网络规划与设计 第3章 刻划现有互联网络的特征
计算机网络技术第三章知识点
计算机网络技术第三章知识点在计算机网络技术的学习中，第三章通常涵盖了诸多关键的知识点，这些知识点对于我们深入理解计算机网络的运行原理和应用具有重要意义。
首先，我们来谈谈网络拓扑结构。
网络拓扑结构指的是网络中各个节点和链路的几何排列形状。
常见的拓扑结构有总线型、星型、环型、树型和网状型等。
总线型拓扑结构就像是一条公共汽车线路，各个站点（节点）都连接在这条线路上。
优点是结构简单、成本低，但缺点也很明显，比如一旦总线出现故障，整个网络就会瘫痪。
星型拓扑结构则是以一个中心节点为核心，其他节点都连接到这个中心节点上。
这种结构便于管理和监控，但中心节点的负担较重，如果中心节点出问题，也会影响到整个网络。
环型拓扑结构里，节点首尾相连形成一个环形。
信息在环中单向传输，每个节点都要负责转发信息。
其优点是控制简单，但可靠性相对较低，一旦环中的某个节点出现故障，可能会导致整个环的通信中断。
树型拓扑结构像一棵倒立的树，根节点在上，分支节点在下。
这种结构易于扩展，但对根节点的依赖性较大。
网状型拓扑结构是最复杂但也是最可靠的一种，节点之间存在多条路径，即使部分链路出现故障，也能通过其他路径传输数据。
但它的成本高，管理复杂。
接下来是网络协议。
网络协议就像是网络世界中的“交通规则”，它规定了数据在网络中如何传输、交换和处理。
常见的网络协议有TCP/IP 协议簇。
TCP（传输控制协议）负责保证数据的可靠传输。
它通过建立连接、确认和重传机制，确保数据能够准确无误地到达目的地。
比如说，你在网上下载一个大文件，TCP 协议就会确保这个文件的每一个字节都能完整无误地到达你的电脑。
IP（网际协议）则负责给网络中的每一个设备分配一个唯一的地址，就像我们每个人都有一个独一无二的身份证号码一样。
通过 IP 地址，数据能够准确地找到目标设备。
除了TCP/IP，还有其他一些协议，比如HTTP（超文本传输协议），它是我们浏览网页时使用的协议；FTP（文件传输协议），用于在网络上传输文件。
网络规划与设计
网络规划与设计简介网络规划与设计是指对计算机网络系统进行全面规划和设计的过程，包括网络拓扑结构的确定、硬件设备的选型、网络地址的规划、安全策略的制定等。
一个良好的网络规划与设计能够提高网络的性能、可靠性和安全性，满足用户的需求，并且能够更好地适应未来的发展。
1. 网络规划的步骤1.1需求分析在进行网络规划之前，首先需要进行需求分析，了解用户的需求和业务特点。
这包括网络的大小和范围、用户数量和位置、对带宽和吞吐量的需求、对网络安全和可靠性的要求等。
通过需求分析，可以为后续的网络设计提供基础和方向。
1.2网络拓扑结构设计根据需求分析的结果，设计出合适的网络拓扑结构。
常见的网络拓扑结构包括星型、总线型、环型、树型和网状型等。
根据用户的需求和业务特点，选择适合的网络拓扑结构，并确定主干链路、分支链路和终端设备的布局。
1.3网络硬件设备选型根据网络规划的要求，选购适合的网络硬件设备。
这包括路由器、交换机、防火墙、服务器等。
在选型时，需要考虑硬件设备的性能、可靠性、适用性和价格等因素，以满足网络的需求，并尽量避免过度或不足的选购。
1.4网络地址规划网络地址规划是指确定网络IP地址的分配方案。
通过合理规划IP地址，可以提高网络的管理效率和安全性。
在进行网络地址规划时，需要考虑网络的划分、子网的设计、IP地址的分配等因素，以满足网络的需求，并充分利用IP地址资源。
1.5网络安全策略制定网络安全是网络规划和设计的重要方面。
在进行网络规划与设计时，需要制定合理的安全策略，以保护网络免受各种网络攻击和威胁。
安全策略包括访问控制、防火墙配置、数据加密等，同时需要定期评估和更新安全策略，以适应日益复杂和多样化的网络安全环境。
1.6网络测试与调整在网络规划与设计完成后，需要进行网络测试与调整，以验证网络的性能、可靠性和安全性，并解决可能存在的问题。
网络测试与调整可以通过模拟实际使用场景、进行负载测试等方式进行，同时还可以根据用户的反馈和需求进行进一步的调整和优化。
《网络规划与设计》课件
IP地址的分类与分配
B类地址
最高两位为10，用 于中等规模的网络 。
D类地址
最高位为1110，用 于组播。
A类地址
最高位为0，用于大 型网络和机构。
C类地址
最高三位为110，用 于小型网络和主机 。
E类地址
最高位为11110， 用于实验和研究。
子网划分与CIDR表示法
子网划分
通过将IP地址的主机部分划分为更小 的网络段，实现更精细的网络控制和 管理。
防火墙配置
配置防火墙的访问控制列表、安全策略等参数，实现网络安全防护和流量过滤。
06
网络性能优化
QoS技术及应用
QoS技术
QoS，即服务质量，是一种网络服务性能的综合评价指标。它涉及到数据传输的可靠性、速度以及数 据包丢失率等多个方面。
应用场景
在实时音视频传输、大型多人在线游戏、金融交易等对网络服务质量要求较高的场景中，QoS技术显 得尤为重要。
网络规划的基本原则
