四级网络工程师【紧扣大纲突出考点】

第2章网络的总体规划与设计本章要点:2.1中小型网络系统的根本构造2.2用户需求与网络运用需求调研2.3需求分析2.4方案设计2.1中小型网络系统的根本构造2.1.1网络的运转环境要求2.1.2网络的设备及操作系统2.1.3网络系统设计流程图2-1基于网络的中小型信息系统的构造表示图2.1.1网络的运转环境要求 网络的运转环境即整个网络系统运转时放置网络硬件设备的环境要求以及网络电源供应所需求的良好平安稳定的供电系统，它是保证系统平安、可靠与稳定运转所必需的根本设备。网络硬件如路由器、交换机、效力器等所放置的场所，普通将这些硬件系统都放置在建筑楼房中的机房或是设备间，配线间。关键的网络设备对供电系统的要求是很严厉的，普通是用专门的供电系统，由于它具有较好的稳压同时带有备用电源与供电智能管理。2.1.2网络的设备及操作系统1．网络的设备网络的设备包括适宜构造化布线系统、城域网主干光缆系统、广域传输线路、微波通讯与卫星通讯系统等根底设备；同时还有路由器、交换机、网关、网桥、集线器、网卡、Modem以及远程通讯效力器等设备。2．操作系统网络操作系统作为网络用户和计算机之间的接口，通常具有复杂性、并行性、高效性和平安性等特点。网络操作系统的功能如下：〔1〕操作系统在同一时间可以在不同的内存内间运转不同的运用程序〔2〕操作系统拥有较大的物理内存使运用程序可以更好的运转。〔3〕操作系统可同时支持多个CPU，这样可以减少程序处置时间以提高操作系统性能。〔4〕操作系统可以与多台计算机构成一个虚拟系统以满足大量用户同时访问时的需求。〔5〕操作系统可以支持用户经过远程对网络系统进展管理和维护。3．网络运用软件及其开发系统 开发网络运用软件的工具各不一样，但都是由两部分的开发工具组成：网络数据库开发工具和网络软件工发工具。前者包括有Oracle、MSSQLServer等，后者主要包括等Java、VisualC++、VisualBasic、Delphi等。4．网络管理系统网络管理系统是一个软硬件结合的系统，但它以软件为主，属于分布式网络运用系统，经过某种方式对网络进展管理，使网络能正常高效地运转，更加有效的利用网络中的资源得。5．网络平安系统网络平安就是网络上的信息的平安，是指网络系统的硬软件系统及其数据遭到维护，不因忽然的或者恶意的缘由而遭到破坏、更改和泄露，系统延续可靠正常地运转，并给予耐久不中断的网络效力。广义来说，凡是涉及到网络上信息的严密性、真实性、完好性、可用性和可控性的相关技术和实际都涉及到网络平安技术。2.1.3网络系统设计流程图2-2为网络系统设计流程图2.2用户需求与网络运用需求调研2.2.1用户需求2.2.2网络运用需求2.2.1用户需求以下是进展用户需求调研的主要内容：〔1〕了解用户对整个运用系统所期望达成的目的，要对用户的商业目的和处理方案的约束进展全面分析。〔2〕了解与研讨用户的行业、市场、供产商、产品、效力。〔3〕了解客户的组织构造。〔4〕加强与用户的沟通，了解用户对系统的期望以及这个系统所估计实现的目的。表2-1为用户需求调研表用户需求主要内容地点图书馆人数8两年内人员变动±20%响应速度书目检索<1s，人员检索<0.5s，借/还书登记<2s可用性8小时/天安全性数据备份，非工作人员不可访问2.2.2网络运用需求要弄清一个网络的运用需求，应该从如各部门的信息化任务根底、财力以及对网络的运用要求和认识程序等方面进展分类调查与研讨。用户需求与网络运用需求调研，应该充分了解用户业务活动和用户信息需求；在调查分析的根底上，充分思索需求与约束并对网络系统组建与信息系统开发的能够性进展充分地论证；运用系统的概念来进展技术方案的规划与设计；根据工程的时间要求要安排各项任务，同时要求各阶段的资料的完好性与规范性。部门人数业务数据网络服务图书馆6查询借书、还书登记预约新书上架借书、还书、预约数据每天平均发生100笔每笔数据量为30KB保留时间两周至一个月60%数据量在学校图书馆局域网内传输40%在校园内部局域网内传输财务部30报销交款汇款税务固定资产管理财务报表数据明细帐目数据总帐数据每天平均200笔每笔数据量为100KB保留时间20年80%数据量在校财务部局域网内传输15%在校园内部局域网内传输5%传送上级主管部门或相关单位教务部57学生档案老师档案课程安排出国办理人事档案数据课程档案数据教师学生出国档案数据每天平均5笔每笔数据量为10Mb保留时间20年50%数据量在校园内部局域网内传输35%在教务部局域网内部传输15%传送上级主管部门或相关单位表2-2网络运用需求调查表的例如2.3需求分析2.3.1网络系统的节点2.3.2网络运用特点2.3.3网络总体需求分析2.3.4网络综合布线需求分析2.3.5网络可用性与可靠性需求分析2.3.6网络平安性需求分析2.3.7网络工程费用估计2.3.1网络系统的结点1．