第一章计算机网络工程设计概述

清华大学出版社第1章计算机网络工程设计概述•教学提示：本章概要介绍网络工程设计的基本知识和网络工程体系结构。要求了解网络工程设计基本知识，初步掌握网络工程设计要求、网络工程的体系框架结构、网络工程方案设计与实施的步骤以及成为合格的网络工程设计与系统集成商的基本要求。包括计算机网络工程设计中所涉及到的基本概念、网络系统集成的概念、方法和内容、网络系统工程与设计的步骤和原则、网络工程体系结构、网络工程设计过程模型与网络工程的组织。•教学目标：培养学生掌握了解网络系统集成的内容，掌握网络系统集成的方法和步骤。能根据网络用户的需求，确定客户有效完成工作所需的网络建设服务和性能水平，明确网络工程设计的目标、项目范围和网络工程设计要求。•重点知识：能根据网络用户的需求，确定客户有效完成工作所需的网络建设服务和性能水平，网络工程集成的体系结构，网络工程设计规模与实施的步骤。清华大学出版社第1章计算机网络工程设计概述1.1计算机网络工程设计基础1.2计算机网络工程概述1.3网络工程设计基本知识1.4计算机网络工程集成的体系结构1.5计算机网络工程设计过程模型1.6网络工程的组织1.7实践项目清华大学出版社第1章计算机网络工程设计概述1.1计算机网络工程设计基础网络系统集成商和系统集成工程师作为网络系统集成工程的实施者和设计者，成为网络工程建设实践中的生力军，正不断与用户合作完成各种类型的网络系统集成项目。而计算机网络工程设计基础是网络系统集成工程师基础知识之一。清华大学出版社第1章计算机网络工程设计概述1.1.1计算机网络定义与分类1、计算机网络定义•一般认为，把地理位置不同、功能独立自治的计算机系统及数据设备，通过通信设备和线路连接起来，在功能完善的网络软件运行支持下，以实现信息交换和资源共享为目标的系统。•从以上定义可以看出，计算机网络具有3个要素。（l）资源服务（2）通信（3）协议清华大学出版社第1章计算机网络工程设计概述1.1.1计算机网络定义与分类2、计算机网络分类按网络的拓扑结构分类。按传输介质分类。按通信传输方式和使用的链路协议分类。按通信信道分类。可分为点对点传输网络和广播式传输网络。按网络所担负的职责。按服务方式分类。按网络规模和所跨越的地理位置划分。清华大学出版社第1章计算机网络工程设计概述1.1.2计算机网络的发展概况1、计算机网络的形成与发展经历了4个历史阶段：（1）计算机技术与通信技术相结合，形成了初期的计算机网络模型。（2）在计算机通信网络的基础上，完成了网络体系结构与协议完整的计算机网络。（3）计算机解决了计算机联网与互联标准化的问题，提出了符合计算机网络国际标准的“开放式系统互联参考模型（OSIRM）”，从而极大地促进了计算机网络技术的发展。（4）计算机网络向互联、高速、智能和全球化发展，并且迅速得到普及，实现了全球化的广泛应用。清华大学出版社第1章计算机网络工程设计概述1.1.2计算机网络的发展概况2、计算机网络的发展趋势(1)向开放式的网络体系结构发展；(2)向高性能（包括高速、高可靠性、高安全性等）发展。(3)向计算机网络智能化发展。清华大学出版社第1章计算机网络工程设计概述1.1.3计算机网络组成和基本要素1、作为一个计算机网络必须具备下列三个要素：至少有两台以上具有独立操作系统的计算机，且相互间有共享资源的需求。两台（或多台）计算机之间要有通信手段将其互连。两台（或多台）计算机之间要有相互通信的规则。清华大学出版社第1章计算机网络工程设计概述1.1.3计算机网络组成和基本要素2、计算机网络有关的基本术语资源子网：资源子网主要负责全网的信息处理，为网络用户提供网络服务和资源共享功能等。它主要包括网络中所有的主计算机、I/O设备和终端，各种网络协议、网络软件和数据库等。通信子网：通信子网主要负责全网的数据通信，为网络用户提供数据传输、转接、加工和转换等通信处理工作。