网络工程设计与安装.ppt

2020 2 19SXNU INC YW 杨威山西师范大学网络信息中心yangw 网络工程设计与安装 杨威 第1章 电子工业出版社 第2版 2020 2 19SXNU INC YW 课程内容简介 网络工程设计基础综合布线系统设计与安装高速局域网设计与安装广域网互连设计与安装服务器系统设计与安装网络存储与备份设计网络安全设计与安装网络工程管理与验收工程案例 综合布线工程设计 大学校园网系统集成 电子政务专网集成 企业网互连集成 网络存储和数据备份方案 电子政务工程设计等 2020 2 19SXNU INC YW 知识目标 了解网络工程设计的概念 网络技术集成 产品集成和应用集成的概念 网络工程概念框架 IPv6的地址结构 配置和IPv4向IPv6的过渡技术方法 以及网络工程设计与安装人员组成 基本掌握网络协议 体系结构 TCP IP协议 拓扑结构及功能 IP地址 子网与子网掩码 以及域名系统 掌握网络需求调研的方法 步骤 网络工程设计方法与网络工程实施步骤 第1章网络工程设计基础 情感目标 亲历网络需求分析的过程 获得网络组建规划的感性认识 关注用户组网需求 具有一定的价值判断能力和交流沟通能力 技能目标 尝试 模仿网络专家分析问题 解决问题的行为 能按照用户网络工程需求 设计简单的网络工程需求任务书 2020 2 19SXNU INC YW 本章重点 网络协议与体系结构TCP IP协议 体系结构及功能IP地址 子网划分与子网掩码 以及域名系统需求调研的方法 步骤 网络工程设计方法与工程实施步骤 本章难点 子网划分与子网掩码IPv6地址结构IPv4向IPv6的过渡技术 第1章网络工程设计基础 2020 2 19SXNU INC YW 1 1网络工程设计概述1 1 1网络工程设计概念网络工程设计与安装是按照用户组网需求 将各种网络设备 网络操作系统与应用系统进行集合 组合 形成一体化系统 将路由器 交换机 集线器 服务器 客户机 传输介质 系统软件与应用软件等 以有机组合 协同工作 高效运行 安全可靠为目的 将各个部分整合成为满足用户需求 统一联动的有机整体 第1章网络工程设计基础 2020 2 19SXNU INC YW 1 网络技术集成局域网 10 100Mbps全双工式交换以太网 千兆以太网 万兆以太网 VLAN 三层交换 广域网 ADSL DDN ISDN 帧中继 HFC ATM 虚拟专用网 VPN 路由转发等 1 1 2网络工程设计层面 2 网络产品集成每一项技术标准的诞生都会带来一大批丰富多样的产品 每个公司的产品都自成系列 在功能和性能上存在一些差异要求网络工程技术人员至少要了解与掌握1 2个品牌产品的功能和性能特点 能根据用户组网的实际需要和费用 为用户选择适当的网络软 硬件设备 按照网络组建技术路线安装 配置 管理与维护网络产品的集成 3 网络应用集成用户需求互不相同 各具特色 决定了面向不同行业 不同规模 不同层次的多种网络应用 比如Intranet Extranet Internet应用 数据 话音 视频一体化 ERP CIMS应用 工控自动化网 区域教育信息化网 大学校园网 中小学校园网等 这些不同的应用系统需要不同的网络平台 这就要求网络工程技术人员用大量的时间进行用户调研 分析应用模型 反复论证方案 给用户提供实用 好用 够用的一体化解决方案 并付诸实施 2020 2 19SXNU INC YW 网络工程是一门综合学科 涉及系统论 控制论 管理学 计算机技术 网络技术 数据库技术和软件工程等领域 从系统工程的视角 一个完整的园区网络工程 企业网 校园网 政务网等 包括 网络综合布线 网络通信 资源服务器 网络协议 网络安全 网络管理和网络应用等层面 1 1 3网络工程概念框架 2020 2 19SXNU INC YW 1 1 3网络工程概念框架 2020 2 19SXNU INC YW 随意 规范 分散建设 集中考虑 网络连通 业务应用 一体化的综合业务 类似运营商的整网结构 网络建设思考方式的转变 2020 2 19SXNU INC YW 园区网络建设的整体需求 考虑要素 园络骨干网 核心层 汇聚层 业务性考虑 业务提供 运营管理 网络管理安全管理 网络出口特性考虑 安全 性能 NAT 用户管理综合认证 支持平台 网络构成 园区网 应用网区域 功能性考虑 组播 安全 路由 VPN 宿舍网 办公网 科研网 Cernet 本地电信 IPv6试验网 计费平台 热点与难点 网络隐患 安全管理宿舍宽带 用户管理网络维护 网络管理应用扩展 业务管理 2020 2 19SXNU