第 10 章 網路規劃與佈線

1. 第10章 網路規劃與佈線

2. 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？

3. 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？

4. 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

5. 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

6. 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）

7. 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

8. 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

9. 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

10. 設備選擇的因素（續） 圖10-2　網路內部連線

11. 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

12. 設備選擇的因素（續） 圖10-3　決定LAN交換器的備援

13. 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

14. 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

15. 設備選擇的因素（續） 圖10-5Cisco路由器

16. 設備的互連 • LAN和WAN：取得連線 • 建立LAN連線 • 建立WAN連線

17. 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

18. LAN和WAN：取得連線（續） 圖10-6LAN佈線區域

19. 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）

20. 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

21. 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）

22. 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）

23. 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

24. LAN和WAN：取得連線（續） 圖10-7　媒體類型

25. 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）

26. 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

27. 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

28. 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

29. LAN和WAN：取得連線（續） 表10-1　媒體標準、纜線長度與頻寬

30. 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

31. 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

32. 建立LAN連線 • UTP的連線都應該依循EIA/TIA所訂的標準

33. 圖10-9RJ-45之T568A和T568B終端的連接頭

34. 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

35. 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

36. 圖10-10　平行纜線

37. 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）

38. 圖10-11　交叉纜線

39. 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

40. 圖10-12　在網路上平行纜線和交叉纜線的使用方式

41. 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

42. 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）

43. 建立WAN連線（續） 圖10-13WAN的連線類型

44. 建立WAN連線（續） 圖10-14WAN連線的類型：序列

45. 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。

46. 建立WAN連線（續） 圖10-16DCE與DTE之間的WAN序列連線

47. 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

48. 建立WAN連線（續） 圖10-17　序列DCE和DTE的Rx和Tx交叉

49. 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

50. 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