1. Network Design 第一章 概述 中国科学技术大学网络学院 李艺 leeyi@ustc.edu.cn

2. NETWORK DESIGN 1 - 1 第一章 概述 第二章 用户需求分析 第三章 现有网络分析 第四章 逻辑网络设计 第五章 网络设备选择 第六章 WAN 接入设计 第七章 网络介质设计 第八章 网络设计案例

3. NETWORK DESIGN 1 - 2 Introduction Properly designing a computer network is a difficult task. It requires planning and analysis, feasibility ( 可行性 ) studies, capacity ( 负荷 ) planning, and baseline creation ( 基线创 建 ) skills.

4. NETWORK DESIGN 1 - 3 网络设计过程 网络设计必须依据一定的规范 采用结构化系统设计方法进行网络设计 网络设计过程

5. NETWORK DESIGN 1 - 4 为什么一定要遵循规范 网络设计和实施中常见的问题：  不能满足需求  蠕动需求  延误工期或超支  不能令用户满意  不能是管理层满意 当设计一个满足特定业务需求的网络时，必需遵循一定的处理 过程。

6. NETWORK DESIGN 1 - 5 结构化网络设计方法 好的网络设计必须清楚客户的需求蕴含着许多商业的和技术的目 标，包括可用性、可伸缩性、可购买性、安全性和可管理性等。 采用结构化系统分析思想和结构化软件设计思想进行网络设计， 能够准确地描述用户需求，满足不断清晰、到位、准确的使用要求。非 常不幸的是，对用户需求进行分析汇总时，常常出现以下问题：  被人们忽略；  者错误地描述；  不断地变化。 使用结构化方法进行网络设计，可以解决前两个问题。细化、完 善用户需求，将模糊的、不准确的用户需求分解成更加到位的一系列易 于修改、维护的模块。而最后一个问题，则要依靠需求分析的冻结加以 解决。

7. NETWORK DESIGN 1 - 6 结构化系统分析具有以下特点：  系统按照自顶向下的顺序设计；  重点集中于客户的需求、约束和目标上 ;  关注数据流量、数据类型以及能够访问和修改数据的进程；  理解访问、修改数据和进程的用户的需求；  在选择物理设备或介质之前一定要完成网络设计选择和折衷的困难 工作；  适用于从 OSI 参考模型的高层开始，再向低层推进的网络设计，它 着重于在选择运行于较低层次上的路由器、交换机和介质之前，将 重点放在应用、会话、数据的传输上；  设计过程包括探索部门和群体结构，以便弄清网络将向谁提供服务 ，并从何处获取有用信息，以使设计获得成功。

8. NETWORK DESIGN 1 - 7 系统开发生命周期 开发一个新系统或修改一个现有系统的过程叫做生命周期。在 这个周期中，一个新的网络或新的特征被设计、实现和维护。 两种基本的生命周期模型  流程周期  循环周期

9. NETWORK DESIGN 1 - 8 网络设计流程 网络分析 需求分析 逻辑设计 物理设计 安装维护

10. NETWORK DESIGN 1 - 9 流程周期 流程周期通常不允许返回前面的阶段 流程周期的主要好处是所有计划在较早的阶段完成。 流程方法适合较小的、需求固定的项目

11. NETWORK DESIGN 1 - 10 循环周期 循环周期旨在克服流程周期的限制。 循环周期的指导性原则是变化管理，循环周期可以很快适应新 的需求。 循环生命周期没有办法预知用户再要求些什么，很难估计最终 经费和完成时间。

12. NETWORK DESIGN 1 - 11 网络设计和实施循环周期 需求分析 开发 逻辑设计 开发 物理设计 测试优化 设计方案 实施 设计方案 检测网络 性能

13. NETWORK DESIGN 1 - 12 网络设计过程 网络开发过程描述了开发一个网络时必须完成的基本任务。 开发过程各个阶段 1. 需求分析 2. 现有网络分析 3. 逻辑网络设计（又称概念设计） 4. 物理网络设计（又称最终设计） 5. 安装和维护

