《網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)集成》課件第一章 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)集成緒論

1.1網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)集成的概念網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)集成術(shù)語含有三個層次的概念，第一個就是“網(wǎng)絡(luò)”；第二個就是“系統(tǒng)”；第三個就是“集成”。第一，“網(wǎng)絡(luò)”的概念，我們在這里提到的網(wǎng)絡(luò)，是針對計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，比如校園網(wǎng)、園區(qū)網(wǎng)絡(luò)、企業(yè)網(wǎng)，等等。第二，“系統(tǒng)”的概念，為實現(xiàn)規(guī)定功能以達(dá)到某一目標(biāo)而構(gòu)成的相互關(guān)聯(lián)的一個集合體或裝置(部件)，在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，系統(tǒng)體現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)中的計算機(jī)、交換機(jī)、路由器、防火墻、操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)通信軟件系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)線路、服務(wù)等的一個有機(jī)的、協(xié)調(diào)的集合體，即“系統(tǒng)”。第三，“集成”的概念，就是一些孤立的事物或元素通過某種方式集中在一起，產(chǎn)生有機(jī)的聯(lián)系，從而構(gòu)成一個有機(jī)整體的過程和操作方法；是在系統(tǒng)“體系、秩序、規(guī)律和方法”的指導(dǎo)下，根據(jù)用戶的需求優(yōu)選各種技術(shù)和產(chǎn)品，整合用戶原有資源，提出系統(tǒng)性組合的解決方案的過程和操作方法。因此，我們可以知道集成是一種過程、方法、手段。1.2網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)集成層面及內(nèi)容網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)集成可以包含三個層面的集成：一是網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用集成；二是軟硬件產(chǎn)品集成；三是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)集成。1.網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用集成網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)集成的最終目的是實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源共享，用戶需要建設(shè)網(wǎng)絡(luò)的目的就是實現(xiàn)應(yīng)用系統(tǒng)的信息共享，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)應(yīng)用集成可能會涉及到用戶的業(yè)務(wù)系統(tǒng)、Web系統(tǒng)、DNS系統(tǒng)、郵件系統(tǒng)，等等。因此，網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用集成就是網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)集成服務(wù)商要深入地了解用戶的實際需求，協(xié)助用戶進(jìn)行系統(tǒng)可行性分析、需求分析、總體方案設(shè)計、信息系統(tǒng)規(guī)劃、數(shù)據(jù)庫組織管理等，對用戶的需求重點、歷史情況、現(xiàn)有狀況、行業(yè)特點及投資預(yù)算都需有一個完整的了解，并將這些信息有機(jī)地體現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)集成方案中。2.軟硬件產(chǎn)品集成在網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用集成的基礎(chǔ)上，為保證用戶的應(yīng)用在有限資金預(yù)算內(nèi)得以順利實現(xiàn)，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)集成服務(wù)商需給出一個完整的軟硬件產(chǎn)品清單，從產(chǎn)品型號、功能、價格到選擇理由都需有清楚的方案說明，并且最好是有過使用該類產(chǎn)品的實際案例；軟硬件產(chǎn)品涉及到傳輸介質(zhì)、交換機(jī)、路由器、防火墻、操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)軟件，等等。