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确定应用程序对网络设计的影响

确定应用程序对网络设计的影响. Designing and Supporting Computer Networks – Chapter 4. 目标. 说明应用和控制流量如何影响网络设计 确定应用程序影响网络设计 说明如何在 LAN/WAN 上实现服务质量 解释网络上的选项如何支持语音和视频 说明支持融合网络的服务质量需求，绘制各种应用程序流量传输的示意图. 目录. 4.1 确定网络应用程序特征 4.2 说明常见网络应用程序 4.3 服务质量 (QoS) 简介 4.4 研究语音和视频选项 4.5 记录应用程序和传输流量. 4.1 确定网络应用程序特征.

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确定应用程序对网络设计的影响

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Presentation Transcript

  1. 确定应用程序对网络设计的影响 Designing and Supporting Computer Networks – Chapter 4

  2. 目标 • 说明应用和控制流量如何影响网络设计 • 确定应用程序影响网络设计 • 说明如何在LAN/WAN上实现服务质量 • 解释网络上的选项如何支持语音和视频 • 说明支持融合网络的服务质量需求，绘制各种应用程序流量传输的示意图

  3. 目录 • 4.1 确定网络应用程序特征 • 4.2 说明常见网络应用程序 • 4.3 服务质量(QoS)简介 • 4.4 研究语音和视频选项 • 4.5 记录应用程序和传输流量

  4. 4.1确定网络应用程序特征

  5. 4.1.1 应用程序性能的重要性 • 应用程序的性能取决于可用性和响应速度 • 衡量标准:用户满意度,网络吞吐量,常规技术度量

  6. 4.1.2 不同类别的应用程序的特征 四种主要类型的应用程序通信: • 客户端到客户端 • 客户端到分布式服务器 • 客户端到服务器群 • 客户端到企业边缘

  7. 4.1.2不同类别的应用程序的特征 表征应用程序的第一步是收集尽可能多的网络相关信息: • 组织提供的信息 • 网络审计 • 流量分析 Audits and Traffic Analysis 4.1.2.3 Lab Activity: Characterizing Network Applications

  8. 4.1.3 传输流量对网络设计的影响 • 内部流量由本地主机生成，并且流向园区网络中的其它主机 • 外部流量:确定防火墙和 DMZ 网络的位置 设计人员可使用 NBAR 和 Netflow 来分析内部和外部传输流量.

  9. 4.1.4 应用程序特性对网络设计的影响 • 网络上安装的硬件类型会影响应用程序性能 • 只有在全面分析技术要求之后，才能选择网络设备

  10. 4.2说明常见网络应用程序

  11. 4.2.1 事务处理 每一应用程序（或流量）类型和特定的应用程序组合都有不同的要求，这些要求都可能会导致性能问题。 一些常见的应用程序类型包括: • 事务处理应用程序 • 实时流传输应用程序 • 文件传输和电子邮件应用程序 • HTTP 和 Web 应用程序 • Microsoft 域服务

  12. 4.2.1事务处理 事务处理应用程序: 事务处理是一种计算机即时响应用户请求的处理类型.这些事务可能需要: • 额外的操作 • 直接响应用户的请求 • 冗余和安全需求

  13. 4.2.1事务处理 有效的事务必须符合以下条件: • 必须是原子的。 • 必须是一致的。 • 必须是隔离的。 • 必须是持久的。

  14. 4.2.1事务处理 • 网络设计人员需要评估能为事务处理应用程序提供支持的冗余性工具和安全性工具. • 为网络添加冗余性可带来以下优点: • 减少或消除网络停机 • 提高应用程序可用性 安全性始终是主要的考虑因素: 保护事务信息和事务数据库的隐私性和完整性应该是安全性考虑因素的重点.

  15. 4.2.2 实时流和语音 实时应用程序: • 最短反应时间和抖动 • 升级基础架构 为了支持现有的和提议的实时应用程序，基础架构必须能适应每种流量类型的特征.

