计算机四级—网络工程师.pdf

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1、第 1章 网 络 及 其 系 统 设 计 本 章 要 点：1.1 网 络 的 基 本 概 念 1.2 局 域 网、城 域 网 与 广 域 网 1.3 宽 带 城 域 网 的 设 计 与 管 理 1.4 接 入 网 技 术 1.1 网 络 的 基 本 概 念 1.1.1 网 络 的 定 义 计 算 机 网 络 是 指 将 地 理 位 置 不 同 的 功 能 相 对 独 立 的 多 个 计 算 机 系 统 通 过 通 信 线 路 相 互 连 在 一 起、由 专 门 的 网 络 操 作 系 统 进 行 管 理，以 实 现 资 源 共 享 的 系 统。重 点 提 示：组 建 计 算 机 网 络 的 根

2、 本 目 的 是 为 了 实 现 资 源 共 享。这 里 既 包 括 计 算 机 网 络 中 的 硬 件 资 源，如 磁 盘 空 间、打 印 机、绘 图 仪 等，也 包 括 软 件 资 源，如 程 序、数 据 等。1.1.2 网 络 的 发 展 过 程 1.终 端-通 信 线 路-计 算 机 阶 段 人 们 通 过 通 信 线 将 计 算 机 与 终 端（terminal）相 连，通 过 终 端 进 行 数 据 的 发 送 与 接 收。2.计 算 机-计 算 机 网 络 阶 段 以 通 信 子 网 为 中 心，多 主 机 多 终 端。1969年 在 美 国 建 成 的 ARPAnet是 这 一

3、 阶 段 的 代 表。在 ARPAnet上 首 先 实 现 了 以 资 源 共 享 为 目 的 的 不 同 计 算 机 互 连 的 网 络，它 是 今 天 因 特 网 的 前 身。3.计 算 机 网 络 成 熟 阶 段 国 际 标 准 化 组 织 于 1984年 颁 布 了“开 放 系 统 互 连 基 本 参 考 模 型”问 题 的 研 究，即 为 O S I参 考 模 型。4.高 速 的 计 算 机 网 络 阶 段 光 纤 在 各 国 的 信 息 基 础 建 设 中 被 逐 渐 广 泛 使 用，这 为 建 立 高 速 的 网 络 辅 垫 了 基 础。千 兆 乃 至 万 兆 传 输 速 率 的

4、 Ethernet已 经 被 越 来 越 多 地 用 于 局 域 网 和 城 域 网 中，而 基 于 光 纤 的 广 域 网 链 路 的 主 干 带 宽 也 已 达 到 1 0 G数 量 级。1.1.3 计 算 机 网 络 的 分 类 1.以 通 信 所 使 用 的 介 质 分 类 有 线 网 络 和 无 线 网 络 2.以 使 用 网 络 的 对 象 分 类 公 众 网 络 和 专 用 网 络 3.以 网 络 传 输 技 术 分 类 广 播 式 网 络 和 点 到 点 式 网 络 4.以 网 络 传 输 速 度 的 高 低 分 类 低 速 网 络 和 高 速 网 络 图 1-1 点 到 点

5、网 络 与 广 播 式 网 络 5.按 互 连 规 模 与 通 信 方 式 分 类 局 域 网、城 域 网 与 广 域 网 重 点 提 示：最 常 用 的 两 种 计 算 机 分 类 方 法 为：（1）按 传 输 技 术 将 其 分 为 广 播 式 网 络 与 点-点 式 网 络；（2）按 覆 盖 范 围 与 规 模 将 其 分 为 局 域 网、城 域 网 与 广 域 网。1.1.4 计 算 机 网 络 的 应 用 1.办 公 自 动 化 计 算 机 网 络 能 过 将 一 个 企 业 或 机 关 的 办 公 电 脑 及 其 外 部 设 备 联 成 网 络，可 以 实 现 在 信 息 共 享

6、和 公 文 流 传。2.企 业 的 信 息 化 通 过 在 企 业 中 实 施 基 于 网 络 的 管 理 信 息 系 统（MIS）和 资 源 制 造 计 划（ERP）,可 以 实 现 企 业 的 生 产、销 售、管 理 和 服 务 的 全 面 信 息 化，从 而 有 效 提 高 生 产 率。4.远 程 教 育 远 程 教 育 是 利 用 internet技 术，与 教 育 资 源 相 结 合，在 计 算 机 网 络 上 进 行 的 教 学 方 式。E-Learning即 是 指 通 过 internet或 其 他 数 字 化 内 容 进 行 学 习 与 教 学 的 活 动。5.娱 乐 与 消