INC YW 网络协议 语法 语义和时序 体系结构 完成计算机间的协同工作 把计算机间互连的功能划分成具有明确定义的层次 规定了同层次进程通信的协议及相邻层之间的接口服务 1 2 1基本知识 1 2网络结构与协议 2020 2 19SXNU INC YW 1 2网络体系结构与协议 体系结构服务定义协议规格 1 2 2OSI模型 2020 2 19SXNU INC YW 1 TCP IP协议 1 协议集 1 2 3TCP IP体系结构 FTP 文件传输协议 HTTP 超文本传输协议 SMTP 简单邮件传输协议 DNS 域名解析服务系统 TFTP 一般文件传输协议 SNMP 简单网络管理协议 TCP 文件传输控制协议 UDP 用户报文协议 IP 网际互连协议 2020 2 19SXNU INC YW TCP IP模型 TCP IP起源于美国国防部高级研究规划署 DARPA 的一项研究计划 实现若干台主机的相互通信 现在TCP IP已成为Internet上通信的标准 TCP IP模型包括4个概念层次 应用层 application 传输层 transport 网际层 internet 网络接口 networkinterface 2020 2 19SXNU INC YW TCP IP与OSI参考模型的对应关系 2020 2 19SXNU INC YW TCP IP的应用层 应用层协议支持了文件传输 电子邮件 远程登录 网络管理 Web浏览等应用 2020 2 19SXNU INC YW TCP IP的传输层 传输层的两项主要功能 流量控制 通过滑动窗口实现 可靠传输 由序号和确认来实现 传输层提供了TCP和UDP两种传输协议 TCP是面向连接的 可靠的传输协议 它把报文分解为多个段进行传输 在目的站再重新装配这些段 必要时重新发送没有收到的段 UDP是无连接的 由于对发送的段不进行校验和确认 因此它是 不可靠 的 2020 2 19SXNU INC YW 面向连接的 TCP无连接的 UDP 传输层提供了两种传输协议 2020 2 19SXNU INC YW TCP UDP端口号 TCP和UDP都用端口 socket 号把信息传到上层 端口号指示了正在使用的上层协议 FTP SMTP TFTP DNS Telnet SNMP 21 23 25 53 69 161 TCPUDP 应用层 传输层 保留的端口号 255 公共应用255 1023 公司 1023 未规定 2020 2 19SXNU INC YW TCP IP网际层的四个主要协议 TCP UDP 6 17 IP 传输层 网际层 IP数据报的协议域确定目的端的上层协议 2020 2 19SXNU INC YW 1 网络接口层 该层是整个体系结构的基础部分 负责接收IP层的IP数据报 通过网络向外发送 或接收处理从网络上来的物理帧 抽出IP数据报 向IP层发送 2 网络互联层 该层是整个体系结构的核心部分 负责处理互联网中计算机之间的通信 向传输层提供统一的数据报 3 传输层 该层是整个体系结构的控制部分 负责应用进程之间的端到端通信 传输层定义了两种协议 传输控制协议TCP与用户数据报协议UDP 4 应用层 该层是整个体系结构的协议部分 它包括了所有的高层协议 并且总是不断有新的协议加入 TCP IP体系结构各层的功能 2020 2 19SXNU INC YW 1 2 4网络拓扑结构 选择拓扑结构考虑因素 费用 灵活性 可靠性 首选 2020 2 19SXNU INC YW 目前正在使用的IP协议是第四版的 称之为 IPv4 IPv4地址采用32位 按照IP协议规定Internet上的地址共有A B C D E五类 1 2 5IPv4协议 2020 2 19SXNU INC YW IP数据报 IP分组 IP包 版本号 报头长度 服务类型 数据报长度 DF MF 段偏移 037151931 标识 生存时间TTL 协议 报头校验和 源IP地址 目的IP地址 选项和填充 最大为40字节 数据区 2020 2 19SXNU INC YW 保留的IP地址 11 11 1111 1111 本机 本网中的主机 局域网中的广播 对指定网络的广播 回路 以下这些IP地址具有特殊的含义 一般来说 主机号部分为全 1 的IP地址保留用作广播地址 主机号部分为全 0 的IP地址保留用作网络地址 0000 0000 网络号 网络地址 2020 2 19SXNU INC YW 子网 Subnet 划分 因特网规模的急剧增长 对IP地址的需求激增 带来的问题是 IP地址资源的严重匮乏路由表规模的急速增长解决办法 