第一章　网络工程设计基础

第一章　网络工程设计基础 知识点：网络工程、系统集成的概念，系统集成的特点和原则；ISO 9000国际标准；C/S、B/S的概念、发展、演变及应用；中间件的产生和作用；Intranet的概念、组成、结构、构建技术和主要服务。难点：中间件的产生和作用，Intranet构建技术。实践技能：设计一个C/S或B/S模式的小型应用软件。要求：掌握网络应用模式(C/S、W/S)和Intranet/Extranet技术。

1.1网络工程概念 1.1.1 计算机网络工程概念 • 计算机网络工程描述性定义：计算机网络工程是指为了达到一定应用的目标，根据相关的标准和规范，通过详细的分析、规划和设计，按照可行性的设计方案，将计算机网络技术、系统、管理，高效地集成到一起的工程。 • 也可简单地描述为：将系统化的、规范的、可度量的方法应用于网络系统的设计、建造和维护的过程。即将工程化应用于网络系统之中。

中国科学院研究生院校园网拓扑结构图

1.1.2计算机网络工程的特点 • 计算机网络工程具有非常明确的目标 • 计算机网络工程要有详细的规划 • 计算机网络工程必须依据国际、国内、行业及地方等正规标准 • 计算机网络工程要有完备的技术文档 • 计算机网络工程要有法定的或固定的责任人，要有完整的组织实施机构 • 计算机要有客观的监理和验收标准

1.1.3计算机网络工程的要素 • 工程设计人员要全面了解计算机网络的、技术、系统、协议、安全、系统布线的基本知识，计算机网络的发展现状和发展趋势 • 总体设计人员要熟练掌握网络规划与设计的步骤、要点、流程、安全、技术设备选型以及发展方向 • 工程主管人员要懂得网络工程的组织实施过程，要能把握网络工程的方案评审、监理和验收等关键环节 • 工程开发人员要掌握网络应用开发技术、网站Web、信息发布技术和安全防御技术 • 工程竣工后，网络管理人员要作用网管工具对网络实施有效的管理和维护，以使网络工程发挥应有的效用

1.1.4网络工程的内容 • 要有非常明确的目标 • 要有详细的规划 • 要有正规的依据（标准） • 要有完整的技术文档资料 • 要有固定的责任人 • 要有可行的实施计划和方法 • 要有客观的监理和验收标准 • 要有让客户满意的后期服务

工具 方法过程质量特点 1.2计算机网络工程方法的研究 • 网络工程是一种层次化的技术，网络工程的层次如图：

1.3网络工程过程模型 1.3.1 基本概念与网络工程有关的工作可分为三个阶段：　 • 问题定义 • 技术开发 • 方案综述（定义阶段、设计阶段和测试阶段）

1.3.2网络工程过程模型 • 所有网络工程都可看成一个问题的循环解决过程，其中包含四个截然不同的阶段：状态描述，问题定义，技术开发和方案综述。

系统/信息工程 物理网络设计（用系统集成文法）网络规划与总体设计浏览逻辑网络设计 1.3.3网络设计的系统集成模型

1.4网络应用模式 1.4.1网络应用模式的发展信息技术的发展推动了网络应用模式的不断更新，现已经历了五个阶段: • 以大型机为中心的集中式应用模式。 • 以服务器为中心的计算模式。 • 客户机/服务器应用模式。 • 基于Web的客户机/服务器应用模型。 • 实际存在的B/S和C/S混合应用模式。

客户请求 中间件服务器响应客户机服务器 • 客户机/服务器模式图

1.4.2网络应用模式的开发技术简介 • 网络应用模式的开发环境　　三层C/S开发环境由4个平台组成：　　　（1）网络服务器操作系统平台　　　（2）数据库服务器平台　　　（3）客气操作系统平台　　　（4）客气应用开发工具

数据库服务器与系统平台

Internet应用开发环境

网络应用特点 　（1）应用系统分布运行在C/S平台上，应用以Web开工发布，用户在浏览器上使用应用程序（2）应用程序的用户界面是网页格式（3）数据库服务器大后台运行，用户与系统的数据交互是通过浏览器和Web服务器传递给数据库服务器。

1.4.3 网络应用模式的开发技术 • 静态网页开发技术 • 动态网页开发技术　　动态网页开发技术又分为传统动态网页开发技术(CGI、IDC、ISAPI等)和流行动态技术(ASP、JSP、PHP等)。

