網(wǎng)絡(luò)工程設(shè)計與系統(tǒng)集成(3)第1章

1、楊 威問題思考回顧計算機技術(shù)類課程，系統(tǒng)集成回顧計算機技術(shù)類課程，系統(tǒng)集成思想對計算機系統(tǒng)的作用思想對計算機系統(tǒng)的作用聯(lián)想你熟悉的聯(lián)想你熟悉的“工程項目工程項目”，設(shè)想，設(shè)想計算機網(wǎng)絡(luò)工程包含的內(nèi)容計算機網(wǎng)絡(luò)工程包含的內(nèi)容 網(wǎng)絡(luò)設(shè)計與系統(tǒng)集成概述網(wǎng)絡(luò)設(shè)計與系統(tǒng)集成概述網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)與協(xié)議網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)與協(xié)議網(wǎng)絡(luò)工程需求分析網(wǎng)絡(luò)工程需求分析網(wǎng)絡(luò)工程設(shè)計基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)工程設(shè)計基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)工程設(shè)計是按照用戶組網(wǎng)需求，從網(wǎng)絡(luò)綜合布線、數(shù)據(jù)通信、系統(tǒng)集成等方面綜合考慮，選用先進網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和成熟產(chǎn)品；為用戶提供科學、合理，實用、好用、夠用的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)解決方案；為網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)集成提供技術(shù)文檔和工程實施依據(jù)。網(wǎng)絡(luò)協(xié)議網(wǎng)絡(luò)協(xié)議語法、

2、語義和時序語法、語義和時序體系結(jié)構(gòu)體系結(jié)構(gòu)完成計算機間的協(xié)同工作，完成計算機間的協(xié)同工作，把計算機間互連的功能劃分成把計算機間互連的功能劃分成具有明確定義的層次，規(guī)定了具有明確定義的層次，規(guī)定了同層次進程通信的協(xié)議及相鄰?fù)瑢哟芜M程通信的協(xié)議及相鄰層之間的接口服務(wù)層之間的接口服務(wù)應(yīng)用層表示層會話層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層應(yīng)用層表示層會話層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層信源信宿對等層通信網(wǎng)絡(luò)高層通信子網(wǎng)二進制傳輸（）介質(zhì)訪問 接入 尋址和最短路徑端到端的連接主機間通信數(shù)據(jù)表示處理網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用PDU與數(shù)據(jù)封裝與數(shù)據(jù)封裝 FTPHTTPSMTPDNSSNMPTFTPTCPUDPIPInternetEth

3、ernetToken RingMany LANsand WANs 應(yīng)用層應(yīng)用層傳輸層傳輸層網(wǎng)絡(luò)接口網(wǎng)絡(luò)接口網(wǎng)際層網(wǎng)際層文件傳輸文件傳輸 FTP、TFTP、NFS電子郵件電子郵件 SMTP、POP3WWW應(yīng)用應(yīng)用 HTTP遠程登錄遠程登錄 Telnet、rlogin網(wǎng)絡(luò)管理網(wǎng)絡(luò)管理 SNMP名字管理名字管理 DNS 面向連接的面向連接的 TCP無連接的無連接的 UDP 目的端無法到達（目的端無法到達（Destination unreachable）數(shù)據(jù)報超時（數(shù)據(jù)報超時（Time exceeded）數(shù)據(jù)報參數(shù)錯（數(shù)據(jù)報參數(shù)錯（Parameter problem）重定向（重定向（Redirect）

4、回聲請求（回聲請求（Echo）回聲應(yīng)答（回聲應(yīng)答（Echo reply）信息請求（信息請求（Information request）信息應(yīng)答（信息應(yīng)答（Information reply）地址請求（地址請求（Address request）地址應(yīng)答（地址應(yīng)答（Address reply）AB數(shù)據(jù)網(wǎng)數(shù)據(jù)網(wǎng)到到Z的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)目的端無法到達目的端無法到達路由器用路由器用ICMP通知目的地不可達的示意圖通知目的地不可達的示意圖AC我需要我需要的的MAC地址地址IP = MAC = ? 我就是。我就是。這是我的這是我的MAC地址地址IP = MAC =

5、0800.0020.2C0ABRARP用于將一個已知的用于將一個已知的MAC地址映射到地址映射到IP地址。地址。RARP要依賴于要依賴于RARP服務(wù)器，該服務(wù)器中有一張服務(wù)器，該服務(wù)器中有一張MAC地址與地址與IP地址的映射地址的映射表。表。需要查找自己需要查找自己IP地址的站點向網(wǎng)上發(fā)送包含有其地址的站點向網(wǎng)上發(fā)送包含有其MAC地址的地址的RARP廣播，廣播，RARP服務(wù)器收到后將該服務(wù)器收到后將該MAC地址翻譯成地址翻譯成IP地址予以響應(yīng)。地址予以響應(yīng)。AC我的我的IP地址地址是什么？是什么？MAC: 0800.0020.2C0AIP = ?

