传输媒体、设备等。由网络系统技术类型、物理布局、用户接入数量和拓扑结构就可以确定选择哪类传输媒体和设备类型。在楼宇内传输媒体常常采用多模光纤和双绞线电缆,设备的选择根据用户接入情况和所处物理位置及逻辑位置来确定。   (3) 绘制组网工程布局图、施工图。依据综合布线系统结构化设计内容,对整个网络系统绘制出物理拓扑结构图,在图中标注设备、干线、距离、线路类型,以及指标、位置、线路走向等,作为施工参考。

46   (5) 进行组网工程造价估算。工程造价估算针对投资规模,主要看用户是否具有投资承受能力。
  以上设计方案往往有多套供选择。

47 小 结   主要介绍网络方案设计的两大内容,一方面是逻辑网络设计,另外一方面是物理网络设计。逻辑网络设计主要依据用户需求分析中得到的用户信息点数量、网络性能指标、网络应用服务等,进行网络拓扑结构设计、IP地址规划,必要的时候进行VLAN设计。在规模较大的网络中,可以采用层次化的网络拓扑结构。逻辑网络设计不仅仅是局域网的设计,还有广域网的设计。物理网络设计主要依据用户环境信息和逻辑网络设计的信息,进行综合布线系统设计、机房设计、供电系统设计等。在物理网络设计中涉及到计算机网络知识,也涉及到工程设计知识。工程设计中的实地勘察是设计的关键一步,组网工程的物理设计重点也主要为综合布线系统设计。

48 习 题 与 思 考 1.网络方案设计主要包括哪些方面? 2.逻辑网络设计的主要内容有哪些,应该怎样理解?
习 题 与 思 考   1.网络方案设计主要包括哪些方面?   2.逻辑网络设计的主要内容有哪些,应该怎样理解?   3.物理网络设计的内容主要有哪些,应该怎样理解?   3.物理网络设计中综合布线系统的子系统设计有哪些?

49 组网工程的招标与投标 组网工程的实施步骤 1.组网实施步骤
  1.组网实施步骤   组网工程涉及到设施建设、网络设备的选型以及网络技术的整合和集成。一个网络的设施建设一般由网络规划设计、工程建设实施、工程测试验收等阶段组成,如图3.1所示。   组网工程的开始是由网络需求单位根据自己的实际需要,组织相关的专业技术人员,设计编制网络规划,一般以招标文件的形式予以发布。

50   投标人对网络规划进行需求分析,若发现有不清楚或不合理的需求,还需与网络需求单位商讨沟通,可能会重新修订网络规划,直到认可为止。
  此后,投标人开始进行网络方案设计及标书编制,提交投标书。中标后,中标人开始按标书给定的技术规范,组织网络系统软硬件采购、安装、配置和集成,并按布线方案进行布线的具体设计、施工,完成后进行线路测试。

51   线路测试及系统集成完成后,进行系统联调测试,若一切正常,就进入系统试运行期,而不正常时,就要对缺陷进行改进,直到系统正常为止。
  在系统试运行期间,没发现缺陷,就可以完工验收了。若还有缺陷,则还要对缺陷进行改进,直到系统运行正常为止。

52 图3.1 网络建设实施流程图

53   2. 需招标的项目   对大型网络的构建,由于涉及的资金比较大,一般都需要进行招标。根据国家的有关规定,如施工合约在人民币200万元以上,重要设备采购单项合约估价在人民币100万元以上,勘察、设计、监理等服务单项合约估价在人民币50万元以上,各项目单项合约估价均低于规定招标标准。但项目总投资在人民币3000万元以上的下述五大类建设项目,均须采用公开招投标及投标程序。

54   (1) 涉及国家利益、安全的基础设施项目,包括煤炭、石油、电力、交通、信息网络以及其他基础建设项目。
  (2) 涉及国家利益、安全的公共事业项目,包括供水、供电等市政工程项目和科学、教育、文化、体育、旅游、商品住宅等项目。   (3) 使用国有资金的项目。   (4) 国家融资或授权、特许融资的项目。   (5) 使用国际组织或外国政府资金的项目。

55   3. 一般招标程序   招标活动应当遵循公开、公平、公正和诚实信用的原则,目前比较常见的招标方式有公开招标和邀请招标两种,一般程序如下:   (1) 将项目的建设列入编制计划,并且上报主管部门审核。根据《建设工程招标投标暂行规定》,实行工程施工项目招标,前提是要有经主管部门批准的工程项目计划、设计文件及所需资金。  

56   (2) 确定办理招标事宜的方式,是委托招标代理机构进行招标,还是由建设单位自行组织。招标事宜包括编制招标文件、组织评标、协调合同的签订和履行等。招标代理机构的主要职责是接受招标人的委托,代为办理有关招标事宜。招标代理机构的代理人必须在委托的权限范围内实施代理行为,只有在此范围内进行的民事活动,才能被视为被代理人的行为,被代理人对代理行为的法律后果才承担民事责任。

57   (3) 进行市场调查,编制招标文件。招标文件是招标投标活动中最主要的文件,是投标方编制标书、参加投标和招标方评标定标的主要依据,也是整个招标投标活动的主要规则。因此,招标文件编制的好坏,直接关系到整个招标投标活动的成败,关系到招标、投标双方的合法权益能否实现。   (4) 发布招标公告或给有意向的单位或个人发出招标邀请函。

58   (5) 出售招标文件,对潜在投标人资格进行预审。我国《招标投标法》第26条规定,投标人应当具备承担招标项目的能力。参加投标活动必须具备一定的条件,不是所有感兴趣的法人或经济组织都可以参加投标。如招标文件要求的资质证书和相应的工作经验与业绩证明,与招标文件要求相适应的人力、物力和财力等。   (6) 接受投标人标书,聘请具有专业理论知识和丰富经验的中立机构作为项目的技术监理。

59   (7) 在公告或邀请函中规定的时间、地点公开开标。
  (8) 由评标委员对投标文件进行评标,并依据评标原则及程序确定中标人。   (9) 向中标人发送中标通知书并签订合同。   根据《招标投标法》,作为招标代理机构应具备一定的条件,如营业场所、资金及专业水平等,在此不做详细的描述。

60 组网工程的投标   我国《招标投标法》第26条规定,投标人应当具备承担招标项目的能力。投标人是响应招标、参加投标竞争的法人或组织。不是所有感兴趣的法人或经济组织都可以参加投标。投标人通常应当具备下列条件:   (1) 适应招标文件要求的人力、物力和财力;   (2) 招标文件要求的资质证书、业绩证明和相应的工作经验;   (3) 法律、法规规定的其他条件。   投标人通过标书实施投标过程。

61   1. 标书   标书即投标书、标函,它指投标法人或组织按照招标文件提出的条件和要求而制作的递送招标单位的法律文书。   标书是整个招标、投标过程中的核心文件。招标单位组织的议标、评标、定标等重要招标环节的开展,均是依据投标书而进行的;中标作为招标、投标活动的终结环节,也是以投标书为凭据的。另外,投标单位的演讲词、答辩词也是以投标为基础进行写作的。由此可见,投标书的重要性是不言而喻的。因此,标书制作必须符合法律规定,写明拟标工程项目的基本情况、工程标价、质量要求、施工措施等内容,便于招标组织评标、定标,最终签订项目合同。

62   投标人应准备一份投标书正本和投标资料表中规定数目的副本,每套投标书须清楚地标明投标书正本或投标书副本。一旦正本和副本不符,以正本为准。
  标书的正本和所有的副本均需打印或用不退色墨水书写,并由投标人或经正式授权且对投标人有约束力的代表签字。授权代表须将书面形式的“授权证书”附在标书后。   对标书的任何行间插字、涂改和增删,必须由标书签字人在旁边签字才有效。

63   2. 投标人编制投标文件的时间   根据《招标投标法》第24条规定,招标人应当确定投标人编制投标文件所需要的合理时间。   促进参与竞争的一个重要因素是给供应商和承包商有充分的时间来编写他们的投标文件。这一时间的长短因项目的不同而不同,取决于各种因素,如需要采购的货物、工程或者服务的复杂性、所预计的分包程度、工程预算的难易程度,以及提交投标所需的时间。因此必须由招标人根据有关采购的具体情况确定提交投标书的截止日期。   依法必须进行招标的项目,自招标文件开始发出之日起至投标人提交投标文件截止之日止,最短不得少于20日。

64   3. 项目的现场考察   这是投标前的一项重要准备工作。在现场考察前,需要对招标文件中所提出的范围、条款、建筑设计图纸和说明书进行认真阅读、仔细研究。   《招标投标法》第21条规定,招标人根据招标项目的具体情况,可以组织潜在投标人勘查项目现场。   投标人在发出招标通告或者投标邀请书以后,可以根据招标项目的实际需要,通知并组织潜在投标人到项目现场进行实地勘查。这样的招标项目通常以工程项目居多。

65   潜在投标人可根据是否决定投标或者为编制投标文件的需求,到现场调查,进一步了解招标者的意图和现场周围环境情况,以获取有用信息并据此做出是否投标或投标策略以及投标价格的决定。在组网工程中要注意地面、墙面、电源插座、预留孔洞情况,机房周围的干扰源,楼间、楼内缆线如何走(架空线缆、管道线缆、埋式线缆等),以便对施工所需的材料、工具及工程成本作出比较切合实际的评估。   但是,并非所有的招标项目,招标人都有必要组织潜在投标人进行实地勘查,对于采购对象比较明确的招存,如货物招标,往往就没有必要进行现场勘查。

