第8章網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的設(shè)計華東師范大學計算機科學技術(shù)系《計算機網(wǎng)絡(luò)工程》第8章網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的設(shè)計（2009－2010學年第二學期）2主要內(nèi)容選擇網(wǎng)絡(luò)技術(shù)網(wǎng)絡(luò)的分層設(shè)計網(wǎng)絡(luò)站點設(shè)計地址分配與聚合設(shè)計遠程網(wǎng)接入設(shè)計網(wǎng)絡(luò)性能設(shè)計網(wǎng)絡(luò)冗余設(shè)計網(wǎng)絡(luò)安全性設(shè)計網(wǎng)絡(luò)設(shè)計實例8.1選擇網(wǎng)絡(luò)技術(shù)選擇網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在很大程度上就是選擇網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)和協(xié)議棧根據(jù)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)中層與層之間的關(guān)系，實際上更多地是將物理層和數(shù)據(jù)鏈路層合并考慮選擇合適的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，而將剩余層次一同考慮物理層和數(shù)據(jù)鏈路層是通信網(wǎng)絡(luò)的主要組成部分，因此選擇物理層和數(shù)據(jù)鏈路層技術(shù)實際上是選擇通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)華東師范大學計算機科學技術(shù)系《計算機網(wǎng)絡(luò)工程》第8章網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的設(shè)計（2009－2010學年第二學期）38.1選擇網(wǎng)絡(luò)技術(shù)局域網(wǎng)技術(shù)令牌環(huán)網(wǎng)和令牌總線網(wǎng)已經(jīng)基本退出歷史舞臺以太網(wǎng)則不斷推陳出新，成為了局域網(wǎng)技術(shù)中絕對的主流近幾年，以IEEE802.11為代表的無線局域網(wǎng)技術(shù)得到了快速的發(fā)展和應用需要用戶選擇的主要是傳輸速率：從10Mbps、100Mbps、1000Mbps到10Gbps傳輸媒體：雙絞線（屏蔽、非屏蔽）和光纖還有一些數(shù)據(jù)鏈路層的技術(shù)需要用戶選擇，例如，VLAN技術(shù)和生成樹協(xié)議華東師范大學計算機科學技術(shù)系《計算機網(wǎng)絡(luò)工程》第8章網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的設(shè)計（2009－2010學年第二學期）48.1選擇網(wǎng)絡(luò)技術(shù)廣域網(wǎng)技術(shù)廣域網(wǎng)主要用于遠距離連接多個局域網(wǎng)，因此廣域網(wǎng)必須是穩(wěn)定、可靠的，可以根據(jù)不同的用戶需求提供不同的服務目前大多數(shù)的廣域網(wǎng)服務可以從電信部門獲得，如SONET/SDH、ISDN、xDSL、公共數(shù)據(jù)網(wǎng)、幀中繼、ATM等，設(shè)計人員只需考慮如何選擇、接入和使用這些廣域網(wǎng)，只需考慮選購相應的接入設(shè)備及端口華東師范大學計算機科學技術(shù)系《計算機網(wǎng)絡(luò)工程》第8章網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的設(shè)計（2009－2010學年第二學期）58.1選擇網(wǎng)絡(luò)技術(shù)從網(wǎng)絡(luò)層往上到應用層，相互間的關(guān)聯(lián)更為緊密，基本上無法獨立選擇網(wǎng)絡(luò)模型和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議TCP/IP協(xié)議棧IPv6IPX/SPX協(xié)議、NetBEUI/NetBIOS協(xié)議、DLC協(xié)議和AppleTalk協(xié)議等華東師范大學計算機科學技術(shù)系《計算機網(wǎng)絡(luò)工程》第8章網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的設(shè)計（2009－2010學年第二學期）68.2 網(wǎng)絡(luò)的分層設(shè)計從邏輯上講，設(shè)計大型網(wǎng)絡(luò)時可以從中心開始把通信網(wǎng)絡(luò)劃分為核心層、分布層和接入層7華東師范大學計算機科學技術(shù)系《計算機網(wǎng)絡(luò)工程》第8章網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的設(shè)計（2009－2010學年第二學期）接入層工作組接入分布層基于策略的操作核心層高速交換技術(shù)8.2 