《网络系统集成》课件第一章 网络系统集成绪论

1.1网络系统集成的概念网络系统集成术语含有三个层次的概念，第一个就是“网络”；第二个就是“系统”；第三个就是“集成”。第一，“网络”的概念，我们在这里提到的网络，是针对计算机网络，比如校园网、园区网络、企业网，等等。第二，“系统”的概念，为实现规定功能以达到某一目标而构成的相互关联的一个集合体或装置(部件)，在计算机网络中，系统体现了网络中的计算机、交换机、路由器、防火墙、操作系统、网络通信软件系统、网络线路、服务等的一个有机的、协调的集合体，即“系统”。第三，“集成”的概念，就是一些孤立的事物或元素通过某种方式集中在一起，产生有机的联系，从而构成一个有机整体的过程和操作方法；是在系统“体系、秩序、规律和方法”的指导下，根据用户的需求优选各种技术和产品，整合用户原有资源，提出系统性组合的解决方案的过程和操作方法。因此，我们可以知道集成是一种过程、方法、手段。1.2网络系统集成层面及内容网络系统集成可以包含三个层面的集成：一是网络应用集成；二是软硬件产品集成；三是网络技术集成。1.网络应用集成网络系统集成的最终目的是实现网络资源共享，用户需要建设网络的目的就是实现应用系统的信息共享，网络系统应用集成可能会涉及到用户的业务系统、Web系统、DNS系统、邮件系统，等等。因此，网络应用集成就是网络系统集成服务商要深入地了解用户的实际需求，协助用户进行系统可行性分析、需求分析、总体方案设计、信息系统规划、数据库组织管理等，对用户的需求重点、历史情况、现有状况、行业特点及投资预算都需有一个完整的了解，并将这些信息有机地体现在网络系统集成方案中。2.软硬件产品集成在网络应用集成的基础上，为保证用户的应用在有限资金预算内得以顺利实现，网络系统集成服务商需给出一个完整的软硬件产品清单，从产品型号、功能、价格到选择理由都需有清楚的方案说明，并且最好是有过使用该类产品的实际案例；软硬件产品涉及到传输介质、交换机、路由器、防火墙、操作系统、网络软件，等等。网络系统集成服务商会有很多的选择，但不管如何配置，必须遵循两条原则，下限是用户的需求完全满足，上限是在有限的资金预算内。3.网络技术集成根据应用需求，得到了完整的软硬件产品清单，是不等于系统集成，不是简单的将设备组合或堆砌，而是需要通过网络技术，结合应用需求，将软硬件产品按照技术、实施要求、方法来有机融合应用和产品，才能使其集成达到有效，用户的网络系统才会得到良好运转。集成过程，我们还可以从下面的内容来理解集成应含有的内容：1．需求分析网络建设的目的就是要满足用户的需求，围绕用户的需求出发进行建设，因此，了解用户建设网络需求，或用户对原有网络升级改造的需求，是系统集成的首要工作。需求分析主要包括用户网络服务应用类型、物理拓扑结构、网络传速率要求、流量特征分析等。2．技术方案设计根据用户需求及需求分析，应立即为用户设计一套或两套技术方案，展示给用户网络建设的大体内容和结果。因此，我们需要确定网络主干和分支采用的网络技术、网络传输介质、网络物理拓扑和逻辑拓扑结构，以及网络资源配置和外网接入方案等。3．产品选型产品选型是结合技术方案和用户要求，进行设备选型，应包括网络设备、服务器、软件系统选型，当用户网络建设包括了基础设施建设，即综合布线，此时还含有综合布线的一系列设备、材料的选型。4．网络工程经费预算根据技术方案、产品选型、网络系统集成服务、技术培训、维护等内容，应给用户一个经费预算。5．网络系统集成实施方案设计根据前期的网络系统集成项目开展的结果，与用户签订了项目合同后，应立即启动网络系统集成的实施详细方案设计。综合布线实施材料清单、实施内容、实施方法、实施分工、测试内容、验收内容。逻辑网络方案的详细设计：拓扑图，IP和VLAN的规划，路由设计，外网接入设计，各栋楼宇的交换和路由等网络设备的IP、VLAN、路由、标识和记录，等等。网络设备、服务器、软件系统的安装和调试方案设计，以及实施分工清单。6．网络系统调试和测试综合布线的线缆、模块等按照布线标准和合同要求进行编写调试和测试方案，以及测试报告。网络设备、服务器、软件系统的安装工艺、配置和调试，以及测试的方案和测试报告。7．网络系统集成验收将整个过程的实施方案、文档、调试和测试报告整理，并移交给用户，并按照合同要求成立验收小组，协助用户完成验收内容、请专家评审网络。8．网络技术后期维护服务当网络系统集成完成后，应按照合同协议执行免费1~3年的服务，对部分服务提供有偿服务。9．