网络系统集成及工程设计

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1、2019/4/26 SXTU-INC-YW,校园网建设状况自评报告,杨 威 山西师范大学网络信息中心 ,网络系统集成与工程设计,编著：杨威 王云 刘景宜,第1章,人 民 邮 电 出 版 社,2019/4/26 SXTU-INC-YW,课程内容简介,网络系统集成基本知识 网络项目管理 综合布线技术与工程设计 局域网技术与系统集成 宽带网技术与系统集成 服务器技术与系统集成 网络存储与备份解决方案 网络系统安全部署 网络系统测试、验收与评估 工程案例：综合布线工程设计、大学校园网系统集成、电子政务专网集成、企业网互连集成、网络存储和数据备份方案，电子政务工程设计等。,2019/4/26 SXTU-

2、INC-YW,本章知识要点： 系统集成概念，网络产品、技术和应用集成，系统集成内容和步骤。 网络协议与体系结构的概念，OSI模型，TCP/IP协议、结构及功能，网络拓扑结构与选择 IPv4地址、子网划分、掩码和域名系统 IPv6地址格式与结构，IPv6地址配置，Pv4向IPv6的过渡 网络系统集成体系框架。,第1章 网络系统集成绪论,2019/4/26 SXTU-INC-YW,本章重点： 网络系统集成内容和步骤 TCP/IP体系结构和协议 IPv4子网划分与子网掩码 IPv6地址格式与结构 Pv4向IPv6的过渡 本章难点： IPv4子网划分与子网掩码 IPv4向IPV6过渡技术,第1章 网络

3、系统集成绪论,2019/4/26 SXTU-INC-YW,1.1网络系统集成概述 1.1.1 系统集成的概念 系统（System）的意思是“体系，制度，体制，秩序，规律，方法”。集成（Integration）的意思是“成为整体，组合，综合，一体化”。 集成可以表示将单个元件组装成一台设备或一种结构的过程。 例如，将大量的晶体管组成一个“集成”电路。集成也可以表示由某种规则的相互作用形式而联结的部件组合体，即有组织的整体。 例如，将软件的多个功能模块组合成“一体化”系统，使整体系统从一个程序到另一个程序能够共享命令和信息流。这种软件被称为是“集成”软件。,第1章 网络系统集成绪论,2019/4/

4、26 SXTU-INC-YW,网络系统集成是在信息系统工程方法的指导下，根据网络应用的需求，将网络硬件设备、系统软件和应用软件等产品和技术，系统性地集合在一起，成为满足用户需求的、较高性价比的计算机网络系统。,1.1.2 网络系统集成的发展,网络系统集成主要朝着互联和高速的方向发展 LAN-LAN互连和LAN-WAN的互连 网络已经具有了“网格（grid）”的雏形 网络集成正朝着高速率、大容量的方向发展 局域网速度已经从共享式10Mbps升级到交换式100Mbps1000Mbps，甚至已达到10Gbps。,2019/4/26 SXTU-INC-YW,1. 网络软硬件产品的集成 网络信道采用传输

5、介质（电缆、光缆）组成，网络通信平台采用信息交换和路由设备（交换机、路由器、收发器）组成，网络信息资源平台采用服务器和操作系统组成 。,1.1.3 网络系统集成的层面,2. 网络技术的集成 全双工交换式以太网、1000Mbps以太网、10Gbps以太网，第三层交换，虚拟个人网（VPN，Virtual Private Network），双址（源地址、目标地址）路由，双栈（IPv4、IPv6）路由，多路（CPU）对称处理，网络附加存储（NAS）、区域存储网络（SAN），Client/Server模式、Browser/Server模式和Browser/Application/Server模式，分布式

6、互连网应用结构等。,3. 网络应用的集成 DNS，WWW，E-mail，FTP，VOD（视频点播），杀毒软件（网络版），网络管理与故障诊断系统等,2019/4/26 SXTU-INC-YW,需求分析 技术方案设计 产品选型 网络工程经费预算 综合布线系统与网络工程施工 软件平台配置 网络系统测试 应用软件开发（可选项） 网络技术支持 网络应用和技术培训 网络工程验收,1.1.4 网络系统集成的内容,2019/4/26 SXTU-INC-YW,随意,规范,分散建设,集中考虑,网络连通,业务应用,一体化的综合业务,类似运营商的整网结构,网络建设思考方式的转变,2019/4/26 SXTU-INC-

7、YW,园区网络建设的整体需求,考虑要素,园络骨干网（核心层、汇聚层）业务性考虑,业务提供,运营管理,网络管理 安全管理,网络出口 特性考虑（安全、性能、NAT）,用户管理 综合认证,支持平台,网络构成,园区网、应用网 区域、功能性考虑,组播、安全、路由、VPN,宿舍网、办公网、科研网,Cernet、本地电信、IPv6试验网,计费平台,热点与难点： 网络隐患 安全管理 宿舍宽带 用户管理 网络维护 网络管理 应用扩展 业务管理,2019/4/26 SXTU-INC-YW,1.1.5 网络系统集成的步骤,网络系统集成方案设计阶段 网络工程实施阶段 网络工程验收和维护阶段,2019/4/26 SXT

