第七章网络系统设计与综合布线
本节将以校园网为实例，详细讲述有关网络设计的目标和原则
对于一个具体的网络工程项目来说，首先进行的应该是网络方案论证。根据用户需求，结合计算机技术、通信技术、网络技术进行科学论证，提出工程方案。只有这样才能确保项目工程第一步是成功的。因此，网络设计的目标就是向用户和工程人员提供详尽的、科学的工程方案。
网络工程项目方案是经过分析、论证、设计之后提交给用户和工程施工人员的书面文档。一般由以下几部份组成：用户需求分析、网络结构设计、综合布线设计、网络功能系统设计、系统预算、售后服务以及工程设计和施工的资格证明，等等。其中，网络结构设计、综合布线设计、网络功能系统设计将在7.2和7.3节中进行详细讲述。
1.用户需求分析
用户建设网络总是有自己的目的，也就是说要解决什么样的问题。用户的问题往往是实际存在的问题或是某种要求。用户需求分析就是通过专业技术人员把用户的需求用网络工程的语言描述出来，以便进一步论证和设计。通过分析，将用户的需要转化为明确的系统目标，包括总体目标和功能目标。
2.系统预算
系统预算确定网络工程预期建设费用,包括网络硬件设备与软件费用、工程材料费用、安装施工费用、测试费用、运行维护费用、培训费用等在激烈的市场竞争中，计算机网络公司通过科学、实用且预算适中的设计方案夺得网络工程竞标合同项目。
1.经济性原则
少花钱，多办事，完善系统功能，提高系统档次，尽量减轻投资负担，优先选择性价比高的方案，降低系统造价；
2.先进性原则
采用先进的设计思想，选用先进的网络设备，使网络在今后一定时期内保持技术上的先进性。
3.实用性原则
选用成熟技术和设备，不盲目追求高档，而是要求系统实用并能切实解决实际问题；
4.可靠性原则
选用高集成设备，同时系统采用容错技术，能够满足长时间连续运行的要求；
5.开放性原则
技术方案和设备必须具有良好的互联、互操作能力及升级能力，必须遵循最新的国际标准、国家标准和行业标准，必须遵循开放的原则；
6.可扩展性原则
系统的设计在充分考虑当前情况的同时，必须考虑到今后较长时期内业务发展的需要,考虑将来升级和扩展的需要；
7.安全性原则
网络系统必须具有完备的安全保护措施和严格的用户权限管理功能，对外必须有完备的安全防范措施，必须建立符合安全标准的安全措施，能够严格有效地防止外来非法用户入侵，能够避免遭受攻击或遭到攻击时能够报警，必须能够有效地防止失密情况组网技术介绍。
8.可管理性原则
网络系统应具有良好的可管理性，使网络管理人员能很方便及时地掌握诸如网络结构、网络性能统计、网络故障等信息，能简便地对网络进行配置和调整，确保网络运行正常。
在对校园网建设进行需求分析时，首先要了解的是学校计算机网络现状，到现场察看网络地理布局，最后列出明确的系统目标。下面以四川省某一中学为实例进行分析：
该校现状
该校有教学楼、行政综合楼、实验楼、图书科技楼、学生公寓（扩建中）、体育馆（扩建中）教师家属楼等。其中设有实验室、微机室、电教室、图书阅览室等专业馆室，拥有多种先进的教育手段和设施。学校有一个结构简单的局域网，只有微机室的计算机能进入该网络。所有这些为教育信息化网络建设打下了良好的基础。但是，目前学校的计算机及网络应用水平还相对较低，只有一些简单的计算机教室，CAI教室和电化教室，没有一个全校范围的网络和多媒体网络教室。这就大大限制了在全校范围内推广实现较先进的计算机应用系统，限制了全校性的教学信息资源的共享。
该校已充分认识到Internet给学校带来的经济和社会效益，决定组建一个覆盖整个校园的现代化计算机信息网络系统，并和Internet网络相连接，以满足学校教学、管理、研究的需要，充分发挥信息资源共享、内外交流的优势，提高教学和管理效率,实现教学信息化、办公自动化、信息资源化、传输网络化、管理科学化的现代化办学目标。
地理布局
该校现有教学楼2座、行政综合楼1座、实验楼1座、图书科技楼1座、学生公寓（现有2座，将新建1座）、体育馆（1座，正扩建中）、教师家属楼（4座）等。其中，实验楼的1～2楼是实验室，有6个；3～4楼为微机室，有4个。图书科技楼的1～3楼为图书陈列和阅览室，3个阅览室；4楼为2个不完善的多媒体教室。该校各主要大楼的布局如图7-1所示。