培训服务当网络试运行成功后，并完成网络工程验收工作后，应向用户提供运行服务的技术内容和管理内容的培训，培训对象一般分为五类人员：领导层。网络管理员。程序员。各个部门的主要负责人。一般人员，主要内容以纯粹的应用为主。1.3网络系统集成体系框架根据上图，我们看到在整个网络系统集成体系中，包含了五个方面，其中中间的三个是主要集成内容，是属于用户网络建设的最基本要求，而侧边的两个“网络系统安全”和“网络系统管理”是增强网络系统的安全性、稳定性、可控性。1.4网络系统集成原则对拟建立的计算机网络系统，应根据建设目标，按整体到局部，自上而下进行规划、设计；以“实用，够用，好用”为指导思想，并遵从以下原则：开放性标准化原则实用性和先进性原则可靠性和安全性原则灵活性和可扩展性原则1.5网络系统集成步骤从当前的网络系统集成实际工程项目中，我们大致可以将集成项目分成三个主要阶段：(1)网络系统集成方案设计阶段用户需求分析，了解用户现有网络状况、用户业务及用户需求问题。系统方案设计，根据需求，同时现场勘察用户的物理布局后，设计网络方案。根据需求，方案设计，出具所选材料清单、设备清单、软件系统清单及报价表。根据网络规模和用户情况，必要时请专家论证方案及报价，根据专家意见修改方案。签订合同，是该阶段的结果。(2)网络工程实施阶段可行性实施方案，组织项目人员进行设计各个环节的详细施工方案，包括综合布线的各项内容、网络IP和VLAN详细规划、网络路由、网络安全、网络设备安装和调试内容，等等。系统施工分工，根据实施方案，安排相关技术人员和管理人员到各自的工作岗位。系统测试，包括综合布线测试、通信设备和服务器性能和功能测试，并做好相关的测试表和测试数据记录文档。工程排错处理，根据系统测试结果，安排相关人员解决存在的问题。系统集成总结，整理工程实施整个过程的文档资料，作为后期用户培训和项目验收的材料内容。(3)网络工程验收和维护阶段系统验收，将方案、实施文档、报告、验收测试文档等递交给评审专家、用户代表、集成商评审。项目验收通过后，组织相关技术人员对用户网络系统进行管理和维护工作，同时培训用户，直到用户能够独立管理和维护为止，同时将网络系统能够移交给用户管理和维护。项目终结，将所有的文档整理汇总存档，同时跟踪用户，调研和调查用户的运行情况，总结经验，为以后的集成项目提供经验。1.6网络系统集成的网络技术1.OSI/RM2、TCP/IP3、IEEE802局域网体系结构公布了一系列的IEEE802标准，主要如下：IEEE802.1(A)LAN和MAN综述体系结构。IEEE802.1(B)寻址、网间互连和网络管理。IEEE802.2逻辑链路控制（LLC）协议。IEEE802.3CSMA/CD访问控制方法及物理技术规范。IEEE802.4令牌总线访问控制方法及物理层技术规范。IEEE802.5令牌环网访问控制方法及物理层技术规范。IEEE802.6城域网访问控制方法及物理层技术规范。IEEE802.7宽带网络访问控制方法及物理层技术规范。IEEE802.8光纤网络标准，FDDI访问控制方法及物理层技术规范。IEEE802.9综合数据/话音LAN标准。IEEE802.10可互操作的LAN的安全机制。IEEE802.11无线局域网访问控制方法及物理层技术规范。

IEEE802.12100BASE-VG-any-LAN高速网络访问控制方法及物理层技术规范。IEEE802.3u100BASE-T访问方法及物理层技术规范。IEEE802.3ab基于UTP的1000BASE-T访问控制方法及物理层技术规范。IEEE802.3ac虚拟局域网VLAN以太帧扩展协议。IEEE802.3z基于光缆和短距离铜介质的1000BASE-X访问控制方法及物理层技术规范。IEEE802.3av10Gbit/sEPON。

