局域网技术与设计探析

梁晶

摘 要：互联网技术不断发展，网络相关设备不断完善，技术不断进步。伴随而来的局域网也不断得到发展。局域网是互联网技术的有效补充。人们通过互联网可以在家中获取世界各地的信息与资源。而局域网的作用不同，在一定的地理区域内，和共同工作的或者共同联系的好友建立免费的连接，同时可以让网络的连接速度得到大幅度的提升，适合部门、企业、好友的生活工作需要。该文从局域网的定义谈起，简述了局域网的作用与意义，阐明了局域网的优势，同时在设计方面就拓扑结构设计、局域网安全设计、划分原则等方面进行了较为详细的阐述。

关键词：交换机 拓扑结构 防火墙 子网划分

中图分类号：TP3 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）02（c）-0135-02

1 定义简介

局域网，从字面能够理解其含义。为了加深理解，笔者由浅入深地进行说明。计算机网络有若干种划分方法，而从地理距离和范围角度划分就可以划分成广域网络、城域网络、局域网络。那么从范围来讲，局域网络相对覆盖范围较小。但是从严格定义来说，它仍然可以覆盖几千米以内的范围，这对于企业和周边好友来说，已经完全可以满足需求了。可想而知，在几千米的范围内可以容纳多少台计算机，这个数量是不可小觑的。

局域网的传输介质是局域网形成的关键，简单说局域网形成是需要通过硬件设备和铺设线路完成的。而线路使用的材料就是局域网的传输介质。介质的种类较多，通常包含双绞线，这适用于少量的机器搭建局域网络；同轴电缆，质量较双绞线要高，造价也相对较高；而光纤当然是传输速度最快的传输介质。三者各有优劣，可以根据实际需要选用。同时从无线和有线角度还可以划分为无线局域网和有线局域网。其实无线与有线并不是说有的局域网不需要传输介质。所谓的无线局域网是通过一些特殊波长的广播作为局域网传播介质，具有一定的特殊性，但从原理角度讲，并无不同。

2 局域网的拓扑结构设计

把局域网比喻成一张实际的网，那么拓扑结构就可以理解成为这张网的形状与结构特点。文章将逐一进行说明。

首先，集线拓扑结构，所有的局域网客户端（计算机）都是通过一条直线类型的管道相互连接，那么数据信息的传送是每个人都可以发送，发送后有前后两个方向，用户容易获得。但人们也容易找到这种拓扑结构的缺点，一旦管道某处损坏，那么就相当于不再连通，信息也就无法通畅传送。总体分析，这种拓扑结构在线路铺设时容易实现，故障点容易排查，出现网络整体瘫痪的可能性小。

其次，星型拓扑结构，从外型特征来看，可比喻成一颗五角星，当然不局限于五角。在这个星星的中心是局域网的服务器，所有请求都传送到服务器中，再由中心的星（服务器）给出应答，实现整个网络的通信。这种拓扑结构的特点是，中心服务器工作压力大，一旦中心位置损坏，那么整个局域网络无法通信，故障排查也较为简单。

再次，环形拓扑结构，如同一个圆环，所有信息在圆环中传送。缺点是一旦出现断环就无法传递信息，但是在实际工作中，多设置双环，也就是有内环和外环。当一个断点出现时候，其内环或外环仍然可以继续工作。这里为了说明局域网信息传送规则，简单说明令牌环网的作用，不做过深探究。

已经说明信息在环中传送，如果多个终端用户同时传送，就会造成环内信息堵塞及相互冲突，使得信息无法传送。就如同交通堵塞或撞车效果。那么就要有所限制，这就是令牌环网的作用，让令牌在环内游走，当终端有发送信息要求时候，等候令牌，获得后可以发送消息。当然为了避免死锁，这里还使用多路侦听、冲突检测的方法，保证发送正常有序進行。该文不做过多介绍。

最后，树形拓扑结构，可以进行多分支之间的连接，分支与分支之间的连接如同一个树干的形状，所以称之为树型拓扑结构，也称为网状结构或者蜂巢结构。

3 局域网的优点

首先，地理范围覆盖小，所以传送数据过程中丢失的可能性小，传输保障高。其次，和外围互联网相比，用户数量很少，所以网络拥挤可能小，传输数据的限制低，能够高速传输数据。再次，局域网划分灵活，适合企业和个人多种用户使用。最后，总体造价不高，便于实现。

4 局域网设计中数据安全性保证

局域网不是完全与互联网隔绝的。可以将局域网看作是内网，它也是需要跟外界进行联系和通信的。而内网的安全可信度较高。所以要保证局域网的安全性，就要隔断外网的病毒，与安全可靠的网站相互传送信息，这可以采用安装杀毒软件和防火墙的方法。而且内网的交换机和路由器设备都可以安设防火墙。既可以采用堡垒主机的防火墙体系结构，也可以用双重宿主结构，还可以设计安全性较高的内外网双重防火墙体系结构。安装防火墙的目的是设置通信栅栏，只用于信赖的网站交互，只让安全的信息进入内网。

5 局域网总体设计规则

局域网设计是一项比较复杂的系统工程，它包括局域网的总体规划、软件的可行性、硬件的配置以及人员培训等诸多方面。因此局域网建设工作中必须处理好实用与发展、建设与管理、使用与培训等之间的关系，从而使局域网的建设工作健康稳定地开展。另外，在局域网的设计中，本着以下设计原则。（1）应用原则。局域网的设计应遵循“实际应用”的原则，应用从实际情况出发，在应用的基础上设计局域网，使之达到使用方便且能产生效益的目的。（2）先进性原则。局域网设计时，最好采用当前国际成熟的主流技术以及相关的标准，必须要考虑到将来能够满足对网络带宽的需要。（3）可扩展原则。可扩展是指网络规模和带宽的扩展能力，也是设计中必须加以考虑的，因此，不论大型企业还是中小企业，高等院校还是中小学，网络扩展是必须要考虑的因素。（4）可管理原则。局域网设计时，应尽量考虑方便日后对网络的维护和管理，应选取交易操作的系统。（5）高性价比。网络能高效地进行信息传输、信息共享及与互联网的通讯，确定建设网络的成本以及日后的维护成本，都是一个必须考虑的问题。

6 子网划分介绍

介绍了局域网总体划分原则后，还要介绍了子网的划分，互联网可以有子网，局域网也可以看作大的子网或者内网，根据工作性质的不同，相关人群的不同可以划分成不同的子网或者小局域网。这就要了解子网划分的方法，要从B类或者C类IP地址中，根据主机数目的需求，根据不同部门的子网划分数量要求，进行子网编码。子网划分是从原有的IP地址中拿出若干位置，进行新的子网的设立。同时根据位数的不同，对子网容纳主机的数目会有所限制。感兴趣的网络爱好者，可以查阅相关资料，文中给出指引，篇幅有限不一一赘述。

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