计算机网络规划与设计第二章之需求分析课件.ppt

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1、第二章 需求分析 山东科技大学信息科学与工程学院引入教学内容:学习需求分析的要素和过程。教学目标:1.掌握基于用户目标分析需求的步骤和内容 2.掌握收集和分析现有网络信息的内容和方法 3.能编写简单的需求文档 山东科技大学信息科学与工程学院网络设计生命周期PDIOO P计划：输出需求报告D设计：输出设计规范书I实现：输出验收测试报告O运营：输出运营测试报告O优化：输出优化方案R退役：输出退役原因报告 山东科技大学信息科学与工程学院第2章 需求分析 2.1 需求分析的内容及需求分析的内容及相关文档相关文档 2.2 描述现有网络及构建相关文档描述现有网络及构建相关文档 2.3 需求分析案例需求分析

2、案例 山东科技大学信息科学与工程学院2.1 需求分析的内容收集需求的步骤和产生的相关文档收集需求的步骤和产生的相关文档客户确定企业网络应用商业约束分析技术目标分析商业目标分析文档技术约束分析企业组织结构分析 山东科技大学信息科学与工程学院1.企业组织结构的分析确定并描述：确定并描述：组织类型、组织结构、组织业务过程及信息流、组织类型、组织结构、组织业务过程及信息流、组织的策略、策略的制定者。组织的策略、策略的制定者。了解公司的组织结构将有助于对主要用户群和通信量进行描述了解公司的组织结构将有助于对主要用户群和通信量进行描述和定位，也有助于了解其管理层次。和定位，也有助于了解其管理层次。例：一个

3、中等销售企业例：一个中等销售企业 X公司的组织结构。公司的组织结构。CEO销售经理客户支持经理财务经理部门部门部门部门部门 山东科技大学信息科学与工程学院序号用户服务需求目前需求/需求描述1地点财务办公室2用户数量303预计未来3年新增用户数204示例图表表1 网络用户需求调查表示例业务部门用户数业务内容及相关软件业务产生数据需要网络提供的服务财务部30固定资产管理系统、财务软件、杀毒软件总帐、明细帐、各种报表，每年业务在10000笔左右 财务办公室档案室5纸制档案和相关图片、电子档案等需保存30年的数据库，共约5000份，大小约200GB30市场部20表2 用户应用需求调查表示例 山东科技大

4、学信息科学与工程学院2.商业目标分析 请客户对建设网络的商业目标作简明扼要、商业性的陈述请客户对建设网络的商业目标作简明扼要、商业性的陈述。这有助于对网络中使用的产品和技术的定位。这有助于对网络中使用的产品和技术的定位。例：例：X公司的组织业务目标公司的组织业务目标目标现状措施增强竞争力其他公司有响应速度更快的基于网络的销售/客户管理系统加强网络建设,使用具有销售跟踪和合作伙伴关系跟踪的应用系统降低成本数据不统一，多次输入，维护工作量大数据统一平台建设，提高数据的可用性。增加客户支持无订单跟踪技术支持引入基于网页客户支持技术的订单跟踪增加新的服务电话/传真定购电话/传真确认安全的基于网页的定购

5、、安全的基于网页的确认 山东科技大学信息科学与工程学院3.商业约束分析确定并描述可能影响网络设计的商业约束条件确定并描述可能影响网络设计的商业约束条件。例：典型的约束事项及例：典型的约束事项及X公司的组织约束公司的组织约束约束事项约束因素（不在文档内)约束事由 对策策略约束偏见、利益、历史因素造成的在集成商、协议、产品、甚至整个项目的倾向性。还想用已用设备厂家的产品。尊重预算约束资金不足以构成最佳方案。要购买n台笔记本电脑等减少质保时间等时间约束用户要求的工期与设备到货、软件开发力量有偏差等。要求3个月完成工程。与用户商议员工能力约束有无技术资质的员工，对项目进度及维护管理服务有关。无专业网管