从主机号部分拿出几位作为子网号这种在原来IP地址结构的基础上增加一级结构的方法称为子网划分 前提 网络规模较小 IP地址空间没有全部利用 例如 三个LAN 主机数为20 25 48 均少于C类地址允许的主机数 为这三个LAN申请3个C类IP地址显然有点浪费 2020 2 19SXNU INC YW 子网划分举例 例如 C类网络192 10 1 0 主机号部分的前三位用于标识子网号 即 110000000000101000000001xxxyyyyy 网络号 子网号 新的主机号部分 子网号为全 0 全 1 不能使用 于是划分出23 2 6个子网 子网地址分别为 11000000000010100000000100100000 192 10 1 3211000000000010100000000101000000 192 10 1 6411000000000010100000000101100000 192 10 1 9611000000000010100000000110000000 192 10 1 12811000000000010100000000110100000 192 10 1 16011000000000010100000000111000000 192 10 1 192 2020 2 19SXNU INC YW 子网掩码 SubnetMask 子网划分后 如何识别不同的子网 解决 采用子网掩码来分离网络号和主机号 子网掩码格式 32比特 网络号 包括子网号 部分全为 1 主机号部分全为 0 网络号 子网号 部分 主机号 部分 11 1100 00 2020 2 19SXNU INC YW 子网掩码计算 前面的例子中 网络号24位 子网号3位 总共27位 所以子网掩码为 11111111111111111111111111100000即255 255 255 224缺省子网掩码 A类 255 0 0 0B类 255 255 0 0C类 255 255 255 0 2020 2 19SXNU INC YW 子网地址计算 子网掩码 IP地址 结果就是该IP地址的网络号 例如 IP地址202 117 1 207 子网掩码255 255 255 22411001010011101010000000111001111 1111111111111111111111111110000011001010011101010000000111000000 子网地址为 202 117 1 192主机号为 15主机之间要能够通信 它们必须在同一子网内 否则需要使用路由器 或网关 实现互联 2020 2 19SXNU INC YW 子网规划举例 网络分配了一个C类地址 201 222 5 0 假设需要20个子网 每个子网有5台主机 试确定各子网地址和子网掩码 1 对C类地址 要从最后8位中分出几位作为子网地址 24 20 25 选择5位作为子网地址 共可提供30个子网地址 2 检查剩余的位数能否满足每个子网中主机台数的要求 子网地址为5位 故还剩3位可以用作主机地址 而23 5 2 所以可以满足每子网5台主机的要求 3 子网掩码为255 255 255 248 11111000B 248 4 子网地址可在8 16 24 32 240共30个地址中任意选择20个 2020 2 19SXNU INC YW 网际控制报文协议 ICMP ICMP消息被封装在IP数据报里 用来发送差错报告和控制信息 ICMP定义了如下消息类型 目的端无法到达 Destinationunreachable 数据报超时 Timeexceeded 数据报参数错 Parameterproblem 重定向 Redirect 回声请求 Echo 回声应答 Echoreply 信息请求 Informationrequest 信息应答 Informationreply 地址请求 Addressrequest 地址应答 Addressreply 2020 2 19SXNU INC YW 最常用的是 目的无法到达 和 回声 消息 A B 发数据给Z 到Z的数据 我不知道如何到达Z 用ICMP通知A 目的端无法到达 路由器用ICMP通知目的地不可达的示意图 2020 2 19SXNU INC YW A B B可以到达吗 ICMP回声请求 可以 我在这里 ICMP回声应答 用PING命令产生的回声及其应答示意图 2020 2 19SXNU INC YW 地址解析协议 ARP AddressResolutionProtocol ARP用于将一个已知的IP地址映射到MAC地址 