第二章 网络设备的选型与选购.docx
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第二章网络设备的选型与选购
第2章网络设备的选型与选购
在第1章介绍了与企业局域网规划有关的主要知识，从本章开始就要在上一章的基础上正式部署企业局域网方案了。
首先要依据上一章所编制的网络规划书（主要是拓扑结构和网络标准选择这两个方面）来进行网络设备的造型与选购。
虽然现在的网络设备各类非常多，但在一般的有线企业局域网中，主要的网络设备类型有5种（其实工作站计算机也可以算是网络设备，但一般不这样划分），分别是网卡、服务器、交换机、路由器和防火墙。
目前，真正的局域网部分其实只需网卡、服务器和交换机这3种设备，路由器和防火墙基本上只在需要与外部网络连接时采用。
不过现在的局域网基本上都要借助因特网来开展业务，所以企业局域网与外部网络的连接就成为必然之选，路由器与防火墙事实上也就成为企业局域网的必备设备。
在企业无线局域网中，通常也只需无线网卡、无线AP、无线宽带路由器，有的还可能需要无线桥接器、无线网卡和无线天线等，但这些在一般的中小型企业无线局域网中很少用到。
虽然所需的设备种类不多，但每一种设备又有许多不同的分类标准，每一分类标准下面又有许多类型，不同的类型对应不同的技术和性能，也对应不同的网络应用环境。
所以要为企业局域网各个层次选购好相应的设备并不是
2.1网络设备的选型考虑
网络设备各类非常多，在此只介绍在企业局域网中最常使用的几种主要网络设备，如网卡（包括有线和无线两种）、交换机、路由器、防火器、防火墙、服务器和UPS。
网卡、交换机、路由器和服务器等设备的基础知识参见本系列图书中的《网管员必读—网络基础》（第2版）一书。
具体的防火墙设备基础知识、主要技术和配置方法参见本丛书中的《网管员必读—网络安全》（第2版）一书。
2．1.1网卡的选型
网卡是最基础的网络设备，是用来连接网络中的计算机和其他网络设备的。
以前只有有线网卡，但随着自2000年以来无线局域网技术进入实质应用后，无线局域网网卡也开始成为网卡行列中的重要组成部分。
不仅如此，网卡的各类也非常多，划分标准也不一样。
网卡的选择要结合所采用的以太网技术标准、无线局域网标准和网络中各节点的具体应用而定。
1.有线以太网网卡的造型
在有线网络工作站中通常采用快速以太网技术，所以公需这类工作站选购支持10/100Mbps快速以太网技术的网卡即可，当然在有高带宽需求的工作站中也可采用支持千兆以太网技术的网卡。
至于快速以太网技术现在基本上所有的以太网卡都支持这一技术标准，而且很便宜，一般在100元以内。
而服务器网卡则通常采用则通常采用10/100/1000Mbps，或者纯1000Mbps的千兆位以太网技术标准，可以选择的传输介质主要有“双绞线”和“光纤”这两类，但支持光纤传输介质的要比支持双绞线的贵许多。
同样，目前在一些企业级服务器上也开始提供支持10Gbps的万兆位以太网技术的万兆位以太网网卡，但在一般企业中仍很少采用。
所以本小节主要以10/100/1000Mbps，或者纯1000Mbps千兆位以太网网卡为例进行选型介绍。
有线以太网网上的主机接口通常是PIC接口（笔记本主机通常用PCMCIA接口，参见下面将要介绍的PCMCIA接口无线局域网网卡），而网络接口则要有所区分，工作站中的快速以太网目前通常是采用标准的以太网RJ_45接口，如图2—1所示。
而服务器千兆位以太网则可以是RJ—45双绞线网络接口，也可以是单模/多模光纤接口。
单模光纤接口网卡如图2—2所示，而多模光纤接口网卡如图2—3（a）所示。
另外，有线网卡还有32位与64位之分，这主要是根据所使用的PCI或PCI—X、PCI—E接口类型来划分的。
PCI接口有32位和64位两种，而PCI-X、PCI—E新型接口均为64位。
32位与64位PCI接口的金手指结构不一样，64位的多了一个缺口位（有两个缺口位），而且长度也不一样，如图2—4（a）、（b）所示的分别为32位与64位PCI接口。
