全國計算機等級考試四級網(wǎng)絡工程師2VIP

1、.,第2章 網(wǎng)絡的總體規(guī)劃與設計,本章要點: 2.1 中小型網(wǎng)絡系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu) 2.2 用戶需求與網(wǎng)絡應用需求調(diào)研 2.3 需求分析 2.4 方案設計,.,2.1 中小型網(wǎng)絡系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu),圖2-1 基于網(wǎng)絡的中小型信息系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖,.,2.1.1 網(wǎng)絡的運行環(huán)境要求,網(wǎng)絡的運行環(huán)境即整個網(wǎng)絡系統(tǒng)運行時放置網(wǎng)絡硬件設備的環(huán)境要求以及網(wǎng)絡電源供應所需要的良好安全穩(wěn)定的供電系統(tǒng)，它是保障系統(tǒng)安全、可靠與穩(wěn)定運行所必需的基本設備。 網(wǎng)絡硬件如路由器、交換機、服務器等所放置的場所，一般將這些硬件系統(tǒng)都放置在建筑樓房中的機房或是設備間，配線間 。關鍵的網(wǎng)絡設備對供電系統(tǒng)的要求是很嚴格的，一般是用專門

2、的供電系統(tǒng)，因為它具有較好的穩(wěn)壓同時帶有備用電源與供電智能管理。,.,2.1.2 網(wǎng)絡的設施及操作系統(tǒng),1網(wǎng)絡的設施 網(wǎng)絡的設施包括合適結(jié)構(gòu)化布線系統(tǒng)、城域網(wǎng)主干光纜系統(tǒng)、廣域傳輸線路、微波通信與衛(wèi)星通信系統(tǒng)等基礎設施；同時還有路由器、交換機、網(wǎng)關、網(wǎng)橋、集線器、網(wǎng)卡、Modem以及遠程通信服務器等設備。 2操作系統(tǒng) 網(wǎng)絡操作系統(tǒng)作為網(wǎng)絡用戶和計算機之間的接口，通常具有復雜性、并行性、高效性和安全性等特點。,.,網(wǎng)絡操作系統(tǒng)的功能如下： （1）操作系統(tǒng)在同一時間能夠在不同的內(nèi)存內(nèi)間運行不同的應用程序 （2）操作系統(tǒng)擁有較大的物理內(nèi)存使應用程序能夠更好的運行。 （3）操作系統(tǒng)可同時支持多個CPU

3、，這樣可以減少程序處理時間以提高操作系統(tǒng)性能。 （4）操作系統(tǒng)能夠與多臺計算機構(gòu)成一個虛擬系統(tǒng)以滿足大量用戶同時訪問時的需要。 （5）操作系統(tǒng)能夠支持用戶通過遠程對網(wǎng)絡系統(tǒng)進行管理和維護。,.,3網(wǎng)絡應用軟件及其開發(fā)系統(tǒng) 開發(fā)網(wǎng)絡應用軟件的工具各不相同，但都是由兩部分的開發(fā)工具組成：網(wǎng)絡數(shù)據(jù)庫開發(fā)工具和網(wǎng)絡軟件工發(fā)工具。前者包括有Oracle、MS SQL Server等，后者主要包括等Java、Visual C+、Visual Basic、Delphi等。 4網(wǎng)絡管理系統(tǒng) 網(wǎng)絡管理系統(tǒng)是一個軟硬件結(jié)合的系統(tǒng)，但它以軟件為主，屬于分布式網(wǎng)絡應用系統(tǒng)，通過某種方式對網(wǎng)絡進行管理，使網(wǎng)絡能正常高效

4、地運行，更加有效的利用網(wǎng)絡中的資源得。,.,5網(wǎng)絡安全系統(tǒng) 網(wǎng)絡安全就是網(wǎng)絡上的信息的安全，是指網(wǎng)絡系統(tǒng)的硬軟件系統(tǒng)及其數(shù)據(jù)受到保護，不因突然的或者惡意的原因而遭到破壞、更改和泄露，系統(tǒng)連續(xù)可靠正常地運行，并給予持久不中斷的網(wǎng)絡服務。廣義來說，凡是涉及到網(wǎng)絡上信息的保密性、真實性、完整性、可用性和可控性的相關技術和理論都涉及到網(wǎng)絡安全技術。,.,2.1.3 網(wǎng)絡系統(tǒng)設計流程,圖2-2為網(wǎng)絡系統(tǒng)設計流程圖,.,2.2用戶需求與網(wǎng)絡應用需求調(diào)研,2.2.1 用戶需求 以下是進行用戶需求調(diào)研的主要內(nèi)容： （1） 了解用戶對整個應用系統(tǒng)所期望達成的目標，要對用戶的商業(yè)目標和解決方案的約束進行全面分析。