方法 1 检查ARP高速缓存表 2 若地址不包含在表中 就向网上发广播来寻找 具有该IP地址的目的站用其MAC地址作为响应 ARP只能用于具有广播能力的网络 A C 我需要10 1 0 5的MAC地址 IP 10 1 0 5MAC 我就是 这是我的MAC地址 IP 10 1 0 5MAC 0800 0020 2C0A B 10 1 0 1 10 1 0 5 10 1 0 2 2020 2 19SXNU INC YW 反向地址解析协议 RARP ReversedARP RARP用于将一个已知的MAC地址映射到IP地址 RARP要依赖于RARP服务器 该服务器中有一张MAC地址与IP地址的映射表 需要查找自己IP地址的站点向网上发送包含有其MAC地址的RARP广播 RARP服务器收到后将该MAC地址翻译成IP地址予以响应 RARP同样只能用于具有广播能力的网络 A C 我的IP地址是什么 MAC 0800 0020 2C0AIP 我听到广播了 这是你的IP地址 MAC 0800 0020 2C0AIP 10 1 0 5 B RARPServer 2020 2 19SXNU INC YW DNS用于将主机名转换为IP地址 采用名字来标记一台主机便于记忆 DNS服务主要基于UDP来实现 端口号 53 三个组成部分 域名空间 名字服务器 解析程序域名空间 分布式的 层次型 分级 的树形结构 根没有名字 顶层域由组织域 如org com edu 和国家域 如cn 构成 在往下分还可分为若干层子域 如下页图 通常用点来分隔域的层次 如 域名服务DNS 2020 2 19SXNU INC YW 根 INT CN MIL NET COM JP IBM intel eng www jack edu net sxtu www ftp 山西师大的Web服务器 WWW SXTU EDU CN 2020 2 19SXNU INC YW DNS名字服务器 存放域树结构和主机信息的数据库 为减小查询流量负载 提高可靠性 DNS名字空间被划分成若干不交叉的区域 Zone 分别存放在该区域的DNS服务器中 解析程序 从名字服务器中提取信息把主机域名翻译成IP地址 解析过程为 首先从本地Hosts文件查找 没找到就向本地DNS名字服务器发出请求 若本地DNS服务器也找不到 它就把请求发给负责该域的顶层域名字服务器 然后由顶层域名字服务器把请求传递给相应子域的名字服务器 最后由该名字服务器把域名对应的IP地址按相反的路径传递给发出请求的站点 域名服务DNS 2020 2 19SXNU INC YW 例如 想要知道的IP地址 则查询过程如下 edu 原始服务器 eng ibm服务器 edu服务器 sxtu edu服务器 WWW服务器 域名服务DNS 2020 2 19SXNU INC YW 最本质的改进 几乎无限的地址空间 地址长度由32位增加到128位 移动便捷 MobileIPv6贴身安全 网络层的IPSec认证与加密 端到端安全简单是美 简化固定的基本报头 提高处理效率扩展为先 引入灵活的扩展报头 协议易扩展层次区划 地址格式更具层次性 便于路由聚合即插即用 地址配置简化 自动配置Qos考虑 新增流标记域 海量地址空间 便捷移动 端到端安全是IPv6的最大优势 IPv6带来的好处 1 2 6IPv6协议 2020 2 19SXNU INC YW IPv6带来的产业革命 消费者业务 无线移动网络 分布计算等业务要求网络是以IPv6为基础的一体化综合网络 3G第三代移动通信的关键技术主要包括 初始同步与Rake多径分集接收技术 高效信道编译码技术 智能天线技术 多用户检测技术 功率控制技术 2020 2 19SXNU INC YW IPv6改变传统的业务模式 Service Server User User User 更多内容 更多用户 更高带宽 内容向用户迁移 内容在服务器上 网络服务强化内容管理 用户控制 大量内容在用户终端上 2020 2 19SXNU INC YW IPv6的标准化 IETF成立IPNG工作组 1992 1994 1995 1996 1999 2001 2002 下一代IP协议 IPv6 推荐版本 完成IPv6的协议文本 成立全球IPv6实验床 6BONE IPv6基本协议标准化 IPv6关联协议修订和完善 部分IPv6相关技术还在草案阶段 2020 2 19SXNU INC YW IPv6还处于发展阶段 如何保护投资 MPLS 多协议标签交换 的IPv6相关标准还处于草案阶段网管部分的IPv6特性部分缺乏部分原有RFC依赖IPv4 