(网络工程师培训教程)15：网络系统分析及设计

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1、网络系统分析与设计,主题十五,15.1 主要知识点,需求分析 网络系统的设计 网络系统的安装 网络系统的测试,15.2 结构化布线,综合布线的基本概念 综合布线的结构 系统标准 器材和设备（IDF、MDF） 案例分析,15.2.1综合布线的基本概念,综合布线系统是一套用于建筑物内或建筑群之间为计算机、通信设施与监控系统预先设置的信息传输通道。它将语音、数据、图像等设备彼此相连，同时能使上述设备与外部通信数据网络相连接。,(Structured Cabling Systems,缩写SCS),综合性； 灵活性； 开放性； 兼容性； 可靠性； 经济性；,综合布线系统的特点,15.2.2综合布线的结构

2、,工作区子系统； 水平区子系统； 管理间子系统； 垂直干线子系统； 设备间子系统； 建筑群子系统；,综合布线系统由6个子系统组成，包括：,由于采用星型结构，任何一个子系统都可独立地接入综合布线中。因此，系统易于扩充，布线易于重新组合，也便于查找和排除故障。,综合布线系统结构示意图,管理间子系统,设备间子系统,建筑群子系统,垂直干线子系统,工作区子系统,水平区子系统,工作区子系统,工作区指从由水平系统而来的用户信息插座延伸至数据终端设备的连接线缆和适配器组成。 工作区的UTP/STP跳线为软线（Patch Cable）材料，即双绞线的芯线为多股细铜丝，最大长度不能超过5M。,水平区子系统,水平子

3、系统指从楼层配线间至工作区用户信息插座。由用户信息插座、水平电缆、配线设备等组成； 采用星型拓扑结构，每个信息点均需连接到管理子系统； 由UTP线缆构成，最大水平距离：90m（295ft）； 工作区的跳线(Patch cord)、连接设备的跳线(Patch cord) 、交叉连接（cross-connection）线的总长度不能超过10M； 水平布线系统施工是综合布线系统中最大量的工作，在建筑物施工完成后，不易变更。因此要施工严格， 保证链路性能； 综合布线的水平线缆可采用五类、超五类双绞线、也可采用屏蔽双绞线。甚至可以采用光纤到桌面；,管理间子系统,在综合布线六个系统中对管理子系统的理解定义

4、上各标准、厂商有所差异，单单从布线的角度上看，称之为楼层配线间或电信间是合理的，而且也形象化；但从综合布线系统最终应用-数据、语音网络的角度去理解，称之为管理子系统更合理。 它是综合布线系统区别与传统布线系统的一个重要方面，更是综合布线系统灵活性、可管理性的集中体现。,垂直干线子系统,垂直干线子系统由连接主设备间至各楼层配线间之间的线缆构成。 其功能主要是把各分层配线架与主配线架相连。用主干电缆提供楼层之间通信的通道，使整个布线系统组成一个有机的整体。 垂直干线子系统Topology结构采用分层星型拓扑结构，每个楼层配线间均需采用垂直主干线缆连接到大楼主设备间。垂直主干采用25对大对数线缆时，

5、每条25对大对数线缆对于某个楼层而言是不可再分的单位。 垂直主干线缆和水平系统线缆之间的连接需要通过楼层管理间的跳线来实现。,设备间子系统,设备间子系统是一个集中化设备区，连接系统公共设备，如PBX、局域网(LAN)、主机、建筑自动化和保安系统，及通过垂直干线子系统连接至管理子系统。,设备间子系统空间要按ANSI/TIA/EIA-569要求设计。设备间子系统空间用于安装电信设备、连接硬件、接头套管等。为接地和连接设施、保护装置提供控制环境；是系统进行管理、控制、维护的场所。设备间子系统所在的空间还有对门窗、天花板、电源、照明、接地的要求。,建筑群子系统,建筑群由两个及两个以上建筑物组成。这些建