它主要包括通信线路（即传输介质）、网络连接设备（如网络接口设备、通信控制处理机、网桥、路由器、交换机、网关、调制解调器和卫星地面接收站等）、网络通信协议和通信控制软件等。清华大学出版社第1章计算机网络工程设计概述1.2计算机网络工程概述1.2.1计算机网络工程的定义计算机网络工程就是组建计算机网络的工作，凡是与组建计算机网络有关的事情统统都可以归纳到计算机网络工程中来。根据网络系统集成商建设计算机网络的具体过程，我们可以将计算机网络工程定义如下：所谓计算机网络工程就是根据用户单位的应用需求及具体情况，结合现代网络技术的发展水平及产品化的程度，采用工程的方法经过充分的需求分析和市场调研，确定网络建设方案，并依据网络建设方案有计划、按步骤进行网络系统的总体建设过程。清华大学出版社第1章计算机网络工程设计概述1.2计算机网络工程概述1.2.2计算机网络工程的特点计算机网络工程是一项综合性的系统工程，它除了具备一般工程所具有的内涵和特点以外，还具有以下特点：(1)计算机网络工程具有非常明确的建设目标；(2)计算机网络工程要有详细的规划；(3)计算机网络工程必须依据国际、国内、行业及地方等正规标准；(4)计算机网络工程要有完备的技术文档；(5)计算机网络工程要有法定的或固定的责任人，要有完整的组织实施机构；(6)计算机网络工程要有客观的监理和验收标准。清华大学出版社第1章计算机网络工程设计概述1.2计算机网络工程概述1.2.3计算机网络工程的基本要素通过计算机网络工程的基本定义可以看出，一项计算机网络工程必须具备以下基本要素：(1)满足明确的业务和应用需求；(2)满足用户对网络系统的功能要求；(3)按照成熟可行的设计方案进行实施；(4)在完善的组织流程规范下进行。清华大学出版社第1章计算机网络工程设计概述1.2计算机网络工程概述1.2.4计算机网络工程的建设目标工程建设是一项复杂的系统工程，一般可分为网络规划和设计阶段、工程组织和实施阶段以及系统运行维护阶段，最终建成包含网络硬件系统平台、网络软件系统平台、网络安全管理平台的计算机网络系统。网络硬件系统平台包括主机、网络设备、综合布线系统等硬件；网络软件系统平台包括网络操作系统、工作站操作系统、网络服务器系统、数据备份系统、数据库管理系统等；网络安全管理平台包括网络安全系统和网络管理系统等。清华大学出版社第1章计算机网络工程设计概述1.3网络工程设计基本知识1.3.1网络工程设计概念网络工程设计是确保工程项目的顺利进行和工程实施的第一个环节。网络工程设计不是一件简单的事，事实上，设计师必须具备网络系统集成的基本知识，掌握网络工程方案设计与实施的步骤。网络系统集成即网络设备、网络操作系统与应用系统的集合、组合、一体化。清华大学出版社第1章计算机网络工程设计概述1.3网络工程设计基本知识1.3.2网络工程设计要求1.网络技术集成的要求要求网络系统设计人员必须从客户应用和业务需求入手，充分考虑技术发展的变化，帮助用户分析网络需求，根据需求的特点选择局域网技术和广域网技术，为用户提供网络工程整体解决方案。2.网络产品集成的要求要求网络系统设计人员至少要了解与掌握2个或多个厂商产品的功能和性能特点，根据用户的实际应用需求和费用承受能力，完成设备选型与软硬件配置、工程施工等网络产品集成项目。清华大学出版社第1章计算机网络工程设计概述1.3网络工程设计基本知识1.3.2网络工程设计要求3.网络应用集成的要求不同的网络应用系统需要不同的网络平台，要求网络工程技术人员必须做好充分的用户调研，详细分析应用模型，反复论证技术方案，给用户提供使用、好用、够用的一体化解决方案并付诸实施。4.网络工程投标书编写的要求网络工程投标商应根据用户的实际情况、网络工程招标项目的目标与特点，以及实现的功能和技术要求，对项目方案的设计、设备的选型、采用的技术路线及工程实施的过程进行详细的设计，设计方案要根据用户招标书的要求及走访用户了解到的实际需求来完成，并各处方案的性价比。