需要修改 标准在不断更新 设备也需要频繁升级支持平滑升级的设备才能保护工程投资 2020 2 19SXNU INC YW 全球IPv6发展现状 日本NTTCom JapanTelecom和KDDI等日本的主要运营商和ISP几乎都已经提供IPv6商业化接入服务 日本全国利用IPv6的环境正日益完善 韩国第一阶段 2001年以前 建立IPv6试验网 开展验证 运行和宣传工作 第二阶段 2002年 2005年 建立IPv6岛 与现有IPv4大网互通 在IMT2000上提供IPv6服务 欧洲欧洲在互联网方面落后于美国 但在移动通信方面领先于美国已经建立了Euro6IX和6NET等IPv6试验网络进行有关推广部署IPv6的准备 欧洲各大厂商也都加快了IPv6开发和产品化进程 各种试验项目正逐步成熟 美国目前既没有地址短缺的忧虑 又很不愿意改动花费大量资本构建的IPv4商业网络体系 所以目前主要是以世界IPv6研究 协调中心的面目出现的 研究和开发IPv6的主要组织如IETF 6BONE等都在美国 中国2004年CNGI正式开通 下一步在各地进行驻地网的建设 进一步建立新型的下一代Internet网 2020 2 19SXNU INC YW 使中国网络未来的发展冲破地址资源匮乏的樊篱世界上人口最多的国家只有不到2000万个IP地址 而中国网民已经达到9000万 居世界第二位 网络地址的希缺与网络规模的大发展形成了鲜明的对比 采用IPv6将完全改观这种局面 IPv6将推动我国信息产业的发展IPv6将带来中国在互联网领域赶超其他国家的重大机遇 对于设备商 运营商 家电商 甚至最终用户 抓住机遇都将带来充满生机的变化 使中国赢得从引进技术转变到引导技术发展的机会IPv6作为一个新的IP核心技术 将带动信息通信乃至其他产业的信息化发展 获得战略性竞争优势 真正需要IPv6的不是欧美日 而是中国 中国发展IPv6的驱动力 2020 2 19SXNU INC YW 一个IPv6的IP地址由8个地址节组成 每节包含16个地址位 以4个十六进制数书写 节与节之间用冒号分隔 其书写格式为x x x x x x x x 其中每一个x代表四位十六进制数 IPv6的地址结构 除了128位的地址空间 IPv6还为点对点通信设计了一种具有分级结构的地址 这种地址被称为可聚合全局单点广播地址 AggregateGlobalUnicastAddress 开头3个地址位是地址类型前缀 用于区别其它的地址类型 其后依次为13位TLAID 32位NLAID 16位SLAID和64位主机接口ID 分别用于标识分级结构中自顶向底排列的顶级聚合体 TLA TopLevelAggregator 下级聚合体 NLA NextLevelAggregator 位置级聚合体 SLA SiteLevelAggregator 和主机接口 2020 2 19SXNU INC YW IPv6的地址配置 IPv6继承了IPv4的这种自动配置 DHCP 服务 并将其称为全状态自动配置 除了全状态自动配置 IPv6还采用了一种被称为无状态自动配置的服务 在无状态自动配置过程中 主机首先通过将它的网卡MAC地址附加在链接本地地址前缀1111111010之后 产生一个链接本地单点广播地址 IEEE已经将网卡MAC地址由48位改为了64位 若主机采用的网卡的MAC地址仍是48位 那么IPv6网卡驱动程序会根据IEEE的一个公式将48位MAC地址转换为64位MAC地址 接着主机向该地址发出一个被称为邻居探测 NeighborDiscovery 的请求 以验证地址的惟一性 如果请求没有得到响应 则表明主机自我设置的链接本地单点广播地址是惟一的 否则 主机将使用一个随机产生的接口ID组成一个新的链接本地单点广播地址 然后 以该地址为源地址 主机向本地链接中所有路由器多点广播一个被称为路由器请求 RouterSolicitation 的数据包 路由器以一个数据包 包含一个可聚合全局单点广播地址前缀和其它相关配置信息的路由器公告来响应该请求 主机用它从路由器得到的全局地址前缀加上自己的接口ID 自动配置全局地址 然后就可以与Internet中的其它主机通信了 2020 2 19SXNU INC YW IPv6部署的三个阶段 IPv4 IPv6的过渡技术 2020 2 19SXNU INC YW Physical DataLink IPv6 IPv4 TCP UDPv6 IPv6Applications 0 x86dd 0 x0800 TCP UDPv4 IPv4Applications 双栈技术 