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1、1,网络工程,任课教师：杨扬参考书目：网络工程设计与系统集成（杨威）网络系统集成与工程设计（杨卫东）Computer Networks（Andrew S.Tanenbaum）,网络设计与项目管理基础,2.1网络工程需求分析磨刀不误砍柴工细致的需求分析，能有效的提高网络实施效率。大总管统揽全局项目经理的“职责”好性不如烂笔头需求调查文档记录、用户调查、市场调研、网络需求规格、网络工程方案内容,2023/2/8,3,网络工程设计,（1）基于网桥的崩塌式网络结构（Collapsed Backbone Network)组成：网络中心与各楼宇之间用网桥连接，楼内主机用HUB汇接，路由器既用于IP地址解析
2、，同时作为园区网对外连接的边界；拓扑：星型结构；特点：平面型二级网络结构，全网是一个广播域，集中式访问控制（由路由器承担）；问题：广播风暴严重；任两IP子网中间通信都必须经过唯一的第三层设备路由器，路由器负担重；访问控制唯一依靠路由器，控制能力差。,4,园区网络结构,组成：网络中心与各楼宇之间用路由器连接，楼内主机用HUB汇接；拓扑：星型 特点：分层网络结构，多个广播域，无广播风暴；分布式访问控制，控制能力强；问题：路由器延时大，数据交换能力稍弱；投资大。,5,2、交换式网络结构（1）用第二层交换机组成的网络结构,用交换机替代网桥，尽管交换机的性能高于网桥，仍然是一崩塌式网络结构，崩塌式网络固
3、有的问题依旧存在。,6,第三层交换机出现后园区网结构有了很大发展：摆脱了崩塌式网络的局 限，性能有了很大提高；IP地址解析和访问控制趋 向分布化；网络结构分为3个层次：核心层 提供可靠、高速的通信链路；汇接层（分布层）接入设备汇聚，实现分布路由解析和访问控制；接入层 支持用户主机接入。,7,网络层次结构,在网络中心和汇接点配备第三层交换机，引入汇接点减少了全星型结构 时的光纤投入和核心交换机端口数量，增强了IP解析和访问控制能力；园区内IP路由解析和边界路由功能分离，提高了出入口性能；,8,园区网络结构,（3）第三层交换到楼宇,网络中心,汇接点,L3核心交换机,internet,低端第三层交换
4、机的出现推动了第三层交换到楼宇，将访问控制推向贴 近用户接入的地方，进一步增强访问控制能力；缩小广播域，提高了网络性能。,L3交换机,L3交换机,L3交换机,楼宇,边界路由器,楼层,L3交换机,L2交换机,L3交换机,网络结构和可靠性,小规模校园网单一核心交换机,树型结构，节点处是单一故障点。,10,网络结构和可靠性,双核心交换机+汇接点冗余上行链路,网状或环型主干交换机+汇接点冗余上行链路,中规模校园网,大型校园网,11,多校区网络互连结构和可靠性,校区1,校区2,校区3,校区间网状互连形成核心层；每个校区具有相对独立且有冗余路由的汇接层;核心层和汇接层无单链路故障点，但每个校区核心交换机是
5、单一故障点。,消除校区间的单一故障点方法1,校区1,校区2,校区3,每个校区配置两台核心交换机，以消除校区间 的单一故障点；主要问题是核心交换机较昂贵，代价太大。,多校区网络互连结构和可靠性,13,校区1,校区2,校区3,从每个校区的一个汇接点连接一个相邻校区 的核心交换机；路由配置使得数据包主要走校区间的主干线，仅出现故障时才由部分辅助干线全力支撑。,消除校区间的单一故障点方法2,多校区网络互连结构和可靠性,14,校区1,校区2,校区3,确保任一个校区的核心交换机故障或任一条线 路故障时，网络核心层和汇接层仍是连通的；硬件设备的代价小。,消除校区间的单一故障点方法2,多校区网络互连结构和可靠
