7章網(wǎng)絡(luò)工程系統(tǒng)集成

第7章網(wǎng)絡(luò)工程系統(tǒng)集成7.1網(wǎng)絡(luò)工程系統(tǒng)集成概述7.1.1基本概況1.網(wǎng)絡(luò)工程系統(tǒng)集成的基本概念網(wǎng)絡(luò)工程系統(tǒng)集成是在信息系統(tǒng)工程方法的指導(dǎo)下，以用戶的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用需求和投資規(guī)模為出發(fā)點(diǎn)，綜合應(yīng)用計算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，合理選擇網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、系統(tǒng)軟件、應(yīng)用軟件等產(chǎn)品，系統(tǒng)地集成在一起，使集成后的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)具有良好的性能價格比，能夠滿足用戶的實(shí)際需要，成為穩(wěn)定可靠的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。2.網(wǎng)絡(luò)工程程系統(tǒng)集集成的發(fā)發(fā)展階段段(1)第一代網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)：面面向終端端的單主主機(jī)互連連系統(tǒng)（（20世紀(jì)50年代初期期～60年代中期期）(2)第二代網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)：多多主機(jī)終終端互連連系統(tǒng)（（20世紀(jì)60年代中期期～70年代中期期）(3)第三代網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)：開開放式和和標(biāo)準(zhǔn)化化的網(wǎng)絡(luò)絡(luò)系統(tǒng)（（20世紀(jì)80年代～90年代）(4)第四代網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)（20世紀(jì)90年代后期期至今））第四代網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的特特點(diǎn)是網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)化、、綜合化化、高速速化及計計算機(jī)協(xié)協(xié)同處理理能力。。3.網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)統(tǒng)集成的的內(nèi)容(1)網(wǎng)絡(luò)硬件件集成。。包括通信信子網(wǎng)的的硬件系系統(tǒng)集成成和資源源子網(wǎng)的的硬件集集成。(2)網(wǎng)絡(luò)軟件件的集成成。(3)數(shù)據(jù)和信信息的集集成。(4)技術(shù)與管管理的集集成。(5)個人與組組織機(jī)構(gòu)構(gòu)的集成成。4.網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)統(tǒng)集成涵涵蓋的范范圍(1)傳輸網(wǎng)絡(luò)絡(luò)的選擇擇。(2)服務(wù)質(zhì)量量（QoS）。(3)服務(wù)模式式。(4)網(wǎng)絡(luò)管理理與安全全。網(wǎng)絡(luò)安全全性、系系統(tǒng)安全全性、用用戶安全全性、應(yīng)應(yīng)用程序序安全性性、數(shù)據(jù)據(jù)安全性性。7.1..2網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)統(tǒng)集成的的過程（1）需求分分析和網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)統(tǒng)規(guī)劃（2）投標(biāo)和和合同的的的簽署署（3）邏輯網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計計（4）物理網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計計（5）分包商商的管理理及布線線工程（6）設(shè)備的的訂購和和安裝調(diào)調(diào)試（7）服務(wù)器器的安裝裝和配置置（8）網(wǎng)絡(luò)系系統(tǒng)測試試（9）網(wǎng)絡(luò)安安全與網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)管理理（10）網(wǎng)絡(luò)系系統(tǒng)驗(yàn)收收（11）培訓(xùn)與與系統(tǒng)維維護(hù)7.2局域網(wǎng)與與系統(tǒng)集集成7.2..1局域網(wǎng)的的定義與與特點(diǎn)局域網(wǎng)是是在一個個較小的的范圍(一個辦公公室、一一幢樓、、一家工工廠等)內(nèi)，利用用通信線線路將各各種計算算機(jī)及外外設(shè)連接接起來，，以實(shí)現(xiàn)現(xiàn)數(shù)據(jù)通通信和資資源共享享的通信信網(wǎng)絡(luò)。。