66 4. 分析招标文件并进行工程造价的预算 (1) 招标文件中应重点考虑的问题如下: ①   投标人需知; ②   合同条件; ③   设计图纸; 工程量。

67   (2) 编制施工计划。施工计划一般包括施工方案和施工进度,原则是在保证工程质量与工期的前提下,如何降低成本。对于组网工程,主要涉及设备安装完工所需的工期以及楼内、楼外布线的工期等。
  (3) 进行工程造价的预算。报价应进行单价、利润和成本分析,并选定定额与确定费率,投标的报价应取在适中的水平,一般应考虑系统的先进性、产品的档次及配置量。工程报价的预算要考虑下列问题:  

68 ①   设备与主材料价格,根据器材清单计算; ②   工程安装调试费,根据相关预算的费率确定; ③   工程其他费用,包括设计费、培训费等; ④   优惠价格; ⑤   工程总价。

69   进行完现场的勘查、投标书的分析与造价的预算后,就可以将这些数据进行整理,附加上一些必需的附件,进行标书的编制工作了。
  投标人应按照招标文件的具体要求编制投标文件,并做出实质性的响应。   在招标文件中,通常包括招标须知、合同的一般条款和特殊条款、价格条款、技术规范以及附件等。投标人在编制投标文件时必须按照招标文件的这些要求进行编写。

70   投标文件应当对招标文件中有关招标项目的价格、项目的计划、技术规范、合同的主要条款做出响应。这就要求投标人必须严格按照招标文件填报,不得对招标文件进行修改,不得遗漏或者回避招标文件中的问题,更不能提出任何附带条件。

71   投标文件通常包括以下三个文件:   (1) 商务文件。这类文件是用以证明投标人履行了合法手续及招标人了解投标人的商业资信、合法性的。一般包括投标保函、投标人的授权书及证明文件、联合体投标人提供的联合协议、投标人所代表公司的资信证明等,如有分包商,还应出具资信文件供招标人审查。   (2) 技术文件。技术文件应包括全部施工组织设计内容,用以评价投标人的技术实力和经验。技术复杂的项目对技术文件的编写内容及格式均有详细要求,投标人应当认真按照规定填写。一般包括:

72   u    技术方案;   u    布线系统应达到的等级标准;   u    推荐产品的型号、规格;   u    遵循的标准与规范。   此外,对安装及测试要求等方面的内容要做出较完整的论述。技术方案应具有一定的深度,可以体现布线系统的配置方案和安装设计方案,也可提出建议性的技术方案。切记要避免过多地对厂家产品进行繁琐的全文照搬。  

73   (3) 价格文件。这是投标文件的核心,全部价格文件必须完全按照招标文件的规定格式编制,不允许有任何改动,如有漏填,则视为其已经包含在其他价格报价中。
  为了保证投标能够在中标以后完成所承担的项目,还要求投标文件的内容应包括拟派出的项目负责人与主要技术人员的简历、业绩和拟用于完成招标项目的主要技术设备。这样的规定有利于招标人控制工程发包以后所产生的风险,保证工程质量。项目负责人和主要技术人员在项目施工中将起到关键的作用。主要技术设备是完成任务的重要工具,是保证工程施工工期和质量的前提。

74   6. 递交标书的注意事项   《招标投标法》第28条规定,投标人应当在招标文件要求提交投标文件的截止时间前,将投标文件送达投标地点。招标人收到投标文件后,必须履行完备的签收、登记和备案手续,并妥善保存,任何人不得开启。签收的回执应包括投标文件递交的地点和日期以及密封状况。在招标文件要求提交投标文件的截止时间后送达的投标文件(包括因邮寄延误的),招标人应当拒收。   为了保证有充分的竞争,对于投标人少于三个的,应当重新招标。这种情况在国外称之为“流标”。按照国际惯例,至少有三家投标者才能带来有效竞争,因为两家参加投标,缺乏竞争,投标人可能提高采购价格,损害招标人利益。

75 投标书文件格式简介 1. 投标书封面格式范本

76 投 标 书  项目名称:  投标单位: 投标单位全权代表:      投标单位: (公章) 年 月 日

77 2.投标书的格式范本 投 标 书 ××项目评标委员会:   根据××项目(招标编号)投标邀请,签字代表××× (全名、职务)经正式授权代表投标人×××(投标方名称)提交下述文件正本一份和副本一式××份。   1. 开标一览表。   2. 投标价格表。   3. 按投标须知要求提供的全部技术文件。   4. 资格证明文件。 5. 投标保证金,金额为人民币 元。

78   据此函,签字代表宣布同意如下:   1.所有投标报价表中规定的投标总价为人民币 元。   2.投标人将按招标文件的规定履行合同责任和义务。   3.投标人同意提拱与其投标有关的一切数据或资料。   4.如果投标人在投标有效期内撤回投标,其投标保证金将被贵方没收。   5.与本投标有关的一切正式往来信函请寄:   邮编: 地址:    电话: 传真:

79   投标负责人: 投标人名称(公章):  全权代表签字: 年 月 日

80   3.组网工程技术文件格式   根据工程的需求,组网工程技术文件格式可包括以下几部分内容: 一、总体描述   甲、乙方名称的定义,项目名称。   甲方一般为提供项目单位,乙方为供货厂商及集成商。   乙方概况、资质、主要技术成果等。   (一般对乙方的要求是具有独立法人资格,具备建设部智能化系统集成设计资质或信息产业部门颁发的计算机信息系统集成资质的企业。硬件设备需要生产厂家的产品授权书,并符合采购法第22条的规定。)

81 二、网络解决方案   针对用户需求(网络规模、功能需求、质量需求、安全需求等),给出网络方案设计。具体应包括下列内容:   1.系统总体结构   即系统拓扑结构图,包括各网段的流量要求、信息点数量分析等。   2.结构化布线系统   如按EIA/TIA 568标准实施时,可将布线的建筑空间划分为6个作业区域,分别定义为建筑群子系统、设备间子系统、配线(管理间)子系统、垂直干线子系统、水平布线子系统和工作区子系统。该标准还规定了这6个子系统的技术要求。

82   3.网络技术选型   各种网络技术介绍、选择的依据等。   4. 产品选型   产品选型应首先考虑其要能很好满足系统的体系结构及网络技术选型的要求,根据资金的能力选择品牌或非品牌设备,但必须确保设备长期稳定、可靠地运行,甚至出厂前须经买方人员严格测试和检查。   乙方在建议书中应详细列出所提供的硬件、软件清单和说明。

83   产品的可扩展性(可包括具体的扩容方案、提出实施IPv6过渡建议)、服务质量保证机制和完整的网络服务性能。
  乙方提供的软件应为最新版本,且不同时期软件版本应能兼容。同时要保证网络安全可靠及扩容和版本升级方便。   主要设备能在不中断通信的情况下,带电进行板、卡的插拔操作。

84   5. 网络管理   1) 故障管理   跟踪、辨认错误,接受错误报告并作出反应;维护并检查错误日志,形成故障统计;能执行一定的诊断测试。   2) 配置管理  自动发现网络拓扑结构及网络配置,实时监控设备状态;创建并维护配置数据库;能进行网络节点设备、端口、系统软件的配置;对配置操作过程进行记录统计。

85   3) 性能管理   收集网络内运行的数据信息,提供网络的性能统计,如网络节点设备的可用率、CPU利用率、故障率,中继线路流量统计、网络时延统计,网络各类业务量统计等;分析历史统计数据,优化网络性能,消除网络中的瓶颈,实现网络流量的均匀分布。

86   4) 网管系统   应具有用户友好性,并提供编程接口,使其能得到方便灵活的扩展。   应提出目前国际上最新、最先进的管理平台和方法,并针对本工程网管系统提出具体的建议措施和实施方案。

87   5) 网络安全   网络要求有充分的安全措施,以保障网络服务的可用性和网络信息的完整性。   可提出完善的系统安全政策及其实施方案,其中至少覆盖以下几个方面:   (1) 对路由器、服务器等的配置要求充分考虑安全因素;   (2) 制定妥善的安全管理政策,例如口令管理、用户账号管理等;   (3) 在系统中安装、设置安全工具,应详细列出所提供的安全工具清单及说明。

88 三、工程技术规范   技术规范的内容可能会很细,主要依据招标文件的要求编写,例如可涉及下列规范:   网络的技术指标,包括处理能力、时延、网络可用率、系统容量等。   提供设备的技术指标,包括处理能力、时延、MTTR(平均修复时间)、MTBF(平均故障间隔时间)和可用率等。   保证所提供产品的质量,特别是接口的兼容性。   各种设备的主要模块易于扩容和维护。

89   软件要求为模块化结构,保证安全可靠,具有容错能力。应能满足确保全网(包括网管及节点)正常运行所需的管理、服务、维护等有关的全部软件以及Internet中的主要应用软件。提供的软件应为最新版本,且不同时期软件版本应能兼容。同时,要保证网络安全可靠及扩容和版本升级方便。   应详细列出所提供的软件清单和说明。   应包含各网络节点的安装材料和清单。用于连接各种设备和硬件的室内电缆的费用应包含在设备价格中。  

90   在维护期使用的消耗品(如熔丝、指示灯等)的价格是否包含在设备价格中。
  是否包含维护工具。   可根据设备元件的质量情况提出备份配置的建议。   对提供的设备应是按至少五年使用期设计的,要保证不论提供的设备是否还生产,在使用期内买方都可得到备件。   路由器技术协议:广域网协议、路径协议、路由器管理/安全协议等。

91   以太网交换机应满足的标准应进行详细说明,如IEEE 802.3(以太网标准)、IEEE 802.1q(虚拟网标准)等。
  对各种物理接口的接口速率(10 Mb/s、100 Mb/s、1000 Mb/s)、介质类型(多模光纤、非屏蔽双绞线)、接口类型(双绞线RJ-45、光纤ST或SC型)作详细说明。

