A01-网络设计概论

1、计算机网络课程设计2011,01学习指导 学习目标 掌握计算机网络系统集成的步骤与网络设计的基本原则。 学习重点 计算机网络系统集成的特点、 网络系统集成的步骤、 网络设计标准与规范、 网络结构与模型、 网络逻辑设计、网络物理设计的基本原则。纵向纵向横向横向ToC 1.网络体系结构 2.网络系统集成 3.网络设计方法 4.标准与规范网络体系结构 ISO/OSIRM（开放式系统互联参考模型） TCP/IP（传输控制协议/互联网协议） OGSA（开放式网格体系结构） Netware Microsoft AppleOSI TCP/IP 网格的5层沙漏模型 计算机网络分类分分 类类 方方 法法网网 络

2、络 类类 型型按地理范围分类按地理范围分类局域网、城域网、广域网局域网、城域网、广域网按拓扑结构分类按拓扑结构分类点对点型、总线型、星型、树型、环型、网状型、蜂窝型等点对点型、总线型、星型、树型、环型、网状型、蜂窝型等按业务类型分类按业务类型分类计算机网、电信网、电视网计算机网、电信网、电视网按传输方式分类按传输方式分类广播式网络、点对点网络广播式网络、点对点网络按网络协议分类按网络协议分类以太网、令牌环、以太网、令牌环、Apple Talk、Novell Netware、FDDI、ATM按交换技术分类按交换技术分类电路交换网、分组交换网电路交换网、分组交换网按信号复用分类按信号复用分类空分复

3、用、频分复用、时分复用、统计时分复用空分复用、频分复用、时分复用、统计时分复用按接入技术分类按接入技术分类有线：有线：PSTN、ISDN、X.25、FR、DDN、ADSL、HFC、Ethernet等等无线：无线：LMDS、MMDS、WLAN、GPRS、VSAT、DBS等等按通信技术分类按通信技术分类用户驻地网（用户驻地网（CPN）、接入网（）、接入网（AN）、交换网（）、交换网（IP、ATM）、传输网）、传输网（PDH、SDH、DWDM）System integration (In information technology)根据一个复杂的信息系统或子系统的需求，验明多种技术和产品，连接和部

4、署多种不同的硬件/软件/应用等部件，建立一个完整的解决方案的过程。系统集成的复杂性 技术 人员 应用环境 约束计算机网络系统集成 信息系统 网络系统 + 硬件系统 + 软件系统集成：多种技术和产品选择最适合用户需求的产品和技术 硬件设备：不同产品的接口兼容性 软件产品：不同软件之间数据格式的转换 网络系统：不同系统之间信号交换和路由例：某电子商务应用的集成设计 某电子商务应用 网上书店 周边查询(展现一幅地图，用户可以在上面标注服务信息，也可以查询指定区域的某类服务信息) 集成时需要考虑的问题 主机：自己的、托管的空间或虚拟机、云? 操作系统：linux or windows 数据库：mysq

5、l、mssql、oracledb 网络访问方法：服务商、计费方法 Web/应用服务器：J2EE、.NET， 应用程序系统：自己开发、开源改造、off-shelf 运营、维护、升级和管理：日志、安全、备份网络系统集成的步骤 系统规划：形成可行性论证报告 用户提出期望，专家论证可行性 系统设计：形成网络系统总体设计方案 从需求到思路，到设计 系统实施：实施计划、设备选型、综合布线等 系统验收：形成网络工程验收报告网络设计方法 网络设计包括：逻辑设计、物理设计、软件配置和文档编制等工作 。网络逻辑设计 用户需求分析：业务需要、地理分布、资金 结构设计：拓扑、线路、地址、接入 性能设计：带宽、负载、i

