工学网络系统集成与工程设计

9/2/2023

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网络系统集成与工程设计第2章编著：杨威王云刘景宜

人民邮电出版社

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本章知识要点：项目的概念，网络项目管理，项目管理机构的责任，项目团队的组织。网络系统集成需求分析，完整的需求调查文档记录，撰写网络系统集成描述书。网络物理拓扑结构，网络系统层次划分，服务器布置策略。ISO9001质量管理，网络项目质量控制环节，网络系统质量因素，网络项目质量控制方法，网络项目成本测算，网络项目时间估算，网络项目效益与风险，使用Project2002管理项目，网络工程监理的内容，如何有效实施项目监理。

第2章网络工程项目管理9/2/2023

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本章重点：●网络项目管理●如何进行需求分析、撰写网络系统集成描述书●网络项目质量控制环节，网络项目质量控制方法●网络项目成本测算，网络项目效益与风险本章难点：●如何进行需求分析●网络项目质量控制方法第2章网络工程项目管理9/2/2023

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2.1网络项目管理基础

2.1.1项目的概念及特点

项目是一个专业术语，有科学意义。项目管理是一门专业知识，是一个方法体系，它拥有相对统一的内容、要求和技术。1.项目的概念项目就是在一定的资源约束下完成既定目标的一次性任务。这个定义包含三层意思：一定的资源约束，一定的目标和一次性任务。这里的资源包括时间、经费、人力和物质（如工具、设备）等。9/2/2023

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2.1.1项目的概念及特点2.项目的特点

（1）目的性（2）生命周期（3）独特性（4）客户（5）临时性和开放性（6）冲突性（7）不确定性与风险性项目有具体的时间计划或有限的生命，项目有一个开始时间表和目标必须实现的到期日。大多数项目的生命周期都可以归结为启动（需求分析）、规划（提出解决方案）、实施（执行项目）、结尾（结束项目）四个阶段。项目是在一定的进度和成本等约束之下，有要达到的明确目标的一次性活动。这里的目标包括任务的内容，也包含应达到的质量。

项目的这种特征意味着项目不能完全用常规方法完成，这就要求项目经理创造性地解决项目所遇到的问题。

项目客户是提供项目必要的经费或资源，以达到项目目标的实体。项目开始时要组建项目团队，项目执行过程中团队的人数、成员和职能可能要不断地变化，甚至某些成员可能是借调来的。项目结束时项目团队要解散，人员要转移。项目客户的利益和项目承建方的利益常发生冲突。例如，项目承建方说在项目实施过程中，由于客户的需求变化，致使项目成本增高，要求客户追加投资。而客户却说这种改进也是项目的需求，不能增加投资。项目通常是一项独特的任务，以任务完成所需时间的估计、各种资源及其有效性、项目计划的假定条件，以及资源的相关成本估计为基础。这种假定和预算的组合产生了一定程度的不确定性，这些不确定性将为项目实施带来一定的风险。

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2.1.2网络项目管理要素

网络项目是在一定的进度和费用约束下，为实现既定的建网任务并达到一定质量要求，所进行的一次性任务。一般来讲，目标、成本、进度三者是互相制约的，其关系如图2.1所示。图2.1项目管理要素关系图

项目管理就是要协调好中求快好中求省9/2/2023

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2.1.3网络项目管理特点

网络项目管理具有以下三个基本特点。复杂性：网络项目一般由多种业务组成，需要运用多种学科的知识和技术来解决问题。

创造性：优化组合网络系统的性能，突出“实用、好用、够用”的原则，是网络项目管理的创造性要求。

项目经理负责制：网络项目管理的主要原则之一，是把一个时间有限和资金预算有限的工程委托给一个人，即项目经理或负责人。项目经理有权独立地对网络项目进行计划、资源分配、协调和控制。9/2/2023

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2.1.4网络项目管理内容

网络项目管理的内容，如图2.2所示。包括网络范围界定、网络范围规划和网络范围调整等包括具体网络系统集成活动界定、网络系统集成活动排序、网络系统集成时间估计、网络系统集成安排及时间控制等项工作。

包括网络资源的配置、网络软/硬件成本、系统集成费用预算及费用控制等项工作。包括网络系统集成质量规划、网络系统集成质量控制和网络系统集成质量保证等。

包括网络系统集成组织的规划，团队的组建，人员的选聘和网络项目班子组建等一系列工作。

包括网络系统集成规划的沟通、网络系统集成信息传输和工程进度报告等。包括网络系统集成风险识别、风险量化、制订对策和风险控制等。

包括网络设备和软件系统的采购计划、网络资源的选择及合同管理等工作。包括网络项目集成计划的制定、网络项目集成计划的实施和网络项目变动的总体控制等。

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2.2网络项目人员组成

网络项目的人员管理就是要全面、细致地了解参加该项目所有人员的情况，组织以项目经理为首的若干个强有力、高效率的项目管理小组，形成一个相对完善和独立的项目团队，全面服务于用户的网络工程，切实保障项目的各个子系统目标的实现。9/2/2023

