二、中小型網(wǎng)絡系統(tǒng)總體規(guī)劃與設計.doc

二、中小型網(wǎng)絡系統(tǒng)總體規(guī)劃與設計（一）基于網(wǎng)絡的信息系統(tǒng)的基本結構1、網(wǎng)絡運行環(huán)境：包含：1）機房和設備間、配線間：機房對環(huán)境、溫濕度、雷擊和靜電等方面的因素有細致要求，需要專業(yè)設計施工；2）電源供電：必須有專用的UPS進行供電，需要具備穩(wěn)壓等智能管理能力。2、網(wǎng)絡系統(tǒng)：包括核心兩個核心部分：1）網(wǎng)絡傳輸基礎設施；2）網(wǎng)絡設備3、網(wǎng)絡操作系統(tǒng)：主要憑借通信設施所提供的數(shù)據(jù)傳輸功能，為高層用戶提供共享資源以及其他網(wǎng)絡服務的功能。包含 Windows Server 2003、 Windows NT Server、 Unix 、Linux等。4、網(wǎng)絡應用運行環(huán)境與軟件開發(fā)工具：1）網(wǎng)絡數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)：如Sybase、Oracle、MS SQL Server等；2）網(wǎng)絡軟件開發(fā)工具：數(shù)據(jù)庫開發(fā)工具、Web應用開發(fā)工具與標準開發(fā)工具，如Web應用開發(fā)工具包含HTML/XML、標準開發(fā)工具包含Java、Visual C+、Visual Basic等；3）網(wǎng)絡應用系統(tǒng)：在前二者的基礎之上，根據(jù)用戶的需求開發(fā)的通用系統(tǒng)，如電子商務/電子政務系統(tǒng)、遠程教育系統(tǒng)、企業(yè)管理系統(tǒng)、校園信息服務系統(tǒng)等。5）網(wǎng)絡管理與網(wǎng)絡安全系統(tǒng)：P30（二）劃分網(wǎng)絡系統(tǒng)組建工程階段：P30-P31（三）網(wǎng)絡需求調(diào)研與系統(tǒng)設計原則 1、進行充分調(diào)查，深入理解用戶業(yè)務活動和用戶信息需求 2、要求在調(diào)查、分析基礎上，充分考慮需求與制約條件的前提下，度ixitong組件與系統(tǒng)開發(fā)的可行性進行充分論證 3、運用系統(tǒng)的觀念，完成網(wǎng)絡工程技術方案的規(guī)劃和設計 4、充分考慮時限要求，將網(wǎng)絡系統(tǒng)組建的任務按照設計、論證、實施、驗收、用戶培訓、維護的不同階段進行安排，大型網(wǎng)絡系統(tǒng)建設的全過程都需要有專業(yè)的監(jiān)理公司進行監(jiān)理。 5、各階段的文檔資料必須有完整性與規(guī)范性實訓環(huán)節(jié)一、 網(wǎng)絡用戶調(diào)查與網(wǎng)絡工程需求分析1、 網(wǎng)絡用戶調(diào)查：分為1）網(wǎng)絡用戶調(diào)查：網(wǎng)絡用戶調(diào)查是指與現(xiàn)有的或者潛在的網(wǎng)絡用戶直接交流，了解他們對未來系統(tǒng)的各方面的應用要求，包括可靠性、可用性、安全性、可擴展性、對基于網(wǎng)絡的信息系統(tǒng)用戶請求的響應時間、流量等方面；2）網(wǎng)絡應用需求調(diào)查2、 網(wǎng)絡節(jié)點的地理位置分布：在進行網(wǎng)絡規(guī)模、布局與拓撲結構之前，需要對網(wǎng)絡節(jié)點的地理位置分布情況進行了解1) 用戶數(shù)量以及個子分部的具體為止。設計建筑物內(nèi)的局域網(wǎng)，首先需要高清節(jié)點的位置、數(shù)量等資料2) 建筑物內(nèi)部的結構情況調(diào)查。調(diào)查內(nèi)容包括口層結構，樓層主干線路的選擇、建筑物網(wǎng)絡的設備之間可能的位置、樓層之間的連接路由與施工的可能性等。3) 建筑物群情況調(diào)查。調(diào)查內(nèi)容包括建筑物位置分布、建筑物的相對位置、建筑物的設備之間的距離、通信量的估計、通信線路的選擇、連接的路由與施工的可能性等。