四級網(wǎng)絡(luò)工程師2.ppt

第2章網(wǎng)絡(luò)的總體規(guī)劃與設(shè)計 本章要點 2 1中小型網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)2 2用戶需求與網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用需求調(diào)研2 3需求分析2 4方案設(shè)計 2 1中小型網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu) 圖2 1基于網(wǎng)絡(luò)的中小型信息系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖 2 1 1網(wǎng)絡(luò)的運行環(huán)境要求 網(wǎng)絡(luò)的運行環(huán)境即整個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)運行時放置網(wǎng)絡(luò)硬件設(shè)備的環(huán)境要求以及網(wǎng)絡(luò)電源供應(yīng)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(shè)備 網(wǎng)絡(luò)硬件如路由器 交換機 服務(wù)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(shè)備間 配線間 關(guān)鍵的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備對供電系統(tǒng)的要求是很嚴(yán)格的 一般是用專門的供電系統(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(luò)的設(shè)施及操作系統(tǒng) 1 網(wǎng)絡(luò)的設(shè)施網(wǎng)絡(luò)的設(shè)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(chǔ)設(shè)施 同時還有路由器 交換機 網(wǎng)關(guān) 網(wǎng)橋 集線器 網(wǎng)卡 Modem以及遠(yuǎn)程通信服務(wù)器等設(shè)備 2 操作系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)作為網(wǎng)絡(luò)用戶和計算機之間的接口 通常具有復(fù)雜性 并行性 高效性和安全性等特點 網(wǎng)絡(luò)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(yīng)用程序 2 操作系統(tǒng)擁有較大的物理內(nèi)存使應(yīng)用程序能夠更好的運行 3 操作系統(tǒng)可同時支持多個CPU 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(yuǎn)程對網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進行管理和維護 3 網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用軟件及其開發(fā)系統(tǒng)開發(fā)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)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(luò)數(shù)據(jù)庫開發(fā)工具和網(wǎng)絡(luò)軟件工發(fā)工具 前者包括有Oracle MSSQLServer等 后者主要包括等Java VisualC VisualBasic Delphi等 4 網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)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(luò)應(yīng)用系統(tǒng) 通過某種方式對網(wǎng)絡(luò)進行管理 使網(wǎng)絡(luò)能正常高效地運行 更加有效的利用網(wǎng)絡(luò)中的資源得 5 網(wǎng)絡(luò)安全系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)安全就是網(wǎng)絡(luò)上的信息的安全 是指網(wǎng)絡(luò)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(luò)服務(wù) 廣義來說 凡是涉及到網(wǎng)絡(luò)上信息的保密性 真實性 完整性 可用性和可控性的相關(guān)技術(shù)和理論都涉及到網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù) 2 1 3網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計流程 圖2 2為網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計流程圖 2 2用戶需求與網(wǎng)絡(luò)應(yīng)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(yīng)用系統(tǒng)所期望達成的目標(biāo) 要對用戶的商業(yè)目標(biāo)和解決方案的約束進行全面分析 2 了解與研究用戶的行業(yè) 市場 供產(chǎn)商 產(chǎn)品 服務(wù) 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(yù)計實現(xiàn)的目標(biāo) 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(luò)設(shè)計的項目才有了充分的準(zhǔn)備 才能更好地開展項目的需求分析工作 2 2 2網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用需求 要弄清一個網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用需求 應(yīng)該從如各部門的信息化工作基礎(chǔ) 財力以及對網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用要求和認(rèn)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(luò)應(yīng)用需求調(diào)研 應(yīng)該充分理解用戶業(yè)務(wù)活動和用戶信息需求 在調(diào)查分析的基礎(chǔ)上 充分考慮需求與約束并對網(wǎng)絡(luò)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(shù)方案的規(guī)劃與設(shè)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(luò)應(yīng)用需求調(diào)查表的示例 2 3需求分析 2 3 1網(wǎng)絡(luò)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(yīng)在每個樓層中的何處放置設(shè)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(luò)中所經(jīng)歷的路徑 3 傳輸?shù)慕橘|(zhì)考慮數(shù)據(jù)傳輸?shù)慕橘|(zhì)也是必不可少的 了解了網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)點的地理分布后 我們應(yīng)該結(jié)合當(dāng)?shù)鼐€路的實際情況 