網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)集成服務(wù)商會有很多的選擇，但不管如何配置，必須遵循兩條原則，下限是用戶的需求完全滿足，上限是在有限的資金預(yù)算內(nèi)。3.網(wǎng)絡(luò)技術(shù)集成根據(jù)應(yīng)用需求，得到了完整的軟硬件產(chǎn)品清單，是不等于系統(tǒng)集成，不是簡單的將設(shè)備組合或堆砌，而是需要通過網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，結(jié)合應(yīng)用需求，將軟硬件產(chǎn)品按照技術(shù)、實施要求、方法來有機(jī)融合應(yīng)用和產(chǎn)品，才能使其集成達(dá)到有效，用戶的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)才會得到良好運轉(zhuǎn)。集成過程，我們還可以從下面的內(nèi)容來理解集成應(yīng)含有的內(nèi)容：1．需求分析網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的目的就是要滿足用戶的需求，圍繞用戶的需求出發(fā)進(jìn)行建設(shè)，因此，了解用戶建設(shè)網(wǎng)絡(luò)需求，或用戶對原有網(wǎng)絡(luò)升級改造的需求，是系統(tǒng)集成的首要工作。需求分析主要包括用戶網(wǎng)絡(luò)服務(wù)應(yīng)用類型、物理拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)傳速率要求、流量特征分析等。2．技術(shù)方案設(shè)計根據(jù)用戶需求及需求分析，應(yīng)立即為用戶設(shè)計一套或兩套技術(shù)方案，展示給用戶網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的大體內(nèi)容和結(jié)果。因此，我們需要確定網(wǎng)絡(luò)主干和分支采用的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)、網(wǎng)絡(luò)物理拓?fù)浜瓦壿嬐負(fù)浣Y(jié)構(gòu)，以及網(wǎng)絡(luò)資源配置和外網(wǎng)接入方案等。3．產(chǎn)品選型產(chǎn)品選型是結(jié)合技術(shù)方案和用戶要求，進(jìn)行設(shè)備選型，應(yīng)包括網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、服務(wù)器、軟件系統(tǒng)選型，當(dāng)用戶網(wǎng)絡(luò)建設(shè)包括了基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，即綜合布線，此時還含有綜合布線的一系列設(shè)備、材料的選型。4．網(wǎng)絡(luò)工程經(jīng)費預(yù)算根據(jù)技術(shù)方案、產(chǎn)品選型、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)集成服務(wù)、技術(shù)培訓(xùn)、維護(hù)等內(nèi)容，應(yīng)給用戶一個經(jīng)費預(yù)算。5．網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)集成實施方案設(shè)計根據(jù)前期的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)集成項目開展的結(jié)果，與用戶簽訂了項目合同后，應(yīng)立即啟動網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)集成的實施詳細(xì)方案設(shè)計。綜合布線實施材料清單、實施內(nèi)容、實施方法、實施分工、測試內(nèi)容、驗收內(nèi)容。邏輯網(wǎng)絡(luò)方案的詳細(xì)設(shè)計：拓?fù)鋱D，IP和VLAN的規(guī)劃，路由設(shè)計，外網(wǎng)接入設(shè)計，各棟樓宇的交換和路由等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的IP、VLAN、路由、標(biāo)識和記錄，等等。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、服務(wù)器、軟件系統(tǒng)的安裝和調(diào)試方案設(shè)計，以及實施分工清單。6．網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)調(diào)試和測試綜合布線的線纜、模塊等按照布線標(biāo)準(zhǔn)和合同要求進(jìn)行編寫調(diào)試和測試方案，以及測試報告。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、服務(wù)器、軟件系統(tǒng)的安裝工藝、配置和調(diào)試，以及測試的方案和測試報告。7．