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网吧组建及相关技术
摘 要
计算机网络自从20世纪60年代末诞生以来，仅在20年间的时间里，即以异常迅猛的速度发展起来，被越来越广泛地应用于政治、经济、军事、生产及科学技术的各个领域。随着计算机网络的发展和宽带接入的普及，各种网络应用将层出不穷，计算机在社会各个领域的应用和影响也早已渗透到了人们工作和生活的各个方面。经济效益是经营者必须首先考的问题。 根据网吧的需求为网吧选择一种实用的、可行的组网方式，将先进的技术转化成实用而经济的产品和解决方案，在投入同时既获得了可靠性和强大的性能，追求更高的投资效率是普通网吧经营者的共识。
组网成本的高低当然是选择网吧组网方案的瓶颈。光纤接入和ADSL接入在很多方面都各有千秋，但是，在成本上，光纤接入就明显亚于ADSL了，廉价的资费和低初期投入是ADSL接入的一个优胜强档。如果是组建大型网吧最好还是釆用光纤接入，而且我想未来光纤接入方式也会普及。
关键词 信息资源/无线局域网/3G
1 前言
通常网吧网络分为有盘网络和无盘网络两种；而如今网吧的两个主要功能：上网和玩游戏，这两种不同的需求决定了网吧业主对网吧网络建设的不同惻重点；对于以上网冲浪为主的网吧，笔者推荐使用比校节省成本且管理十分简便的无盘网络工作模式。而对于以游戏为主网吧应采用性能比较稳定的有盘网络工作模式。
大型网吧网络系统建设的主要目标是建设成为主干跑千兆，百兆交换到桌面；同时在大型网吧的范围內建立一个以网络技术、计箅机技术与现代信息技术为支撑的娱乐、管理平台，将现行以游戏网为主的活动发展到多功能娱乐这个平台上来.，藉以大幅度提高网吧竞争和盈利能力，建设成一流的髙挡网吧，为吸引髙端消费群众打下有力的基础，因此建设网吧局域网是非常必要的。
2 局域网（LAN）技术
2.1 集线器加路由技术的利弊
共享带宽的 LAN设计在用户较少且设备间只需传送少量的文件时是十分有效的，但是当LAN 越来越大、越来越复杂，用户又需要实时访问网络资源时，这种体系结构固有的较大的并且不确定的延迟就会妨碍多媒体和 client／se r v e r 应用，也会妨碍主机到大型机的连接。解决这一问题的思路是对L AN分段。采用集线器加路由器术可以实现 LAN分段。单个网段可能是以 4 Mbp或 1 6 Mb p s 运行的令牌环，也可能是在双绞线或同轴电缆上运行的 l 0 Mb p s的以太网。采用集线器加路由器配置，将这些网段连接在一起。开始时，该网络可正常运行。但随着网络应用的扩大和带宽的需求增长，会产生问题。每个路由器从各个网段读数据并向前传送到其域内的另一个网段，或把数据释放到公共主干上。所以每个路由器处理分组时都有一个延迟，即等待时间由数据通路上的多路由器导致长的等待时间，会使网络慢下来、大文件通过时甚至会使整个网络陷于瘫痪。为解决这个问题又提出了局域网交换的方案。
2.2 局域网交换和ATM
局域网交换技术为现存的共享媒体LAN( 如以太网和令牌环网) 注人了新的括力，通过对共享L AN分段实现，有效地减少了每个共享网段上网络设备的数量。通过将通信量隔离到特定网段为整个网络提供更大的总带宽，并且通过下面将论述的 V L A N增加了配置的灵活性。用 MAC地址在网段间传送数据报。如果交换机不知目的网段，则采用洪泛法迅速将数据报传送到除源网段外的所有网段，文件服务器直接连到交换机上，那么网络内部的通信量就会得到明显的改善，数据无需穿过一系列的不能处理高通信量的路由器。交换机可以自动完成翻译，所以数据能快速穿过网络，不会减速。故我们的网吧局域网采用h u b／r o u t e r 方案，而采用了基于交换的技术。
ATM是把传统的电路交换与现代的分组交换结合起来，利用电路交换的实 时星好和分组交换的灵活性强的优点而发展形成的一项新的交换技术。ATM 技术以固定长度53个字节的短信元作为信息传输的单位，有利于综合业务传输和高速交换。信元头长固定为5个字节，使结点的功能尽量减少，只用硬件就可以对信元进行处理，提高了速率 。
ATM 的低延迟、高带宽、高容量、可伸缩性、支持不通速率等一系列特点，使之适于多媒体通信。实时性要求不高的传统应用靠 FDDI ，而时性要求高的（如图像声音等）则引导上 ATM 主干网，负载均衡，各得其所，可以相当程度上避免瓶颈问题。一旦某一主干出现故障，其通信量即可迂回到另一主干上，而提高了网吧局域网的可靠性，这一点对医学院有特殊的意义。
2.3 系统设计原则
实用性：指从实际情况出发，使之达到使用方便且能发挥效益的目的。
先进性：指采用当前国际先进成熟的主流技术，采用业界相关国际标准。设备选型要是先进和系列化的，系统应是可扩充的，能够便于进行升级换代。