3、 應用概要分析：此階段是通過對用戶需求的調(diào)查得出的數(shù)據(jù)心境分析，找出影響網(wǎng)絡系統(tǒng)設計的因素，結合企業(yè)組建網(wǎng)絡系統(tǒng)的要求，可總結出要構建的網(wǎng)絡應用屬于以下哪種類型。1） Internet/Intranet服務：Web服務、FTP服務、IP電話服務、E-mail服務、網(wǎng)絡電視會議服務、電子商務服務、公共信息資源的在線查詢服務。2） 數(shù)據(jù)庫服務：關系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（RDBMS），主要為人事、財務、OA系統(tǒng)等應用提供后臺數(shù)據(jù)庫支持；非結構化數(shù)據(jù)率管理系統(tǒng)，主要為公文流轉(zhuǎn)、檔案系統(tǒng)提供后臺支持；企業(yè)專用管理信息系統(tǒng)，如產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理（PDM）軟件、企業(yè)資源規(guī)劃（ERP）軟件、CAD在線設計軟件、CIMS集成制造系統(tǒng)等，為企業(yè)專門開發(fā)的專用管理信息系統(tǒng)軟件。3） 網(wǎng)絡基礎服務系統(tǒng)：網(wǎng)絡管理和服務軟件，如DNS服務于SNMP網(wǎng)管軟件等；網(wǎng)絡安全管理軟件，如CA認證服務與防火墻軟件等。4、 網(wǎng)絡需求詳細分析：1） 網(wǎng)絡總體需求分析：根據(jù)網(wǎng)絡用戶書、網(wǎng)絡節(jié)點分布、網(wǎng)絡應用類型、數(shù)據(jù)量與數(shù)據(jù)交換量，分析網(wǎng)絡數(shù)據(jù)負載、數(shù)據(jù)流量與數(shù)據(jù)流向、數(shù)據(jù)傳輸特性等。大體分為三類：i)數(shù)據(jù)交換頻繁，但是數(shù)據(jù)量不打的MIS/OA/WEB類應用；ii)數(shù)據(jù)交換相對不頻繁，但是每一次出現(xiàn)交換量較大的，對數(shù)據(jù)交換的實時性要求不嚴格的FTP/CAD類應用；iii)數(shù)據(jù)傳輸負荷重，而且對數(shù)據(jù)交換的實時性要求高的多媒體數(shù)據(jù)流文件。2） 結構化布線需求分析3） 網(wǎng)絡可用性與可靠性分析：包含i)對文件的分級；ii）關鍵數(shù)據(jù)的糾錯4） 網(wǎng)絡安全型需求分析：遇見網(wǎng)絡安全危險來源、劃分網(wǎng)絡安全邊界與網(wǎng)絡安全措施、配置網(wǎng)絡安全設備、評價安全等級等5） 網(wǎng)絡工程造價估算：主要依據(jù)i) 網(wǎng)絡設備：如路由器、交換機、網(wǎng)卡；ii) 網(wǎng)絡基礎設施：如UPS、機房裝修、結構化布線器材與傳輸介質(zhì)；iii) 遠程通信線路與接入城域網(wǎng)的租用線路；iv) 服務器與客戶端設備；v) 系統(tǒng)集成費用、用戶培訓費用與系統(tǒng)維護費用。二、 網(wǎng)絡總體設計基本方法1、 網(wǎng)絡結構與拓撲構型設計方法具體圖片見P34l 典型的系統(tǒng)核心路由器之間、核心路由器與匯聚路由器之間使用就具有冗余鏈路的光纖連接。匯聚路由器與接入路由器、接入路由器與用戶計算機之間可以視情況而定選擇價格較低的非屏蔽雙絞線（UTP）進行連接l 當節(jié)點數(shù)低于500時，可以考慮不設置接入層，節(jié)點可以直接通過匯聚層的路由器或者交換機接入。當節(jié)點數(shù)低于250時，可以再不設置接入層的基礎上，考慮不設置匯聚層。2、 核心層網(wǎng)絡結構設計（設計重點）l 連接圖見P35，共有兩種連接方式：1）直接接入核心服務器：缺點在于占用端口多，因端口造價昂貴，因此成本高；2）通過專用交換機接入核心路由器：缺點在于容易造成帶寬瓶頸，存在單點故障的風險。但兩種都用到了冗余鏈路。l 目前應用有圖有核心層網(wǎng)絡技術的標準主要是GE/10GE標準，核心設備是高性能交換路由器，連接核心路由器的是具有冗余鏈路的光纖。