7、 遣 网 络 给 我 们 带 了 新 的 丰 富 多 彩 的 娱 乐 和 消 遣 方 式，如 网 上 聊 天、在 线 点 播、新 闻 浏 览 以 及 现 在 最 流 行 的 网 络 在 线 游 戏 等。1.1.5计 算 机 网 络 的 结 构 及 其 特 点 计 算 机 网 络 首 先 是 一 个 通 信 网 络，早 期 的 计 算 机 网 络 主 要 是 广 域 网，它 的 结 构 是 山 负 责 数 据 处 理 的 主 计 算 机 与 终 端 以 及 负 责 数 据 通 信 处 理 的 通 信 控 制 处 理 设 备 与 通 信 线 路 所 这 两 部 分 所 组 成。从 资 源 构 成

8、的 角 度 讲，计 算 机 网 络 是 山 硬 件 和 软 件 组 成 的。并 从 功 能 上 将 计 算 机 网 络 逻 辑 划 分 为 资 源 子 网 和 通 信 子 网。图 1-2资 源 子 网 与 通 信 子 网 的 二 级 子 网 结 构 1.2局 域 网、城 域 网 与 广 域 网 1.2.1 局 域 网（LAN,Local Area Network）局 域 网（LAN）是 当 今 计 算 机 网 络 技 术 应 用 与 发 展 非 常 活 跃 的 一 个 领 域。公 司、企 业、政 府 部 门 及 至 住 宅 小 区 内 的 计 算 机 机 都 在 通 过 L A N连 接 起

9、来，以 达 到 资 源 共 享、信 息 传 递 和 数 据 通 信 的 目 的。1.IEEE 8 0 2为 局 域 网 制 定 了 一 系 列 标 准，主 要 有 如 下 1 2种。L L C能 够 提 供 以 下 三 种 服 务（1）无 确 认 无 连 接 的 服 务（2）面 向 连 接 方 式 的 服 务（3）有 确 认 有 连 接 的 服 务 根 据 介 质 访 问 控 制 的 方 式，可 以 将 M A C分 为 以 下 三 种 方 式：（1）循 环 式：每 个 站 轮 流 得 到 发 送 机 会，如 果 一 段 时 间 内 有 许 多 站 发 送 数 据，则 方 式 很 有 效，如

10、果 只 有 很 少 站 发 数 据，则 该 方 式 开 销 太 大。（2）预 约 式：将 传 输 介 质 的 使 用 时 间 划 分 为 时 间 糟，而 预 约 管 理 可 以 是 集 中 控 制，也 可 以 分 布 控 制。（3）竞 争 式：不 对 各 个 工 作 站 的 发 送 权 限 进 行 控 制，而 是 自 由 竞 争，它 适 合 于 分 布 式 控 制,优 点 在 于 简 单，轻 负 载 下 效 率 高，重 负 载 时 效 率 卜 降 得 很 快。2.CSMA/CD 协 议 C SM A/C D即 是 带 冲 突 检 测 的 载 波 侦 听 多 址 访 问。它 的 基 本 原 理

11、是：每 个 节 点 都 共 享 网 络 传 输 信 道，在 每 个 站 要 发 送 数 据 之 前，都 会 检 测 信 道 是 否 空 闲，如 果 空 闲 则 发 送，否 则 就 等 待；在 发 送 出 信 息 后，则 对 冲 突 进 行 检 测，当 发 现 冲 突 时，则 取 消 发 送。载 波 侦 听 主 要 是 指 网 络 中 的 各 个 站 点 都 具 备 一 种 对 总 线 上 所 传 输 的 信 号 或 载 波 进 行 监 测 的 功 能，其 策 略 即 是“信 道 空 闲 时，立 即 发 送；信 道 忙 时，继 续 监 听”冲 突 检 测 是 指 一 种 检 测 或 识 别 冲

12、突 的 机 制，这 是 实 现 冲 突 退 避 的 前 提。3.令 牌 总 线 协 议 采 用 令 牌 总 线 协 议 的 网 络，虽 然 在 物 理 上 它 们 还 是 连 接 在 一 条 总 线 上，但 是 在 逻 辑 上 是 组 成 了 一 个 首 尾 相 连 的 环。通 过 一 个 称 为 令 牌 的 特 殊 帧 来 控 制 网 络 的 访 问。4.令 牌 环 协 议 令 牌 环 使 用 中 继 器 将 单 个 的 点 到 点 线 路 链 接 成 为 物 理 的 环 形 结 构。它 的 基 本 原 理 是:令 牌 在 网 络 上 依 次 顺 序 传 递，等 待 捕 获 一 个 空 令