01
02
03
04
需求导向
根据实际需求进行规划，确保 网络能够满足用户和企业的发
展需要。
先进性
采用先进的技术和设备，确保 网络具有较高的性能和可靠性
。
经济性
合理控制成本，实现经济效益 最大化。
可扩展性
考虑未来的扩展需求，确保网 络具有良好的扩展性和灵活性
。
网络规划的步骤
网络拓扑设计
性能优化规划
根据网络流量特点，优化网络 设备参数，提高网络性能和响 应速度。
02
网络需求分析
用户需求分析
01
02
03
用户数量
分析目标网络的用户数量 ，包括员工、客户和合作 伙伴等。
网络规划与设计
网络规划与设计在当今数字化的时代，网络已经成为了人们生活和工作中不可或缺的一部分。
从日常的社交娱乐到关键的商业运营，网络的高效稳定运行至关重要。
而网络规划与设计，就是为了构建一个满足各种需求、可靠且易于管理的网络环境。
网络规划与设计可不是一项简单的任务，它需要综合考虑诸多因素。
首先，得明确网络的用途和预期的用户数量。
比如，一个小型办公室的网络需求和一所大型高校的网络需求就有天壤之别。
小型办公室可能只需要满足几台电脑的文件共享和互联网访问，而高校则要支持成千上万学生和教职工的在线学习、科研、管理等多种复杂的应用。
在确定了网络的用途和用户规模后，就得考虑网络的性能要求了。
这包括带宽、延迟、丢包率等指标。
带宽就好比是网络的“马路宽度”，决定了数据能够流通的量。
如果是进行高清视频会议或者大量数据传输的业务，那就需要较宽的带宽来保证流畅性。
延迟则是数据从发送端到接收端所花费的时间，对于在线游戏或者实时控制系统，低延迟是至关重要的。
丢包率反映了数据在传输过程中丢失的比例，过高的丢包率会导致数据错误或者应用中断。
接下来是网络拓扑结构的选择。
常见的拓扑结构有星型、总线型、环型和网状型等。
星型结构就像一颗星星，所有节点都连接到一个中心节点，易于管理和维护，但中心节点一旦出现故障，整个网络可能会瘫痪。
总线型结构则是所有节点都连接在一条总线上，成本较低，但扩展性和可靠性较差。
环型结构中节点依次连接形成一个环，数据在环中单向传输，比较适合对实时性要求高的应用。
网状型结构是节点之间都有直接的连接，具有很高的可靠性和容错性，但成本也较高，通常用于核心网络或者对可靠性要求极高的场景。
网络设备的选型也是关键的一环。
路由器、交换机、防火墙等设备的性能和功能直接影响网络的运行效果。
路由器负责不同网络之间的连接和数据转发，要根据网络规模和流量来选择合适的处理能力和接口数量。
交换机用于连接同一网络中的设备，有二层交换机和三层交换机之分，二层交换机主要基于 MAC 地址进行数据转发，三层交换机则可以实现基于 IP 地址的路由功能。
网络规划与设计方案
网络规划与设计方案网络规划与设计方案引言网络规划和设计是建立和配置网络基础设施的过程，以满足组织内外信息传输和通信需求。
网络规划和设计方案的成功实施对于组织的高效运营至关重要。
本文将介绍一个综合性的网络规划和设计方案，包括网络拓扑结构、网络设备的选择和配置、网络安全策略等方面。
该方案将确保网络的可靠性、高性能和灵活性，以满足组织的业务需求。
网络拓扑结构设计网络拓扑结构是网络中设备之间连接关系的布局方式。
根据组织的规模和需求，本方案将采用星型拓扑结构。
这种结构以核心交换机为中心，通过光纤或高速以太网连接到其他设备。
这种结构具有高度可靠性和可扩展性，易于管理和维护。
网络设备的选择和配置在网络设备的选择和配置方面，以下几个方面需要考虑：核心交换机核心交换机是网络的中心设备，承担着整个网络的数据交换和路由功能。
为了保证可靠性和性能，我们将选择高性能的企业级交换机，支持硬件冗余和高带宽连接。
边缘设备边缘设备是连接终端设备和核心交换机的设备，如路由器和交换机。
在选择边缘设备时，需要考虑网络规模和终端设备的数量。
我们将选择支持多个端口和高速连接的设备，以确保网络的稳定和性能。
无线接入点考虑到组织内部员工的移动性和灵活性需求，我们还将部署一些无线接入点，为员工提供无线接入服务。
在选择无线接入点时，需要考虑覆盖范围、速度和安全性。
我们将选择支持加密和身份验证的企业级无线接入点，以确保数据安全。
网络安全策略网络安全是组织网络规划和设计中不可忽视的重要方面。
以下是一些常见的网络安全策略：防火墙我们将在网络入口处部署防火墙设备，用于监控和控制网络流量。
防火墙将配置访问控制列表，限制对网络的未经授权访问，并检测和阻止恶意流量。
VPN为了保护远程访问和数据传输的安全性，我们将为外部用户和远程员工提供VPN（虚拟私人网络）服务。
VPN将使用加密隧道来确保数据的机密性和完整性。
IDS/IPS入侵检测系统（IDS）和入侵防御系统（IPS）将被配置在网络中，用于检测和阻止潜在的安全威胁。
《网络规划与设计》课件
线性拓扑结构的设计
线性拓扑结构是一种简单的网络布局，适用于小型组织或分支机构。
环形拓扑结构的设计
环形拓扑结构是一种将各个设备连接成环状的网络布局，适用于相对较小的 网络。
树形拓扑结构的设计
