網(wǎng)絡系統(tǒng)集成（第二版） 課件第一章 網(wǎng)絡系統(tǒng)集成緒論

第一章網(wǎng)絡系統(tǒng)集成緒論【內(nèi)容介紹】本章重點介紹了系統(tǒng)集成概述，在系統(tǒng)集成中涉及的網(wǎng)絡技術。詳細講解了OSI參考模型和TCP/IP體系結構，以及網(wǎng)絡拓撲結構，TCP/IP協(xié)議集的內(nèi)容和局域網(wǎng)IEEE802標準體系。重點介紹了IP地址和子網(wǎng)劃分，以及以太網(wǎng)、VLAN、VPN和WLAN網(wǎng)絡技術。11.1網(wǎng)絡系統(tǒng)集成的概念網(wǎng)絡系統(tǒng)集成術語含有三個層次的概念，第一個就是“網(wǎng)絡”；第二個就是“系統(tǒng)”；第三個就是“集成”。第一，“網(wǎng)絡”的概念，我們在這里提到的網(wǎng)絡，是針對計算機網(wǎng)絡，比如校園網(wǎng)、園區(qū)網(wǎng)絡、企業(yè)網(wǎng)，等等。第二，“系統(tǒng)”的概念，為實現(xiàn)規(guī)定功能以達到某一目標而構成的相互關聯(lián)的一個集合體或裝置(部件)，在計算機網(wǎng)絡中，系統(tǒng)體現(xiàn)了網(wǎng)絡中的計算機、交換機、路由器、防火墻、操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡通信軟件系統(tǒng)、網(wǎng)絡線路、服務等的一個有機的、協(xié)調(diào)的集合體，即“系統(tǒng)”。2第三，“集成”的概念，就是一些孤立的事物或元素通過某種方式集中在一起，產(chǎn)生有機的聯(lián)系，從而構成一個有機整體的過程和操作方法；是在系統(tǒng)“體系、秩序、規(guī)律和方法”的指導下，根據(jù)用戶的需求優(yōu)選各種技術和產(chǎn)品，整合用戶原有資源，提出系統(tǒng)性組合的解決方案的過程和操作方法。因此，我們可以知道集成是一種過程、方法、手段。31.2網(wǎng)絡系統(tǒng)集成層面及內(nèi)容網(wǎng)絡系統(tǒng)集成可以包含三個層面的集成：一是網(wǎng)絡應用集成；二是軟硬件產(chǎn)品集成；三是網(wǎng)絡技術集成。41.網(wǎng)絡應用集成網(wǎng)絡系統(tǒng)集成的最終目的是實現(xiàn)網(wǎng)絡資源共享，用戶需要建設網(wǎng)絡的目的就是實現(xiàn)應用系統(tǒng)的信息共享，網(wǎng)絡系統(tǒng)應用集成可能會涉及到用戶的業(yè)務系統(tǒng)、Web系統(tǒng)、DNS系統(tǒng)、郵件系統(tǒng)，等等。因此，網(wǎng)絡應用集成就是網(wǎng)絡系統(tǒng)集成服務商要深入地了解用戶的實際需求，協(xié)助用戶進行系統(tǒng)可行性分析、需求分析、總體方案設計、信息系統(tǒng)規(guī)劃、數(shù)據(jù)庫組織管理等，對用戶的需求重點、歷史情況、現(xiàn)有狀況、行業(yè)特點及投資預算都需有一個完整的了解，并將這些信息有機地體現(xiàn)在網(wǎng)絡系統(tǒng)集成方案中。52.軟硬件產(chǎn)品集成在網(wǎng)絡應用集成的基礎上，為保證用戶的應用在有限資金預算內(nèi)得以順利實現(xiàn)，網(wǎng)絡系統(tǒng)集成服務商需給出一個完整的軟硬件產(chǎn)品清單，從產(chǎn)品型號、功能、價格到選擇理由都需有清楚的方案說明，并且最好是有過使用該類產(chǎn)品的實際案例；軟硬件產(chǎn)品涉及到傳輸介質(zhì)、交換機、路由器、防火墻、操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡軟件，等等。