网络工程系统集成培训课件

第7章网络工程系统集成7.1网络工程系统集成概述7.1.1基本概况1.网络工程系统集成基本概念网络工程系统集成是在信息系统工程方法指导下，以用户网络应用需求和投资规模为出发点，综合应用计算机技术和网络通信技术，合理选择网络设备、系统软件、应用软件等产品，系统地集成在一起，使集成后网络系统含有良好性能价格比，能够满足用户实际需要，成为稳定可靠计算机网络系统。网络工程系统集成培训课件第1页2.网络工程系统集成发展阶段(1)第一代网络：面向终端单主机互连系统（20世纪50年代早期～60年代中期）(2)第二代网络：多主机终端互连系统（20世纪60年代中期～70年代中期）(3)第三代网络：开放式和标准化网络系统（20世纪80年代～90年代）(4)第四代网络（20世纪90年代后期至今）第四代网络特点是网络化、综合化、高速化及计算机协同处理能力。网络工程系统集成培训课件第2页3.网络系统集成内容(1)网络硬件集成。包含通信子网硬件系统集成和资源子网硬件集成。(2)网络软件集成。(3)数据和信息集成。(4)技术与管理集成。(5)个人与组织机构集成。网络工程系统集成培训课件第3页4.网络系统集成涵盖范围(1)传输网络选择。(2)服务质量（QoS）。(3)服务模式。(4)网络管理与安全。网络安全性、系统安全性、用户安全性、应用程序安全性、数据安全性。网络工程系统集成培训课件第4页7.1.2网络系统集成过程（1）需求分析和网络系统规划（2）投标和协议签署（3）逻辑网络设计（4）物理网络设计（5）分包商管理及布线工程（6）设备订购和安装调试（7）服务器安装和配置（8）网络系统测试（9）网络安全与网络管理（10）网络系统验收（11）培训与系统维护网络工程系统集成培训课件第5页7.2局域网与系统集成7.2.1局域网定义与特点局域网是在一个较小范围(一个办公室、一幢楼、一家工厂等)内，利用通信线路将各种计算机及外设连接起来，以实现数据通信和资源共享通信网络。特点：(1)局域网覆盖有限地理范围，通常在10km内。(2)局域网含有数据传输速率高(通常在10Mb/s~100Mb/s之间)、误码率低(通常在10-8～10-11之间)特点，而且含有较短延时。(3)局域网能够使用各种传输介质来连接，包含双绞线、同轴电缆、光缆等。(4)局域网通常由一个单位自行建立，易于管理和维护。网络工程系统集成培训课件第6页7.2.2局域网介质访问控制方法(1)带有冲突检测载波侦听多路访问(CSMA／CD)方法适合于总线型局域网，原理是：“先听后发，边听边发，冲突停顿，随机延迟后重发”。缺点是发送延时不确定，当网络负载很重时，冲突会增多，降低网络效率。(2)令牌总线(TokenBus)方法TokenBus是在总线型局域网中建立一个逻辑环，环中每个结点都有上一结点地址(PS)与下一结点地址(NS)。令牌按照环中结点位置依次循环传递。(3)令牌环(TokenRing)方法TokenRing适合用于环型局域网，是一个物理环结构，令牌总是沿着物理环中结点排列次序依次传递。网络工程系统集成培训课件第7页7.2.3虚拟局域网络（VLAN）VLAN是英文VirtualLocalAreaNetwork缩写，即虚拟局域网。是一个将局域网设备从逻辑上划分成若干组，从而实现虚拟工作组数据交换技术。优点：能够控制广播风暴。能够提升网络整体安全性。