树形拓扑结构是一种层次化的网络布局，适用于大型企业或组织。
网状拓扑结构的设计
网状拓扑结构是一种将各个设备直接相连形成密集连接的网络布局，适用于高度可靠性要求的网络。
网络规划与设计的步骤
1
拓扑设计
2
选择适合的网络拓扑结构，如线性、环
形、树形或网状。
3
IP地址规划
4
规划和分配IP地址，确保网络中的每个设
备都能正常通信。
5
需求分析
了解业务需求，确定网络设计的目标和 范围。
硬件选型
选择合适的网络设备和技术，如交换机、 路由器、防火墙等。
安全设计
确定安全策略、防火墙规则以及其他安 全措施，保护网络免受外部威胁。
网络规划与设计是指设计和规划企业或组织中网络的架构、拓扑结构、协议 选择等，以满足业务需求并提供可靠的网络连接。
网络规划与设计的重要性
1 提高效率
一个合理规划和设计的网络可以提高数据传输的速度，提升员工工作效率。
2 增强安全性
通过规划合适的网络安全措施，可以降低网络遭受攻击的风险。
3 节约成本
通过网络规划和设计，可以避免不必要的硬件和软件浪费，从而节约成本。
《网络规划与设计》PPT 课件
这个PPT课件将介绍网络规划与设计的重要性、步骤以及各种拓扑结构的设计， 并探讨局域网、城域网、广域网、云计算网络和无线网络等的设计，以及IPv4、 IPv6、网络协议、网络安全、网络负载均衡等。还将讲解流量监测与分析、防 火墙、数据中心网络，最后讲解故障排除与优化。
网络规划设计师3
网络规划与设计——第三章
3.4.1 帧中继简介
• 帧中继的定义：帧中继技术是在OSI第二层上用 简化的方法传送和交换数据单元的一种技术。因 此，帧中继仅完成OSI物理层和链路层核心层的 功能，而将流量控制、纠错等留给智能终端去完 成。这样，大大简化了节点机之间的协议。
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《网络规划与设计》 冶金工业出版社
网络规划与设计——第三章
3.3 DDN数字数据网
• DDN网络简介：数字数据网（DDN）是利用数字 通道提供半永久性连接电路、以传输数据信号为 主的数字传输网络。
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《网络规划与设计》 冶金工业出版社
网络规划与设计——第三章
• DDN网的结构：DDN由数字通道、DDN节点、网 管控制和用户环路4个部分组成。 • 从地域上可划分为三级：一级干线网、二级干线 网和本地网。
4. 帧中继的协议结构
高层 Q.922 核心层 物理层 Q.922核心层（链路 层） 物理层
高层 Q.922 核心层 物理层
用户
UNI
网络
UNI
用户
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《网络规划与设计》 冶金工业出版社
网络规划与设计——第三章
5. 帧中继的主要标准
• 目前形成的标准或建议主要有：I.122（帧中继承 载业务框架）、I.233（帧模式承载业务）、I.370 （帧中继承载业务的拥塞管理）、I.555（帧中继 承载业务的互通）和Q.922（用于帧模式承载业 务的ISDN数据链路层枝术规范）。
帧中继
9.6、14.4、16、19.2、32、48、 N*64（N=1~31）或2048
PVC连接
话音／G3传真
8、16、32（话音压缩编码后的速率）
带信令传输能力的TDM连 接
网络规划与设计知识点
网络规划与设计知识点网络规划和设计是指在建设网络基础设施时，根据特定需求和目标，对网络进行规划和设计的过程。
一个良好的网络规划和设计可以提高网络的性能、可靠性和安全性，满足用户的需求。
本文将介绍一些与网络规划与设计相关的重要知识点。
一、网络规划与设计的步骤网络规划与设计一般包括以下几个步骤：1.需求分析：明确网络的使用需求，了解用户的业务需求和预期目标，确定网络的功能和性能要求。
2.拓扑设计：确定网络的拓扑结构，包括局域网、广域网和骨干网之间的逻辑和物理连接方式，以及网络设备的部署位置。
3.地址规划：确定网络的IP地址分配方案，分配IP地址段给不同的子网和设备。
4.安全策略：制定网络的安全策略，包括防火墙的配置、安全访问控制等，确保网络数据的机密性和完整性。
5.设备选型：选择适合网络规模和需求的网络设备，包括交换机、路由器、防火墙等。
6.测试和优化：在网络建设完成后，进行测试和优化，确保网络的稳定性和性能。
二、IP网络规划与设计IP网络规划与设计是网络规划与设计中的重要内容，主要包括以下几个方面的知识点：1.子网划分：根据网络规模和需求，将IP地址划分为多个子网，合理分配IP地址段。
2.路由设计：确定网络的路由策略，包括静态路由和动态路由的选择，确保网络的路由表正确且高效。
3.VLAN设计：根据网络的层次结构和安全需求，设计VLAN划分方案，实现安全隔离和网络流量控制。
4.QoS设计：根据应用的优先级和需求，设计QoS策略，保证关键应用的服务质量。