網(wǎng)絡系統(tǒng)集成服務商會有很多的選擇，但不管如何配置，必須遵循兩條原則，下限是用戶的需求完全滿足，上限是在有限的資金預算內(nèi)。63.網(wǎng)絡技術集成根據(jù)應用需求，得到了完整的軟硬件產(chǎn)品清單，是不等于系統(tǒng)集成，不是簡單的將設備組合或堆砌，而是需要通過網(wǎng)絡技術，結合應用需求，將軟硬件產(chǎn)品按照技術、實施要求、方法來有機融合應用和產(chǎn)品，才能使其集成達到有效，用戶的網(wǎng)絡系統(tǒng)才會得到良好運轉。7集成過程，我們還可以從下面的內(nèi)容來理解集成應含有的內(nèi)容：

需求分析、技術方案設計、產(chǎn)品選型、網(wǎng)絡工程經(jīng)費預算、工程實施方案設計、網(wǎng)絡系統(tǒng)調(diào)試和測試、項目驗收、后期維護服務、培訓等。1．需求分析網(wǎng)絡建設的目的就是要滿足用戶的需求，圍繞用戶的需求出發(fā)進行建設，因此，了解用戶建設網(wǎng)絡需求，或用戶對原有網(wǎng)絡升級改造的需求，是系統(tǒng)集成的首要工作。需求分析主要包括用戶網(wǎng)絡服務應用類型、物理拓撲結構、網(wǎng)絡傳速率要求、流量特征分析等。82．技術方案設計根據(jù)用戶需求及需求分析，應立即為用戶設計一套或兩套技術方案，展示給用戶網(wǎng)絡建設的大體內(nèi)容和結果。因此，我們需要確定網(wǎng)絡主干和分支采用的網(wǎng)絡技術、網(wǎng)絡傳輸介質(zhì)、網(wǎng)絡物理拓撲和邏輯拓撲結構，以及網(wǎng)絡資源配置和外網(wǎng)接入方案等。93．產(chǎn)品選型產(chǎn)品選型是結合技術方案和用戶要求，進行設備選型，應包括網(wǎng)絡設備、服務器、軟件系統(tǒng)選型，當用戶網(wǎng)絡建設包括了基礎設施建設，即綜合布線，此時還含有綜合布線的一系列設備、材料的選型。4．網(wǎng)絡工程經(jīng)費預算根據(jù)技術方案、產(chǎn)品選型、網(wǎng)絡系統(tǒng)集成服務、技術培訓、維護等內(nèi)容，應給用戶一個經(jīng)費預算。105．網(wǎng)絡系統(tǒng)集成實施方案設計根據(jù)前期的網(wǎng)絡系統(tǒng)集成項目開展的結果，與用戶簽訂了項目合同后，應立即啟動網(wǎng)絡系統(tǒng)集成的實施詳細方案設計。綜合布線實施材料清單、實施內(nèi)容、實施方法、實施分工、測試內(nèi)容、驗收內(nèi)容。邏輯網(wǎng)絡方案的詳細設計：拓撲圖，IP和VLAN的規(guī)劃，路由設計，外網(wǎng)接入設計，各棟樓宇的交換和路由等網(wǎng)絡設備的IP、VLAN、路由、標識和記錄，等等。網(wǎng)絡設備、服務器、軟件系統(tǒng)的安裝和調(diào)試方案設計，以及實施分工清單。116．網(wǎng)絡系統(tǒng)調(diào)試和測試綜合布線的線纜、模塊等按照布線標準和合同要求進行編寫調(diào)試和測試方案，以及測試報告。網(wǎng)絡設備、服務器、軟件系統(tǒng)的安裝工藝、配置和調(diào)試，以及測試的方案和測試報告。7．網(wǎng)絡系統(tǒng)集成驗收將整個過程的實施方案、文檔、調(diào)試和測試報告整理，并移交給用戶，并按照合同要求成立驗收小組，協(xié)助用戶完成驗收內(nèi)容、請專家評審網(wǎng)絡。128．網(wǎng)絡技術后期維護服務當網(wǎng)絡系統(tǒng)集成完成后，應按照合同協(xié)議執(zhí)行免費1~3年的服務，對部分服務提供有償服務。9．