图7-1 大楼布局
系统目标
⑴总体目标
根据“整体规划，分步建设”及“先进、实用”的原则，学校拟订了校园网建设的总体目标。在2003年内学校将建成整个校园网，实现教育手段的现代化，利用计算机手段进行教育、管理，改变封闭教育环境和传统教学方法，培养新型教师和学生，推动素质教育。
⑵功能目标
整个校园网应达到或者略高于教育部颁发的校园网标准，建成的校园网在四川省内处于领先地位，达到全国的先进水平。具体目标为：
·实现校园内部网络互连互通，信息共享；
·建成交互式双向多媒体教学系统；
·建成多媒体网络教室；
·建成电子图书馆，3个阅览室全部建设成电子阅览室；
·各教研室建成电子备课室；
·建成语音教室；
·建成多功能会议厅；
·实现信息、视频的点播功能；
·支持教学课件制作和播放；
·实现学校教学和教务的计算机管理；
·实现学校的办公自动化；
·网络可划分虚拟专用网，实现用户按功能分类控制功能，保证网络应用的安全；
·通过长城宽带接入INTERNET；
在完成用户需求分析、明确了用户的目标之后，接下来就是要进行网络的结构设计。本节将以校园网为例详细讲述如何完成网络结构设计，包括网络拓扑结构的选择，网络设备与网络软件的选择。
网络的拓扑结构是抛开网络电缆的物理连接来讨论网络系统的连接形式。拓扑图给出网络服务器、工作站的网络配置和相互之间的连接。网络拓扑结构的相关知识在本书前面章节已经讲述。
网络拓扑结构的设计是没有唯一模式的，是没有对与错之分的，设计时只要充分考虑用户的需求，灵活使用网络原理，满足安全、可靠、实用、可管理的原则就行了。下面还是以校园网为例讲解如何确定其拓扑结构。
该校有教学楼、行政综合楼、实验楼、图书科技楼、学生公寓（扩建中）、体育馆（扩建中）教师家属楼等，这些大楼使学校教学、管理、科研等功能相对独立。4个微机室已经连接成一个局域网。在这种情况下，将网络拓扑结构确定为星形结构比较合理，整个校园网的架构采用三级交换，即：首先网络中心到各功能大楼构建1000Mbps主干交换；然后每个功能大楼到各楼层构建100Mbps楼层交换；最后，构建10M/100M桌面交换。如图7-2所示，详细说明如下
1.行政综合大楼:
集中了学校所有行政办公室和教研室，也可组成一个局域网络，通过其服务器与中心机房相连接。这样可减少学校管理系统对中心机房的依赖，更能有效保证行政网络系统的正常运行。其中，有些部门的计算机（如教务、教育部门）相对比较集中,可以构建桌面交换,连接到主干交换机上。
2.图书科技楼:
包括了电子阅览室、多媒体教室以及拟建的多功能会议室。其网络的主要特性是本地交换，也可设置成局域网，减少中心机房服务器的负担。其中，各自的计算机较集中，可以构建桌面交换，再连接到主干交换。
3.其余大楼:
如教学大楼、学生公寓、教师家属楼网络需求较为分散，直接通过交换机连接到中心机房的服务器。学校所有计算机通过中心机房的服务器连接长城宽带，接入Internet网络。
图7-2 校园网拓扑结构
在确定网络的拓扑结构后,接下来就是选择网络硬件设备。这是网络设计的关键环节，因为网络硬件设备的性能决定网络系统稳定性、可靠性等。在选择网络硬件设备时还得考虑用户的承受力，网络硬件设备的性价比是所设计的方案能否被用户接受的重要因素。对于一个网络系统来说，硬件设备主要包括网络的传输介质、接入设备和服务器。
1.选择传输介质
传输介质,也就是网络的通信线路。对于固定的工作站点,一般考虑有线通信线路，对于频繁移动或临时使用的站点,可考虑无线通信（有关无线通信技术可参考本书第十章）。有线网络通信线路的选择必须考虑网络的性能、价格、使用规则、安装的容易性、可扩展性及其他一些因素。目前，在有线通信线路上使用的传输介质有双绞线、同轴电缆和光导纤维。关于传输介质的详细知识，参考本书前面章节。
2.选择接入设备
网络接入设备，连接计算机与计算机或连接工作站与服务器,包括：传输介质连接设备（如连接双绞线的RJ-45头和RJ-45接口）、网络适配器（俗称网卡）、中继器、集线器、路由器、交换机、网桥、网关等等。
选择网络接入设备时要充分考虑用户数据的流量、工作站点与服务器的距离等。
3.选择服务器