5、 （2） 了解與研究用戶的行業(yè)、市場、供產(chǎn)商、產(chǎn)品、服務。 （3） 了解客戶的組織結(jié)構(gòu)。 （4） 加強與用戶的溝通，了解用戶對系統(tǒng)的期望以及這個系統(tǒng)所預計實現(xiàn)的目標。,.,表2-1 為用戶需求調(diào)研表,重點提示：做好用戶需求的調(diào)研，對下一步的需求分析起前重要作用，有了足夠的信息，對這個網(wǎng)絡設計的項目才有了充分的準備，才能更好地開展項目的需求分析工作。,.,2.2.2 網(wǎng)絡應用需求,要弄清一個網(wǎng)絡的應用需求，應該從如各部門的信息化工作基礎、財力以及對網(wǎng)絡的應用要求和認識程序等方面進行分類調(diào)查與研究。 重點提示：用戶需求與網(wǎng)絡應用需求調(diào)研，應該充分理解用戶業(yè)務活動和用戶信息需求；在調(diào)查分析的基礎上，

6、充分考慮需求與約束并對網(wǎng)絡系統(tǒng)組建與信息系統(tǒng)開發(fā)的可能性進行充分地論證；運用系統(tǒng)的概念來進行技術方案的規(guī)劃與設計；根據(jù)工程的時間要求要安排各項工作，同時要求各階段的資料的完整性與規(guī)范性。,.,表2-2 網(wǎng)絡應用需求調(diào)查表的示例,.,2.3 需求分析,2.3.1 網(wǎng)絡系統(tǒng)的結(jié)點 1地理位置及建筑環(huán)境調(diào)查 了解結(jié)點的位置、數(shù)量等信息。同時，建筑物的總樓層數(shù)量，樓層結(jié)構(gòu)布局、應在每個樓層中的何處放置設備、樓層主干線以及傳輸?shù)穆酚煞绞蕉家紤]在內(nèi)。 表2-3 結(jié)點調(diào)查示例,.,2數(shù)據(jù)的流向 確定數(shù)據(jù)流向的主要是指確定數(shù)據(jù)從哪個結(jié)點發(fā)出到哪個結(jié)點結(jié)束以及數(shù)據(jù)包在網(wǎng)絡中所經(jīng)歷的路徑。 3傳輸?shù)慕橘|(zhì) 考慮數(shù)

7、據(jù)傳輸?shù)慕橘|(zhì)也是必不可少的，了解了網(wǎng)絡系統(tǒng)結(jié)點的地理分布后，我們應該結(jié)合當?shù)鼐€路的實際情況，確定網(wǎng)絡的整體構(gòu)架并考慮所采用的傳輸介質(zhì)、網(wǎng)絡設備等。,.,2.3.2 網(wǎng)絡應用特點,1數(shù)據(jù)庫系統(tǒng) （1）RDBMS（關系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)） 如Oracle、MS SQL Server等，它是支持關系模型的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，一般由關系數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、關系操作集合和關系完整性約束三部分組成，它一般是為財務管理、人事管理，OA系統(tǒng)應用等提供后臺的數(shù)據(jù)支持。 （2）DFS（非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)） 它指的是字段長度可變的，其各個字段的記錄又可以由重復或不重復的子段所構(gòu)成的數(shù)據(jù)字。,.,（3）公司專用信息管理系統(tǒng) 一般是為公司專業(yè)開