13、牌，然 后 将 要 发 送 的 信 息 附 加 到 后 面，往 卜 一 站 发 送，直 到 目 标 站，将 令 牌 释 放；如 果 工 作 站 要 发 送 数 据 时，经 过 的 令 牌 不 是 空 的，则 等 待 令 牌 释 放。6.无 线 局 域 网 无 线 局 域 网 主 要 可 以 使 用 红 外 线、扩 展 频 谱 和 窄 带 微 波 技 术 三 种 通 信 技 术。无 线 局 域 网 分 为 两 个 研 究 方 向，一 是 由 面 向 数 据 通 信 的 计 算 机 局 域 网 发 展 而 来 的，采 用 的 是 无 连 接 协 议，即 IEEE 801.11标 准；另 一 个 是

14、 致 力 于 面 向 语 音 蜂 窝 电 话，采 用 的 是 基 于 连 接 的 协 议,即 HiperLAN-2 标 准。重 点 提 示：应 用 是 局 域 网 技 术 发 展 真 正 的 动 力，局 域 网 技 术 的 发 展 卜 分 迅 速，目 前 已 在 企 业、机 关、学 校 和 信 息 管 理 与 服 务 领 域 得 到 了 广 泛 的 应 用。1.2.2 城 域 网（MAN,Metropolitan AreaNetwork）1.FDDI技 术 F D D I以 光 纤 为 传 输 介 质，传 输 速 率 可 以 达 到 100M bps,采 用 单 环 和 双 环 两 种 拓 扑

15、 结 构。2.城 域 网 的 业 务 特 点（1）传 输 速 率 高（2）用 户 投 入 少，接 入 简 单（3）技 术 先 进、安 全 3.城 域 网 的 主 要 用 途 及 其 适 用 范 围（1）高 速 上 网（2）互 动 游 戏（3）V O D视 频 点 播 与 网 络 电 视（4）远 程 医 疗、会 议、教 育（5）远 程 监 控（6）家 庭 证 券 交 易 系 统（7）智 能 设 区（8）带 宽 及 管 道 出 租 业 务 1.2.3 广 域 网（WAN,Wide Area Network）广 域 网 是 一 种 跨 地 区 的 数 据 通 讯 网 络,通 常 包 含 一 个 国

16、家 或 地 区。广 域 网 通 常 由 两 个 或 多 个 局 域 网 组 成。1.综 合 业 务 数 字 网（ISDN）2.数 据 数 字 网（DDN）3.X.25分 组 交 换 网 4.帧 中 继（FR）5.异 步 传 输 模 式（ATM）1.3 宽 带 城 域 网 的 设 计 与 管 理 1.3.1 宽 带 城 域 网 的 结 构 与 设 计 1.宽 带 城 域 网 的 结 构 宽 带 城 域 网 的 总 体 结 构 是 由 网 络 平 台、业 务 平 台、管 理 平 台 与 城 市 宽 带 出 口 等 部 分 组 成。从 逻 辑 上 分，宽 带 城 域 网 的 网 络 平 台 又 包

17、含 了 核 心 交 换 层、边 缘 汇 聚 层 与 用 户 接 入 层 三 部 分。2.宽 带 城 域 网 网 络 平 台 的 主 要 功 能(1)核 心 交 换 层 核 心 交 换 层 为 整 个 网 络 提 供 一 个 高 速，宽 带 的 中 心 连 接，并 能 提 供 所 有 城 域 网 出 去 Internet所 需 要 的 路 由 服 务。图 1-4 宽 带 城 域 网 的 总 体 结 构(2)边 缘 汇 聚 层 也 称 汇 聚 层，它 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

18、核 心 层 的 上 行 链 路(3)用 户 接 入 层 也 称 接 入 层，它 是 直 接 面 对 用 户 的 一 个 层 面，目 的 是 允 许 终 端 用 户 连 接 到 网 络，它 为 广 大 的 用 户 提 供 10/100M的 高 速 接 入。它 称 为 网 络 的“最 后 一 公 里”。3.宽 带 城 域 网 的 组 建 及 其 原 则 可 运 营 性、可 管 理 性、可 盈 利 性、可 扩 展 性 重 点 提 示：要 组 建 与 成 功 运 营 一 个 宽 带 城 域 网 需 要 遵 循 的 基 本 原 则 是：必 须 能 够 保 证 网 络 的 可 运 营 性、可 管 理 性、

19、可 盈 利 性 与 可 扩 展 性。1.3.2 宽 带 城 域 网 的 管 理 与 运 营 宽 带 城 域 网 位 于 广 域 网 与 接 入 网 的 交 汇 处，各 种 业 务 和 协 议 都 在 此 汇 聚 分 流 和 进 出 核 心 网，直 接 面 对 终 端 用 户，应 用 环 境 复 杂。所 以 其 内 部 是 多 种 交 换 技 术 和 业 务 网 络 并 存，因 此 我 们 在 设 计 与 组 建 宽 带 城 域 网 的 同 时 要 注 意 网 络 成 功 组 建 和 运 营 的 关 键 技 术。宽 带 城 域 网 管 理 与 运 营 的 关 键 技 术 包 括：带 宽 管 理、