網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)集成驗收將整個過程的實施方案、文檔、調(diào)試和測試報告整理，并移交給用戶，并按照合同要求成立驗收小組，協(xié)助用戶完成驗收內(nèi)容、請專家評審網(wǎng)絡(luò)。8．網(wǎng)絡(luò)技術(shù)后期維護(hù)服務(wù)當(dāng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)集成完成后，應(yīng)按照合同協(xié)議執(zhí)行免費1~3年的服務(wù)，對部分服務(wù)提供有償服務(wù)。9．培訓(xùn)服務(wù)當(dāng)網(wǎng)絡(luò)試運行成功后，并完成網(wǎng)絡(luò)工程驗收工作后，應(yīng)向用戶提供運行服務(wù)的技術(shù)內(nèi)容和管理內(nèi)容的培訓(xùn)，培訓(xùn)對象一般分為五類人員：領(lǐng)導(dǎo)層。網(wǎng)絡(luò)管理員。程序員。各個部門的主要負(fù)責(zé)人。一般人員，主要內(nèi)容以純粹的應(yīng)用為主。1.3網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)集成體系框架根據(jù)上圖，我們看到在整個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)集成體系中，包含了五個方面，其中中間的三個是主要集成內(nèi)容，是屬于用戶網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的最基本要求，而側(cè)邊的兩個“網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)安全”和“網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)管理”是增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的安全性、穩(wěn)定性、可控性。1.4網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)集成原則對擬建立的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，應(yīng)根據(jù)建設(shè)目標(biāo)，按整體到局部，自上而下進(jìn)行規(guī)劃、設(shè)計；以“實用，夠用，好用”為指導(dǎo)思想，并遵從以下原則：開放性標(biāo)準(zhǔn)化原則實用性和先進(jìn)性原則可靠性和安全性原則靈活性和可擴(kuò)展性原則1.5網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)集成步驟從當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)集成實際工程項目中，我們大致可以將集成項目分成三個主要階段：(1)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)集成方案設(shè)計階段用戶需求分析，了解用戶現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)狀況、用戶業(yè)務(wù)及用戶需求問題。系統(tǒng)方案設(shè)計，根據(jù)需求，同時現(xiàn)場勘察用戶的物理布局后，設(shè)計網(wǎng)絡(luò)方案。根據(jù)需求，方案設(shè)計，出具所選材料清單、設(shè)備清單、軟件系統(tǒng)清單及報價表。根據(jù)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模和用戶情況，必要時請專家論證方案及報價，根據(jù)專家意見修改方案。簽訂合同，是該階段的結(jié)果。(2)網(wǎng)絡(luò)工程實施階段可行性實施方案，組織項目人員進(jìn)行設(shè)計各個環(huán)節(jié)的詳細(xì)施工方案，包括綜合布線的各項內(nèi)容、網(wǎng)絡(luò)IP和VLAN詳細(xì)規(guī)劃、網(wǎng)絡(luò)路由、網(wǎng)絡(luò)安全、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備安裝和調(diào)試內(nèi)容，等等。系統(tǒng)施工分工，根據(jù)實施方案，安排相關(guān)技術(shù)人員和管理人員到各自的工作崗位。系統(tǒng)測試，包括綜合布線測試、通信設(shè)備和服務(wù)器性能和功能測試，并做好相關(guān)的測試表和測試數(shù)據(jù)記錄文檔。工程排錯處理，根據(jù)系統(tǒng)測試結(jié)果，安排相關(guān)人員解決存在的問題。系統(tǒng)集成總結(jié)，整理工程實施整個過程的文檔資料，作為后期用戶培訓(xùn)和項目驗收的材料內(nèi)容。(3)網(wǎng)絡(luò)工程驗收和維護(hù)階段系統(tǒng)驗收，將方案、實施文檔、報告、驗收測試文檔等遞交給評審專家、用戶代表、集成商評審。