网络规划与设计(3网络分析CISCO)
网络规划与设计(14课程总结与串讲)
存储技术的分类 RAID NAS、SAN的概念
如何做网络安全规划？
VPN
了解各种园区网和广域网互联技术
常识性的知识
要满足可接受的语音质量，需要满足那些指标 （延迟、抖动、丢包率）
两种QoS模型
如果你作为一个网络设计工程师向你的客户提 交一份好的网络设计文档？
重要知识点
简述网络规划与设计的过程 Cisco研究并提出了“计划－设计－实现－运
行－优化”（PDIOO）网络生命周期
5个方面的服务需求和性能需求：业务、用户、 应用、计算平台和网络自身
带宽、利用率、可用性、吞吐率、响应时间等 概念
最佳利用率（广域网、共享局域网）
层次化网络设计 企业复合网络模型
集线器、网桥、交换机、路现的
VLAN TRUNK
802.1Q与ISL
STP
如何构建一个WLAN？包括那两个部件
IP编址与路由设计
结构化编址 地址汇总、VLSM 路由协议特点，应用场合
网络管理的5个方面 网络管理体系结构
课程总结与串讲
课程内容
网络规划与设计概述 需求分析（Cisco列出的技术目标） 网络分析（Cisco提出的网络分析技术） 逻辑网络设计
模块化网络设计 层次化网络设计 思科的企业复合网络模型 冗余设计
交换式网络设计 WAN设计 IP编址与路由设计 网络管理 存储设计 网络安全规划 物理设计 测试、优化、文档编写 综合案例
网络规划与设计第3讲
大作业—— 新建高校校园网规划与设计
• 基本情况
*网络中心 90个信息点
*办公楼
100个信息点 150米
*教学楼（2） 50*2个信息点 400、500米
*实验楼
60个信息点 800米
*图书馆
100个信息点 80米
*学生宿舍楼（5） 200*5个信息点 500、700、
1000、1800、2600米
分析网络性能与非性能特征需求
1）分析网络性能指标的需求。主要性能指标包括： • 带宽：严格的带宽需求分析很复杂，需要统计每项网络应用业务
的使用位置、平均用户数、使用频率、平均事物大小、平均会话 长度等数据后再做相应计算。 • 由于目前园区网都是以太网，其带宽选择变化不多：接入层带宽 为100M或10/100M自适应，汇聚层带宽为100M或1G，核心层为1G 或10G 。所以在实际网络工程中,常凭经验和成本来考虑网络系统 带宽的需求。 • 时延：根据网络应用的类型来决定。例如，实时监控类的应用， 对时延要求较高。 • 时延抖动：语音、视频类的网络应用对时延抖动要求较高。 • 响应时间：这是用户使用电脑时能直接感受到的，用户常能提出 对该指标的具体要求，例如响应时间不大于3s。
• 80/20 规则是传统网络设计所遵循的一个一般规则，是关 于网络通信流分布的经验规则。80/20规则是指在一个网 段中，通信流的80%是在该网段内流动，只有20%的通信 流是流向其他网段的。
• 对于那些主要是远程访问或因特网应用的网络，就不适应 80/20规则了，而更接近于20/80规则了。
现有网络分析——估算法
• 对用户的每个网络应用业务，分析当其不能正常运行时可 能给用户造成损失的严重程度。然后在设计阶段，根据 4.3.4网络安全设计原则与要点中所述的原则、步骤和方法， 确定该网络的安全等级和相应的网络安全解决方案。
网络规划与设计
网络规划与设计简介网络规划与设计是指对计算机网络系统进行全面规划和设计的过程，包括网络拓扑结构的确定、硬件设备的选型、网络地址的规划、安全策略的制定等。
一个良好的网络规划与设计能够提高网络的性能、可靠性和安全性，满足用户的需求，并且能够更好地适应未来的发展。
1. 网络规划的步骤1.1需求分析在进行网络规划之前，首先需要进行需求分析，了解用户的需求和业务特点。
这包括网络的大小和范围、用户数量和位置、对带宽和吞吐量的需求、对网络安全和可靠性的要求等。
通过需求分析，可以为后续的网络设计提供基础和方向。
1.2网络拓扑结构设计根据需求分析的结果，设计出合适的网络拓扑结构。
常见的网络拓扑结构包括星型、总线型、环型、树型和网状型等。