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2.2.1项目管理机构

领导决策组需求分析与方案设计组工程质量监督组工程项目实施组工程协调组工程管理与评审鉴定小组9/2/2023

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2.2.2项目团队组成与士气

（1）团队组织：垂直团队：由多面手组成，每个成员都充当多重角色。水平团队：由专家组成，每个成员充当一到两个角色。混合团队：由专家和多面手共同组成。一个重要的考虑因素是可供选择的人员的素质。

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2.2.2项目团队组成与士气

（2）团队的士气：衡量项目成功与否的一个重要手段是项目结束后团队的士气。在项目结束之际，项目团队的各个成员是否觉得他们从自己的经历中学到了一些知识、是否喜欢为这次项目工作，以及是否希望参与组织的下一个项目都是非常重要的。9/2/2023

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2.3网络系统集成需求分析

如何了解、分析、明确客户需求，并且能够准确、清晰地以文档的形式表达出来，提供给项目实施的每个成员，保证实施过程按照满足用户需求为目的的正确方向进行，是每个网络项目管理者需要面对的问题。9/2/2023

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2.3.1项目经理的职责

项目经理在需求分析中的职责有如下五个方面：（1）负责组织相关开发人员与用户一起进行需求分析。（2）组织项目开发技术骨干代表或者全部成员与用户讨论，编写“网络系统集成功能描述书（初稿）”。（3）组织相关人员对“网络系统集成能描述书（初稿）”进行反复讨论和修改，确定“网络系统集成功能描述书”正式文档。（4）如果客户有这方面的能力或者客户提出要求，项目经理也可以指派项目成员参与，由用户编写和确定“网络系统集成功能描述书（初稿）”。（5）如果项目比较大，最好能够有部门经理或者经理授权的人员参与“网络系统集成能描述书”的确定过程。9/2/2023

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2.3.2完整的需求调查文档记录

需求分析中需要编写的文档主要是“网络系统集成功能描述书”，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。为了更加清楚地描述“网络系统集成功能描述书”，往往还需要编写“用户调查报告”和“市场调研报告”来辅助说明。9/2/2023

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2.3.3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。9/2/2023

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2.3.3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。9/2/2023

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2.3.4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：①市场中同类网络产品的确定。②调研网络的使用范围和访问人群。③调研网络系统的功能设计④简单评价所调研的网络情况。9/2/2023

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2.3.4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：①概要说明。②内容说明。③被调研网络应用系统的可借鉴的功能设计。④被调研网络应用系统的不可借鉴的功能设计⑤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。⑥资料汇编。9/2/2023

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2.3.5系统集成功能描述书

“网络系统集成功能描述书”包含以下内容：（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）。9/2/2023

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2.3.5系统集成功能描述书

（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。9/2/2023

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2.4网络系统集成规划

2.4.1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2.3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2.4所示。图2.3星型拓扑图图2.4双星型冗余拓扑图

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2.4.1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

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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2.4.2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。9/2/2023

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2.4.2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2.5所示。图2.5汇聚层和接入层的两种模式

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2.4.4有线网与无线网的融合

无线网络首先适用于很难布线的地方，比如受保护的建筑物、机场等，或者经常需要变动布线结构的地方，如展览馆等。学校也是一个很重要的应用领域，一个无线网络系统可以使教师、学生在校园内的任何地方接入网络。另外，因为无线网络支持十几公里的区域，因此对于城市范围的网络接入也能适用，可以对任何角落提供11/22/54/108Mbps的网络接入。9/2/2023

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2.4.5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。如图2.6所示。图2.6服务器在网络中的位置9/2/2023

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2.4.6网络安全问题考虑

从工程技术角度出发，在规划设计网络方案时，应该考虑以下问题：（1）网络安全前期防范。（2）网络安全在线保护。（3）网络安全有效性与实用性。（4）网络安全等级划分与管理。网络总体规划设计时要考虑安全系统的设计。避免因考虑不周，出了问题之后“拆东墙补西墙”的做法。避免造成经济上的巨大损失、避免对国家、集体和个人造成无法挽回的损失。由于安全与保密问题是一个相当复杂的问题，因此必须注重网络安全管理。要安全策略到设备、安全责任到人、安全机制贯穿整个网络系统，这样才能保证网络的安全性。9/2/2023

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2.5网络项目质量控制

网络项目的总体目标是：网络功能多、项目进度快、项目质量好和项目成本省。按照ISO9001质量管理标准对网络工程项目进行实施，是实现多、快、好、省协调一致的法宝。国际标准化组织（ISO，InternationalOrganizationofStandard）负责制定全世界产品、技术及管理等方面的国际标准。9/2/2023