6、o能力 功能设计：OA、语音、视频、DNS等 安全设计：防火墙、入侵检测、隔离 可靠性设计：存储、带宽、计算 网络软件规划 网络管理设计等网络物理设计 网络设备选型 交换机、路由器、服务器、存储、安全、布线设备、电源 功能、性能、协议、标准化和兼容性 综合布线设计 系统测试设计等网络工程文档 可行性研究报告 项目招标说明书 用户需求说明书 项目总体设计说明书 项目子系统设计说明书 综合布线系统设计说明书 工程实施计划 设备选型说明书 设备互联说明书 软件规划说明书 软件配置说明书 系统测试分析报告等矛盾分析 满足所有要求的设计是不存在的 主流技术与新技术的矛盾 安全性与易用性的矛盾 可靠性与经

7、济性的矛盾 应当在满足几个主要指标后，在相互矛盾的指标中做出折中和调和处理设计原则网络设计目前没有一套完整的设计规范。大部分设计原则来源于成功以及失败的网络设计经验。 需求决定方案原则 责任工程师原则 基本结构不变原则 不要把简单事情复杂化设计原则 通用性原则 不要采用专用性太强的设计方案 核心简单边缘复杂原则 核心层尽量保持简单，边缘层可能情况复杂，需要反复权衡利弊。 弱路由原则 尽量减少路由器传输的信息。设计原则 80/20原则 数据流量的80%在该子网内通信，只有20%的数据流量发往其它子网（?） 影响最小原则 网络结构改变时受到的影响应限制到最小程度 2用2备2扩原则 主干光缆布线时，

8、2根使用，2根备份，2根保留。设计原则 技术经济分析原则 成本与性能通常是最基本的设计权衡因素 多样性原则 不要过分依赖于某一个设备厂商的产品网络技术标准与规范 ITU-T建议更接近于物理层定义 IEEE 802标准关注物理层和数据链路层 RFC文档注重数据链路层以上的规范 网络工程常用软件和工具ITU-T系列标准标标 准准 系系 列列标标 准准 内内 容容E系列建议系列建议网络运营、电话业务、业务运营。如网络运营、电话业务、业务运营。如E.750个人通信个人通信F系列建议系列建议有关电报、数据传输和远程通信业务。如有关电报、数据传输和远程通信业务。如F.742：远程学习业务：远程学习业务G系

9、列建议系列建议传输系统、数字系统、网络系统。如传输系统、数字系统、网络系统。如G.703定义的定义的E1接口标准接口标准H系列建议系列建议视频、音频和多媒体系统。如视频、音频和多媒体系统。如H.323 定义的定义的IP电话标准电话标准I系列建议系列建议ISDN（综合业务数字网）系列标准（综合业务数字网）系列标准J系列建议系列建议广播或组播方式的业务。如广播或组播方式的业务。如J.83关于电视多节目系统的标准关于电视多节目系统的标准M系列建议系列建议电信管理网络。如电信管理网络。如M.3 010电信管理网的原则电信管理网的原则T系列建议系列建议多媒体通信规范。如多媒体通信规范。如T.120多媒体

10、数据会议系统多媒体数据会议系统V系列建议系列建议电话通信、调制解调器、模拟数据通信等。如电话通信、调制解调器、模拟数据通信等。如V.92 Modem通信标准通信标准X系列建议系列建议通过公网进行数据传输。如通过公网进行数据传输。如X.25分组交换网，分组交换网，X.61定义的定义的7号信令标准号信令标准Y系列建议系列建议IP网络规范。如网络规范。如Y.1231定义的定义的IP接入网结构接入网结构标标 准准 名名 称称标标 准准 内内 容容标标 准准 状状 态态IEEE 802.1局域网总体介绍和体系结构局域网总体介绍和体系结构正常正常IEEE 802.2LLC逻辑链路控制逻辑链路控制已停止活动

11、已停止活动IEEE 802.3以太网系列规范以太网系列规范正常正常IEEE 802.4令牌总线网技术规范（通用汽车公司推出）令牌总线网技术规范（通用汽车公司推出）已停止活动已停止活动IEEE 802.5令牌环局域网技术规范（令牌环局域网技术规范（IBM公司推出）公司推出）已淘汰已淘汰IEEE 802.6分布式队列双总线规范（早期城域网）分布式队列双总线规范（早期城域网）已淘汰已淘汰IEEE 802.7宽带局域网推荐规程宽带局域网推荐规程已停止活动已停止活动IEEE 802.8FDDI光纤局域网规范光纤局域网规范已淘汰已淘汰IEEE 802.9ISDN综合话音数据局域网规范综合话音数据局域网规范