項目驗收通過后，組織相關(guān)技術(shù)人員對用戶網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行管理和維護(hù)工作，同時培訓(xùn)用戶，直到用戶能夠獨立管理和維護(hù)為止，同時將網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)能夠移交給用戶管理和維護(hù)。項目終結(jié)，將所有的文檔整理匯總存檔，同時跟蹤用戶，調(diào)研和調(diào)查用戶的運行情況，總結(jié)經(jīng)驗，為以后的集成項目提供經(jīng)驗。1.6網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)集成的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)1.OSI/RM2、TCP/IP3、IEEE802局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)公布了一系列的IEEE802標(biāo)準(zhǔn)，主要如下：IEEE802.1(A)LAN和MAN綜述體系結(jié)構(gòu)。IEEE802.1(B)尋址、網(wǎng)間互連和網(wǎng)絡(luò)管理。IEEE802.2邏輯鏈路控制（LLC）協(xié)議。IEEE802.3CSMA/CD訪問控制方法及物理技術(shù)規(guī)范。IEEE802.4令牌總線訪問控制方法及物理層技術(shù)規(guī)范。IEEE802.5令牌環(huán)網(wǎng)訪問控制方法及物理層技術(shù)規(guī)范。IEEE802.6城域網(wǎng)訪問控制方法及物理層技術(shù)規(guī)范。IEEE802.7寬帶網(wǎng)絡(luò)訪問控制方法及物理層技術(shù)規(guī)范。IEEE802.8光纖網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)，F(xiàn)DDI訪問控制方法及物理層技術(shù)規(guī)范。IEEE802.9綜合數(shù)據(jù)/話音LAN標(biāo)準(zhǔn)。IEEE802.10可互操作的LAN的安全機(jī)制。IEEE802.11無線局域網(wǎng)訪問控制方法及物理層技術(shù)規(guī)范。

IEEE802.12100BASE-VG-any-LAN高速網(wǎng)絡(luò)訪問控制方法及物理層技術(shù)規(guī)范。IEEE802.3u100BASE-T訪問方法及物理層技術(shù)規(guī)范。IEEE802.3ab基于UTP的1000BASE-T訪問控制方法及物理層技術(shù)規(guī)范。IEEE802.3ac虛擬局域網(wǎng)VLAN以太幀擴(kuò)展協(xié)議。IEEE802.3z基于光纜和短距離銅介質(zhì)的1000BASE-X訪問控制方法及物理層技術(shù)規(guī)范。IEEE802.3av10Gbit/sEPON。

IEEE802.3ae10Gbit/s以太網(wǎng)技術(shù)規(guī)范。IEEE802.3bm100Gbit/s和40Gbit/s以太網(wǎng)光網(wǎng)絡(luò)規(guī)范。IEEE802.14電纜調(diào)制解調(diào)器標(biāo)準(zhǔn)。IEEE802.15個人無線區(qū)域網(wǎng)（WPAN），其代表技術(shù)是藍(lán)牙(Bluetooth)。IEEE802.16寬帶無線標(biāo)準(zhǔn)。IEEE802.17RPR技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。4、TCP/IP協(xié)議集TCP/IP協(xié)議集主要包括了：IP、ICMP、ARP、RARP、TCP和UDP協(xié)議。5、IP地址及子網(wǎng)劃分目前，IP地址是網(wǎng)絡(luò)層的邏輯地址，用于標(biāo)識數(shù)據(jù)報的源地址和目標(biāo)地址，在TCP／IP網(wǎng)絡(luò)中主要采用了兩種IP地址板本：IPv4和IPv6。其中IPv4為32位二進(jìn)制的IP地址，被廣泛使用；而IPv6為128位二進(jìn)制的地址，主要是下一代Internet網(wǎng)絡(luò)采用的地址分配方案，目前一些ISP商已經(jīng)提供了IPv6接入平臺。本文沒有說明IP版本的時候，均指IPv4。IPv4版本的IP地址為了表示方便，將32位按照8位一組，分成4組，形成點分十進(jìn)制方法描述，滿足用戶的習(xí)慣，如222.18.132.1。而且IP地址由兩部分組成：網(wǎng)絡(luò)號ID(net-id)和主機(jī)號ID（host-id）。網(wǎng)絡(luò)ID具有唯一性，用來識別不同的網(wǎng)絡(luò)；而主機(jī)ID用來區(qū)分同一網(wǎng)絡(luò)上的不同主機(jī)。相同網(wǎng)絡(luò)ID中的每個主機(jī)ID必須是唯一的。IP地址的分類IP地址可分為A、B、C、D、E五類，可分配使用的是前三類地址，如表1.1所示（其中，xxx表示主機(jī)ID）。說明：主機(jī)ID位全為1的地址表示該網(wǎng)絡(luò)中的所有主機(jī)，即廣播地址。主機(jī)ID位全為0的地址表示該網(wǎng)絡(luò)本身，即網(wǎng)絡(luò)地址。以127開的地址作為本地回環(huán)測試地址，所以在A類中被排除。