服务器是网络的核心，一般分为文件服务器、打印服务器、Web服务器、数据库服务器、电子邮件服务器等。根据网络系统的规模、用户的应用需求选择服务器。
布线系统配置设备显示动画
4.实例：校园网的硬件系统设计：
根据需求，该校校园网设计的出发点是：首先网络中心到各功能大楼构建1000Mbps主干交换；然后每个功能大楼到各楼层构建100Mbps楼层交换；最后，构建10M/100M桌面交换。因此网络中心要设至少1个1000M交换机。
实验楼上有6个实验室、4个微机室，共206个工作站点（6*1+4*50）。实验室对中心交换机的需求主要是调用教学课件与视频。微机室的主要用途是学生进行计算机、Internet学习，它对中心交换机的主要需求是学生访问校园网服务器、Internet以及教师机对计算机教学课件的调用。微机室的计算机已经连接成10Mbps网络，只需稍加改造，即设置10M/100M自适应交换机通过本地服务器连接到中心机房。其中，实验室的各工作站点（共6个，每个实验室1个）直接连接到该交换机上，微机室的各工作站点通过原有集线器连接到该交换机上。
行政综合楼包括：办公管理系统20个工作站点、课件制作及备课室共10
个工作站点。行政综合楼的工作站点主要用于学校管理和教研，虽然在网络建设后初期，对互联网的访问流量不大，但潜在需求不可估算，而且随意学校发展，可能需要增加工作站点。因此，为减少学校管理系统对网络中心的依赖，有效保证行政网络系统的正常运行，可组成一个局域网络，利用2个24口的10M/100M
自适应交换机与本地服务器连接。为保证网络的先进性可选用1个1000M交换机与网络中心连接。
图书科技楼包括了电子阅览室3个、多媒体教室2个以及拟建的功能会议室1个。图书管理系统5个工作站点、电子阅览室150个工作站点、多媒体教室100个工作站点、多功能会议室30个工作站点，多媒体教室主要用途是进行多媒体教学，它对中心交换机的主要需求是教室机对课件库的调用、视频点播；电子阅览室的主要功能是教师和学生对电子图书的查阅；多功能会议室主要利用网络进行会议讨论和交流。为了减轻中心网络的负担，可利用12个24口的10M/100M 自适应交换机将图书科技楼各工作站点组成局域网，再选用1个1000M交换机与网络中心连接。
教学楼有40个教室，其需求主要是调用网络中心的课件库和视频点播，这样40个工作站点可使用2个24口10M/100M自适应交换机接入网络中心。
其它工作站点的连接，可根据实际情况添加。
本着实用性原则，由分析确定了1000M交换机3个，100M交换机17个。这样，在网络设计部分实现了校园网所有工作站点100M全交换（除微机室外）和中心主干的1000M交换。
根据确定的数据交换设备，可选择超5类双绞线作传输介质，再选择匹配的网卡。本着经济性原则，为降低网络系统造价，可选择性价比较高的TP-Link
网卡、交换机等相关产品。服务器可选择国产联想专用服务器。如图7-3所示。
图7-3 TP-Link 10/100/1000Mbps两款交换机
选择网络软件系统主要是确定哪种网络操作系统、使用哪种网络通信协议。网络操作系统主要有UNIX 、Novell公司的Netware、Microsoft公司的Windows NT/2000/XP、Linux等。关于网络操作系统、网络通信协议的相关知识，在本书前面章节已讲述，可参阅相关章节。
选择网络操作系统时首选应根据应用目的、具体的应用情况（包括安全性、稳定性、可靠性和以后网络升级的需要等）来选择，然后考虑网络操作系统的性能、
安全性、稳定性、可靠性以及易用性等。网络通信协议一般选用TCP/IP协议。
例如，对于校园网来说，服务器操作系统可同时使用Windows 2000系统和Linux系统。Windows 2000易用,对用户只须经短期培训即实现管理与维护,可用于二级服务器。Linux系统稳定，费用低，可用作网络中心服务器。这样的选择既保证了系统的所有要求，又降低了工程预算。
完成网络结构设计后，如何完成网络布线就成了一个十分重要的问题。据统计，在局域网所出现的网络故障中，有75%以上都是由网络传输介质引起的。因此，解决好网络布线问题将对提高网络系统的可靠性起到至关重要的作用。本节将详细讲述有关综合布线的概念、组成、设计、安装。