網(wǎng)絡(luò)的分層設(shè)計核心層為其他兩層提供優(yōu)化的數(shù)據(jù)傳輸功能由一個高速的骨干網(wǎng)組成，其作用是盡可能快地交換數(shù)據(jù)包不應卷入到對具體的數(shù)據(jù)包的運算中去（如過濾等），否則會降低數(shù)據(jù)包的交換速度分布層提供基于統(tǒng)一策略的互聯(lián)性，定義了網(wǎng)絡(luò)的邊界，可以對數(shù)據(jù)包進行復雜的運算需支持網(wǎng)絡(luò)的高接口密度、高性能、高可用性等特性，應該與服務質(zhì)量（QoS）機制、智能應用技術(shù)以及安全性設(shè)計結(jié)合在一起8華東師范大學計算機科學技術(shù)系《計算機網(wǎng)絡(luò)工程》第8章網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的設(shè)計（2009－2010學年第二學期）8.2 網(wǎng)絡(luò)的分層設(shè)計接入層為最終用戶提供對網(wǎng)絡(luò)訪問的途徑，提供了帶寬共享、交換帶寬、MAC層過濾、網(wǎng)段微分等功能也可以提供訪問列表過濾等操作9華東師范大學計算機科學技術(shù)系《計算機網(wǎng)絡(luò)工程》第8章網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的設(shè)計（2009－2010學年第二學期）8.5 遠程網(wǎng)接入設(shè)計廣域網(wǎng)接入設(shè)計分支機構(gòu)與遠程用戶接入設(shè)計10華東師范大學計算機科學技術(shù)系《計算機網(wǎng)絡(luò)工程》第8章網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的設(shè)計（2009－2010學年第二學期）8.5.1廣域網(wǎng)接入設(shè)計在網(wǎng)絡(luò)設(shè)計階段仍然需要從網(wǎng)絡(luò)整體的目標出發(fā)對這些技術(shù)作出選擇，規(guī)劃單位內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)和服務商的廣域網(wǎng)之間的連接方式從技術(shù)角度看，接入方式中最重要的是網(wǎng)絡(luò)帶寬、可連接性、地址的識別和轉(zhuǎn)換、互操作性、安全性11華東師范大學計算機科學技術(shù)系《計算機網(wǎng)絡(luò)工程》第8章網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的設(shè)計（2009－2010學年第二學期）8.5.2分支機構(gòu)與遠程用戶接入設(shè)計解決分支機構(gòu)的接入需要可以采用敷設(shè)或租用專線的方法，由于費用比較昂貴，不適合長距離的分支機構(gòu)目前，解決分支機構(gòu)接入問題比較理想的方案是采用VPN技術(shù)使用ISP提供的VPN服務自行在總部網(wǎng)絡(luò)和分支機構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的邊緣均選用支持VPN的路由器12華東師范大學計算機科學技術(shù)系《計算機網(wǎng)絡(luò)工程》第8章網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的設(shè)計（2009－2010學年第二學期）8.5.2分支機構(gòu)與遠程用戶接入設(shè)計遠程用戶的接入早期基本上都采用撥號接入的方式目前，VPN接入也是遠程用戶接入的理想解決方案建立VPN服務器：Windows中路由與遠程訪問服務使用VPN網(wǎng)關(guān)設(shè)備：通過專用的硬件設(shè)備來提供VPN的遠程接入服務13華東師范大學計算機科學技術(shù)系《計算機網(wǎng)絡(luò)工程》第8章網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的設(shè)計（2009－2010學年第二學期）8.7 網(wǎng)絡(luò)冗余設(shè)計從工程的角度，可以把計算機網(wǎng)絡(luò)的可靠性定義為在給定的時間間隔及給定的環(huán)境條件下，網(wǎng)絡(luò)按設(shè)計目標成功運行的概率成功運行的含義正確無誤地完成規(guī)定的功能具有一種程度的容錯能力，即當網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)發(fā)生故障時，系統(tǒng)能夠繼續(xù)工作及迅速恢復的能力14華東師范大學計算機科學技術(shù)系《計算機網(wǎng)絡(luò)工程》第8章網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的設(shè)計（2009－2010學年第二學期）8.7 