5.网络地址转换(NAT)：设计NAT策略，实现内部私有IP地址和外部公有IP地址之间的转换，提高网络的安全性。
三、无线网络规划与设计随着无线网络的普及和发展，无线网络规划与设计也成为了重要的知识点，其中包括以下几个方面：1.覆盖范围和容量规划：根据用户的需求和使用场景，确定无线网络的覆盖范围和容量要求，保证信号的覆盖和用户的体验。
2.频段选择：选择合适的无线频段，避免干扰和信号衰减，提高无线网络的性能。
网络规划与设计方案
网络规划与设计方案一、引言随着信息技术的不断发展，网络已经成为现代社会中不可或缺的一部分。
无论是企业机构还是个人用户，都需要一个稳定高效的网络来支持他们的工作和生活。
网络规划与设计方案就是为了满足这一需求而制定的，它涉及到网络的配置、拓扑结构、硬件设备、安全性等方面的内容。
本文将以一个虚拟公司的网络规划与设计方案为例，探讨网络规划与设计的要点和流程。
二、设计目标1.安全性：网络安全是一个重要的考虑因素，公司的数据和信息需要得到保护，防止黑客入侵和数据泄露。
2.稳定性：网络应该保持高可靠性和稳定性，以确保员工能够正常地使用网络进行工作。
3.扩展性：公司未来可能会扩大规模，网络应该有足够的扩展性来满足日益增长的需求。
4.性能：网络应该具备较高的性能，能够快速地传输大量的数据和多媒体内容。
5.成本效益：网络方案应该具备较高的成本效益，既能满足需求又能控制成本。
三、网络拓扑设计根据公司的规模和需求，我们选择了一个星型拓扑结构。
该结构将核心交换机作为核心节点，并通过交换机将各个部门的工作站连接起来。
这样可以确保网络的稳定性和高可靠性，同时也方便了网络的管理和维护。
每个部门会有一个独立的交换机来管理其内部的网络设备。
四、网络设备配置1.核心交换机：我们选择了一台高性能的核心交换机作为网络的核心节点。
它应具备多个以太网接口、众多的交换端口以及高速传输能力。
此外，需要设定合适的VLAN和路由表来实现网络分流和管理。
2.交换机：每个部门都会有一个独立的交换机来连接工作站和其他设备。
交换机的配置要根据部门的需求来定，一般包括合适的端口数量、支持VLAN和QoS等功能。
3.路由器：路由器是连接内部网络和外部网络的关键设备。
主要负责传输数据和控制数据的流向。
路由器的选择应根据网络规模和需求来定，具备高速传输能力和强大的性能。
4.防火墙：为了保护网络安全，我们需要在网络入口处设置防火墙。
防火墙的作用是监控和控制数据包的进出，防止非法访问和攻击。
网络规划与设计
网络规划与设计随着互联网技术的快速发展，网络规划与设计变得日益重要。
一个优秀的网络规划与设计可以帮助企业或组织高效地管理信息流动，提高工作效率。
本文将论述网络规划与设计的重要性以及实施网络规划与设计的步骤。
一、网络规划与设计的重要性网络规划与设计对于企业或组织的发展至关重要。
首先，它可以提升信息传输的稳定性和速度。
一个合理规划与设计的网络可以确保数据的快速传输，减少网络延迟，提高工作效率。
其次，网络规划与设计可以提高网络的安全性。
通过对网络的规划和设计，可以设置防火墙、加密通信等安全措施，保护企业或组织的敏感信息不被黑客或恶意软件侵入。
再次，网络规划与设计可以节约成本。
通过合理规划与设计，企业或组织可以最大限度地利用网络资源，避免不必要的投入，提高经济效益。
二、网络规划与设计的步骤1.需求分析在进行网络规划与设计之前，首先需要充分了解企业或组织的需求。
包括网络规模、带宽需求、安全等级要求等。
通过与相关部门的沟通和调研，明确需求，为后续的设计提供基础。
2.网络拓扑设计网络拓扑设计是指根据需求分析的结果，设计出网络的整体架构和结构。
可以采用星型、环型、树型等不同的拓扑结构，根据实际情况选择最适合的网络架构。
3.IP地址规划IP地址规划是指为每个设备分配合适的IP地址，保证网络设备之间的正常通信。
需要考虑网络的扩展性、管理性以及子网划分等因素，合理规划IP地址的分配。
4.网络安全设计网络安全设计是网络规划与设计的重要环节。
在设计过程中，需要考虑网络的安全策略、防火墙设置、入侵检测系统等安全措施，保护企业或组织的信息不受攻击。
5.设备选择与配置根据网络规划与设计的结果，选择合适的网络设备，包括交换机、路由器、防火墙等。
同时需要对这些设备进行配置，确保其能够正常工作，满足需求。
6.测试与优化网络规划与设计完成后，需要进行测试与优化。
通过测试，检查网络的可用性、传输速度、安全性等方面是否达到预期目标。
如果存在问题，及时进行优化和调整，确保网络运行良好。
网络规划与设计课程
– 不同目标可能在项目管理不同阶段根据不同需要，其 重要性也不一样。
– 当三个基本目标之间发生冲突的时候，成功的项目管 理者会采取适当的措施来进行权衡，进行优选。
• 层次性
– 目标的描述需要有一个从抽象的到具体的层次结构。
第19页
网络系统集成项目的多目标性
• 这三个基本目标之间往 往存在着一定的冲突。 通常是时间的缩短，要 以成本的提高为代价， 而时间及成本投入的不 足又会影响技术性能的 实现，因此三者之间往 往需要进行一定的平衡 。
第5页
