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第 10 章 網路規劃與佈線

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第 10 章 網路規劃與佈線 - PowerPoint PPT Presentation


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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.

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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?
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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?
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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
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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
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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)
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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

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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
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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
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設備選擇的因素(續)

圖10-2 網路內部連線

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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
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設備選擇的因素(續)

圖10-3 決定LAN交換器的備援

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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

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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
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設備選擇的因素(續)

圖10-5Cisco路由器

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設備的互連
  • LAN和WAN:取得連線
  • 建立LAN連線
  • 建立WAN連線
lan wan
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 wan1
LAN和WAN:取得連線(續)

圖10-6LAN佈線區域

lan wan2
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 wan3
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 wan4
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 wan5
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 wan6
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 wan7
LAN和WAN:取得連線(續)

圖10-7 媒體類型

lan wan8
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 wan9
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 wan10
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 wan11
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 wan12
LAN和WAN:取得連線(續)

表10-1 媒體標準、纜線長度與頻寬

lan wan13
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 wan14
LAN和WAN:取得連線(續)
  • 電磁干擾(EMI)與無線電頻率干擾(RFI)
    • 當選擇一個媒體類型時,都必須將電磁干擾(EMI)和無線電頻率干擾(RFI)納入考量
    • 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
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建立LAN連線
  • UTP的連線都應該依循EIA/TIA所訂的標準
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建立LAN連線(續)
  • 介面的類型
    • UTP介面:MDI或MDIX
    • MDI使用正常的乙太網路腳位,其中腳位1和2是用於傳輸資料,腳位3和6是用於接收資料。電腦、伺服器或路由器等設備都是使用MDI介面
    • 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
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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
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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)
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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
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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
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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)
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建立WAN連線(續)

圖10-13WAN的連線類型

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建立WAN連線(續)

圖10-14WAN連線的類型:序列

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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。
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建立WAN連線(續)

圖10-16DCE與DTE之間的WAN序列連線

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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
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建立WAN連線(續)

圖10-17 序列DCE和DTE的Rx和Tx交叉

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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
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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

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多少個網路?
  • 管理廣播的交通量
  • 不同的網路需求
  • 安全性
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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
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多少個網路?(續)

圖10-18 五個子網路

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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
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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
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計算子網路
  • 計算位址:案例1
  • 計算位址:案例2
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計算位址:案例1
  • 172.16.0.0和255.255.252.0

圖10-19 網路拓樸

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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

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計算位址:案例1(續)

圖10-20 非VLSM的位址

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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
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計算位址:案例1(續)

表10-2 非VLSM位址範圍的配置

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計算位址:案例1(續)
  • VLSM的位址計算與配置

圖10-21VLSM的位址

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計算位址:案例1(續)

表10-3VLSM位址範圍的子網路

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計算位址:案例2

圖10-22 依據主機需求來計算位址

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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
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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
    • 網路E使用子網路1:192.168.1.32 /27,主機位址範圍從33到62
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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
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設備的互連
  • 設備介面
  • 進行設備管理的連線
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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
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設備介面(續)

圖10-23 範例設備的介面

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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
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進行設備管理的連線

圖10-24 設備管理連線

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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
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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
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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
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