第第2章章 网络需求分析网络需求分析教学目的： 本章的主要学习目的是：向谁去了解用户的网络需求，从哪些方面去了解用户的网络需求，了解用户最终如何评测一个网络等。了解ISP供应商和接入网。2.1网络需求分析的内容网络需求分析的内容从哪里开始需求分析从哪里开始需求分析w了解用户商业需求的主要步骤包括：n首先，从企业高层管理者开始收集商业需求；n其次，收集用户所面向的客户群体的需求；n最后，收集支持用户与其客户之间商业应用的网络需求。w了解用户的商业状况 w了解公司的组织结构 w了解公司的商业目标 w了解公司的投资规模和项目资金 2.1 网络需求分析的内容从哪些方面开始需求分析从哪些方面开始需求分析 网络设计者应从以下三个方面进行用户需求分析： 1）网络的应用目标(达到的功能) 2）信息点分布和网络的规模 3）网络性能与通信流量w网络的应用目标（所达到的功能）主要考虑用户建网的目的和用途。分别从用户的商业需求、工作业务需求和逻辑组织结构三个方面去分析，必须明确网络工程应用范围、网络设计目标和各项网络应用；w信息点分布主要是从网络规模上考虑，它受到商业约束（资金的规模）和环境约束（地理位置和分布）两方面影响；w网络性能 主要从可靠性、网速、通信流量限制等方面去分析。 2.1.1 从网络功能角度分析用户需求从网络功能角度分析用户需求通信功能通信功能第一大类是：通信功能 通信功能有两个方面：n内部通信（下属部门间的通信，与管理部门间的通信）；n对外通信（与Internet的通信，业务往来的单位间的通信，企业内部异地通信）。第二大类是：信息服务功能w常规常规Internet网络服务网络服务n电子邮件服务（E-mail）n文件传输服务（FTP）n远程登录服务（TELNET）n电子公告牌服务（BBS）nWWW信息服务n网络浏览，网络游戏从网络功能角度分析用户需求从网络功能角度分析用户需求信息服务类功能信息服务类功能 w对内、外的数据传输与信息服务对内、外的数据传输与信息服务n数据库访问与更新n文件共享与访问n对外宣传信息服务n建立自己的WWW服务器和主页（Home Pages）n信息共享与查询服务n其他数据传输与信息服务n内部业务部门的业务处理及信息交流n消防、安全与楼宇自控集中监管的需要信息服务类功能需求信息服务类功能需求2n计算机电视会议功能的需求nVOD视频点播n多功能会议厅对网络的需求n办公自动化管理n人力资源管理n远程终端，远程服务n在线目录（电话簿）n电子商务和企业经营管理nInternet 或Intranet上的语音或传真信息服务类功能需求信息服务类功能需求3 不同的用户其工作业务不同，但建网的目的主要是在此网络架构下完成相关的业务应用w如校园网中的学生管理系统、教务管理系统、校园网一卡通、教室管理、课程管理系统等等w如企业的ERP系统，财务管理系统、人事工资管理系统、进销存管理系统等等w如医院中的HIS系统，病房管理系统、药房管理等等从网络功能角度分析用户需求从网络功能角度分析用户需求工作业务类功能工作业务类功能 2.1.2 分析信息点分布分析信息点分布环境分析环境分析第一大类是：环境分析环境分析 ，位置决定走线 网络工程应用环境必须实地考察。如： 1）建筑物之间的距离，建筑物子系统：光纤布线及走向 2）设备间的位置，设备子系统 3）各工作区的位置，包括水平、垂直、工作区子系统，工作区可能是属同一层面或同一建筑的不同层面 网络系统的环境范围决定是属于同一个园区的不同建筑，同一城市的不同园区，不同城市的子公司之间，子公司与总公司之间等。 必须对不同地点之间如何综合布线，异地网络如何互连加以考虑。 因此，网络设计与环境密切相关。因此，网络设计与环境密切相关。 