一、设计原则
据工程项目对网络需求，及采用技术的成熟性、可扩充性和发展空间，网络设计原则如下：
● 满足工程项目对计算机网络系统的总体要求，符合兼容的系统运行环境要求
● 先进性与实用性结合，设计时效年限至少为五年,充分利用设备的扩充能力可保证十年的设计时效。
● 极大的灵活性和扩充性，满足业务数据快速增长的需要。
● 在保证系统需求的前提下，尽量节约开支，降低运营成本。
● 高度的可靠性。网络设备和网络拓扑具有冗余，在连接失败时能有迂回路由，并有效地消除单点失效的隐患。
● 高度的安全性。能防止网络的非法访问，保护关键数据不被非法窃取、篡改或泄露。
● 良好的管理性。简化日常维护工作，增强故障处理能力。
● 为主机系统、应用系统、数据库系统提供良好的网络平台，保证应用系统的反应速度不会因为网络性能的原因而降低。
二、局域网络技术选型
网络的设计、实施、扩容时都会面临以下三个问题，尤其介质拥挤问题；协议拥挤问题和骨干网拥挤问题。
1.介质拥挤问题
由于以太网所采用的CSMA/CD技术本身的原因，整个以太网为一个广播域，在该网络上的每一台机器在发送信息帧之前会对网络进行侦听，如网络已被其它站所占用，则其会随机等待一段时间后，再进行侦听，如网络空闲，则进行信息发送，如网络仍然繁忙，则其继续重复侦听过程。如果多个站点同时在网络上进行传输，则会产生碰撞，这时各站点则会向网络上发送“Jam”包，以便网上的所有站点都能侦听到网络碰撞。同时这些站点随机等待一段时间后又进入下一轮尝试。
由此可见，当网络上有碰撞时会造成网络的巨大浪费。网络上仅有2个冲突的节点，当网络利用率为100%时，以太网的流通量最大可达7Mbps。而当同一以太网上有200个冲突节点时，则网络利用率的上限为37%，而实际网络的流通量仅为2.5Mbps。所以对于一个大部门来说共享式的以太网介质已经成为通信的瓶颈。
这种介质拥挤问题可以通过桥接的方式来进行解决。通过第二层的桥接器的连接，可以对信息帧目标地址（MAC地址）进行识别以对信息帧进行过滤，从而把一个大的介质广播域划分为一个一个的小的广播域，减小网络的介质碰撞，即对网络进行微网段化。
局域网交换机就好象是多口的高速网桥，它可以具有网桥的所有或部分的功能，另外它还带有CPU及高速底板，能提供并行的高速交换通道，根据不同产品可分为存贮转发式、直通式等交换方式。这样，在任一时刻多个数据流就可通过同一台以太网交换机进行数据交互，而相互之间没有影响。
所以通过交换机的快速桥接功能使以往的一个大的共享网段变成了一个个小的独享网段，从而保证了每个小的独享网段能获得足够的带宽，从而解决网络的介质拥挤问题。随着现在芯片生产技术的进一步发展，产品规模化生产的进一步发展，交换机将逐渐取代集线器(HUB）的位置。
2.协议拥挤问题
广播在网络中是一种必不可少的信息流量，很多协议都是运用广播来进行路由的发现或进行服务信息广播。如：IP的站点使用ARP来发现目的地的MAC地址，NOVELL服务器使用SAP来进行服务广播，Appletalk运行ZIP（Zone Information Protocal）在网络中传递路由信息。此外，诸如网络管理也是通过SNMP（Simple Network Management Protocol）对网络上的设备进行询问而完成的。
网络上的广播流量将会影响到网络上的每一台机器的运作。当广播到达时，网络上的每一台站点都会花费一定的CPU时间对其进行处理。当网络上的广播特别多，产生广播辐射或广播风暴时，网络广播将严重影响到网络上工作站的CPU性能，严重时甚至会造成整个网络的瘫痪。根据测试，当网络广播为100个/秒时，一台运行Solaris 2.4操作系统的Sun SPARC5工作站将丢失3%的CPU性能，而当广播增加到1000个/秒时，CPU将损失10%的性能，而当广播增多到3000个/秒时CPU将损失28%性能。
为了解决上述协议上的广播拥挤问题，我们可采用VLAN技术和第三层交换技术。VLAN可把一个大的IP（或IPX、DEC NET等）网络划分为一个个小的逻辑IP子网。不同的IP子网采用第三层交换进行联接。这样，交换机不但能起到最佳路径的选择功能，同时还能对广播进行隔离，每个子网即为一个广播域，从而可对广播辐射和广播风暴进行有效控制。此外交换机还能进行流量管理、过滤、安全控制和介质转换等功能。VLAN能防止某些网段发生的问题危及其它网段，起到网段间“防火墙”的作用。
3.骨干网拥挤问题
随着计算机技术的发展，计算机运用也发生了日新月异的变化，从纯数据业务到OA系统与生产业务的结合，现在IP/TV、VOD、远程教学、可视电话等多媒体技术等越来越多的网上运用对网络的带宽产生了巨大要求，一个MPEG-1图象传输需要1.2～2.0Mbps，而一个MPEG-2则需要4-6Mbps的带宽。网络的传输能力，尤其是骨干网络的传输能力就成为了组网的关键问题所在。目前主要的高速网络传输技术主要有快速以太网（Fast Ethernet）、光纤分布式数据接口（FDDI）和异步转移模式（ATM）等。
