网络工程设计解放军理工大学计算机系教授陈 鸣 博士博士第第1 1章章 网络工程设计概述网络工程设计概述课程地位l计算机网络是信息社会的基础设施，局域网和企业网是信息传输和信息枢纽不可或缺的平台，构建稳定可靠、高效经济的计算机网络不仅能够促进信息的高速传输，加速信息共享的进程，进而提高信息系统的整体性能。l通过本门课程的教学，可以使学生具有设计和和实现局域网和企局域网和企业网的能力，和一定的工程网的能力，和一定的工程质量管理的量管理的能力能力。l网络工程专业的专业课，其他专业的选修课。解放军理工大学计算机系陈鸣：网络工程设计2第第1 1章章 网络工程设计概述网络工程设计概述解放军理工大学计算机系陈鸣：网络工程设计3课程目的l了解网络工程设计的一般步骤和方法，掌握设计小、中、大型局域网/企业网的基本技术和技巧，积累网络工程经验，培养分析和解决网络工程应用问题的能力，提高综合素质，为后继任职或研究工作奠定必要的理论和实践基础。第第1 1章章 网络工程设计概述网络工程设计概述解放军理工大学计算机系陈鸣：网络工程设计4课程教学内容与安排建议网络工程设计概述(2学时) 网络工程设计基础(4+2学时)基本概念、基本设备简单组网技能中型网络设计知识与技能设计中型网络大型网络设计知识与技能设计大型网络网络设计综合知识与应用配置二层以太网交换机(0+4学时)网络需求分析 (4学时)结构化布线系统和机房设计(2学时)网络安全策略设计(2+0学时)网络维护与测试(2+0学时)设计性实验(0+10学时)路由器配置(0+4学时)企业网设计(4学时)第第1 1章章 网络工程设计概述网络工程设计概述授课方法建议l授课方式理论授课(20学时)实验(10学时)设计性实验(10学时)l设计性实验以知识验证、知识综合、创新设计为原则l考核方式平时作业20%实验设计30%实验结果50%解放军理工大学计算机系陈鸣：网络工程设计5解放军理工大学计算机系陈鸣：网络工程设计6教材网络工程设计教程 系统集成方法（第二版） 陈陈 鸣鸣 编著编著机械工业出版社华章分社机械工业出版社华章分社，20082008年年5 5月月 第第1 1章章 网络工程设计概述网络工程设计概述解放军理工大学计算机系陈鸣：网络工程设计7“系统集成”是本课程设计的出发点l根据网络应用需求，关注系统的总体功能和特性，选用各种合适的部件来构造或定制所需要的网络信息系统l根据系统对网络设备或部件的要求，选用具有最为合适的工作机制的设备；同时仅需要关注各种设备或部件的外部特性即接口，而忽略这些设备或部件的内部技术细节第1章 网络工程概述 解放军理工大学计算机系教授陈 鸣 博士第第1 1章章 网络工程设计概述网络工程设计概述解放军理工大学计算机系陈鸣：网络工程设计9本课程知识结构导学图网络工程设计概述(2学时) 网络工程设计基础(4+2学时)基本概念、基本设备简单组网技能中型网络设计知识与技能设计中型网络大型网络设计知识与技能设计大型网络网络设计综合知识与应用配置二层以太网交换机(2+4学时)网络需求分析 (4学时)结构化布线系统和机房设计(2学时)网络安全策略设计(2+0学时)网络维护与测试(2+0学时)设计性实验(0+10学时)路由器配置(2+4学时)企业网设计(4学时)第第1 1章章 网络工程设计概述网络工程设计概述解放军理工大学计算机系陈鸣：网络工程设计10教学提示教学目的对用系统集成方法进行计算机网络工程所涉及的一些基本概念、基本过程进行定义和讨论；要求能够使用Project对网络工程项目进行规划和管理。