先按地理位置统计信息点分布，以便配置交换机先按地理位置统计信息点分布，以便配置交换机台数：台数：w先从每一工作区（房间）计算信息点个数w从同一楼面统计信息点个数w同一幢楼统计信息点个数w同一类楼（教学楼）统计信息点个数w不同类楼统计信息点个数w整个园区统计信息点个数w不同园区统计信息点个数分析信息点分布分析信息点分布按位置累计信息点按位置累计信息点 再按逻辑关系累计信息点个数再按逻辑关系累计信息点个数（可能跨距离）以便划分（可能跨距离）以便划分VLANw先从小的单位（如部门或系）计算信息点个数w再按大的单位（如部门或系）计算信息点个数w并兼顾信息点的位置分析信息点分布分析信息点分布按逻辑关系累计信息点按逻辑关系累计信息点2.1.3 网络性能分析网络性能分析分析网络的技术指标分析网络的技术指标w时延时延时延指从网络的一端发送一个比特到网络的另一端接收到这个比特所经历的时间。w吞吐量吞吐量吞吐量反映在单位时间内传输无差错数据的能力。w丢包率丢包率网络“丢包率”是指一定时段内在两点间的传输中丢失的分组与总的分组发送量的比率。 w时延抖动时延抖动时延抖动是从源到目的地的连续分组到达时间的波动，是从源到目的地连续分组I和I+1单向传输所经受的差值。 w带宽带宽指传输信道的容量，即频带的宽度，带宽的度量在高频率和低频率情况下是不同的，这些频率通过电缆和网络发送。对于数字电路，带宽通常是以比特/秒（bit/s）表示，而模拟电路是以赫兹（Hz）表示。网络性能分析网络性能分析技术和应用约束技术和应用约束n距离距离w一般而言，通信双方间的距离越大，通信费用就越高，通信速率就越慢。随着距离的增加，时延也会随着互连设备（如路由器）数量的增加而增大。n时段时段w网络通信与交通状况有许多相似之处。一天中的不同时间段，一个星期中的不同日子，或一年中的不同月份或假期，通信流量都会有高低的不同分布。这是受到了人类生活和生产的日出而作、日落而息的方式的直接影响。n拥塞拥塞w拥塞能够造成网络性能的严重下降，如果不加抑制，拥塞将使网络中的通信全部中断。因此，需要网络具有有效地发现拥塞的形成和发展，并使客户端迅速降低通信量的机制。网络性能分析网络性能分析可靠性分析可靠性分析n服务类型w有些类型的服务对于网络时延的要求较高，如视频会议；有些类型的服务在差错率方面的要求很高，如银行帐目数据；而另一些服务可能对带宽要求较高，如按需视频点播（VOD）。因此，不同的服务类型对于网络要求差异较大。n可靠性w现代生活因为需求的增加而变得越来越复杂，事物的可预见性就越来越重要。网络能够满足不断增长的需求是建立在网络可靠性的基础之上。n信息冗余w在网络中传输着大量相同的数据是司空见惯的事情。例如，网络上随时都有大量的人在不断接收股票交易的数据，这些股票信息是相同的。这种大量冗余数据充斥Internet的现象，消耗了大量的带宽。w响应时间 响应时间是指从服务请求发出到接收到相应响应所花费的时间，它经响应时间是指从服务请求发出到接收到相应响应所花费的时间，它经常用来指客户机向主机交互地发出请求并得到响应信息所需要的时间。常用来指客户机向主机交互地发出请求并得到响应信息所需要的时间。 w利用率 利用率反映出指定设备在使用时所能发挥的最大能力。利用率反映出指定设备在使用时所能发挥的最大能力。w效率网络效率表明了为产生所需的输出而要求的系统开销。网络效率表明了为产生所需的输出而要求的系统开销。 w可用性 可用性是指网络或网络设备可用于执行预期任务的时间总量（百分比）。可用性是指网络或网络设备可用于执行预期任务的时间总量（百分比）。w可扩缩性 可扩缩性是指网络技术或设备随着客户需求的增长而扩充的能力。可扩缩性是指网络技术或设备随着客户需求的增长而扩充的能力。