网络布线（信息中心）视频
在信息社会中，一座现代化的大楼内除了安装有电话、传真、空调、消防、动力电线、电视闭路光纤之外，计算机网络通信线路也是必不可少的。布线系统的对象是建筑或楼宇内的传输网络，使用话音和数据通信设备、交换设备和其他信息管理系统彼此相连，也能使用这些设备与外部通信网络连接。于20世纪80年代末发展起来的综合布线是一个用于语音、数据、影像和其他信息技术的标准结构化布线系统，主要使用双绞线、光缆作传输媒体。
结构化的综合布线系统与传统布线系统相比有如下主要优点：
1.结构清晰、便于管理和维护
传统的布线方法是将各种各样设备的布线分别进行设计和施工，如电话、消防、安全报警、能源管理系统等都是独立进行的。拉线时在墙上打洞，在室外挖沟，真可谓“填填挖挖挖挖填，修修补补补补修”，不但造成难以管理，布线成本高，而且功能不足，不适应发展的需要。综合布线就是针对这些缺点而采取的标准化措施，实现统一材料、统一设备、统一布线、统一安装施工，使结构清晰，
便于管理和维护。
2.材料统一先进、适应今后的发展需要
综合布线系统采用了先进的材料，如超五类非屏蔽双绞线，其传输速率在100Mbps以上，完全能够满足用户未来10年以上的发展需要。
3.灵活性强、适应各种不同的需要
综合布线系统使用起来非常灵活。一个标准的插座既可接入电话，又可用来连接计算机，也适应各种不同的拓扑结构的局域网。
4.便于扩充、节约费用，提高了系统的可靠性
综合布线系统采用的冗余布线和星形布线方式既提高了设备的工作能力又便于用户扩充。传统布线使用的线材比综合布线的线材便宜，但在统一布线的情况下，统一施工、统一测试可减少用料和施工费用，大大提高系统的可靠性。
进行综合布线设计之前，先来了解综合布线的组成。
图7-4 综合布线系统
根据国际标准EIA/TIA 568A的规定，综合布线系统一般划分为六个子系统：工作区子系统、水平布线子系统、干线子系统、设备间子系统、管理子系统、建筑群子系统。如图7-3所示。
1.工作区子系统
工作区是指从信息出口到终端设备之间所包括的各种布线设备，如各种适配器、平衡器等，常用终端设备是计算机、电话、报警探头、摄像机、监视器、传感器件、音响等；
2.水平子系统
实现信息插座和管理子系统(如配线架)间的连接，包括信息插座、水平传输介质和端接水平线的配线架。常用信息插座为RJ-45，传输介质为屏蔽、非屏蔽8芯双绞线或光纤。
3.干线子系统
实现计算机设备，程控交换机 ( PBX )，监控中心与各管理子系统间的连接，也实现楼与楼之间的连接，常用介质是多对数双绞线电缆或光缆。
4.设备间子系统
主要是放置计算机系统设备，网络集线器 ( HUB )，程控交换机，楼宇自控中心设备，音响输出设备，闭路电视控制装置和报警控制中心等等。
5.管理子系统
它是由交叉连接的端接硬件(如配线架)和色标规则组成，以提供对所有系统的连接和对与其相连信息插座的功能进行灵活的管理，它是水平系统的终端，可以包括用于连接主干的跳线架和用于本地的电信设备，并包含系统管理文档。
6.建筑群子系统
包括线缆、连接设备、保护设备以及其他用于与室外连接的设备等。
EIA-TIA排列显示动画
综合布线系统设计的目的是为网络工程施工方提供详细的施工方案，也为用户提供布线预算以及将来进行系统管理维护所需的技术资料。布线设计方案应该具备功能齐全（可传输语音、视频、数据）、实用、性能先进、节省投资等特点。
1.综合布线设计应注意的问题
设计综合布线首先要严格依据以下主要安装与设计规范：
CECS 72:97：《建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范》
CECS 89:97：《建筑及建筑群综合布线系统工程施工及验收规范》
GBJ42-81：《工业企业通信设计规范》
YDT2008-93：《城市住宅区和办公楼电话通信设施设计标准》
然后，注意下述几点设计要点：
·充分满足用户的通信要求；
·实地了解建筑物、楼宇间的通信环境；
·遵循网络拓扑结构；
·了解将要使用的传输介质的特性；
