网络规划与设计第2讲.ppt

1、以太网 以太网系列是目前使用最为广泛的局域网。以太网的传输速率自20世纪80年代初的10Mbit/s发展到20世纪90年末的1Gbit/s直至现在的10GBit/s。以大网支持的传输媒体从最初的同轴电缆发展到双绞线和光缆。星型拓扑的出现，从共享型以太网发展到交换型以太网，并有了全双工以太网技术，以太网的带宽十倍、百倍地增长，以太网以其高性价比、使用管理方便等特点在局域网领域将ATM LAN和FDDI挤出了局域网领域，从发展趋势看将在局域网/园区网领域“一统天下”。10M以太网 始于20世纪80年代初 1990年,IEEE 802.3i标准推出10BASET (使用低廉非屏蔽双绞线和星型拓扑结构

2、)1993年,IEEE 802.3j又推出10BASEFL(用于延伸网段距离和在恶劣电磁环境中使用光纤）快速以太网 1992年，有了带宽100Mbit/s的快速以太网（IEEE802.3u）。快速以太网的拓扑结构、帧结构及媒体访问控制方式完全继承了10Mbit/s以太网的802.3基本标准。与10BaseT类似，既有共享型集线器组成的共享型快速以太网系统，又有快速以太网交换器构成的交换型快速以太网系统。快速以太网的10M/100M自适应技术可保证10Mbit/s以太网能够平滑地过渡到100M以太网。快速以太网的3种主要类型 在统一的MAC子层（IEEE802.2）下面，有3种快速以太网的物理层

3、，每种物理层使用不同的传输介质以满足不同的布线环境。因此快速以太网主要有3种类型：（1）100BaseTX：传输介质使用5类UTP，只用其中4根线（2根发送，2跟接收），最长距离为100米。可作为智能建筑的楼层LAN。（2）100BaseFX：传输介质通常使用62.5/125m的多模光纤，以及单模光缆。在全双工模式下，多模光缆段长度可达2km，而单模光缆段长度可达40km。可考虑用作智能大厦的主干网或智能小区的主干网。（3）100BaseT4：传输介质基于3类4对UTP。适用于原来采用8芯3类UTP布线的建筑物在不用更换线缆的情况下从10Mbit/s以太网升级到100M以太网。千兆以太网 千兆

4、以太网（IEEE 802.3z）和以太网、快速以太网，具有相同的LLC（逻辑链路控制）层（802.2）和MAC（媒体访问控制）层（相同的以太帧格式和帧长，半双工及全双工方式），在物理层上有较大区别。千兆以太网的类型（根据物理层，即编码/译码方案和传输介质的不同）1000BaseCX：使用一种短距离（25米）的屏蔽双绞线，这是一种150的平衡双绞线对的屏蔽铜缆，并配置9芯D型连接器。它适用于一个机房内的设备互连，如交换器之间、千兆主干交换器与主服务器之间的连接，这种连接通常在机房配线柜上以跨线方式连接即可。1000BaseTX(802.3ab)：使用4对5类UTP或5e类UTP，RJ-45连接器

5、，无中继最大传输距离100米。1000BaseLX：在收发器上配置了长波激光（波长一般为1300nm）的光纤激光传输器，可用多模光纤和单模光纤。1000BaseSX：在收发器上配置了短波长激光（波长一般为800nm）的光纤激光传输器，只能驱动多模光纤。光缆连接器为与1000BaseLX一样的SC连接器。千兆以太网的主要特点完全采用交换方式：每端口独占1G带宽。预留带宽：通过SVP（Resource Reservation Protocol,资源预定协议）为特定的应用提供预留的带宽，满足特定应用对带宽的需求。提供优先级服务：通过采用新的协议，如IEEE802.1q和802.1p，为网络中的应用提

6、供优先级和虚拟局域网等服务。支持第3层交换：为避免网络互连设备成为网络瓶颈，千兆以太网支持L3交换，即千兆以太网交换机保持交换机的低时延性能，还具有路由器的网络控制能力。平滑过渡：千兆以太网保持了以太网的主要技术特征，如仍支持UTP，相同的帧长与格式，支持半双工和全双工方式等，保证了从以太网/快速以太网的平滑过渡。万兆以太网 2002年6月，IEEE 802.3ae任务小组颁布了一系列基于光纤的万兆以太网的标准，传输距离在300m（多模光纤）到40km（单模光纤）之间。2004年，又通过了基于同轴电缆的802.3ak标准。2006年6月，IEEE 802.3an任务小组通过了基于铜缆的万兆以太

