Network Design第一章 概述

中国科学技术大学网络学院 李艺leeyi@ustc.edu.cn

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第一章 概述

第二章 用户需求分析

第三章 现有网络分析

第四章 逻辑网络设计

第五章 网络设备选择

第六章 WAN接入设计

第七章 网络介质设计

第八章 网络设计案例

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Introduction

Properly designing a computer network is a difficult task. It requires planning and analysis, feasibility ( 可行性 ) studies, capacity ( 负荷 ) planning, and baseline creation ( 基线创建 ) skills.

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网络设计过程 网络设计必须依据一定的规范 采用结构化系统设计方法进行网络设计 网络设计过程

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为什么一定要遵循规范

网络设计和实施中常见的问题： 不能满足需求 蠕动需求 延误工期或超支 不能令用户满意 不能是管理层满意

当设计一个满足特定业务需求的网络时，必需遵循一定的处理过程。

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结构化网络设计方法

好的网络设计必须清楚客户的需求蕴含着许多商业的和技术的目标，包括可用性、可伸缩性、可购买性、安全性和可管理性等。

采用结构化系统分析思想和结构化软件设计思想进行网络设计，能够准确地描述用户需求，满足不断清晰、到位、准确的使用要求。非常不幸的是，对用户需求进行分析汇总时，常常出现以下问题： 被人们忽略； 者错误地描述； 不断地变化。

使用结构化方法进行网络设计，可以解决前两个问题。细化、完善用户需求，将模糊的、不准确的用户需求分解成更加到位的一系列易于修改、维护的模块。而最后一个问题，则要依靠需求分析的冻结加以解决。

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结构化系统分析具有以下特点： 系统按照自顶向下的顺序设计； 重点集中于客户的需求、约束和目标上 ; 关注数据流量、数据类型以及能够访问和修改数据的进程； 理解访问、修改数据和进程的用户的需求； 在选择物理设备或介质之前一定要完成网络设计选择和折衷的困难

工作； 适用于从 OSI参考模型的高层开始，再向低层推进的网络设计，它

着重于在选择运行于较低层次上的路由器、交换机和介质之前，将重点放在应用、会话、数据的传输上；

设计过程包括探索部门和群体结构，以便弄清网络将向谁提供服务，并从何处获取有用信息，以使设计获得成功。

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系统开发生命周期

开发一个新系统或修改一个现有系统的过程叫做生命周期。在这个周期中，一个新的网络或新的特征被设计、实现和维护。

两种基本的生命周期模型 流程周期 循环周期

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网络设计流程

网络分析

需求分析

逻辑设计

物理设计

安装维护

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流程周期

流程周期通常不允许返回前面的阶段 流程周期的主要好处是所有计划在较早的阶段完成。 流程方法适合较小的、需求固定的项目

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循环周期

循环周期旨在克服流程周期的限制。 循环周期的指导性原则是变化管理，循环周期可以很快适应新

的需求。 循环生命周期没有办法预知用户再要求些什么，很难估计最终经费和完成时间。

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网络设计和实施循环周期

需求分析 开发逻辑设计

开发物理设计

测试优化设计方案

实施设计方案

检测网络性能

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网络设计过程

网络开发过程描述了开发一个网络时必须完成的基本任务。 开发过程各个阶段

1. 需求分析2. 现有网络分析3. 逻辑网络设计（又称概念设计）4. 物理网络设计（又称最终设计）5. 安装和维护

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网络设计过程

安装调试实现物理

设计

物理设计

物理设计

将逻辑设计应用到物理空间

逻辑设计

逻辑设计

选择符合需求的设备、技术

流量规范

分析

估计和测量流量，设备利用

需求规范需求汇总

确定需求-业务-用户-应用-网络

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阶段 1 ：需求分析

需求提供了网络设计应该达到的目标 需求分析有助于设计者更好的理解网络应该具有的性能。它是设

计者能够： 更好的评价现有网络 更客观的作出决策 提供网络移植功能 给所有用户提供合适的资源

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需求分析

业务用户

应用程序

计算平台

用户需求

软件需求

硬件需求和操作系统需求

网络需求-物理拓扑-联网软件-网络互联设备-广域网链路

用户服务

●共享应用程序●共享文件●信息访问●电子邮件服务●图形图像服务●传真服务●等等

需求范围图

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需求分析阶段应该尽量明确的定义用户的需求。详细的需求描述会使得最终的网络更有可能满足用户的要求。

明确的需求描述帮助防止“蠕动需求”，即需求渐渐增加以至不可辨认的过程。

需求收集过程必需同时考虑组织的现在和将来的需要。 需求分析说明书

需求分析说明书应该清楚和细致的总结单位和个人的需要和愿望，而不应该建议解决方法和设计方案。

管理者和网络设计者应该对需求说明书答成共识。

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阶段 2 ：分析现有网络

分析阶段是需求收集阶段的补充，需求告诉将要干什么，分析告诉现在处于什么阶段。

质量（如用户对存储量和通信流量）和数量（如测到的数据流量大小和来自网络管理者的统计数据）的方面信息都应该被收集。

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分析现有网络

数据流量说明文档 现有网络的逻辑拓扑图 反映网络容量的每个应用、网段及网络整体所需的通信容

量和模式 详细的统计数据、基本的测量值和所有其他直接反映现有

网络性能的测量值 Internet 接口和广域网提供的服务质量报告 限制因素清单，如必须使用现有线缆和设备

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阶段 3 ：逻辑网络设计

逻辑网络设计阶段将描述用户需求的网络行为和性能，详细说明数据是如何在网络上传输的，但是并不涉及网络元素的物理位置。

逻辑网络设计文档 逻辑拓扑图 寻址策略 安全措施 具体的软件、硬件、广域网连接设备和基本的服务 雇佣和培训新网络员工的具体说明 对软件、硬件、服务、员工和培训的费用和的始估计

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阶段 4 ：物理网络设计

物理网络设计阶段体现如何实现逻辑网络设计。在这个阶段，网络设计者确定具体的软件、硬件、连接设备、服务和布线。

网络设计文档 物理网络图和布线方案 设备和部件的详细清单 软件、硬件和安全费用的估计 安装日程表，它详细说明实际和服务中断时间的期限 安装后的测试计划 用户培训计划

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阶段 5 ：安装和维护

安装阶段文档 最后修改过的更新网络图（逻辑网络图和物理网络图） 做了清晰标记的线缆、连接器和设备 所有可以为以后的维护和纠错带来方便的记录和文档，包

括测试结果和新的数据流量记录 维护阶段文档

用户反馈意见 网络监控记录

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参考文献

Kenneth D. Reed,《网络设计》网络工程师教育丛书，电子工业出版社 Priscilla Oppenheimer,《自顶向下网络设计》 ( 第二版 ) ，人民邮电出版社