20、服 务 质 量 QoS、网 络 管 理、用 户 管 理、多 业 务 接 入、统 计 与 计 费、IP地 址 的 分 配 与 地 址 转 换 以 及 网 络 安 全 等。1.3.3 宽 带 城 域 网 设 计 方 案 1.基 于 SD H的 城 域 网 SDH(Synchronous Digital H ierarchy,同 步 数 字 体 系)是 一 种 将 复 接、线 路 传 输 及 交 换 功 能 融 为 一 体、并 山 统 一 网 管 系 统 操 作 的 综 合 信 息 传 送 网 络。S D H的 核 心 就 是 应 用 了 波 分 多 路 复 用 技 术，就 是 一 条 光 纤 信

21、道 上 传 输 多 条 信 号，S D H网 络 是 ATM,D D N等 中 继 网 络 服 务 的 承 载 网。2.基 于 10GE的 城 域 网 1999底 成 立 了 IEE802.3ae工 作 组 进 行 万 兆 以 太 网 技 术(10G b/s)的 研 究，2 0 0 2年 正 式 发 布 802.3ae 10G E标 准。2 1世 纪 初，提 出 了 光 以 太 网 的 概 念，它 的 技 术 核 心 是：利 用 光 纤 的 巨 大 带 宽 资 源 和 以 太 网 的 成 熟 与 易 用 为 运 营 商 建 造 新 一 代 的 宽 带 城 域 接 入 网。光 以 太 网 技 术

22、 用 于 建 设 宽 带 城 域 网，必 须 满 足 对 城 域 网 的 几 个 基 本 要 求：(1)高 可 靠 性(2)可 提 供 服 务 等 级 协 议(SLA)(3)高 可 扩 展 性(4)用 户 管 理图 1-6 成 长 中 的 万 兆 以 太 网 3.基 于 PRP的 城 域 网 弹 性 分 组 环 技 术 是,种 在 环 形 结 构 上 优 化 数 据 业 务 传 送 的 新 型 M A C 层 协 议，能 够 适 应 多 种 物 理 层(如 SDH、以 太 网、D W D M 等)，可 有 效 地 传 送 数 据、话 音、图 像 等 多 种 业 务 类 型。图 1-7基 于 R

23、 P R 的 城 域 网 应 用 实 例 R PR技 术 的 主 要 特 点 可 归 纳 如 下：(1)支 持 50ms的 快 速 保 护(2)实 现 灵 活 的 环 路 带 宽 管 理(3)支 持 环 路 带 宽 的 公 平 分 配 重 点 提 示：宽 带 城 域 网 建 设 最 大 的 风 险 是 基 本 技 术 方 案 的 选 择，一 般 有 三 类 选 择：基 于 S D H 的 城 域 网 方 案、基 于 10Ge的 城 域 网 方 案 和 基 于 R P R 的 城 域 网 方 案。1.4.1接 入 网 技 术 概 况 1.接 入 网 技 术 的 发 展 与 接 入 服 务 的 界

24、 定 接 入 网(Access Network,A N)是 指 交 换 局 到 用 户 终 端 之 间 的 所 有 机 线 设 备，它 的 主 干 系 统 为 传 统 的 电 缆 和 光 缆，一 般 长 数 千 米；配 线 系 统 也 可 能 是 电 缆 和 光 缆，其 长 度 一 般 几 百 米，而 引 入 线 通 常 长 几 米 到 几 卜 米。它 是 泛 指 用 户 网 络 接 口(UNI)与 业 务 节 点 接 口(SNI)间 实 现 传 送 承 载 功 能 的 实 体 网 络。其 目 标 是 建 立 一 种 标 准 化 的 接 口 方 式，以 一 个 可 监 控 的 接 入 网 络，

25、使 用 户 能 够 获 得 话 音、租 用 线 业 务、数 据 多 媒 体、有 线 电 视 等 综 合 业 务。1.4接 入 网 技 术 2.接 入 技 术 与“数 字 会 聚、“三 网 融 合”电 信 网、计 算 机 网 和 有 线 电 视 网 三 大 网 络 的 高 层 业 务 应 用 的 融 合。三 大 网 络 通 过 技 术 改 造，能 够 提 供 包 括 语 音、数 据、图 像 等 综 合 多 媒 体 的 通 信 业 务 三 网 融 合，在 概 念 上 从 不 同 角 度 和 层 次 上 分 析，可 以 涉 及 到 技 术 融 合、业 务 融 合、行 业 融 合、终 端 融 合 及