IEEE802.3ae10Gbit/s以太网技术规范。IEEE802.3bm100Gbit/s和40Gbit/s以太网光网络规范。IEEE802.14电缆调制解调器标准。IEEE802.15个人无线区域网（WPAN），其代表技术是蓝牙(Bluetooth)。IEEE802.16宽带无线标准。IEEE802.17RPR技术标准。4、TCP/IP协议集TCP/IP协议集主要包括了：IP、ICMP、ARP、RARP、TCP和UDP协议。5、IP地址及子网划分目前，IP地址是网络层的逻辑地址，用于标识数据报的源地址和目标地址，在TCP／IP网络中主要采用了两种IP地址板本：IPv4和IPv6。其中IPv4为32位二进制的IP地址，被广泛使用；而IPv6为128位二进制的地址，主要是下一代Internet网络采用的地址分配方案，目前一些ISP商已经提供了IPv6接入平台。本文没有说明IP版本的时候，均指IPv4。IPv4版本的IP地址为了表示方便，将32位按照8位一组，分成4组，形成点分十进制方法描述，满足用户的习惯，如222.18.132.1。而且IP地址由两部分组成：网络号ID(net-id)和主机号ID（host-id）。网络ID具有唯一性，用来识别不同的网络；而主机ID用来区分同一网络上的不同主机。相同网络ID中的每个主机ID必须是唯一的。IP地址的分类IP地址可分为A、B、C、D、E五类，可分配使用的是前三类地址，如表1.1所示（其中，xxx表示主机ID）。说明：主机ID位全为1的地址表示该网络中的所有主机，即广播地址。主机ID位全为0的地址表示该网络本身，即网络地址。以127开的地址作为本地回环测试地址，所以在A类中被排除。网络中分配给主机的IP地址是不包括广播地址和网络地址。因此，每一网络中可用作主机的IP地址数＝2n－2（其中n为主机ID的二进制位数）。A到E类地址地址类型地址范围说明A类001.xxx.xxx.xxx～126.xxx.xxx.xxx8位为网络ID，24位为主机IDB类128.000.xxx.xxx～191.255.xxx.xxx16位为网络ID，16位为主机IDC类192.000.000.xxx～223.255.255.xxx24位为网络ID，8位为主机IDD类224.000.000.000～239.255.255.255组播地址E类240.000.000.000～255.255.255.255保留地址特殊地址网络ID主机ID作为源地址作为目的地址含义全0全0允许不允许在本网络上的本主机全0任意允许不允许在网络上的某个主机全1全1不允许允许只在本网络上进行广播任意全1不允许允许对网络ID上的所有主机进行广播私有地址地址类型私有IP地址范围网络个数A类10.0.0.0～10.255.255.2551B类172.16.0.0～172.31.255.25516C类192.168.0.0～192.168.255.255256子网划分(1)默认子网掩码A、B、C三类网络都有一个默认子网掩码（即标准子网掩码），即固定的子网掩码，它们分别为：255.0.0.0、255.255.0.0、255.255.255.0。(2)非标准子网掩码（即有子网划分的情况）为了提高IP地址的使用效率和分散主机的管理，通过从主机地址高位开始连续借位（余下的为主机位），形成新的子网掩码，即屏蔽出子网位，将一个网络划分为了多个子网。通过这种划分方法，可建立更多的子网，而每个子网的主机数相应地有所减少。所以，一个被子网化的IP地址包含三部分：网络号、子网号和主机号。比如一个主机IP地址为222.18.132.76，它的子网掩码为255.255.255.192，根据IP地址分类得到该IP地址为C类网络，而子网掩码不是默认子网掩码，产生了对主机号借位，我们可计算出该IP的子网划分情况如：从上面的计算可以得到子网号向主机号位借2位后的子网划分，主机号剩下6位，可以得到主机号范围为1～62，子网号为64，也得到该子网中可作为主机IP地址范围为：222.18.132.65～222.18.132.126。（对应位进行逻辑与运算）6、网络拓扑结构1．总线型拓扑结构2．星型拓扑结构3．环型拓扑结构4．树形拓扑结构5．网状拓扑结构7、以太网技术IEEE802.3标准以太网类型传输速率Mbit/s常见拓扑结构最大网段长度（m）传输介质802.310Base510总线50050W粗同轴电缆802.3a10Base210总线18550W细同轴电缆802.3b10Board3610总线180075W同轴电缆802.3c1Base51星型2502对3类UTP802.3I10BaseT10星型1002对3类UTP802.3i10BaseTF10星型2000多模或单模光纤802.3u100Base-TX100星型1002对5类UTP100Base-T41004对3类UTP100Base-FX2000多模或单模光纤802.3z1000Base-CX1000星型25STP1000Base-SX1000星型550多模光纤1000Base-LX1000星型5000单模光纤550多模光纤802.3ab1000Bas