对“网络工程”的理解
• 设计、建造和测试基于相关网络技术的计 算机网络是网络工程的任务
• 网络工程必须总结并研究与网络设计、实 施和维护有关的概念和客观规律，从而能 够根据这些概念和规律来设计和建造满足 用户需求的计算机网络。
第6页
网络规划与设计概念
• 网络规划与设计——就是为计划建设的网 络系统提出一套完整的设想和方案，包括 网络系统的可行性研究、需求分析、网络 类型、网络结构、子网划分与IP地址分配 、网络设备选型、综合布线方案、网络工 程施工与验收、投资预算等。
3. 网络应用的集成
通用应用系统和专用应用系统等 。
第12页
对“网络系统集成”的 进一步理解
• 网络系统集成为用户提供从方案设计、产 品优选、网络规划、软硬件平台配置、应 用软件开发、直至技术咨询与培训、售后 服务等的总体服务，使用户得到一体化的 解决方案。
第13页
对“网络系统集成”的 进一步理解
第30页
校园网建设状况 自评报告
网络规划杨 威与设计 山西师范大学网络信息中心 yangw@第 1 章
第1页
课程地位
• 计算机网络是信息社会的基础设施，局域网和 企业网是信息传输和信息枢纽不可或缺的平台 ，构建稳定可靠、高效经济的计算机网络不仅 能够促进信息的高速传输，加速信息共享的进 程，进而提高信息系统的整体性能。
网络规划与设计教程
2
网络规划与设计用户数量等
确定网络性能：分 2 析网络传输速度、 延迟、可靠性等
确定网络拓扑结构： 3 分析网络拓扑结构， 如星型、总线型、 环型等
确定网络安全需求： 4 分析网络安全需求， 如防火墙、入侵检 测系统等
确定网络管理需求： 5 分析网络管理需求， 如网络监控、日志 管理等
优化网络 协议：选 择合适的 网络协议， 提高网络 传输效率
优化网络 设备：选 择高性能 的网络设 备，提高 网络传输 效率
优化网络 管理：实 施有效的 网络管理， 提高网络 性能和安 全性
优化网络 安全：实 施有效的 网络安全 措施，提 高网络性 能和安全 性
01
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03
04
05
06
网络安全措施
04
恢复策略：制定 恢复策略，确保 数据丢失时能够 快速恢复
网络升级与扩展
1 网络升级：提高网络性能，满足业务需求 2 网络扩展：增加网络容量，提高网络可用性 3 网络优化：调整网络结构，提高网络效率 4 网络备份：建立冗余网络，保障网络可靠性 5 网络安全：加强网络安全措施，防范网络攻击 6 网络监控：实时监控网络状态，及时发现和解决问题
总线型拓扑：所 有节点共享一条 公共传输介质， 适用于大型网络
网状拓扑：所有 节点相互连接， 适用于无线网络
环形拓扑：所有 节点连接成一个 封闭的环，适用 于高可靠性网络
混合拓扑：结合 多种拓扑结构的 特点，适用于复 杂网络环境
IP地址分配策略
STEP1
STEP2
STEP3
STEP4
静态分配：为每个设备 分配固定的IP地址，适 用于网络规模较小、设 备数量固定的情况。
动态分配：通过DHCP 服务器自动分配IP地址， 适用于网络规模较大、 设备数量较多的情况。
网络规划与设计
网络规划与设计在当今数字化的时代，网络已经成为了人们生活和工作中不可或缺的一部分。
无论是企业的日常运营，还是个人的娱乐休闲，都离不开稳定、高效的网络支持。
而要构建一个满足需求、性能优越的网络，网络规划与设计就显得至关重要。
网络规划与设计是一个综合性的工作，它涵盖了从需求分析到网络实施和维护的整个过程。
简单来说，就是在建设网络之前，对各种因素进行充分考虑和规划，以确保最终建成的网络能够满足用户的期望和要求。
首先，需求分析是网络规划与设计的第一步。
这就像是盖房子之前要明确房子的用途和居住人数一样。
在网络环境中，我们需要了解用户的数量、业务类型、应用需求、流量模型等信息。
比如，一个小型办公室可能只需要满足几个人同时进行文件共享和网页浏览的需求；而一个大型企业可能需要支持多个部门之间的协同工作，涉及到视频会议、数据中心、远程办公等复杂的应用场景。
此外，还需要考虑未来的发展和扩展，预留一定的余量，以避免在不久的将来因为业务增长而导致网络性能不足。
在明确了需求之后，接下来就是网络拓扑结构的设计。
网络拓扑结构就像是网络的“骨架”，它决定了网络中各个设备之间的连接方式。
常见的拓扑结构有星型、总线型、环型、树型和网状型等。
星型结构易于管理和维护，但中心节点的故障可能会影响整个网络；总线型结构成本较低，但扩展性和可靠性较差；环型结构则具有较高的可靠性，但一旦某个节点出现故障，可能会导致整个环路瘫痪。
在实际设计中，需要根据需求和成本等因素，选择最合适的拓扑结构。
例如，对于一个对可靠性要求较高的金融机构，可能会选择网状型拓扑结构，以确保任何一条链路的故障都不会导致网络中断；而对于一个成本敏感的小型企业，星型结构可能是更好的选择。
网络设备的选型也是网络规划与设计中的重要环节。
网络设备包括路由器、交换机、防火墙、服务器等。