安全性：指用各种有效的安全措施，保证网络系统和应用系统安全运行。安全包括4个层面：网络安全，操作系统安全，数据库安全，应用系统安全。
可扩充性：指采用符合国际和国内工业标准的协议和接口，从而使网吧局域网具有良好的开放性，实现与其他网络和信息资源的互联互通，并可以在网络的不同层次上增加节点和子网。
2.4 网络安全
网络安全是指网络系统的硬件、软件及其系统中的数据受到保护，不受偶然的或者恶意的原因而遭到破坏、更改、泄露，系统连续可靠正常地运行。网吧局域网络特别是已与INTERNET相连的网络，对于网络的安全防范就显得特别重要。因为一次的恶意破坏或管理人员的误操作都会带来巨大的损失。因此，一方面要加强管理人员及使用者的技术培训及有关法律和道德教育，另一方面，要建立起一套有效的软、硬件的监控、防护体系。有条件的网吧可以采用高性能的防火墙软、硬件。
防火墙系统是网络安全策略的一个重要方面。Internet防火墙是这样的系统（或一组系统），它能增强机构内部网络的安全性。防火墙系统决定了哪些内部服务可以被外界访问；外界的哪些人可以访问内部的哪些服务，以及哪些外部服务可以被内部人员访问。要使一个防火墙有效，所有来自和去往Internet的信息都必须经过防火墙，接受防火墙的检查。防火墙只允许授权的数据通过，并且防火墙本身也必须能够免于渗透
网吧局域网的安全与防范措施 ：
1. 可靠的布线是安全的重要保证。必须严把网络连线、接口部位的质量，确保信号的畅通传递，捧豫硬件造成的救障．
2. 采用双机容错机制。用两台服务器确保当一台发生放障时，另一台可及时投入使用。
3. 采用HUB的容错功能。通过安装多个HuB将整个网吧的网络划分为若干个网段，使某个网段的个别点故障不至于影响到整个网络的运行。同时，故障的排除也容易。
4. 上网的一切软件必须经过消毒处理，以防为主。NOVEII网络系统是一种被广泛使用的操作系统，由于它兼容DOS文件的存取格式,因而很容易受到目前广泛流行的DOS下的病毒感染。
3 新型局域网——无线局域网
无线局域网是无线通信技术与网络技术相结合的产物。从专业角度讲，无线局域网就是通过无线信道来实现网络设备之间的通信，并实现通信的移动化、个性化和宽带化。通俗地讲，无线局域网就是在不采用网线的情况下，提供以太网互联功能。广阔的应用前景、广泛的市场需求以及技术上的可实现性，促进了无线局域网技术的完善和产业化。
3.1 无线局域网的优点
1. 灵活性和移动性，在有线网络中，网络设备的安放位置受网络位置的限制，而无线局域网在无线信号覆盖区域内的任何一个位置都可以接入网络。连接到无线局域网的用户可以移动且能同时与网络保持连接。
2. 安装便捷，因为无线局域网不像有线局域网那样需要大量的布线，所以可以减少网络布线的工作量，一般只要安装一个或多个接入点设备，就可建立覆盖整个区域的局域网络。
3. 易于进行网络规划和调整，对于有线网络来说，办公地点或网络拓扑的改变通常意味着重新建网。重新布线是一个昂贵、费时、浪费和琐碎的过程，无线局域网可以避免或减少以上情况的发生。
4. 故障定位容易，有线网络一旦出现物理故障，尤其是由于线路连接不良而造成的网络中断，往往很难查明，而且检修线路需要付出很大的代价。无线网络则很容易定位故障，只需更换故障设备即可恢复网络连接。
5. 易于扩展，无线局域网有多种配置方式，可以很快从只有几个用户的小型局域网扩展到上千用户的大型网络，并且能够提供节点间"漫游"等有线网络无法实现的特性。由于无线局域网有以上诸多优点，因此其发展十分迅速。最近几年，无线局域网已经在企业、医院、商店、工厂和学校等场合得到了广泛的应用。
3.2 无线局域网与3G
无线局域网是否会对第三代移动通信系统构成威胁是近年来业界关心的一个问题。实际上，无线局域网与3G采用的是截然不同的两种技术，用于满足不同的需要。与3G不同的是，无线局域网并不是一个完备的全网解决方案，而只用于满足小型用户群的需求。无线局域网与3G可以互补，因此不会对3G运营商造成威胁，运营商还可以从无线局域网和3G的共存中获得好处。研究表明，无线局域网与3G和GPRS的结合可增加用户的满意程度和业务量，从而增加移动运营商的利润。作为3G的一个重要补充，无线局域网可用于在诸如机场候机厅、宾馆休息室和咖啡厅等地方建立无线Internet连接。
4 网吧局域网设计实例
4.1 网络设计目标
每个交换机分割开一个冲突域，使网络能够顺利的进行，确保网络数据的畅通传输、软件和游戏补丁的及时更新、网络以及硬件故障的及时排除。
4.2 网络结构
网络分为3个层次：主干网、各局域网和外部连网如下图 。主干网拓扑结构为星型，大楼内采用5类非屏蔽双绞线连接等子网 ，主干传输速率为100Mbps。计费服务器(SUN Ultra 10 )以100Mbps 连接Catalyst2900；各局域子网通过Catalyst2900接入主干网，用户和从Internet上访问的用户通过路由器接入。