6、筑物彼此之间要进行信息交流。综合布线的建筑群干线子系统由连接各个建筑物之内的线缆组成,建筑群综合布线系统所需的硬件包括电缆、光缆和防止电缆的浪涌电压进入建筑物的电气保护设备,15.2.3 系统标准,(1)国际布线标准ISO/IEC 11801：1195(E)信息技术-用户建筑物综合布线； (2)美国国家标准学会TIA/EIA 568A 商业建筑电信布线； (3)欧洲标准EN 50173 建筑物布线标准； (4)美国国家标准学会TIA/EIA 569A 商业建筑电信布线路径及空间标准； (5)美国国家标准学会TIA/EIA TSB-67 非屏蔽双绞线布线系统传输性能现场测试规范； (6)美国国家

7、标准学会TIA/EIA TSB-72集中式光缆布线标准； (7)美国国家标准学会TIA/EIA TSB-75大型间办公环境附加水平布线惯例； (8)欧洲标准EN 50167,En 50168,EN 501669 分别水平配线电缆、跳线、和终端连接电缆以及垂直配线电缆；,15.2.4 器材和设备,MDF: Main Distribution Frame 主配线架,IDF: Intermediate Distribution Frame 分配线架:,MDF包括基本的网络服务器和主要的网络设备及对外网连接和对内主要连接的交换机、路由器等,主要硬件,IDF主要是指除主要设备外的对内通信所需的路由器和中

8、继器（如各个具体房间使用的交换机或路由器）,主要硬件,双绞线（一般用于配线子系统可传输数据、话音） 光缆（主要用于建筑群间和主干子系统） 配线架（中要有电缆和光缆两种） 标准信息插座 适配器 光电转换设备 系统保护设备（如限压器、限流器、避雷器及接地装置等）,15.2.5 案例分析,15.3 网络系统的需求分析,应用需求分析 现有网络系统分析 需求分析,15.3.1 应用需求分析,应用需求的调研,网络应用的分析,应用系统性能 信息产业和接收点 数据量和频度 数据类型和数据流向,应用需求的调研,应用系统性能,用户系统中的应用有许多类型，其中一些应用在整个系统中占有相当重要的地位。应用系统的性能往

9、往是用户最关注的，常见的性能指标包括：可靠性、可用率、响应时间、安全性、可实现性和实时性等,应用需求的调研,信息产业和接收点,网络上的信息都有其产生和接收的位置，产生信息的称为源，接收信息的称为宿。在进行需求分析时分清信息的源和目的是非常必要的。,应用需求的调研,数据量和频度,网络中的通信类型包括数据、视频信号和音频信号等，不同类型的流量使用不同的量度。 数据的流量一般用平均或高峰时每秒传送的位数（b/s）表示；视频信号的流量用电视通道数表示，每个通道占6MHz带宽；音频信号则用欧拉数表示； 准确的流量估计可以避免网络系统因带宽过窄而形成瓶颈，导致网络吞吐量和性能的下降。,应用需求的调研,数据

10、类型和数据流向,网络服务一般分为3种：共享数据服务、综合语音服务和多媒体应用服务；不同的服务有不同的数据类型，。 数据流向是指数据流传输的发现，在C/S工作模式中，数据的流向既可以是客户机到服务器也可以是服务器到客户机。,网络应用的分析,网络的主要功能是通过数据的传输实现数据的共享。目前应用在科研、教育、金融、企业管理、制造、办公自动化、电子商务、家庭娱乐等许多领域。 网络应用按照响应时间可以分为两种：实时应用和非实时应用。 不同的应用对网络功能和性能方面的需求不同，网络设计人员应对网络应用需求加以分析，确定网络的应用目标及其他相关指标。,15.3.2 现有网络系统分析,现有网络系统结构调研,

11、现有网络体系结构分析,服务器的数量和位置 客户机的数量和位置 使用情况 采用的协议 通信模式,服务器的数量和位置,服务器是网络中提供专门服务的设备，是网络中的稀缺资源，新网络应该尽量将它们包括进去。 需清楚了解服务器的数目、位置、型号、软件、提供的服务类型及其各项性能指标,现有网络系统结构调研,客户机的数量和位置,客户机是用户使用网络服务的窗口，有的客户机只供单个用户使用，有的则供多个使用，另外客户机所使用的操作系统软件等也存在差别对网络服务器的需求也不同。 网络中包含的客户机的数量及其承担的任务决定了网络的负载，因此必须把这个也考虑进去。,现有网络系统结构调研,使用情况,它包括：客户机的数量