特點(diǎn)：(1)局域網(wǎng)覆覆蓋有限限的地理理范圍，，通常在在10km內(nèi)。(2)局域網(wǎng)具具有數(shù)據(jù)據(jù)傳輸速速率高(通常在10Mb/s~~100Mb//s之間)、誤碼率率低(通常在10-8～10-11之間)的特點(diǎn)，，而且具具有較短短的延時時。(3)局域網(wǎng)可可以使用用多種傳傳輸介質(zhì)質(zhì)來連接接，包括括雙絞線線、同軸軸電纜、、光纜等等。(4)局域網(wǎng)通通常由一一個單位位自行建建立，易易于管理理和維護(hù)護(hù)。7.2..2局域網(wǎng)介介質(zhì)訪問問控制方方法(1)帶有沖突突檢測的的載波偵偵聽多路路訪問(CSMA／CD)方法適合于總總線型局局域網(wǎng)，，原理是是：“先先聽后發(fā)發(fā)，邊聽聽邊發(fā)，，沖突停停止，隨隨機(jī)延遲遲后重發(fā)發(fā)”。缺缺點(diǎn)是發(fā)發(fā)送的延延時不確確定，當(dāng)當(dāng)網(wǎng)絡(luò)負(fù)負(fù)載很重重時，沖沖突會增增多，降降低網(wǎng)絡(luò)絡(luò)效率。。(2)令牌總線線(TokenBus))方法TokenBus是在總線線型局域域網(wǎng)中建建立一個個邏輯環(huán)環(huán)，環(huán)中中的每個個結(jié)點(diǎn)都都有上一一結(jié)點(diǎn)地地址(PS))與下一結(jié)結(jié)點(diǎn)地址址(NS))。令牌按按照環(huán)中中結(jié)點(diǎn)的的位置依依次循環(huán)環(huán)傳遞。。(3)令牌環(huán)(TokenRing)方法TokenRing適用于環(huán)環(huán)型局域域網(wǎng)，是是一個物物理環(huán)結(jié)結(jié)構(gòu)，令令牌總是是沿著物物理環(huán)中中結(jié)點(diǎn)的的排列順順序依次次傳遞的的。7.2..3虛擬局域域網(wǎng)絡(luò)（（VLAN）VLAN是英文VirtualLocalAreaNetwork的縮寫，，即虛擬擬局域網(wǎng)網(wǎng)。是一一種將局局域網(wǎng)設(shè)設(shè)備從邏邏輯上劃劃分成若若干組，，從而實(shí)實(shí)現(xiàn)虛擬擬工作組組的數(shù)據(jù)據(jù)交換技技術(shù)。優(yōu)點(diǎn)：能能夠控制制廣播風(fēng)風(fēng)暴。能能夠提高高網(wǎng)絡(luò)的的整體安安全性。。便于網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)管理理。有較較好的靈靈活性。。。原理：圖7-1VLAN示意圖1圖7-2VLAN示意圖2圖7-3VLAN的匯聚鏈接圖7-4VLAN間路由7.3路由技術(shù)術(shù)與系統(tǒng)統(tǒng)集成7.3..1路由器概概述路由器是是一種連連接多個個網(wǎng)絡(luò)或或網(wǎng)段的的網(wǎng)絡(luò)設(shè)設(shè)備，工工作在網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層，，在不同同的網(wǎng)絡(luò)絡(luò)間存儲儲并轉(zhuǎn)發(fā)發(fā)分組，，根據(jù)信信息包的的地址將將信息包包發(fā)送到到目的地地，必要要時進(jìn)行行網(wǎng)絡(luò)層層上的協(xié)協(xié)議轉(zhuǎn)換換，從而而構(gòu)成一一個更大大的網(wǎng)絡(luò)絡(luò)。路由由器之所所以能在在不同網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)之間間起到““翻譯””的作用用，是因因?yàn)樗徊辉偈且灰粋€純硬硬件設(shè)備備，而是是具有相相當(dāng)豐富富路由協(xié)協(xié)議的軟軟、硬結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)備備，如RIP協(xié)議、OSPF協(xié)議、EIGRP、IPV6協(xié)議等。。這些路路由協(xié)議議就是用用來實(shí)現(xiàn)現(xiàn)不同網(wǎng)網(wǎng)段或網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)之間間的相互互“理解解”。