92   一、工程报价书   对校园网所需设备,要按非国家教委统一采购设备与国家教委统一采购设备分别罗列。   (1) 报价的主要内容如下:   * 数据交换设备(包括硬件和软件);   * 网管系统(软件和硬件);   * 操作维护设备;   * 专用仪器、仪表和专用维护工具;   * 供一定年限使用的备品、备件和消耗材料;   * 可供甲方选择的设备和功能(不计入总价);  

93 * 全套电缆(包括接地电缆、电力电缆和接插件等);
* 各种服务费用; * 培训费用(国内及国外); * 运输及保险费用; * 其他费用。

94   (2) 报价应按设备的详细项目开列单价、数量和总价,其中电缆、备品备件、安装材料等应开列清单单价和总价。
  (3) 设备详细项目应按机架、模块、电路板开列。   (4) 维护、工具仪器、仪表应按台、件详列单价数量和总价。   (5) 乙方应给出各装机地点的设备清单。   (6) 乙方应以人民币或美元为单位,如有必要给出FOB(离岸价格)和CIF(到岸价格)价格。   对政府及学校,要注意区分统一采购设备与非统一采购设备,如对校园网所需设备,要按非国家教委统一采购设备与国家教委统一采购设备分别罗列。

95   五、设备及机架情况   工程设备配置包括路由器、以太网交换机和服务器。 各种设备机架(柜)的外形尺寸、重量、面板布置、进出线方式等。   各种设备所需电源种类、耗电量、电压及地线要求。

96 六、场地及环境准备 1) 机房温、湿度及环境要求 设备要在下列环境下能够保证正常工作: 环境温度:5~35℃; 相对湿度:30%~80%。 2) 电源要求 设备应能在下列供电变化范围内正常工作: 直流:-40~-57V; 交流:~220V 10%,50 Hz 5%。

97   七、系统集成   应根据以下业务要求提出服务器配置方案:   支持中心应完成网管、计费结算、域名解析、Web服务、 服务等功能。

98   八、验收   布线施工结束后,如何对全系统的性能进行测试。如用FLUKE DSP2000线缆测试仪测试等。   工程验收主要分三部分来进行。   A. 外观验收:即隐蔽工程的验收,主要针对安装完毕后的电缆系统。   B. 测试验收:包括线路断通测试、连接正确性测试。   C. 文档验收:检查文档的有效性、完整性和正确性。

99   九、培训   乙方有义务为它的应用系统客户提供应用系统技术培训服务,该服务应在客户指定的地点和时间内进行。乙方应在应用系统技术范围内为客户做详尽的技术培训,并保证客户能完整掌握系统的操作、使用及日常维护。   应清楚写明培训的收费标准或是免费的。

100   十、技术承诺   如承诺将为客户提供完备的免费系统安装调试服务,即“交钥匙”工程,客户可以将系统的安装调试工作完全交由乙方的专业工程师完成,并由乙方负完全责任。   承诺在系统建立之前的销售前服务:   专业高级技术工程师按用户需求设计出最佳技术方案和软硬件组合;   市场工程师保证所有产品确系厂家原装并及时到位;   技术工程师以专业标准严格测试和检验可能交付的设备;   专业的售前技术咨询使用户有效了解与掌握相应技术,避免重复投资与无效投资;

101   技术支持热线电话随时候命接受您的咨询;   在系统设备试运行期间,根据需要卖方有责任派技术人员到现场指导维护工作;   卖方应提供实用齐全的全套随机技术资料,包括:维护命令手册、测试手册、设备说明书、硬件工作原理、软件资料。每个地点提供全套技术文件的套数。设备开通后,如发生软件升级及设备升级、扩展等有关情况,卖方应向买方提供必要的技术资料。

102   十一、维护支持及保修   由乙方制造的硬件设备或由乙方设计的应用软件系统,以及由乙方销售或代理销售的软硬件产品,如果在指定保修期内发生故障,乙方必须为客户提供免费的产品保修服务,并在协议指定期限内解决,重要构件在维修期内可提供替代品保证。超过指定保修期的产品,乙方应如何收费,如非赢利按维修成本收取费用等。

103   十二、技术文档   计算机网络系统拓扑结构图;   设备摆放示意图;   主要设备物理连接示意图;   网络系统线路示意图;   系统配置清单;   主要设备的维护命令手册、测试手册、设备说明书、硬件工作原理;   软件资料,包括许可证、序列号、载体、用户手册、操作手册、操作指南。  

104 3.4 某校园网需求分析 3.4.1 某校园网网络现状 1.学校概况
3.4 某校园网需求分析 某校园网网络现状   1.学校概况   本章介绍某校园网组网工程实例。该校共有3个校区,其中2个已建校区分别称为A校区和B校区,在2002年前已建有校园网;1个新校区称为C校区,整个学校的行政管理机构都将设在C校区。

105   A、B校区相距约35公里,A、C校区相距约25公里,C、B校区相距约45公里。

106   2.学校发展规划   随着计算机技术的迅速发展和普及,计算机网络的应用也得到了蓬勃发展,校园网的建设已成为校园建设的重要组成部分,它不仅会大大改善学校的教学、科研和学术交流环境,更重要的是校园网的建设关系着学校的未来。通过先进可靠的网络可获得及时有用的信息和广博前沿的知识。因此,学校对校园网的构建极为重视。

107 项目规划和需求分析   网络的建设以应用为其最根本的目标。任何一个网络规划,都应以明确的网络应用为基本依据。   1.建设目标   学校构建C校园网的根本目的是:   (1) 为学校的教师、学生和教学管理人员提供具有开放性,灵活性,面向学校应用服务的资源管理信息平台。为学校提供数字化的管理模式,通过各管理信息子系统,逐步实现人事、财务、学籍等职能部门的现代化管理。  

108   (2) 实现学校教学手段现代化,为学校的教学、科研和学术交流提供全球共享信息资源的先进实用的计算机网络环境,实现多媒体网络教学。
  (3) 为学校培养信息化社会所需的高素质人才提供必要的基础环境。网络既是学生的交流工具,同时也是学习资源的提供者。网络进入校园有助于学生多元地获取知识,锻炼和提高探究式、协作式学习的能力。

109   2.设计原则   网络建设的一般原则是:统一规划,分步实施;性能先进,满足需求;适度超前,量力而行;留有冗余,保障扩充。   C校园网的方案设计将在追求性能优越、经济实用的前提下,本着严谨、慎重的态度,从系统结构、技术措施、设备选择、系统应用、技术服务和实施过程等方面综合进行系统的总体设计。在系统的设计和实现中,应遵循以下原则:

110   (1) 先进性:系统所有的组成要素均应充分地考虑其先进性。不能一味地追求实用而忽略先进,只有将当今最先进的计算机技术、通信技术和网络技术与实际应用要求紧密结合,才能获得最大的系统性能和效益。
  (2) 可靠性:在确保系统网络环境中单独设备稳定、可靠运行的前提下,还需要考虑网络整体的容错能力、安全性及稳定性,使系统出现问题和故障时能迅速地修复。这表现在两个方面:一是采用成熟的技术和高质量的网络设备,二是对网络的关键设备(例如服务器、交换机、通信线路等)考虑有适当的冗余。

111   (3) 扩展性:网络的拓扑结构应具有可扩展性,即网络连接必须在系统结构、系统容量与处理能力、物理连接、产品支持等方面具有扩充与升级换代的可能,采用的产品要遵循通用的工业标准,以便不同类型的设备能方便灵活地连接入网并满足系统规模扩充的要求。具体地说系统的设计要采用模块化设计方法,便于扩展,以适应未来发展的需求。   (4) 安全性:网络的安全是至关重要的,在某些情况下,宁可牺牲系统的部分功能也必须保证系统的安全。采用各种有效的安全措施(例如防火墙、加密、认证、数据备份和镜像),确保网络系统的安全性。

112   3.主要应用   (1) WWW系统:实现校园与CERNET(教育网)无缝连接,又可通过Internet实现对外的Web访问,构建学校的Web站点。World Wide Web(WWW)是目前世界范围内信息量最大的网络信息系统,可以将学校简介、教学情况、课外活动等信息通过校园内外新闻发布站和通告栏发布,同时也可通过WWW网从全球范围内搜寻所感兴趣的信息。可以建立学校主页和各个班级主页,及时公布各种通知,缩短学校管理层和学生之间的距离,便于学校和学生之间进行交流。同时可以组织学生学习制作主页,培养学生的学习兴趣,丰富学生的课余活动。教师和学生能够通过浏览主页及时了解各类信息。学生家长也可通过Internet浏览这些主页,全面了解学校的最新情况。

113   (2) (电子邮件)系统:当今世界一种最方便、最快捷、最廉价的通讯方式,用 来进行国际和国内校际交流和信息交互是一种方便、实用的途径;为内部教职工及学生建立电子信箱,实现 的收发。建立电子邮件系统,学校内部的各种管理文档和教师之间的文档交流,可以作为电子邮件的形式进行,完全实现无纸化。还可以通过电子邮件实现教师与学生间的交流,便于教学和管理。同时,电子邮件还可以成为教师与学生家长之间的重要联络手段。   (3) 基于Web的学校信息管理系统:如教务处的教师排课管理系统、教务信息管理系统,学生处的学生学籍信息管理系统、招生就业管理系统,总务处的总务管理系统,图书馆的图书管理系统等信息管理系统。

114   (4) 数字化多媒体教学应用:建立计算机多媒体网络及语音教室,建立教师和学生的计算机电子阅览室,建设用于教学课件制作的计算机多媒体课件制作系统,实现校内视频及课件点播系统(VOD),建立用于数字视频图像编辑的非线性编辑系统。   (5) 其他应用:如校内IP电话、网络存储、BBS在线交流、计费系统等应用。  