也有一些PCI网卡同时支持32位和64位标准，这类网卡也通常是服务器用的千兆位以太网网卡。
这类网卡相比前面介绍的64位PCI网卡来说，在外观上也有一个明显的区别，那就是它又多了一个缺口，有3个缺口了，如图2—5所示。
至于PCI—X和PCI—E接口网卡，由于技术和价格方面的原因，目前仍使用得很少，且基本上都是由服务器采用的，故在此不做介绍。
如有需要可参见本系列图书中的《网管员必读——网络基础》（第2版）一书。
关于网卡的详细分类也请参见该书。
目前服务器使用的千兆位以太网网卡的价格因采用不同的介质类型而较大差别，普通的32位双绞线RJ—45接口千兆位网网卡的价格在300元左右，而支持64位的双绞线RJ—45接口千兆位网网卡的价格稍贵，在500元左右，光纤接口的则贵许多，，通常在1000元以上。
在有线网卡的选择上，工作站的网卡基本上统一采用10/100Mbps的RJ—45接口快速以太网网卡即可，在服务器方面则要根据具体的网络规模和网络应用而定。
如果只是一般的中小型企业局域网，则可以采用相对廉价的RJ—45双绞线接口千兆位网网卡；而如果网络规模较大，或者网络应用较大，或者网络应用较复杂，如有大型的数据库系统、复杂的电子商务应用，则可以采用光纤接口的千兆位网卡，这种网卡的性能较双绞线接口的要好许多。
2.无线局域网网卡的选型
无线局域网网卡的选型相对有线网卡来说要简单一些，主要考虑网卡的主机接口和所使用的无线局域网技术标准。
在台式机工作站中通常选用PCI或者USB接口的无线局域网网卡。
对于笔记本电脑用户则可以选择PCMCIA和USB两种接口类型的无线局域网网卡。
PCMCIA接口又分为16位的PCMCIA和32位的CardBus两种接口类型。
很明显32位接口的性能要优于16位的。
在无线局域网标准上，建议选择具有54Mbps速率的IEEE802.11g标准的无线网卡产品，如果选择的是同一品牌的无线网卡及其他无线局域网设备，还建议选择108Mbps的IEEE802.11g+标准无线网卡。
这样一来，工作站用户的无线网络带宽也可达到百兆位有线的速率，不会影响整体网络性能，对保护用户投资非常有益。
在网卡品牌选择上，主要有3COM、Intel、D-Link、NETGEAR、TP-LINK和BenQ等，具体要根据网卡的网络位置而定。
一般来说，越重要的位置，所选择的网卡的品牌就应越好，这样可在网卡性能和稳定性等方面提供足够的保障。
2.1．2服务器的选型
服务器是网络中最核心的网络设备，在相当大的程度上决定了整个网络的性能。
它既是网络的文件中心，同时又是网络的数据中心。
服务器的类型也复杂，仅从外观结构上就可分为塔式、机架式和刀片式3种。
然而服务器这一网络设备不仅有非常多的类型划分标准，不同服务器之间在价格和性能等方面还存在非常大的差异。
选购合适的服务器设备是一件非常不容易的事，需要对服务器硬件设备本身有一个较全面的了解。
这方面可以参见本系列图书《网管员必读—服务器与数据存储》（第2版），在此仅就与企业网络服务器选购相关的最基本、最主要的方面向大家进行介绍。
1.服务器处理器架构
对于服务器首先要确定其处理器芯片架构，目前主要分为3个大的架构类型：
IntelIA32/64架构、AMDx86架构和主要应用于UNIX系统中的RISC（精减指令）架构。
IA32/64架构中的代表芯片有IntelXeon（至强）和Itanium（安腾）、Itanium
系列处理器。
其中Xeon处理器目前又有32位和64位之分，64位的新Xeon向下兼容原来的32位程序，是目前应用最广的一个服务器处理处理系列。
Itanium处理器则是纯64位的，对32位的兼容性不是很好，但性能高，价格贵。
AMDx86架构处理器的代表产品就是它的Opteron系列处理器。
它的最大优点就是向下兼容32位程序，并且能在条件满足时提供64位性能。
其价格较Intel的Itanium和Itanium
