网络工程规划与设计

1. 网络工程规划与设计

2. 第5章 网络工程规划与设计 5.1 网络规划与设计基础 5.2 网络系统体系结构 5.3 网络系统总体设计 5.4 网络系统详细设计 5.5 网络规划与设计举例 5.6 网络规划与设计仿真

3. 第5章 网络工程规划与设计 • 5.1 网络规划与设计基础 5.2 网络系统体系结构 5.3 网络系统总体设计 5.4 网络系统详细设计 5.5 网络规划与设计举例 5.6 网络规划与设计仿真

4. 5.1 网络规划与设计基础 一、网络规划及其解决的主要问题 • 网络规划与设计——就是为计划建设的网络系统提出一套完整的设想和方案，包括网络系统的可行性研究、需求分析、总体方案设计、网络体系结构、网络拓扑结构、详细设计、投资预算、建立规范化文档等，它是组建计算机网络系统的整体规划。 • 网络规划与设计应解决的主要问题： • 为什么要建设计算机网络——建设计算机网络的目的。 • 计算机网络可以解决哪些问题——建设计算机网络的目标。 • 建设什么样的计算机网络——计算机网络方案设计。

5. 二、网络规划与设计的原则 1、指导思想： 实用、够用、好用、安全 2、设计原则 （1）开放性标准化原则 （2）先进性原则 （3）可靠性和安全性原则 （4）灵活性和可扩展性原则 （5）经济性和实用性原则 （6）可维护性原则

6. 三、网络规划与设计的内容 （1）需求分析 （2）规划网络体系结构 （3）技术方案设计 （4）设备选型 （5）软件平台配置 （6）综合布线系统与网络工程施工 （7）网络工程经费预算 （8）网络系统的测试与验收 （9）网络技术支持 （10）网络应用和技术培训

7. 四、网络规划与设计中的关键技术 1、网络传输 • 网络传输是选择分组交换方式还是电路交换方式，关键是看网络应用需要什么样的服务质量。 • 影响服务质量的主要因素是网络可用带宽、传输延时和抖动，以及传输可靠性。 • 具体技术要求如下： • 网络要具有传递语音、图形、图像等多种信息媒体的功能，具备性能优越的资源共享功能。 • 网络中各终端之间应具有快速交换功能。 • 中心系统交换机采用虚拟网技术对网络用户具有分类控制功能。 • 对网络资源的访问提供完善的权限控制。 • 网络具有防止及便于捕杀病毒功能，保证网络使用安全。 • 网络与Internet相连后具有“防火墙”过滤功能，可以防止黑客入侵网络系统。 • 可对接入Internet的各网络用户进行权限控制。

8. 四、网络规划与设计中的关键技术 2、服务质量 • 有保证的服务（GQoS） • 尽力而为（best-effort）的服务。 3、服务模式 • 单播（unicast）模式 • 组播（multicast）模式。 4、网络管理与安全 • 国际著名的网络安全研究公司Hurwitz Group提出了五个层次的网络系统安全体系。

9. Hurwitz Group网络系统安全体系 • 网络安全性：通过判断IP源地址，拒绝未经授权的数据进入网络。 • 系统安全性：防止病毒对网络系统的威胁和黑客对网络系统的破坏和侵入。 • 用户安全性：针对安全性问题而进行的用户分组管理。首先是根据不同的安全级别将用户分为若干等级，并规定对应的系统资源和数据访问权限，其次是强有力的身份认证，确保用户密码的安全。 • 应用程序安全性：解决是否只有合法的用户才能够对特定的数据进行合法操作的问题。这涉及两个问题，即应用程序对数据的合法权限和应用程序对用户的合法权限。 • 数据的安全性：在数据的保存过程中，机密的数据即使处于安全的空间，也要对其进行加密处理，以保证万一数据失窃，偷盗者也读不懂其中的内容。

10. 第5章 网络工程规划与设计 5.1 网络规划与设计基础 • 5.2 网络系统体系结构 5.3 网络系统总体设计 5.4 网络系统详细设计 5.5 网络规划与设计举例 5.6 网络规划与设计仿真