115 4.信息服务内容 对上述应用按不同的服务分解后其内容包括: (1) WWW网站访问服务; (2) FTP资料传输服务; (3) MAIL电子邮件服务; (4) TELNET远程登录服务; (5) VOD视频点播服务; (6)  BBS在线交流服务;

116 (7) 全校行政管理信息系统的网络支持服务;
(8) 校图书资料管理和技术情报检索支持服务; (9) 校内计算机资源、信息共享服务; (10) 校园信息查询服务; (3) 网络用户管理系统及计费系统; (12) 对外提供公共资源服务。

117   5.网络信息点的配置及布局   A、B、C三个校区的主干网间通过租用电信100M光缆实现三校区的互连。   在网络中采用分层结构是大型网络设计的普遍原则,有效地隔离各个层次之间的相互影响,为每个层次的需求实现优化设计,提高整个网络的灵活性、扩展性和有效性。C校区校园网(简称C校园网)的网络结构可以分为以下三层:

118   (1) 校园信息中心:信息网络的核心部分,处于网络层次的最高层(核心层),该层设计任务的重点通常是冗余能力、可靠性和高速的传输。网络的控制功能最好尽量少在核心层上实施。该层具有管理整个网络区域的功能,共三个主节点(网络中心、教学分中心、后勤分中心),部署三台主干交换机,选用高可靠性的环型结构,各通过双路1~10 Gb/s光缆冗余连接方式,组成一个完全网状(Full Mash)结构,提供不同的路由之间进行负载均衡和冗余负载,提高主干线路运行环境的安全性,使主干交换机之间组成完全冗余的高带宽的主干网。同时,尽可能采用业内领先的第四层交换路由器,为网络提供面向应用的网络特性和基于应用的网络安全性。

119   (2) 校园主干网:位于网络层次的中间层(分布层或汇聚层),实现校园内各楼宇的主干网络接入,完成各区域的信息汇集。在分布层设置有互连交换设备,也采用第四层交换式路由器实现数据的高速传输,将各区域之间的流动信息汇集传输到核心层,同时与访问层相连,形成区域网络内部数据交换的传输中枢。区域间数据交换经主节点的核心交换机,通过网络线路连接到目标区域的楼宇接入交换机处,实现校园网各区域之间信息交换。根据它所承担的任务,从理论上讲,其性能应该比主干核心交换机低一个性能档次,属于中等性能的交换机,通过光缆线路与核心层的主干交换机以星型结构相连,其传输速率仍以1 Gb/s为主。

120   (3) 楼内接入网:楼宇内部的星型局域网络,是校园网络的接入层,代表了网络层次的最底层。配备楼宇级交换机和楼层交换机等中、低端连接设备,楼层交换机经建筑物内5类双绞线连接的结构化布线系统到楼内房间计算机信息点,实现楼内网络通信。   C校园网的分布层(汇聚层)设置24台楼宇交换机,其中,食堂、体育馆等的楼宇交换机可降低一个档次。访问层(接入层)设置170台接入交换机。主干网设备的无阻塞交换容量至少应为120 Gb/s。

121   通常,结合楼宇的结构化布线,建筑物内的接入层交换机之间采用级联或堆叠的方式相连,分布层交换机采用光缆线路以星型结构连接,交换设备之间的传输速率为100~1000 Mb/s,而提供用户接入的传输速率可达到100 Mb/s。   网络中心区域包括实验楼、图书馆和体育馆。   教学分中心区域包括计算机中心、4幢教学楼及行政楼。

122   后勤分中心区域包括后勤大楼、医院、10幢学生公寓、2幢学生食堂。均保证100M到楼,用户密集区及有特殊要求的楼宇采用1000M到楼,以满足MPEG-2视频点播等高带宽的网络需求,这样网络带宽完全能够满足现在及将来很长时间的应用需求。   为了减少篇幅,我们以行政楼为例,其信息点的统计依据如表3.1所示。

123 表3.1 行政楼信息点

124 其他楼宇的分析方式相同,结果如下: 实验楼:1000个信息点; 图书馆:500个信息点; 体育馆:60个信息点; 计算机中心:1000个信息点; 教学楼:共有100×4个信息点; 行政楼:160个信息点; 后勤服务楼:60个信息点;

125   校医院:12个信息点;   学生公寓:共有240×10个信息点(10幢学生公寓,每幢240个信息点);   学生食堂:24×2个信息点;   科技综合楼:180个信息点。   根据上述分析可知,网络中心所辖区域有1460个信息点,教学分中心所辖区域有1560个信息点,后勤分中心所辖区域有2700个信息点,总计有5820个信息点。

126   6.C校区网络拓扑结构图   校园网的拓扑结构图基于模块化和层次化的设计思想,考虑楼宇的地理位置及信息流量,体现网络结构的布局,形象地描绘网络的组成和节点的分布特征,为科学合理地设计建设网络提供技术依据。   校园网的拓扑结构设计一般采用三层结构的层次型设计方法,核心层、分布层和访问层一般都采用高速以太网接入的星型结构。校园网的特点是信息点相当密集,采用以太网方式即有相对低成本的优势。   设计的C校区网络拓扑结构图如图3.2所示。

127 图3.2 C校区网络拓扑结构图

128   7.主节点的局部网络应当满足的要求   主节点提供校园网的主要信息服务功能,因此各主节点的局部网络应当满足以下要求:   (1) 高速、交换式的网络。   (2) 具有容量大、处理能力强、容错的、有备份功能的服务器,并独立接入高速主干网,能够提高服务器的吞吐量及缩短响应时间。   (3) 交换机具备简单路由功能。   (4) 面向应用的QoS网络服务。

129   (5) 重要的端口及网络线路是冗余的。   (6) 关键性设备具备单点故障解决能力。   (7) 为整个C校区宽带IP互联网接入网络提供性能非常高的核心数据传输。   (8) 为汇聚层提供高密度的上联端口。   (9) 具有多媒体信息资源的开发环境。

130   8.其他考虑   建筑楼群的楼宇交换机与中心机房的主干交换机之间采用1 Gb/s光缆连接,楼宇内使用双绞线100 Mb/s连接到用户终端。   网络提供WWW、电子邮件、域名解析、数据库、文件传输等服务项目。配备访问服务器和边界路由器,分别提供拨号访问和100 Mb/s光纤专线两种网络接入方式。网管工作站负责监控和管理网络的运行。   对于校园网络系统,应确保系统运行可靠,对关键部位提供容错能力,同时建立完善的安全管理体系。

131 结构化布线系统方案与施工   结构化布线系统是一项复杂的技术工程,应根据具体条件和具体要求进行设计、实施,对一个网络工程的布线系统设计一般由以下8个步骤构成:   (1) 绘制建筑物平面图:标明建筑群间距离。   (2) 用户需求分析:每个楼宇信息点的数量及位置,通信使用的传输介质。   (3) 布线系统结构设计:结构化布线。  

132   (4) 布线路由设计:缆线路由方式(管道法还是托架法)。
  (5) 绘制布线施工图:如采用管道法时,需确定布线路由,需要埋管时槽沟的宽度、深度,施工的特殊要求等。   (6) 编制布线用料清单:线缆、管线、线槽、弯头、信息插座的型号数量等。   (7) 工程实施:工程组织、工程施工、工程管理、文档管理、工程进度安排。   (8) 工程维护:工程保修、工程扩展、设备更新。

133 布线系统设计   在局域网中,以建筑物为单元的结构化布线系统,采用模块化结构的设计原则,规定了每个模块所涉及的区域和连接对象。EIA/TIA 568标准将布线的建筑空间划分为6个作业区域,分别定义为建筑群子系统、设备间子系统、配线(管理间)子系统、垂直干线子系统、水平布线子系统和工作区子系统。该标准还规定了这6个子系统的技术要求。   这些子系统的功能相互独立,更改或变动其中任何一个子系统,不会影响其他子系统,这就为结构化布线系统的技术实施提供了较大的处理空间。

134   标准规定结构化布线的拓扑结构必须为星型结构,限定双绞线水平电缆敷设长度的最大距离为90 m,配线架和交换机之间跳接线的长度必须控制在6 m之内,而工作区中信息插座与终端设备的跳接线长度一般不超过3 m。终端设备到系统连接设备端口之间的双绞线缆总长度必须控制在100 m以内。距离长度限定参见图3.3。

135 图3.3 双绞线水平电缆敷设长度限定示意图

136 施工要求及技术   C校园网采用结构化布线,构成三级物理星型结构,点到点端接,任何一条线路故障均不影响其他线路的正常运行。第一级采用多模室外光纤到楼宇,第二级采用各个建筑物的楼宇交换机通过光缆与楼层交换机相连,第三级采用超5类4对双绞线从楼层交换机到桌面。布线施工结束后,用线缆测试仪(如FLUKE DSP4000)对全系统的线缆性能进行测试。楼宇内布线系统示意见图3.4。

137   1.设备间子系统   设备间子系统的作用是把公共系统的各种设备互连起来。依据传输介质类型的不同,通过配备光学或电气的配线架,实现建筑物内部和外部通信线路的转接。   设备间应该保障电源的供应,通常须配备不间断电源(UPS)。室内的清洁度和环境的安防问题也应予以重视。为了防止室外电缆上的脉冲电压进入建筑物,户外电缆在进入建筑物时,需要在建筑物的入口处添加电气保护装置,如防雷、防过压及过流的保护设备,以确保人身设备的安全。

138 图3.4 楼宇内布线系统示意

139   设备间子系统位置的选择,受到结构化布线的拓扑结构、技术规范以及运行维护等方面的制约,同时还应兼顾垂直布线系统和水平布线系统的技术要求,以及建筑物内环境的电磁干扰等因素。具体应遵守下列条款:

140   (1) 为减少线缆浪费,尽量靠近弱电井或建筑物及综合布线系统干线的中间位置;
  (2) 尽量靠近货运电梯,以便装运笨重设备;   (3) 尽量避免设在建筑物的高层或地下室以及用水设备的下层;   (4) 尽量远离有强振动源、强噪声源、易燃物、易爆物的场所;   (5) 尽量避开强电磁场的干扰源,远离有害气体源及存放易腐蚀物的场所。

141   设备间子系统的设计应遵循以下标准:   u    《电子计算机机房设计规范》GB 50174—93;   u    《计算机场站技术条件》GB 2887—89;   u    《工业企业程控用户交换机工程设计规范》CECS09:89。   u    《电气装置安装工程规范》GB J232—1982   《高层民用建筑设计防火规范》GBJ45—1982

142  1) 设备间环境控制  对设备间环境的温、湿度按A级要求控制,如表3.2所示。 表3.2 设备间A级环境温、湿度指标

143   室温过高会使设备的元器件寿命下降、失效率增加,室温过低又会使磁介质发脆,容易断裂;温度的波动会产生“电噪声”,使微电子设备不能正常运行;相对湿度过低,容易产生静电,过高会使微电子内部焊点和插座的接触电阻增大。根据设备间的面积及空间,需配备2台柜式空调。   为了减少粉尘而导致线路短路或被腐蚀,设备间的窗户应安装两层玻璃。

144   2) 接地保护   大楼外埋入了一块截面积约20 mm2的铜板,以建立一个接地电阻小于4 Ω(或符合网络设备最严要求)的独立地,并使用截面积约12 mm2的接地电缆引入到设备间,取代供电系统提供的保护地。还需在线槽金属中放置一根截面积为4 mm2的接地电缆,以增强屏蔽效果。   C校园网的主要电磁干扰来自手机、对讲机等无线电设备所产生的电磁信号,采用的方法是将非屏蔽线缆放入一个屏蔽接地系统中(主要是金属管槽中)。

145   3) 设备间的安全考虑   设备间的安全主要从防火、防水、防鼠害、内部装修、供配电系统、空调系统、火灾报警及消防设施、电磁波防护等方面考虑。   (1) 墙面:选择不易产生尘埃,也不易吸附尘埃的耐火胶合板。   (2) 地面:为了方便敷设电缆线和电源线,设备间的地面采用抗静电活动地板。带有走线口的活动地板称为异形地板。其走线口一般为圆形,边缘要倒圆,做到光滑,以防损伤电线、电缆等设备。设备间地面所需异形地板的块数要根据设备间所需引线的数量来确定。放置活动地板的设备间的建筑地面应平整、光洁、防潮和防尘。

146   (3) 顶棚:为了吸声及布置照明灯具,设备间加有一层吊顶。为满足吊顶材料的防火要求,设备间吊顶采用铝合金做龙骨,安装吸声铝合金板。
  (4) 隔断:根据设备间放置的设备及工作需要,用10 mm厚的玻璃将设备间隔成1个设备间加2个工作间。隔断选用防火的铝合金做龙骨,从地板面至1.2 m处安装难燃双塑板,1.2 m以上需安装10 mm厚的玻璃。设备间放置各种服务器、交换机、UPS不间断电源、空调等设备。1个工作间作为值班室,另1个作为主控室。  

147   (5) 火灾报警及灭火设施:在机房内、工作房间、活动地板下、吊顶上方设置感烟和感温探测器。
  设备间内设置卤代烷123自动灭火系统,并备有手提式卤代烷123灭火器。   注意:不能使用水、干粉或泡沫等易产生二次破坏的灭火剂。

148   (6) 供配电系统:采用UPS不间断电源为网络设备供电,具有稳压抗干扰、防浪涌和提供蓄电等功能。网络中心用1台10 kV/8h UPS,教学分中心与后勤分中心各用1台5 kV/8h UPS。
  设备间内的各电力电缆如空调设备、电源设备等的供电电缆不得与双绞线走线平行。它们交叉时,应尽量以接近于垂直的角度交叉,并采取防阻燃措施。   提供详细的配电柜闸刀、空气开关与对应控电区域的关系。   C校园网实行统一集中式的网络管理,建立统一的网络管理系统。信息资源采用集中控制与分布配置相结合的策略,资源分散建设,统一管理。有配套的管理制度和人员安排。

149   2.建筑群子系统   建筑群子系统的功能是实现建筑群中楼宇之间的连接。在建筑物之间,通过传输介质实现楼群通信设备之间的互联。   建筑群子系统的有线连接方法有地下管道方式、地下开沟直埋方式和架空方式,甚至还可采用微波等无线通信手段。C校园网连接方法采用地下管道敷设方式,连接线路有光缆和双绞线,以适应不同宽带要求的用户。同时预留了1个备用管道,并放1根拉线,供以后扩充使用。

150   建筑群子系统的最大特点是室外环境恶劣、距离大、施工量大,因此要特别加强防护。建筑群间线缆与室内线缆的差别只是在外层保护上,在技术指标上没有差别。
  外线接入建筑物一定要接入独立的配线架,并且固定好,对于铜缆要进行电气保护,以保护接入设备不受过流过压的损坏,对于光缆不必进行电气保护。   管道敷设方式是由管道和入孔组成地下系统,用来对网络内的各个建筑物进行互连,由于管道是由耐腐蚀材料做成的,对电缆提供了最好的机械保护,可使电缆受损的维修停用的机会减少到最小程度。埋设的管道在地面下0.5 m。

151   具体的一些布线施工经验如下:   (1) 在管道预埋时,一定要考虑到拉线时的困难,要采用口径适宜的管道,为了避免线缆的缠绕(特别是在弯头处),在管线设计时一定要注意管径的填充度,一般内径20 mm的线管以放2根5类线为宜。   (2) 若有些地方不得不架设桥架走明线,必须考虑颜色、款式、外观是否与周围的装修环境相匹配,尽量做到美观大方,而且必须保证合适的线缆弯曲半径,考虑要能在不压损线缆的前提下盖上盖板。

152   (3) 放线过程中主要是注意对拉力的控制,以免扯断线缆或线缆缠结。拉线结束后,两端留出的冗余线缆要整理好,盘线时要顺着原来的旋转方向,线圈直径不要太小,并相应地固定在桥架、吊顶上或纸箱内,做好标注,以防被不知情者破坏。   (4) 线缆要尽量远离高温、高湿管道,以免降低线缆的带宽性能。   各建筑群间的线缆类型已在图3.2中标出,在此不再赘述。

153   3.管理间子系统   管理间子系统连接设备间子系统的配线架,其功能是实现垂直与水平子系统线路之间的连接,根据建筑物的规模、建筑单元的数目以及水平和垂直布线系统的技术要求,在每层中设置或数层公用。它可以组建和变更建筑物内网络拓扑结构,有机调度和灵活组合各建筑单元的接入方案。   管理间子系统由建筑物各层的配线设备,如双绞线跳线架、光纤跳线架、机柜等组成。通过简单地改变配线架上跳线的顺序,即可改变布线系统的连接关系,灵活调整接入方式,满足更改、增减、转换和延伸扩展接入线路等多种管理要求,充分体现了结构化综合布线系统的开放性、灵活性和扩展性的技术优势。

154   通过配线间的中转,可以方便地管理复杂的网络,提供灵活的配置能力,故障检测与隔离简单。
  对管理间子系统主要是机柜内部安装,打分线箱配线架,打信息模块。特别是机柜内部打线,要布置整齐合理,分块鲜明,标识清楚,便于今后维护,如图3.5所示。   注意:不同品牌的产品可能有不同的打线专用设备。

155 图3.5 配线间走线示例

156   1) 配线设备的选择   (1) 配线柜:机柜分全高(2 m)和半高。如C校园网的Web 实验室,使用的是半高机柜,深度为80 cm,内支撑架宽为标准的19英寸。   (2) 配线架:有标准的19英寸RJ-45配线架、LGX光纤配线架以及30系列夹接式(30A)和插接式(30P)模块。尽管30A连接块一般能支持200次以上的重复卡线,但与30P插接块相比还是不方便经常进行修改、移位或重组。

157   (3) 理线器、过线槽、紧固件、扎线带、标签带/条等。
  (4) 打线工具、压接工具、熔接工具、标签打印工具等。   (5) 电源:支持机柜风扇以及有源网络通信设备。   一般根据本层信息点数量与分类使用不同的配线设备,并确定数量。如采用24口RJ-45配线架,则每200点设一个全高机柜。配线设备的数量必须考虑一定的冗余量。   布线时,同类信息点应尽量放在一起,不同功能的配线分开放置。

158   2) 布线标记/标签   C校园网的完整布线标记/标签可以表示端接区域、物理位置、编号、信息点性质、容量规格等,使维护人员在现场维护时能一目了然。   (1) 接插件标记可分为不干胶标记条和插入式标记条。   (2) 对布线的每条线缆、光缆、配线设备、端接点、安装通道和安装空间都有惟一的标识。电缆和光缆的两端应采用不易脱落和磨损的不干胶标记条标明相同的编号,并有详细的书面记录和图纸资料。   (3) 所有标记必须记录准确、更新及时,编排便于查阅。

159   每个信息点的标准标记应该提供以下信息:楼幢号、楼层号、房间号、房内信息序号、信息类型号。如教学 D表示2号教学楼3层第8教室的第3号数据信息点。C校园中,房内信息序号采用进门按顺时针记数编号。   但是,有时需要简化标记。如对RJ-45配线架上贴的标签,其宽度一般只能支持6、7个字母数字,所以我们应根据实际布线环境灵活运用。如楼宇内,从楼层交换机出来的走线,可采用“房间号+序号”的方式,0803D表示第8教室的第3号数据信息点。