IPv6过渡技术1 2020 2 19SXNU INC YW IPv4网 IPv4网 IPv4网 IPv4网 IPv6网 IPv6网 IPv6网 IPv6网 IPv6User IPv6User IPv6User IPv6User IPv4User IPv4User IPv4User IPv4User 双栈技术 IPv6过渡技术1 2020 2 19SXNU INC YW 隧道 IPv6过渡技术2 手动配置隧道 Configuredtunnel IPoverIP v6overv4 v4overv6 v4overv4 v6overv6 GRE GenericRoutingEncapsulation MPLSVPN自动隧道 AutomaticTunnel 将IPv4地址嵌入在IPv6地址中 利用这个IPv4地址来决定隧道的源地址和目的地址6to4 6over4 ISATAP Teredo等MPLSVPN隧道代理 TunnelBroker 2020 2 19SXNU INC YW IPv4网 IPv6网 IPv6网 IPv6User IPv6User 隧道 将IPv6包封装为IPv4包 将封装后的解封装 还原为IPv6包 必须运行双栈的方式 V6OverV4 最常用的隧道技术 2020 2 19SXNU INC YW MPLSVPN 另一种常用的隧道技术 CPN MPLS城域网 IPv4网络 叠加IPv6网络 CNGI网络 端局路由器方案不改动现网拓扑和设备部署灵活 满足网络过渡的各个阶段应用 IPv6 IPv6隧道 端局路由器 6PE 端局路由器 6PE 端局路由器 6PE IPv4子网 IPv6子网 IPv6子网 IPv4子网 IPv4 IPv4接入网 2020 2 19SXNU INC YW IPv4网 IPv6网 单IPv4 单IPv6 NATPT动态方式或是静态方式 2ff3 c11 ffff 0 0 1 a 211 209 16 112ff3 c11 ffff 0 0 1 c 211 209 16 19 IPv6源 2ff3 c11 ffff 0 0 1 aIPV6目的 2ff3 c11 ffff 0 0 1 c IPv6源 2ff3 c11 ffff 0 0 1 cIPV6目的 2ff3 c11 ffff 0 0 1 a IPv4源 211 209 16 11IPV4目的 211 209 16 19 IPv4源 211 209 16 19IPV4目的 211 209 16 11 2ff3 c11 ffff 0 0 1 a 211 209 16 19 NAT PAT 最常用的翻译器 2020 2 19SXNU INC YW 问题时间 2020 2 19SXNU INC YW 1 3网络工程需求分析 1 项目经理 1 职责 制定网络工程的目标 制定各个工作的详细任务表 跟踪这些任务的执行情况并进行控制 组织会议对工程进行评审 综合具体情况 对各种不同方案进行取舍并做出决定 协调项目参与人员之间的关系 项目费用估算 风险评测 项目分包和项目验收鉴定等工作 2 人员要求 对网络工程有激情 具有领导才能 对问题能正确而迅速地做出确定 能充分利用各种渠道和方法来解决问题 能跟踪任务 有很好地日程观念 能在压力下工作 1 3 1网络工程人员组成 2020 2 19SXNU INC YW 1 3 1网络工程人员组成 2 系统分析员 1 职责 了解用户需求 写出 网络工程需求规约 建立用户网络工程原型 2 人员要求 担任系统分析员的人员应该善于协调 并且具有良好的沟通技巧 担任此角色的人员必须要有具备系统工程理论 网络工程业务和技术领域知识的才能 3 工程设计员 1 职责 定义综合布线 网络拓扑的结构和子系统划分以及各个子系统之间的关联 画出综合布线图 网络拓扑图及网络体系结构图 进行网络工程详细设计 2 人员要求 掌握网络工程分析与设计技术 熟悉2 3种综合布线 网络设备产品的功能和技术指标 4 综合布线员 1 职责 按项目的要求进行综合布线材料和通信介质选型 进行工作区子系统 水平区子系统 管理子系统 干线子系统 建筑子系统 设备间子系统的设计 安装及布线系统测试 2 人员要求 具有良好的综合布线技能和工程测试技术 比如 获得AMP综合布线 Fluke测试等认证的网络布线工程师 5 系统集成员 1 职责 按项目的要求进行设备选型 安装调试 进行网络操作系统平台构建 网络应用基础平台构建 以及网络工程测试和验收等 重点解决系统集成项目的技术性问题 2 人员要求 具有良好的系统集成技能和工程测试技术 比如 获得CCNA CCNP MCSE