培訓服務當網(wǎng)絡試運行成功后，并完成網(wǎng)絡工程驗收工作后，應向用戶提供運行服務的技術內(nèi)容和管理內(nèi)容的培訓，培訓對象一般分為五類人員：領導層。網(wǎng)絡管理員。程序員。各個部門的主要負責人。一般人員，主要內(nèi)容以純粹的應用為主。131.3網(wǎng)絡系統(tǒng)集成體系框架14根據(jù)上圖，我們看到在整個網(wǎng)絡系統(tǒng)集成體系中，包含了五個方面，其中中間的三個是主要集成內(nèi)容，是屬于用戶網(wǎng)絡建設的最基本要求，而側邊的兩個“網(wǎng)絡系統(tǒng)安全”和“網(wǎng)絡系統(tǒng)管理”是增強網(wǎng)絡系統(tǒng)的安全性、穩(wěn)定性、可控性。151.4網(wǎng)絡系統(tǒng)集成原則對擬建立的計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)，應根據(jù)建設目標，按整體到局部，自上而下進行規(guī)劃、設計；以“實用，夠用，好用”為指導思想，并遵從以下原則：開放性標準化原則實用性和先進性原則可靠性和安全性原則靈活性和可擴展性原則161.5網(wǎng)絡系統(tǒng)集成步驟從當前的網(wǎng)絡系統(tǒng)集成實際工程項目中，我們大致可以將集成項目分成三個主要階段：

網(wǎng)絡系統(tǒng)集成方案設計階段、網(wǎng)絡工程實施階段、項目驗收和維護階段。(1)網(wǎng)絡系統(tǒng)集成方案設計階段用戶需求分析，了解用戶現(xiàn)有網(wǎng)絡狀況、用戶業(yè)務及用戶需求問題。系統(tǒng)方案設計，根據(jù)需求，同時現(xiàn)場勘察用戶的物理布局后，設計網(wǎng)絡方案。根據(jù)需求，方案設計，出具所選材料清單、設備清單、軟件系統(tǒng)清單及報價表。根據(jù)網(wǎng)絡規(guī)模和用戶情況，必要時請專家論證方案及報價，根據(jù)專家意見修改方案。簽訂合同，是該階段的結果。17(2)網(wǎng)絡工程實施階段可行性實施方案，組織項目人員進行設計各個環(huán)節(jié)的詳細施工方案，包括綜合布線的各項內(nèi)容、網(wǎng)絡IP和VLAN詳細規(guī)劃、網(wǎng)絡路由、網(wǎng)絡安全、網(wǎng)絡設備安裝和調(diào)試內(nèi)容，等等。系統(tǒng)施工分工，根據(jù)實施方案，安排相關技術人員和管理人員到各自的工作崗位。系統(tǒng)測試，包括綜合布線測試、通信設備和服務器性能和功能測試，并做好相關的測試表和測試數(shù)據(jù)記錄文檔。工程排錯處理，根據(jù)系統(tǒng)測試結果，安排相關人員解決存在的問題。系統(tǒng)集成總結，整理工程實施整個過程的文檔資料，作為后期用戶培訓和項目驗收的材料內(nèi)容。18(3)網(wǎng)絡工程驗收和維護階段系統(tǒng)驗收，將方案、實施文檔、報告、驗收測試文檔等遞交給評審專家、用戶代表、集成商評審。項目驗收通過后，組織相關技術人員對用戶網(wǎng)絡系統(tǒng)進行管理和維護工作，同時培訓用戶，直到用戶能夠獨立管理和維護為止，同時將網(wǎng)絡系統(tǒng)能夠移交給用戶管理和維護。項目終結，將所有的文檔整理匯總存檔，同時跟蹤用戶，調(diào)研和調(diào)查用戶的運行情況，總結經(jīng)驗，為以后的集成項目提供經(jīng)驗。191.6網(wǎng)絡系統(tǒng)集成的網(wǎng)絡技術1.OSI/RM202、TCP/IP213、IEEE802局域網(wǎng)體系結構22公布了一系列的IEEE802標準，主要如下：IEEE802.1(A)LAN和MAN綜述體系結構。IEEE802.1(B)尋址、網(wǎng)間互連和網(wǎng)絡管理。