6、 我聽到廣播了。我聽到廣播了。這是你的這是你的IP地址地址MAC = 0800.0020.2C0AIP = BRARP Server總線型擴展星型樹型網(wǎng)型環(huán)型星型0 1 2 3 4 5 6 78 9 1516 2324 31A類B類C類D類E類主機號主機號主機號110100111011110網(wǎng)絡(luò)前綴網(wǎng)絡(luò)前綴網(wǎng)絡(luò)前綴（）組播 Multicast 地址保留使用因特網(wǎng)規(guī)模的急劇增長，對因特網(wǎng)規(guī)模的急劇增長，對IP地址的需求激增。帶來的地址的需求激增。帶來的問題是：問題是：IP地址資源的嚴重匱乏地址資源的嚴重匱乏路由表規(guī)模的急速增長路由表規(guī)模的急速增長解決辦法：解決辦法：從主機號部分拿

7、出幾位作為子網(wǎng)號從主機號部分拿出幾位作為子網(wǎng)號 這種在原來這種在原來IP地址結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上增加一級結(jié)構(gòu)的方法稱地址結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上增加一級結(jié)構(gòu)的方法稱為子網(wǎng)劃分。為子網(wǎng)劃分。前提：網(wǎng)絡(luò)規(guī)模較小前提：網(wǎng)絡(luò)規(guī)模較小IP地址空間沒有全部利用地址空間沒有全部利用。例如：三個例如：三個LAN，主機數(shù)為，主機數(shù)為20，25，48，均少于，均少于C類地址類地址允許的主機數(shù)。為這三個允許的主機數(shù)。為這三個LAN申請申請3個個C類類IP地址顯然有地址顯然有點浪費。點浪費。例如：例如：C類網(wǎng)絡(luò)類網(wǎng)絡(luò)，主機號部分的前三位，主機號部分的前三位用于標識子網(wǎng)號，即：用于標識子網(wǎng)號，即： 11000000 0

8、0001010 00000001 xxxyyyyy網(wǎng)絡(luò)號網(wǎng)絡(luò)號+子網(wǎng)號子網(wǎng)號新的主機號部分新的主機號部分子網(wǎng)號為全子網(wǎng)號為全“0”全全“1”不能使用，于是劃分出不能使用，于是劃分出23-2=6個子個子網(wǎng)，子網(wǎng)地址分別為：網(wǎng)，子網(wǎng)地址分別為： 11000000 00001010 00000001 00100000 - 2 11000000 00001010 00000001 01000000 - 4 11000000 00001010 00000001 01100000 - 6 11000000 00001010 00000001 10

9、000000 - 28 11000000 00001010 00000001 10100000 - 60 11000000 00001010 00000001 11000000 - 92子網(wǎng)劃分后，如何識別不同的子網(wǎng)？子網(wǎng)劃分后，如何識別不同的子網(wǎng)？解決：采用子網(wǎng)掩碼來分離網(wǎng)絡(luò)號和主機號。解決：采用子網(wǎng)掩碼來分離網(wǎng)絡(luò)號和主機號。子網(wǎng)掩碼格式：子網(wǎng)掩碼格式：32比特，網(wǎng)絡(luò)號比特，網(wǎng)絡(luò)號(包括子網(wǎng)號包括子網(wǎng)號)部分全為部分全為“1”，主機號部分全為，主機號部分全為“0”。“網(wǎng)絡(luò)號網(wǎng)絡(luò)號+子網(wǎng)號子網(wǎng)號”部分部分“主機號主機號”部分部分11

10、11 00 . 00前面的例子中：網(wǎng)絡(luò)號前面的例子中：網(wǎng)絡(luò)號24位，子網(wǎng)號位，子網(wǎng)號3位，總共位，總共27位。所以子網(wǎng)掩碼為：位。所以子網(wǎng)掩碼為： 11111111 11111111 11111111 11100000即即 255 . 255 . 255 . 224子網(wǎng)掩碼子網(wǎng)掩碼 IP地址，結(jié)果就是該地址，結(jié)果就是該 IP地址的網(wǎng)絡(luò)號。地址的網(wǎng)絡(luò)號。例如：例如：IP地址地址07，子網(wǎng)掩碼，子網(wǎng)掩碼24 11001010 01110101 00000001 110 01111 11111111 11111111 11111111 111 0000