26、网 络 融 合。重 点 提 示：作 为 用 户 接 入 钢 的 主 要 有 三 类：计 算 机 网 络、电 信 通 信 网 与 广 播 电 视 网。数 字 化 使 这 三 种 网 络 之 间 的 界 限 越 来 越 模 糊，这 造 成 了 通 信、计 算 机 与 广 播 电 视 等 产 业 的 会 聚，出 现 了 经 营 业 务 相 互 融 合，进 而 促 进 这 些 产 业 的 重 时，同 时 开 辟 大 量 新 的 信 息 服 务 市 场，即 现 了 所 谓 的“三 网 融 合”与“数 字 会 聚”。1.4.2接 入 技 术 的 主 要 功 能 特 点 与 分 类 1.接 入 网 的 主

27、要 功 能：(1)用 户 口 功 能(UPF)(2)业 务 口 功 能(SPF)(3)核 心 功 能(CF)(4)传 送 功 能(TF)(5)A N 系 统 管 理 功 能(SMF)2.接 入 网 的 特 点(1)主 要 完 成 复 用、交 叉 连 接 和 传 输 功 能，不 具 备 交 换 功 能。(2)提 供 开 放 的 V 5 标 准 接 口(3)光 纤 化 程 度 高(4)能 提 供 各 种 综 合 业 务，接 入 网 除 接 入 交 换 业 务 外，还 可 接 入 数 据 业 务、视 像 业 务 以 及 租 用 线 业 务 等。(5)对 环 境 的 适 应 能 力 强(6)组 网 能

28、 力 强（7）可 采 用 HDSL、ADSL、有 源 或 无 源 光 网 络、HFC和 无 线 网 等 多 种 接 入 技 术。（8）接 入 网 可 独 立 于 交 换 机 进 行 升 级（9）接 入 网 提 供 了 功 能 较 为 全 面 的 网 管 系 统 3.接 入 网 技 术 的 分 类 接 入 网 技 术 从 接 入 技 术 分，可 分 为 有 线 接 入 与 无 线 接 入 两 类；按 接 入 方 式 分，它 涉 及 用 户 的 环 境 与 需 求，可 以 分 成 家 庭 接 入、校 网 接 入、机 关 接 入 与 企 业 接 入。图 1-8 接 入 网 技 术 按 接 入 技 术

29、 分 类 图 图 1-9 为 接 入 网 技 术 按 接 入 方 式 分 类 图 1.4.3 各 种 接 入 技 术 的 特 点 1.xDSL接 入 xDSL是 DSL（Digital Subscriber Line）的 统 称，意 即 数 字 用 户 线 路，是 以 铜 电 话 线 为 传 输 介 质 的 点 对 点 传 输 技 术。D SL技 术 在 传 统 的 电 话 网 络（POTS）的 用 户 环 路 上 支 持 对 称 和 非 对 称 传 输 模 式。xDSL具 有 以 下 特 征：（1）与 话 音 工 作 于 不 同 频 段，基 本 不 影 响 电 话 的 正 常 使 用，话 音

30、 所 占 频 带 为 0-4K H Z；xDSL 调 制 频 带 为 4.4KH z-lM Hz（2）在 以 办 公 室 和 家 庭 为 中 心 一 定 距 离 范 围 内 可 以 提 供 较 高 的 数 据 传 输 率。（3）铜 线 的 具 体 条 件、天 气 和 片 断 对 话 可 能 将 影 响 传 输 性 能。x D S L中“x”表 任 意 字 符 或 字 符 串，根 据 采 取 不 同 的 调 制 方 式，获 得 的 信 号 传 输 速 率 和 距 离 不 同 以 及 上 行 信 道 和 下 行 信 道 的 对 称 性 不 同，xDSL可 以 分 为 以 下 若 干 类 型：（1）

31、ADSL（Asymmetric Digital Subscriber L i n e,不 对 称 数 字 用 户 线 路）图 1-1 0用 户 室 内 使 用 ADSL结 构（2）HDSL（High-data-rate Digital Subscriber L i n e,高 速 率 数 字 用 户 线 路）（3）VDSL（Very-high-data-rate Digital Subscriber L i n e,极 高 速 率 数 字 用 户 线 路）（4）RADSL（Rate-Adaptive Digital Subscriber L in e,速 率 自 适 应 数 字 用 户 线 路