根据用户的需求和业务特点，选择适合的网络拓扑结构，并确定主干链路、分支链路和终端设备的布局。
1.3网络硬件设备选型根据网络规划的要求，选购适合的网络硬件设备。
这包括路由器、交换机、防火墙、服务器等。
在选型时，需要考虑硬件设备的性能、可靠性、适用性和价格等因素，以满足网络的需求，并尽量避免过度或不足的选购。
1.4网络地址规划网络地址规划是指确定网络IP地址的分配方案。
通过合理规划IP地址，可以提高网络的管理效率和安全性。
在进行网络地址规划时，需要考虑网络的划分、子网的设计、IP地址的分配等因素，以满足网络的需求，并充分利用IP地址资源。
1.5网络安全策略制定网络安全是网络规划和设计的重要方面。
在进行网络规划与设计时，需要制定合理的安全策略，以保护网络免受各种网络攻击和威胁。
安全策略包括访问控制、防火墙配置、数据加密等，同时需要定期评估和更新安全策略，以适应日益复杂和多样化的网络安全环境。
1.6网络测试与调整在网络规划与设计完成后，需要进行网络测试与调整，以验证网络的性能、可靠性和安全性，并解决可能存在的问题。
网络测试与调整可以通过模拟实际使用场景、进行负载测试等方式进行，同时还可以根据用户的反馈和需求进行进一步的调整和优化。
网络系统的规划与设计
如果网络更小的话，核心层设备可以直接与接
入层设备连接，分层结构中的汇聚层被压缩掉
了，如图13-5所示。
精选课件
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图13-4 核心层采用冗余高端交换机 图13-5 核心层与接入层连接
核心层
分布层
Si
Si
接入层
图13-4
核心层
接入层
图13-5
精选课件
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有效地使用分级设计模型的指 导准则如下：
选择最合适需求的分级模型。 不要使网络的各层总是完全网状的。 不要把终端工作站安装在主干网上。 通过把80%的通信量控制在本地工作组内部，
精选课件
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1．核心层
核心层一般采用高端交换机。对核心交换要求 能提供线速多点广播转发和选路，以及用于可 扩展的多点广播选路的独立于协议的多点广播 协议。而且还要求所选用的核心交换机保证能 提供园区网主干所需要的带宽和性能。
精选课件
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2．分布层
分布层也叫汇聚层，是网络接入层和核心层之 间的分界点。该分层提供了边界定义，并在该 处对潜在的费力的数据包操作进行处理。
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如图13-6所示便是一个网络的 布线方案结构图。
精选课件
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13.2.6 安全设计
从本质上讲，网络安全就是网络上的信息安全， 是指网络系统的硬件、软件及其系统的数据受 到保护，不受偶然的或恶意的原因而遭到破坏、 更改、泄露，系统能够连续可靠地正常运行。
网络安全体系结构主要考虑安全对性和安全机 制，安全对象主要有网络安全、系统安全、数 据库安全、信息安全、设备安全、信息介质安 全和计算机病毒防治等。
路由器地址
客户机网段
192.168.1.10 192.168.2.10 192.168.3.10
网络规划与设计方案
网络规划与设计方案网络规划与设计方案引言网络规划和设计是建立和配置网络基础设施的过程，以满足组织内外信息传输和通信需求。
网络规划和设计方案的成功实施对于组织的高效运营至关重要。
本文将介绍一个综合性的网络规划和设计方案，包括网络拓扑结构、网络设备的选择和配置、网络安全策略等方面。
该方案将确保网络的可靠性、高性能和灵活性，以满足组织的业务需求。
网络拓扑结构设计网络拓扑结构是网络中设备之间连接关系的布局方式。
