网络设计参考

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1、- 1 - 前前 言言 本课程讲述分析与设计一个新型网络及网络升级的过程。 这个复杂的任务可以分成五个 主要步骤，逐个实现，每个步骤都有自己的输入、任务和输出： 1、需求分析； 2、现有网络分析； 3、逻辑网络设计； 4、物理网络设计； 5、安装和维护。 这种分步设计、实现的过程与工程设计、软件开发或建筑设计等很相似。这是因为网络 与软件、桥梁或房屋一样，都是用来满足特定需求的。从需求出发，才能得到好的结果。 本课程要求的基础知识包括： 局域网 广域网 TCP/IP协议分析 网络互连设备 “物理网络设计” 涉及到企业内具体的物理拓扑结构和网络设备具体品牌的性/价比较， 所以，本课程只介绍适用于

2、所有网络的前三步。 第一章首先介绍网络开发过程的各个步骤， 然后集中讨论需求分析。 网络需求可划分为 以下几类：业务需求、用户需求、应用需求、计算平台需求和网络自身的需求。第一章的最 后介绍了如何编制需求说明书。 第二章讲述网络设计的第二个阶段：分析现有网络。首先对各种网络设备进行概述，然 后定义评价网络性能的各种术语和概念， 最后用这些概念估测局域网流量， 并论述怎样撰写 流量说明书。 第三章利用前面两阶段收集到的信息来指导网络逻辑设计。 首先分析讨论设计时需要考 虑的不同方面，如物理介质特点、广域网性能、网络管理和安全性等。最后讨论如何撰写逻 辑设计文档。 最后在第四章通过实例来说明如何应

3、用前面学到的理论进行中小型企业网络的设计。 - 2 - 目录目录 1 网络需求分析网络需求分析. 11 1.1 概述.11 1.2 第一节 网络生命周期.11 1.2.1 引言.11 1.2.2 网络生命周期.12 1.2.2.1 瀑布型生命周期.13 1.2.2.2 网络设计过程.15 1.2.2.2.1 阶段一：网络需求分析.16 1.2.2.2.2 阶段二：分析现有网络.18 1.2.2.2.3 阶段三：逻辑网络设计.19 1.2.2.2.4 阶段四：物理网络设计.19 1.2.3 练习.20 1.3 第二节 收集业务需求.20 1.3.1 业务需求.20 1.3.1.1 企业组织架构.

4、21 1.3.1.2 业务类型.22 1.3.1.3 预测企业和业务的增长率.22 1.3.1.4 远程访问.22 1.3.1.5 电子商务.23 1.3.1.6 业务的可靠性.23 1.3.1.7 业务安全性.23 1.3.1.8 网络投资规划.24 1.3.1.9 时间限制因素.24 1.3.2 输出：业务需求清单.25 1.3.3 练习.26 1.4 第三节 收集用户需求.26 1.4.1 用户需求.27 1.4.1.1 及时性和可预测性.28 1.4.1.2 可靠性和有效性.29 1.4.1.3 适应性.29 1.4.1.4 可扩展性.30 1.4.1.5 安全性.30 1.4.2 与

5、用户的交流方式.30 1.4.3 输出：用户需求表.31 1.4.4 练习：.32 1.5 第四节 收集应用需求.32 1.5.1 应用需求.33 1.5.1.1 应用的类型和地点.33 1.5.1.2 应用的用法.35 1.5.1.3 应用增长率.35 1.5.1.4 可靠性和有效性.35 - 3 - 1.5.1.5 网络响应需求.36 1.5.1.5.1 实时应用.36 1.5.1.5.2 非实时应用.36 1.5.1.6 安全性.37 1.5.1.7 对数据更新的需求.37 1.5.2 输出：应用需求表.37 1.5.3 练习.38 1.6 第五节 收集计算平台需求.38 1.6.1 计