地理位置及建筑环境调查了解结点的位置、数量等信息。同时，建筑物的总楼层数量，楼层构造规划、应在每个楼层中的何处放置设备、楼层主干线以及传输的路由方式都要思索在内。表2-3结点调查例如部门校长办公室学术发展部教务部会议室财务部其他楼层765432结点数38102030302．数据的流向确定数据流向的主要是指确定数据从哪个结点发出到哪个结点终了以及数据包在网络中所阅历的途径。3．传输的介质思索数据传输的介质也是必不可少的，了解了网络系统结点的地理分布后，我们应该结合当地线路的实践情况，确定网络的整体构架并思索所采用的传输介质、网络设备等。2.3.2网络运用特点1．数据库系统〔1〕RDBMS〔关系数据库系统〕如Oracle、MSSQLServer等，它是支持关系模型的数据库系统，普通由关系数据构造、关系操作集合和关系完好性约束三部分组成，它普通是为财务管理、人事管理，OA系统运用等提供后台的数据支持。〔2〕DFS〔非构造化数据库系统〕它指的是字段长度可变的，其各个字段的记录又可以由反复或不反复的子段所构成的数据字。〔3〕公司公用信息管理系统2．常用Internet/Intranet业务 电子邮件效力 FTP文件传输效力 IP效力 网络视频会议与在线点播效力 电子商务效力 公共资源在线查询效力2.3.3网络总体需求分析经过用户需求与网络运用需求的调研，以及网络系统结点、运用概要等方面的信息，总结出网络宽带的要求并提出所要采用的网络技术。同时提出网络的分层构造以及中心层、会聚层与接入层的组合以及运用技术、网络的扑拓构造来确定网络的总体需求。2.3.4网络综合布线需求分析构造化布线系统它是一个可以支持用户选择语音、数据、图象等运用的电信布线系统。它可以支持语音、图像、多媒体信息等数据的传输。2.3.5网络可用性与可靠性需求分析网络系统的的可用性与可靠性，普通是指准确度、过失率、呼应速度以及无缺点运转时间这些方面来评价的。2.3.6网络平安性需求分析网络的平安性，主要表如今：稳定性完好性严密性2.3.7网络工程费用估计网络工程费用的估计普通包括网络的根底设备和研硬件设备；同时也包括进展远程通讯和接入城域网时所租用的线路费以及效力器与客房端设备；当然还包括系统开发，集成、维护、完善等所支付给技术人员的费用以及用户培训的费用。2.4方案设计2.4.1网络系统总体目的与设计原那么2.4.2网络拓扑构造设计2.4.3网络构造设计2.4.4路由器与交换机选择2.4.5效力器的选择2.4.6网络平安设计2.4.1网络系统总体目的与设计原那么网络总体目的确实定是网络设计方案的第一步，由于情况不同，那么网络系统设计的目的也不同，普通包括功能性、可扩展性、可用性、可靠性、可管理性、平安性与高效率性。 网络设计必需能满足设计目的中的要求，主要包括先进性与适用性原那么、可维护性原那么、可扩展性原那么、先进性原那么、平安严密原那么以及经济性原那么。2.4.2网络拓扑构造设计普通简单的星型拓扑只需一个布线间，而主配线设备中有至少一个的交叉衔接的接插面板，它是用来衔接程度电缆和局域网的交换接口。一个较大型的网络，网络进展互联且衔接的间隔大于100m，那么需求多于一个的布线间，这多个布线间就建立构成了一个多聚集区。次级的布线间用垂直的电缆与主配线设备相连。假设垂直电缆的长度超越100m那么要将其换成多模光纤。这样就构成了由主配线设备为中心向外以星型构造分散的可扩展的星型网络。2.4.3网络构造设计图2-3网络系统三层构造图不同规模、功能要求的网络，其网络系统构造也不同，大规模的网络普通是用三层构造，但假设网络的规模稍小，也常运用两层构造，有时将接入层与会聚层合为一层，或时将中心层和会聚层的功能合并，甚至当结点数量很少时，只采用一层的网络构造。从阅历来看，一个网络需求的结点数为250至5000个时，用三层构造来设计网络系统；假设结点数为200至500个左右时，那么不用设计接入层，直接将结点接入会聚层的路由器或交换机，当结点个数少于200个时，那么只设计中心层部分。1．