系列处理器要便宜许多，但与Intel的64位新Xeon相比，价格又稍贵些。
Opteron处理器是AMD公司在服务器领域取得的第一个也是最大的一个胜利。
以上介绍的两种架构的服务器处理器主要应用于中低端市场，而在中高端市场中应用的主要还是由Sun、HP、IBM等公司自己开发的RISC架构处理器。
究其原因主要是RISC架构处理器在性能提供和扩展支持上要远优于Intel的IA架构和AMD的x86架构。
如Sun的一些处理器可以实现几百个处理器的并行扩展，而IA和x86架构则基本上限制在8路以下，使得采用这种处理器的服务器性能受到严重制约。
RISC架构的服务器处理器主要有Sun的UltrsSPARC系列、HP的PA系列和IBM的Power系列。
目前最新产品为UltrsSPARC
、Power5和PA-8800。
至于选择哪一种处理器架构，要视具体应用需求和企业经济承受能力而定。
另外，采用RISC架构处理器的服务器一般安装的是UNIX服务器系统，而采用IA和x86架构的则通常支持大众使用的Windows服务器系统。
而且基于RISC架构处理器的服务器的价格通常较基于IA和x86架构的要贵很多。
所以，一般来说，对于绝大多数中小企业，建议还是选择大众化一些的基于IA和x86架构处理器的服务器，况且目前这类服务器性能已相当不错，而且基本上都可扩展到4路，甚至8路并行架构，完全可以满足绝大多数中小企业当前及将来相当一段时间内发展需求。
2.服务器的档次
其实这是一个通俗的说法，若按这一标准划分，服务器通常被分为：
入门级服务器、工作组级服务器、部门级服务器和企业级服务器4个不同档次。
服务器的档次由许多因素决定，但最主要的决定因素还是服务器处理器，比起个人计算机来说，处理器在整个主机中的地位更加重要。
所以，在此仅就服务器中处理器的类型和可扩展处理器个数这两个主要方面来分析。
虽然说服务器处理器的品牌不是很多，但由于这些生存下来的品牌已有相当长的发展历史，各自的产品线都非常长，处理器的各类和型号也非常多，所以服务器处理器的实际选择余地还是非常大的。
再加上现在的PC处理器功能也变得非常强大，甚至远超过诞生之初的服务器处理器，所以有些服务器厂商为了迎合一些小型企业用户的需求，用PC处理器担当服务器中的中央处理器，如早几年及现在都可以见到的基于IntelP、P4处理器的服务器（其实就是所谓的“PC服务器”）。
由于价格便宜（比一台高性能PC价格稍贵），加上配置了一些基本的服务器硬件，如磁盘阵列控制卡、SCSI磁盘、冗余电源风扇等，使得一些小型企业用户开始动心，纷纷购买。
其实这是非常不可取的。
第一，这类处理器的设计出发点就是个人用户，而并非服务器，所以其性能根本不能与服务器处理器相提并论；第二，这类处理器不具有并行扩展能力，如SMP对称处理器扩展能力，所以，这类服务器不具有可扩展能力，很容易随着企业网络规模和网络应用复杂性的提高而不堪重负；最后，虽然提供的一些好像只有服务器中都有的硬件配置，但这些均是非常低档的，而且在相当大程度上用户可能还用不上，这主要因为受到处理器性能的限制。
例如，虽然提供了磁盘阵列，但基本上提供的是基于SATA（串行ATA）和IDE接口的，其性能很难满足企业真正的磁盘阵列应用需求，所提供的SCSI磁盘，因为容量较小，如果用户要使用SCSI接口的磁盘，还必须另外向服务器厂商购买高容量SCSI磁盘，这个价格可不一般。
好像风扇冗余还有些用，但仅一个风扇冗余对于服务器厂商来说花费几乎为零，而对于用户来说意义非常有限。
基于上述分析，可以得出这样一个结论，除非能肯定企业在近3年内在网络规模和网络应用上不会有大的变化和发展，否则建议不要选择这种PC服务器。
专门的服务器处理器才是最好的选择，哪怕选择的只是最多支持2路的XeonDP处理器。
对于中小型企业，可以选择基于Intel的XeonDP处理器，或者AMD的100/200系列Opteron处理器的入门级服务器，它们一般支持1~2路处理器，可以满足相当大一部分中小塔里企业用户性能和3年左右的扩展需求，而且价格还相当便宜。