6、人员提前培训或建议招聘 山东科技大学信息科学与工程学院4.确定企业的网络应用确定并描述所需应用确定并描述所需应用/服务种类。服务种类。例：例：X公司的公司的所需应用所需应用/服务种类及其组织网络结构。服务种类及其组织网络结构。公司信息网站财务系统客户服务系统销售管理系统决策系统智能网络服务：Web 服务，电子邮件服务，文件传输服务，安全服务、数据库服务，网络管理服务等网络基础设施 网络组织结构应该是一个横向、开放的、合作的环境，克服网络组织结构应该是一个横向、开放的、合作的环境，克服了组织关系和地理位置的障碍，将所有参与实体综合到一个组织生了组织关系和地理位置的障碍，将所有参与实体综合到一个组

7、织生态系统中。态系统中。网络是此生存系统的基础设施，网络组织将网络看成能够提网络是此生存系统的基础设施，网络组织将网络看成能够提高利润、降低成本、增进客户高利润、降低成本、增进客户/供应商关系的一个应用，是非常重供应商关系的一个应用，是非常重要的。要的。山东科技大学信息科学与工程学院应 用 名 称应 用 类 型新的应用（是或否）关 键 性 备注应用名称：使用客户指定名称应用类型：可以任意描述，也可归类为以下标准网络应用之一：电子邮件、文件传输、web浏览、网络游戏、视频会议、电子商务等。关键性：可分级填写，如非常关键（1）、有点关键（2）、不关键（3）。山东科技大学信息科学与工程学院5.技术目

8、标分析评价一个网络的技术目标包括可扩展性、可用性、网评价一个网络的技术目标包括可扩展性、可用性、网络性能、安全性、可管理性、适应性、可购买性。络性能、安全性、可管理性、适应性、可购买性。可扩展性：如广播流量、路由交换协议、局域网技术可扩展性：如广播流量、路由交换协议、局域网技术等对可扩展性的影响。等对可扩展性的影响。可用性：用户可以利用网络的时间。一般以每年、每可用性：用户可以利用网络的时间。一般以每年、每月内正常工作的时间占该时期总时间的百分率来表示。月内正常工作的时间占该时期总时间的百分率来表示。可用性与可靠性紧密相连，但包含更广。可用性与可靠性紧密相连，但包含更广。可用性与冗余有关。冗余

9、是高可用性的解决方案。可用性与冗余有关。冗余是高可用性的解决方案。可用性与可恢复性有关。可用性与可恢复性有关。“弹性弹性”好的网络，可用好的网络，可用性也比较好。性也比较好。山东科技大学信息科学与工程学院网络性能：影响网络性能的因素很多，评价一网络性能：影响网络性能的因素很多，评价一个网络的性能，可以通过一系列性能参数来测个网络的性能，可以通过一系列性能参数来测量和描述。量和描述。技术目标中的各个方面在实际中可能发生冲突，技术目标中的各个方面在实际中可能发生冲突，而且项目费用的削减也会影响技术目标的实现。而且项目费用的削减也会影响技术目标的实现。技术目标的实现都需要进行折中和妥协。可以技术目标

10、的实现都需要进行折中和妥协。可以请用户为技术目标排列优先次序。请用户为技术目标排列优先次序。山东科技大学信息科学与工程学院技术指标重要性说明响应能力、吞吐量25%中心结点（网络核心与汇聚设备和企业级服务器设备）最为重要。可靠性25%链路质量、设备稳定性、环境干扰控制最为重要。安全性15%公司商务机密（客户、订单信息等）关键交易数据必须安全。可扩展性20%当响应能力、吞吐量降低或公司规模扩大时可以方便的再分解网络、提高带宽、增加端口。可管理性10%保证方便的维护：可靠性、安全性、可扩展性先进性5%对以后技术的支持。例：例：X X公司的技术指标公司的技术指标 山东科技大学信息科学与工程学院2.2

11、2.2 现有网络描述现有网络描述一.层次化描述现有网络拓扑结构二.模块化描述现有网络结构三.调查、测量现有网络性能四.汇总并审计现有网络信息 山东科技大学信息科学与工程学院一、层次化描述现有网络拓扑结构 u调查应用、服务、网段、链路、媒体、设备等的相关信息包括：调查应用、服务、网段、链路、媒体、设备等的相关信息包括：l 位置信息位置信息 n主要服务器主要服务器/群组的位置群组的位置n异地地区及其之间的广域网连接点异地地区及其之间的广域网连接点n本地园区、楼宇、楼层及其之间的连接点本地园区、楼宇、楼层及其之间的连接点n大型主机的位置大型主机的位置n主要网络管理站的位置主要网络管理站的位置n路由器