6、算平台的类型.39 1.6.1.1 个人计算机.39 1.6.1.1.1 微处理器.40 1.6.1.1.1.1 Intel .40 1.6.1.1.1.2 RISC 和 PowerPC.40 1.6.1.1.2 内存.40 1.6.1.1.2.1 高速缓存（Cache）.40 1.6.1.1.2.2 磁盘缓存.41 1.6.1.1.3 输入/输出（I/O） 41 1.6.1.1.3.1 ISA、EISA 和微通道.41 1.6.1.1.3.2 PCI.42 1.6.1.1.3.3 驱动控制器.42 1.6.1.1.4 操作系统.43 1.6.1.1.4.1 Windows 95/9843 1

7、.6.1.1.4.2 Windows NT .44 1.6.1.1.4.3 Windows 2000.44 1.6.1.1.4.4 Linux.44 1.6.1.1.4.5 Solaris44 1.6.1.1.4.6 局域网支持.45 1.6.1.2 工作站.45 1.6.1.2.1 处理器.45 1.6.1.2.2 局域网.46 1.6.1.3 中型机.46 1.6.1.3.1 操作系统软件.46 1.6.1.3.2 中型机应用.47 1.6.1.4 大型机.47 1.6.1.4.1 大型机组件.48 1.6.1.4.2 技术特征.48 1.6.1.4.2.1 物理尺寸.48 1.6.1.4

8、.2.2 系统容量.48 1.6.1.4.2.3 处理速度.48 1.6.1.4.2.4 容错能力.49 1.6.1.4.2.5 系统安全性.49 1.6.1.4.2.6 事务处理.49 1.6.1.4.3 大型机应用.49 1.6.2 输出：计算平台表.50 - 4 - 1.6.3 练习.50 1.7 第六节 收集网络需求.51 1.7.1 网络需求.51 1.7.1.1 网络拓扑结构.52 1.7.1.1.1 广域网连接.52 1.7.1.1.1.1 点对点服务.53 1.7.1.1.1.2 分组交换服务.54 1.7.1.1.2 物理介质限制.54 1.7.1.2 性能.54 1.7.1

9、.2.1 响应时间.54 1.7.1.2.2 可靠性.55 1.7.1.2.3 抗灾性.55 1.7.1.3 网络管理.56 1.7.1.3.1 网管系统组成.56 1.7.1.3.2 网络管理任务.56 1.7.1.3.3 管理模式.57 1.7.1.4 安全性.57 1.7.1.4.1 安全的实施过程.58 1.7.1.4.2 风险分析.59 1.7.1.4.3 安全系统的组成.59 1.7.1.4.4 安全预算分配.60 1.7.1.5 费用控制.60 1.7.2 输出：多个网络需求表.62 1.7.3 练习.62 1.8 第七节 编制需求说明书.63 1.8.1 数据准备.63 1.8

10、.2 需求说明书的组成.63 1.8.2.1 执行综述.64 1.8.2.2 阶段总结.64 1.8.2.3 需求数据总结.64 1.8.2.4 按优先级排队的需求清单.65 1.8.2.5 申请批准部分.65 1.8.3 修改需求说明书.65 1.8.4 练习.65 1.9 场景实习.65 1.10 本章小结.65 2 第二章第二章 网络分析网络分析.66 2.1 第一节 连网设备.67 2.1.1 中继器.67 2.1.1.1 中继器的优点.68 2.1.1.2 中继器的缺点.68 2.1.1.3 什么时候使用中继器.69 2.1.1.4 中继器考虑.70 - 5 - 2.1.2 集线器.

11、70 2.1.2.1 集线器的优点.70 2.1.2.2 集线器的缺点.71 2.1.2.3 什么时候使用集线器.71 2.1.2.4 集线器考虑.71 2.1.3 网桥.72 2.1.3.1 网桥的优点.72 2.1.3.2 网桥的缺点.73 2.1.3.3 什么时候使用网桥.74 2.1.3.4 网桥考虑.74 2.1.4 交换机.75 2.1.4.1 交换机的优点.75 2.1.4.2 交换机的缺点.76 2.1.4.3 什么时候使用交换机.76 2.1.4.4 交换机考虑.76 2.1.5 路由器.77 2.1.5.1 路由器的优点.78 2.1.5.2 路由器的缺点.78 2.1.5