8、發(fā)的信息管理系統(tǒng)，如CAD在線設計軟件，產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理PDM軟件等。 2常用Internet/Intranet業(yè)務 電子郵件服務 FTP文件傳輸服務 IP電話服務 網(wǎng)絡視頻會議與在線點播服務 電子商務服務 公共資源在線查詢服務,.,2.3.3 網(wǎng)絡總體需求分析,通過用戶需求與網(wǎng)絡應用需求的調(diào)研，以及網(wǎng)絡系統(tǒng)結(jié)點、應用概要等方面的信息，總結(jié)出網(wǎng)絡寬帶的要求并提出所要采用的網(wǎng)絡技術。同時提出網(wǎng)絡的分層結(jié)構(gòu)以及核心層、匯聚層與接入層的組合以及使用技術、網(wǎng)絡的撲拓結(jié)構(gòu)來確定網(wǎng)絡的總體需求。 2.3.4 網(wǎng)絡綜合布線需求分析 結(jié)構(gòu)化布線系統(tǒng)它是一個能夠支持用戶選擇語音、數(shù)據(jù)、圖象等應用的電信布線系統(tǒng)。它能

9、夠支持語音、圖像、多媒體信息等數(shù)據(jù)的傳輸。,.,2.3.5 網(wǎng)絡可用性與可靠性需求分析,網(wǎng)絡系統(tǒng)的的可用性與可靠性，一般是指準確度、差錯率、響應速度以及無故障運行時間這些方面來評估的。 2.3.6 網(wǎng)絡安全性需求分析 網(wǎng)絡的安全性，主要表現(xiàn)在網(wǎng)絡的穩(wěn)定性、完整性和保密性。,.,2.3.7 網(wǎng)絡工程費用估計,網(wǎng)絡工程費用的估計一般包括網(wǎng)絡的基礎設施和研硬件設備；同時也包括進行遠程通信和接入城域網(wǎng)時所租用的線路費以及服務器與客房端設備；當然還包括系統(tǒng)開發(fā)，集成、維護、完善等所支付給技術人員的費用以及用戶培訓的費用。 重點提示：網(wǎng)絡需求詳細分析主要包括：網(wǎng)絡總體需求分析、綜合布線需求分析、網(wǎng)絡可用性

10、與可靠性分析、網(wǎng)絡安全性需求以及分析網(wǎng)絡工程造價計算。,.,2.4 方案設計,2.4.1 網(wǎng)絡系統(tǒng)總體目標與設計原則 網(wǎng)絡總體目標的確定是網(wǎng)絡設計方案的第一步，由于情況不同，則網(wǎng)絡系統(tǒng)設計的目標也不同，一般包括功能性、可擴展性、可用性、可靠性、可管理性、安全性與高效率性。 網(wǎng)絡設計必須能滿足設計目標中的要求，主要包括先進性與實用性原則、可維護性原則、可擴展性原則、先進性原則、安全保密原則以及經(jīng)濟性原則。,.,2.4.2 網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)設計,一般簡單的星型拓撲只有一個布線間，而主配線設備中有至少一個的交叉連接的接插面板，它是用來連接水平電纜和局域網(wǎng)的交換接口 。一個較大型的網(wǎng)絡，網(wǎng)絡進行互聯(lián)且連接

11、的距離大于100m，則需要多于一個的布線間，這多個布線間就建立形成了一個多匯集區(qū)。次級的布線間用垂直的電纜與主配線設備相連。若垂直電纜的長度超過100m則要將其換成多模光纖。這樣就形成了由主配線設備為中心向外以星型結(jié)構(gòu)擴散的可擴展的星型網(wǎng)絡。,.,2.4.3 網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)設計,圖2-3 網(wǎng)絡系統(tǒng)三層結(jié)構(gòu)圖,.,不同規(guī)模、功能要求的網(wǎng)絡，其網(wǎng)絡系統(tǒng)結(jié)構(gòu)也不同，大規(guī)模的網(wǎng)絡一般是用三層結(jié)構(gòu)，但如果網(wǎng)絡的規(guī)模稍小，也常使用兩層結(jié)構(gòu)，有時將接入層與匯聚層合為一層，或時將核心層和匯聚層的功能合并，甚至當結(jié)點數(shù)量很少時，只采用一層的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)。從經(jīng)驗來看，一個網(wǎng)絡需要的結(jié)點數(shù)為250至5000個時，用三層結(jié)構(gòu)來