12、和交换机的位置路由器和交换机的位置nVLAN的位置和范围的位置和范围n工作站所处的位置工作站所处的位置 l命名标准、方法及其信息命名标准、方法及其信息l技术参数（可参考各对象的参数指标）技术参数（可参考各对象的参数指标）u 绘制一张或一组（绘制一张或一组（按自顶向下按自顶向下/层次化方式层次化方式）网络结构图）网络结构图 山东科技大学信息科学与工程学院1.网络应用图调查应用的类型、名称、使用的协议和部署位置、范围 山东科技大学信息科学与工程学院网络应用调查表序号名称/版本类型服务器位置协议安全性QoS用户分布用户数客户端1XX财务系统财务 x楼/y室/z网段TCP,端口号 n高级访问控制低W网

13、段（n,m)C/B 山东科技大学信息科学与工程学院2.网络服务图调查服务的类型、名称、使用的协议和部署位置、范围 山东科技大学信息科学与工程学院TACACS，TACACS+，RADIUS TACACS,TACACS+：（Terminal Access Controller Access Control System）终端访问控制器访问控制系统。通过一个或多个中心服务器为路由器、网络访问控制器以及其它网络处理设备提供了访问控制服务。支持独立的认证（Authentication）、授权（Authorization）和计费（Accounting）功能。uRADIUS（Remote Authentic

14、ation Dial In User Service），远程用户拨号认证系统 山东科技大学信息科学与工程学院网络服务调查表序号名称/版本类型服务器位置/类型协议安全性QoS用户分布用户数客户端1TACACS+认证 x楼/y室/z网段TCP,端口号 n高级访问控制低全网段（n,m)C 山东科技大学信息科学与工程学院3.网络层拓扑结构 192.168.2.0192.168.1.0192.168.3.0192.168.4.0192.168.5.0202.194.128.0192.168.100.050用户用户70用户用户80用户用户调查路由设备位置、接口、路由协议的名称，IP网段/网络号、VLANI

15、D及范围 山东科技大学信息科学与工程学院网络层信息调查表序号名称类型位置/类型路由协议安全性连接连接接口接口IP地址IP网段VLANID用户数/范围1R3路由器 x楼/y室，汇聚静态RIPv2 鉴别R1S1a.a.a.ax.x.x.x/nyy网FE0/1b.b.b.by.y.y.y/n2050zz网FE0/2c.c.c.cz.z.z.z/n3040路由设备及连接信息表路由设备配置信息 山东科技大学信息科学与工程学院4.链路层拓扑结构1000Mbps100Mbps100Mbps100Mbps100Mbps100Mbps100Mbps100Mbps56Kbps DLCI=556Kbps DLCI=

16、2056Kbps DLCI=20调查WAN链路技术、设备及位置、ISP名称、WAN链路ID、带宽；LAN链路技术、交换机位置、端口、带宽、配置信息、VLAN位置与范围 山东科技大学信息科学与工程学院链路层信息调查表序号名称类型位置/类型协议安全性连接连接端口带宽总/已用端口数VLANID/网段用户数/范围1S6以太交换机 x楼/y室，接入STP802.1Q802.1xS3/汇聚FE0/11000M24/1910/x.x.x.x/n18交换设备及连接信息表交换设备配置信息 山东科技大学信息科学与工程学院5.物理结构楼宇布线图楼宇布线图调查与电信服务商间、园区楼宇间、各楼宇内垂直/水平布线物理连接