12、已停止活动已停止活动IEEE 802.10VLAN虚拟局域网和安全性规范虚拟局域网和安全性规范已停止活动已停止活动IEEE 802.11WLAN无线局域网规范无线局域网规范正常正常IEEE 802.12LAN需求的优先级需求的优先级已停止活动已停止活动IEEE 802.14交互电视规范交互电视规范已停止活动已停止活动IEEE 802.15无线个人区域网络规范（蓝牙技术）无线个人区域网络规范（蓝牙技术）正常正常IEEE 802.16宽带无线网络规范（如宽带无线网络规范（如LMDS等）等）正常正常IEEE 802.17RPR弹性分组环规范（以太无源光纤网，弹性分组环规范（以太无源光纤网，EPON）

13、正常正常IEEE 802.18无线管制技术专家顾问组无线管制技术专家顾问组正常正常IEEE 802.19共存技术专家顾问组共存技术专家顾问组正常正常IEEE 802.20MBWA移动宽带无线接入规范移动宽带无线接入规范暂停活动暂停活动IEEE 802.21媒质无关切换规范（不同媒质无关切换规范（不同802网络间的基站切换）网络间的基站切换）正常正常IEEE 802.22固定无线区域网络规范（固定无线区域网络规范（WRAN）正常正常 协议类型协议类型RFCRFC编号编号标标 准准 说说 明明基础类基础类RFC791IP规范（规范（1981）RFC793TCP传输控制协议（传输控制协议（1981）

14、RFC959FTP文件传输协议（文件传输协议（1985）RFC1081POP3邮件接收协议（邮件接收协议（1988）RFC1945HTTP 1.0超文本传输协议（超文本传输协议（1996）地址类地址类RFC932子网地址分配方案（子网地址分配方案（1985）RFC2373IPv6寻址体系结构（寻址体系结构（1998）路由类路由类RFC1131OSPF规范（规范（1989）RFC1388RIP2距离向量路由协议（距离向量路由协议（1993）RFC1661PPP点对点协议（点对点协议（1994）QoS类类RFC1633IntServ（集成业务）模型（集成业务）模型（1994）RFC2475Diff

15、Serv（区分业务）模型（区分业务）模型（1998）RFC2702基于基于MPLS的流量工程要求（的流量工程要求（1999）安全类安全类RFC2401因特网协议的安全体系结构（因特网协议的安全体系结构（1998）RFC3093防火墙增强协议（防火墙增强协议（FEP）（）（2001）管理类管理类RFC1157SNMP简单网络管理协议（简单网络管理协议（1990）RFC2906AAA授权要求（授权要求（2000）网络工程常用工具软件Windows Server网络操作系统网络操作系统AutoCAD 网络拓扑图设计和布线设计网络拓扑图设计和布线设计 Linux网络操作系统网络操作系统Visio 网络

16、拓扑图设计和布线设计网络拓扑图设计和布线设计FreeBSD美国伯克利分校美国伯克利分校UNIX操作系操作系统统VisualNet 综合布线设计与管理系统综合布线设计与管理系统 SolarisSun公司网络操作系统公司网络操作系统Dreamweaver 网站设计工具网站设计工具 AIXIBM公司操作系统公司操作系统Project 网络工程进度规划网络工程进度规划 IOS思科公司网络设备操作系统思科公司网络设备操作系统Excel 网络工程预算网络工程预算 VRP华为公司通用路由平台华为公司通用路由平台HP OpenView 拓扑图、性能分析、故障分析等拓扑图、性能分析、故障分析等 IIS微软公司微软公司Web、FTP服务器服务器 Ciscoworks 思科公司网络管理软件思科公司网络管理软件 ISA Server 微软公司防火墙微软公司防火墙 M