根据组织的规模和需求，本方案将采用星型拓扑结构。
这种结构以核心交换机为中心，通过光纤或高速以太网连接到其他设备。
这种结构具有高度可靠性和可扩展性，易于管理和维护。
网络设备的选择和配置在网络设备的选择和配置方面，以下几个方面需要考虑：核心交换机核心交换机是网络的中心设备，承担着整个网络的数据交换和路由功能。
为了保证可靠性和性能，我们将选择高性能的企业级交换机，支持硬件冗余和高带宽连接。
边缘设备边缘设备是连接终端设备和核心交换机的设备，如路由器和交换机。
在选择边缘设备时，需要考虑网络规模和终端设备的数量。
我们将选择支持多个端口和高速连接的设备，以确保网络的稳定和性能。
无线接入点考虑到组织内部员工的移动性和灵活性需求，我们还将部署一些无线接入点，为员工提供无线接入服务。
在选择无线接入点时，需要考虑覆盖范围、速度和安全性。
我们将选择支持加密和身份验证的企业级无线接入点，以确保数据安全。
网络安全策略网络安全是组织网络规划和设计中不可忽视的重要方面。
以下是一些常见的网络安全策略：防火墙我们将在网络入口处部署防火墙设备，用于监控和控制网络流量。
防火墙将配置访问控制列表，限制对网络的未经授权访问，并检测和阻止恶意流量。
VPN为了保护远程访问和数据传输的安全性，我们将为外部用户和远程员工提供VPN（虚拟私人网络）服务。
VPN将使用加密隧道来确保数据的机密性和完整性。
IDS/IPS入侵检测系统（IDS）和入侵防御系统（IPS）将被配置在网络中，用于检测和阻止潜在的安全威胁。
《网络规划与设计》课件
线性拓扑结构的设计
线性拓扑结构是一种简单的网络布局，适用于小型组织或分支机构。
环形拓扑结构的设计
环形拓扑结构是一种将各个设备连接成环状的网络布局，适用于相对较小的 网络。
树形拓扑结构的设计
树形拓扑结构是一种层次化的网络布局，适用于大型企业或组织。
网状拓扑结构的设计
网状拓扑结构是一种将各个设备直接相连形成密集连接的网络布局，适用于高度可靠性要求的网络。
网络规划与设计的步骤
1
拓扑设计
2
选择适合的网络拓扑结构，如线性、环
形、树形或网状。
3
IP地址规划
4
规划和分配IP地址，确保网络中的每个设
备都能正常通信。
5
需求分析
了解业务需求，确定网络设计的目标和 范围。
硬件选型
选择合适的网络设备和技术，如交换机、 路由器、防火墙等。
安全设计
确定安全策略、防火墙规则以及其他安 全措施，保护网络免受外部威胁。
网络规划与设计是指设计和规划企业或组织中网络的架构、拓扑结构、协议 选择等，以满足业务需求并提供可靠的网络连接。
网络规划与设计的重要性
1 提高效率
一个合理规划和设计的网络可以提高数据传输的速度，提升员工工作效率。
2 增强安全性
通过规划合适的网络安全措施，可以降低网络遭受攻击的风险。
3 节约成本
通过网络规划和设计，可以避免不必要的硬件和软件浪费，从而节约成本。
《网络规划与设计》PPT 课件
这个PPT课件将介绍网络规划与设计的重要性、步骤以及各种拓扑结构的设计， 并探讨局域网、城域网、广域网、云计算网络和无线网络等的设计，以及IPv4、 IPv6、网络协议、网络安全、网络负载均衡等。还将讲解流量监测与分析、防 火墙、数据中心网络，最后讲解故障排除与优化。
基于CISCO的网络规划和布线
思科网络技术学院理事会.
39
10.6 章节实验
思科网络技术学院理事会.
40
10.6.1
实验——创建小型实验拓扑 创建小型实验拓扑 实验
在本实验中，将要求您连接网络设备并配置主机计算机实现基本的网络连 通性，然后验证该连通性，从而建立一个小型网络。
12
10.2.1
LAN 和 WAN——实现互联 实现互联
在规划安装 LAN 布 线时，需考虑四个 物理区域： 工作区域 电信机房，也称分 布层设备间 主干布线，也称垂 直布线 分布式布线，也称 水平布线
思科网络技术学院理事会.
37
10.5.1
设备接口
了解 Cisco 设备、路由器和交换机有多种关联接口非常重要。
LAN 接口 - 以太网接口 WAN 接口 - 串行接口 控制台接口 辅助 (AUX) 接口
思科网络技术学院理事会.