  16. 4.2.3 文件传输和电子邮件 文件传输和电子邮件应用: • 带宽使用率无法预测 • 数据包较大 • 集中文件和邮件服务器于安全区域 • 建立冗余确保服务

  17. 4.2.3文件传输和电子邮件 为帮助确保这种可用性，网络设计人员需采取以下步骤: • 在一个集中的位置，例如在服务器群中，保护文件服务器和邮件服务器。 • 通过物理和逻辑安全措施保护该位置不会受到未经授权的访问。 • 在服务器群中建立冗余，确保如有一台设备出现故障，不会丢失所有文件。 • 配置连接到服务器的冗余路径。 4.2.3.4 Lab Activity: Analyzing Network Traffic

  18. 4.2.4 HTTP 和Web 流量 HTTP是使用最广的应用程序协议之一: • 网络介质 为了支持 HTTP 和 Web 流量，有必要采用可控制内部传输流量和外部传输流量的第 3 层设备. • 冗余性 服务器通常都有冗余组件和冗余电源，可能会配备两块或更多的网卡，并分别连接到不同的交换机. • 安全性 ACL、防火墙和 IDS 等安全功能同样用于防止未经授权的流量进出受保护的网络.

  19. 4.2.5 Microsoft 域服务 在网络再设计期间重新分配服务器时，必须考虑到这些服务: • Active Directory 复制服务 • 产生广播 很多特定于 Microsoft 的服务会在这些端口上生成本地广播数据包. • 在 Active Directory 服务和 DNS 之间即存在非常紧密的集成关系 这种 DNS 服务可以为组织提供主 DNS，也可以作为非 Windows 服务器上的 Internet DNS 服务的补充。Microsoft 设计指南还建议将 DCHP 与 DNS 集成在一起。.

  20. 4.3服务质量(QoS)简介

  21. 4.3.1 什么是服务质量，为何需要服务质量? • 服务质量 (QoS) 是指网络为选定的网络流量提供优先服务的能力，必须着重考虑哪些流量需要得到优先处理。

  22. 4.3.1什么是服务质量，为何需要服务质量? • oS 的主要目的是针对专用带宽、受控的抖动和延迟以及减少数据包丢失等方面提供优先级: 某些应用程序对带宽要求、数据包延迟、网络抖动和可能的数据包丢失极其敏感。这些应用程序包括实时 IP 电话和视频流。

  23. 4.3.2 流量队列 实现流量队列: • 确定流量要求 确定不同类型的流量（如语音和任务关键型应用程序）所需要的 QoS 要求，并确定哪些低优先级流量可标记为尽力而为型. • 定义流量分类 确定不同的流量之后，可以将它们归入相应的类别，例如语音流量有最高优先级，任务关键型应用程序次之。所有其它流量可根据数据的用途分成普通优先级或低优先级。数据包会被加注标记以指出它们所属的类别. • 定义 QoS 策略 最后一个步骤是定义要应用于每个类别的 QoS 策略。这些策略包括流量队列调度以及拥塞管理规则.

  24. 4.3.3 优先级和流量管理 队列配置以下特征: • 队列类型 • 流量分配 • 流量大小 • 流量的优先级划分为高、中、普通或低这四等 流量根据优先级列表中定义的 QoS 策略分配到不同的队列。这些策略可以基于协议、端口号，或者基于为指定的流量类型建立的其它条件.

  25. 4.3.3优先级和流量管理 • Cisco 提供了多种工具来帮助配置 QoS。其中包括 AutoQoS，它是作为 Cisco IOS 软件的一部分提供的 • Cisco AutoQoS 提供了一个简单而智能的命令行界面 (CLI)。此 CLI 工具可在 Cisco 交换机和路由器上启用 VoIP 的 LAN 和 WAN QoS。 4.3.3.3 Lab Activity: Prioritizing Traffic

  26. 4.3.4 QoS 可以在何处实施? QoS 可以在网络的接入层、分布层和核心层实施: • 第 2 层设备 位于接入层的第 2 层交换机可根据 IEEE 802.1p 服务类别 (CoS) 实现 QoS • 第 3 层设备 第 3 层设备可根据物理接口、IP 地址、逻辑端口号以及 IP 数据包中的 QoS 位来实现 QoS。必须在双向传输流量上支持分布层设备和核心层设备中的 QoS。 分类和标记: 分类就是流量分组的过程。分类是根据流量标记方式或者根据协议进行的。流量可以按第 2 层服务类别、IP 优先级或者差分服务代码点 (DSCP) 值来标记. 4.3.4.2 Lab Activity: Exploring Network QoS