優(yōu)點(diǎn)是：：各互聯(lián)聯(lián)子網(wǎng)仍仍保持各各自獨(dú)立立，每個個子網(wǎng)可可以采用用不同的的拓?fù)浣Y(jié)結(jié)構(gòu)、傳傳輸介質(zhì)質(zhì)和網(wǎng)絡(luò)絡(luò)協(xié)議，，網(wǎng)絡(luò)結(jié)結(jié)構(gòu)層次次分明，，還有的的路由器器具有VLAN管理功能能。通過過路由器器與互聯(lián)聯(lián)網(wǎng)相連連，則可可完全屏屏蔽公司司內(nèi)部網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)，起起到一個個防火墻墻的作用用，因此此使用路路由器上上網(wǎng)還可可確保內(nèi)內(nèi)部網(wǎng)的的安全。。7.3..2路由器的的主要功功能（1）在網(wǎng)際際間接收收結(jié)點(diǎn)發(fā)發(fā)來的數(shù)數(shù)據(jù)包，，然后根根據(jù)數(shù)據(jù)據(jù)包中的的源地址址和目的的地址，，對照自自己緩存存中的路路由表，，把數(shù)據(jù)據(jù)包直接接轉(zhuǎn)發(fā)到到目的結(jié)結(jié)點(diǎn)。（2）為網(wǎng)際際間通信信選擇最最合理的的路由。。（3）拆分和和包裝數(shù)數(shù)據(jù)包。。（4）不同協(xié)協(xié)議網(wǎng)絡(luò)絡(luò)之間的的連接。。（5）防火墻墻功能。。7.3..3路由器和和交換機(jī)機(jī)的區(qū)別別（1）工作層層次不同同。交換換機(jī)是作作在數(shù)據(jù)據(jù)鏈路層層，路由由器工作作在網(wǎng)絡(luò)絡(luò)層。（2）數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)發(fā)所依依據(jù)的對對象不同同。交換換機(jī)是利利用MAC地址來確確定轉(zhuǎn)發(fā)發(fā)數(shù)據(jù)的的目的地地址。而而路由器器則是利利用IP地址來確確定數(shù)據(jù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的的地址。。（3）傳統(tǒng)的的交換機(jī)機(jī)只能分分割沖突突域，不不能分割割廣播域域；而路路由器可可以分割割廣播域域。（4）路由器器提供了了防火墻墻的服務(wù)務(wù)，它僅僅僅轉(zhuǎn)發(fā)發(fā)特定地地址的數(shù)數(shù)據(jù)包，，不傳送送不支持持路由協(xié)協(xié)議的數(shù)數(shù)據(jù)包傳傳送和未未知目標(biāo)標(biāo)網(wǎng)絡(luò)數(shù)數(shù)據(jù)包的的傳送，，從而可可以防止止廣播風(fēng)風(fēng)暴。7.3..4路由器的的工作原原理圖7-5路由器連連接兩個個網(wǎng)段示示意圖圖7-6路由器連連接四個網(wǎng)段示示意圖7.3..5主要路由由協(xié)議路由協(xié)議議是路由由器軟件件中重要要的組成成部分。。典型的的路由選選擇方式式分為靜靜態(tài)路由由和動態(tài)態(tài)路由。。靜態(tài)路路由是在在路由器器中設(shè)置置的固定定的路由由表，除除非網(wǎng)絡(luò)絡(luò)管理員員干預(yù)，，否則靜靜態(tài)路由由不會發(fā)發(fā)生變化化。動態(tài)態(tài)路由是是網(wǎng)絡(luò)中中的路由由器之間間相互通通信，傳傳遞路由由信息，，利用收收到的路路由信息息更新路路由器表表的過程程，能實(shí)實(shí)時地適適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)結(jié)構(gòu)的的變化。。根據(jù)是是否在一一個自治治域（AS）內(nèi)部使使用，動動態(tài)路由由協(xié)議分分為內(nèi)部部網(wǎng)關(guān)協(xié)協(xié)議（IGP）和外部部網(wǎng)關(guān)協(xié)協(xié)議（EGP）。這里里的自治治域指一一個具有有統(tǒng)一管管理機(jī)構(gòu)構(gòu)、統(tǒng)一一路由策策略的網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)。自自治域內(nèi)內(nèi)部采用用的路由由選擇協(xié)協(xié)議稱為為內(nèi)部網(wǎng)網(wǎng)關(guān)協(xié)議議，常用用的有RIP、OSPF；外部網(wǎng)網(wǎng)關(guān)協(xié)議議主要用用于多個個自治域域之間的的路由選選擇，常常用的是是BGP和BGP--4。7.3..6典型的路路由配置置1.靜態(tài)路典典型配置置圖7-7靜態(tài)路由由配置組組網(wǎng)圖2.RIP版本典型型配置圖7-8配置RIP版本3.OSPF基本功能能典型配配置圖7-9OSPF基本配置置組網(wǎng)圖圖4.BGP基本功能能典型配配置圖7-10BGP基本配置置組網(wǎng)圖圖設(shè)備接口IP地址設(shè)備接口IP地址SwitchAVlan-int1008.1.1.1/8SwitchDVlan-int4009.1.1.2/24