重点网络工程定义系统集成网络工程的系统集成模型网络系统的层次模型第第1 1章章 网络工程设计概述网络工程设计概述解放军理工大学计算机系陈鸣：网络工程设计11要点1. 1.网络工程的基本概念2.网络工程的系统集成3.网络工程系统集成步骤4.网络系统的层次模型5.网络系统集成的文档管理6.网络工程招投标7.网络工程设计应注意的问题8.网络工程案例教学第第1 1章章 网络工程设计概述网络工程设计概述基本概念l采用TCP/IP体系结构的互联网已经成为企业、国家乃至全球的信息基础设施。设计、建造和测试基于TCP/IP技术的计算机网络是网网络工程的任工程的任务l网络工程必须总结并研究与网络设计、实施和维护有关的概念和客观规律，从而能够根据这些概念和规律来设计和建造满足用户需求的计算机网络解放军理工大学计算机系陈鸣：网络工程设计12第第1 1章章 网络工程设计概述网络工程设计概述科学-技术-工程l科学科学是对各种事实和现象进行观察、分类、归纳、演绎、分析、推理、计算和实验，从而发现规律，并对各种定量规律予以验证和公式化的知识体系l技技术是为某一目的共同协作组成的各种工具和规则体系l工程工程应用科学知识使自然资源最佳地为人类服务的专门技术解放军理工大学计算机系陈鸣：网络工程设计13第第1 1章章 网络工程设计概述网络工程设计概述解放军理工大学计算机系陈鸣：网络工程设计14网络工程定义(1) (1) 将系统化的、规范的、可度量的方法应用于网络系统的设计、建造和维护的过程，即将工程化应用于网络系统中。(2) 对(1)中所述方法的研究。l任何工程方法必须以有组织的质量保证为基础l全面的质量管理和类似的理念刺激了过程的不断改进，正是这种改进导致了更加成熟的网络工程方法的不断出现l网络工程的核心就是对于网络质量的关注第第1 1章章 网络工程设计概述网络工程设计概述解放军理工大学计算机系陈鸣：网络工程设计15要点1.网络工程的基本概念2. 2.网络工程的系统集成3.网络工程系统集成步骤4.网络系统的层次模型5.网络系统集成的文档管理6.网络工程招投标7.网络工程设计应注意的问题8.网络工程案例教学第第1 1章章 网络工程设计概述网络工程设计概述解放军理工大学计算机系陈鸣：网络工程设计16系统集成l系统为实现某一目标而形成的一组元素的有机结合l系统集成系统本身有可作为一个元素参与多次组合l系统集成是一种目前常用的实现较复杂工程的方法 现代汽车工业 航天飞机l“系统集成” 既是一种重要的工程建设思想，也是一种解决问题的思想方法论 第第1 1章章 网络工程设计概述网络工程设计概述解放军理工大学计算机系陈鸣：网络工程设计17系统集成的好处l较高的质量水准选择有一流技术水平和质量鉴别体系资质的系统集成商l系统建设速度快由多年从事系统集成的专家和配套的项目组进行集成，有畅通的设备进货渠道，富有处理用户关系的经验，能加快系统建设速度l交钥匙解决方案全权负责处理所有的工程事宜，使用户能够将注意力放在系统的应用要求上l标准化配置采用它成熟和稳妥的方案，由于系统集成商承担的系统存在的共性，使得系统维护及时和成本较低 第第1 1章章 网络工程设计概述网络工程设计概述网络系统集成的特点l接口规范l关注系统整体性能l重视工程规范和质量管理l建立良好的用户关系解放军理工大学计算机系陈鸣：网络工程设计18第第1 1章章 网络工程设计概述网络工程设计概述解放军理工大学计算机系陈鸣：网络工程设计19网络工程的系统集成模型l从系统级开始，接着是用户需求分析、逻辑网络设计、物理网络设计和测试系统系统/信息工程信息工程用户需用户需求分析求分析逻辑网逻辑网络设计络设计物理网络物理网络设计与实现设计与实现测试测试第第1 