11、0 11001010 01110101 00000001 110 00000 普通的DNS服務(wù)器只負責為用戶解析出IP記錄，而不去判斷用戶從哪里來，這樣會造成所有用戶都只能解析到固定的IP地址上。面對一個域名對應(yīng)多個IP地址的情況，需要構(gòu)建智能域名解析系統(tǒng)（Intelligence DNS，IDNS） IDNS具有負載均衡，改善外網(wǎng)用戶訪問門戶網(wǎng)站性能的作用 l需求分析是從軟件工程學和管理信息系統(tǒng)引需求分析是從軟件工程學和管理信息系統(tǒng)引入的概念，是任何一個網(wǎng)絡(luò)項目開始的第一入的概念，是任何一個網(wǎng)絡(luò)項目開始的第一個環(huán)節(jié)，也是關(guān)系一個網(wǎng)絡(luò)項目成功與否的個環(huán)節(jié)，也是關(guān)系一個網(wǎng)絡(luò)項目成功與否的關(guān)鍵。關(guān)

12、鍵。用戶需求分析用戶需求分析 技術(shù)需求分析技術(shù)需求分析 需求分析文檔編寫需求分析文檔編寫了解用戶方網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的需求，或用戶對原有網(wǎng)絡(luò)升級了解用戶方網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的需求，或用戶對原有網(wǎng)絡(luò)升級改造的要求改造的要求 網(wǎng)絡(luò)需求分析做得透，網(wǎng)絡(luò)工程方案的設(shè)計就會贏得網(wǎng)絡(luò)需求分析做得透，網(wǎng)絡(luò)工程方案的設(shè)計就會贏得用戶方青睞；網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)設(shè)計的好，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)實施用戶方青睞；網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)設(shè)計的好，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)實施就相對容易得多就相對容易得多如果沒有對用戶網(wǎng)絡(luò)組建需求進行充分的調(diào)研，不能如果沒有對用戶網(wǎng)絡(luò)組建需求進行充分的調(diào)研，不能與用戶方達成共識；那么隨意需求就會貫穿整個網(wǎng)絡(luò)與用戶方達成共識；那么隨意需求就會貫穿整個網(wǎng)絡(luò)組

13、建項目的始終，并破壞網(wǎng)絡(luò)組建項目的計劃和預(yù)算組建項目的始終，并破壞網(wǎng)絡(luò)組建項目的計劃和預(yù)算 調(diào)查的主要內(nèi)容如下：調(diào)查的主要內(nèi)容如下：（1 1）網(wǎng)絡(luò)當前及日后可能出現(xiàn)的功能需求。）網(wǎng)絡(luò)當前及日后可能出現(xiàn)的功能需求。（2 2）客戶對網(wǎng)絡(luò)的性能（如訪問速度、平滑升級）的）客戶對網(wǎng)絡(luò)的性能（如訪問速度、平滑升級）的要求和可靠性的要求。要求和可靠性的要求。（3 3）客戶現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)設(shè)施和計算機的數(shù)量，準備增加）客戶現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)設(shè)施和計算機的數(shù)量，準備增加的計算機數(shù)量。的計算機數(shù)量。（4 4）網(wǎng)絡(luò)中心機房的位置和實際運行環(huán)境。）網(wǎng)絡(luò)中心機房的位置和實際運行環(huán)境。（5 5）綜合布線信息點的數(shù)量和安裝位置。）綜合

14、布線信息點的數(shù)量和安裝位置。（6 6）綜合布線設(shè)備間、配線間的數(shù)量和安裝位置。）綜合布線設(shè)備間、配線間的數(shù)量和安裝位置。（7）網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)總體風格及美工效果（必要的時）網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)總體風格及美工效果（必要的時候用戶可以提供參考系統(tǒng)，或者由網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)集成商候用戶可以提供參考系統(tǒng)，或者由網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)集成商向用戶提供）。向用戶提供）。（8）網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)的功能及用戶可投入的資金分配。）網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)的功能及用戶可投入的資金分配。（9）網(wǎng)絡(luò)安全性、可管理性及對可維護性的要求。）網(wǎng)絡(luò)安全性、可管理性及對可維護性的要求。（10）項目完成時間及進度（可以根據(jù)合同確定）。）項目完成時間及進度（可以根據(jù)合同確定）。（11