对于有一定规模的中型企业，建议选择基于IntelXeonMP、AMD的800系列Opteron处理器的工作组或部门级服务器，这是目前最主流的配置。
它们最高可部署8路对称处理器，但大多数只需配置4路处理器就可完全应对。
而且在这两个处理器系列中还可以有最新的64位，甚至双核技术的选择，完全可以中小型企业的应用和扩展需求。
不同路数处理器的价格相差较大，标准的2路配置的处理器的价格要比前面介绍的2路XeonDP和100/200系列Opteron处理器的价格贵许多，完全的8路配置基本上在20万元以上。
对于一些大型企业，或者那些有复杂商务应用的企业，如电信、金融、证券公司等，建议选择基于高性能的64位IntelItanium/itanium
，或者64位的RISC架构处理器（如Sun的UltrsSPARC
、HP的PA-8800等）的企业级服务器。
不过在RISC架构处理器中，也有不同的可扩展处理器数，不同的路数以千计当然在性能和价格方面均有非常大的差异。
一般地，处理器路数在8路以上的，其价格基本上在30万元以上。
目前在服务器领域，比较著名的国外品牌有IBM、HP、Sun和Dell。
前3家除了具有完善的自有RISC架构处理器的服务器外，目前还有非常丰富的面向中低端的IA、x86架构服务器系列产品。
这3家的产品不仅产品线非常丰富，而且技术实力非常强劲，是整个服务器市场的“领头羊”，当然其产品价格相对来说也稍贵，特别是它们专有的高档服务器系列。
而Dell的这类产品则基本上都是基于Intel的IA架构处理器的服务器，性能水平和技术含量都属中等，它的主要优势就是直销模式带来的少许价格优势和较完善的服务体系。
国内的服务器品牌主要有浪潮、联想、曙光、方正、宝德和八亿时空等，相对于国外品牌，国内服务器品牌更多，选择余地更大。
近几年国内服务器厂商取得了非常大的进展，市场占有率和技术水平都有非常大的提高，在某些方面已具有与国外巨头竞争的实力。
国内品牌的服务器产品主要面向中低端企业市场，不过浪潮、联想和曙光3家的服务器产品目前在高端领域（如电信、金融、保险行业等）也有不少应用。
其实在服务器的选择上不要注意许多事项，比如具体的网络应用特点、服务器结构、内存及磁盘扩展能力等，具体可参见本系列丛书中的《网管员必读—服务器与数据存储》一书。
2.1.3交换机和无线AP的选型
之所以把交换机与无线AP放在一起介绍，是因为两者在不同网络中的功能类似，都是把工作站集中连接起来。
交换机的选型
交换机是有线避局域网中最关键的网络设备之一，它集中连接所有网络设备，包括服务器、工作站、网络打印机等。
正因如此，交换机与目前逐步淘汰的集线器产品一样，具有多个网络端口，少则4~5个，多达48个。
交换机除了有端口数之分外，从外观上来看，还存在网络接口类型之分。
这主要是因为所支持的以太网技术标准不同，导致采用的传输介质也不相同。
普通的以太网交换机都采用RJ-45接口的双绞线，而有些高档的交换机为了获得高性能，采用了光纤作为传输介质，这样也就必须提供适合相应类型光纤的接口，就像网卡一样。
当然多数交换机是不提供全部的光纤接口的，而是提供少数几个光纤接口，绝大多数交换机仍采用普通的RJ-45以太网接口。
交换机是整个网络的神经枢纽，由分布在各个位置的各级交换机组成。
交换机的选择看似非常简单，其实在较复杂的网络中，也要考虑非常多的事项，如交换机类型、所采用的以太网技术、数据交换、是否支持网管，以及是否支持堆栈等。
交换机的重要性是根据所处网络位置的不同层次决定的，核心交换机就是直接连接服务器的两个交换机，其下面的三个就是二级交换机。
最重要的当然是牌核心层的核心交换机，这也是一个局域网中交换机复杂性最明显的表现所在。
但是，并非所有企业局域网的核心交换机都一样，它们也随着相应网络规模和网络应用需求的不同而不同。