網(wǎng)絡(luò)中分配給主機(jī)的IP地址是不包括廣播地址和網(wǎng)絡(luò)地址。因此，每一網(wǎng)絡(luò)中可用作主機(jī)的IP地址數(shù)＝2n－2（其中n為主機(jī)ID的二進(jìn)制位數(shù)）。A到E類地址地址類型地址范圍說明A類001.xxx.xxx.xxx～126.xxx.xxx.xxx8位為網(wǎng)絡(luò)ID，24位為主機(jī)IDB類128.000.xxx.xxx～191.255.xxx.xxx16位為網(wǎng)絡(luò)ID，16位為主機(jī)IDC類192.000.000.xxx～223.255.255.xxx24位為網(wǎng)絡(luò)ID，8位為主機(jī)IDD類224.000.000.000～239.255.255.255組播地址E類240.000.000.000～255.255.255.255保留地址特殊地址網(wǎng)絡(luò)ID主機(jī)ID作為源地址作為目的地址含義全0全0允許不允許在本網(wǎng)絡(luò)上的本主機(jī)全0任意允許不允許在網(wǎng)絡(luò)上的某個主機(jī)全1全1不允許允許只在本網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行廣播任意全1不允許允許對網(wǎng)絡(luò)ID上的所有主機(jī)進(jìn)行廣播私有地址地址類型私有IP地址范圍網(wǎng)絡(luò)個數(shù)A類10.0.0.0～10.255.255.2551B類172.16.0.0～172.31.255.25516C類192.168.0.0～192.168.255.255256子網(wǎng)劃分(1)默認(rèn)子網(wǎng)掩碼A、B、C三類網(wǎng)絡(luò)都有一個默認(rèn)子網(wǎng)掩碼（即標(biāo)準(zhǔn)子網(wǎng)掩碼），即固定的子網(wǎng)掩碼，它們分別為：255.0.0.0、255.255.0.0、255.255.255.0。(2)非標(biāo)準(zhǔn)子網(wǎng)掩碼（即有子網(wǎng)劃分的情況）為了提高IP地址的使用效率和分散主機(jī)的管理，通過從主機(jī)地址高位開始連續(xù)借位（余下的為主機(jī)位），形成新的子網(wǎng)掩碼，即屏蔽出子網(wǎng)位，將一個網(wǎng)絡(luò)劃分為了多個子網(wǎng)。通過這種劃分方法，可建立更多的子網(wǎng)，而每個子網(wǎng)的主機(jī)數(shù)相應(yīng)地有所減少。所以，一個被子網(wǎng)化的IP地址包含三部分：網(wǎng)絡(luò)號、子網(wǎng)號和主機(jī)號。比如一個主機(jī)IP地址為222.18.132.76，它的子網(wǎng)掩碼為255.255.255.192，根據(jù)IP地址分類得到該IP地址為C類網(wǎng)絡(luò)，而子網(wǎng)掩碼不是默認(rèn)子網(wǎng)掩碼，產(chǎn)生了對主機(jī)號借位，我們可計算出該IP的子網(wǎng)劃分情況如：從上面的計算可以得到子網(wǎng)號向主機(jī)號位借2位后的子網(wǎng)劃分，主機(jī)號剩下6位，可以得到主機(jī)號范圍為1～62，子網(wǎng)號為64，也得到該子網(wǎng)中可作為主機(jī)IP地址范圍為：222.18.132.65～222.18.132.126。（對應(yīng)位進(jìn)行邏輯與運算）6、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)1．總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)2．星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)3．環(huán)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)4．樹形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)5．網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)7、以太網(wǎng)技術(shù)IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)類型傳輸速率Mbit/s常見拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)最大網(wǎng)段長度（m）傳輸介質(zhì)802.310Base510總線50050W粗同軸電纜802.3a10Base210總線18550W細(xì)同軸電纜802.3b10Board3610總線180075W同軸電纜802.3c1Base51星型2502對3類UTP802.3I10BaseT10星型1002對3類UTP802.3i10BaseTF10星型2000多模或單模光纖802.3u100Base-TX100星型1002對5類UTP100Base-T41004對3類UTP100Base-FX2000多?；騿文９饫w802.3z1000Base-CX1000星型25STP1000Base-SX1000星型550多模光纖1000Base-LX1000星型5000單模光纖550多模光纖802.3ab1000Bas