IEEE802.2邏輯鏈路控制（LLC）協(xié)議。IEEE802.3CSMA/CD訪問控制方法及物理技術規(guī)范。IEEE802.4令牌總線訪問控制方法及物理層技術規(guī)范。IEEE802.5令牌環(huán)網(wǎng)訪問控制方法及物理層技術規(guī)范。23IEEE802.6城域網(wǎng)訪問控制方法及物理層技術規(guī)范。IEEE802.7寬帶網(wǎng)絡訪問控制方法及物理層技術規(guī)范。IEEE802.8光纖網(wǎng)絡標準，F(xiàn)DDI訪問控制方法及物理層技術規(guī)范。IEEE802.9綜合數(shù)據(jù)/話音LAN標準。IEEE802.10可互操作的LAN的安全機制。IEEE802.11無線局域網(wǎng)訪問控制方法及物理層技術規(guī)范。

24IEEE802.12100BASE-VG-any-LAN高速網(wǎng)絡訪問控制方法及物理層技術規(guī)范。IEEE802.3u100BASE-T訪問方法及物理層技術規(guī)范。IEEE802.3ab基于UTP的1000BASE-T訪問控制方法及物理層技術規(guī)范。IEEE802.3ac虛擬局域網(wǎng)VLAN以太幀擴展協(xié)議。IEEE802.3z基于光纜和短距離銅介質(zhì)的1000BASE-X訪問控制方法及物理層技術規(guī)范。IEEE802.3av10Gbit/sEPON。

25IEEE802.3ae10Gbit/s以太網(wǎng)技術規(guī)范。IEEE802.3bm100Gbit/s和40Gbit/s以太網(wǎng)光網(wǎng)絡規(guī)范。IEEE802.14電纜調(diào)制解調(diào)器標準。IEEE802.15個人無線區(qū)域網(wǎng)（WPAN），其代表技術是藍牙(Bluetooth)。IEEE802.16寬帶無線標準。IEEE802.17RPR技術標準。264、TCP/IP協(xié)議集TCP/IP協(xié)議集主要包括了：IP、ICMP、ARP、RARP、TCP和UDP協(xié)議。275、IP地址及子網(wǎng)劃分目前，IP地址是網(wǎng)絡層的邏輯地址，用于標識數(shù)據(jù)報的源地址和目標地址，在TCP／IP網(wǎng)絡中主要采用了兩種IP地址板本：IPv4和IPv6。其中IPv4為32位二進制的IP地址，被廣泛使用；而IPv6為128位二進制的地址，主要是下一代Internet網(wǎng)絡采用的地址分配方案，目前一些ISP商已經(jīng)提供了IPv6接入平臺。本文沒有說明IP版本的時候，均指IPv4。IPv4版本的IP地址為了表示方便，將32位按照8位一組，分成4組，形成點分十進制方法描述，滿足用戶的習慣，如222.18.132.1。而且IP地址由兩部分組成：網(wǎng)絡號ID(net-id)和主機號ID（host-id）。網(wǎng)絡ID具有唯一性，用來識別不同的網(wǎng)絡；而主機ID用來區(qū)分同一網(wǎng)絡上的不同主機。相同網(wǎng)絡ID中的每個主機ID必須是唯一的。28IP地址的分類IP地址可分為A、B、C、D、E五類，可分配使用的是前三類地址，如表1.1所示（其中，xxx表示主機ID）。說明：主機ID位全為1的地址表示該網(wǎng)絡中的所有主機，即廣播地址。主機ID位全為0的地址表示該網(wǎng)絡本身，即網(wǎng)絡地址。以127開的地址作為本地回環(huán)測試地址，所以在A類中被排除。網(wǎng)絡中分配給主機的IP地址是不包括廣播地址和網(wǎng)絡地址。因此，每一網(wǎng)絡中可用作主機的IP地址數(shù)＝2n－2（其中n為主機ID的二進制位數(shù)）。