17、线缆类型、长度、连接点位置建筑物布线信息调查表J13垂直布线楼层#信息点数线缆类型连接点位置/编号长度铺设时间楼层1x多模101柜/n架/m口 to 135/01150m2005.5UTP5E楼层2楼层nJ13水平布线竖井#线缆总数线缆类型连接点位置/编号长度铺设时间竖井1x多模101柜/x架/y口 to 901柜/w架/v口90m2005.5UTP5E竖井2建筑物间布线楼宇源楼宇目可/已用线缆类型楼间连接点位置/编号长度铺设时间J1J138/2芯单模光纤J1/x室/n柜/m架/k口 to J13/y室/w柜/u架/v口2000m2005.5 山东科技大学信息科学与工程学院光纤铺设路线图光纤铺

18、设路线图物理拓扑图物理拓扑图622M ATM155M ATM100M FE10M Ether5500 SW2820 SW1924 SW学生活动中心复旦二附中复旦附中HUB 山东科技大学信息科学与工程学院二、模块化描述现有网络结构将各种网络组件按功能/作用进行模块化/区域化划分，并给出它们之间的连接边界 山东科技大学信息科学与工程学院三.调查、测量现有网络性能u调查、测量的目的、范围和时机u调查、测量的项目l 可用性l 利用率l 准确度l 效 率l 延时/响应时间 山东科技大学信息科学与工程学院调查、测量目的u为实现新网络的技术目标提供性能提升设计需求依据u为新旧网络融合提供客观的(被证实的)网

19、络组件属性 设备、接口等的组件硬配置属性(例:CPU、内存等）设备、接口等的组件软配置属性(例:协议、定时等）u为新网络性能的测量提供基线数据 据此提高了性能？据此满足了网络覆盖范围的扩展需求但性能未降低？山东科技大学信息科学与工程学院调查、测量范围u可能范围：网段、局域网、建筑物内网、园区网、远程访 问、企业网的u重点范围：反映有问题的网段。例：网速慢/时断时连的区域。与新网络互操作多的区域。例：骨干网区。C-2C-1C-3校区骨干AC-2AC-2校园骨干 山东科技大学信息科学与工程学院调查、测量时机u测量时机：选择具有可统计/可表现问题的时机 正常负载期间性能测量 异常/峰值负载期间性能测

20、量 选择恰当检测持续时间和间隔 山东科技大学信息科学与工程学院调查、测量现有网络性能-可用性可用性调查技术和工程人员获得可用性数据，判断对网络应用的适应性企业网企业网网段网段1网段网段2网段网段nMTBFMTTR最后一次严重停机最后一次严重停机的日期和持续时间的日期和持续时间最后一次严重最后一次严重停机的原因停机的原因 山东科技大学信息科学与工程学院调查、测量现有网络性能-利用率利用率设定不同设定不同平均时间窗口平均时间窗口检测检测带宽利用率带宽利用率（n%）l时间窗口时间窗口:15分钟分钟,适合适合于发现因短时端因于发现因短时端因广播风暴广播风暴或或快速重传快速重传等等问题问题引发的流量峰值

21、和性能分析，确定性能引发的流量峰值和性能分析，确定性能基线数据基线数据例：例：3 3分钟间隔的利用率测量分钟间隔的利用率测量 山东科技大学信息科学与工程学院例：例：60分钟间隔的利用率测量分钟间隔的利用率测量l时间窗口时间窗口:10:10分钟分钟,适合适合较长时段（天、周、月）的较长时段（天、周、月）的负载检测和性能分析负载检测和性能分析 山东科技大学信息科学与工程学院分析协议的带宽使用率相对带宽使用率绝对带宽使用率组播流量比率广播流量比率协议1流量协议2流量协议3流量协议n流量相对带宽使用率=协议i流量/网段上总流量绝对带宽使用率=协议i流量/网段带宽组播流量比率=协议i组播流量/协议i总流

22、量l 适合分析网络应用流量分布和协议异常流量。适合分析网络应用流量分布和协议异常流量。山东科技大学信息科学与工程学院调查、测量现有网络性能-准确度准确度误码率误码率 适用于分析信道质量（线缆、接口、干扰）和工程质量。丢包率丢包率 适用于分析设备负载状况 被接口忽略的输入数据报量 路由器接口输出队列（满）丢包量 路由器接口输入队列（满）丢包量 缓存（满）丢包量冲突率冲突率 适用于分析网段状况 负载（用户数、带宽）链路配置（速度兼容、双工兼容性）问题 接口故障 山东科技大学信息科学与工程学院调查、测量现有网络性能-效率效率测量不同长度分组分布测量不同长度分组分布,可用于选择合适的可用于选择合适的M