32、）2.H FC接 入 图 1-11 H F C的 结 构 示 意 图 按 不 同 的 分 类 方 式 可 以 把 Cabel M odem分 成 为 同 的 类 型，主 要 的 分 类 方 式 有 以 下 几 种：（1）按 接 入 角 度 分：可 分 为 个 人 的 Cabel Modem和 宽 带 多 用 户 的 Cabel Modem。（2）按 接 口 角 度 分：可 分 为 内 置 式、外 置 式 和 交 互 式 机 顶 盒 三 种（3）按 传 输 方 式 分：可 分 为 双 向 对 称 式 传 输 和 非 对 称 式 传 输。（4）按 数 据 传 输 方 向 分：可 分 为 单 向 传

33、 输 和 双 向 传 输。（5）按 同 步 方 式 分：可 分 为 同 步 交 换 和 异 步 交 换。3.光 纤 接 入 光 纤 接 入 是 指 局 端 与 用 户 之 间 完 全 以 光 纤 作 为 传 输 媒 体。光 纤 接 入 可 以 分 为 有 源 光 接 入 和 无 源 光 接 入。除 了 H FC外，光 纤 接 入 的 方 法 还 有 以 下 几 种：（1）DLC（光 纤 数 字 环 路 载 波 系 统）（2）基 于 ATM的 无 源 光 网 络（3）SDV（交 换 式 数 字 视 像 技 术）4.宽 带 无 线 接 入 无 线 接 入 技 术 主 要 有：802.11标 准 的

34、 无 线 局 域 网（WLAN）、802.16标 准 的 无 线 城 域 网（WMAN）以 及 正 无 线 网 格 网（WMN）技 术。表 1-1 IEEE 802系 列 标 准 对 比 缴 罪 log宸 等 口 琰 苣 浦 uIEEE 802.11 IEEE 802.16d IEEE 802.Ie IEEE 802.20标 准 类 型 WLAN WMAN WMAN WMAN覆 盖 范 围 150m(802.11b)100m(802.11a)l-15km 几 公 里 2-5km工 作 频 率 2.4GHz(802.11b)2.5GHz(802.11a)lllGHz 许 可 或 免 许 可 频

35、段 U60Hz许 可 频 段 60GHz许 可 频 段 3.5GHz 许 可 频 段 移 动 性 无 无 本 地 250km/h业 务 定 位 个 人 用 户，游 牧 式 数 据 接 入 中 小 企 业 用 户 的 数 据 接 入 无 线 传 输 个 人 用 户 的 宽 带 移 动 数 据 业 务 为 主 高 速 移 动 数 据 业 务 Q oS支 持 不 具 备 不 具 备 不 具 备 不 具 备 标 准 化 程 度 高 系 列 标 准 中 的 大 多 数 已 制 定 完 成，只 有 少 数 部 分 尚 在 制 定 中 2004年 6 月 份 获 得 IEEE批 准 2005年 上 半 年

36、通 过 处 于 早 期 需 求 分 析 阶 段 第 2 章 网 络 的 总 体 规 划 与 设 计 本 章 要 点：2.1 中 小 型 网 络 系 统 的 基 本 结 构 2.2 用 户 需 求 与 网 络 应 用 需 求 调 研 2.3 需 求 分 析 2.4 方 案 设 计 2.1 中 小 型 网 络 系 统 的 基 本 结 构 图 2-1 基 于 网 络 的 中 小 型 信 息 系 统 的 结 构 示 意 图 2.1.1 网 络 的 运 行 环 境 要 求 网 络 的 运 行 环 境 即 整 个 网 络 系 统 运 行 时 放 置 网 络 硬 件 设 备 的 环 境 要 求 以 及 网

37、络 电 源 供 应 所 需 要 的 良 好 安 全 稳 定 的 供 电 系 统，它 是 保 障 系 统 安 全、可 靠 与 稳 定 运 行 所 必 需 的 基 本 设 备。网 络 硬 件 如 路 山 器、交 换 机、服 务 器 等 所 放 置 的 场 所，般 将 这 些 硬 件 系 统 都 放 置 在 建 筑 楼 房 中 的 机 房 或 是 设 备 间，配 线 间。关 键 的 网 络 设 备 对 供 电 系 统 的 要 求 是 很 严 格 的，一 般 是 用 专 门 的 供 电 系 统，因 为 它 具 有 较 好 的 稳 压 同 时 带 有 备 用 电 源 与 供 电 智 能 管 理。2.1.