Vlan-int200200.1.1.2/24

Vlan-int5009.1.2.2/24SwitchBVlan-int4009.1.1.1/24SwitchCVlan-int5009.1.2.1/24

Vlan-int200200.1.1.1/24

Vlan-int3009.1.3.2/24

Vlan-int3009.1.3.1/24

7.4服務(wù)器技技術(shù)與系統(tǒng)集成成7.4..1服務(wù)器概概述服務(wù)器作作為網(wǎng)絡(luò)絡(luò)的結(jié)點(diǎn)點(diǎn)，存儲儲、處理理網(wǎng)絡(luò)上上80％的數(shù)據(jù)據(jù)、信息息，因此此也被稱稱為網(wǎng)絡(luò)絡(luò)的靈魂魂。服務(wù)務(wù)器是網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境境中的高高性能計計算機(jī)，，它偵聽聽網(wǎng)絡(luò)上上其它計計算機(jī)(客戶機(jī))提交的服服務(wù)請求求，并提提供相應(yīng)應(yīng)的服務(wù)務(wù)。為此此，服務(wù)務(wù)器必須須具有承承擔(dān)服務(wù)務(wù)并且保保障服務(wù)務(wù)質(zhì)量的的能力。。服務(wù)器主主要的硬硬件構(gòu)成成包含如如下幾個個主要部部分:中央處理理器、內(nèi)內(nèi)存、芯芯片組、、I/O總線、I/O設(shè)備、電電源、機(jī)機(jī)箱等。。這也成成了我們們選購一一臺服務(wù)務(wù)器時所所主要關(guān)關(guān)注的指指標(biāo)。圖7-10BGP基本配置置組網(wǎng)圖圖7.4..2服務(wù)器CPU技術(shù)指標(biāo)標(biāo)：處理理器主頻頻（Hz），處理理器緩存存，處理理器內(nèi)核核處理器數(shù)數(shù)量：標(biāo)標(biāo)配處理理器數(shù)量量，最大大處理器器數(shù)量圖7-10BGP基本配置置組網(wǎng)圖圖7.4..3服務(wù)器內(nèi)內(nèi)存內(nèi)存類型型：SDRAM，DDR，DDR2內(nèi)存技術(shù)術(shù)：ECC，Chipkill，Register，F(xiàn)B-DIMM內(nèi)存容量量：標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)內(nèi)存容容量，最最大內(nèi)存存容量圖7-11SDRAM內(nèi)存圖7-12DDR內(nèi)存圖7-13DDR2內(nèi)存7.4..4服務(wù)器硬硬盤特點(diǎn)：速度快，，可靠性性高，多多使用SCSI接口，支支持熱插插拔技術(shù)指標(biāo)標(biāo)：主軸轉(zhuǎn)速速，內(nèi)部部傳輸率率，單碟碟容量，，平均尋尋道時間間，緩存存7.4..5獨(dú)立磁盤盤冗余陣陣列（RAID）表格7-1RAID形式比較較RAID級別RAID0RAID1RAID3RAID5RAID10別名條帶鏡像專有奇偶位條帶分布奇偶位條帶鏡像陣列條帶容錯性沒有有有有有冗余類型沒有復(fù)制奇偶校驗(yàn)奇偶校驗(yàn)復(fù)制熱備盤選項沒有有有有有讀性能高低高高中間隨機(jī)寫性能高低最低低中間連續(xù)寫性能高低低低中間需要的磁盤數(shù)一個或多個只需2個或2×N個三個或更多三個或更多只需4個或4×N個可用容量總的磁盤容量只能用磁盤容量的50%（n-1）/n的磁盤容量。其中n為磁盤數(shù)（n-1）/n的總磁盤容量。其中n為磁盤數(shù)磁盤容量的50%典型應(yīng)用無故障的迅速讀寫，要求安全性不高，如圖形工作站等隨機(jī)數(shù)據(jù)寫入，要求安全性高，如服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫存儲領(lǐng)域連續(xù)數(shù)據(jù)傳輸，要求安全性高，如視頻編輯，大型數(shù)據(jù)庫等隨機(jī)數(shù)據(jù)傳輸，要求安全性高，如金融，數(shù)據(jù)庫，存儲等要求數(shù)據(jù)量大，安全性高，如銀行，金融等領(lǐng)域表格7-1RAID形式比較較1.RAID0圖7-14RAID0示意圖2.RAID1圖7-15RAID1示意圖3.RAID10圖7-16RAID10示意圖4.RAID5圖7-17RAID5示意圖7.4..6網(wǎng)絡(luò)操作作系統(tǒng)Windows類Netware類UnixLinux7.4..7服務(wù)器集集群技術(shù)術(shù)1.