1）Fast Ethernet
快速以太网是1995年5月电气和电子工程师学会（IEEE）正式通过的标准，即IEEE802.3u标准。其速率10倍于最初的以太网标准。但与10Mbps“经典以太网”MAC（多用途光缆）几乎完全一样，均采用CSMA/CD标准运行。新的100Mbps MAC与以太网MAC标准进行比较，除帧际间隙缩小到原来值的1/10外（即从9.6ms降到0.96ms）,其它都保持一致。
因此它仍存在介质拥挤，信号碰撞的问题。当冲突两节点时，其利用率可达100%，实际数据流量可为70Mbps，而当网络上站点增多，当站点为200个时，其网络利用率仅为37%（与常规网相同），实际数据流量为25Mbps。
2）FDDI技术
FDDI是光纤介质的第一个标准，它的传输速率为100Mb/s，拓扑结构为树型的双环结构，介质存取控制协议为时分令牌传递，是一种最成熟、性能最可靠的技术。在过去的网络建设中曾被大量使用。但随着技术的进一步发展，FDDI技术则相对来说产生了很多局限性：
（1）虽然FDDI采用了令牌环的机制进行传输，可获得高于以太网、快速以太网的传输效率。但由于其本身还是一种共享型网络，因此限制了网络的容量。
（2）FDDI无论是其网卡、集线器还是现在的FDDI交换机价格都较为昂贵，尤其是FDDI交换机，无论是其端口密度还是价格都不尽如人意。
（3）当FDDI和以太网进行桥接时，由于二者所采用的组帧格式及其帧的长度限制（MUT）都截然不同，因此必须进行帧格式的重组。根据美国数据实验室的测试结果，较优秀的DEC GigaSwitch FDDI交换机其突发流量、最大负载、吞吐量都不如XYLAN公司的OmniSwitch和OmniStack交换机。
（4）其不定长的帧传输方式不太适应于将来多媒体的实时运用的需求。
基于以上原因，目前FDDI正被其它效率更高、性价比更优的新技术所取代。目前FDDI的发展基本处于停滞阶段。
3）ATM技术
ATM（Asynchronous Transfer Mode）即异步传输模式，其53个字节定长信元（cell）作为交换基本单元，是一种面向连接的新型交换技术。
为了促进ATM技术的迅速发展和促进ATM可互操作和标准化, 1991年成立了ATM论坛，目前ATM论坛已经具有各行各业的公司及机构成员700余家。ATM论坛于1995年下半年和1996年初完成了, 包含LANE(局域网仿真)、ABR可用比特率, PNNI 和UNI4.0在内的等一系列ATM运行协议，这标志着ATM网络已走出了实验室, 进入了实用阶段。根据Data Communications 1996年7月的对几个主要ATM厂商产品的测试结果显示，LANE已能充分胜任传统网络的跨ATM骨干的连接工作。
新一代ATM交换网络，具有以下优越特征:
（1）可扩展无缝带宽
ATM接口可实现从DS3/E1速率到155Mbps和622Mbps, 在不远的将来可以达到更高, 既能跨越整个速率范围, 又能跨越局域和广域,因而可更好支持更高速度的台式机对骨干网和广域网带宽的需求。
（2）服务质量(QOS)的保证
ATM网络可以提供服务质量保证(QOS)的连接。这将有助于操作, 尤其是多媒体和CBR(连续比特率)应用需要严格控制延迟和抖动的时候。
（3）集成服务
ATM的QOS保证及其基于信元的操作使得同一个网络能够传输语音, 视频和数据等所有流量类型, 从而降低网络的成本和复杂性。
（4）极高扩展性
PNNI协议的确立使ATM网络具备了极高可扩展性, 类似于OSPF协议中的单域, PNNI最低一级包含一个对等小组(peer group)，同一等级的多个对等小组可聚集成为一个较高级别的对等小组。依此类推，PNNI可包含100多个路由选择级别。因此其网络扩展性可从几台交换机的园区网扩展到拥有数百万台交换机的全球的ATM Internet。
（5） 虚拟连网
和其它交换机技术类似, ATM网际互连协议也可以提供虚拟连网服务,它可以使网络的物理与逻辑拓扑结构相互分离，并能简化网络管理。
三、技术选型总结
经过对以上网络技术的分析, 我们可以看到交换网可以通过各种技术建立, 例如人们所熟知的骨干网技术；快速以太网或FDDI网。虽然这些技术都能提供ATM的某些优点, 但只有ATM能提供所有优点, 最重要的是今天只有ATM能承诺它扩充到1000Mbps-Gbps速率时, 仍提供QOS保证。 当业务快速发展，数据传输要求提供更多带宽，因而对局域网带宽提出更高要求时, 这一点大为重要。
所以, 对于局域网建设我们建议采用ATM交换技术作为其骨干,采用交换以太网技术作为接入层,以充分适应目前及将来业务系统、OA系统及多媒体运用的需求，并降低投资规模，实现最高的性能价格比。
综上所述，在网络建设中所需要解决的3个问题则分别可由：交换技术、VLAN和第三层交换技术及ATM技术解决。
摘自《有线电视导航》
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