15、）明確項目完成后的維護責任。）明確項目完成后的維護責任。 核心層接入層匯聚層核心層圖1.11 星型拓撲圖 圖1.12雙星型冗余拓撲圖 主干網(wǎng)絡(luò)稱為核心層，主要主干網(wǎng)絡(luò)稱為核心層，主要連接全局共享服務(wù)器、建筑連接全局共享服務(wù)器、建筑樓宇等，或在一個較大型建樓宇等，或在一個較大型建筑物內(nèi)連接多個交換機配線筑物內(nèi)連接多個交換機配線間。間。連接信息點的連接信息點的“毛細毛細血管血管”線路及網(wǎng)絡(luò)設(shè)線路及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備稱為接入層。備稱為接入層。匯聚層的存在與否，取匯聚層的存在與否，取決于網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的大小。決于網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的大小。根據(jù)需要在中間設(shè)置匯根據(jù)需要在中間設(shè)置匯聚層，匯聚層上連核心聚層，匯聚層上連核心層、下連接

16、入層。層、下連接入層。 分層設(shè)計有助于分配和規(guī)劃帶寬，有利于信息流量的局部分層設(shè)計有助于分配和規(guī)劃帶寬，有利于信息流量的局部化，也就是說全局網(wǎng)絡(luò)對某個部門的信息訪問的需求很少化，也就是說全局網(wǎng)絡(luò)對某個部門的信息訪問的需求很少（如財務(wù)部門的信息，只能在本部門內(nèi)授權(quán)訪問），在這（如財務(wù)部門的信息，只能在本部門內(nèi)授權(quán)訪問），在這種情況下部門業(yè)務(wù)服務(wù)器即可放在匯聚層。這樣局部的信種情況下部門業(yè)務(wù)服務(wù)器即可放在匯聚層。這樣局部的信息流量傳輸不會波及到全網(wǎng)，使部門內(nèi)的信息盡可能在本息流量傳輸不會波及到全網(wǎng)，使部門內(nèi)的信息盡可能在本部門局域網(wǎng)內(nèi)傳輸，以減輕主干信道的壓力和確保信息不部門局域網(wǎng)內(nèi)傳輸，以減輕主

17、干信道的壓力和確保信息不被非法監(jiān)聽。被非法監(jiān)聽。 匯聚層的存在與否，取決于網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的大小。交換機間如果采用級連方式，匯聚層的存在與否，取決于網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的大小。交換機間如果采用級連方式，即將一組固定端口交換機上聯(lián)到一臺背板帶寬和性能較高的匯聚交換機上，即將一組固定端口交換機上聯(lián)到一臺背板帶寬和性能較高的匯聚交換機上，再由匯聚交換機上聯(lián)到主干網(wǎng)的核心交換機。如果采用多臺交換機堆疊方式再由匯聚交換機上聯(lián)到主干網(wǎng)的核心交換機。如果采用多臺交換機堆疊方式擴充端口密度，其中一臺交換機上聯(lián)，則網(wǎng)絡(luò)中就只有接入層，如圖擴充端口密度，其中一臺交換機上聯(lián)，則網(wǎng)絡(luò)中就只有接入層，如圖1.13所所示。示。 匯聚層接入層

18、級連堆疊圖1.13 匯聚層和接入層的兩種模式 云計算是一種計算模式計算模式：把IT資源、數(shù)據(jù)、應(yīng)用作為服務(wù)通過網(wǎng)絡(luò)提供給用戶 云計算是一種基礎(chǔ)架構(gòu)管理方法論基礎(chǔ)架構(gòu)管理方法論：把大量的高度虛擬化的資源管理起來，組成一個大的資源池，用來統(tǒng)一提供服務(wù) 云計算的分類云計算的分類私有云公有云混合云操作系統(tǒng)+應(yīng)用服務(wù)引擎應(yīng)用系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施基礎(chǔ)設(shè)施(IaaS)應(yīng)用平臺應(yīng)用平臺(PaaS)應(yīng)用軟件應(yīng)用軟件(SaaS)Infrastructure as a Service以服務(wù)的形式提供虛擬硬件資源，如虛擬主機/存儲/網(wǎng)絡(luò)/數(shù)據(jù)庫管理等資源。用于無需購買服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、存儲設(shè)備，只需通過互聯(lián)網(wǎng)租賃即可搭建自己的應(yīng)用系統(tǒng)Platform as a Service提供應(yīng)用服務(wù)引擎，如互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用編程接口/運行平臺等。用戶基于該應(yīng)用服務(wù)引擎，可以構(gòu)建該類應(yīng)用。Soft