w安全性 ，可管理性，适应性 ，可购买性 网络性能分析网络性能分析网速分析网速分析分析网络通信特征的步骤主要包括以下几个部分： （1）绘制网络结构图，确定企业网子网边界，把网络分成几个易管理的域。（2）确定域内设备，包括现有的和未来的。 （3）分析网络通信流量特征，确定流量基线。网络性能分析网络性能分析分析网络通信特征分析网络通信特征网络性能分析网络性能分析流量分析与控制 分析和确定当前网络通信量和未来网络容量需求，首先需要通过基线网络来确定通信数量和容量，然后需要确定估算网络流量及预测通信增长量的实际操作方法。w测量现有网络的通信流量测算或估算现有网络的通信流量，确定网络流量的测算或估算现有网络的通信流量，确定网络流量的瓶颈。辩别网络通信的源点和目的地，分析源点和瓶颈。辩别网络通信的源点和目的地，分析源点和目的地之间数据传输的方向性和对称性（双向或单目的地之间数据传输的方向性和对称性（双向或单向，对称或非对称）。向，对称或非对称）。w通信流量的分析也可从通信方式来考虑l客户/服务器方式（服务器端的拥塞）；l对等通信方式（交换节点的拥塞）；l服务器/服务器方式（线路的拥塞）；l分布式计算方式（线路的拥塞） ；l终端/主机方式（主机的拥塞）；w估计工作业务应用的通信负载对某一应用程序进行估计，包括下列几项：l登记使用某应用程序的客户数量；l应用会话的频率（每天、每周、每月或其他适当时间区间的会话数量）（最差的情况在同一时间段内使用）；l应用会话的平均长度（最长为一整个工作日）；l一个应用的并发客户数量（最大为客户总数）。n针对每一个应用程序，研究其发送数据的长度Kbit/s）。n针对通信协议，求开销数量（字节）。n对每一个应用程序，估计其初始化引起的附加负载w估计主干或广域网上的通信负载根据各种应用的总访问量及流量在各个子网中的分布根据各种应用的总访问量及流量在各个子网中的分布率，可以计算出经过主干网部分的流量，如电子邮件率，可以计算出经过主干网部分的流量，如电子邮件流量、文件传输流量和流量、文件传输流量和Web浏览流量。浏览流量。 2.2 网络拓扑结构分析(1)平面拓扑结构(2)层次型网络结构设计（三层结构）(3)网络结构冗余设计(4)园区网拓扑结构设计 (5)企业网拓扑结构设计 (6)网络拓扑结构安全性考虑2.3 ISP供应商和接入网供应商和接入网u选择好ISP供应商和接入网,不但可以提高企业网的服务质量,还可以降低成本,提高网络的可用性,实现最高的性能价格比.2.3.1 接入技术(1)拨号接入:(2)xDSL接入(3)光纤同轴混合网接入(4)光纤接入(5)无线接入2.3.2 选择ISP供应商目前，中国主要有四大互联网络，包括(1)中国公用计算机互联网（CHINANET）(2)中国金桥网（CHINAGBN）(3)中国教育和科研网（CERNET）(4)中国科技网（CSTNET）。CHINANET是中国电信建立的国家公用计算机网络，也是INTERNET的中国骨干网。2.4 需求分析实例需求分析实例 1. 小型校园网需求说明（5-10万元规模）：一个小型的校园网络，在单一建筑内，功能要求： （1）支持多媒体应用，包括多媒体教室、电子阅览室、多媒体教学；（2）高性能，全交换，满足用户需求；（3）管理简单，浏览器方式无需专门培训；（4）系统安全，保密性高；（5）ISDN连接方式，按需建立连接降低链路费用。 信息点分布及现场环境如下： 二楼：1个多媒体教室，50个多媒体用户；三楼：1个电子阅览室：24个多媒体用户；四楼、五楼：60个校园网普通/多媒体用户（各办公室使用）；所有用户都能访问互联网。 校园网的典型案例校园网的典型案例2. 