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2.5.1ISO9001质量管理由以下八项质量管理原则构成。（1）以顾客为关注焦点；（2）管理系统方法；（3）领导作用；（4）持续改进；（5）全员参与；（6）基于事实的决策方法；（7）过程方法；（8）与供方互利的关系。9/2/2023

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2.5.1ISO9001质量管理贯彻ISO9001:2000版标准，对企业的生存和发展的好处归纳起来有以下四点。（1）改善管理，提高企业管理水平，增加企业应变能力。（2）提高产品质量，为企业在市场竞争中以质量取胜奠定了基础。（3）贯彻标准取得认证，与国际质量管理和质量保证接轨，为产品出口创造了条件。（4）提高企业的知名度，取得顾客的信任9/2/2023

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2.5.2

网络项目质量控制环节

网络建设项目的质量管理不仅仅是项目实施完成后的最终评价，还应该是在网络建设过程中的全面质量控制。也就是说，不仅包括系统实现时的质量控制，也包括系统分析、方案设计时的质量控制；不仅包括对系统实施过程的质量控制，而且还包括对文档、开发人员和用户培训的质量控制。9/2/2023

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2.5.2

网络项目质量控制环节

网络建设生命周期的各个阶段的关系，以及每个阶段所需要的人员和相关的技术文档，如图2.7所示。图2.7网络建设生命周期各阶段之间的关系

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2.5.3

网络项目质量指标体系

质量因素定义正确性网络系统满足规格说明和用户目标的程度，即在预定环境下能正确地完成预期功能的程度健壮性（冗余性）在硬件（如磁盘）发生故障时、输入数据无效或操作系统错误等意外情况下，系统能作出适当响应（热插拔更换故障盘）的程度效率为了完成预定的功能，系统需要的计算机网络资源的多少完整性（安全性）对未经授权的人使用有权限的网络系统或数据的企图，系统能够控制（禁止）的程度可用性网络系统在完成预定应该完成的功能时令人满意的程度风险性按预定的成本和进度完成系统的实施，并且为用户所满意的概率可理解性理解和使用该系统的容易程度可维修性运行现场出现错误的诊断和改正，所需要的工作量的大小灵活性（适应性）修改或改进正在运行的系统，所需要的工作量的多少可测试性系统容易测试的程度可移植性把程序从一种硬件配置和（或）软件系统环境转移到另一种配置环境时，需要的工作量可重用性在其他应用中该程度可以被再次使用的程度（或范围）互运行性把该系统和另一个系统结合起来需要的工作量的多少9/2/2023

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2.5.3网络项目质量控制方法

（1）工程化方法。（2）阶段性冻结与改动控制。（3）里程碑式审查与版本控制。（4）面向用户参与的原型演化。（5）强化项目管理，引入外部监理与审计。（6）全面测试。9/2/2023

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2.6网络项目成本及效益分析

2.6.1网络项目成本测算

网络系统集成项目的成本随着网络系统的类型、范围及功能要求的不同而异。网络项目成本测算是根据待建的网络基础设施和网络信息系统的成本特征，以及当前能够获得的有关数据和情况，运用定量和定性分析方法，对网络项目生命周期各阶段的成本水平和变动趋势作出尽可能科学的预测，对网络项目的时间进度作出尽可能准确的估计。9/2/2023

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2.6.1网络项目成本测算1.网络组建成本测算网络组建成本测算的一般过程，如图2.8所示。9/2/2023

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2.6.1网络项目成本测算2.网络应用软件开发成本的估算一般常用的估算方法有四种：（1）参照已经完成的类似项目，估算待开发项目的软件开发成本和工作量。（2）将大的项目分解成若干小的子系统，在估算出每个子系统软件开发成本和工作量之后，再估算整个项目的软件开发成本。（3）将软件按网络建设的生命周期分解，分别估算出软件开发在各个阶段的工作量与成本，然后再把这些工作量与成本汇总，估算出整个软件开发的工作量与成本。（4）根据实验或历史数据给出软件开发工作量或成本的经验估算公式。

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2.6.2网络项目时间估算

1．制定网络项目进度时间表一般来说，络项目进度时间表应包括如下几项内容：（1）网络系统集成各项工作内容及其时间安排。（2）月度和年度工作内容及其时间安排。（3）网络系统集成工作人员的工作内容及其时间安排。（4）网络系统集成工作人员讨论交流会时间安排。

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2.6.2网络项目时间估算

2．活动时间的影响因素

项目活动时间是一个随环境、条件变化的量，无法在事前确知活动实际进行需要的时间，只能进行近似地估算。时间估算也就是尽可能地使项目进度安排接近现实，以便于项目的正常实施。一系列因素会对项目实际完成时间产生影响，其中主要有：（1）参与人员的熟练程度。（2）突发事件。（3）工作效率。（4）误解和错误。

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2.6.2网络项目时间估算

3．有效工作时间在进行时间估算（或者计划）时需要考虑到真正有效的工作时间和自然流逝的时间之间的差异。一般而言，时间短的工作的平均效率更高一些，