CGI、ISAPI动态应用结构模型

3种传统动态网页开发技术的比较

IIS发布静态网页

IIS发布动态网页

浏览器访问Web数据库服务器

1.5 Intranet/Extranet技术 1.5.1企业网 • 企业网的定义　　　企业网是为互联公司，部门，本地和远地的计算机通信资源的构建的一个共享的通信和资源的基础结构，以便在整个企业机构中协调人们间的行动。(企业网是一个连接企业通信，处理和存储资源的企业范围的网络，它使得这心资源对于分布于企业范围的用户可用。) • 企业网的研究范围(也包括校园网，可以形成Intranet和Extranet)

1.5.2 Intranet/Extranet技术 • Intranet的概念 Intranet可以看作是一种“专用Internet”。一般称为内联网络、或企业内部网等。它是在统一行政管理和安全控制管理之下，采用Internet的标准技术和应用系统建设成的网络，并使用与Internet相协调的技术开发企业内部的各种应用系统。通常Intranet还要与Internet相连，以获得全球信息交换的能力。

2.Intranet技术 • 基本技术。包括：TCP／IP协议、IP地址、域名系统（DNS）和路由器等。 • 基于浏览器的应用开发技术(Web技术、B/S开发技术) • Intranet数据库访问的实现技术　　包括：CGI、服务器API和JDBC等。 • Intranet的安全控制技术　　包括：出入站点的控制、身份验证、资源访问控制和数据加密等。

3.Intranet的特点 • Intranet成熟、稳定、风险小 • Intranet是一种很好的快速原型（rapidprotyping）方法 • Intranet建设周期短，开发工作量小

1.5.3 Extranet技术 • Extranet的概念 Extranet是将Intranet的构建技术应用于企业间系统。 • Extranet技术　　　　实现技术上和至关重要的安全性等问题上都表现出不同程度的不成熟，另外，Extranet的实现还涉及到企业之间互相协调问题。

1.6 虚拟专用网VPN • 1.6.1 VPN的含义 VPN即虚拟专用网，是通过一个公用网络（通常是因特网）建立一个临时的、安全的连接，是一条穿过复杂的公用网络的安全、稳定的隧道。

1.6.2 VPN的类型 按照IETF的建议将VPN分成四种类型 • 拨号VPN（Virtual Private Dial Networks） • 虚拟专线VLL（Virtual Lease Line） • 路由VPN（Virtual Private Routed Networks） • 局域网VPN（Virtual Private LAN Segment）

直接拨号连接与VPN

1.6.3 VPN的隧道协议 • 隧道技术是VPN的基本技术，类似于点对点连接技术。隧道是由隧道协议形成的，分为第二、三层隧道协议。第二层隧道协议是先把各种网络协议封装到PPP中，再把整个数据包装入隧道协议中。这种双层封装方法形成的数据包靠第二层协议进行传输。第二层隧道协议有L2F、PPTP、L2TP等。L2TP协议是目前IETF的标准，由IETF融合PPTP与L2F而形成。

华为3Com防火墙采用的IPSec隧道方式

第三层隧道协议是把各种网络协议直接装入隧道协议中，形成的数据包依靠第三层协议进行传输。第三层隧道协议有VTP、IPSec等。IPSec（IP Security）是由一组RFC文档组成，定义了一个系统来提供安全协议选择、安全算法，确定服务所使用密钥等服务，从而在IP层提供安全保障。

1.7 计算机网络工程相关的标准化组织和标准 1.7.1 国际标准化组织 • 国际标准化委员会(ISO) • 国际电工委员会(IEC) • 国际电信联盟（ITU） • 电子工业协会（EIA） • 因特网工程特别任务组（IETF） • 电气和电子工程师协会（IEEE） • 美国国家标准学会(ANSI) • 欧洲电工标准化委员会(CENELEC)与欧洲标准化委员会(CEN)

1.7.2 国内标准化组织 • 通信技术标准基础　目前，一般情况下各类标准的审批权限为： 1）国家标准。基础技术标准由国家技术监督局审批颁发；工程建设标准由建设部和国家技术监督局联合颁发。 2）行业标准。基础技术标准由主管部颁发，报国家技术监督局备案；工程建设标准由主管颁发，报建设部备案。 3）地方标准。由地方政府审批颁发。 4）企业标准。由企业主管审批颁发。 • 中国工程建设标准化协会 • 中国通信标准化协会 (CCSA)

复习提问： • 网络工程的内容是什么？ • 网络应用模式经历了哪五个阶段？ • 动态网页开发技术又分为哪两种，分别使用什么技术？ • 什么是企业网，它的研究范围是是什么？ • Intranet/Extranet主要使用哪些技术？ • 第二层隧道协议和第三层隧道协议有哪些主要区别？

第一章 网络工程设计基础