方案拓扑结构如下：方案拓扑结构如下：思科公司的Catalyst 2924交换机是这一网络的核心设备，它提供了24个10/100M自适应的快速以太网端口，为分支交换机Catalyst 1924和数据量很大的主服务器或网管工作站提供高速主干连接；1924交换机具有两个100M快速以太网端口和24个10M端口，100M用于2924或教师用机的连接，10M则可提供给数据流量较少的学生机和办公机器；多媒体教室用到其中两台1924或2924，可为近五十台学生机提供网络连接，另三台给普通用户办公用，一台分配给电子图书用。考虑到Internet接入是校园网的发展趋势，在每套解决方案中都用到了路由器来引入广域网的远程连接，这套方案中用到了思科公司的低端路由器Cisco 1700，它提供了对内的10/100M局域网接口和对外的128K的ISDN或专线连接，通过Internet实现远程教学或教学演播等应用。3. 方案说明方案说明路由器和交换机的组内广播功能可为多媒体信息的传输提供更高的服务质量；而拥有两个100M端口的1924可与2924之间建立快速以太网通道，在全双工模式下达到400M的高速级联；此外，1700/800路由器上带有一个红色砖墙标志，它表示该路由器兼任了防火墙思科公司系列中、低端路由器都可以通过操作系统升级具备防火墙性能，在承担远程连接的同时实施数据包检验和过滤，防止非法用户侵入到内部局域网中对连接到Internet这一开放网络的用户来说，安全性是网络设计中不容忽视的一项重要因素。 这套方案的好处是简便易行，成本很低，并且兼顾了教学、管理和通讯三方面应用。方案中所用到的产品都属思科公司产品中的低端设备，在实现高性价比的桌面应用的同时又做到易于配置和管理：2924和1924都属即插即用的设备，如果不添加特殊功能则不需任何配置，1700/800的设置和管理也十分方便，这样用户使用起来将得心应手，无后顾之忧。 4. 报价设备数量单价Catalyst 2924一台17655元Catalyst 1924六台7326元Cisco 1700/800一台8000元服务器和网管三台8000元 设备合计：93611元，系统集成费用：7000元，总费用大约十万元某企业网需求分析(1)需求分析 有一个中型企业集团，有一个总部和三个分公司，分别处于四个城市。三个分公司要求和公司总部方便通讯，使用的信息管理系统除了基于WEB之外还有CS架构的报单与结算软件，这些要求在公司内部访问方便，信息安全可靠，就相当三个分公司和总公司在一个网络里面一样。某企业网需求分析基于这样的要求与特点，我们进行技术分析和分解如下：wWEB、FTP、MAIL等信息服务器应该设置在总公司，这样有利于集中管理，方便优化网络结构和性能；w分公司访问总公司的各种服务器，使用各种软件没有地域区别，这就要求使用VPN技术；网络安全性不能保证，在进行远程信息数据传输时会造成数据丢失；w各个分公司应该使用代价较低，安全性较高、管理简易的Internet接入方式。（2）网络拓扑图(3)系统特点 这个网络把网络的服务功能基本上全集中在公司总部，有利于管理，网络管理人员的任务主要是在总部完成，而分部只有VPN的接入服务器，以及一些线路和交换机，维护任务很少，基本不用配置什么网管。由于是VPN网络，虽然跨越了WAN，使访问过滤全由自己公司管理，有利于CS架构软件的畅通使用。由于使用了VPN进行穿越WAN，所以不用担心数据在传输过程中会泄密等。 （4）应用效果 此宽带网系统采用此VPN解决方案，不仅顺利实现了各分公司网络与总公司之间的快速高效的网间互联，还在此基础上实现了远程会商、IP电话、办公自动化等拓展应用。目前，通过该系统的专用IP电话可以与远程端的值班人员能够进行通话交谈，也可以上机使用Notes系统进行远程访问。系统应用后，其高性价比的特点总体上不仅大大提高了办公效率，还节省了一定的经费，这充分肯定该系统的方案和技术路线的优越性。