網(wǎng)絡(luò)冗余設(shè)計設(shè)備冗余軟件容錯網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和冗余線路15華東師范大學計算機科學技術(shù)系《計算機網(wǎng)絡(luò)工程》第8章網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的設(shè)計（2009－2010學年第二學期）8.7.1設(shè)備冗余設(shè)備冗余措施設(shè)備熱備份模塊熱備份磁盤冗余磁盤鏡像冗余磁盤陣列（RAID）16華東師范大學計算機科學技術(shù)系《計算機網(wǎng)絡(luò)工程》第8章網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的設(shè)計（2009－2010學年第二學期）華東師范大學計算機科學技術(shù)系《計算機網(wǎng)絡(luò)工程》第8章網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的設(shè)計（2009－2010學年第二學期）178.7.1設(shè)備冗余磁盤陣列RAID:RedundantArrayofIndependent(orInexpensive)Disks級別：0、1、2、3、4、5、6、0+1、10、50等華東師范大學計算機科學技術(shù)系《計算機網(wǎng)絡(luò)工程》第8章網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的設(shè)計（2009－2010學年第二學期）188.7.1設(shè)備冗余RAID0

數(shù)據(jù)沒有冗余度，但可提高讀寫速度至少需要2塊硬盤華東師范大學計算機科學技術(shù)系《計算機網(wǎng)絡(luò)工程》第8章網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的設(shè)計（2009－2010學年第二學期）198.7.1設(shè)備冗余RAID1

硬盤利用率為50％至少需要2塊硬盤華東師范大學計算機科學技術(shù)系《計算機網(wǎng)絡(luò)工程》第8章網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的設(shè)計（2009－2010學年第二學期）208.7.1設(shè)備冗余RAID2利用海明碼進行檢錯、糾錯華東師范大學計算機科學技術(shù)系《計算機網(wǎng)絡(luò)工程》第8章網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的設(shè)計（2009－2010學年第二學期）218.7.1設(shè)備冗余RAID3

數(shù)據(jù)被條化，分別存放在不同的硬盤上至少需要3塊硬盤華東師范大學計算機科學技術(shù)系《計算機網(wǎng)絡(luò)工程》第8章網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的設(shè)計（2009－2010學年第二學期）228.7.1設(shè)備冗余RAID4

數(shù)據(jù)按塊存放一個硬盤上至少需要3塊硬盤華東師范大學計算機科學技術(shù)系《計算機網(wǎng)絡(luò)工程》第8章網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的設(shè)計（2009－2010學年第二學期）238.7.1設(shè)備冗余RAID5

數(shù)據(jù)校驗分散在不同的硬盤中至少需要3塊硬盤華東師范大學計算機科學技術(shù)系《計算機網(wǎng)絡(luò)工程》第8章網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的設(shè)計（2009－2010學年第二學期）248.7.1設(shè)備冗余RAID6

采用兩種不同的校驗方法，并分散在不同的硬盤中至少需要4塊硬盤8.7.3網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和冗余線路要實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的可靠性，網(wǎng)絡(luò)主干的拓撲結(jié)構(gòu)應考慮容錯能力，采用冗余技術(shù)，包括網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的冗余網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間鏈路的冗余服務器通信通道的冗余虛擬路由冗余協(xié)議（VRRP）一種被廣泛應用于園區(qū)主干網(wǎng)的冗余線路解決方案對以太網(wǎng)終端IP設(shè)備的默認網(wǎng)關(guān)進行冗余備份，在其中一臺路由設(shè)備發(fā)生故障時，能向用戶提供透明的切換，及時由備份路由設(shè)備接管轉(zhuǎn)發(fā)工作也可以用于流量均衡25華東師范大學計算機科學技術(shù)系《計算機網(wǎng)絡(luò)工程》第8章網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的設(shè)計（2009－2010學年第二學期）8.7.3網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和冗余線路VRRP在園區(qū)網(wǎng)中的應用實例26華東師范大學計算機科學技術(shù)系《計算機網(wǎng)絡(luò)工程》第8章網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的設(shè)計（2009－2010學年第二學期）8.9 