计算机网络工程设计

1、计算机网络工程设计计算机网络工程设计概述需求分析基本构件广域网和接入网技术拓扑、地址规划和路由选择管理安全物理网络设计测试、排错和性能优化第二章 网络需求分析需求分析的任务就是要确定客户有效完成工作所需的网络服务和性能水平。需求分析是网络设计过程的基础。无论从工作量，还是从重要性来看，它都占到了网络系统工程约60%的份额。对网络系统的设计和经费预算有直接的影响。正确的需求分析方法要使分析数据与网络可户的需求一致，从而是网络的设计结果与用户需求保持一致。需求分析的关键是与网络客户的交流。问题定义分析网络应用目标分析网络应用约束分析网络通信特征计算机网络工程设计计算机网络工程设计概述需求分析基本构

2、件广域网和接入网技术拓扑、地址规划和路由选择管理安全物理网络设计测试、排错和性能优化2-1 分析网络应用目标 工作步骤 从用户高层管理着开始收集商业需求行业特征、公司结构、信息流程、网络功能需求等。 收集客户群体需求网络内部用户、外部用户等。 收集支持客户与客户应用的网络需求用户培训、系统的维护、网络管理、网络服务、网络安全等。需求的双面性。需求的双面性。 系统集成人员应了解用户需求，用户方应了解技术方面的需求，系统集成人员应了解用户需求，用户方应了解技术方面的需求，两者缺一不可。两者缺一不可。 用户需求的问题：用户需求的问题： 1）提不出具体需求，仅凭想象。）提不出具体需求，仅凭想象。 2）

3、提出不切实际的、过高的要求。）提出不切实际的、过高的要求。 3）不断变化需求，使人无所适从。）不断变化需求，使人无所适从。因此，系统集成人员要引导用户，将自己的想法告诉用户，取得因此，系统集成人员要引导用户，将自己的想法告诉用户，取得共识与谅解。共识与谅解。计算机网络工程设计计算机网络工程设计概述需求分析基本构件广域网和接入网技术拓扑、地址规划和路由选择管理安全物理网络设计测试、排错和性能优化 明确网络设计目标 明确网络设计项目范围网络的规模及网络与Internet的连接。 明确客户的网络应用见P34计算机网络工程设计计算机网络工程设计概述需求分析基本构件广域网和接入网技术拓扑、地址规划和路由

4、选择管理安全物理网络设计测试、排错和性能优化2-2 分析网络约束 政策约束 预算约束 时间约束 应用目标检索计算机网络工程设计计算机网络工程设计概述需求分析基本构件广域网和接入网技术拓扑、地址规划和路由选择管理安全物理网络设计测试、排错和性能优化2-3 网络分析的技术指标 影响网络性能的主要因素 距离：传输延时（拥塞，路由等）、DCE的数量、成本。 时段：网络用户数量拥塞 拥塞：MAC访问控制方式、子网/网段的划分 服务类型：速度、安全、差错等 可靠性：数据处理（电子商务、军事等）与娱乐（视频VCD等） 信息冗余：股票信息、邮箱炸弹等 网络瓶颈：modem、无线上网、网关等 网络性能参数 时延

5、（Delay/Latency）时延=传播时延+传输时延+排队时延传播时延=距离/光在介质中的传播速度传输时延=信息量/带宽往返时延RTT（Round-trip time）单向时延OWL（One-way Latency）RTT=2xOWL不一定成立哦！计算机网络工程设计计算机网络工程设计概述需求分析基本构件广域网和接入网技术拓扑、地址规划和路由选择管理安全物理网络设计测试、排错和性能优化吞吐量（Throughput）是指在单位时间没传输无差错数据的能力。容量（Capability）是指数据通信设备发挥预定功能的能力，通常用来描述通信信道或连接的能力。吞吐量=容量网络负载（Offered load

6、）是单位时间内总共发送的平均数据帧数。吞吐量=网络负载*发送成功率=G*P吞吐量是网络总体性能的体现PPSCPSTPS有效吞吐量传送有效信息的吞吐量计算机网络工程设计计算机网络工程设计概述需求分析基本构件广域网和接入网技术拓扑、地址规划和路由选择管理安全物理网络设计测试、排错和性能优化丢包率（packet loss rote）拥塞丢弃新包 & 随机早期检测差错率出现在帧的前8个字节： 忽略出现在帧的前64个字节：正常冲突短帧出现在帧的64个字节之后：滞后冲突时延抖动（jitter）定义IPDV瞬时分组时延波动：T I+1-TI计算机网络工程设计计算机网络工程设计概述需求分析基本构件广域

7、网和接入网技术拓扑、地址规划和路由选择管理安全物理网络设计测试、排错和性能优化 路由（route）对于选路表（N，R）：NAddress of target net RAddress of next router路由算法的特点 带宽（bandwidth）单位： bit/s & Hz网络带宽参数表：P43 响应时间（respond time）影响响应时间的因素：常见响应时延：轮询、连接、等待、CPU、网卡、物理连接计算机网络工程设计计算机网络工程设计概述需求分析基本构件广域网和接入网技术拓扑、地址规划和路由选择管理安全物理网络设计测试、排错和性能优化 利用率（utilization）CP