160   工作区的每个信息口也有标记,如机柜号+配线架号+端口序号。例如A07-3表示A机柜上从上往下数第7个配线架,从左向右第3个端口。
  配线架上的每根短跳线也提供序号,入口端提供“源”的序号,出口端提供“目”的序号。

161   3) 配线间管理文档   为了给日后的维护提供数据依据,C校园网中配线间的管理文档应包括下列内容:   (1) 配线间平面图,包括配线间位置与尺寸,电缆井、管道、桥架的位置,线缆进出走向路由图,配线柜位置与功能,网络通信设备的位置,配线间内各设备的互连方式。   (2) 线缆、模块、配线架的数量清单、位置、标签、对应连接点一览表。   (3) 机柜配线图、楼层配线图、配线转接对应表。   (4) 信息点分布图。   (5) 配线修改记录表。

162   4.垂直干线子系统   垂直干线子系统是建筑物内结构化布线系统的骨干部分,也称干线子系统、主干子系统或骨干电缆系统。根据应用系统传输带宽需求,参照相应的通信技术规范,选用双绞线电缆或室内光缆作为传输介质。在建筑物内贯穿各楼层的竖井中(建筑上一般把方孔称为井,圆孔称为孔),将垂直主干线子系统的通信线路延伸至各个楼层,构成建筑物内通信线路的垂直主干线路由,实现与楼层水平布线子系统的连接。   C校园网中垂直主干线子系统的末端下连建筑物内各个水平区域中的水平布线子系统,始端汇接于管理子系统的配线架部分。

163   垂直主干线子系统负责把来自核心楼宇交换机的信息传递到各楼层,同时会聚各楼层信息到控制中心。
  在垂直干线子系统的施工安装中应注意缆线的自重问题,解决方法是在每一层都给予加固。   C校园网中垂直主干线子系统采用的是星型拓扑结构,以主配线架为中心节点,各楼层配线架为星节点,每条链路从中心节点到星节点都与其他链路相对独立。目前最常见的是集中控制访问策略。其优点是维护管理容易,重新配置灵活,故障隔离和检查容易;缺点是施工量大,完全依赖中心节点。

164   5.水平布线子系统   水平布线子系统是建筑物内楼层的分支系统,对应于垂直主干线子系统,它的线路呈水平状分布在各个楼层的平面区域,提供各楼层建筑单元(即用户工作区)与垂直主干线子系统的连接,即包括楼层配线架至工作区信息插座间的所有布线。该子系统实现了信息延伸到每个房间的每个角落。

165   1) 布线结构及材料   C校园网中水平布线子系统采用星型结构,沿楼层地板、墙脚或吊顶走线。在整个布线系统中,水平子系统的布线工作量最大。   标准教学信息插座采用国家86标准信息插座,信息出口统一设计为每个信息点一个单口信息插座,根据学校的结构或内部装修方案确定信息插座的位置,如采用地面出口、 墙面出口以及桌面出口等。  

166   水平布线子系统总是在一个楼层上,并与工作区的信息插座连接。在结构化布线系统中,水平子系统的传输介质大多采用超5类的8芯4对非屏蔽双绞线(UTP),其传输速率可达到100 Mb/s,能基本满足应用系统的数据传输要求。光纤布线的造价比较高,但其带宽也高。此外,对处在最远位置的少数工作站或装置,其距离可能超过100 m的极限,那么,为这些装置安装光纤信道,可能成本更低。因为不必单独建立一个配线间,也不必再安装有源硬件。   水平布线子系统有地板下PVC或金属暗管、屋顶金属桥架布线方式,而墙面通过PVC线槽(管)或墙内预埋PVC或金属暗管布线方式,信息插座可固定在墙面或地面。

167   2) 线缆使用量的计算   水平布线子系统中线缆的使用量,是结构化布线系统设计中的重要项目之一。设计预算的准确程度,直接影响到工程的预算和施工需求。工程中常用的计算公式为   其中:W为水平布线线缆的总长度(m);S为楼层配线架至水平子系统最近信息点距离(m); L为楼层配线架至水平子系统最远信息点距离(m);N为该水平子系统信息点数;β为加权系数,取1.10。

168   对上式的解释说明:   总电缆长度=[平均电缆长度+备用部分+端接容差]×信息总点数   平均电缆长度=(最远+最近两条电缆路由总长)÷2   其中,备用部分为平均长度的10%,端接容差一般设为6 m。   需要注意的是,双绞线产品以箱为基本单位,每箱线缆的标准长度是1000英尺,折算为305 m。因此,以箱为单位双绞线需用量的计算公式为 B=[W/305] (并向上取整)

169   3) 采用的布线方法   水平布线由于量大、分散,需要根据建筑物特点,从路由最短、价格最低、施工方便、布线规范等方面综合考虑。C校园网中水平布线子系统采用的布线方法有直接埋管法、先走吊顶内线槽再走支管到信息插座的方法、地面线槽法等。

170   4) 防电磁干扰   UTP与强电线平行时会产生电磁干扰,无屏蔽电力线或电力设备,如变压器和发电机,甚至日光灯都会产生电磁干扰,而电力设备的功率大小、是否接近于接地金属导体通路,对电磁干扰的强度都会产生影响。功率大于5 kW的情况要单独考虑,其方法同样为加大间距,增加屏蔽。在大楼中,对水平布线系统影响较大的电磁干扰源是日光灯。实际施工中,对普通220 V市电,平行时距离应在300 mm以上。   当电磁干扰源有良好的屏蔽时,平行间距可成倍地减少。若水平布线也有良好的屏蔽时,水平布线与电磁干扰源的距离还可再减少。

171   6.用户工作区   在结构化布线系统中,工作区子系统限定在建筑单元之内的空间范围,是指从终端设备出线到信息插座的整个区域,其功能是提供用户工作区与水平布线子系统连接的接口。从布线的整体结构分析,可以认为该子系统在建筑物内属于末端连接区域。   工作区子系统由接口面板、模块化信息插接组件以及与终端设备连接的跳接线组成。其中信息插接组件和跳接线是关键性的部件,跳接线是终端设备与布线系统之间提供连接的物理通道。工作区的接续部件(或称信息点、信息插接口)直接与终端设备连接。因此,它们的规格型号和性能指标必须符合结构化布线标准规定,以满足话音、数据、图像等不同网络应用的需求。

172   工作区域可支持电话机、数据终端、计算机、电视机、监视器以及传感器等终端设备,或者将其简单地归结为插座、适配器、桌面跳线等的总称。为了便于管理和识别,EIA/TIA 606标准对各种不同用途的信息插座,规定了不同的颜色:黑、白、红、蓝、绿、黄。   用户工作区域中不同的终端设备要选择不同的适配器,使综合布线系统的输出与用户的终端设备保持完整的电器兼容。

173   7.双绞线的连接标准及制作   传输介质是信号传输的载体,组成设备之间连接的物理通道,实现不同区域之间的网络互连。由于C校园网中的信息点数有近6000个,主要涉及双绞线的接续部件:RJ-45插头及RJ-45插座。RJ-45插头内嵌8个金属触点的插件,因其质地水晶透明,也称之RJ-45水晶头。可将双绞线的8根导线按照EIA/TIA 568A与EIA/TIA 568B连接标准规定的线序,插入RJ-45插头中,利用专用的双绞线压线钳,借助外力与双绞线压接连为一体。在双绞线的两端分别固定连接RJ-45插头,实现双绞线与网络设备或计算机的连接,常把这种双绞线简称为网线。

174   双绞线的另一个接续部件,就是安装于用户工作区或配线架中的RJ-45信息插座,或称通信引出端子。插座内有8根45°斜面的弹性金属触点,几何位置与RJ-45插头中的导线对应,通过二者的插接,实现数据信号的接续传输。国际电力工业协会的EIA/TIA 568A与EIA/TIA 568B两个连接标准,规定了双绞线线序的连接方式,具体规定请参考第5章的相关内容介绍。

175   1) 双绞线的直通连线方式与交叉连接方式   双绞线电缆包含8根铜质绝缘金属导线,包封于塑料外护套中。   不同的导线采用不同的颜色标记。这种标记是在金属线的绝缘外层印刷有橙、白橙、蓝、白蓝、绿、白绿、棕、白棕的彩色色标作为线对的标记特征,如图3.6所示。   如前所述,网线的两端是RJ-45水晶头,RJ-45水晶头由金属片和塑料构成,应特别注意其引脚序号。当面向金属片时(如图3.7所示),从左至右的引脚序号是1~8。序号在做网络连线时非常重要,不能搞错。

176 图3.6 双绞线电缆

177 面向金属片 图3.7 面向金属片

178   对交换设备与计算机网络适配器连接的双绞线,则只能采用直通连线方式。该连线方式要求双绞线缆的两端均要按照同一种EIA/TIA 568标准规定的线对顺序进行连接。这说明交换设备与计算机网络适配器的RJ-45插座中引脚序号的定义是不同的,相同引脚序号在交换设备是发送端,在网络适配器中就一定是接收端,反之亦然。而对于交叉线的连接方式,要求双绞线缆的一端按照EIA/TIA 568B连接标准规定的线对顺序连接,另一端则必须采用EIA/TIA 568A标准规定的线对顺序进行连接,只有这样,才能实现正常的数据通信。

179   2) 两种连接标准的差异   EIA/TIA 568A和EIA/TIA 568B连接方式的主要区别体现在双绞线线序排列的顺序不同。其所以规定不同的排列线序,主要是为了控制同一绕对线路中的信号传输成为相同方向,达到减小串扰对的目的。也就是说,当一对绕线对中的信号传输成为相反方向时,其中的串扰信号就会大大增加,如图3.8所示。