中心层中心层的网络要承当整个网络50%以上的流量，它是网络的大动脉。中心层技术的选择，需求根据网络系统的地理位置、信息流向与流量等方面而定。图2-4效力器群接入中心路由器的两种方案2．会聚层设计会聚层为中心层和接入层提供衔接，并提供了基于一致战略的互连性并对数据包进展复杂的路由运算。3．接入层设计接入层直接衔接用户计算机并使各种网络资源设备接入网络。图2-5接入层与会聚层两种构造设计方案2.4.4路由器与交换机选择网络设备选择的根本原那么包括：〔1〕设备厂商的选择原那么〔2〕网络的可扩展性原那么〔3〕网络技术的先进性原那么〔4〕设备的性价比和质量原那么1．路由器的选择〔1〕按性能来划分分为高、中、低档的路由器〔2〕按构造来分可分为“骨干级路由器〞、“企业级路由器〞和“接入级路由器〞。〔3〕按功能划分可分为“边境路由器〞和“中间节点路由器〞。图2-6中型规模的网络系统构造路由器的目的普通有：全双工线速转发才干设备及端口的吞吐量背靠背帧数路由表才干背板才干丢包率时延及时延抖动内部时钟精度冗余网管类型与才干突发处置才干可靠性与可用性2．交换机的选择〔1〕从网络覆盖范围划分：广域网交换机用于电信城域互联和互联网接入等的领域的广域网中。局域网交换机我们常见的交换机，提供高速独立的通讯信道。〔2〕从传输介质和传输速度划分以太网交换机普通指100Mb/s以下的以太网交换机。快速以太网交换机 用于100Mb/s快速以太网千兆以太网交换机 它的带宽可达1000Mb/s，普通用于大型网络的主干网。ATM交换机 用于ATM网络，广泛运用于电信网的主干网。FDDI交换机 采用光纤作为介质，如今多用于老式中、小型的快速数据交换网络中。〔3〕从运用层次划分企业级交换机 普通用作企业主干网来构建高速局域网。校园交换机 普通作为网络的主干交换机，用于较大型的网络。部门级交换机 它可以是固定配置的也可以是模块配置的。任务组交换机 它被看作是传统集线器的理想替代品、。桌面型交换机 它的特点是每个端口MAC地址很少，且端口数也不多，只具备最根本的交换机特性。〔4〕从交换机的构造划分固定端口交换机端口数目固定不变，只能提供数量有限类型固定的端口。模块化交换机可由用户选择不同数量、速率和类型的模块，以来顺应不同的网络需求。〔5〕从交换机任务的协议层划分第二层交换机 运用于OSI/RM的第二层协议来定义，只能任务在数据链路层，普通作为桌面型交换机。第三层交换机 运用于OSI/RM的第三层，任务在网络层，具有路由功能，可作为大中型网络的根本配置设备。第四层交换机 运用于OSI/RM的第四层，如今在实践运用中运用较少。常用的交换机的技术目的的般有：背板吞吐量二/三层交换吞吐率帧转发速率能否支持VLAN技术交换机类型端口的密度最大可堆叠数转发速率背板吞吐量支持的网络类型缓存大小MAC地址数量设备冗余可管理性2.4.5效力器的选择1．效力器的分类〔1〕按运用层次划分可将效力器分：入门级效力器任务组级效力器部门级效力器企业级效力器四类〔2〕按效力器的处置器架构划分可把效力器分：CISC架构效力器架构效力器RISC架构效力器VLIW架构效力器〔3〕按效力器运用的角度来划分：文件效力器数据库效力器Internet/Intranet通用效力器运用效力器。运用效力器按照其所提供的功能分类，可分为：CAD效力器VOD视频点播效力器IP效力器网络电视会议效力器音频点播效力器打印效力器游戏效力器运用效力器的主要技术包括有：客户与效力器之间的阅读器/效力器方式，将网络的运用建立在Web效力的根底上。中间件与通用数据库接口技术，使客户可利用Web阅读器访问运用效力器，该运用效力器的后端衔接数据库效力器，这一点与传统的数据库效力器的构造是不同的，前者采用的是用户、数据效力器与运用效力器三层构造，而后者采用的是客户与效力器构架的二层构造。提供最适宜的硬件平台与运用软件，配置、运用方便，性价比高给用户提供了很多便利。图2-7数据库效力器与运用效力器的体系构造〔4〕按效力器按用途划分，可将效力器分为通用型效力器和公用型效力器两类。〔5〕按效力器的机箱构造来划分，可以把效力器划分为“台式效力器〞、“机架式效力器〞、“机柜式效力器〞和“刀片式效力器〞四类。2．效力器的性能目的 网络效力器的技术目的是选择适宜的网络效力器的关键，它主要包括：运算速度、磁盘性能与存储才干、可用性、数据吞吐量以及可管理与可扩展性。 效力器的种类多种多样，其采用的技术也各不一样，其中包括：〔1〕多对称处置〔2〕集群〔