確定網(wǎng)絡(luò)的整體構(gòu)架并考慮所采用的傳輸介質(zhì) 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等 2 3 2網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用特點 1 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng) 1 RDBMS 關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng) 如Oracle MSSQLServer等 它是支持關(guān)系模型的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng) 一般由關(guān)系數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 關(guān)系操作集合和關(guān)系完整性約束三部分組成 它一般是為財務(wù)管理 人事管理 OA系統(tǒng)應(yīng)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(fù)或不重復(fù)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)開發(fā)的信息管理系統(tǒng) 如CAD在線設(shè)計軟件 產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理PDM軟件等 2 常用Internet Intranet業(yè)務(wù)電子郵件服務(wù)FTP文件傳輸服務(wù)IP電話服務(wù)網(wǎng)絡(luò)視頻會議與在線點播服務(wù)電子商務(wù)服務(wù)公共資源在線查詢服務(wù) 2 3 3網(wǎng)絡(luò)總體需求分析 通過用戶需求與網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用需求的調(diào)研 以及網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)點 應(yīng)用概要等方面的信息 總結(jié)出網(wǎng)絡(luò)寬帶的要求并提出所要采用的網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 同時提出網(wǎng)絡(luò)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(shù) 網(wǎng)絡(luò)的撲拓結(jié)構(gòu)來確定網(wǎng)絡(luò)的總體需求 2 3 4網(wǎng)絡(luò)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(yīng)用的電信布線系統(tǒng) 它能夠支持語音 圖像 多媒體信息等數(shù)據(jù)的傳輸 2 3 5網(wǎng)絡(luò)可用性與可靠性需求分析 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的的可用性與可靠性 一般是指準(zhǔn)確度 差錯率 響應(yīng)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(luò)安全性需求分析網(wǎng)絡(luò)的安全性 主要表現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性 完整性和保密性 2 3 7網(wǎng)絡(luò)工程費用估計 網(wǎng)絡(luò)工程費用的估計一般包括網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)設(shè)施和研硬件設(shè)備 同時也包括進行遠(yuǎn)程通信和接入城域網(wǎng)時所租用的線路費以及服務(wù)器與客房端設(shè)備 當(dāng)然還包括系統(tǒng)開發(fā) 集成 維護 完善等所支付給技術(shù)人員的費用以及用戶培訓(xùn)的費用 重點提示 網(wǎng)絡(luò)需求詳細(xì)分析主要包括 網(wǎng)絡(luò)總體需求分析 綜合布線需求分析 網(wǎng)絡(luò)可用性與可靠性分析 網(wǎng)絡(luò)安全性需求以及分析網(wǎng)絡(luò)工程造價計算 2 4方案設(shè)計 2 4 1網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)總體目標(biāo)與設(shè)計原則網(wǎng)絡(luò)總體目標(biāo)的確定是網(wǎng)絡(luò)設(shè)計方案的第一步 由于情況不同 則網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計的目標(biāo)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(luò)設(shè)計必須能滿足設(shè)計目標(biāo)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(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)設(shè)計 一般簡單的星型拓?fù)渲挥幸粋€布線間 而主配線設(shè)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(luò) 網(wǎng)絡(luò)進行互聯(lián)且連接的距離大于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(shè)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(shè)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(luò) 2 4 3網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計 圖2 3網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)三層結(jié)構(gòu)圖 不同規(guī)模 功能要求的網(wǎng)絡(luò) 其網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)也不同 大規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)一般是用三層結(jié)構(gòu) 但如果網(wǎng)絡(luò)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(dāng)結(jié)點數(shù)量很少時 只采用一層的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 從經(jīng)驗來看 一個網(wǎng)絡(luò)需要的結(jié)點數(shù)為250至5000個時 用三層結(jié)構(gòu)來設(shè)計網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng) 若結(jié)點數(shù)為200至500個左右時 則不必設(shè)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(dāng)結(jié)點個數(shù)少于200個時 則只設(shè)計核心層部分 1 核心層核心層的網(wǎng)絡(luò)要承擔(dān)整個網(wǎng)絡(luò)50 以上的流量 它是網(wǎng)絡(luò)的大動脈 核心層技術(shù)的選擇 需要根據(jù)網(wǎng)絡(luò)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(wù)器群接入核心路由器的兩種方案 