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第一章网络工程基础知识网络组成要素介绍网络工程设计概述网络拓扑结构实例分析•网络组成要素介绍••可分为三类：•计算机系统•数据通信系统•网络软件及网络协议•网络组成要素介绍—计算机系统•主计算机（Host）又称主机，负责数据处理和网络控制在局域网中又称服务器•终端即个人计算机，又称工作站、结点•网络组成要素介绍—数据通信系统•1.通信控制处理机主要负责主机与网络的信息传输控制，主要功能：线路传输控制、差错检测与恢复、代码转换、数据帧的拆装2.传输介质传输数据信号的物理通道，如：双绞线、同轴电缆、光纤、无线电等3.网络互连设备实现网络中计算机之间、网与网之间的互连以及数据信号变换、路由等功能主要有中继器、交换机、路由器、网关等•网络组成要素介绍—网络软件及网络协议•1.网络操作系统是网络系统管理和通信控制软件的集合，管理整个网络的软、硬件资源、网络通信和任务的调度，并提供用户与网络之间的接口2.网络协议计算机之间、网络之间相互识别和正确通信的一组标准和规则在Internet上传送数据至少通过三层协议：网络协议、传输协议、应用程序协议•网络工程设计基础•建立计算机网络系统是一涉及面广、技术复杂、专业性较强的系统工程。主要包括网络规划、网络设计、设备选型与采购、设备安装调试、运行管理、维护1.网络规划基本原则2.需求分析、网络设计3.网络工程实施•网络工程设计基础—网络规划基本原则•先进性原则•开放性原则•易用性原则•安全性原则•灵活性和可扩充性原则•稳定性和可靠性原则•实用性和经济性原则•网络规划基本原则—先进性原则•尽可能采用先进、成熟的技术和设备，使其在一段时间内保证其主流地位。由于网络建设投资较大，网络应用的发展非常快，要保证网络在数年内仍能满足用户的需要。•太新的技术有其不足之处：一是技术不成熟；二是标准不完备、不统一；三是价格高；四是技术支持力量不够•网络规划基本原则—开放性原则••网络的建设应遵循国际标准，采用大多数厂家支持的、开放的标准协议以及标准接口，如TCP/IP协议、IEEE802系列标准等。••其目的首先是有利于未来网络系统的扩充，其次是有利于与外部网络互联，也为异种机、异种操作系统的互联提供便利和可能•网络规划基本原则—易用性原则••整个网络必须易于管理、安装、使用和良好的可管理性。••网管人员可借助网管软件，方便完成设备配置、状态监视、信息统计、流量分析、故障报警、诊断和排除等任务。•网络规划基本原则—安全性原则••网络系统的安全性是指确保系统内部的数据和数据访问以及传输信息安全，包括两个方面：••一、外部网络与本网络之间互联的安全性••二、内部网络系统的安全性••在企业网、政府行政办公网、国防军工网、电子商务网站以及VPN等网络系统应重点体现安全性原则，确保网络系统和数据的安全运行。•网络规划基本原则—灵活性和可扩充性原则••灵活性体现在连接方便，设计和管理简单、灵活，使用和维护方便。••可扩充性表现在数量的增加、质量的提高和新功能的扩展。•网络规划基本原则—稳定性和可靠性原则••稳定性和可靠性要求软件和设备有很高的平均无故障时间和尽可能低的平均故障率，使网络能稳定、可靠运行。••像金融、证券、民航等行业在网络设计中应优先重点考虑。•网络规划基本原则—实用性和经济性原则••计算机设备、服务器设备和网络设备在技术性能逐步提高的同时，其价格却在逐步下降。因此不可能也没有必要实现所谓的“一步到位”，所以在设计中把握“够用”和“实用”的原则，以到达实用、经济和有效的目的。•网络工程设计基础—需求分析、网络设计•需求分析•可行性分析•总体设计•详细设计•需求分析、网络设计—需求分析•网络的物理布局•用户设备的类型与配置•通信类型和通信流量•网络服务•网络现状•所需要的安全程度•需求分析、网络设计—可行性分析••可行性分析是结合用户的具体情况，论证建网目的的科学性和正确性。主要包括技术可行性和经费预算可行性。••技术可行性包括四个方面：1、传输；2、用户接口；3、服务器；4、网络管理能力••经费预算可行性考虑的是建网的软、硬件设备投资、安装、培训和用户支持以及运行和维护费用。•需求分析、网络设计—总体设计••根据网络规划提出的各种技术规范和系统性能要求，以及需求分析，制订出一个总体计划和方案。•网络流量分析、估算和分配•网络拓扑结构设计•网络功能结构设计•需求分析、网络设计—详细设计••即分系统进行设计•网络主干设计、子网设计•网络硬件设备、软件选择•网络的传输介质和布线设计•网络安全和可靠性设计•网络管理设计•网络工程实施•设备器材和软件的采购根据网络设计方案，确定网络软件，选择性能价格比高的设备，通过公开招标等方式与供货商签订供货合同，确定安装计划•网络系统的安装、调试，测试、验收主要包括系统的结构化布线、系统安装、互连调试、测试、验收等•用户培训使用户掌握系统的原理、使用方法以及技术•网络拓扑结构实例分析••网络的拓扑结构是指网络中各节点之间的物理或逻辑的连接方式。用几何的方式描述连接集合和相互连接的节点之间的关系。有五种基本拓扑结构：网状形、星形、树形、总线形、和环形••网状形通常用在广域网和网络的互联，局域网通常采样后四种。网络拓扑结构实例分析•网络拓扑结构实例分析—网状拓扑结构••网状拓扑结构中的节点需用点对点的方式相互连接。一个n个节点的网状网络全连接需要n(n-1)/2个连接。为了适应全连接的需要，每个节点必须有年n-1个端口。•网络拓扑结构实例分析—星型拓扑结构••星形拓扑结构中的每个节点都与中心控制节点进行点对点连接。••树形拓扑结构是星形拓扑结构的扩展，即中心控制节点连接的是次中心控制节点。•网络拓扑结构实例分析—环型拓扑结构••环形拓扑结构中的每个节点都与其相邻的两个设备用点对点方式连接，所有的设备互连形成一个环，信号以同一方向延环传送，直到目的设备。•网络拓扑结构实例分析—总线型拓扑结构••总线型拓扑结构是一种多点互联的结构，由一根电缆构成整个网络，连接所有的设备。网络拓扑结构实例分析银河亿次巨型计算机•网络工程基础知识参考书目•黄传河等，计算机网络应用设计。武汉大学出版社•张卫等，计算机网络工程。清华大学出版社•陈平，计算机网络工程与实训•段水富等，计算机网络规划与设计。浙江大学出版社•王宣政等译，计算机网络布线手册（第二版）。人民邮电出版社•雷震甲，网络工程师教程。清华大学出版社•实验一：网络认知实验•1、网络设备认知，熟悉实验室网络环境•2、网络拓扑图分析与设计，掌握Visio软件的使用