7、网标准10GBase-T。6e类非屏蔽对绞线可在55m的距离内支持10GBase-T，而6a类非屏蔽对绞线和7类屏蔽对绞线能在最长100m的距离内支持10GBase-T。10G以太网保留了IEEE 802.3的帧格式及最大帧长和最小帧长，但物理层的实现技术不同。10Gbps支持局域网、城域网和广域网应用。ISP和园区网使用10Gbps以太网作为骨干网技术。一些园区网在数据中心、存储区域网络（SAN）以及数字视频工作室也使用10Gbps以太网。计算机网络工程计算机网络工程 工程 是一个大而复杂的工作、生产、制造过程。一个工程是要在投资人给定的资金条件下，由承担人在约定的时间内完成约定的任务。工程

8、的一般特点：（1）要有相应的工程技术与工程方法支撑；（2）一般都有规划、设计、实施、验收等环节；（3）要有可用的物理实现。工程的基本原则：实效性；可行性；可靠性；易用性。网络工程同样具有工程的一般特点，其工程建设也须遵循工程的基本原则。网络工程包括计算机网络的规划、设计、施工、安装调试和检测验收环节，还涉及网络工程的招投标和工程监理。网络规划的内容包括项目的可行性研究和用户需求分析，即解决“做什么”的问题。可行性研究主要考虑项目的技术可行性、资金可行性、人员可行性和时间可行性。用户需求分析主要是明确新网络系统应具有的功能、性能及非性能特征。网络设计的内容包括逻辑设计、物理设计及设计方案模拟测试

9、，即解决“如何做”的问题。以满足网络规划阶段确定的用户需求为目的，通过网络设计，选用、集成合适的网络技术和设备，提出并完善网络系统的解决方案。网络生命周期与网络工程环节网络生命周期与网络工程环节 计算机网络的生命周期（1）需求分析（2）逻辑设计（3）物理设计（4）模拟测试与优化（5）工程实施（6）试运行与验收（7）运行与维护阶段。若一个计算机网络的功能或性能已不能满足需求，则需升级现有网络或新建网络，开始新的生命周期。（1）需求分析。在需求分析阶段，网络工程技术人员需要通过多种方式获取网络工程建设方关于新网络系统的商业目标和技术目标。对于现有网络升级，可能需要对现有网络进行分析，以了解现有网络

10、存在的问题。阶段结束时，提交需求分析说明书。（2）逻辑设计。逻辑设计阶段的主要工作内容是，根据需求分析说明书，进行如下内容设计：网络架构设计 IP地址与域名设计 虚拟化设计 网络安全设计 第二层设计 网络管理设计 第三层设计 接入网设计 可靠性设计 QoS设计 阶段结束时，提交逻辑设计说明书。（3）物理设计。在物理设计阶段，主要完成那些与具体物理设备和物理位置相关的设计内容。在物理设计阶段，设计综合布线系统及无线局域网，优选能够实现逻辑设计方案的产品，最后提交物理设计说明书。（5）工程实施 在计算机网络工程实施阶段，根据优化后的设计方案，进行布线施工和网络设备的安装、调试。（6）试运行与验收

11、试运行是在网络安装调试完毕后，根据合同要求对网络系统功能、性能进行的全面检测，试运行需达到规定的时间（一般为23个月）。在网络系统试运行满3个月后，由业主、监理方及承建方进行工程验收。网络工程验收合格后交付用户使用。网络工程验收内容包括:检查试运行期间的所有运行报告及各种测试数据。确定各项测试己完成，所有问题己解决。验收测试。按照合同规定及相关测试标准对网络系统进行抽样测试，以验证试运行测试报告的真实性。签署工程验收报告，并附验收测试报告；向业主移交所有技术文档，包括所有设备的详细配置参数、各种用户手册等。（7）运行与维护 网络交付用户使用后，网络的运行与维护就成为网络技术人员的日常工作。在该

