网络规划设计师(二).doc

第二章 计算机网络规划与设计21设计基础211网络基本元素：1 计算机平台计算机终端、网络计算机（NC）、个人计算机、工作站、小型服务器、大型服务器2 应用软件3 物理设备及拓扑结构 物理设备：连接网络端点之间的基础设施，如网卡、电缆、接插件、集线器等，而一个网络，是由各种各样的物理设备连接而构成的。 网络拓扑结构：在给定终端位置的情况下，网络的结构方式。网络拓扑结构分类：广域网拓扑结构、局域网拓扑结构广域网拓扑结构有集中式、分散式、分布式、不规则式等结构。局域网拓扑结构有星型结构、环形结构、总线结构、树型结构和网状结构等。4 网络软件和实用软件网络软件：由客户机端的软件和客户机之间的或客户机与服务器之间进行通信所需要的协议堆栈支持软件组成。实用软件：用于实现网络分析、管理、监控、维护、故障发现排除等功能，而专门为网络定制的特殊软件，既包括网络管理软件又包括像ping、traceroute之类的简单软件。5 互联设备包括网桥、交换机、路由器、网关等。6 广域网连接212网络互联设备网桥：在数据链路层实现互联的设备，在网段之间进行数据帧的接收、存储与转发。数据链路层分为逻辑链路控制子层（LLC）和媒体访问控制子层（MAC）两部分，LLC用于子网间路径选择，MAC用于介质访问以及数据帧的成帧等处理。网桥互联的网络可以是异构网络，其异构性表现为相同的逻辑链路控制子层而媒体访问控制子层不一致。交换机信息转发有两种方式：直通方式与存储转发。直通方式主要通过内部交换矩阵实现；存储转发借助交换机内部的高速缓存。虚拟网络功能只能通过存储转发式交换机实现。路由器：网络层上的互联设备，可以屏蔽网络广播风暴的有效网络设备。 路由器功能路由算法网关：互联在网络层以上，具体地说，大多数的网关是在应用层实现互联。网关通常由软件实现，运行于服务器或普通计算机上，以实现不同体系结构网络之间或Lan与主机之间的连接。由于网关是在较高的层次上互联，所以不可能有通用网关，只可能针对某一特定应用而言，比如电子邮件网关、远程终端仿真网关等。213网络性能1 响应时间、延迟和等待时间响应时间：指以计算机或终端向远端资源发出请求时间为起点，以该设备接收到数据响应的时间为终点，两个时间之间的差值。根据网络结构分为：主从结构、对等结构、两层结构、三层结构、多层结构的响应时间。2 利用率利用率描述设备在使用时所能发挥的最大能力。CPU利用率CPU利用率指的是在处理网络发出的请求和做出响应时处理器的繁忙程度。网络设备互联（如路由器）要处理的数据包越多，所耗费的CPU时间就越长。链路利用率链路利用率指的是链路总带宽的有效使用百分比。3 网络数据传输率和吞吐量网络数据传输率带宽：指某个信号具有的频带宽度，其单位是赫兹（Hz）。一般来说，通信线路允许通过的信号频带范围就称为线路的带宽。数据传输率：信道上可以传输数据的最大速率。在计算机网络中，无论数字信号、模拟信号都用于传递数字数据，因此其单位为比特每秒（bps）。一般来说，线路的带宽越大，其允许的数据传输率就越高；同时，人们已经习惯用带宽来等同于线路上的数据传输率；实际上，两者之间有一定的联系，但并不是相等的关系。 吞吐量吞吐量是指在网络用户之间有效地传输数据的能力。如果说数据传输率给出了网络所能传输的比特数，那么吞吐量就是它真正有效的数据传输率。吞吐量常用来评估整个网络的性能。对吞吐量进行度量的一种有效方法是信息比特吞吐率（TRIB），有效吞吐量与响应时间直接相关，有效吞吐量越高，响应时间就越短。有效吞吐量和吞吐量通常是等同的，只有在特别需要时才加以区分。一般以数据包每秒（PPS）、字符每秒（CPS）、事务处理数每秒（TPS）或事务处理每小时（TPH）作为吞吐量的单位。4 可用性、可靠性和可恢复性可用性可用性是指网络或网络设备（如主机或服务器）可用于执行预期任务时间所占总量的百分比。