·以开放式为基准，尽量与大多数厂家产品和设备兼容；
·在征得用户意见并签订合同后，再制定详细的设计和安装方案。
2.综合布线系统安装
综合布线的安装一般包括：户外安装、垂直安装、平面楼层安装、用户端子安装、机房安装、布线配线等。
户外安装将楼内和楼外系统连接为一体，典型处理办法有，空中架线或铺设地下管道，为了安全，空中架线时要安装避雷装置，在接入室内分线盒之后要注意接地。
垂直干线安装时要注意因重力造成的线路接触不良和抗干扰问题，避开电梯、动力电系统等。
平面楼层的安装方法有“暗管预埋、墙面引线”和“地下管槽、地面引线”两种，前者适合新建楼层预埋线路（改动困难），后者适合铺有地毯或架空地板的地面（走线灵活）。
用户端子安装，主要是配合双绞线的RJ-45插座和连接电话的RJ-11插座，多安装在墙上。配线用于连接设备，在安装配线时要考虑建筑内设备的位置变换和配线的是否容易损坏，对于双绞线和光纤一定要用专用工具严格按操作规范安装
机房安装主要指安装大型通信设备、服务器等，注意接地、散热、通风、防静电等，避开强干扰源，如发电机、电梯、中央空调。
配线间和设备间（尤其是要集中放设备的设备间）应尽量满足下面的要求：·室温应保持在18℃至27℃之间，相对湿度保持在30%-55%；
·保持室内无尘或少尘，通风良好，亮度至少达50英尺一烛光；
·安装合适的消防系统 ( 如采用湿型消防系统，不要把喷头直接对准电气设备)；采用二氧化碳灭火方法；
·尽可能使用防火门，至少能耐火1小时的防火墙和阻燃漆；
·提供合适的门锁，至少要有一扇窗口留作安全出口；
·尽量远离存放危险物品的场所。
3.实例：校园网的综合布线设计与安装
1. 整体设计
首先，根据本章前面两节的分析、设计可知：该校的整个建筑群分教学楼、行政综合楼、实验楼、图书科技楼、学生公寓（扩建中）、体育馆（扩建中）、教师家属楼等。根据该校的规划,目前整个布线工程包括以下楼体:教学楼、行政综合楼、实验楼、图书科技楼，共5个楼体。有关各楼工作站点数量及网络中心位置的详见表7-1。
1 教学楼（2座）40 每座楼的2楼
实验楼3楼设网络中心
2 行政综合楼30 5楼
3 实验楼210 3楼
4 图书科技楼28
5 4楼
表7-1 布线工作站点列表
随着各楼内各项教育业务的开展和不断扩大, 对于该校园网来说，其信息吞吐量必将与日俱增, 这就对大楼内信息网络的可靠性、先进性、灵活性和高效性提出了很高的要求，所以针对该校的布线系统工程的要求，所选产品为主流产品，注重性能价格比，并拥有完善的售后服务与技术支持体系,并且要求整个布线系统具有先进性、实用性、易管理性，系统应具有可扩展性、可升级的特点，基于以上的要求，可使用趋势网络公司布线系统。
针对该校建筑物结构本身以及相应功能需求，按本章前一节的网络设计，在实验楼、行政综合楼和图书科技楼，建立校园内综合布线系统的管理子系统，子系统就设在大楼内数据主控室。该管理子系统在整个构成相应的主干垂直终端系统，其功能职责为大楼内单独的局域网搭建内部的办公环境，并为各楼主控室与实验楼网络中心系统的数据传输系统担当枢纽站之功能，从而实现了综合布线系统今后对该校其他大楼布线的整合与综合管理。
综上所述系统总体规划方案，正好适应该校作为教育管理机构，能将各种计算机网络通讯系统整合于一体的多元化信息服务功能需求。
2. 布线子系统设计与安装
水平子系统为例讲解。水平子系统的作用是将干线子系统的线路延伸到用户工作区。它包括信息插座、水平传输介质及端接水平线的配线架。
①信息插座的设计与安装
设计时，对于标准办公区信息插座是采用英式信息插座，即可接1台计算机，根据房间
的结构或内装修方案，确定信息插座的位置,如采用地面出口、墙面出口、家具出口以及桌面出口。考虑到信息出口的美观和一致性，以及未来信息点扩充问题，将所有信息出口都设计为单口/双口国标面板。
针对该校园网项目，信息出口安装方式采取嵌入式或表面安装式。如果是旧楼改造项目，信息插座只需要安装于墙上，采用墙面暗装或明装，在信息出口的旁边20cm处可设一个三线单相电源插座；信息插座和电源插座的底边距地面
30cm。如采用明装，则信息插座不应突出安装表面57mm，如图7-5所示。
图7-5综合布线表面安装示意图