1章章 网络工程设计概述网络工程设计概述解放军理工大学计算机系陈鸣：网络工程设计20循环线性化l该模型支持带有反馈的循环，但将该模型视为严格线性关系可能更易于处理l该模型从系统级开始，接着是用户需求分析、逻辑网络设计、物理网络设计和测试l网络设计者通常是采用系统集成方法来设计实现网络的，因此将该模型称为网网络工程的工程的系系统集成模型集成模型第第1 1章章 网络工程设计概述网络工程设计概述解放军理工大学计算机系陈鸣：网络工程设计21要点1.网络工程的基本概念2.网络工程的系统集成3. 3.网络工程系统集成步骤4.网络系统的层次模型5.网络系统集成的文档管理6.网络工程招投标7.网络工程设计应注意的问题8.网络工程案例教学第第1 1章章 网络工程设计概述网络工程设计概述网络工程系统的集成过程l对于规模不同的网络，系统集成的过程差异很大l一个大型网络系统的集成过程需要从技术、管理和用户关系这三个关键因素的角度考虑选择系统集成商或设备供货商网络系统的需求分析逻辑网络设计物理网络设计系统安装与调试系统测试与验收用户培训和系统维护解放军理工大学计算机系陈鸣：网络工程设计22第第1 1章章 网络工程设计概述网络工程设计概述选择系统集成商或设备供应商l用户方有可能以招标的方式选择系统集成商或设备供应商；用户方对网络系统的意愿应体现在发布的招标文件中l网络系统集成商则以投标的方式来响应用户方招标与用户充分交流现场勘察，进行用户需求分析提出初步的技术方案l一旦中标，则需要与用户方签署合同l合同是网络系统集成商与用户方之间的一种商务活动契约，受法律保护解放军理工大学计算机系陈鸣：网络工程设计23第第1 1章章 网络工程设计概述网络工程设计概述网络系统的需求分析l网络系统的需求确定该网络系统要支持的业务要完成的网络功能要达到的性能等l用户需求分析的三个方面网络的应用目标网络的应用约束网络的通信特征l全面细致地勘察整个网络环境解放军理工大学计算机系陈鸣：网络工程设计24第第1 1章章 网络工程设计概述网络工程设计概述逻辑网络设计l重点放在网络系统部署和网络拓扑等细节设计方面l逻辑网络设计由网络设计师完成是采用平面结构还是采用三层结构如何规划IP地址采用何种选路协议采用何种网络管理方案以及在网络安全方面的考虑解放军理工大学计算机系陈鸣：网络工程设计25第第1 1章章 网络工程设计概述网络工程设计概述物理网络设计l网络环境的设计结构化布线系统设计网络机房系统设计供电系统的设计l网络设备选型具体采用哪种网络技术、哪个厂商生产的哪个型号设备解放军理工大学计算机系陈鸣：网络工程设计26第第1 1章章 网络工程设计概述网络工程设计概述网络安全设计网络安全设计l网络安全已经成为网络系统集成中必须要面对的重要问题。l首先要鉴别网络上具有的各种信息资源，对它们进行风险评估，从而设计相应的安全性策略，采用相应的安全产品，如防火墙系统、入侵检测系统、漏洞扫描系统、防病毒系统、数据备份系统和监测系统。解放军理工大学计算机系陈鸣：网络工程设计27第第1 1章章 网络工程设计概述网络工程设计概述网络设备安装测试与验收l加电并连接到服务器和网络上进行检查l当网络系统构建好后，需要进行系统测试l系统测试的目的主要是检查网络系统是否达到了预定的设计目标，能否满足网络应用的性能需求，使用的技术和设备的选型是否合适l网络测试通常包括网络协议测试、布线系统测试、网络设备测试、网络系统测试、网络应用测试和网络安全测试等多个方面解放军理工大学计算机系陈鸣：网络工程设计28第第1 