整個網(wǎng)絡的40%-60%的流量需要靠核心層網(wǎng)絡承載。3、 匯聚層網(wǎng)絡語接入層網(wǎng)絡結構設計l 層次的上聯(lián)帶寬與下一級帶寬比一般控制位1:20三、 網(wǎng)絡關鍵設備選型1、 基本原則：1) 廠商與產(chǎn)品系列的選擇：一定要選擇成熟的主流產(chǎn)品，而且最好使用同一廠家的產(chǎn)品。這樣在商業(yè)談判、設備安裝、系統(tǒng)調(diào)試、技術支持與用戶培訓等方片都有優(yōu)勢2) 網(wǎng)絡的可擴展性考慮：進行主干網(wǎng)絡設別的選取時，必須留有一定的余量，保證系統(tǒng)的可擴展性。高端核心交換路由器對整個網(wǎng)絡系統(tǒng)的性能影響最大，而且產(chǎn)品價格昂貴，一旦購買就不易更新。低端的網(wǎng)絡設備價格相對較便宜，更新速度快，一段端口不夠，可以簡單的用堆疊的方法進行擴充，所以低端產(chǎn)品選擇的原則就是滿足目前需要即可。3) 網(wǎng)絡的先進性考慮2、 路由器選型的依據(jù)1） 路由器的分類：一般按性能進行分類分為：i)高端路由器（高端核心路由器），背板交換能力大于40Gbit/s；ii)中端路由器（企業(yè)級路由器）；iii)低端路由器。2） 路由器的關鍵指標。a) 吞吐量（包轉(zhuǎn)發(fā)能力）：涉及到端口吞吐量和整機吞吐量b) 背板能力：是路由器輸入端和輸出端之間的物理通道，決定了路由器的吞吐量。高性能路由器一般采用交換式結構，傳統(tǒng)的路由器采用的是共享背板結構。c) 延時與延時抖動：延時指的是從數(shù)據(jù)包的第一字節(jié)進入路由器，到該幀的最后一個字節(jié)離開路由器期間的時間。延時與包長度、鏈路路的傳輸速率有關。高速路由器要求長度為1518B的IP包，延時不超過1ms。延時抖動即為延時的變化量，對于語音、視頻業(yè)務來說，對延時抖動的要求較高d) 丟包率：指的是在穩(wěn)定、持續(xù)的負荷情況下的參數(shù)，而并未特殊情況下。e) 突發(fā)處理能力：常以最小幀間隔發(fā)送數(shù)據(jù)包而不引起丟失的最大發(fā)送速率來衡量突發(fā)處理能力。f) 服務質(zhì)量（QoS）：主要體現(xiàn)在隊列管理機制、端口硬件隊列管理、支持QoS協(xié)議。隊列管理機制值得是有路由器的隊列調(diào)度算法與擁塞管理機制。端口硬件隊列管理是由端口硬件來實現(xiàn)。而每個隊列中的優(yōu)先級由隊列調(diào)度算法來控制。g) 路由表容量：路由表是決定包轉(zhuǎn)發(fā)路徑的主要依據(jù)。路由表容量指的是路由器可以容納的最多路由表項目。h) 可靠性和可用性。見教程P38-P39i) 網(wǎng)管能力。P393、 交換機的類別與主要技術指標1) 交換機的分類a) 按照所支持的技術類型，可以把交換機分為10Mbit/s Ethernet交換機、FE交換機、GE交換機b) 按內(nèi)部結構，可以把交換機分為模塊式交換機與固定端口交換機。模塊式交換機幼教機架式交換機，內(nèi)部有冗余電源、內(nèi)置電源與多插槽主機機柜，插槽可用于插入擴展的交換模塊和網(wǎng)管模塊。優(yōu)點在于可靠性強，配置靈活。固定端口交換機只能支持一種局域網(wǎng)協(xié)議。特點是價格便宜、安裝簡便，較適合作為小型局域網(wǎng)節(jié)點的連接設備或者大型網(wǎng)絡的接入設備。c) 按應用規(guī)模，可以把交換機分為：企業(yè)級交換機、部門級交換機與工作組級交換機。交換機級別對應采用的交換機類型及其所支持的網(wǎng)絡規(guī)模一覽表交換機級別采用的相應的交換機類型節(jié)點數(shù)量企業(yè)級交換機模塊化交換機500或更多節(jié)點的大型應用部門級交換機模塊化/固定端口交換機300以下節(jié)點的中型應用工作組級交換機固定端口交換機100以下節(jié)點的小型應用2) 交換機的主要技術指標a) 背板帶寬：交換機輸入端與輸出端之間的物理通道。