②水平布线安装与要求
考虑到信息时代技术的飞速发展，建议一次布线到位，工作站点水平线全部采用超五类非屏蔽双绞线UTP，用于传输数据以及图像信号等，其数据传输速率可在 100米范围内达到 100MHz、155Mbps，故信息出口可以灵活地更换设备而不受传输介质的影响。
③水平布线路由设计
水平布线设计从信息点引至配线间。每个信息插座对应一根UTP线，用于数据或话音传输。布线时采用冗余布线，例如一个教室只设一个工作站点，只需一根UTP线，但可使用2根布线，以备用。水平线走线有以下几种方式：吊顶走线向下引线到信息插座、吊顶走线上穿到上层的信息插座。
吊顶走线向下引线到信息插座
走廊或房间的吊顶上应安装有金属或塑料线槽；房间内，从吊顶线槽引出钢管，以隐蔽方式由墙壁而下，到各个信息点；或走明线槽由墙壁而下，到各个信息点。
图7-6 吊顶走线示意图
吊顶走线上穿到上层的信息插座走廊的吊顶上应安装有金属线槽，从线槽引出G20钢管，透过楼板，上穿到信息插座的安装暗盒处。如图7-6所示。比较上述两种走线，在校园网中推荐采用第一种方式。
当网络工程施工接近尾声时，最主要的工作就是对布线系统进行严格的测试。本节将着重介绍局域网中传输介质和接入设备的测试方法和技巧。
局域网测试是局域网系统从安装到运行中不可缺少的工作。安装时,因为网络设备本身的质量问题或安装质量问题均有可能达不到预期性能或设计要求,甚至造成网络故障。运行时，因为网络设备自然损坏、网线遭到破坏,例如无意的挤压或猛力的拖拉,或者用户调整和变更了网络，例如增减工作站点、加装设备、网络重新布局等，均有可能出现网络故障。所以，了解网络测试的一般方法和技巧，对网络安装工程人员来说很重要，对网络系统管理人员来说同样也很重要。
局域网的安装是从传输介质开始的。传输介质就是网线，是网络的基础部分，其本身的质量以及安装质量都直接影响到网络能否正常运行。因此网络测试首先从网线开始。
1.双绞线测试
目前，局域网中使用最多的是双绞线。因而，如何检测安装的双绞线是否合格，能否支持将来的高速网络，用户的投资是否能得到保护等关键问题都需要进一步的测试。双绞线的测试一般采用以下几种方法：
⑴验证测试
双绞线的验证测试是测试电缆的基本安装情况,例如线路有无开路或短路、有无串绕,两端是否按有关规定正确连接。其中,所谓串绕就是将原来的两对线分别拆开而又重新组成新的绕对。这种故障不易发现。因为网络会以低速运行，在流量很低时表现不明显。验证测试要求测试仪器使用方便、快速。例如，使用单端测试仪Fluke 620进行测试，既无需远端连接器又无需助手在电缆的另一端协助操作，具有“随装随测”技术，可在很短的时间内完成全部连接性能测试，极大地提高了施工布线质量和工程进度，节省了用户的时间和投资。如图7-7所示。
图7-7 Fluke 620 单端测试图7-8 Fluke DSP 4000数字式电缆分析仪
⑵认证测试
所谓认证测试是指双绞线除了正确的连接外还要满足有关的标准，即安装好的网线是否能达到有关规定所要求的指标，如TIA 568A TSB-67标准（TIA，美国通信工业协会）。网络用户和网络安装公司都应对安装的网线进行测试，并出具可供认证的测试报告。例如使用如图7-8所示的Fluke DSP 4000数字式电缆分析仪即可完成电缆认证测试。
⑶简单故障排除
上述两种测试均需要专用测试设备，适合安装时网络安装公司采用。而网络运行时，很多中小局域网的用户既不是专业网络技术人员，又没有配备测试设备，这时最简单的方法就是使用对比排除故障，找到故障问题。此方法这样使用：当某一工作站网络传输失败或传输速度异常时，可换上一根使用正常的双绞线进行对比，如果使用了正常的双绞线就解决了问题，即可判断原线路有故障。此方法适用于简单情况：网线两端在同一楼层或同一室内。
2.光缆测试
⑴光缆故障原因
影响光纤传输性能的主要参数是光功率损耗。损耗主要是由光纤本身、接头和熔接点造成的如图7-9所示。但由于光纤的长度、接头和熔接点数目的不定，造成光纤链路的测试标准不象双绞线那样是固定的，必须对每一条光纤链路测试的标准都必须通过计算。其具体计算公式如下：