29A到E類地址地址類型地址范圍說明A類001.xxx.xxx.xxx～126.xxx.xxx.xxx8位為網(wǎng)絡ID，24位為主機IDB類128.000.xxx.xxx～191.255.xxx.xxx16位為網(wǎng)絡ID，16位為主機IDC類192.000.000.xxx～223.255.255.xxx24位為網(wǎng)絡ID，8位為主機IDD類224.000.000.000～239.255.255.255組播地址E類240.000.000.000～255.255.255.255保留地址30特殊地址網(wǎng)絡ID主機ID作為源地址作為目的地址含義全0全0允許不允許在本網(wǎng)絡上的本主機全0任意允許不允許在網(wǎng)絡上的某個主機全1全1不允許允許只在本網(wǎng)絡上進行廣播任意全1不允許允許對網(wǎng)絡ID上的所有主機進行廣播31私有地址地址類型私有IP地址范圍網(wǎng)絡個數(shù)A類10.0.0.0～10.255.255.2551B類172.16.0.0～172.31.255.25516C類192.168.0.0～192.168.255.25525632子網(wǎng)劃分(1)默認子網(wǎng)掩碼A、B、C三類網(wǎng)絡都有一個默認子網(wǎng)掩碼（即標準子網(wǎng)掩碼），即固定的子網(wǎng)掩碼，它們分別為：255.0.0.0、255.255.0.0、255.255.255.0。(2)非標準子網(wǎng)掩碼（即有子網(wǎng)劃分的情況）為了提高IP地址的使用效率和分散主機的管理，通過從主機地址高位開始連續(xù)借位（余下的為主機位），形成新的子網(wǎng)掩碼，即屏蔽出子網(wǎng)位，將一個網(wǎng)絡劃分為了多個子網(wǎng)。通過這種劃分方法，可建立更多的子網(wǎng)，而每個子網(wǎng)的主機數(shù)相應地有所減少。33所以，一個被子網(wǎng)化的IP地址包含三部分：網(wǎng)絡號、子網(wǎng)號和主機號。比如一個主機IP地址為222.18.132.76，它的子網(wǎng)掩碼為255.255.255.192，根據(jù)IP地址分類得到該IP地址為C類網(wǎng)絡，而子網(wǎng)掩碼不是默認子網(wǎng)掩碼，產(chǎn)生了對主機號借位，我們可計算出該IP的子網(wǎng)劃分情況如：從上面的計算可以得到子網(wǎng)號向主機號位借2位后的子網(wǎng)劃分，主機號剩下6位，可以得到主機號范圍為1～62，子網(wǎng)號為64，也得到該子網(wǎng)中可作為主機IP地址范圍為：222.18.132.65～222.18.132.126。（對應位進行邏輯與運算）346、網(wǎng)絡拓撲結構1．總線型拓撲結構2．星型拓撲結構3．環(huán)型拓撲結構4．樹形拓撲結構5．網(wǎng)狀拓撲結構357、以太網(wǎng)技術IEEE802.3標準以太網(wǎng)類型傳輸速率Mbit/s常見拓撲結構最大網(wǎng)段長度（m）傳輸介質(zhì)802.310Base510總線50050W粗同軸電纜802.3a10Base210總線18550W細同軸電纜802.3b10Board3610總線180075W同軸電纜802.3c1Base51星型2502對3類UTP802.3I10BaseT10星型1002對3類UTP802.3i10BaseTF10星型2000多?；騿文９饫w802.3u100Base-TX100星型1002對5類UTP100Base-T41004對3類UTP100Base-FX2000多?；騿文９饫w802.3z1000Base-CX1000星型25STP1000Base-SX1000星型550多模光纖1000Base-LX1000星型5000單模光纖