在小型企业局域网中，担当核心交换机的可能就是采用普通五类/超五类双绞线连接的10/100Mbps二层交换机，通常并不具备过多的技术；但在一些中等或以上规模的局域网中，担当核心交换机的可能就需要三层，甚至四层、七层交换机了。
这些高层次交换机有非常复杂的交换技术，如三层交换机就具有非常复杂和先进的数据交换、VLAN组网、网管，甚至路由功能。
它们所采用的传输介质可能就是六类、超六类、甚至七类屏蔽双绞线，或者光纤，当然也需要有对应的网络接口。
交换机与服务器一样，也有档次之分，而且划分的类型也基本一样，从低到高依次为：
桌面级交换机、工作组交换机、部门级交换机和企业级交换机。
桌面级交换机通常只作为网络中最低层的交换机，直接连接终端用户。
因为其性能比较低，所提供的端口数也非常少，所以一般也只适用于小型办公室及SOHO网络。
在一般的小企业中，担当核心交换机的通常为工作组交换机，它仅具有一般的二层交换机性能，最多只有两个层次，二级交换机采用的多数是桌面级交换机。
这样一个交换机连接的局域网，当然是最简单的，其性能也是最低的而且不具有网管功能。
交换机的级联也是通过普通的交换商品进行的，无专门的级联端口（Uplink），更别说堆栈了。
在大中型企业网络中，或者在有复杂应用的网络中，担当核心交换机的通常为部门级或企业级交换机。
这类交换机通常是三层或以上交换机，具有网管、堆栈、VLAN、路由功能和模块结构，其交换性能也得到了极大的加强，而且方便用户使用、管理和扩展。
在三层交换机中通常对千兆位以太网技术提供支持，至少提供1个1000Mbps双绞线RJ-45或者光纤接口，以便与域控制器或其他应用服务器（如数据库服务器、邮件服务器、视频点播服务器等）进行高带宽连接。
交换机的复杂性就体现在网管功能上，而不像普通的二层交换机那样接上去就可以使用，它需要根据实际实用来进行较复杂的配置。
识别一个交换机是否具有网管功能的最直接方法就是看交换机是否具有提供网管配置的串行端口（有的是插孔式的母头，有的是插针式的公头）。
除了网管功能外，一些三层交换机还具有堆栈功能（有些二层交换机也有此功能），就是把几个具有堆栈功能的交换机堆在一起连接，当做一个交换机使用，以提高每个交换机的实际有效带宽。
堆栈的方式如图所示，它需要用厂商提供的专门电缆进行连接，而不是普通的双绞线网线。
具体的堆栈技术将在下一章详细介绍。
最后要说明的是，如果需要组建VLAN网络，则在选购交换机时建议选择三层交换机，虽然有些二层交换机也具有VLAN功能，但所支持的配置方式仅限于基本的端口方式，很难满足应用需求。
在中型以上企业网络中的二级交换机通常也需要是部门级交换机，也应至少有一个1000Mbps双绞线RJ-45或者光纤接口，用于与核心交换机实现千兆位级联。
当然也有些规模较小的企业，在二级交换机中选择的是工作组二层交换机，这类交换机通常不具备千兆位端口，只是采用统一的普通一类或超五类双绞线，实现10/100Mbps连接。
三级或以下交换机可以选择二层的工作级或者桌面级交换机。
交换机的品牌也非常多，国外的著名品牌有3COM、Cisco、安奈特和NETGEAR等，国内的如华为、D-Link、TP-LINK、实达和港湾等。
2.无线AP的选型
在无线AP的选型上，主要考虑它所支持的无线局域网技术标准、有效距离及其他辅助功能。
因为现在的无线网络通常还仅应用于小型网络，或者作为有线网络的补充，所以在无线接入点的选择上相对较为简单，建议选择与所选择的无线网卡和其他无线网络设备一样的品牌，在支持标准上目前必须选择支持54Mbps的IEEE802.11b标准的。
如果在与其他无线网络设备兼容性方面不存在问题，建议选择支持108.Mbps的IEEE802.11g+标准的产品。
为了最大限度地兼容已有的无线网络设备，有些厂家推出了全面兼容IEEE802.11b、IEEE802.11a和IEEE802.11Gr要贵许多，对于原有网络中没有IEEE802.11a标准的网络设备的企业建议不要选择，因为IEEE802.11g本身就已兼容了IEEE802.11b标准，这种三模式的AP产品只是对并不多见的IEEE802.11a产品提供支持而已，没有多大实际意义。