1章章 网络工程设计概述网络工程设计概述网络系统验收l是用户方正式认可系统集成商完成的网络工程的手续，用户方要确认工程项目是否达到了设计要求l验收分为现场验收和文档验收解放军理工大学计算机系陈鸣：网络工程设计29第第1 1章章 网络工程设计概述网络工程设计概述用户培训和系统维护用户培训和系统维护l系统成功地安装后，集成商必须为用户提供必要的培训l培训的对象可分为网管人员、一般用户等l用户培训是系统进入日常运行的第一步，必须制定培训计划，可采用现场培训、指定地点培训等方式解放军理工大学计算机系陈鸣：网络工程设计30第第1 1章章 网络工程设计概述网络工程设计概述解放军理工大学计算机系陈鸣：网络工程设计31要点1.网络工程的基本概念2.网络工程的系统集成3.网络工程系统集成步骤4. 4.网络系统的层次模型5.网络系统集成的文档管理6.网络工程招投标7.网络工程设计应注意的问题8.网络工程案例教学网络信息系统集成的层次网络平台层网络平台层信息平台层信息平台层应用平台层应用平台层通信网络数据库Web服务器电子邮件系统专用系统1电子邮件系统群件系统专用系统2专用系统3通用系统1通用系统2通用系统3.数据安全结构网络管理应用环境平台层环境平台层基础设施解放军理工大学计算机系32陈鸣：网络工程设计第第1 1章章 网络工程设计概述网络工程设计概述解放军理工大学计算机系陈鸣：网络工程设计33l在设计和实施网络平台前，需要考虑计算机网络到达的楼宇的结构化布线系统和机房、电源等的环境问题l环境平台设计问题包括结构化布线系统、网络机房系统的设计和供电系统的设计等内容环境平台层第第1 1章章 网络工程设计概述网络工程设计概述解放军理工大学计算机系陈鸣：网络工程设计34网络平台层l网络平台目前一般应采用TCP/IP技术在信息高度集中的场所建立局域网l采用子网互连结构的网络拓扑形式可使网络具有更可靠、更安全、扩展性及交互性更强的特点，它的成本也非常经济应选用成熟的网络操作系统选用适当的服务器、网络通信设备第第1 1章章 网络工程设计概述网络工程设计概述解放军理工大学计算机系陈鸣：网络工程设计35信息平台层l信息平台层主要是为标准因特网服务如DNS、电子邮件、Web、FTP等和特定网络服务如P2P、视频服务、办公系统等提供支撑的数据库技术、群件技术、网管技术和分布式中间件等的集合l有了这个层次的支持，设计、实现和配置各种网络应用就变得较为容易了第第1 1章章 网络工程设计概述网络工程设计概述解放军理工大学计算机系陈鸣：网络工程设计36应用程序层l应用程序层主要容纳各种网络应用系统，而这些网络应用程序则体现了网络系统的存在价值l应根据用户应用需求尽可能选用成熟的网络应用系统商品软件，如果无法找到满足需求的应用程序，则应考虑由自己或委托他人进行精心设计和实现第第1 1章章 网络工程设计概述网络工程设计概述网络安全结构l网络系统安全是指在网络系统中保证信息产生、处理、传输、存储过程中的机密性、鉴别、完整性和可用性的软硬件措施，它可能贯穿于网络体系结构的每一个层次解放军理工大学计算机系陈鸣：网络工程设计37第第1 1章章 网络工程设计概述网络工程设计概述解放军理工大学计算机系陈鸣：网络工程设计38系统集成模型的指导作用 l系统集成四层模型是总结大量的网络信息系统工程经验后，经过分析提升提出来的，较全面地覆盖了完成设计和管理实施网络信息系统的全过程l该模型与实际工作的主要过程一致，简明、易操作l按照此系统集成四层模型来规划和设计网络信息系统，便于划分子系统和确定接口参数，便于管理和控制网络信息系统的质量，使网络信息系统成为有机的整体，更有效地实现网络信息系统的应用目标第第1 1章章 网络工程设计概述网络工程设计概述解放军理工大学计算机系陈鸣：网络工程设计39要点1.