6、性,网络工程设计基础,高效的扁平结构（图2.5）有线与无线融合（图2.6）服务器部署位置（图2.7）,2.2.5安全管理思想,网络安全前期防范“木桶原理”网络安全在线保护有效防护、实时监测、快速恢复网络安全有效性与实用性找到那个“平衡点”网络安全等级划分与管理“该去哪去哪，能去哪就去哪”,17,应用服务器,internet,网络中心,L3/L4交换机,网络边界结构和可靠性,核心交换机,边界路由器,单一故障点,单一故障点,边界结构仅影响对外连接的可靠性；路由器和路由器接入的核心交换机是两个单一故障点。,18,应用服务器,internet,网络中心,L3/L4交换机,网络边界结构和可靠性,核心交换
7、机,边界路由器,单一故障点,路由器分接两个核心交换机，两条链路带宽可以是对称的，也可以是非对称的；路由器最好与两个不同校区的核心交换机连接；边界路由器是单一故障点，性能不太高的边界路由器在网 上病毒泛滥时极易崩溃。,2023/2/8,19,网络边界结构和可靠性,边界路由器,双边界路由器通过两个L2交换机连接校园网的两个核心交换机；边界路由器可采用中等性能的L3交换机；对外只接一个网络时，总会存在一个单一故障点。,校区/楼宇1核心交换机,校区/楼宇2核心交换机,对外,服务器,边界路由器,入侵监测,非军事区 DMZ,外网2,外网1,对外访问,控制点,自学部分,网络项目管理基础项目质量管理基础项目成
8、本及效益测算,综合布线系统,平时我们谈论的布线系统主要是指建筑物综合布线系统PDS。建筑物综合布线系统PDS是其它布线系统的基础，它主要包括“语音和数据通信”的布线系统，简称“综合布线系统”。是美国电话电报公司（AT&T）贝尔实验室在85年首先推出的，并于1986年通过美国电子工业协会（EIA）和通信工业协会（TIA）的认证，于是很快得到世界范围内的广泛认同，并在全球范围内推广。,物理网络设计综合布线系统,综合布线系统是一种跨学科、跨行业的系统工程，能够支持综合型的应用。它使得线缆不再仅仅用来连接网络设备，而是被看作一种重要的建筑实体：线缆设备、线缆系统或建筑物布线,23,综合布线的优点,综合
9、布线系统具有良好的综合性和兼容性,24,它集语音、数据、图像与监控等设备于一体，将多种终端设备的插头、插座标准化，能满足不同厂商终端设备的需要，连接不同类型的设备，兼容不同的系统,综合布线系统适用性强、便于扩展、使用灵活,综合布线系统采用模块化设计，布线系统采用积木式标准组件，易于扩充与重新配置,美国电话电报公司（AT&T），AT&T是最早进入我国的“结构化综合布线系统”公司，在我国的市场占有率最高。AT&T公司在八十年代末完成新华社新办公大楼的“结构化综合布线系统”工程（这是一个支持多文种数据处理系统）；美国（AMP）公司，主要完成上海三和花园的“结构化综合布线系统”工程；美国西蒙（SIEM
10、ON）公司,“综合布线系统”的主要生产厂商：,综合布线系统构成,综合布线系统国际标准ISO/IEC11801、北美地区标准EIA/TIA568A、EIA/TIA569欧洲地区标准EN50173,26,工作区子系统,水平布线子系统,垂直主干线子系统,管理子系统,设备间子系统,建筑群主干子系统,工作区子系统,工作区子系统是指从终端设备到信息插座的整个区域，即一个独立的需要设置终端设备的区域划分为一个工作区。工作区可支持电话机、数据终端、计算机、电视机、监视器以及传感器等终端设备。工作区适配器的选用应符合下列要求：确定信息插座的数量和类型、根据楼层平面图计算每层楼布线面积 估算I/O插座数量一般设计
11、两种平面图供用户选择、确定I/O插座的类型,28,29,工作区子系统,确定信息插座的数量和类型插座的数量：基本型9平方米一个信息插座（微机或电话）。增强型9平方米两个信息插座。,30,水平子系统,水平子系统由建筑物各层的接线间至各工作区信息插座之间所配置的线缆构成，根据用户需求可以选用支持话音、数据、图象传输信号的双绞线和光纤。,31,水平子系统应根据下列要求进行设计：根据用户工程提出近期和远期的终端设备要求每层需要安装的信息插座数量及其位置终端将来可能产生移动、修改和重新安装的详细情况一次性建设与分期建设的方案比较,32,直接埋管方式对于线缆比较少的建筑物（老的建筑物，“管道过线盒各个支管”