180 图3.8 串扰对的形成

181   3) 双绞线的制作   (1) 剥塑料外护套。将双绞线端头伸入压线钳剥线刀口,剥线的长度为15 mm左右,不宜太长或太短。然后适度握紧压线钳同时慢慢旋转双绞线,让刀口划开双绞线的保护胶皮,完成后的双绞线端头如图3.6所示。   注意:握压线钳力度不能过大,否则会伤及芯线,影响连接质量。

182   (2) 剪平整线。将两两绞合的8根有色导线按EIA/TIA 568B或EIA/TIA 568A规定的线序理开,如图3.9所示。
  整理平整后用剪线刀口将线头前端剪齐,留下约14 mm,如图3.10所示。   注意:在理线过程中,应尽量将8条线绷直。双绞线两端接头的排线必须按照制作要求排列,否则将不能正常通信。

183 图3.9 散开双绞线

184 图3.10 一次性剪齐线头前端

185   (3) 将线插入水晶头。将水晶头有弹片的一侧向下,一只手捏住水晶头的两侧,另一只手将整理平整后的双绞线头按线序小心插入水晶头内的线槽中,8条导线顶端应顶到线槽顶端。
  注意:若线头顶不到水晶头的顶端,将造成双绞线不通。

186   (4) 将线压入水晶头。确认所有导线都到位后,将水晶头放入压线钳夹槽中,确保线头与水晶头金属脚接触不能松动,小心用力握压线钳,压紧线头即可(如图3.3所示)。
  使用档次较低的压线钳要注意,只有8根金属脚比未压过的低,才能说明这个RJ-45接头已压好。而高级的压线钳必须在接脚完全压入后才能松开握柄,取出RJ-45接头,否则由于压线钳不到位,水晶头会卡在压接槽中取不出来。压紧后的水晶插头的8个针脚接触点应穿过导线的绝缘外层,分别和8根导线紧紧地压接在一起。

187 图3.3 压制水晶头

188   (5) 剪一段满足实际要求长度的双绞线(不得超过100 m),按照上述方法制作双绞线的另一端。
  制作好的水晶头将会和双绞线紧紧结合在一起。水晶头是一次性产品,经过压制后将不能再使用。

189   (6) 用网线测试盒测试网线。在完成双绞线的制作后,为了保证双绞线的连通,最好使用测试盒器测试网线的两端,尤其对C校园网这种信息点特别多的网络,这是绝对必要的。 网线测试盒的使用非常简单,首先将网线的两个水晶插头插入盒中,再打开电源,按下Enter钮,即可开始测试。若8段线都通过测试,那么这根网线就可以放心使用了。   注意:在从网络设备上拔取RJ-45水晶插头时,必须捏紧RJ-45头上的捏柄,从而可以非常轻松地将RJ-45头从插槽中取出,千万不能硬拔。

190   4) RJ-45插座的引脚信号定义   双绞线在数据传输中仅使用两对双绞线,其组件序号为1、2和3、6,分别用于数据的发送和接收。但对不同类型的网络设备,如网络适配器(网卡)和网络中继设备(集线器、交换机等),虽然它们接口的几何特征相同,但是信号引脚定义是不同的。为了区别这种差异,双绞线的连接方法分为直通线连接和交叉线连接两种方式。RJ-45插座的引脚信号定义如表3.3所示。

191 表3.3 RJ-45插座的引脚信号定义

192   在通常的工程实践中,T568B连接标准使用得较多,即一根双绞线的两端都使用同一种标准。但也有特例,如将两台计算机(相同设备)用带有RJ-45插头的双绞线直接连接起来,则电缆线两个RJ-45插头中的一个用T568B标准,另一个就要用T568A标准,即交叉线连接方式,使得从一台计算机发送出来的信号能够直接进入到另一台计算机的接收针脚。具体的连接方法如图3.12所示。

193 图3.12 两台计算机间接线

194   双绞线连接的直通线连接和交叉线连接两种方式,是由于不同连接设备RJ-45插座的引脚信号定义不同,相同设备的连接肯定都是交叉线连接,不同设备的连接就要看连接设备RJ-45插座的引脚信号定义。下面给出表3.4供大家参考。 表3.4 不同连接设备的双绞线连接方式

195   5) 信息插座的制作   M100模块信息插座支持155M的网络带宽,可以安装在任何M系列的模块面板、面板架或表面安装盒上,具体安装方法简述如下:   (1) 剥掉线缆外皮。   (2) 根据颜色编码标签的顺序(如图3.13所示),按T568B(或T568A)的线序要求,打开安装靠近缆线的前2对双绞线的绞线组。

196 图3.13 M100侧面的标注颜色

197   (3) 用拇指将线对压入线槽中。   (4) 根据颜色编码标签的顺序安装剩余线对。   (5) 将多余的导线向外拉,直到线对靠在一起为止。   (6) 用手指将线对完全压入线槽中,然后将导线剪齐。剪齐前M100模块信息插座端接示意如图3.14所示。   (7) 使用钳子安装插座帽。M100模块信息插座接口效果如图3.15所示。

198 图3.14 M100端接示意

199 图3.15 M100模块信息插座

200   8.布线施工中的穿线拉线技术   穿线前的准备工作:应首先热悉施工图纸,对照图纸,对建筑的各个部位可能存在的线管做到心中有数,对易于遗忘或者比较隐蔽的部位要事先用标记在图纸中标识出来。与其他工种配合施工中应该注意的问题要做到心中有数,提前协调沟通。   具体穿线前要严格进行管槽的检查要求,避免出现管槽规格小、接口处有毛刺、埋地安装管槽阻塞、有水等严重影响穿线质量和进度的管槽质量问题,埋地管槽穿线前应全面试穿。

201   用一条有足够强度的拉线(可以是一条绳或一条软钢丝绳)将线缆牵引穿过墙壁管路、天花板和地板管路,拉线与线缆的连接点应尽量平滑,最好用电工胶带紧紧地缠绕在连接点外面,以保证平滑和牢固。
  穿线中要注意:   (1) 所有的钢管口都要安放塑料护口,所有电缆经过的管槽连接处都要处理光滑,不能有任何毛刺,以免损伤电缆。   (2) 拽线时拉力不要太大,以免拉伸电缆导体,影响其传输特性。

202   (3) 考虑到线缆的自重,在垂直线槽中的电缆要每米绑扎悬挂一次,避免电缆所受拉力过大而影响其传输特性。对于水平布线系统中最常用的吊顶内走线槽布线,可采用挂钩、吊索等辅助设施以减轻线缆对吊顶的压力。
  (4) 线槽内布放电缆时应无缠绕,平直,长短一致。   (5) 为方便管理和维护,每根穿线电缆要编号,每个标号对应的房间和插座位置要准确,清晰。   (6) 备用线的预留。按3%的比例穿备用线,备用线放在主干线槽内,每层至少有1根备用线。

203   (7) 线缆要预留出适当的长度,不要太紧,避免电缆受拉力而影响其传输特性。
  (8) 为便于管理、维护及美观,线缆最好分组捆扎,捆扎点的间距以不大于50cm为宜。不可用铁丝或电源线捆扎。   (9) 穿线完成后,所有的4对芯电缆应进行通断测试。  

204 网络平台的实现 快速以太网和接入网   由于以太网技术有着20多年的使用历史和广泛的实用基础,且以太网的帧格式和IP数据包是一致的,用以太网传输IP数据业务中间没有任何格式转换问题。交换技术解决了早期以太网由简单的共享传输媒体频带而使用效率较低的问题,消除了防碰侦听造成的距离限制。随着快速以太网、GbE(千兆以太网)的出现,将传输速率提高到100 Mb/s~1 Gb/s,当时10 GbE(万兆以太网)还未面世。(注:在2002年初C校区校园网组建时,由IEEE802.3ae委员会制定的10 GbE的标准还未完成。

205   据了解,目前国内一些大学,如山东大学、中山大学已构建了10 GbE的骨干网,北京邮电大学校园网也将原来的GbE改造为10 GbE骨干网。)各种速率的以太网不仅可以构成局域网,也可以构成城域网甚至广域网。实际上,LAN接入系统在城市光缆网基础上用各种速率的以太网架构宽带接入网是一种最合理、最实用、经济有效的方法。目前已被广泛采用的布线系统为网络的实施提供了一整套规范的操作规程,系统的性能将得到完全保证,而系统的工程造价也是较为低廉的。这种LAN接入系统从光节点到用户的接入网的设备成本低,维护管理也很方便。新的标准、协议的出现使得网络上的安全性、QoS都得到了极大的改善。更为重要的是,LAN接入方法有非常强的扩展能力,用户的接入速率也可以不断地提升,甚至可达到1 Gb/s。

206   由于校园中人员分布相当密集,以太网方式就有了相对低成本的优势。尤其对于新建校园,网络系统的构建采用以太网优势更加明显。随着GbE的成熟和10 GbE的出现,以及在光纤上直接架构GbE和10 GbE技术的成熟,以太网开始以低成本进入城域网和广域网领域。如果接入网也采用以太网,将形成从局域网、接入网、城域网到广域网全部是以太网的结构,采用与IP一致的统一的以太网帧结构,各网之间无缝连接,中间不需要任何格式转换,将提高运行效率、方便管理、降低成本。但由于接入网是一个公用的网络环境,因此其要求与局域网这样一个私有网络环境会有很大不同,其差别主要体现在用户管理、安全管理、业务管理和计费管理上。如安全管理指的是接入网需要保障用户数据的安全性,隔离携带有用户个人信息的广播消息,防止关键设备受到攻击。所以C校区校园网的接入方案采用LAN接入系统,提供100 Mb/s接入速率。