便于网络管理。有很好灵活性。。原理：图7-1VLAN示意图1图7-2VLAN示意图2网络工程系统集成培训课件第8页图7-3VLAN汇聚链接图7-4VLAN间路由网络工程系统集成培训课件第9页7.3路由技术与系统集成7.3.1路由器概述路由器是一个连接多个网络或网段网络设备，工作在网络层，在不一样网络间存放并转发分组，依据信息包地址将信息包发送到目标地，必要时进行网络层上协议转换，从而组成一个更大网络。路由器之所以能在不一样网络之间起到“翻译”作用，是因为它不再是一个纯硬件设备，而是含有相当丰富路由协议软、硬结构设备，如RIP协议、OSPF协议、EIGRP、IPV6协议等。这些路由协议就是用来实现不一样网段或网络之间相互“了解”。优点是：各互联子网仍保持各自独立，每个子网能够采取不一样拓扑结构、传输介质和网络协议，网络结构层次分明，还有路由器含有VLAN管理功效。经过路由器与互联网相连，则可完全屏蔽企业内部网络，起到一个防火墙作用，所以使用路由器上网还可确保内部网安全。网络工程系统集成培训课件第10页7.3.2路由器主要功效（1）在网际间接收结点发来数据包，然后依据数据包中源地址和目标地址，对照自己缓存中路由表，把数据包直接转发到目标结点。（2）为网际间通信选择最合理路由。（3）拆分和包装数据包。（4）不一样协议网络之间连接。（5）防火墙功效。网络工程系统集成培训课件第11页7.3.3路由器和交换机区分（1）工作层次不一样。交换机是作在数据链路层，路由器工作在网络层。（2）数据转发所依据对象不一样。交换机是利用MAC地址来确定转发数据目标地址。而路由器则是利用IP地址来确定数据转发地址。（3）传统交换机只能分割冲突域，不能分割广播域；而路由器能够分割广播域。（4）路由器提供了防火墙服务，它仅仅转发特定地址数据包，不传送不支持路由协议数据包传送和未知目标网络数据包传送，从而能够预防广播风暴。网络工程系统集成培训课件第12页7.3.4路由器工作原理图7-5路由器连接两个网段示意图图7-6路由器连接四个网段示意图网络工程系统集成培训课件第13页7.3.5主要路由协议路由协议是路由器软件中主要组成部分。经典路由选择方式分为静态路由和动态路由。静态路由是在路由器中设置固定路由表，除非网络管理员干预，不然静态路由不会发生改变。动态路由是网络中路由器之间相互通信，传递路由信息，利用收到路由信息更新路由器表过程，能实时地适应网络结构改变。依据是否在一个自治域（AS）内部使用，动态路由协议分为内部网关协议（IGP）和外部网关协议（EGP）。这里自治域指一个含有统一管理机构、统一路由策略网络。自治域内部采取路由选择协议称为内部网关协议，惯用有RIP、OSPF；外部网关协议主要用于多个自治域之间路由选择，惯用是BGP和BGP-4。网络工程系统集成培训课件第14页7.3.6经典路由配置1.静态路经典配置图7-7静态路由配置组网图网络工程系统集成培训课件第15页2.RIP版本经典配置图7-8配置RIP版本网络工程系统集成培训课件第16页3.OSPF基本功效经典配置图7-9OSPF基本配置组网图网络工程系统集成培训课件第17页4.BGP基本功效经典配置图7-10BGP基本配置组网图设备接口IP地址设备接口IP地址SwitchAVlan-int1008.1.1.1/8SwitchDVlan-int4009.1.1.2/24