可用性百分值越高，就意味着设备或系统出现故障的可能性越小，提供的正常服务时间越多。例如，一个可提供每天24小时、每周7天服务的网络，一周运行了160个小时，则该网络的可用性为160/（724）10095.23%.保证一个系统能够不间断地提供服务，必须采用特殊的设计，例如设备冗余、负载均衡等，避免单个设备的故障对系统服务产生影响，这种设计也被称为无单点故障设计。可靠性 可靠性是网络设备或计算机持续执行预定功能的可能性。可靠性经常用平均故障间隔时间（MTBF）来度量。可恢复性 可恢复性是指网络从故障中恢复的难易程度和时间。可恢复性即指平均修复时间（MTTR）。平均修复时间用来估算当故障发生时，需要花多长时间来修复网络设备或系统。5 冗余度、适应性、可伸缩性冗余度 冗余设备是指为避免由于单台设备故障而导致网络停止服务而增加的网络设备。冗余线路是指为了防止线路或链路失效，导致网络不连通而增加的多余线路。适应性适应性是指在用户改变应用要求时网络的应变能力。可伸缩性 可伸缩性是指网络技术或设备随着用户需求的增长而扩充的能力。6 效率与费用网络效率网络效率指的是用户传输数据流量与网络线路带宽之间的比例。计算公式为效率（帧长帧头和帧尾）/（帧长）100，额外开销指不能用于传输用户数据的带宽比例，额外开销（1效率）。费用网络建设费用分为两种：一种是一次性投入费用，另外一种是周期性发生费用。214 网络设计文档1 文档的作用文档是网络设计工作中的重点环节，覆盖了需求规范、通信规范、逻辑设计、物理设计、网络实施、运营维护等各个阶段，通过对网络分析、设计实现等阶段的细节进行描述，说明开发一个网络的步骤。2 文档的质量文档的编制必须保证质量，以发挥文档的指导作用，有助于管理人员监督和管理系统开发，有助于用户了解系统开发工作，有助于维护人员进行有效的修改和补充。3 文档的管理和维护22 网络分析和设计过程221 网络规范设计工作不遵循规范而产生的常见问题：实施结果偏离网络需求需求变更延误工期或超支网络实施和设计不一致222 网络生命周期一个网络系统从构思开始，到最后被淘汰的过程被称为网络的生命周期；一般来说，网络的生命周期至少包括网络系统的构思计划、分析设计、实时运行和维护的过程；对于大多数网络系统来说，由于应用的不断发展，这些网络系统需要不断重复设计、实施、维护的过程。1 网络生命周期的迭代模型网络生命周期的迭代模型的核心思想是网络应用驱动理论和成本评价机制。2 迭代周期的构成四阶段周期四阶段周期的长处在于工作成本较低、灵活性高，适用于网络规模较小、需求较为明确、网络结构简单的网络工程。五阶段周期 五阶段周期的主要优势在于所有计划在较早的阶段完成，负责人对系统的具体情况以及工作进度都非常清楚，容易协调工作。缺点是比较死板、不灵活，适用于网络规模较大，需求较为明确，在一次迭代过程中需求变更较小的网络工程。六阶段周期六阶段周期是对五阶段周期的补充，是对其缺乏灵活性的改进，偏重于网络的测试和优化，侧重于网络需求的不断变更，由于其严格的逻辑设计和物理设计规范，使得该种模式适合于大型网络的建设工作。223 网络开发过程网络开发过程主要是指一次迭代过程。224 网络设计的约束因素网络设计的约束因素主要来自于政策、预算、时间和应用目标检查方面。1 政策约束了解政策约束的目的是发现隐藏在项目背后的可能导致项目失败的事务安排、持续的争论、偏见、利益关系或历史等因素。2 预算约束网络预算一般分为一次性投资预算和周期性投资预算，一般来说年度发生的周期性投资预算和一次性投资预算之间的比例为1015%是比较合理的。一次性投资预算主要用于网络的初始建设；周期性投资预算主要用于后期的运营维护3 时间约束4 应用目标检查在进行下一阶段的任务之前，需要确定是否了解客户的应用目标和所关心的事项。通过应用目标检查，可以避免用户需求的缺失。检查形式包括设计小组内部的自我检查和用户信息主管部门的确认检查两种。23 网络需求分析网络需求分析