集群基本本概況(1)集群系統(tǒng)統(tǒng)集群（Cluster）技術(shù)是是將一組組相互獨(dú)獨(dú)立的計計算機(jī)通通過高速速的通信信網(wǎng)絡(luò)組組成一個個單一的的計算機(jī)機(jī)系統(tǒng)，，并以單單一系統(tǒng)統(tǒng)的模式式加以管管理。(2)負(fù)載均衡衡網(wǎng)絡(luò)負(fù)載載均衡允允許用戶戶的請求求傳播到到多臺服服務(wù)器上上（這些些服務(wù)器器對外只只須提供供一個IP地址或域域名），，即可以以使用群群組中的的多臺服服務(wù)器共共同分擔(dān)擔(dān)對外的的網(wǎng)絡(luò)請請求服務(wù)務(wù)。(3)熱備和容容錯熱備系統(tǒng)統(tǒng)監(jiān)控服服務(wù)器的的CPU，是硬件件級的監(jiān)監(jiān)控；而而容錯系系統(tǒng)監(jiān)控控服務(wù)器器的應(yīng)用用，實(shí)行行軟件加加硬件級級的監(jiān)控控。Linux2.集群工作作原理Linux圖7-18典型的兩兩結(jié)點(diǎn)的的集群系系統(tǒng)配置置圖7-19IP地址轉(zhuǎn)換換示意圖圖7.5IPv6技術(shù)與系系統(tǒng)集成成7.5..1IPv6技術(shù)概述述與IPv4相比，IPv6具有以下下幾個優(yōu)優(yōu)勢：（1）IPv6具有更大大的地址址空間。。（2）IPv6使用更小小的路由由表。（3）IPv6增加了增增強(qiáng)的組組播（Multicast）支持以以及對流流的控制制（FlowControl）。（4）IPv6加入了對對自動配配置（AutoConfiguration）的支持持。（5）IPv6具有更高高的安全全性。（6）允許擴(kuò)擴(kuò)充。（7）更好的的頭部格格式。7.5..2IPv6地址1.IPv6地址的表表示方式式(1)文本表示示法X：X：X：X：X：X：X：X每一個X代表4位的16進(jìn)制數(shù)。。(2)壓縮表示示法：：標(biāo)識識一組或或多組16進(jìn)制的0，沒有必必要寫出出前導(dǎo)的的。1080:0::0:0:8::800:200C::417A＝1080::8:800:200C:417A0:0::0:0:0::0:0:1＝::1(3)IPv6和IPv4混合表示示法X：X：X：X：X：X：d.d..d.dX代表16進(jìn)制數(shù)，，d代表10進(jìn)制。(4)地址前綴綴表示法法IPv6地址/前綴長度度7.5..3IPv4到IPv6過渡技術(shù)術(shù)(1)雙協(xié)議棧棧技術(shù)路由器和和主機(jī)同同時運(yùn)行行IPv4和IPv6兩套協(xié)議議棧，主主機(jī)使用用IPv4協(xié)議與IPv4站點(diǎn)進(jìn)行行通信，，使用IPv6協(xié)議與IPv6站點(diǎn)通信信，路由由器對IPv4和IPv6路由信息息，按照照各自的的路由協(xié)協(xié)議進(jìn)行行計算，，并維護(hù)護(hù)不同的的路由表表。(2)隧道技術(shù)術(shù)隧道技術(shù)術(shù)利用現(xiàn)現(xiàn)有的網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)礎(chǔ)設(shè)備，，利用隧隧道在IPv4結(jié)點(diǎn)和IPv6結(jié)點(diǎn)之間間傳遞數(shù)數(shù)據(jù)。它它將IPv6數(shù)據(jù)封裝裝在IPv4包中，在在IPv4網(wǎng)絡(luò)中傳傳輸，IPv4的源地址址和目標(biāo)標(biāo)地址對對應(yīng)隧道道的入口口地址和和出口地地址，IPv6數(shù)據(jù)在隧隧道出口口處被取取出轉(zhuǎn)發(fā)發(fā)目標(biāo)結(jié)結(jié)點(diǎn)。這這是IPv4過渡到IPv6初期最普普遍采用用的技術(shù)術(shù)。(3)協(xié)議轉(zhuǎn)換換技術(shù)協(xié)議轉(zhuǎn)換換技術(shù)NAT--PT((NetworkAddressTranslation-ProtocolTranslation))是一種附附帶地址址轉(zhuǎn)換器器的網(wǎng)絡(luò)絡(luò)地址轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換器。。協(xié)議轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換技術(shù)術(shù)最大優(yōu)優(yōu)點(diǎn)是IPv6和IPv4結(jié)點(diǎn)不需需要進(jìn)行行改造，，原有IPv4協(xié)議不加加改動就就能與IPv6協(xié)議通信信。7.5..4IPv6管理典型型配置1.基礎(chǔ)配置置應(yīng)用要求求：Host、SwitchA和SwitchB通過以太太網(wǎng)端口口直接相相連，將將以太網(wǎng)網(wǎng)端口分分別加入入相應(yīng)的