清华大学出版社第1章计算机网络工程设计概述1.4计算机网络工程集成的体系结构1.4.1基本概念系统集成绝不是对各种硬件和软件的堆积，系统集成是一种在系统整合、系统再生产过程中为满足客户需求的增值服务业务，是一种价值再创造的过程。不仅涉及各个局部的技术服务，一个优秀的系统集成商更是注重整体系统的、全方位的无缝整合与规划。清华大学出版社第1章计算机网络工程设计概述清华大学出版社第1章计算机网络工程设计概述1.4.2网络环境支持平台环境支持平台指为了保障网络安全、可靠、正常运行所必须采取的环境保障措施。环境保障措施。主要内容包括机房和电源。1．机房机房包括位于网管中心或信息中心用以放置网络核心交换机、路由器、服务器等网络重要设备的场所，还包括各建筑物内放置交换机和布线基础设施的设备间、配线间等。机房和设备间对温度、湿度、防静电、防电磁干扰、防太阳暴晒等要求较高，在网络施工前要先行设计施工装修。清华大学出版社第1章计算机网络工程设计概述2．电源电源为网络关键设备提供可靠的电力供应。理想的电源系统是UPS，它有3项主要功能：稳压、备用供电和智能电源管理。有些单位供电电压长期不稳，对网络通信、服务器设备安全和寿命造成严重威胁，甚至破坏宝贵的业务数据，因此必须配备稳压电源或带整流器和逆变器的UPS电源。由于电力系统故障、电力部门疏忽或其他灾害造成电源掉电，会造成网络设备掉电，损失有时是无法预料的。配备能够与网络通信设备和服务器接口的智能管理型UPS，断电时UPS会调用一个值守进程，保存数据现场并使设备正常关机。一个良好的电源系统是网络可靠运行的保证。1.4.2网络环境支持平台清华大学出版社第1章计算机网络工程设计概述1.4.3网络通信与服务硬件支持平台1．网络传输基础设施网络传输基础设施指以网络连通为目的铺设的信息通道，根据距离、带宽、电磁环境和地理形态的要求，可以是室内综合布线系统、建筑群综合布线系统、城域网主干光缆系统、广域网传输线路系统、微波传输和卫星传输系统等。2．网络通信设备网络通信设备指通过网络基础设施连接网络节点的各类设备，统称为网络设备，包括网络接口卡(NIC)、集线器(HUB)、交换机、三层交换机、路由器、远程访问服务器(RAS)、Modem设备、网桥和信关等。清华大学出版社第1章计算机网络工程设计概述1.4.3网络通信与服务硬件支持平台3．网络服务器硬件和操作系统服务器是组织网络共享核心资源的宿主设备。网络操作系统是网络资源的管理者和调度员。二者是构成网络基础应用平台的基础。4．网络协议网络中的节点之间要想正确地传送信息和数据，必须在数据传输的速率、顺序、数据格式及差错控制等方面有一个约定或规则，这些用来协调不同网络设备间信息交换的规则称做协议。系统集成技术人员只要掌握CSMA/CD等几种主要协议就够了。清华大学出版社第1章计算机网络工程设计概述1.4.3网络通信与服务硬件支持平台5．外部信息基础设施的互连和互通大约在1995年，网络建设还停留在信息孤岛阶段，各单位、各行业建立了很多物理上互不连通、应用上互不相容的网络，行政方面的条块分割更使这种建设恶性膨胀。Internet的出现彻底改变了这种局面，今天，互连互通已成为建网的出发点之一，几乎所有的网络系统集成项目都能遇到内联(Intranet)和外联(Extranet)问题。清华大学出版社第1章计算机网络工程设计概述1.4.4网络应用平台1.数据库平台迄今为止，数据库系统仍然是支撑网络应用的核心。小到人事工资档案管理、财务系统，中到全国联机售票系统，大到集团公司的数据仓库、全国人口普查和气象数据分析，数据库都担当着重要角色。可以这么说，哪里有网络，哪里就有数据库。网络数据库平台由3部分组成：RDBMS、SQL服务程序和数据库工具。目前比较流行的数据库有：Oracle9i、SyBaseASE12.0、MicrosoftSQLServer2003、IBMDB2等。清华大学出版社第1章计算机网络工程设计概述清华大学出版社第1章计算机网络工程设计概述2．Internet/Intranet