网络工程的基本概念2.网络工程的系统集成3.网络工程系统集成步骤4.网络系统的层次模型5. 5.网络系统集成的文档管理6.网络工程招投标7.网络工程设计应注意的问题8.网络工程案例教学第第1 1章章 网络工程设计概述网络工程设计概述解放军理工大学计算机系陈鸣：网络工程设计40网络设计的文档管理l文档指某种数据管理概要和其中所记录的数据l文档是系统的一部分l系统文档的编制在网络工程工作中占有突出的地位和一定的工作量l高质量、高效率地开发、分发、管理和维护文档对于充分发挥系统效率有着重要的作用l文档编制：自然语言、(半)形式化语言、各类图形和表格l文档由人或计算机书写(生成)或阅读(识别)第第1 1章章 网络工程设计概述网络工程设计概述解放军理工大学计算机系陈鸣：网络工程设计41文档的作用l提高系统设计过程中的能见度。把设计过程中发生的时间以某种可阅读的形式记录在文档中。管理人员可将有关记载作为检察系统设计进度和设计质量的依据l提高设计效率。开发人员基于文档，能对各阶段工作进行周密思考、全盘权衡，从而减少返工。可在开发早期发现错误和不一致，便于加工纠正l作为设计人员在一定阶段的工作成果和结束标志l记录设计过程中的有关信息，便于协调以后的系统设计、使用和维护l提供对系统的运行、维护和培训的有关信息l便于潜在用户了解系统的性能、性能等各项指标 阶段 文档 可行性研究与计划需求分析系统设计软件开发硬件安装调试系统集成与测试运行维护可行性研究报告项目开发计划系统需求说明书数据要求说明书测试计划概要设计说明书详细设计说明书用户手册操作手册测试分析报告开发进度月报项目开发总结维护修改建议文档与系统生存期关系解放军理工大学计算机系42陈鸣：网络工程设计 阶段 文档 做什么？从何处？何时做？由谁做？怎样做？为什么？可行性研究报告项目开发计划系统需求说明书数据要求说明书测试计划概要设计说明书详细设计说明书用户手册操作手册测试分析报告开发进度月报项目开发总结维护修改建议文档解决的问题解放军理工大学计算机系43陈鸣：网络工程设计第第1 1章章 网络工程设计概述网络工程设计概述解放军理工大学计算机系陈鸣：网络工程设计44文档管理和维护l系统开发小组应设一位文档管理员l开发小组成员保存个人文档l新旧版本管理和控制l修改主文档，应按照：提议评议审核批准实施的步骤严格控制l项目结束后，应收回开发人员的个人文档第第1 1章章 网络工程设计概述网络工程设计概述解放军理工大学计算机系陈鸣：网络工程设计45要点1.网络工程的基本概念2.网络工程的系统集成3.网络工程系统集成步骤4.网络系统的层次模型5.网络系统集成的文档管理6. 6.网络工程招投标7.网络工程设计应注意的问题8.网络工程案例教学第第1 1章章 网络工程设计概述网络工程设计概述招标与投标l网络工程通常涉及大量资金，而根据我国有关政策规定，用户方寻找集成商要通过招标方式，而集成商寻找用户方要通过投标方式l对于大型网络系统，招投标过程可为两步：第一步为用户方招总包单位；第二步总包单位单独或与用户方联合招分包单位l总包单位代表用户方对本网络系统全面负责解放军理工大学计算机系陈鸣：网络工程设计46第第1 1章章 网络工程设计概述网络工程设计概述投标书的准备l与用户方交流l需求分析l初步的技术方案设计l撰写投标书解放军理工大学计算机系陈鸣：网络工程设计47第第1 1章章 网络工程设计概述网络工程设计概述投标书的内容l工程概况l投标方概况l网络系统技术方案l应用系统设计方案l项目实施进度计划l培训维修维护计划l设备清单及报价解放军理工大学计算机系陈鸣：网络工程设计48第第1 1章章 网络工程设计概述网络工程设计概述其他l述标与答疑招标方都会组织投标的系统集成商进行述标，并回答专家组提出的问题l商务洽谈与合同签订网络集成商一旦中标，就开始与用户方进行商务洽谈。