第1章网络工程基础

1、主讲：孟伟电话mail：QQ:1542998网络工程设计是按照用户组网需求，将各种网络网络工程设计是按照用户组网需求，将各种网络设备、网络操作系统与应用系统进行集合、组合，设备、网络操作系统与应用系统进行集合、组合，形成一体化系统。形成一体化系统。 将路由器、交换机、集线器、服务器、客户机、将路由器、交换机、集线器、服务器、客户机、传输介质、系统软件与应用软件等，以有机组合、传输介质、系统软件与应用软件等，以有机组合、协同工作、高效运行、安全可靠为目的，将各个部协同工作、高效运行、安全可靠为目的，将各个部分整合成为满足用户需求、统一联动的有机整体。分整合成为满足用户需

2、求、统一联动的有机整体。（）Web应用系统 专用Business,OA,MIS,DSS,E-mail,FTP等 网络协议http,FTP,DNS,SMTP,NNTP等外部资源(DB)连接CGI,ASP,XAPI,ODBC,插件等开发工具Html,XML,Java,Java Script等）网络操作系统(Windows 2000 Server,Redhat Linux 9.0等 （，）网络资源硬件平台 服务器 存储区域网络等 网络系统安全网络系统管理（，）网络通信平台 交换机 路由器等 （，）网络通信支持平台 综合布线 机房建设等 应用层 Application表示层 Presentation会

3、话层 Session传输层 Transport网络层 Network链路层 Data Link物理层 PhysicalTCP UDP ICMPIP ARPNetwork InterfaceApplicationSessionhttpsmtpdnsftptftpOSI参考模型 TCP/IP协议（Ethernet,802.3,802.5,FDDI）等 TCP/IP支持所有、的 标准的物理和数据链路协议应用层应用层传输层传输层网络接口网络接口网际层网际层文件传输文件传输 FTP、TFTP、NFS电子邮件电子邮件 SMTP、POP3WWW应用应用 HTTP远程登录远程登录 Telnet、rlogin网

4、络管理网络管理 SNMP名字管理名字管理 DNS 总线型扩展星型树型网型环型星型0 1 2 3 4 5 6 78 9 1516 2324 31A类B类C类D类E类主机号主机号主机号110100111011110网络前缀网络前缀网络前缀（）组播 Multicast 地址保留使用 因特网规模的急剧增长，对因特网规模的急剧增长，对IP地址的需求激增。带来的地址的需求激增。带来的问题是：问题是：IP地址资源的严重匮乏地址资源的严重匮乏路由表规模的急速增长路由表规模的急速增长 解决办法：解决办法：从主机号部分拿出几位作为子网号从主机号部分拿出几位作为子网号 这种在原来这种在原来IP地址结构的基础上增加一

5、级结构的方法称地址结构的基础上增加一级结构的方法称为子网划分。为子网划分。前提：网络规模较小前提：网络规模较小IP地址空间没有全部利用地址空间没有全部利用。例如：三个例如：三个LAN，主机数为，主机数为20，25，48，均少于，均少于C类地址类地址允许的主机数。为这三个允许的主机数。为这三个LAN申请申请3个个C类类IP地址显然有地址显然有点浪费。点浪费。海量地址空间、便捷移动、端到端安全是海量地址空间、便捷移动、端到端安全是IPv6IPv6的最大优势的最大优势调查的主要内容如下：调查的主要内容如下：（1 1）网络当前及日后可能出现的功能需求。）网络当前及日后可能出现的功能需求。（2 2）客户

6、对网络的性能（如访问速度、平滑升级）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。的要求和可靠性的要求。（3 3）客户现有的网络设施和计算机的数量，准备）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。增加的计算机数量。（4 4）网络中心机房的位置和实际运行环境。）网络中心机房的位置和实际运行环境。（5 5）综合布线信息点的数量和安装位置。）综合布线信息点的数量和安装位置。（6 6）综合布线设备间、配线间的数量和安装位置。）综合布线设备间、配线间的数量和安装位置。（7）网络应用系统总体风格及美工效果（必要的时）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

7、统，或者由网络系统集成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）。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。）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。）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）。）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。）明确项目完成后的维护责任。 核心层接入层汇聚层核心层图1.11 星型拓扑图 图1.12双星型冗余拓扑图汇聚层核心层主干网络称为核心层，主要主干网络称为核心层，主要连接全局共享服务器、建筑连接全局共享

8、服务器、建筑楼宇等，或在一个较大型建楼宇等，或在一个较大型建筑物内连接多个交换机配线筑物内连接多个交换机配线间。间。连接信息点的连接信息点的“毛细毛细血管血管”线路及网络设线路及网络设备称为接入层。备称为接入层。汇聚层的存在与否，取汇聚层的存在与否，取决于网络规模的大小。决于网络规模的大小。根据需要在中间设置汇根据需要在中间设置汇聚层，汇聚层上连核心聚层，汇聚层上连核心层、下连接入层。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化，也就是说全局网络对某个部门的信息访问的需

9、求很少（如财务部门的信息，只能在本部门内授权访问），在这（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。被非法监听。 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

10、性能较高的汇方式，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，如图就只有接入层，如图1.13所示。所示。 汇聚层接入层级连堆叠图1.13 汇聚层和接入层的两种模式服务器一般分为两类：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务、文件服务和通信服务的通用数据库，由网络中心管理维，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。护，服务对象为网络全局，适宜放在网管中心。另一类是部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门业务和网络服务相结合，主要由部门管理维护，如大学的，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。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。量