在无线AP产品品牌上，比较著名的有D-Link（友讯）、3COM、NETGEAR（网件）、SMC、Linksys、TP-LINK、BenQ（明基）等，国内用户普遍认可的是NETGEAR、D-Link和TP-LINK这3个品牌。
在有多个无线AP的网络环境中，无线AP可以通过有线交换机集中连接在一起，也可以通过无线风桥连接在一起。
在单一无线AP的网络环境中，如家庭用户、SOHO办公用户和中型办公室用户等，它通常是与有线宽带路由器连接，实现共享上网的。
2.1.4路由器的选型
路由器工作在OSI参考模型的网络层，用于网络间的相互连接，而前面介绍的交换机则用于同一网络的网络设备连接。
正因如此，路由器一般同时提供至少一个以太局域网端口和一个广域网接口，分别用于与内、外网的连接。
至于端口类型要根据所连接的网络类型而定，如局域网是普通的双绞线以太网，则通常为RJ—45接口，如果要采用光纤连接，而可能是单模/多模SC光纤接口。
在广域网方面，同样有多种选择，如双绞线RJ-45接口、光纤接口、ATM接口和FDDI接口等。
说到路由器，许多读者会立即想到位于网络边界，用于与其他网络连接的边界路由器。
其实随着路由器技术的广泛应用，现在的路由器产品已发生了多样化的变化，不仅有主流的边界路由器，还有用于局域网内部不同网段或子网间的节点接入路由器，用于宽带接入连接的宽带路由器，在无线局域网中也有无线宽带路由器。
目前这些路由器品种都已深入到广泛的网络应用之中。
当然这主要因为现在的各种宽带因特网接入技术的成功引入，使得因特网应用更加广泛，应用需求更大。
可以说，几乎没有企业不用宽带接入方式与因特网连接的。
1.边界和中间节点路由器的选型
网络间的边界路由器仍是路由器技术和产品市场的主流，企业局域网要与其他网络（因特网除外）进行连接，就必须采用边界路由器，如总公司局域网与子公司、分支办公室、供应商、合作伙伴公司的局域网连接等。
边界路由器一般是与防火墙设备一起与外界网络进行连接的，防火墙作为内、外部网络之间的第一个安全关口，而边界路由器则是内、外部网络间接入的第一个接入关口，如图2-24所示。
除了边界路由器外，在一些较大型的网络中，蹭节点路由器的应用也非常广泛。
它用来连接局域网内部的不同子网或网段，如图2-25所示。
由于这些网络规模较大（如电信企业、ISP服务商等），中间节点路由器连接的用户较多，所以中间节点路由器有的还非常高挡，远高于边界路由器，而并非多数人所认为的边界路由器是最复杂、最先进的。
随着路由器技术的不断发展，现在边界路由器技术也多种多样，不同历史发展时期又有相应的技术代表。
人们把目前的交叉开关式结构路由器称为第五代，在这之前的四代产品分别是：
第一代单总线、单/双CPU路由器，第二代单总线、对称式CPU路由器，第三代多总线、多CPU路由器，第四代共享内存式结构路由器。
目前除了第一代的路由器产品已很少见以外，其余四代的路由器在市场中都仍在广泛使用，用户在选择时一定要注意。
路由器与其他网络设备一样，也有一个按性能来划分不同档次的标准，那就是按路由器的背板带宽来划分高、中、低档。
通常将背板交换能力大于40Gbps的路由器称为高档路由器（有的高达几百上千Gpbs），背板交换能力在25~40Gbps之间的路由器称为中档路由器，低于25Gpbs的当然就是低档路由器。
不同档次的路由器其实也决定了相应路由器在网络中应用的位置，如高档路由器通常属于核心级或者企业级路由器，主要应用于大型企业网络中心，或者用于与其他大型网络的连接；中档路由器则通常用于大型企业网络内部，担当二级路由器，连接各子网或网段也可应用于与其他中型分支机构、合作伙伴、供应商网络之间的连接；而低档路由器则通常应用于企业网络与因特网服务器商之
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