38、2 网 络 的 设 施 及 操 作 系 统1.网 络 的 设 施 网 络 的 设 施 包 括 合 适 结 构 化 布 线 系 统、城 域 网 主 干 光 缆 系 统、广 域 传 输 线 路、微 波 通 信 与 卫 星 通 信 系 统 等 基 础 设 施；同 时 还 有 路 由 器、交 换 机、网 关、网 桥、集 线 器、网 卡、M odem以 及 远 程 通 信 服 务 器 等 设 备。2.操 作 系 统 网 络 操 作 系 统 作 为 网 络 用 户 和 计 算 机 之 间 的 接 口，通 常 具 有 复 杂 性、并 行 性、高 效 性 和 安 全 性 等 特 点。网 络 操 作 系 统 的

39、 功 能 如 下：（1）操 作 系 统 在 同 一 时 间 能 够 在 不 同 的 内 存 内 间 运 行 不 同 的 应 用 程 序（2）操 作 系 统 拥 有 较 大 的 物 理 内 存 使 应 用 程 序 能 够 更 好 的 运 行。（3）操 作 系 统 可 同 时 支 持 多 个 C P U,这 样 可 以 减 少 程 序 处 理 时 间 以 提 高 操 作 系 统 性 能。（4）操 作 系 统 能 够 与 多 台 计 算 机 构 成 一 个 虚 拟 系 统 以 满 足 大 量 用 户 同 时 访 问 时 的 需 要。（5）操 作 系 统 能 够 支 持 用 户 通 过 远 程 对 网

40、 络 系 统 进 行 管 理 和 维 护。3.网 络 应 用 软 件 及 其 开 发 系 统 开 发 网 络 应 用 软 件 的 工 具 各 不 相 同，但 都 是 由 两 部 分 的 开 发 工 具 组 成：网 络 数 据 库 开 发 工 具 和 网 络 软 件 工 发 工 具。前 者 包 括 有 Oracle、MS SQL Server等，后 者 主 要 包 括 等 Java、Visual C+s Visual Basic x Delphi 等。4.网 络 管 理 系 统 网 络 管 理 系 统 是 一 个 软 硬 件 结 合 的 系 统，但 它 以 软 件 为 主，属 于 分 布 式 网

41、 络 应 用 系 统，通 过 某 种 方 式 对 网 络 进 行 管 理，使 网 络 能 正 常 高 效 地 运 行，更 加 有 效 的 利 用 网 络 中 的 资 源 得。5.网 络 安 全 系 统 网 络 安 全 就 是 网 络 上 的 信 息 的 安 全，是 指 网 络 系 统 的 硬 软 件 系 统 及 其 数 据 受 到 保 护，不 因 突 然 的 或 者 恶 意 的 原 因 而 遭 到 破 坏、更 改 和 泄 露，系 统 连 续 可 靠 正 常 地 运 行，并 给 予 持 久 不 中 断 的 网 络 服 务。广 义 来 说，凡 是 涉 及 到 网 络 上 信 息 的 保 密 性、真

42、 实 性、完 整 性、可 用 性 和 可 控 性 的 相 关 技 术 和 理 论 都 涉 及 到 网 络 安 全 技 术。2.1.3 网 络 系 统 设 计 流 程 图 2-2为 网 络 系 统 设 计 流 程 图 2.2用 户 需 求 与 网 络 应 用 需 求 调 研 2.2.1 用 户 需 求 以 下 是 进 行 用 户 需 求 调 研 的 主 要 内 容：（1）了 解 用 户 对 整 个 应 用 系 统 所 期 望 达 成 的 目 标，要 对 用 户 的 商 业 目 标 和 解 决 方 案 的 约 束 进 行 全 面 分 析。（2）了 解 与 研 究 用 户 的 行 业、市 场、供 产

43、 商、产 品、服 务。（3）了 解 客 户 的 组 织 结 构。（4）加 强 与 用 户 的 沟 通，了 解 用 户 对 系 统 的 期 望 以 及 这 个 系 统 所 预 计 实 现 的 目 标。表 2-1 为 用 户 需 求 调 研 表 用 户 需 求 主 要 内 容 地 点 图 书 馆 人 数 8两 年 内 人 员 变 动 20%响 应 速 度 书 目 检 索 l s,人 员 检 索 0.5 s,借/还 书 登 记 2s可 用 性 8 小 时/天 安 全 性 数 据 备 份，非 工 作 人 员 不 可 访 问 重 点 提 示：做 好 用 户 需 求 的 调 研，对 下 一 步 的 需 求

44、 分 析 起 前 重 要 作 用，有 了 足 够 的 信 息,对 这 个 网 络 设 计 的 项 目 才 有 了 充 分 的 准 备，才 能 更 好 地 开 展 项 目 的 需 求 分 析 工 作。2.2.2 网 络 应 用 需 求 要 弄 清 一 个 网 络 的 应 用 需 求，应 该 从 如 各 部 门 的 信 息 化 工 作 基 础、财 力 以 及 对 网 络 的 应 用 要 求 和 认 识 程 序 等 方 面 进 行 分 类 调 查 与 研 究。重 点 提 示：用 户 需 求 与 网 络 应 用 需 求 调 研，应 该 充 分 理 解 用 户 业 务 活 动 和 用 户 信 息 需 求