8、U-INC-YW,网络协议,语法、语义和时序,体系结构,完成计算机间的协同工作，把计算机间互连的功能划分成具有明确定义的层次，规定了同层次进程通信的协议及相邻层之间的接口服务,1.2.1 基本知识,1.2网络体系结构与协议,2019/4/26 SXTU-INC-YW,1.2网络体系结构与协议,体系结构 服务定义 协议规格,1.2.2 OSI模型,2019/4/26 SXTU-INC-YW,1. TCP/IP协议 (1)协议集,1.2.3 TCP/IP体系结构,FTP 文件传输协议； HTTP - 超文本传输协议； SMTP 简单邮件传输协议； DNS 域名解析服务系统； TFTP - 一般文件

9、传输协议； SNMP - 简单网络管理协议； TCP 文件传输控制协议； UDP - 用户报文协议； IP 网际互连协议。,2019/4/26 SXTU-INC-YW,TCP/IP模型,TCP/IP起源于美国国防部高级研究规划署(DARPA)的一项研究计划实现若干台主机的相互通信。 现在TCP/IP已成为Internet上通信的标准。 TCP/IP模型包括4个概念层次： 应用层（application） 传输层（transport） 网际层（internet） 网络接口（network interface）,2019/4/26 SXTU-INC-YW,TCP/IP与OSI参考模型的对应关系,2

10、019/4/26 SXTU-INC-YW,TCP/IP的应用层,应用层协议支持了文件传输、电子邮件、远程登录、网络管理、Web浏览等应用。,2019/4/26 SXTU-INC-YW,TCP/IP的传输层,传输层的两项主要功能： 流量控制：通过滑动窗口实现； 可靠传输：由序号和确认来实现。,传输层提供了TCP和UDP两种传输协议： TCP是面向连接的、可靠的传输协议。它把报文分解为多个段进行传输，在目的站再重新装配这些段，必要时重新发送没有收到的段。 UDP是无连接的。由于对发送的段不进行校验和确认，因此它是“不可靠”的。,2019/4/26 SXTU-INC-YW,面向连接的 TCP 无连接

11、的 UDP,传输层提供了两种传输协议,2019/4/26 SXTU-INC-YW,TCP/UDP 端口号,TCP和UDP都用端口(socket)号把信息传到上层。 端口号指示了正在使用的上层协议。,F T P,S M T P,T F T P,D N S,T e l n e t,S N M P,21,23,25,53,69,161,TCP UDP,应用层,传输层,保留的端口号： 255，公共应用 255-1023，公司 1023，未规定,2019/4/26 SXTU-INC-YW,TCP/IP网际层的四个主要协议,TCP,UDP,6,17,IP,传输层,网际层,IP数据报的协议域确定目的端的上层

12、协议,2019/4/26 SXTU-INC-YW,（1）网络接口层。该层是整个体系结构的基础部分，负责接收IP层的IP数据报，通过网络向外发送；或接收处理从网络上来的物理帧，抽出IP数据报，向IP层发送。 （2）网络互联层。该层是整个体系结构的核心部分，负责处理互联网中计算机之间的通信，向传输层提供统一的数据报。 （3）传输层。该层是整个体系结构的控制部分，负责应用进程之间的端到端通信。传输层定义了两种协议：传输控制协议TCP与用户数据报协议UDP （4）应用层。该层是整个体系结构的协议部分，它包括了所有的高层协议，并且总是不断有新的协议加入。,TCP/IP体系结构各层的功能,2019/4/2

13、6 SXTU-INC-YW,1.2.4 网络拓扑结构,选择拓扑结构考虑因素:费用 、灵活性 、可靠性,首选,2019/4/26 SXTU-INC-YW,目前正在使用的IP协议是第四版的，称之为“IPv4”，IPv4地址采用32位。 按照IP协议规定Internet上的地址共有A、B、C、D、E五类,1.2.5 IPv4协议,2019/4/26 SXTU-INC-YW,IP数据报（IP分组、IP包）,版本号,报头长度,服务类型,数据报长度,DF,MF,段偏移,0 3 7 15 19 31,标识,生存时间TTL,协议,报头校验和,源IP地址,目的IP地址,选项和填充（最大为40字节）,数据区,2019/4/26 SXTU-INC-YW,保留的IP地址,11.11,1111 . 1111,本机,本网中的主机,局域网中的广播,对指定网络的广播,回路,以下这些IP地址具有特殊的含义:,一般来说，主机号部分为全“1 ”的IP地址保留用作广播地址； 主机号部分为全“0 ”的IP地址保留用作网络地址。,0000 . 0000,网络号,网络地址,2019/4/26 SXTU-INC-YW,子网（Subnet）划分,因特网规模的急剧增长，对IP地址的需求激增。带来的问题是： IP地址资源的严重匮乏 路由表规模的急速增长 解决办法：从主机号部分拿出几位作为子网号 这种在原