Vlan-int200200.1.1.2/24

Vlan-int5009.1.2.2/24SwitchBVlan-int4009.1.1.1/24SwitchCVlan-int5009.1.2.1/24

Vlan-int200200.1.1.1/24

Vlan-int3009.1.3.2/24

Vlan-int3009.1.3.1/24

网络工程系统集成培训课件第18页7.4服务器技术与系统集成7.4.1服务器概述服务器作为网络结点，存放、处理网络上80％数据、信息，所以也被称为网络灵魂。服务器是网络环境中高性能计算机，它侦听网络上其它计算机(客户机)提交服务请求，并提供对应服务。为此，服务器必须含有负担服务而且保障服务质量能力。服务器主要硬件组成包含以下几个主要部分:中央处理器、内存、芯片组、I/O总线、I/O设备、电源、机箱等。这也成了我们选购一台服务器时所主要关注指标。图7-10BGP基本配置组网图网络工程系统集成培训课件第19页7.4.2服务器CPU技术指标：处理器主频（Hz），处理器缓存，处理器内核处理器数量：标配处理器数量，最大处理器数量图7-10BGP基本配置组网图网络工程系统集成培训课件第20页7.4.3服务器内存内存类型：SDRAM，DDR，DDR2内存技术：ECC，Chipkill，Register，FB-DIMM内存容量：标准内存容量，最大内存容量图7-11SDRAM内存图7-12DDR内存图7-13DDR2内存网络工程系统集成培训课件第21页7.4.4服务器硬盘特点：速度快，可靠性高，多使用SCSI接口，支持热插拔技术指标：主轴转速，内部传输率，单碟容量，平均寻道时间，缓存网络工程系统集成培训课件第22页7.4.5独立磁盘冗余阵列（RAID）表格7-1RAID形式比较RAID级别RAID0RAID1RAID3RAID5RAID10别名条带镜像专有奇偶位条带分布奇偶位条带镜像阵列条带容错性没有有有有有冗余类型没有复制奇偶校验奇偶校验复制热备盘选项没有有有有有读性能高低高高中间随机写性能高低最低低中间连续写性能高低低低中间需要磁盘数一个或多个只需2个或2×N个三个或更多三个或更多只需4个或4×N个可用容量总磁盘容量只能用磁盘容量50%（n-1）/n磁盘容量。其中n为磁盘数（n-1）/n总磁盘容量。其中n为磁盘数磁盘容量50%经典应用无故障快速读写，要求安全性不高，如图形工作站等随机数据写入，要求安全性高，如服务器、数据库存放领域连续数据传输，要求安全性高，如视频编辑，大型数据库等随机数据传输，要求安全性高，如金融，数据库，存放等要求数据量大，安全性高，如银行，金融等领域表格7-1RAID形式比较网络工程系统集成培训课件第23页1.RAID0图7-14RAID0示意图网络工程系统集成培训课件第24页2.RAID1图7-15RAID1示意图网络工程系统集成培训课件第25页3.RAID10图7-16RAID10示意图网络工程系统集成培训课件第26页4.RAID5图7-17RAID5示意图网络工程系统集成培训课件第27页7.4.6网络操作系统Windows类Netware类UnixLinux网络工程系统集成培训课件第28页7.4.7服务器集群技术1.集群基本概况(1)集群系统集群（Cluster）技术是将一组相互独立计算机经过高速通信网络组成一个单一计算机系统，并以单一系统模式加以管理。(2)负载均衡网络负载均衡允许用户请求传输到多台服务器上（这些服务器对外只须提供一个IP地址或域名），即能够使用群组中多台服务器共同分担对外网络请求服务。(3)热备和容错热备系统监控服务器CPU，是硬件级监控；而容错系统监控服务器应用，实施软件加硬件级监控。Linux网络工程系统集成培训课件第29页2.集群工作原理Linux图7-18经典两结点集群系统配置图7-19IP地址转换示意图网络工程系统集成培训课件第30页7.5IPv6技术与系统集成7.5.1IPv6技术概述与IPv4相比，IPv6含有以下几个优势：（1）IPv6含有更大地址空间。（2）IPv6使用更小路由表。（3）IPv6增加了增强组播（Multicast）支持以及对流控制（FlowControl）。（4）IPv6加入了对自动配置（AutoConfiguration）支持。（5）IPv6含有更高安全性。（6）允许扩充。（7）更加好头部格式。网络工程系统集成培训课件第31页7.5.2IPv6地址1.IPv6地址表示方式(1)文本表示法X：X：X：X：X：X：X：X每一个X代表4位16进制数。(2)压缩表示法：：标识一组或多组16进制0，没有必要写出前导。1080:0:0:0:8:800:200C:417A＝1080::8:800:200C:417A0:0:0:0:0:0:0:1＝::1(3)IPv6和IPv4混合表示法X：X：X：X：X：X：d.d.d.dX代表16进制数，d代表10进制。(4)地址前缀表示法IPv6地址/前缀长度网络工程系统集成培训课件第32页7.5.3IPv4到IPv6过渡技术(1)双协议栈技术路由器和主机同时运行IPv4和IPv6两套协议栈，主机使用IPv4协议与IPv4站点进行通信，使用IPv6协议与IPv6站点通信，路由器对IPv4和IPv6路由信息，按照各自路由协议进行计算，并维护不一样路由表。(2)隧道技术隧道技术利用现有网络基础设备，利用隧道在IPv4结点和IPv6结点之间传递数据。它将IPv6数据封装在IPv4包中，在IPv4网络中传输，IPv4源地址和目标地址对应隧道入口地址和出口地址，IPv6数据在隧道出口处被取出转发目标结点。这是IPv4过渡到IPv6早期最普遍采取技术。(3)协议转换技术协议转换技术NAT-PT(NetworkAddressTranslation-ProtocolTranslation)是一个附带地址转换器网络地址转换器。协议转换技术最大优点是IPv6和IPv4结点不需要进行改造，原有IPv4协议不加改动就能与IPv6协议通信。网络工程系统集成培训课件第33页7.5.4IPv6管理经典配置1.基础配置应用要求：Host、SwitchA和SwitchB经过以太网端口直接相连，将以太网端口分别加入对应VLAN中，并在VLAN接口上配置IPv6地址，验证设备之间互通性。SwitchAVLAN接口2全球单播地址为3001::1/64，VLAN接口1全球单播地址为::1/64。SwitchBVLAN接口2全球单播地址为3001::2/64，有能够到Host路由。Host上安装了IPv6，依