主要是围绕价格、培训、服务、维护期以及付款方式等进行洽谈，最终达成一致后签订合同解放军理工大学计算机系陈鸣：网络工程设计49第第1 1章章 网络工程设计概述网络工程设计概述解放军理工大学计算机系陈鸣：网络工程设计50要点1.网络工程的基本概念2.网络工程的系统集成3.网络工程系统集成步骤4.网络系统的层次模型5.网络系统集成的文档管理6.网络工程招投标7. 7.网络工程设计应注意的问题8.网络工程案例教学第第1 1章章 网络工程设计概述网络工程设计概述解放军理工大学计算机系陈鸣：网络工程设计51应注意的问题l网络设计的目标就是用技术手段和管理手段，使工程具有良好的性能价格比l应注意以下一些问题为树立企业形象而建造网络盲目追求设备的超前性盲目追求网络的规模盲目追求网络高带宽和高服务质量等级盲目追求系统多功能对网络安全问题视而不见或盲目夸大因特网数据安全性威胁一把手工程第第1 1章章 网络工程设计概述网络工程设计概述解放军理工大学计算机系陈鸣：网络工程设计52要点1.网络工程的基本概念2.网络工程的系统集成3.网络工程系统集成步骤4.网络系统的层次模型5.网络系统集成的文档管理6.网络工程招投标7.网络工程设计应注意的问题8. 8.网络工程案例教学第第1 1章章 网络工程设计概述网络工程设计概述用Project管理网络工程项目l案例教学要求：基本掌握用Microsoft Project管理网络系统集成项目的方法l案例教学环境：PC 1台，Microsoft Project软件1套l设计要点1.参照“1.3网络工程系统集成步骤”，制定网络工程系统集成项目的主要工作步骤2.分析每个主要步骤所需的时间和资源3.画出该项目的甘特图、跟踪甘特图、任务分配状况、日历、统筹图、资源工作表、资源使用状况、资源图表等主要视图解放军理工大学计算机系陈鸣：网络工程设计53第第1 1章章 网络工程设计概述网络工程设计概述解放军理工大学计算机系陈鸣：网络工程设计54甘特图第第1 1章章 网络工程设计概述网络工程设计概述解放军理工大学计算机系陈鸣：网络工程设计55其他视图l跟踪甘特图l任务分配状况l日历l统筹图l资源工作表l资源图表l组合视图第第1 1章章 网络工程设计概述网络工程设计概述小结l对用系统集成方法进行计算机网络工程所涉及的一些基本概念、基本过程进行定义和讨论l能够使用Project对网络工程项目进行规划和管理l需要掌握l网络工程定义l系统集成l网络工程的系统集成模型l网络系统的层次模型解放军理工大学计算机系陈鸣：网络工程设计56第第1 1章章 网络工程设计概述网络工程设计概述解放军理工大学计算机系陈鸣：网络工程设计57作业1.利用Microsoft Project来规划和管理一个网络设计的工程任务，试参照“1.3网络工程系统集成”的工作流程，画出相关视图。2.详细叙述网络工程的系统集成模型。为何将该模型称为网络设计的系统集成模型？该模型具有哪些优缺点？为何在实用中大量使用该模型？3.给出网络系统的层次模型以及各层次的主要功能。Any Questions?解放军理工大学计算机系58陈鸣：网络工程设计