4.3 “线”的选择
一般而言，局域网所使用的连线具有双绞线、同轴电缆、光缆三种，在网吧局域网中，需要根据实际情况，选择对应的布线线缆。比如对于楼之间的连接线缆，由于是暴露在室外，常年受到日晒雨林的影响和雷电的干扰，此时使用光缆作传输介质最为适宜。因为光缆具有高带宽，传输距离远，抗干扰能力强、安全性好、抗老化和高寿命等显著特点，此外，就目前大多数网吧的应用情况而言，局域网上承载的传输信息中，多媒体信息的传输量将会越来越大，主干网传输介质必须具有承载千兆速率的能力，此时只有光缆才能满足户外主干网的布线需求。对于同轴电缆，由于货源难觅，其成本已超过光缆，比较适合短距离的核心设备连接，比如交换机与路由器的连接线缆。
楼群间子系统采用光缆连接，可提供千兆位的带宽，有充分的扩展余地，如果选择双绞线，由于没有屏蔽层，在室外很容易感应雷电而产生干扰，甚至损坏设备。双绞线因受室外恶劣环景的影响，容易老化，寿命短。而且双绞线不容许超过100米，它不适合作连接楼与楼之间的主干电缆。不过对于网吧室内的布线介质，由于需要管理区子系统并入设备间子系统，集中管理，所以线缆的长度比较大，由于光缆价格昂贵，选择双绞线是比较实际的，而且目前的屏蔽双绞铜线（STP）的抗干扰和传输距离比较好，不仅可支持一般的网吧信息管理应用对网络传输带宽的要求，而且完全支持MPEG-2等格式的信息。
4.4 网络协议选择
在网吧局域网中，常用的网络协议有NetBEUI、IPX/SPX和TCP/IP三种，在实际组网时，到底选择哪种网络协议，需要根据网吧网的实际规模、网络应用需求、网络平台兼容性和网络管理等情况而定。其中NetBEUI协议是为中小局域网设计，它是用Single-Partnames定义网络节点，不支持多网段网络（不可路由），但具有安装非常简单、不需要进行配置、占用内存少等特点，因而对于中小网吧的局域网而言，由于机器性能比较低，往往只安装了比老的Windows 95/98/NT系统，只是为了简单的文件和设备共享，并且暂时没有对外连接的需要，此时建议选择NetBEUI协议进行组网。
图4-1 NetBEUI协议适合小型网吧的组网
对于网吧局域网而言，由于存在多个网段或要通过路由器与外部相连，加之网吧配备的电脑性能比较好，此时NetBEUI协议就无法满足组网需求，建议选择IPX/SPX或TCP/IP协议组网，其中IPX/SPX 协议在复杂环境下具有很强的适应性，具有强大的路由功能，适合于大型网络使用，不过它局限于使用在NetWare网络环境中，在Windows网络环境中无法直接使用IPX/SPX通信协议。不过为了实现与NetWare平台的互联，Windows 系统提供了两个IPX/SPX兼容协议：NWLink SPX/SPX和NWLink NetBIOS，前者只能作为客户端的协议实现对NetWare服务器访问，而后者可在NetWare平台与Windows 平台之间传递信息，也能够作为Windows系统之间的通信协议。
尽管如此，大多数学生依然习惯使用Windows平台，此时网吧选择TCP/IP协议是必然趋势，无论在局域网、广域网还是Internet，无论是Unix系统或Windows平台，TCP/IP协议都可以实现网吧的组网需要，TCP/IP是一种可路由协议，它采用一种分级的命名规则，通过给每个网络节点配置一个IP地址、一个子网掩码、一个网关和一个主机名，使得它容易确定网络和子网段之间的关系，获得很好的网络适应性、可管理性和较高的网络带宽使用效率。不过TCP/IP协议的配置和管理比NetBEUI 和IPX/SPX 更复杂，并且占用系统资源更多.
5 总结
现如今，计算机网络已经深入到人们生活的方方面面，局域网与人们的生活的联系最为密切。局域网的规模大到企业级局域网，小到家庭式局域网。对局域网的掌握是每个当代大学生应必备的基础知识。局域网的组建涉及到功能分析、设计原则、拓扑结构、IP地址分配、系统选择、安全策略、系统扩容等方方面面。网吧局域网主要功能包括：视频点播功能、DHCP服务、web服务等。在组建校园局域网时，对每一个方面如果分析不到位，就不能充分发挥网吧局域网的功能，甚至造成网络瘫痪。组建局域网，首先要分析单位需求和单位提供的资金的多少，然后为单位提供解决方案，选择性价比高的策略。近几年，虚拟局域网技术的产生，打破了同一局域网内物理位置的限制；无线局域网的发展，使局域网的组建更加灵活，使局域网和移动通信网的缺点相互补充。
参考文献
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