12、），缺点是穿线比较麻烦。先走线槽后走支管方式金属线槽走吊顶，至各房间后剔墙而下走支管，布线方便，价格较贵。地面线槽方式在地面垫层中埋线槽，每隔48米安装一个过线盒或出线盒，与直接埋管方式类似。,要考虑的原则,容量不得超过线槽截面积的70%非屏蔽双绞线弯曲半径至少为线缆外直径的4倍，屏蔽线至少为6倍牵引拉力要均匀：1根为100N，2根为150N，3根为200N但最多不能超过400N！,干线（垂直）子系统,设计要求干线子系统由设备间子系统、管理子系统和水平子系统的引入设备之间的相互连接线缆组成。它是建筑物内的主馈线缆，用于楼层之间垂直（水平）干线线缆的统称干线子系统布线的拓扑结构主要有星型、总线型
13、、环型、树状型等,35,垂直干线子系统设计步骤确定干线子系统规模确定每层楼的干线确定整座楼的干线确定楼层配线间至设备间的垂直干线线缆路由确定单层平面到设备间的水平主干线线缆路由,线缆管道法专用管道。线缆井法建楼时已做设计。管道井法利用已有的管道或竖井（通风井或强电井）。托架法架设专用的托架走线。,37,设备间子系统,设备间是在每一幢大楼的适当地方安装进出线设备和主配线架。并进行布线管理和维护的场所。由建筑物进线设备，如语音、数据、图像等各种设备及其保安配线设备和主配线架等组成位置及大小应根据进出线设备的数量、规模、最佳管理等因素，择优选取,38,39,设备间设备方法设备间位置设备间的使用面积建
14、筑结构设备间的环境条件安全分类结构防火内部装修火灾报警及灭火设施,40,建筑群子系统,建筑群子系统是指由两个以上的建筑物的电话、数据、电视系统等组成的一个建筑群综合布线系统，由连接各建筑物之间的缆线组成建筑物子系统。这部份的布线方法可以采用架空法、直埋法、底下管道法等。,41,注意：了解敷设现场确定线缆系统的一般参数确定建筑物的线缆入口确定明显障碍物的位置确定主线缆路由和另选线缆路由选择所需要线缆类型和规格确定每种选择方案所需的劳务费确定每种选择方案所需的材料成本选择最经济、最实用的设计方案,42,线缆布线方案架空线缆通常只用于有现成电线杆，而且线缆的走线方式不是主要考虑的场合。（离最近的建筑
15、物不得少于30m),43,防护及接地需采取防护的情形 在大楼内部存在下列的干扰源，且不能保持安全间隔时：配电箱和配电网产生的高频干扰大功率电机电火花产生的谐波干扰荧光灯管，电子启动器电源开关电话网的振铃电流信息处理设备产生的周期性脉冲,在大楼存在下列的干扰源，且处于较高电磁场环境：雷达无线电发射设备移动电话基站高压电线 电气化铁路雷击区,周围环境的干扰信号场强或综合布线系统的噪声电瓶超过规定时：综合布线系统是否需要采取防护措施，其因素比较复杂，其中最重要的是防电磁干扰和电磁辐射。电磁干扰影响综合布线系统能否正常工作；电磁辐射则涉及信息不被无关人员窃取的安全问题，或者造成电磁污染。,防护措施抗电磁干扰防电磁辐射综合布线系统用于高速率传输（LAN）的情况下，可能造成传输信号向空间辐射。同一大厦内不同的单位或部门，相互之间不希望对方的信息或造成对方网络系统工作的不稳定。采取屏蔽后，两者都能得以解决,综合系统与其他干扰源的间距 双绞线电缆与干扰源的距离,光缆与其它线管间的距离,其他防护措施环境保护在易燃的区域和大楼竖井内布放电线或光缆，宜采用防火和防毒的电缆；相邻的设备间应采用阻燃型配线设备；对于穿钢管的电线或光缆可采用普通外护套关于防火和防毒电电缆的推广应用，考虑到工程造价的原因没有大面积倡议，只是限定在易燃区域和大楼竖井内采用,