12、.3 什么时候使用路由器.79 2.1.5.4 路由器考虑.80 2.1.6 输出：设备目录和逻辑图.80 2.1.7 练习.81 2.2 第二节 网络性能概念.81 2.2.1 响应时间与网络时延.82 2.2.1.1 时延.82 2.2.1.1.1 传播时延.82 2.2.1.1.2 发送时延.83 2.2.1.1.3 排队时延.83 2.2.1.2 响应时间.83 2.2.1.2.1 客户机/服务器结构中的响应时间84 2.2.1.2.1.1 网卡延迟.84 2.2.1.2.1.2 发送延迟.84 2.2.1.2.1.3 公共网络延迟.84 2.2.1.2.1.3.1 排队时延与路由/交

13、换设备的利用率.85 2.2.1.2.1.4 服务器延迟.85 2.2.2 吞吐量与带宽、容量和链路利用率.85 2.2.2.1 带宽.86 2.2.2.2 容量.88 2.2.2.3 链路利用率.88 2.2.2.4 吞吐量.88 2.2.3 练习.88 2.3 第二节 估测通信流量.89 2.3.1 流量方向.89 2.3.1.1 对等通信.90 - 6 - 2.3.1.2 客户机/服务器的通信90 2.3.2 通信边界.92 2.3.2.1 冲突域和广播域.92 2.3.2.2 虚拟子网.94 2.3.3 流量分配方法.95 2.3.3.1 80/20 规则.95 2.3.3.2 80/

14、20 规则的例外.96 2.3.4 估算通信流量.97 2.3.4.1 将网络分成独立的网段.97 2.3.4.2 估算每个网段上的应用流量.98 2.3.4.3 估算本地和远程网段上的通信信息分配.98 2.3.4.4 得出流量分配表.98 2.3.5 输出：流量估算.100 2.3.6 练习.100 2.4 第三节 网络运行状态的基线测量法.101 2.4.1 测试工具.101 2.4.2 将网络基线化.102 2.4.2.1 Sniffer 的功能.102 2.4.2.1.1 在“监控”模式下的网络基线化.102 2.4.2.1.2 在“分析”模式下的故障诊断.103 2.4.2.1.3

15、 Sniffer 的连接位置.104 2.4.2.1.4 建立相关名字的数据库.104 2.4.2.2 Sniffer 基线测量结果的解释.105 2.4.2.2.1 全局统计表.105 2.4.2.2.1.1 所有的站点.106 2.4.2.2.1.2 帧大小分配.106 2.4.2.2.1.3 协议类别.107 2.4.2.2.2 警报日志.107 2.4.2.2.3 全局历史纪录.108 2.4.2.3 测量共享资源的利用率.108 2.4.2.3.1 测量工具.109 2.4.2.3.1.1 性能监视器.109 2.4.2.3.1.2 任务管理器.110 2.4.2.3.1.3 网络监

16、视器.110 2.4.2.3.1.4 工具的应用.111 2.4.3 输出：基线报表.112 2.4.4 练习.112 2.5 第四节 编制流量说明书.112 2.5.1 准备数据.113 2.5.2 流量说明书的组成.113 2.5.2.1 执行情况概述.114 2.5.2.2 分析阶段概述.114 2.5.2.3 分析数据总结.114 2.5.2.3.1 逻辑网络拓扑图.114 - 7 - 2.5.2.3.2 流量估测.115 2.5.2.3.3 基线测量结果和共享设备 CPU 利用率统计 .115 2.5.2.4 设计目标建议.115 2.5.2.5 申请批准部分.116 2.5.2.6 修改说明书.116 2.5.3 练习.116 2.6 本章小结.116 3 第三章第三章 逻辑网络设计逻辑网络设计. 117 3.1 第一节 逻辑设计概述.118 3.1.1 确定逻辑设计目标.118 3.1.2 设计要素与权衡考虑.119 3.1.2.1 成本与性能.119 3.1.2.1.1 一次性成本与后期成本.120 3.1.2.1.2 初期成本估计.120 3.1.3