在选型时，需要考虑设备的性能、功能、可靠性、兼容性和价格等因素。
例如，路由器的处理能力和转发速度要能够满足网络的流量需求；交换机要有足够的端口数量和带宽；防火墙要能够提供有效的安全防护；服务器的配置要能够支持各种应用服务的运行。
网络规划与设计第3讲
大作业—— 新建高校校园网规划与设计
• 基本情况
*网络中心 90个信息点
*办公楼
100个信息点 150米
*教学楼（2） 50*2个信息点 400、500米
*实验楼
60个信息点 800米
*图书馆
100个信息点 80米
*学生宿舍楼（5） 200*5个信息点 500、700、
1000、1800、2600米
分析网络性能与非性能特征需求
1）分析网络性能指标的需求。主要性能指标包括： • 带宽：严格的带宽需求分析很复杂，需要统计每项网络应用业务
的使用位置、平均用户数、使用频率、平均事物大小、平均会话 长度等数据后再做相应计算。 • 由于目前园区网都是以太网，其带宽选择变化不多：接入层带宽 为100M或10/100M自适应，汇聚层带宽为100M或1G，核心层为1G 或10G 。所以在实际网络工程中,常凭经验和成本来考虑网络系统 带宽的需求。 • 时延：根据网络应用的类型来决定。例如，实时监控类的应用， 对时延要求较高。 • 时延抖动：语音、视频类的网络应用对时延抖动要求较高。 • 响应时间：这是用户使用电脑时能直接感受到的，用户常能提出 对该指标的具体要求，例如响应时间不大于3s。
• 80/20 规则是传统网络设计所遵循的一个一般规则，是关 于网络通信流分布的经验规则。80/20规则是指在一个网 段中，通信流的80%是在该网段内流动，只有20%的通信 流是流向其他网段的。
• 对于那些主要是远程访问或因特网应用的网络，就不适应 80/20规则了，而更接近于20/80规则了。
现有网络分析——估算法
• 对用户的每个网络应用业务，分析当其不能正常运行时可 能给用户造成损失的严重程度。然后在设计阶段，根据 4.3.4网络安全设计原则与要点中所述的原则、步骤和方法， 确定该网络的安全等级和相应的网络安全解决方案。
网络规划与设计
网络规划与设计我们在网络建设前都要做一个需求分析工作，否则，网络建立起来就带有盲目性，轻则造成网络资源浪费或网络瓶颈，重则使网络瘫痪，损失无法估量的数据资源。
网络建设前的需求分析，就是要规划网络建设所要做的工作。
根据用户提出的要求，进行网络的设计。
可以这么说，网络建设的好坏、快慢、可持续发展性等，都将取决于网络实施前的规划工作。
（1）网络的功能要求。
任何网络都不可能是一个可以进行各种各样工作的“万能网”，因此，必须针对每一个具体的网络，依据使用要求、实现成本、未来发展、总预算投资等因素仔细地反复推敲，尤其是分析出网络系统要完成的所有功能。
（2）网络的性能要求。
根据对网络系统的相应时间、事物，处理的实时性进行研究，确定系统需要的存储量及备用的存储量。
根据网络的工作站权限、容错程度、网络安全性方面的要求等，确定采取何种措施及方案。
（3）网络运行环境的要求。
根据整个局域网运行时所需要的环境要求，确定使用哪种网络操作系统、应用系统以及相应的应用软件和共享资源。
（4）网络的可扩充性和可维护性要求。
如何增加工作站、怎样与其他网络联网、对软件／硬件的升级换代有何要求与限制等，都要在网络设计时加以考虑，以保证网络的可扩充性和可维护性。
通常新建网络时都会给这个局域网提出一些有关使用寿命、维护代价等的要求。
在网络设计方面，主要采用层次式方法。
层次式网络设计在互联网组件的通信中引入了3个关键层的概念，分别是核心层、汇聚层和接入层。
通常将网络中直接面向用户连接或访问网络的部分称为接入层，将位于接入层和核心层之间的部分称为分布层或汇聚层。
接入层的目的是允许终端用户连接到网络，因此接入层交换机具有低成本和高端口密度特性。
汇聚层交换机是多台接入层交换机的汇聚点，它必须能够处理来自接入层设备的所有通信量，并提供到核心层的上行链路，因此汇聚层交换机与接入层交换机比较，需要更高的性能，更少的接口和更高的交换速率。
汇聚层是核心层和终端用户接入层的分界面，完成网络访问策略控制、数据包处理、过滤、寻址，以及其他数据处理的任务。
第三章 现有互联网络的特征分析
第三章现有互联网络的特征分析网络设计在很多情况下并不是在空白上进行设计，而是基于一定的已有网络，这一章我们就来看看，用什么方法我们来检查客户的现有网络，以便更好地判断如何满足网络可扩展性、性能和可用性等目标。
从而能够更好地判断客户的设计目标是否符合实际，通过对现有网络的分析找出现有网络存在的瓶颈、网络性能问题，从而为日后的性能测试提供基线。
对现有网络的检查包括拓扑结构、物理结构、以及网络性能的评估。
首先，网络基础设施的特征分析为网络基础设施的特征进行分析是指开发一组网络结构图，并确定主要网络互连设备和网段的位置。
在这个过程中我们需要记录主要设备和网段的名称与地址，以及识别所有编址和命名的标准方法；记录物理电缆的类型和长度、调查建筑与环境的制约因素，1.大型互连网络的特征分析第一步，绘制网络结构图通过绘制结构图我们能够了解用户集中在何处，以及网络设计必须支持的流量等级。