38
10.5.2
进行设备管理连接
通常，网络设备没有自己的显示器、键盘或者轨迹球和鼠标之类输入设备。 访问网络设备进行配置、验证或故障排除，需要通过设备与计算机之间的 连接完成。为了实现此连接，计算机要运行一种程序，称为终端仿真程序。
2
学习目标
识别建立 LAN 连接所需的基本网络介质。 识别 LAN 中的中间设备和终端设备连接的类型。 识别直通电缆和交叉电缆适用的引脚配置。 识别用于 WAN 连接的不同布线类型、标准和端口。 定义设备管理连接在使用 Cisco 设备时的作用。 为网际网络设计编址方案，以及为主机、网络设备和路由器 接口分配地址范围。 比较不同网络设计的重要性有何异同。
7
10.1.2
成本
基于Cisco设备的校园网建设方案
基于Cisco设备的校园网建设方案1 小型校园网解决方案 (2)2 支持长距离光缆的小型校园网解决方案 (3)3 融合多媒体应用的中型校园网解决方案 (4)4 三层交换的大型校园网解决方案 (7)5 千兆主干，百兆交换到桌面的大型校园网解决方案 (8)6 千兆交换校园网应用 (10)目前，各学校纷纷建设校园网，实现本学校的教育网络化。
同时，CERNET和Internet 的发展使得这—趋势走向深入和广泛，我国进而出现了初布的网络化教育模式——网络虚拟学校。
这些已有的网络（学校的和社会的）是我们教育网络建设的出发点，但又不能仅仅局限于这一范围。
无论“教育网络化”还是“网络化教育”都不是教育网络的真正目标，在信息化社会，教育的一个基本特征是打破时间和地域的限制，面向全社会的每一个人，并为其提供终生教育培训，这要求教育网络的建设必须找到新的思想定位和技术定位。
所以，教育网络应该顺应新时代教育思想的革命，在网络技术上具备相应的本质特征。
在与现有的校园网、CERNET和Internet网融合的基础上，新的教育网络定位为营运级的宽带IP网络，构筑社会化的教育信息服务体系。
●必须是一个IP网络，以顺应网络的发展趋势，提供对绝大部分IP业务的直接支持。
●必须是一个宽带网络，以满足网络流量的迅速增长，提供大容量高速传输的能力，符合其社会服务体系的角色。
根据目前我国的电信资源状况，可以考虑直接采用裸光纤架构光互联网络，未来更可通过DWDM技术解决带宽的爆炸性增长需求。
●必须是一个服务性营运级的网络，以区别于供校园自用为主的园区级网络，而在稳定可靠件、服务质量Qos、业务类别、安全等方面有较高保障，从而对教育面向的全体公众提供丰富、易用、可靠的服务，并对其他相关服务网络提供可靠连接。
总之，教育网络将建成的是一个IP网络、一个宽带光传输网络、一个提供服务的营运级公共网络。
校园网的建设主要是为了教学应用，而多媒体辅助教学和多媒体教室是教学应用的核心，在网络建设时应考虑多媒体信息的特点，如信息量大，对时间延迟敏感等；在校园网中常会出现几十个学生执行相同操作的现象，所以要考虑并发信息的控制；学生利用网络做作业，教师要在家拨号访问学校网络，学籍管理信息在网上传输，所以也要考虑网络的安全性，防止黑客破坏网络，学生秒袭作业；校园网又是面向不同知识层次的教师、学生和办公人员的工具，它可以更好地提高教学水平、办公效率和学习兴趣。
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在进行网络故障排查时，用较小的时间间隔，每分钟、每秒 进行性能分析和基线分析，1－5分钟间隔 长期负载分析，，比如，确定峰值，10分钟
协议的带宽利用率
相对网络利用率 协议使用带宽占网段上使用的总带宽的多少 绝对网络利用率
协议使用带宽占网段总带宽的多少 广播与单播流量的对比
分析网络精确度
路由协议的带宽需求 客户机正常启动带来的带宽需求
DHCP
刻画流量行为特征
广播/组播行为 网络效率
效率是指应用和协议是否高效地使用网络带宽。 影响因素：帧大小、应用软件所使用的协议的交互、 窗口和流量控制以及错误恢复机制等。
刻画服务质量需求特征
ATM服务质量规范
网络分析（Cisco）
刻画现有互连网络的特征
对现有网络的检查包括研究网络拓扑结构和物 理结构，以及评估网络的性能等 了解现有网络的结构、用户及行为 “发现问题”的眼睛
刻画网络基础设施特征
网络结构图
主要网络互连设备与网段 编址 物理电缆的类型与长度、建筑与环境
绘制网络结构图
微软的Visio 其他商用工具