12、阶段，会逐步发现网络存在的一些问题，这些问题可能是该网络开始没有发现的，也可能是用户产生了新的需求，例如网络平台上运行新的业务软件、网络规模扩展、对网络安全要求更高等。可通过网络升级改造或建新网络来解决上述问题，这就进入了新的网络生命周期。在计算机网络生命周期中，除运行与维护阶段外，其余6个阶段就是计算机网络工程的完整环节，即需求分析、逻辑设计、物理设计、模拟测试与优化、工程实施、试运行与验收。根据工程规模和相关要求，计算机网络工程还可能涉及到工程招投标、工程监理等环节。网络工程招投标网络工程招投标 根据中华人民共和国招投标法，符合规定条件的网络工程应进行招投标。招投标是在市场经济条件下，进行

13、大宗货物的买卖，工程建设项目的发包与承包，以及服务项目的采购与提供时，所采取的一种交易方式。招标人是提出招标项目、进行招标的法人或者其他组织。投标人是响应招标、参加投标竞争的法人或者其他组织。招投标的一般程序（1）招标。招标分为公开招标和邀请招标。公开招标，是指招标人以招标公告的方式邀请不特定的法人或者其他组织投标。邀请招标，是指招标人以投标邀请书的方式邀请特定的法人或者其他组织投标。招标人有偿提供招标文件，招标文件描述招标项目的具体要求。（2）投标 投标人在规定时间内按招标书要求编制并递交投标文件，投标文件应当对招标文件提出的实质性要求和条件做出响应；（3）开标 开标由招标人主持，邀请所有投

14、标人参加。开标时，当众宣读投标人名称、投标价格和投标文件的其他主要内容。（4）评标 评标由招标人依法组建的评标委员会负责。评标委员会按照招标文件确定的评标标准和方法，对开标后的投标文件进行评审和比较。评标委员会完成评标后，向招标人提出书面评标报告，并推荐合格的中标候选人。（5）中标 招标人根据评标委员会提出的书面评标报告和推荐的中标候选人确定中标人。招标人也可以授权评标委员会直接确定中标人。中标人确定后，招标人向中标人发出中标通知书，并同时将中标结果通知所有未中标的投标人。中标通知书对招标人和中标人具有法律效力。招标人和中标人自中标通知书发出之日起三十日内，按照招标文件和中标人的投标文件订立书

15、面合同。工程监理 工程监理是建设领域的一种特殊行业。就某个工程项目而言，监理方既不是投资者，也不是承包者，而是工程建设的第三方。因此，其职能具有许多独特的性质。工程建设监理的主体是具有相应资质（分为甲、乙、丙级）的专业化工程建设监理单位。计算机网络工程监理是由监理单位受建设单位委托，在监理合同约定的范围内，依据监理规划和监理细则，结合网络工程的特点实施质量控制、进度控制、投资控制、合同管理、信息管理和协调（即“三控两管一协调”），实现监理目标。工程建设监理与其他工程建设活动有着明显的区别和特点，是一种特殊的工程建设活动。工程监理的性质主要表现在委托性、服务性、独立性、公正性和科学性五个方面，其

16、中最为突出的是公正性。根据国家建设部令第86号建设工程监理范围和规模标准规定，下列建设工程必须实行监理：（一）国家重点建设工程；（二）大中型公用事业工程；（三）成片开发建设的住宅小区工程；（四）利用外国政府或者国际组织贷款、援助资金的工程；（五）国家规定必须实行监理的其他工程。网络工程建设标准网络工程建设标准 为了保证工程建设的质量和水平，通常需编制、应用各种工程建设标准。计算机网络工程建设也需遵循相关标准，包括相关的技术标准和产品标准。（1）标准的概念 标准是对一定范围内的重复性事物和概念所做的统一规定。它以科学、技术和实践经验的综合成果为基础，以获得最佳秩序、促进最佳社会效益为目的，经有关