工欲善其事必先利其器，这里我们要知道在绘制网络结构图时我们能用到的工具。
绘制网络结构图相信大家在学习计算机网络这门课的时候已经有所了解，那么当我们在绘制大型互联网络的结构图时，显然单纯的一幅图已经不能满足需求，当然我们可以通过将几个不同区域的结构图进行简单的组合来实现，但是这里我们要介绍的是一种自顶向下的方法。
首先，绘制一幅逻辑图，用于说明网络用户使用的应用和服务。
这张图要包含能够调出的内部的网页、电子邮件、文件传输协议（FTP）和打印与文件共享服务器。
下一步就是绘制网络服务图。
用以描述安全服务器的位置、其他服务包括动态主机配置协议、DNS等。
然后就是第三层的拓扑结构的互连网络图。
包含路由器、路由器之间的逻辑连接和高层路由协议的配置信息。
最后我们还要提供提供一张或一组关于数据链路层链路和设备的详细信息图，应该提供一个好的物理拓扑结构的特征描述，展示局域LAN设备和连接到公共或专有WAN 的接口信息2.逻辑体系结构的特征分析逻辑拓扑结构阐明了网络的体系结构，该体系结构可能是分级的或扁平的，结构化的或非结构化的，分层的或不分层的，还讨能有其他情况。
网络规划和设计 PPT
3.多方沟通范围
具有与多方沟通的商务、合同法律、技术规范 等方面的知识
商
用户
务
、
集成商
工程
管 理
产品厂
软件
施工
监理
、商
技 术
开发 队 公司 商
网络系统设计关联人员
9
4.网络产品范围
交换设备 路由设备 安全设备 服务器 语音设备 视频设备 终端设备
10
5.系统架构种类
综合需求和约束（包括：现状、预算等），技术/商务基本方案论证、 比较和选择。
（3）网络的详细设计
逻辑网络设计 明确网络规模、网络结构、功能部署、运管策略等
物理网络设计 明确设备选型、部署和连接
（4）测试、优化和编写网络设计文档
制定测试计划 创建原形或试验系统实施测试计划 优化设计 制定文档
4
1.1.2网络规划与设计的原则和任务
1. 网络规划与设计的原则
总体原则：有约束(有限资源下有重点地阶段性）的满足用户对网 络现在和将来的功能和性能需要。
典型原则种类 业务目标驱动原则 可用性(能用、经用、易用）原则 可扩展性（适应性）原则 开放性（标准化）原则 经济性/可购买性原则 安全性原则 可管理性原则
VoIP 视频会议系统 视频监控系统等
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6.网络设计相关文档
需求分析报告 用户和设计人员已达共识
网络现状分析报告 概要设计书
包括可选方案和最终方案及其论证 详细设计书 试验或原形测试报告 实施方案和计划 其他
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网络设计与实施规范书纲要
执行综述（总结） 项目目标 项目范围 设计需求 网络现状 逻辑设计 物理设计 实施计划 项目预算 附录
3.3 网络设计与规划
3.3 网络设计与规划
主备人：
一、教学内容分析
本节继续上节课的内容，以规划校园网为线索，带领学生了解并体验网络规划的过程，确定网络的硬件和软件。
二、教学目标
1．了解并体验网络的规划设计过程，理解网络的规划在整个组网过程中的重要性。
2．了解拓扑结构的概念与相关知识，认识网络的硬件和软件。
3．能够根据小型局域网的需求对网络进行合理的规划与设计。
4．培养解决实际问题的能力以及创新意识和协作能力。
三、教材分析
教学重点
让学生了解网络规划的意义，并能根据一个小型局域网的需求，对网络选择进行合适的硬件和软件，对IP 地址进行合理的规划。
教学难点
学习选择网络的硬件与软件，IP 地址的规划与分配。
四、教学准备
教师搜集的网络设备图片、自制的课件等。
五、教学方法
讲授法、讨论法。
六、教学过程。
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垂直布线
同轴电缆 垂直竖井1 垂直竖井 垂直竖井2 垂直竖井 垂直竖井3 垂直竖井 光纤 STP 3类双绞线 类双绞线 5类或 类双绞线 类或6类双绞线 类或 其他
水平布线
同轴电缆 楼层1 楼层 楼层2 楼层 楼层3 楼层 光纤 STP 3类双绞线 类双绞线 5类或 类双绞线 类或6类双绞线 类或 其他
刻划现有互联网络的特征
分同协议的帧的大小不同 应答帧64字节；HTTP帧1500字节； 应用程序或协议帧置为较大的值，提高效率 接收方的接收窗口值较大 ，提高效率 提高路由器接口上的最大传输单元（MTU），提高效 率 分析帧的尺寸也有助于了解网络的健康情况
第三章 刻划现有互联网络的特征
刻划现有互联网络的特征
网络基础结构特征 现有互联网络的状况检查 网络健康检查表
刻划现有互联网络的特征
网络基础结构特征
绘制网络拓扑图
地理信息 广域网线路 楼宇和楼层及可能的设备间 WAN和LAN数据链路层技术的标志 WAN服务提供者的名字 路由器、交换机和集线器的位置 VPN的范围和位置 主服务器或服务器群组的位置