MdB=光纤长度*损耗系数+每个接头损耗值*数量+每个熔接点损耗值*数量其中，MdB表示光纤链路的损耗极限，损耗系数见表7-2所示
衰减系数 3.75 dB/km @ 850 nm 多模
1.5 dB/km @ 1300 nm 多模
0.5 dB/km @ 1310 nm 单模室外
0.5 dB/km @ 1550 nm 单模室外
1.0 dB/km @ 1310 nm 单模室内
1.0 dB/km @ 1550 nm 单模室内
接头衰减(dB) = 接头个数* 接头损耗(dB)
熔接衰减(dB) = 熔接个数* 熔接损耗(dB)
表7-2 光缆损耗情况
图7-9 光纤结结构与接头
注：(1)公式中的各种损耗系数，只需查看相应的标准手册
(2)标准中要求多模光纤只需测试一个波长，而单模光纤两个波长都要测试
光缆链路的主要故障表现为：光缆熔接不良(有空气)、光缆断裂或受到挤压、接头处抛光不良、接头处接触不良、光缆过长、核心直径不匹配、填充物直径不匹配、弯曲过度(弯曲半径过小)等。
⑵光缆测试及步聚
光缆已大量应用于网络综合布线的干线子系统中，可实现同一楼层，不同楼层之间乃至楼群之间和地点的交互连接。在布线安装完毕或在运行时出现了故障，均需对光缆进行测试。在Fluke DSP 4000系列数字电缆分析仪上配合正确的光缆测试适配器，即可测试所有类型的光缆，而且可自动进行双光缆、双波长的测试和认证。测试步骤如表7-3所示
将测试仪连接光缆的损耗从测量中除去
计算/设定光缆链路的损耗极限
测试并判定结果
表7-3 光缆故障测试
网络只要使用就会随时出现故障，除了网线外，其接入设备，如网卡、集成器、交换机、路器以及其它网络设备都可能出现故障。当出现故障时，也需要对这些接入设备进行测试，判断是否已损坏、是否需要更换维修。
用专业工具测试
同测试网线一样，测试网络接入设备可用专业工具和软件测试。例如，使用OneTouch Series II 网络故障一点网（如图7-10所示），可迅速完成故障诊断，能够自动识别Novell、Windows NT以及NetBIOS服务器，迅速地检查服务器、路由器以及交换机的连通性，进行电缆和光缆的测试（包括长度、开路、短路、串绕等），测试网卡，集线器的好坏，测试10M和100Mbps以太网的利用率、碰撞率以及各种错误。
图7-10 OneTouch Series II
用专业软件和硬件工具测试网络接入设备快速排除网络故障固然是好事，但这些专业测试工具比较昂贵，很多局域网用户不愿为此付费。这种情况下，可使用前面讲过的对比排除故障法排除故障。即使用正常的设备与有网络故障的设备进行对比，进而查找原因。例如：在确定网线没在问题之后,可对集线器或交换机的接口进行排除，方法是先确定一个正常的接口，然后将有网络故障的工作站点的网络接到正常接口上,接上后正常,说明明原接口有问题。接上后若不正常，
再对比网卡。如此反复,逐一排除。该方法比较适合经验比较丰富的管理员,适合于小型局域网。
为了保证网络的稳定运行，出现故障后要能迅速排除故障，那就得做好以下两项工作：
1.网络听证
网络听证就是对健康运行的网络进行测试和记录,建立一个基准,以便当网络发生异常时可以进行参数比较。也就是知道什么是正常才知道什么是异常。这样做既可防止某些重大故障的发生又可帮助迅速定位故障。网络听证包括对健康网络的备案和统计。备案的内容包括：网络有多少工作站点,每个站点的物理地址是什么、IP地址是什么，站点的连接情况。对于大型局域网还包括诸如交换机、路由器和服务器的有关信息等。统计的内容包括：网络使用率、碰撞的分布等。这些信息是对网络基本情况的了解，而且总是变化中，所以要经常不断地更新。
2.故障诊断
根据统计，大约80%的网络故障发生在OSI七层协议的下三层。这些故障包括线缆问题、网卡问题、集线器问题、服务器以及路由器问题等。另外，20%左右的故障发生在应用层。应用层的故障主要是网络设置问题。当网络发生故障时，要求尽快找了问题所在。此时，使用专业网络测试仪比较好，如Fluke公司提供从网线到网络的一系列测试仪器，不论是网络安装公司还是网络最终用户，都可以使用这些仪器建立并维护一个健康的网络。