Cisco Works 。。。。。。
地理信息，例如国家、州或省、城市和校园等 国家、州、城市之间的广域网连接 建筑物以及园区之间的广域网和局域网连接 楼宇、楼层，甚至房间和配电间 主要服务器和服务器群组的位置 路由器和交换机的位置 大型主机的位置 主要网络管理站的位置 VLAN的位置和范围（多种颜色区分不同的VLAN） 工作站所处位置的标记 VPN设备
终端主机通信流量 客户机/服务器通信流量 瘦客户机通信流量 对等通信流量 服务器/服务器通信流量 分布式计算通信流量 IP语音网络的通信流量
音频语音流基于RTP，RTP基于UDP 呼叫建立、拆除等控制协议基于H.323
刻画流量负载特征
研究应用程序使用模式、数据包和会话之间的 空闲时间、帧尺寸，以及针对应用和系统协议 的流量行为模式
CBR（恒定比特率） Rt-VBR（实时可变比特率） Nrt-VBR（非实时可变比特率） UBR（未指定比特率） ABR（可用比特率） GFR（承诺帧速率） 受控负载服务 保证服务
IETF综合服务工作组服务质量规范
IETF区分服务工作组服务质量规范
刻画通信流量特征
刻画流量特征包括识别网络流量的源和目的地， 以及分析源和目的地之间数据传输的方向性和 对称性。
识别主要流量源和存储
识别现有应用和新应用的用户团体和数据存储 用户团体是指使用某个特定应用和应用集的一 组员工的集合 数据存储是应用层数据驻留在网络中的区域
记录现有网络的通信流量
位错误（BER） CRC错误 协议分析仪
交换式以太网
经验法则：少于0.1%的帧可能遇到冲突。无滞后冲突 交换机以全双工、半双工方式工作 速度协商 双工协商 查看数据包错误类型与数量，错误的不对称性 冲突次数不正常有可能是由网络接口故障或全双工匹 配问题引起 Nhomakorabea
分析延迟和响应时间
RTT RTT变量
主要设备检查
路由器 交换机 防火墙 服务器
工具篇
协议分析仪
Sniffer Etherpeek Ethereal
网络监测工具 远程检测工具
RMON
网络健康检查表
P69
刻划网络流量特征
分析网络流量模式 刻画通信流量、流量负载和协议行为特征的技 术 识别流量源和数据存储，记录应用和协议使用 情况
第3层拓扑结构
路由器、路由器之间的逻辑连接 高层路由选择协议配置相关信息 OSPF的指定路由器 。。。。。。
数据链路层
局域网/广域网的数据链路层技术的标识 广域网服务区提供商的名称、电路ID 启动了STP的交换机，特别是根网桥 VLAN
层次化可扩展的拓扑结构
记录流量包括识别和刻划通信源和存储之间的 每个独立的通信流量 网络通信流量可以定义为在一个会话中两个通 信实体之间传输的协议和应用信息。一个通信 流具有诸如方向、对称性、路由选择路径和路 由选择选项、数据包数量、字节数量、以及通 信流两端的地址等属性。通信实体可以是一个 终端系统（主机）、一个网络和一个自治系统。
核心层：针对可用性和性能方面进行优化的高 端路由器和交换机组成 分布层：由实施策略的路由器和交换机组成 接入层：通过集线器、交换机和其他设备连接 到用户
模块化网络结构
Cisco的企业复合网络模型
布线和介质特征
建筑物之间的布线方案 单模光纤、多模光纤 屏蔽双绞线、非屏蔽双绞线 同轴电缆 微波 激光 无线电 红外线 建筑物内 垂直布线 水平布线 工作区布线
建筑物布线信息表格
建筑结构与环境制约
空调 供暖 通风 电源 电磁干扰保护 防护门 布线管道 配线板 设备支架
检查用于安装无线设施的站点
无线接入点的最初位置设想
作为WLAN和有线局域网之间的连接点 用户所在位置 接入点天线特性 主要障碍物（反射、吸收、折射、衍射）
无线站点调查
测试信号强度
检查现有网络的健壮性
研究现有互连网络的性能可以给你提供新网络 性能的测试基线 协议分析议
制定网络性能基线
分析时间的选择 正常性能测量、峰值负载性能测量
分析网络可用性
MTBF MTTR 最近的和最具破坏性的停机
分析网络利用率
测量网络利用率的平均窗口尺寸
计算理论流量负载
流量负载是指在某个特定时间网络节点准备发 送的所有数据之和。网络容量应足以应对流量 负载；
计算依据：站点数目、每个站点产生报文的速 度和报文的尺寸 研究空闲时间和帧尺寸外，仍需了解应用程序 的使用模式和服务质量需求
记录应用程序使用模式
用户团体 应用会话的频率 应用会话的平均长度 一个应用的并发用户数量