刻划现有互联网络的特征
分析延时和响应时间
使用协议分析仪察看数据帧之间的时间间隔，推断数 据链路层、传输层、应用层的大致响应时间 通过Ping命令测量往返时延
节点A 节点A 节点B 节点C 响应时间测量 节点B 节点C
测量用户应用的响应时间 测量系统应用的的时延（DNS、DHCP等）
刻划现有互联网络的特征
分析工具：协议分析仪或远程监测（ 分析工具：协议分析仪或远程监测（RMON）探针 ）
刻划现有互联网络的特征
分析网络精确度
物理层误码率的测试工具：1. 误码率测试仪 2.Cisco的
show命令
数据链路层的测试工具：使用协议分析仪检查接收帧 中的CRC，确定坏帧的比例 精确度还包括丢失数据包的测量 高层协议的错误情况分析使用含有专家系统的协议分 析仪 以太网常见错误：1、碰撞 2、半双工全双工不兼容
刻划现有互联网络的特征
现有互联网络的状况检查
刻划现有网络特征的工具
协议分析仪 网络监测与管理的工具 远程监测工具（RMON） 现有的Cisco工具 提供刻划现有网络特征信息的组织
网络健康检查表
网络拓扑结构和物理基础结构均被良好记录。 网络地址和名称已结构化方式分配并被良好记录。 网络连线以结构化方式安装，并做好了标记。 电信设施接线柜与末端点的网络连线总体上不超过100米。 网络是否满足当前用户需要。 是否已经有共享以太网段饱和（10分钟平均利用率超过37%） 是否由WAN链路饱和（10分钟平均利用率超过70%） 每百万字数据中，是否CRC错是否超过一个。 每个网段上广播是否超过20%。 没有任何路由器被超量使用（5分钟CPU利用率超过75%）。 平均来说，路由器丢失的分组不超过1%。 客户机与主机响应不超过100毫秒。
刻划现有互联网络的特征
网络基础结构特征
绘制网络拓扑图
大型主机的位置 主要网络管理站的位置 VLAN的范围和位置。 所有防火墙安全系统的拓扑结构 所有拨入拨出系统的位置 工作站所处位置的标记
刻划现有互联网络的特征
绘制网络拓扑图的工具：
Cisco Works HP Open View IBM Tivoli Ipswith的 Whatsup Gold Neon的LANSurveyor 微软的Visio系列 netViz的netViz产品
分析网络利用率
测定利用率的工具：协议分析仪 选择测定利用率的时间间隔 1、故障排查时，选择每分钟或每秒 2、性能分析或基线分析时，选择1~5分钟间隔 3、长期负载分析，选择10分钟，确定峰值 测量协议的利用率
刻划现有互联网络的特征
分析协议的利用率
协议的带宽利用率
相对网络利用率 协议一 协议二 协议三 绝对网络利用率 广播、 广播、组播的速率
检查无线接入点 重要的是评估接入点的信号损失情况 信号损失的原因：
反射 反射使信号反弹，造成干扰。金属表面易反弹 吸收 物体能吸收信号。比如：水，人 折射 一种介质进入另一种介质，从而改变方向 衍射 信号叠加，改变方向
刻划现有互联网络的特征
现有互联网络的状况检查
开发网络性能基线
基线指现有网络在正常负载下的性能指标 基线性能指标包括：带宽、利用率、精确度、效 率、延迟及响应时间 测试基线的时间应选择正常流量负载时间 确定基线有利于衡量你的网络设计工作
刻划现有互联网络的特征
网络寻址和命名的特征
绘制网络结构图时，标出主要站点、路由器、网段 和服务器的名字 了解客户的网络层编址方案 了解客户的路由汇聚情况 客户现有的编址方案会影响路由选择方案
刻划现有互联网络的特征
布线与介质特征 建筑物布线记录表
建筑物名称 电信接线柜的位置 配线室及与外部网络交界的位置 逻辑布线拓扑结构（星型、总线型、环型、集中式、 逻辑布线拓扑结构（星型、总线型、环型、集中式、 分布式、网状、树形等等） 分布式、网状、树形等等）
工作区布线
同轴电缆 楼层1 楼层 楼层2 楼层 楼层3 楼层 光纤 STP 3类双绞线 类双绞线 5类或 类双绞线 类或6类双绞线 类或 其他
刻划现有互联网络的特征
检查建筑物及环境约束
空调 供暖 通风 电源 电磁干扰保护 用于无线传输和无反射表面的干净的路径 可以锁住的门 足够的空间——布线、配线板、设备架、工作空间
分析网络可用性
收集平均无故障时间和平均修复时间的统计信息 与技术人员讨论导致最近的和最具有破坏性的停 机的原因
刻划现有互联网络的特征
现有网络的可用性特征
MTBF 企业整体 网段一 网段二 网段 n MTTR 最后一次停机时间及 最后一次停 机的原因 持续时间
刻划现有互联网络的特征
现有互联网络的状况检查
现有互联网络的状况检查
检查互联网络上主要路由器的情况
Show interfaces。显示接口卡上的统计数据。 Show processes。显示最后5秒、1分钟、5分钟 CPU效率。 Show buffers。显示缓冲大小等信息。 Show memory。显示内存使用情况。 Show startup-config。显示下次引导时配置信息。 P.65列出了很多命令