2 匯聚層設(shè)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(fù)雜的路由運算 3 接入層設(shè)計接入層直接連接用戶計算機并使各種網(wǎng)絡(luò)資源設(shè)備接入網(wǎng)絡(luò) 重點提示 網(wǎng)絡(luò)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(luò)的規(guī)模對結(jié)點數(shù)的要求不同 所設(shè)計網(wǎng)絡(luò)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(shè)計方案 2 4 4路由器與交換機選擇 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備選擇的基本原則包括 1 設(shè)備廠商的選擇原則 2 網(wǎng)絡(luò)的可擴展性原則 3 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的先進性原則 4 設(shè)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(luò)系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 路由器的指標(biāo)一般有 全雙工線速轉(zhuǎn)發(fā)能力 設(shè)備及端口的吞吐量 背靠背幀數(shù) 路由表能力 背板能力 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(luò)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(lǐng)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100Mb s以下的以太網(wǎng)交換機 快速以太網(wǎng)交換機用于100Mb s快速以太網(wǎng)千兆以太網(wǎng)交換機它的帶寬可達1000Mb s 一般用于大型網(wǎng)絡(luò)的主干網(wǎng) ATM交換機用于ATM網(wǎng)絡(luò) 廣泛應(yīng)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 小型的快速數(shù)據(jù)交換網(wǎng)絡(luò)中 3 從應(yīng)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(luò)的主干交換機 用于較大型的網(wǎng)絡(luò) 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(yīng)不同的網(wǎng)絡(luò)需求 5 從交換機工作的協(xié)議層劃分第二層交換機應(yīng)用于OSI RM的第二層協(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(yīng)用于OSI RM的第三層 工作在網(wǎng)絡(luò)層 具有路由功能 可作為大中型網(wǎng)絡(luò)的基本配置設(shè)備 第四層交換機應(yīng)用于OSI RM的第四層 現(xiàn)在在實際應(yīng)用中使用較少 常用的交換機的技術(shù)指標(biāo)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(shù) 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(shù)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(luò)類型緩存大小MAC地址數(shù)量設(shè)備冗余可管理性 2 4 5服務(wù)器的選擇 1 服務(wù)器的分類 1 按應(yīng)用層次劃分可將服務(wù)器分 入門級服務(wù)器工作組級服務(wù)器部門級服務(wù)器企業(yè)級服務(wù)器四類 2 按服務(wù)器的處理器架構(gòu)劃分可把服務(wù)器分 CISC架構(gòu)服務(wù)器架構(gòu)服務(wù)器RISC架構(gòu)服務(wù)器VLIW架構(gòu)服務(wù)器 3 按服務(wù)器應(yīng)用的角度來劃分 文件服務(wù)器數(shù)據(jù)庫服務(wù)器Internet Intranet通用服務(wù)器應(yīng)用服務(wù)器 應(yīng)用服務(wù)器按照其所提供的功能分類 可分為 CAD服務(wù)器VOD視頻點播服務(wù)器IP電話服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)電視會議服務(wù)器音頻點播服務(wù)器打印服務(wù)器游戲服務(wù)器 應(yīng)用服務(wù)器的主要技術(shù)包括有 客戶與服務(wù)器之間的瀏覽器 服務(wù)器模式 將網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用建立在Web服務(wù)的基礎(chǔ)上 中間件與通用數(shù)據(jù)庫接口技術(shù) 使客戶可利用Web瀏覽器訪問應(yīng)用服務(wù)器 該應(yīng)用服務(wù)器的后端連接數(shù)據(jù)庫服務(wù)器 這一點與傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的結(jié)構(gòu)是不同的 前者采用的是用戶 數(shù)據(jù)服務(wù)器與應(yīng)用服務(wù)器三層結(jié)構(gòu) 而后者采用的是客戶與服務(wù)器構(gòu)架的二層結(jié)構(gòu) 提供最適合的硬件平臺與應(yīng)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(wù)器與應(yīng)用服務(wù)器的體系結(jié)構(gòu) 4 按服務(wù)器按用途劃分 可將服務(wù)器分為通用型服務(wù)器和專用型服務(wù)器兩類 5 按服務(wù)器的機箱結(jié)構(gòu)來劃分 可以把服務(wù)器劃分為 臺式服務(wù)器 機架式服務(wù)器 機柜式服務(wù)器 和 刀片式服務(wù)器 四類 重點提示 服務(wù)器的種類繁多 其分類方式也多種樣 常用的分類方式有 按按應(yīng)用層次劃分 按服務(wù)器的處理器架構(gòu)劃分 按服務(wù)器應(yīng)用的角度來劃分 按服務(wù)器按用途劃分 按服務(wù)器的機箱結(jié)構(gòu)來劃分 2 服務(wù)器的性能指標(biāo)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的技術(shù)指標(biāo)是選擇適合的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的關(guān)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(wù)器的種類多種多樣 其采用的技術(shù)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(yīng)急管理端口 5 熱拔插 重點提示 服務(wù)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(guān)技術(shù)包括 對稱多處理技術(shù) 集群技術(shù) 分布內(nèi)存訪問技術(shù) 高性能存儲與智能I O技術(shù) 服務(wù)處理器與Intel服務(wù)器控制技術(shù) 應(yīng)急管理端口技術(shù)與熱拔插技術(shù) 3 服務(wù)器的選型原則服務(wù)器選擇型的主要原則包括以下三點 1 根據(jù)應(yīng)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