17、方面协商一致，由主管机构批准，以特定形式发布，作为共同遵守的准则和依据。标准通过标准名称和标准号进行标识。标准号的构成：XX（/T）YYYYYZZZZ 其中，XX标准代号 YYYYY标准顺序号 ZZZZ标准发布年号 (/T)可选项，表示该标准为推荐性标准。例如：基于以太网技术的局域网系统验收测评规范GB/T 21671-2008。例如：综合布线系统工程设计规范GB 50311-2007（4）标准的种类 按标准的性质分类。按标准的性质，将标准划分为技术标准、管理标准和工作标准3类。按标准的功能分类 基础标准、产品标准、方法标准、安全标准、卫生标准、环保标准、管理标准。（2）标准的属性 依据中华人

18、民共和国标准化法的规定，国家标准、行业标准均可分为强制性和推荐性2种属性的标准。保障人体健康、人身、财产安全的标准和法律、行政法规规定强制执行的标准是强制性标准，其他标准是推荐性标准。强制性标准直接使用标准代号，推荐性标准在标准代号后加“/T”。强制性标准中强制执行的内容体现于用黑体字标示的强制性条文。换句话说，并非强制性标准中的每一个条文都需强制性执行，只是其中用黑色字体标示的条文是强制执行的内容。（3）标准的级别 依据中华人民共和国标准化法，标准分为国家标准、行业标准、地方标准和企业标准4个层次。各层次之间有一定的依从关系和内在联系，形成一个覆盖全国又层次分明的标准体系。计算机网络工程标准

19、计算机网络工程标准工程阶段工程阶段/环节环节标准名称标准名称标准编号标准编号逻辑设计TCP/IP v4，TCP/IP v6ATM10Base-T访问控制方法与物理层规范IEEE 802.3i100Base-T访问控制方法与物理层规范IEEE 802.3u1000Base-T访问控制方法与物理层规范IEEE802.3ab1000Base-SX和1000Base-LX访问控制方法与物理层规范IEEE 802.3z全双工以太网数据链路层流量控制方法IEEE 802.3x光纤10G以太网IEEE 802.3ae非屏蔽对绞线10G以太网IEEE 802.3an节能以太网IEEE802.3az EEE虚拟

20、局域网IEEE 802.1q城域网访问控制方法与物理层规范（DQDB）IEEE 802.6MPLS传送的体系结构ITU-T G.mta IP网络安全技术要求-安全框架YD/T 1163-2001计算机信息系统安全等级保护网络技术要求GA/T 387-2002接入网技术要求-基于以太网方式的无源光网络(EPON)YD/T 1475-2006物理设计综合布线系统工程设计规范GB 50311-200711M无线局域网访问控制方法与物理层规范IEEE 802.11b54M无线局域网访问控制方法与物理层规范IEEE 802.11g300M无线局域网访问控制方法与物理层规范IEEE 802.11n宽带无线

21、 MAN 标准IEEE 802.16供电以太网（PoE）IEEE80 2.3af供电以太网(PoE+)IEEE80 2.3atSDH（同步数字体系）ITU-T接入网用室内外光缆YD/T 1770-2008ADSL（8M下行）ITU-T G.992.1ADSL（1.5M 下行）ITU-T G.992.2ADSL 2（12M下行）ITU G.992.3/4ADSL 2+（24M下行）ITU G.992.5工程实施智能建筑工程施工规范（第5章 综合布线系统，第6章 信息网络系统）GB 50606-2010检测与验收综合布线系统工程验收规范GB 50312-2007基于以太网技术的局域网系统验收测评规

22、范GB/T 21671-2008电子信息系统机房施工及验收规范GB 50462-2008工程监理信息化工程监理规范 第2部分：通用布缆系统工程监理规范GB/T 19668.2-2007信息化工程监理规范 第3部分：电子设备机房系统GB/T 19668.3-2007信息化工程监理规范 第4部分：计算机网络系统工程监理规范GB/T 19668.4-2007信息化工程监理规范第6部分:信息化工程安全监理规范GB/T 19668.6-2007作业1（1）阐述计算机网络的功能。（2）举例说明计算机网络非性能特征对计算机网络性能指标的影响。（3）试阐述网络工程的一般特点和基本原则。（4）网络工程包括哪几个工程环节？（5）简要说明网络工程项目招投标的一般程序。（6）从下列专业术语中分别给出广域网和局域网的集合（一个术语可存在多个集合中）：广域网、局域网、ATM、Ethernet、IP地址、主流局域网络、虚拟专用网、WLAN、物联网、交换型网络。