11. 网络环境支持平台 网络系统 网络通信与运行平台 网络资源与应用平台 网络安全与管理平台 5.2 网络系统体系结构

12. 一、网络环境支持平台 1、拓扑结构 • 通常采用主干网络+子网（LAN）结构进行设计； • 子网由交换/集线设备上连主干网络，下连用户计算机，远程用户则通过终端访问服务器与系统相连； • 拓扑形式多为层次+网状结构。 2、主干网结构 • 主干网——通常是指数据传输率（带宽）在100Mbps以上的网络干线，常以光缆作为通信介质连接网络交换设备，构成信息高速交换通道。 • 国内常用的技术有3类：FDDI光纤分布数据接口技术（包括FDDI-II、FFOL、铜线介质的CDDI），ATM异步传输模式技术，100M快速以太网及千兆以太网技术甚至万兆以太网技术。 • 在进行网络规划与设计时，要以建设目标为基础，按应用要求、地域分布等来考虑主干网结构。

13. 二、网络通信与运行平台 1. 网络互连设备 • 在进行网络规划与设计时，主要涉及主干交换机、路由器的选择。 • 网络产品根据性能，可分为企业级、部门级、工作组级和PC-LAN四个档次。 • 提供网络集线产品和交换产品的厂商较多，如Cisco、3COM、锐捷公司； 2．结构化布线系统 • 结构化布线系统来源于智能大厦的发展，目前已成为计算机网络和通信系统的有力支 撑环境，是网络系统能够很好运行的基础。

14. 三、网络资源与应用平台 1. 网络操作系统及数据库 • 网络操作系统是网络信息系统的核心基础。 • 可供选择的网络操作系统有UNIX、Linux、Windows NT/2000/2003和OS2等。 • 常用的数据库系统有Oracle、Sybase、SQL Server和Informix等。 2. 网络服务器 3. 网络工作站

15. 四、网络安全与管理平台 （1）硬件可靠性 （2）容错方案 （3）数据备份方案 （4）防病毒措施 （5）环境安全性 （6）访问权限设置 （7）网络互连安全 （8）网管

16. 第5章 网络工程规划与设计 5.1 网络规划与设计基础 5.2 网络系统体系结构 • 5.3 网络系统总体设计 5.4 网络系统详细设计 5.5 网络规划与设计举例 5.6 网络规划与设计仿真

17. 5.3 网络系统总体设计 一、可行性研究 二、需求分析 三、总体方案设计

18. 一、可行性研究 1. 问题定义 问题定义就是要确定用户使用网络要解决什么问题，达到什么目的。在明确了要解决的问题之后，还需要对这些问题进行分析，以确定它们是否影响以及如何影响网络的建立。 2. 系统调查 由于问题定义中所确定的问题可能并不具体，无法确定它们之间的关系。因此就需要对现有系统进行深入地调查，以便对问题进行准确的定义和细致的描述。

19. 二、需求分析 1. 网络环境需求分析 2. 网络目标需求分析 3. 网络业务需求分析 4. 网络功能需求分析 5. 网络规模分析 6. 网络拓扑结构分析 7. 确定与外部网络互连的方式 8. 网络扩展性分析 9. 网络设备需求分析 10. 网络安全需求分析 11. 网络管理需求分析 12. 工程成本预算与效益分析 13. 风险预测

20. 三、总体方案设计 1．网络类型与模式设计 • 网络类型：局域网和广域网； • 网络工作模式： Peer to Peer模式（对等式网络） C/S模式 B/S模式 • 网络系统总体方案设计主要是对网络的类型与模式，网络的系统分层结构，网络的拓扑结构设计，网络的互连模式等进行规划与设计。

21. 核心层 核心层 （汇聚层） 汇聚层 接入层 接入层 PC PC PC PC PC PC PC PC PC PC PC PC 三、总体方案设计 2．网络系统分层结构设计 • 网络拓扑的分层结构： 核心层、汇聚层（分布层）、接入层 • 对于大型网络，一般都是采用三层结构设计。如校园网、企业网； • 对天中小规模局域网，可以采用二层结构，即将核心层与汇聚层合并。如：几十台至几百台计算机构成的局域网。

22. 2．网络系统分层结构设计 （1）网络核心层设计 • 网络核心层的主要工作是交换数据分组，核心层的设计应该注意两点： ① 不要在核心层执行任何网络策略 ② 核心层的所有设备应具有充分的可到达性 （2）网络汇聚层设计 • 汇聚层把大量的来自接入层的访问路径进行汇聚和集中，对数据分组进行复杂的运算，在核心层和接入层之间提供协议转换和带宽管理。 （3）网络接入层设计 • 接入层是最终用户与网络的接口，它应该提供较高的端口密度和即插即用的特性，同时应该便于管理和维护。 （4）分层网络规划的特点