12、、访问类型、每天的用户数、每次使用的时间、每次数据传输的数量、网络拥塞的时间段等；这个也将影响网络的设计方案。,现有网络系统结构调研,采用的协议,协议是网络通信的基础，原有网络可能包含多种协议，协议间存在一定的差异，这需要进行详细的调查，以便新建网络时能够方便不同协议数据之间的转换。,现有网络系统结构调研,通信模式,通信模式就是用户接入网络的方式，在网络设计时也应该考虑到各种通信模式。,现有网络系统结构调研,现有网络体系结构分析,网络体系结构是定义和描述一组用于计算机及其通信设备之间互联的标准和规范的集合，遵循这组规范就可以实现计算机设备之间的通信。 主流体系结构标准： 国际标准OSI/RM（

13、开放系统互联参考模型） 工业标准TCP/IP模型,另外还有其他的SNA和DNA等著名的体系结构,通过对现有的网络体系结构的分析，为建设新网络提供参考依据，同时在设计新网络时也应该照顾到原有网络的体系结构，尽量发挥其优势。,15.3.3 需求分析,需求分析的基本任务和原则,需求分析的评审,需求分析的内容和指标,需求分析的基本任务和原则,1.问题识别： (1) 功能需求 (2) 性能需求 (3) 环境需求 (4) 用户需求 2. 分析与综合：分析人员对获取的需求，进一步分析检查建立起系统的逻辑模型。 3. 编写文档,需求分析的基本任务,需求分析的原则,1.切合用户的需求 2. 满足可扩展性、可靠性

14、、安全线的原则 3. 保护现有的投资 4. 最高性价比的原则,需求分析的内容和指标,功能需求（待实现的功能） 通信需求（期望的通信模式） 性能需求（期望的性能） 可靠性需求（希望的可靠性） 安全需求（安全性标准） 维护和运行需求（运行和维护费用） 管理需求（管理策略）,需求分析的内容和指标,功能需求（待实现的功能）,目前存在多种不同功能、类型、拓扑结构的网络。且不同企事业单位对网络的要求也是不同的。在创建一个具体的网络之前，要根据网络的功能需求、成本计算、未来的可扩展性维护等因素进行评估和设计。,需求分析的内容和指标,通信需求（期望的通信模式）,在网络中，网络通信是个人通信模式和流量的组合，通

15、信模式又以发生在节点之间的通信方式为基础。 通信方式有如下几种： 对等通信方式 客户机/服务器通信方式 服务器/客户机通信方式,需求分析的内容和指标,性能需求（期望的性能）,评价网络性能，可以根据响应时间、资源利用率、吞吐量和容错程度等多个方面进行分析，确定采用相应的方案和措施。,需求分析的内容和指标,可靠性需求（希望的可靠性）,可靠性需求就是用户需要什么样的可靠性。一个系统的可靠性定义为在指定的条件和时间内，系统能实现指定功能的概率。而整个系统的可靠性又取决于组成系统的各个部件的可靠性。 可靠性指标一般包括平均无故障时间（MTBF）和平均修复生活间（MTTR）、可用性和故障率等。,需求分析的

16、内容和指标,安全需求（安全性标准）,能确保网络内部的安全可靠，防止来自外部和内部的入侵和非法访问，保证关键数据系统中信息的安全。,需求分析的内容和指标,维护和运行需求（运行和维护费用）,根据初期成本投入、中间维护的费用、未来发展等因素考虑运行网络的费用，着重考虑经济性。并根据运行的环境选择合适的操作系统和相关的应用软件。,需求分析的内容和指标,管理需求（管理策略）,根据具体的业务需求选择合适的网管软件，网管协议和应用软件来监视网络流量和运行情况，考虑网络管理的性能、故障、配置、计费和安全五个方面的功能。,需求分析的评审,能更好地评价现有的网络体系 能够客观地做出决策 提供完美的交互功能 提供网络的移植功能 合理使用用户资源 实现用户的需求,15.4 网络系统的设计,技术和产品的调研和评估 网络系统设计的目标和原则 网络系统的设计 新网络业务运营计划 设计评审,15.4.1 技术和产品的调研和评估,收集信息,采用的技术和设备的比较要点,采用的技术和产品的比较研究,15.4.2 网络系统设计的目标和原则,网络工程目标,网络工程设计原则,: 进行总体规