23、TU值值,提高网络效率提高网络效率;发发现故障（以太网碎片等）现故障（以太网碎片等）;发现配置问题（禁止发现配置问题（禁止IP报文分段）。报文分段）。山东科技大学信息科学与工程学院调查、测量现有网络性能-延时延时测量重要设备上或设备间的延时：可以逐层(物理层-应用层)测试分析延时的发生量和位置 传输+传播延时 物理层 存储+处理延时 链路层 *网络层 传输层 *应用层结点A结点B结点C结点A X结点BX结点CX 山东科技大学信息科学与工程学院主要网络性能参数阀值 可用性可用性：MTBF（4000h）、MTTR（1h）利用率（阀值）利用率（阀值）：共享以太网段的饱和度（链路利用率/10分钟70%

24、)WAN链路饱和度（链路利用率/10分钟70%)组播&广播流量(20%)路由器负载（cpu 的利用率/5分钟75%)响应时间（阀值）响应时间（阀值）:端到端延时（100毫秒）可靠性（阀值）可靠性（阀值）：以太网冲突率（0.1%)误码率（10-7）路由器平均丢包率（1%）被接口忽略的输入数据报量 路由器接口输出队列（满）丢包量 路由器接口输入队列（满）丢包量 缓存（满）丢包量 山东科技大学信息科学与工程学院常用性能测量ISO命令show buffersshow environmentshow interfacesshow memoryshow processesshow running-conf

25、igshow version 山东科技大学信息科学与工程学院四、汇总并审计现有网络信息1.汇总审计网络结构信息2.汇总并分析网络性能 山东科技大学信息科学与工程学院1.汇总审计网络结构信息网络应用列表：命名规则，名称，位置等信息；网络服务列表：命名规则，名称，位置等信息；网络编址表：IP地址块及其分布，网关，手工或DHCP服务等信息;WAN、LAN、VLAN列表：命名规则，名称,位置，规格等信息网络设备列表：命名规则，名称，位置，型号，规格/配置，软件版本等信息；网络设备闲置资源列表：闲置端口，模块，插槽等信息；网络设备的配置文档：IOS配置文档信息；布线和跳线列表：位置，类型，数量，距离，铺

26、设路线，编码标记等信息。工作站分布列表：数量，位置，用途等信息。山东科技大学信息科学与工程学院分析适应性应用系统适用？升级？替换？增加？网络服务够用？完善？添加？网络范围已及？扩展？网络结构合理？调整？修改？重架？设备/模块够用？添加？升级？替换？IP地址、VLAN设计合理？调整？重新规划？路由策略、协议合适？修改？线缆/配线设施能用？够用？添加？替换？系统配置、标识合理？完整？修改？重建？山东科技大学信息科学与工程学院2.汇总并分析网络性能确定并描述：设备、链路、协议等网络组件及其结构的性能和功能的不足/不适应性。位置位置问题问题原因原因解决方法解决方法W链路冲突率超阀值接口双工属性不对陈导

27、致协商错误正确设置或替换NICX网段广播流量超阀值用户数过多划分新网段/VLANY设备丢包率超阀值缓存&上联带宽不足扩容或升级设备Z路径延时超阀值核心设备CPU超载扩容或升级设备R网段误码率超阀值有强干扰源/线缆陈旧屏蔽/替换 山东科技大学信息科学与工程学院小结u网络规划和设计需要方法指导，也需要 经验积累而成的技巧，更需要汇总众人的智慧。u需求分析是否完备、是否足以提供设计 决策，需要多阶段工作的多次循环。山东科技大学信息科学与工程学院作 业1.你认为哪几个需求调查分析步骤最重要？为什么？2.每个需求调查分析步骤各应得到哪些结果数据？3.为什么需要描述现有网络?为什么要分层描述网络结构？4.分析整理某校园网工程设计资料，给出信息调查表，并绘制对应的网络层、数据链路层和物理层结构图。5.下载和试用软件：Visio与Sniffer。