12、設計網(wǎng)絡系統(tǒng)；若結(jié)點數(shù)為200至500個左右時，則不必設計接入層，直接將結(jié)點接入?yún)R聚層的路由器或交換機，當結(jié)點個數(shù)少于200個時，則只設計核心層部分。,.,1核心層 核心層的網(wǎng)絡要承擔整個網(wǎng)絡50%以上的流量，它是網(wǎng)絡的大動脈。核心層技術的選擇，需要根據(jù)網(wǎng)絡系統(tǒng)的地理位置、信息流向與流量等方面而定。,圖2-4 服務器群接入核心路由器的兩種方案,.,2匯聚層設計 匯聚層為核心層和接入層提供連接，并提供了基于統(tǒng)一策略的互連性并對數(shù)據(jù)包進行復雜的路由運算。 3接入層設計 接入層直接連接用戶計算機并使各種網(wǎng)絡資源設備接入網(wǎng)絡。 重點提示：網(wǎng)絡系統(tǒng)三層結(jié)構(gòu)包括核心層、匯聚層與接入層。由于網(wǎng)絡的規(guī)模對結(jié)點

13、數(shù)的要求不同，所設計網(wǎng)絡的體系結(jié)構(gòu)也不同。,.,圖2-5 接入層與匯聚層兩種結(jié)構(gòu)設計方案,.,2.4.4 路由器與交換機選擇,網(wǎng)絡設備選擇的基本原則包括： （1）設備廠商的選擇原則 （2）網(wǎng)絡的可擴展性原則 （3）網(wǎng)絡技術的先進性原則 （4）設備的性價比和質(zhì)量原則 1路由器的選擇 （1）按性能來劃分 分為高、中、低檔的路由器,.,（2）按結(jié)構(gòu)來分 可分為“骨干級路由器”、“企業(yè)級路由器”和“接入級路由器”。 （3）按功能劃分 可分為“邊界路由器”和“中間節(jié)點路由器”。,圖2-6 中型規(guī)模的網(wǎng)絡系統(tǒng)結(jié)構(gòu),.,路由器的指標一般有：全雙工線速轉(zhuǎn)發(fā)能力、設備及端口的吞吐量、背靠背幀數(shù)、路由表能力、背板

14、能力、丟包率、時延及時延抖動、內(nèi)部時鐘精度、冗余、網(wǎng)管類型與能力、突發(fā)處理能力及可靠性與可用性等。 2交換機的選擇 （1）從網(wǎng)絡覆蓋范圍劃分： 廣域網(wǎng)交換機 用于電信城域互聯(lián)和互聯(lián)網(wǎng)接入等的領域的廣域網(wǎng)中。 局域網(wǎng)交換機 我們常見的交換機，提供高速獨立的通信信道。,.,（2）從傳輸介質(zhì)和傳輸速度劃分 以太網(wǎng)交換機 一般指100Mbps以下的以太網(wǎng)交換機。 快速以太網(wǎng)交換機 用于100Mbps快速以太網(wǎng) 千兆以太網(wǎng)交換機 它的帶寬可達1000Mbps，一般用于大型網(wǎng)絡的主干網(wǎng)。 ATM交換機 用于ATM網(wǎng)絡，廣泛應用于電信網(wǎng)的主干網(wǎng)。 FDDI交換機 采用光纖作為介質(zhì)，現(xiàn)在多用于老式中、小型的快

15、速數(shù)據(jù)交換網(wǎng)絡中。,.,（3）從應用層次劃分 企業(yè)級交換機 一般用作企業(yè)主干網(wǎng)來構(gòu)建高速局域網(wǎng)。 校園交換機 一般作為網(wǎng)絡的主干交換機，用于較大型的網(wǎng)絡。 部門級交換機 它可以是固定配置的也可以是模塊配置的。 工作組交換機 它被看作是傳統(tǒng)集線器的理想替代品、。 桌面型交換機 它的特點是每個端口MAC地址很少，且端口數(shù)也不多，只具備最基本的交換機特性。,.,（4）從交換機的結(jié)構(gòu)劃分 固定端口交換機 端口數(shù)目固定不變，只能提供數(shù)量有限類型固定的端口。 模塊化交換機 可由用戶選擇不同數(shù)量、速率和類型的模塊，以來適應不同的網(wǎng)絡需求。 （5）從交換機工作的協(xié)議層劃分 第二層交換機 應用于OSI/RM的第