  27. 4.4研究语音和视频选项

  28. 4.4.1 融合网络注意事项 融合网络设计要求: • 强大的性能 • 安全功能 • QoS 机制不可或缺 • 控制QoS : • 延迟和抖动 • 带宽供应 • 数据包丢失参数

  29. 4.4.2 IP 电话解决方案的要求 IP 电话设计注意事项: • 电力和容量规划 • 找出相互争用资源的传输流量 • 选择 IP 电话解决方案的组件 • IP 电话解决方案的组件可包括: • IP 电话机 • 网关 • 多点控制单元 (MCU) • 呼叫代理 • 应用服务器 • 视频端点 • 软件电话

  30. 4.4.2 IP 电话解决方案的要求 隔离流量 如果客户端 PC 和 IP 电话机处于同一个 VLAN，它们在使用现有带宽时将不会考虑其它设备. • 分隔 VLAN 的好处 避免冲突最简单的方法是让 IP 电话流量和数据流量各自使用单独的 VLAN: • 当 IP 电话流量通过网络时，QoS 可以使其得到优先处理. • 当电话机位于单独的 IP 子网和 VLAN 时，网络管理员可以更加轻松地找出网络问题并加以解决.

  31. 4.4.2 IP 电话解决方案的要求 IP 电话有以下特点: • 集成通过 IP 网络（而不是通过模拟系统或数字系统）连接的语音和语音消息应用程序. • 通过 IP 电话机执行语音到 IP 的转换. • 在参与通话的电话机之间创建点对点关系，而不是像 PBX 那样集中路由呼叫。

  32. 视频直播: 流媒体文件 无需等到所有媒体数据包都存入其计算机系统 视频流不需要用户存储大容量的媒体文件 使用组播数据包同时发给多位用户 VoD: 观看之前下载完整的视频文件 能让用户保留内容，并在以后观看 使用单播数据包发送给点播视频的特定用户 4.4.3 视频 – 直播和点播

  33. 4.4.4 通过语音和视频支持远程工作人员 • WAN 连接的带宽要求取决于用户开展工作所需要的网络资源的类型. • 永久链路还是按需链路 对于连接中心站点，网络设计人员需要决定是适合使用永久链路，还是适合使用按需链路。设计人员应与客户一起来考虑成本要求、安全性要求以及可用性要求。. • 远程工作人员站点的 WAN 连接可以采用以下方式: • 异步拨号 • ISDN BRI • 电缆调制解调器 • DSL • 无线和卫星 • VPN 4.4.4.3 Lab Activity: Investigating Video Traffic Impact on a Network

  34. 4.5记录应用程序和传输流量

  35. 4.5.1 什么是流量传输 • 网络初期设计阶段正确估计应用程序的流量. • 结合网络中的硬件规划创建流量传输图. 4.5.1.4 Lab Activity: Identify Traffic Flows

  36. 4.5.1什么是流量传输 • 确定主机之间的流量传输极其重要。网络设计人员使用逻辑图或物理图的内容来规划设计，以容纳现有的和新的应用程序流量.

  37. 4.5.2 绘制内部(内部网) 流量传输示意图 • 每一个 LAN 都要处理从主机发送到主机以及从主机发送到服务器的流量 4.5.2.2 Lab Activity: Diagramming Intranet Traffic Flows

  38. 4.5.3 绘制进出远程站点的流量传输示意图 • 网络设计人员将着重考虑远程站点和 VPN 4.5.3.2 Lab Activity: Diagramming Traffic Flows to and from Remote Sites

  39. 4.5.4 绘制外部流量传输示意图 • 流向 Internet 的外发传输流量 • 从 Internet 流向本地提供的服务的传入流量 4.5.4.2 Lab Activity: Diagramming External Traffic Flows

  40. 4.5.5 绘制外联网流量传输示意图 • 来自受信任的商家和客户网络的传输流量 4.5.5.2 Lab Activity: Diagramming Extranet Traffic Flows

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