国际标准化组织（ ISO ）在 ISO/IEC 7498-4 文档中定义了网络管理的五大功能，并被广泛接受。这五大基本功能是：故障管理、计费管理、配置管理、性能管理、安全管理。由此可见，了解并掌握局域网的管理与维护操作技巧是何等的重要。
本章主要介绍基于 Window 2000 的局域网的相关管理与维护，主要内容有：管理用户和计算机、管理磁盘系统、共享设置、数据备份和还原。
重点难点
?网络拓扑结构的设计是没有唯一模式的，是没有对与错之分的，设计时只要充分考虑用户的需求，灵活使用网络原理，满足安全、可靠、实用、可管理的原则就行了。
?根据国际标准 EIA/TIA 568A的规定，综合布线系统一般划分为六个子系统：工作区子系统、水平布线子系统、干线子系统、设备间子系统、管理子系统、建筑群子系统。
?串绕就是将原来的两对线分别拆开而又重新组成新的绕对，这种故障不易发现，因为网络会以低速运行，在流量很低时表现不明显。
?网络运行时，很多中小局域网的用户既不是专业网络技术人员，又没有配备测试设备，这时最简单的方法就是使用对比法排除故障，找到故障问题。此方法这样使用：当某一工作站网络传输失败或传输速度异常时，可换上一根使用正常的双绞线进行对比，如果使用了正常的双绞线就解决了问题，即可判断原线路有故障。
?由于光纤的长度、接头和熔接点数目的不定，造成光纤链路的测试标准不象双绞线那样是固定的，对每一条光纤链路测试的标准都必须通过计算，其具体计算公式如下： MdB=光纤长度×损耗系数+每个接头损耗值×数量+每个熔接点损耗值×数量。
?大约80%的网络故障发生在OSI七层协议的下三层。这些故障包括线缆问题、网卡问题、集线器问题、服务器以及路由器问题等。另外，20%左右的故障发生在应用层，应用层的故障主要是网络设置问题。
练习：
一、单项选择题
1.网络设计的目标就是向用户和网络工程人员提供详尽的科学的（）。
A、需求分析报告
B、网络拓扑结构
C、网络工程方案
D、网络布线方案
2.网络工程的第一环节是（）。
A、设计
B、布线
C、测试
D、运行
3.用户需求分析主要帮助用户解决（）中的问题。
A、资金
B、网络建设
C、管理
D、生产技术
4.计算机网络工程预算一般不包括（）费用。
A、网络软硬件
B、工程材料费用
C、安装、测试与维护
D、水电气
5.网络设计的经济性原则主要是指要求选择（）方案。
A、网络设备的品牌好
B、网络设备的品质优
C、网络设备的性价比高
D、网络设备的价格低
6.网络设计的安全性原则主要是指（）。
A、防盗
B、防火
C、防磁
D、防非法入侵
7.关于网络拓扑结构设计的说法正确的是（）。
A、局域网拓扑结构没有统一的模式
B、局域网应使用三层交换
C、局域网只能用双绞线连接
D、局域网应使用星型结构
8.双绞线一般使用（）接头和接口。
A、RJ-11
B、RJ-45
C、Com1或Com2
D、USB
9.局域网通信协议一般采用（）协议。
A、HTTP
B、PPP
C、TCP/IP
D、SLIP
10.网络工程的每一环节中，是（）环节直接决定网络工程的质量。
A、设计
B、布线
C、测试
D、运行
11.布线系统与( )紧密相关.
A、网络体系结构
B、局域网
C、楼群
D、传输介质
12.在整个网络的设计中,对功能、可靠性和费用方面有着重要影响的因素是( )
A、误码率
B、拓扑结构
C、网络距离
D、网络传输速率
13．网络结构化布线技术目前得到了广泛应用。（）网络标准的出现对促进网络结构化布线技术的发展起了关键作用。
A、10Base5
B、10Base2
C、10Base－T
D、100Base－TX
14．有几栋建筑物，周围还有其他电力电缆，若需要将该几栋建筑物连接起来构成骨干型园区网，则采用的介质比较合适的是（）
A、光缆
B、同轴电缆
C、非屏蔽双绞线
D、屏蔽双绞线
15.一个布线系统，最关键的问题是（）
A、灵活性和使用寿命
B、布线成本
C、稳定性
D、抗干扰性
二、多项选择题
1.计算机局域网是（）相结合的产物。
A、计算机技术
B、通信技术
C、网络技术
D、生物技术
2.对用户进行需求分析时要充分考虑（）因素。
A、用户投入的资金
B、用户技术水平
C、用户功能需求
D、地理布局