背板帶寬越寬，交換機的數(shù)據(jù)處理能力就越快，數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)延遲就學校，相對性的性能就越好。b) 全雙工端口帶寬：在選擇交換機背板帶寬的同時，必須注意全雙工端口帶寬的這個參數(shù)全雙工端口帶寬的計算方法如下： 端口數(shù)x端口速率x2選擇交換機時，應該讓背板帶寬的選擇大于全雙工端口帶寬的值例如：如果一種交換機具有24個10/100BASE-TX端口和一個可擴展的1000BASE-X端口，那么在交換機滿配的情況下，起全雙工端口帶寬為(24*100*2)+(1*1000*2)=6.8Gbit/s，那么選擇背板帶寬應該大于6.8Gbit/s，例如選擇8Gbit/s。交換機選型的一個重要的數(shù)據(jù)指標就是背板帶寬/全雙工端口總帶寬的比值。比值越高，交換機就趨近于高性能限速無阻塞交換機，性能就越好，造價也就越高。c) 幀轉(zhuǎn)發(fā)速率：交換機美妙能轉(zhuǎn)發(fā)的幀的最大數(shù)量。d) 支持VLAN能力：大部分的交換機都支持802.1Q協(xié)議，部分支持Cisco的專用的組管理協(xié)議（CGMP）。VLAN的劃分是根據(jù)端口的，也可以是基于MAC地址的或者IP地址的。e) 模塊式交換機（機箱是交換機）的擴張能力：可以通過選取類型不同的控制模塊，如FE模塊GE模塊TM模塊等，或者不同模塊的數(shù)量來達到支持不同類型的協(xié)議與不同端口帶寬的目的。3) 交換機的配置選擇：交換機的配置有以下幾方面a) 擴展槽數(shù)：固定端口是交換機的擴展槽最多可以安插的模塊數(shù)。b) 機架插槽數(shù)：模塊式交換機最多能夠安插的模塊數(shù)c) 最大可堆疊數(shù)：值得是單個堆疊單元中可最大堆疊的交換機數(shù)d) 最大/最小GE端口數(shù)：交換機能夠支持的最大/最小的1000Mbit/s速率的端口數(shù)量e) 端口密度與端口類型：密度指的是最大/最小的端口數(shù)量，端口類型指的是全雙工或單工。為了提高吞吐量，GE/10GE端口一般推薦全雙工端口。f) 緩沖區(qū)大?。簠f(xié)調(diào)不同端口之間的速率匹配。主干設備交換機選擇是必須注意：端口是否有獨立的緩沖區(qū)，模塊或者端口時候設計有獨立的輸入、輸出緩沖區(qū)，以及隊列調(diào)度算法。g) 支持的網(wǎng)絡協(xié)議h) MAC地址表大小i) 設備冗余j) 可管理性四、 網(wǎng)絡服務器選型1、 網(wǎng)絡服務器的選分類1) 按照應用分類a) Internet/Intranet通用服務器：是各種局域網(wǎng)接入Internet組建網(wǎng)絡應用系統(tǒng)時必須設置的通用服務器。包含WWW服務器、E-mail服務器、FTP服務器、DNS服務器、遠程通信服務器、代理服務器等。b) 數(shù)據(jù)庫服務器：用于管理大型數(shù)據(jù)庫。比較常用C/S工作模式數(shù)據(jù)庫，如Oracle、SQL Server、Sybase等。c) 文件服務器：主要為本地用戶訪問本地資源與網(wǎng)絡資源提供服務，服務器采用高配置與高性能的計算機，他是局域網(wǎng)的邏輯中心，一幾種方式管理局域網(wǎng)的共享資源，并未工作站提供各類服務。文件服務器的兩種模式：1）（早期模式）共享硬盤服務系統(tǒng)：在局域網(wǎng)中安裝若干帶有大容量硬盤的服務器，將硬盤分成若干的虛擬盤體，可分為：專用盤體（單獨用戶個人讀寫操作，可對盤體進行加密）；公共盤體（多用戶只讀操作）和共享盤體（多用戶讀寫操作）。缺點在于：用戶每次使用服務器硬盤需要進行鏈接，并且需要用戶自行使用DOS命令建立DOS文件目錄結構并進行維護，安全性和效率都比較低。；2）基于文件服務的網(wǎng)絡操作系統(tǒng)：將網(wǎng)絡操作系統(tǒng)分為兩部分：文件服務器和工作站軟件。具有完整的文件管理功能，提供用戶的多種文件服務要求。工作站可以根據(jù)需要對文件的讀寫權限進行管理。d) 應用服務器：提供專用服務的網(wǎng)絡服務器，基于B/S（瀏覽器/服務器，Browser/Server）工作模式?？煞譃镮P電話服務器、視頻