網(wǎng)絡(luò)設(shè)計實例實例1：家庭無線局域網(wǎng)實例2：大型校園網(wǎng)實例3：大型企業(yè)全國骨干網(wǎng)實例4：VOIP解決方案27華東師范大學計算機科學技術(shù)系《計算機網(wǎng)絡(luò)工程》第8章網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的設(shè)計（2009－2010學年第二學期）8.9.1實例1：家庭無線局域網(wǎng)28華東師范大學計算機科學技術(shù)系《計算機網(wǎng)絡(luò)工程》第8章網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的設(shè)計（2009－2010學年第二學期）8.9.2實例2：大型校園網(wǎng)校園網(wǎng)建設(shè)的目標和需求覆蓋兩個校區(qū)的所有建筑物，并實現(xiàn)兩個校區(qū)網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)互通逐步實現(xiàn)無線網(wǎng)絡(luò)中兩個校區(qū)內(nèi)的全覆蓋外網(wǎng)的接入點都位于老校區(qū)還應滿足以下基本需求主干網(wǎng)具有10Gbps以上帶寬，100Mbps交換到桌面要求系統(tǒng)能支持VLAN技術(shù)使用DHCP服務器分配IP地址，禁用私設(shè)DHCP服務器采取必要的安全措施，防止外來的攻擊和入侵提供從校外安全便捷地訪問校內(nèi)資源的服務29華東師范大學計算機科學技術(shù)系《計算機網(wǎng)絡(luò)工程》第8章網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的設(shè)計（2009－2010學年第二學期）8.9.2實例2：大型校園網(wǎng)校園網(wǎng)設(shè)計思想和方案選擇采用交換技術(shù)和虛擬網(wǎng)絡(luò)技術(shù)采用三級網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，即主干網(wǎng)、匯聚網(wǎng)和接入網(wǎng)兩個校區(qū)的主干網(wǎng)均采用VRRP實現(xiàn)雙核心結(jié)構(gòu)DHCP服務器等供校內(nèi)訪問的服務器采用雙機熱備份無線網(wǎng)絡(luò)與有線網(wǎng)絡(luò)的連接采用就近接入方案，不采用在整個校園內(nèi)部署無線專網(wǎng)的方案移動終端接入無線網(wǎng)絡(luò)必須經(jīng)過嚴格的身份認證選用SSLVPN網(wǎng)關(guān)為師生員工提供在校園網(wǎng)外接入校園網(wǎng)的服務30華東師范大學計算機科學技術(shù)系《計算機網(wǎng)絡(luò)工程》第8章網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的設(shè)計（2009－2010學年第二學期）8.9.2實例2：大型校園網(wǎng)31華東師范大學計算機科學技術(shù)系《計算機網(wǎng)絡(luò)工程》第8章網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的設(shè)計（2009－2010學年第二學期）8.9.3實例3：大型企業(yè)全國骨干網(wǎng)本實例中介紹的大型企業(yè)全國骨干網(wǎng)共包含3個骨干節(jié)點12個區(qū)域中心100多個地區(qū)公司在總部與各區(qū)域均設(shè)有獨立的數(shù)據(jù)中心，包括通用數(shù)據(jù)業(yè)務：包括電子郵件、防病毒系統(tǒng)、股份公司ERP、電視會議、電子商務、Internet訪問和辦公自動化等專用數(shù)據(jù)業(yè)務：包括生產(chǎn)運行數(shù)據(jù)、產(chǎn)銷存系統(tǒng)和銷售的管理系統(tǒng)等32華東師范大學計算機科學技術(shù)系《計算機網(wǎng)絡(luò)工程》第8章網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的設(shè)計（2009－2010學年第二學期）8.9.3實例3：大型企業(yè)全國骨干網(wǎng)33華東師范大學計算機科學技術(shù)系《計算機網(wǎng)絡(luò)工程》第8章網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的設(shè)計（2009－2010學年第二學期）8.9.4實例4：VOIP解決方案以某省一個銀行系統(tǒng)為例，介紹如何在現(xiàn)有IP網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上實施IP語音通信該銀行此次建設(shè)，主要包含省行機關(guān)、10個地市支行和80余個區(qū)縣支行，系統(tǒng)分3層體系結(jié)構(gòu)第一層是省行，包括頂級語