16、二層協(xié)議來定義，只能工作在數(shù)據(jù)鏈路層，一般作為桌面型交換機。 第三層交換機 應用于OSI/RM的第三層，工作在網(wǎng)絡層，具有路由功能，可作為大中型網(wǎng)絡的基本配置設備。,.,第四層交換機 應用于OSI/RM的第四層，現(xiàn)在在實際應用中使用較少。 常用的交換機的技術指標的般有：背板帶寬、二/三層交換吞吐率、全雙工端口帶寬、幀轉(zhuǎn)發(fā)速率與VLAN技術。 背板吞吐量 二/三層交換吞吐率 幀轉(zhuǎn)發(fā)速率 是否支持VLAN技術 交換機類型 端口的密度,.,最大可堆疊數(shù) 轉(zhuǎn)發(fā)速率 背板吞吐量 支持的網(wǎng)絡類型 緩存大小 MAC地址數(shù)量 設備冗余 可管理性,.,2.4.5 服務器的選擇,1服務器的分類 （1）按應用層次劃

17、分可將服務器分 ： 入門級服務器 工作組級服務器 部門級服務器 企業(yè)級服務器四類 （2）按服務器的處理器架構(gòu)劃分可把服務器分： CISC架構(gòu)服務器架構(gòu)服務器 RISC架構(gòu)服務器 VLIW架構(gòu)服務器,.,（3）按服務器應用的角度來劃分： 文件服務器 數(shù)據(jù)庫服務器 Internet/Intranet通用服務器 應用服務器。 應用服務器按照其所提供的功能分類，可分為： CAD服務器 VOD視頻點播服務器 IP電話服務器 網(wǎng)絡電視會議服務器 音頻點播服務器 打印服務器 游戲服務器,.,應用服務器的主要技術包括有： 客戶與服務器之間的瀏覽器/服務器模式，將網(wǎng)絡的應用建立在Web服務的基礎上。 中間件與通

18、用數(shù)據(jù)庫接口技術，使客戶可利用Web瀏覽器訪問應用服務器，該應用服務器的后端連接數(shù)據(jù)庫服務器，這一點與傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫服務器的結(jié)構(gòu)是不同的，前者采用的是用戶、數(shù)據(jù)服務器與應用服務器三層結(jié)構(gòu)，而后者采用的是客戶與服務器構(gòu)架的二層結(jié)構(gòu) 。 提供最適合的硬件平臺與應用軟件，配置、使用方便，性價比高給用戶提供了很多便捷。,.,圖2-7 數(shù)據(jù)庫服務器與應用服務器的體系結(jié)構(gòu),.,（4）按服務器按用途劃分，可將服務器分為通用型服務器和專用型服務器兩類。 （5） 按服務器的機箱結(jié)構(gòu)來劃分，可以把服務器劃分為“臺式服務器”、“機架式服務器”、“機柜式服務器”和“刀片式服務器”四類。 重點提示：服務器的種類繁多，其分

19、類方式也多種樣，常用的分類方式有：按按應用層次劃分、按服務器的處理器架構(gòu)劃分、按服務器應用的角度來劃分、按服務器按用途劃分、按服務器的機箱結(jié)構(gòu)來劃分。,.,2服務器的性能指標 網(wǎng)絡服務器的技術指標是選擇適合的網(wǎng)絡服務器的關鍵，它主要包括：運算速度、磁盤性能與存儲能力、可用性、數(shù)據(jù)吞吐量以及可管理與可擴展性。 服務器的種類多種多樣，其采用的技術也各不相同，其中包括： （1）多對稱處理 （2）集群 （3）分布式內(nèi)存訪問 （4）應急管理端口 （5）熱拔插,.,重點提示：服務器的性能主要表現(xiàn)在：運算速度、磁盤容量與存儲能力、高可用性、數(shù)據(jù)吞吐能力、可管理性與可擴展性。其采用的相關技術包括：對稱多處理技術、集群技術、分布內(nèi)存訪問技術、高性能存儲與智能I/O技術、服務處理器與Intel服務器控制技術、應急管理端口技術與熱拔插技術。 3服務器的選型原則 服務器選擇型的主要原則包括以下三點： （1）根據(jù)應用特點選擇原則 （2）根據(jù)行業(yè)特點選擇原則 （3）根據(jù)技術成熟度選擇原則,.,2.