MDBA 等认证的网络系统工程师 6 程序设计员 1 职责 按项目的要求定义应用系统的开发方法 软件模块化属性以及各个模块之间的关联 画出软件体系结构图 进行数据库设计 按项目的要求进行编码和单元测试 2 人员要求 掌握面向对象的分析与设计技术 具有良好的编程技能和测试技术 7 工程测试员 1 职责 进行综合布线测试 网络系统 硬件 软件 测试 描述测试结果 提出问题解决方案 2 人员要求 了解被测试的系统 具备诊断和解决问题的技能和工程技能 2020 2 19SXNU INC YW 1 3 2需求调查文档记录 在整个需求分析的过程中 按照一定的规范编写需求分析的相关文档 不但可以帮助项目成员将需求分析结果更加明确化 也为以后系统集成做了文本形式的备忘 并且为网络系统集成商日后的类似项目提供有益的借鉴和范例 是网络系统集成商在项目开发中积累的符合自身特点的经验财富 需求分析中需要编写的文档主要是 网络工程设计描述书 这是整个需求分析的结果性文档 也是开发与实施过程中项目成员主要可供参考的文档 还需要编写 用户调查报告 和 市场调研报告 来辅助说明 各种文档最好有一定的规范和固定格式 以便增加文档的可读性 方便阅读者快速理解文档内容 2020 2 19SXNU INC YW 1 3 3用户调查活动内容 调查的主要内容如下 1 网络当前及日后可能出现的功能需求 2 客户对网络的性能 如访问速度 平滑升级 的要求和可靠性的要求 3 客户现有的网络设施和计算机的数量 准备增加的计算机数量 4 网络中心机房的位置和实际运行环境 5 综合布线信息点的数量和安装位置 6 综合布线设备间 配线间的数量和安装位置 2020 2 19SXNU INC YW 1 3 3用户调查活动内容 7 网络应用系统总体风格及美工效果 必要的时候用户可以提供参考系统 或者由网络系统集成商向用户提供 8 网络应用系统的功能及用户可投入的资金分配 9 网络安全性 可管理性及对可维护性的要求 10 项目完成时间及进度 可以根据合同确定 11 明确项目完成后的维护责任 2020 2 19SXNU INC YW 1 3 4市场调研活动内容 市场调研的重点应该放在主要竞争对手的产品 或类似网络系统的有关信息上 1 市场调研可以包括下列内容 市场中同类网络产品的确定 调研网络的使用范围和访问人群 调研网络系统的功能设计 简单评价所调研的网络情况 2020 2 19SXNU INC YW 1 3 4市场调研活动内容 2 对市场同类产品或系统调研结束后 所撰写 市场调研报告 主要包括以下要点 概要说明 内容说明 被调研网络应用系统的可借鉴的功能设计 被调研网络应用系统的不可借鉴的功能设计 分析同类网络系统和主要竞争对手产品或已完成的系统集成项目的弱点和缺陷 以及本公司在系统集成方面的优势 资料汇编 2020 2 19SXNU INC YW 1 3 5网络工程设计描述书 1 网络系统总体功能和各组成部分的细节功能 2 网络用户界面 初步 3 网络运行的软 硬件环境 交换机 路由器 服务器 操作系统等 4 网络系统性能定义 5 网络系统的软件和硬件接口与配置清单 6 确定网络维护的要求 7 确定网络系统运行环境的要求 机房 设备间 配线间 光缆 电缆敷设 供配电 电气保护 接地和防雷击等 8 网络应用系统的总体风格及美工效果 9 网络应用系统数据的大概数量 10 网络管理及维护总体功能和各组成部分的细节功能 11 网络安全与可靠的总体功能和各组成部分的细节功能 12 网络测试与验收指标 13 Web页面特殊效果及其数量 14 项目完成时间及进度 根据合同确定 15 明确项目完成后的维护责任 2020 2 19SXNU INC YW 网络需求规格说明书框架 2020 2 19SXNU INC YW 1 4 1网络物理拓扑结构网络系统集成通常采用以太网交换技术 以太网的逻辑拓扑是总线结构 以太网交换机之间的连接 可称为物理拓扑 中小型 小型网络一般可采用星型结构 如图1 11所示 对于大中型网络考虑链路传输的可靠性 可采用冗余结构 网状型 如图1 12所示 图1 11星型拓扑图图1 12双星型冗余拓扑图 1 4网络工程设计方法 2020 2 19SXNU INC YW 1 4 1网络物理拓扑结构 确定网络的物理拓扑结构是整个网络方案规划的基础 选择物理拓扑结构时 应该考虑的主要因素有以下几点 1 地理环境 2 传输介质与距离 3 可靠性 2020 2 19SXNU INC YW 网络系统分层是按照网络规模划分为三个层次 核心层汇聚层接入层 1 4 2网络系统层次划分 