8、U利用率链路利用率 效率（efficiency）系统开销包括哪些因素？帧长与网络效率的关系：计算机网络工程设计计算机网络工程设计概述需求分析基本构件广域网和接入网技术拓扑、地址规划和路由选择管理安全物理网络设计测试、排错和性能优化可用性（Availability）是指网络或网络设备可用于执行预期任务的时间的总量。是网络管理的目标。可用性通过规定时间段的平均运行时间来表示。保证可用性增加设备冗余： 提供DTE相关备份：磁盘、服务器等链路备份（路由选择），线路备份（如双环FDDI）系统故障的可恢复性平均故障间隔时间（MTBF）平均修复时间（MTTR）计算机网络工程设计计算机网络工程设计概述需求分析

9、基本构件广域网和接入网技术拓扑、地址规划和路由选择管理安全物理网络设计测试、排错和性能优化可扩缩性（scalability）可扩缩性主要是要从发展的角度去考虑网络的设计，即要考虑今后的5年内，网络中的节点增减情况和网络数据流量的变化。安全性（security） 影响网络安全的因素系统的稳定性、系统安全漏洞、网络病毒与黑客攻击 安全对象网络信息，系统及用户数据 安全分类网络系统的故障网络攻击硬件故障软件故障被动攻击：偷听、监听主动攻击：伪装、重放、篡改、拒绝、病毒计算机网络工程设计计算机网络工程设计概述需求分析基本构件广域网和接入网技术拓扑、地址规划和路由选择管理安全物理网络设计测试、排错和性能

10、优化安全设计的目标是要根据用户的行业特征和网络性质，侧重与一个或者多个目标。见P49安全设计的目标可管理性（manageability）故障管理（Fault Management）配置管理（Configuration Management）记费管理（Accounting Management）性能管理（Performance Management）安全管理（Security Management）适应性（Adaptability）网络对客户需求的应变、对环境的适应、对技术和质量标准等的支持等计算机网络工程设计计算机网络工程设计概述需求分析基本构件广域网和接入网技术拓扑、地址规划和路由选择管理安

11、全物理网络设计测试、排错和性能优化可购买性（Purchasability）可购买性即是考虑网络系统的投资成本，其依据是工程建设成本和经济可行性用户投资规模。技术目标检查表P51计算机网络工程设计计算机网络工程设计概述需求分析基本构件广域网和接入网技术拓扑、地址规划和路由选择管理安全物理网络设计测试、排错和性能优化2-4 分析网络通信特征分析网络通信就是通过基线网络确定通信的数量和容量，并对网络流量进行估算，以及预测网络通信量的增长量。分析网络通信的步骤：绘制网络结构图，进行子网（或网段）的划分。选择，确定网络设备。1.分析网络通信流量特征，确定流量基线。Internet的流量特征的流量特征流量

12、变化、流量是多分型、局部性、非均匀分布分组具有：长度双峰分布、到达目的地具有突发性会话到达过程是泊松分布、多数会话是简短、不对称的双向通信、流量的主体是TCP而非UDP。计算机网络工程设计计算机网络工程设计概述需求分析基本构件广域网和接入网技术拓扑、地址规划和路由选择管理安全物理网络设计测试、排错和性能优化泊松分布泊松分布：一个系统，在运行过程中由于负载超出了它所能允许的范围造成失效，在一段运行时间内失效发生的次数X是一随机变量，当这随机变量有如下特点时，X服从泊松分布泊松分布。特点1：当时间间隔取得极短时，只能有0个或1个失效发生；特点2：出现一次失效的概率大小与时间间隔大小成正比，而与从哪

13、个时刻开始算起无关；特点3：各段时间出现失效与否，是相互独立的。例如：飞机被击中的炮弹数，大量螺钉中不合格品出现的次数，数字通讯中传输数字中发生的误码个数等随机变数，就相当近似地服从泊松分布泊松分布。 基线基线：任一SCI（例如，设计师说明书），一旦形成文档并复审通过，即形成一个基线，它标志开发过程中一个阶段的结束。对于已成为基线的SCI，虽然可以修改，但必须按照一个特殊的、正式的过程进行评估，确认每一处修改。相反，对于未成为基线的SCI，可以进行非正式修改。 计算机网络工程设计计算机网络工程设计概述需求分析基本构件广域网和接入网技术拓扑、地址规划和路由选择管理安全物理网络设计测试、排错和性能

14、优化绘制网络结构图绘制网络结构图拓扑结构及网络描述、地理环境信息、网络设备相关标注、网段划分、VPN的位置及范围、供电系统、确定流量边界确定流量边界 P59网络逻辑边界：网络逻辑边界：能够根据使用一个或一组特定应用程序的客户群来区分，或根据虚拟网去顶的工作组来区分。网络物理边界：网络物理边界：能够通过逐个连接来确定的一个物理工作组虚拟网去顶的工作组来区分。计算机网络工程设计计算机网络工程设计概述需求分析基本构件广域网和接入网技术拓扑、地址规划和路由选择管理安全物理网络设计测试、排错和性能优化分析网络通信流量特征分析网络通信流量特征辨别网络通信的源点和宿点；信息传输的方向和对称性影响网络测量的因素影响网络测量的因素 测量和分析的方法：主动&被动 测量指标：丢包率、时延单向特性&双响特性 测量精度： 可扩展性：精度、稳定性的影响 安全性：通信流量的分类通信