14. NETWORK DESIGN 1 - 13 网络设计过程 安装调试 实现物理 设计 物理设计 将逻辑设 计应用到 物理空间 逻辑设计 选择符合 需求的设 备、技术 流量规范 分析 估计和测 量流量， 设备利用 需求规范 需求汇总 确定需求 - 业务 - 用户 - 应用 - 网络

15. NETWORK DESIGN 1 - 14 阶段 1 ：需求分析 需求提供了网络设计应该达到的目标 需求分析有助于设计者更好的理解网络应该具有的性能。它是设 计者能够：  更好的评价现有网络  更客观的作出决策  提供网络移植功能  给所有用户提供合适的资源

16. NETWORK DESIGN 1 - 15 需求分析 业务 用户 应用程序 计算平台 用户需求 软件需求 硬件需求 和操作系统需求 网络需求 - 物理拓扑 - 联网软件 - 网络互联设备 - 广域网链路 用户服务 ● 共享应用程序 ● 共享文件 ● 信息访问 ● 电子邮件服务 ● 图形图像服务 ● 传真服务 ● 等等 需求范围图

17. NETWORK DESIGN 1 - 16 需求分析阶段应该尽量明确的定义用户的需求。详细的需求描 述会使得最终的网络更有可能满足用户的要求。 明确的需求描述帮助防止 “ 蠕动需求 ” ，即需求渐渐增加以至不可 辨认的过程。 需求收集过程必需同时考虑组织的现在和将来的需要。 需求分析说明书  需求分析说明书应该清楚和细致的总结单位和个人的需要和 愿望，而不应该建议解决方法和设计方案。  管理者和网络设计者应该对需求说明书答成共识。

18. NETWORK DESIGN 1 - 17 阶段 2 ：分析现有网络 分析阶段是需求收集阶段的补充，需求告诉将要干什么，分析 告诉现在处于什么阶段。 质量（如用户对存储量和通信流量）和数量（如测到的数据流 量大小和来自网络管理者的统计数据）的方面信息都应该被收 集。

19. NETWORK DESIGN 1 - 18 分析现有网络 数据流量说明文档  现有网络的逻辑拓扑图  反映网络容量的每个应用、网段及网络整体所需的通信容 量和模式  详细的统计数据、基本的测量值和所有其他直接反映现有 网络性能的测量值  Internet 接口和广域网提供的服务质量报告  限制因素清单，如必须使用现有线缆和设备

20. NETWORK DESIGN 1 - 19 阶段 3 ：逻辑网络设计 逻辑网络设计阶段将描述用户需求的网络行为和性能，详细说 明数据是如何在网络上传输的，但是并不涉及网络元素的物理 位置。 逻辑网络设计文档  逻辑拓扑图  寻址策略  安全措施  具体的软件、硬件、广域网连接设备和基本的服务  雇佣和培训新网络员工的具体说明  对软件、硬件、服务、员工和培训的费用和的始估计

21. NETWORK DESIGN 1 - 20 阶段 4 ：物理网络设计 物理网络设计阶段体现如何实现逻辑网络设计。在这个阶段， 网络设计者确定具体的软件、硬件、连接设备、服务和布线。 网络设计文档  物理网络图和布线方案  设备和部件的详细清单  软件、硬件和安全费用的估计  安装日程表，它详细说明实际和服务中断时间的期限  安装后的测试计划  用户培训计划

22. NETWORK DESIGN 1 - 21 阶段 5 ：安装和维护 安装阶段文档  最后修改过的更新网络图（逻辑网络图和物理网络图）  做了清晰标记的线缆、连接器和设备  所有可以为以后的维护和纠错带来方便的记录和文档，包 括测试结果和新的数据流量记录 维护阶段文档  用户反馈意见  网络监控记录

23. NETWORK DESIGN 1 - 22 参考文献 Kenneth D. Reed, 《网络设计》网络工程师教育丛书，电子工业出版社 Priscilla Oppenheimer, 《自顶向下网络设计》 ( 第二版 ) ，人民邮电出版社