207   基于以太网技术的宽带接入网由局端设备和用户端设备组成,局端设备在网络中心,用户端设备在楼宇内。局端设备提供与IP骨干网的接口,用户端设备提供与用户终端计算机相接的l0~100Base-T接口。用户端设备不同于以太网交换机,以太网交换机隔离单播数据帧,不隔离广播地址的数据帧,而用户端设备的功能仅仅是以太网帧的复用和解复用。局端设备不同于路由器,路由器维护的是端口-网络地址映射表,而局端设备维护的是端口-主机地址映射表。用户端设备只有链路层功能,工作在复用器方式下,各用户之间在物理层和链路层相互隔离,从而保证用户数据的安全性。局端设备支持对用户的认证、授权和计费以及用户IP地址的动态分配,还具有汇聚用户端设备网管信息的功能。

208 网络设备选型   如前所述,C校区校园网的网络结构从设计上分为核心层、汇聚层和接入层。   核心层具有管理整个网络区域的功能,包括校园网络中心、教学分中心、后勤分中心三个主节点,部署3台主干交换机,选用高可靠性的环型结构,实现分布式均衡承载整个校园网络数据交换的流量。采用双路1~10 Gb/s光缆冗余连接方式,以提高主干线路运行环境的安全性。

209   在网络中心,使用Cabletron公司的Xpedition系列性能极高的第四层交换设备ER16。该设备可提供120个千兆以太网和480个10/100 M以太网端口,并提供公网出口。拥有128 Gb/s的Crossbar(点阵式)交换背板。Crossbar交换背板是业界交换和路由设备中最为先进的交换技术之一。它可以为设备的各个模块之间建立起独占的物理通道,使模块之间的数据传输可以绝对保证带宽。此外,Xpedition系列第四层交换式路由器采用分布式交换路由体系结构,将路由计算和路由转发分布实施。这样,第四层数据通过Xpedition系列的时延小于6×10−9 s,而其吞吐量达到70 Mp/s。提供网管、虚拟网(VLAN)、多路级联IGMP组播等功能。结合Cabletron公司的NetSight网管系统,可以通过网管工作站对整个网络提供实时端口级的管理、拓扑管理、VLAN的配置和管理。同时可以提供基于IP包的计费管理,便于服务供应商的计费。

210   教学分中心与后勤分中心选用Cabletron公司的Xpedition系列SSR8600第四层交换式路由器,其拥有64 Gb/s的CrossBar交换背板,可以提供34 Mp/s的第四层吞吐量,提供30个千兆以太网和240个10/100 M以太网端口,并可以提供2 Mb/s同步端口、54 Mb/s HSSI高速同步端口。

211   ER16和SSR8600之间各通过2条千兆以太网链路并采用Smart Trunking技术和多路OSPF(即MOSPF,MOSPF可以在不同的路由之间进行负载均衡和冗余)技术进行连接,组成一个完全网状(Full Mash)结构,既提供负载均衡又提供冗余,使主干交换机之间组成完全冗余的12 Gb/s极高带宽的主干网。同时,ER16和SSR8600的第四层交换机机制为网络提供了面向应用的网络特性和基于应用的网络安全性。而且,ER16和SSR8600为接入网提供了密度非常高的千兆端口和10/100 M端口。这样,ER16和SSR8600将组成性能卓越、功能强大的校园宽带IP互联网接入网络的校园核心网。

212   C校区校园网汇聚层主要任务是承上启下,上连核心层,下接接入层节点,对各个楼宇提供高速的上联端口。汇聚层的交换机全部选择Cabletron公司Xpedition系列的SSR2000,SSR2000第四层交换式路由器拥有8 Gb/s的CrossBar交换背板,可以提供6 Mp/s的第四层吞吐量,提供8个千兆以太网和32个10/100 M以太网端口。这充分体现了分布式路由思想,可以大大减轻核心层交换机的路由压力,有效地进行路由流量的均衡。汇聚层的中心交换任务是将楼宇中各个接入交换机汇聚在一起,然后提供一条到核心层的上联链路。

213   SSR2000还可以提供2 Mb/s同步端口、54 Mb/s HSSI高速同步端口、ATM和POS等广域网端口。另外,SSR2000的第四层交换机机制和VLAN划分功能为网络提供了面向应用的网络特性和基于应用的网络安全性。   接入层是最终用户(教职工、学生)与即插即用特性的网络接口,它应该非常易于使用和维护。接入层交换机没有太多的限制,但是接入层的交换机或集线器对环境的适应力一定要强。因为许多楼宇的通风、防外界电磁干扰条件不是很好,所以接入层的设备首先应该对恶劣环境有良好的“抵抗力”及稳定性。接入层设备不用追求太多的功能,主张使用性能价格比高的设备。为此,C校区校园网接入层的交换机选用价格相对低廉的国产交换机。

214   其他设备、配件及工具,如光缆可根据图3.2中路由走线的实际距离,计算所需光缆的长度。UTP 5类线缆长度可根据每个楼宇所需长度进行计算。可根据实际安装需要选购配线架(柜)、安装架、理线架、跳线架、配线箱、过线槽跳线、线槽、胶条等。布线工具可包括打线刀、打线钳、压线工具、RJ-45工具、端接工具、测量工具仪表等。   当时C校区校园网核心层交换机的具体配置及网络管理软件的报价见本章附录A,服务器的配置及报价见附录B,各楼宇的布线配置及报价可参照附录C。

215   校园网硬件提供了校园网的物质基础,但仅有硬件是不够的,还必须有使其运转起来的软件系统。建设校园网真正的意义在于能够在教学、科研与管理中发挥作用,而要做到这一点,校园网中的软件环境的建设具有非常重要的作用。本章对于交换设备的配置及软件环境构建都没有做具体的描述,请读者参考其他章节或参考一些网络配置方面的书籍。

216 网络调试运行和验收 线路测试   1.连通测试   布线系统是一种一次到位的设施,一经敷设主体将不再更改,将会使用多年,所以全面而细致的检测是非常必要的。   连通测试注重结构化布线的连接性能,不关心结构化布线的电气特性。

217   连通测试一般是在网络施工过程中,由施工人员边施工边测试,对于在施工过程中产生的线缆损伤、接触不良、串线(串扰)、开路、短路等各种问题能及时发现解决,消除布线中存在的隐患,确保线路质量。
  C校园网中,网络的传输介质主要包括UTP 5类线和光纤,其连通测试的方法也是不同的。光纤的连通性测试比较简单,只需在光纤一端导入光线(如手电光),在光纤的另外一端看看是否有光闪即可。连通性测试的目的是为了确定光纤中是否存在断点,一般在施工前购买光缆时都采用这种方法进行简易的光缆检测。

218   在UTP 5类线的连通性测试中,对于开路、短路、接错线(反接、错对)问题,可用一般万用表的电阻挡测试。而对于串扰只有用电缆测试仪(如Fluke的620/DSPl00)才能检查出来。所谓串扰就是将原来的两对线分别拆开而又重新组成新的绕对,使相邻线路的信号传输成为相反方向,从而使近端串扰(NEXT)急剧增加。EIA/TIA 568A和EIA/TIA 568B连接方式的主要区别体现在双绞线线序排列的顺序不同。其所以规定不同的排列线序,主要是为了控制相邻线路的信号传输成为相同方向,达到减小串扰对的目的。因为串扰这种故障的连通性是好的,所以用万用表是查不出来的。此外,串扰故障有时不易发现是因为当网络低速运行或流量极低时其表现不明显,而当网络繁忙或高速运行时其影响极大,导致NEXT超标。

219   2.认证测试   电缆的认证测试是测试电缆的安装、电气特性、传输性能、设计、选材以及施工质量情况。例如UTP 5类线缆的两端是否按照有关规定正确连接,电缆的走向如何等。   通常结构化布线的通道性能不仅取决于布线的施工工艺,还取决于采用的线缆及相关连接硬件的质量,所以对结构化布线必须要做认证测试。此外,电缆安装是一个以安装工艺为主的工作,与具体施工者的安装技术也有一定的关系,为确保线缆安装满足性能和质量的要求,也必须进行认证测试。

220   认证测试并不能提高布线系统的通道性能,只是确认所安装的线缆、相关连接硬件及其工艺能否达到设计要求。只有使用能满足特定要求的测试仪器并按照相应的测试方法进行测试,所得结果才是有效的。
  电缆的认证测试是指电缆除了正确的连接以外,还要满足有关的标准,即安装好的电缆的电气参数(例如衰减、NEXT等)是否达到有关规定所要求的指标。关于UTP 5类线缆的现场测试指标可参照ANSI/TIA/EIA PN3287 即TSB67《非屏蔽双绞线敷设系统现场测试传送性能规范》进行测试。该标准对UTP 5类线的现场连接和具体指标都作了规定,同时对现场使用的测试器也作了相应的规定。对于网络用户和网络安装公司或电缆安装公司都应对安装的电缆进行测试,并出具可供认证的测试报告。

221   对布线工程中的光纤或光纤系统,其验证测试的主要指标是衰减,包括测量光纤输入功率和输出功率,分析光纤的衰减/损耗,确定光纤连续性和发生光损耗的部位等。实际测试时还包括光缆长度和时延等内容。光纤本身的种类很多,但光纤及其系统的基本测试方法大体上都是一样的,所使用的设备也基本相同。

222   进行光纤的各种参数测量之前,必须做好光纤与测试仪器之间的连接。目前,有各种各样的接头可用,但如果选用的接头不合适,就会造成损耗,或者造成光学反射。例如,在接头处,光纤不能太长,即使长出接头端面不足1 mm,也会因压缩接头而使之损坏。反过来,若光纤太短,则又会产生气隙,影响光纤之间的耦合。因此,应该在进行光纤连接之前,仔细地平整及清洁端面,并使之适配。