主干网络称为核心层 主要连接全局共享服务器 建筑楼宇等 或在一个较大型建筑物内连接多个交换机配线间 连接信息点的 毛细血管 线路及网络设备称为接入层 汇聚层的存在与否 取决于网络规模的大小 根据需要在中间设置汇聚层 汇聚层上连核心层 下连接入层 分层设计有助于分配和规划带宽 有利于信息流量的局部化 也就是说全局网络对某个部门的信息访问的需求很少 如财务部门的信息 只能在本部门内授权访问 在这种情况下部门业务服务器即可放在汇聚层 这样局部的信息流量传输不会波及到全网 使部门内的信息尽可能在本部门局域网内传输 以减轻主干信道的压力和确保信息不被非法监听 2020 2 19SXNU INC YW 1 4 2网络系统层次划分 汇聚层的存在与否 取决于网络规模的大小 交换机间如果采用级连方式 即将一组固定端口交换机上联到一台背板带宽和性能较高的汇聚交换机上 再由汇聚交换机上联到主干网的核心交换机 如果采用多台交换机堆叠方式扩充端口密度 其中一台交换机上联 则网络中就只有接入层 如图1 13所示 图1 13汇聚层和接入层的两种模式 2020 2 19SXNU INC YW 1 4 4有线网与无线网的融合 2020 2 19SXNU INC YW 1 4 5服务器布置策略 服务器一般分为两类 一类是为整体局域网提供公共信息服务 文件服务和通信服务的通用数据库 由网络中心管理维护 服务对象为网络全局 适宜放在网管中心 另一类是部门业务和网络服务相结合 主要由部门管理维护 如大学的图书馆服务器和企业的财务部服务器 适宜放在部门子网中 服务器是网络中信息流较集中的设备 其磁盘系统数据吞吐量大 传输速率也高 要求高带宽接入 图1 15服务器在网络中的位置 2020 2 19SXNU INC YW 1 4 5网络安全问题考虑 网络安全前期防范网络安全在线保护网络安全有效性与实用性网络安全等级划分与管理 信息安全分层结构面向应用的信息安全框架 2020 2 19SXNU INC YW 1 4 6网络工程设计与实施步骤 网络工程设计阶段网络工程实施阶段网络工程验收和维护阶段 2020 2 19SXNU INC YW 问题时间 2020 2 19SXNU INC YW 习题与思考 1 1通过学习 了解网络工程设计的知识 走访身边的网络工程技术人员 按照你的理解 图示网络 校园网 企业网 工程概念框架 1 2通过学习网络协议的知识 联想自己与他人协同做事 为了履行自己的承诺 是否要先制定一个 协同做事的约定 请用自己或伙伴口头 书面 约定的事例 说明网络协议的作用 1 3画图比较OSI模型与TCP IP模型的异同 说明模型间层次对应关系 1 4观察身边的计算机网 电话网和有线电视网的物理拓扑结构 说明三种网络各采用何种拓扑结构 试比较其优缺点 1 5有三个LAN 主机数量分别为38 46 56 均少于C类地址允许的主机数 为这三个LAN申请三个C类IP地址显然有点浪费 请对C类网络202 207 175 0划分子网 并确定子网掩码 1 6试比较IPv4与IPv6地址结构 并将IPv4地址211 105 192 175转换为IPv6地址 1 7通过网络工程需求分析与设计的知识 结合本章课程设计 请回答网络工程设计与实施一般包括那几个阶段 每个阶段要召开什么会议 会议要解决什么问题 2020 2 19SXNU INC YW 网络实训 1 网络实训目的 1 了解网络建设需求分析 方案设计的方法 2 了解网络工程设计方法 网络需求规格说明的框架 3 能按要求撰写网络需求功能描述书和网络项目管理任务书 4 学会团队协作解决问题的方法 增强学生自信心与团队责任心 培养学生的主动性思考能力和自主学习能力 2 网络实训要求走访身边的企业或学校 了解用户建立网络的功能需求 设计一个简单的网络工程设计方案或网络需求规格说明文档 见表1 4 教师采取同组异质 相同条件下 不同学力水平的尖子生 一般生 学习障碍生等 的策略将学生分组 每个小组成员为一个团队 每个小组设置项目经理1人 由项目经理负责组内成员的分工 按照系统集成需求分析的方法 小组成员要承担自己的职责 集思广益 完成课程设计任务 小组讨论中 组长和组员可以多次变换角色 体验项目经理的职责 课程设计中 教师的角色是策划 分析 辅导 评估和激励 学生的角色是主体性学习 主动思考和做决定 3 工具与准备工作在开始课程设计前 设计者可以准备纸 笔 尺及计算器等工具 要准备计算机若干台 计算机安装有Word Excel字表处理软件和PowerPoint软件 还可以通过互联网搜集网络系统集成需求分析和质量控制的资料 完善课程设计