局域網技術與設計探析

梁晶

摘 要：互聯網技術不斷發展，網絡相關設備不斷完善，技術不斷進步。伴隨而來的局域網也不斷得到發展。局域網是互聯網技術的有效補充。人們通過互聯網可以在家中獲取世界各地的信息與資源。而局域網的作用不同，在一定的地理區域內，和共同工作的或者共同聯系的好友建立免費的連接，同時可以讓網絡的連接速度得到大幅度的提升，適合部門、企業、好友的生活工作需要。該文從局域網的定義談起，簡述了局域網的作用與意義，闡明了局域網的優勢，同時在設計方面就拓撲結構設計、局域網安全設計、劃分原則等方面進行了較為詳細的闡述。

關鍵詞：交換機 拓撲結構 防火墻 子網劃分

中圖分類號：TP3 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）02（c）-0135-02

1 定義簡介

局域網，從字面能夠理解其含義。為了加深理解，筆者由淺入深地進行說明。計算機網絡有若干種劃分方法，而從地理距離和范圍角度劃分就可以劃分成廣域網絡、城域網絡、局域網絡。那么從范圍來講，局域網絡相對覆蓋范圍較小。但是從嚴格定義來說，它仍然可以覆蓋幾千米以內的范圍，這對于企業和周邊好友來說，已經完全可以滿足需求了。可想而知，在幾千米的范圍內可以容納多少臺計算機，這個數量是不可小覷的。

局域網的傳輸介質是局域網形成的關鍵，簡單說局域網形成是需要通過硬件設備和鋪設線路完成的。而線路使用的材料就是局域網的傳輸介質。介質的種類較多，通常包含雙絞線，這適用于少量的機器搭建局域網絡；同軸電纜，質量較雙絞線要高，造價也相對較高；而光纖當然是傳輸速度最快的傳輸介質。三者各有優劣，可以根據實際需要選用。同時從無線和有線角度還可以劃分為無線局域網和有線局域網。其實無線與有線并不是說有的局域網不需要傳輸介質。所謂的無線局域網是通過一些特殊波長的廣播作為局域網傳播介質，具有一定的特殊性，但從原理角度講，并無不同。

2 局域網的拓撲結構設計

把局域網比喻成一張實際的網，那么拓撲結構就可以理解成為這張網的形狀與結構特點。文章將逐一進行說明。

首先，集線拓撲結構，所有的局域網客戶端（計算機）都是通過一條直線類型的管道相互連接，那么數據信息的傳送是每個人都可以發送，發送后有前后兩個方向，用戶容易獲得。但人們也容易找到這種拓撲結構的缺點，一旦管道某處損壞，那么就相當于不再連通，信息也就無法通暢傳送。總體分析，這種拓撲結構在線路鋪設時容易實現，故障點容易排查，出現網絡整體癱瘓的可能性小。

其次，星型拓撲結構，從外型特征來看，可比喻成一顆五角星，當然不局限于五角。在這個星星的中心是局域網的服務器，所有請求都傳送到服務器中，再由中心的星（服務器）給出應答，實現整個網絡的通信。這種拓撲結構的特點是，中心服務器工作壓力大，一旦中心位置損壞，那么整個局域網絡無法通信，故障排查也較為簡單。

再次，環形拓撲結構，如同一個圓環，所有信息在圓環中傳送。缺點是一旦出現斷環就無法傳遞信息，但是在實際工作中，多設置雙環，也就是有內環和外環。當一個斷點出現時候，其內環或外環仍然可以繼續工作。這里為了說明局域網信息傳送規則，簡單說明令牌環網的作用，不做過深探究。

已經說明信息在環中傳送，如果多個終端用戶同時傳送，就會造成環內信息堵塞及相互沖突，使得信息無法傳送。就如同交通堵塞或撞車效果。那么就要有所限制，這就是令牌環網的作用，讓令牌在環內游走，當終端有發送信息要求時候，等候令牌，獲得后可以發送消息。當然為了避免死鎖，這里還使用多路偵聽、沖突檢測的方法，保證發送正常有序進行。該文不做過多介紹。

最后，樹形拓撲結構，可以進行多分支之間的連接，分支與分支之間的連接如同一個樹干的形狀，所以稱之為樹型拓撲結構，也稱為網狀結構或者蜂巢結構。

3 局域網的優點

首先，地理范圍覆蓋小，所以傳送數據過程中丟失的可能性小，傳輸保障高。其次，和外圍互聯網相比，用戶數量很少，所以網絡擁擠可能小，傳輸數據的限制低，能夠高速傳輸數據。再次，局域網劃分靈活，適合企業和個人多種用戶使用。最后，總體造價不高，便于實現。

4 局域網設計中數據安全性保證

局域網不是完全與互聯網隔絕的。可以將局域網看作是內網，它也是需要跟外界進行聯系和通信的。而內網的安全可信度較高。所以要保證局域網的安全性，就要隔斷外網的病毒，與安全可靠的網站相互傳送信息，這可以采用安裝殺毒軟件和防火墻的方法。而且內網的交換機和路由器設備都可以安設防火墻。既可以采用堡壘主機的防火墻體系結構，也可以用雙重宿主結構，還可以設計安全性較高的內外網雙重防火墻體系結構。安裝防火墻的目的是設置通信柵欄，只用于信賴的網站交互，只讓安全的信息進入內網。

5 局域網總體設計規則

局域網設計是一項比較復雜的系統工程，它包括局域網的總體規劃、軟件的可行性、硬件的配置以及人員培訓等諸多方面。因此局域網建設工作中必須處理好實用與發展、建設與管理、使用與培訓等之間的關系，從而使局域網的建設工作健康穩定地開展。另外，在局域網的設計中，本著以下設計原則。（1）應用原則。局域網的設計應遵循“實際應用”的原則，應用從實際情況出發，在應用的基礎上設計局域網，使之達到使用方便且能產生效益的目的。（2）先進性原則。局域網設計時，最好采用當前國際成熟的主流技術以及相關的標準，必須要考慮到將來能夠滿足對網絡帶寬的需要。（3）可擴展原則。可擴展是指網絡規模和帶寬的擴展能力，也是設計中必須加以考慮的，因此，不論大型企業還是中小企業，高等院校還是中小學，網絡擴展是必須要考慮的因素。（4）可管理原則。局域網設計時，應盡量考慮方便日后對網絡的維護和管理，應選取交易操作的系統。（5）高性價比。網絡能高效地進行信息傳輸、信息共享及與互聯網的通訊，確定建設網絡的成本以及日后的維護成本，都是一個必須考慮的問題。

6 子網劃分介紹

介紹了局域網總體劃分原則后，還要介紹了子網的劃分，互聯網可以有子網，局域網也可以看作大的子網或者內網，根據工作性質的不同，相關人群的不同可以劃分成不同的子網或者小局域網。這就要了解子網劃分的方法，要從B類或者C類IP地址中，根據主機數目的需求，根據不同部門的子網劃分數量要求，進行子網編碼。子網劃分是從原有的IP地址中拿出若干位置，進行新的子網的設立。同時根據位數的不同，對子網容納主機的數目會有所限制。感興趣的網絡愛好者，可以查閱相關資料，文中給出指引，篇幅有限不一一贅述。

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