23. 三、总体方案设计 3．网络拓扑结构设计 （1）对等拓扑 （2）环型拓扑 （3）星型拓扑 （4）部分网状拓扑 4．网络互连模式设计 • 网络互连既可以由处在一个场点内的多个局域网组成，也可以由散布在世界各地的多个局域网组成虚拟专用网。

24. 第5章 网络工程规划与设计 5.1 网络规划与设计基础 5.2 网络系统体系结构 5.3 网络系统总体设计 • 5.4 网络系统详细设计 5.5 网络规划与设计举例 5.6 网络规划与设计仿真

25. 省际层面 省内层面 城域层面 接入层面 用户层面 5.4 网络系统详细设计 一、IP地址规划与分配 1. 配置IP地址的方法 （1）自动分配IP地址 （2）手工设置IP地址 （3）自动专用IP寻址 2. 运营商的网络IP地址分配 3. 内部网络的IP地址规划示例

26. 二、网络冗余设计 1. 核心层冗余 • 核心层冗余规划要综合考虑以下三个目标： (1)减少跳（hop）数。 (2)减少可用的路径数量。 (3)增加核心层可承受的故障数量。 • 常见的核心层冗余规划包括以下两种。 (1)完全网状核心层规划 (2)部分网状结构的核心层规划

27. 二、网络冗余设计 2. 汇聚层冗余 • 在汇聚层提供冗余的两种最普通的方法是“双归接入”和“到其他汇聚层路由器的备份链接”。 （1）双归接入。所谓双归接入，就是汇聚层路由器通过连接到两个核心层路由器的方式接入核心层。双归接入提供了非常好的冗余，当一个路由器或一个链接丢失时，不会削弱路由器后任何目的地的可到达性。 （2）到其他汇聚层设备的冗余链接。在汇聚层路由器之间安装链接来提供冗余。 3. 接入层冗余 • 接入层面临许多与汇聚层相同的问题。常见的接入层冗余方法也是双归接入。

28. 三、网络资源平台设计 1. 网络服务器配置 • 网络服务器系统包括基本服务和应用服务两大类服务器，执行基本服务功能的服务器有：Web服务器、DNS服务器、HDCP服务器、E-mail服务器、FTP服务器、VOD服务器等；服务器的配置要根据应用需求而定。 2. 网络操作系统 3. 网络数据库方案 4. 网络应用软件 5. 电源配置方案 • 为了确保网络系统在断电的情况下能够继续稳定地工作，必须配备来间断电源（UPS）。UPS的配置方案要根据各种网络设备的功率、要求断电保护的时间长短以及UPS的性能价格进行综合考虑。

29. 5.4 网络系统详细设计 四、网络安全与管理体系设计 • 网络建成投入运行后，如何确保网络快速、稳定、安全地运行，是网络规划与设计要考虑的主要方面之一。然而，更重要的是要考虑如何确保用户数据的保存、安全和保密。如政府部门的一些机要文件和绝密文件等，是绝对重要的数据，因此安全保密性非常重要。 五、综合布线方案设计 六、网络设备选型 七、编写设计文档

30. 第5章 网络工程规划与设计 5.1 网络规划与设计基础 5.2 网络系统体系结构 5.3 网络系统总体设计 5.4 网络系统详细设计 • 5.5 网络规划与设计举例 5.6 网络规划与设计仿真

31. 路由器 交换机 ADSL 交换机 服务器 PC PC PC 打印服务器 5.5 网络规划与设计举例 1. 简易型企业网——SOHO级企业网

32. 数据库服务器 Web服务器 E-mail服务器 ProXY服务器 交换机 防火墙 交换机 网管终端 路由器 交换机 PC PC PC PC 打印服务器 5.5 网络规划与设计举例 2. 标准型企业网络

33. Internet 核心交换机 汇聚交换机 汇聚交换机 接入交换机 接入交换机 VLAN 1 VLAN 2 VLAN 3 WLAN 5.5 网络规划与设计举例 3. 园区级企业网

34. 5.5 网络规划与设计举例 4. 异地解决方案

35. 第5章 网络工程规划与设计 5.1 网络规划与设计基础 5.2 网络系统体系结构 5.3 网络系统总体设计 5.4 网络系统详细设计 5.5 网络规划与设计举例 • 5.6 网络规划与设计仿真

36. 5.6 网络规划与设计仿真 1、网络仿真技术与传统网络设计方法的关系 2、OPNET用于网络规范设计的主要步骤 3、网络仿真实例