45、；在 调 查 分 析 的 基 础 上，充 分 考 虑 需 求 与 约 束 并 对 网 络 系 统 组 建 与 信 息 系 统 开 发 的 可 能 性 进 行 充 分 地 论 证；运 用 系 统 的 概 念 来 进 行 技 术 方 案 的 规 划 与 设 计；根 据 工 程 的 时 间 要 求 要 安 排 各 项 工 作，同 时 要 求 各 阶 段 的 资 料 的 完 整 性 与 规 范 性。部 门 人 数 业 务 数 据 网 络 服 务 图 书 馆 6 查 询 借 书、还 书、预 约 60%数 据 量 在 学 借 书、还 书 数 据 校 图 书 馆 局 域 登 记 每 天 平 均 发 生 10

46、0 网 内 传 输 预 约 笔 40%在 校 园 内 部 新 书 上 架 每 笔 数 据 量 为 局 域 网 内 传 输 30KB保 留 时 间 两 周 至 一 个 月表 2-2 网 络 应 用 需 求 调 查 表 的 示 例 财 务 部 30 报 销 交 款 汇 款 税 务 固 定 资 产 管 理 财 务 报 表 数 据 明 细 帐 目 数 据 总 帐 数 据 每 天 平 均 200笔 每 笔 数 据 量 为 100KB保 留 时 间 20年 80%数 据 量 在 校 财 务 部 局 域 网 内 传 输 15%在 校 园 内 部 局 域 网 内 传 输 5%传 送 上 级 主 管 部 门 或

47、 相 关 单 位 教 务 部 57 学 生 档 案 人 事 档 案 数 据 50%数 据 量 在 校 老 师 档 案 课 程 档 案 数 据 园 内 部 局 域 网 课 程 安 排 教 师 学 生 出 国 档 案 内 传 输 出 国 办 理 数 据 35%在 教 务 部 局 每 天 平 均 5 笔 域 网 内 部 传 输 每 笔 数 据 量 为 15%传 送 上 级 主 10Mb 管 部 门 或 相 关 保 留 时 间 20年 单 位 2.3需 求 分 析 2.3.1 网 络 系 统 的 结 点 1.地 理 位 置 及 建 筑 环 境 调 查 了 解 结 点 的 位 置、数 量 等 信 息。同

48、 时，建 筑 物 的 总 楼 层 数 量，楼 层 结 构 布 局、应 在 每 个 楼 层 中 的 何 处 放 置 设 备、楼 层 主 干 线 以 及 传 输 的 路 由 方 式 都 要 考 虑 在 内。表 2-3 结 点 调 查 示 例 部 门 校 长 办 公 室 学 术 发 展 部 教 务 部 会 议 室 财 务 部 其 他楼 层 7 6 5 4 3 2结 点 数 3 8 10 20 30 302.数 据 的 流 向 确 定 数 据 流 向 的 主 要 是 指 确 定 数 据 从 哪 个 结 点 发 出 到 哪 个 结 点 结 束 以 及 数 据 包 在 网 络 中 所 经 历 的 路 径。

49、3.传 输 的 介 质 考 虑 数 据 传 输 的 介 质 也 是 必 不 可 少 的，了 解 了 网 络 系 统 结 点 的 地 理 分 布 后，我 们 应 该 结 合 当 地 线 路 的 实 际 情 况，确 定 网 络 的 整 体 构 架 并 考 虑 所 采 用 的 传 输 介 质、网 络 设 备 等。2.3.2 网 络 应 用 特 点 1.数 据 库 系 统（1）RDBMS（关 系 数 据 库 系 统）如 Oracle、MS SQL Server等，它 是 支 持 关 系 模 型 的 数 据 库 系 统，般 由 关 系 数 据 结 构、关 系 操 作 集 合 和 关 系 完 整 性 约

50、束 三 部 分 组 成，它 一 般 是 为 财 务 管 理、人 事 管 理，OA系 统 应 用 等 提 供 后 台 的 数 据 支 持。（2）DFS（非 结 构 化 数 据 库 系 统）它 指 的 是 字 段 长 度 可 变 的，其 各 个 字 段 的 记 录 又 可 以 由 重 复 或 不 重 复 的 子 段 所 构 成 的 数 据 字。（3）公 司 专 用 信 息 管 理 系 统 一 般 是 为 公 司 专 业 开 发 的 信 息 管 理 系 统,如 C A D在 线 设 计 软 件，产 品 数 据 管 理 PDM软 件 等。2.常 用 Internet/Intranet 业 务 电 子