网络规划与设计-网络规划与设计基础(2)

网络规划与设计-网络规划与设计基础

（1）需求分析：网络分析人员通过与用户和技术人员进行交流来获取新系统的商业目标和技术目标，然后归纳出当前网络的特征，分析出当前和将来的网络通信量、网络性能、协议行为和服务质量要求；

（2）逻辑设计：主要完成网络的逻辑拓扑结构、网络地址分配、设备命名、交换及路由协议选择、安全规划、网络管理等设计工作，并且根据这些设计选择设备和服务提供商；

（3）物理设计：根据逻辑设计的结果选择具体的技术和产品，使得逻辑设计成果符合工程设计规范；

（4）设计优化：完成工程实施前的方案优化，通过召开专家研讨会、搭建试验平台、网络仿真等多种形式，找出设计方案中的缺陷，并进行方案优化；

（5）实施及测试：根据优化后的方案进行设备的购置、安装、调试与测试，通过测试和试用发现网络环境与设计方案的偏差，纠正过程中的错误，必要时修改网络设计方案；

（6）监测及性能优化：通过网络管理、安全管理等技术手段，对网络是否正常运行进行实时监控；如果发现问题，通过优化网络设备配置参数，达到优化网络性能的目的；如果发现网络性能已经无法满足用户需求，则进入下一次迭代周期。

六阶段周期侧重于网络的测试和优化，侧重于网络需求的不断变更，由于其严格的逻辑设计和物理设计规范，使得该模式适合于大型网络的建设工作。

2、网络开发过程

网络生命周期的迭代模型为描绘网络项目的开发提供了特定的理论模型，一个网络项目从构思到最终退出应用，一般会遵循迭代模型，经历多个迭代周期。例如，在网络建设初期建设的是试点网络，网络规模较小，宜采用四阶段方式；进行全面网络建设和互连时，网络规模越来越大，宜采用五阶段或六阶段方式。由于网络工程中，中等规模的网络较多，并且应用范围较广，所以以五阶段迭代周期来说明。

根据五阶段迭代周期的模型，网络开发过程可以划分为五个阶段：

• 需求分析；
• 现有网络系统分析，即通信规范分析；
• 确定网络逻辑结构，即逻辑网络设计；
• 确定网络物理结构，即物理网络设计；
• 安装和维护。

这五个阶段中，每个阶段都必须依据上一阶段的成果完成本阶段的工作，并形成本阶段的工作成果，作为下一阶段的工作依据。这些阶段成果分别为“需求规划”、“通信规范”、“逻辑网路设计”、“物理网络设计”。

2.1需求分析

需求分析是开发过程中最关键的阶段。该阶段直接面对的就是需求收集的困难，收集需求信息不仅要和不同的用户、经理和其他网络管理员交流，而且需要把交流所得信息归纳解释。设计人员根据工程经验，均衡考虑各方利益，不激化用户矛盾，保证最终的网络时可用的。需求分析有助于设计者更好地理解网络应该具有什么功能和性能，最终设计出符合用户需求的网络，它为网络设计提供了下述的依据：

• 能够更好地评价现有的网络体系；
• 能够更客观地做出决策；
• 提供完美的交互功能；
• 提供网络的移植功能；
• 合理使用用户资源。

不同的用户有不同的网络需求，收集需求需要考虑：

• 业务需求；
• 用户需求；
• 应用需求；
• 计算机平台需求；
• 网络需求。

在需求分析阶段应该尽量明确定义用户的需求，详细的需求描述使得最终的网络更有可能满足用户的需求。需求分析的输出是产生一份需求说明书，也就是需求规范。网络设计者必须规范地把需求记录在一份需求说明书中，清楚而细致地总结单位和个人的需要和愿望。在形成需求说明书之前，网络工程设计人员还必须与网络管理部门就需求的变化建立起需求变更机制，明确允许的变更范围。在写完需求说明书后，管理者与网站设计者应该正式达成共识，并在文件上签字，这是规避网络建设风险的关键。

2.2现有网络系统分析

如果当前网络开发过程是对现有网络的升级和改造，则必须对现有网络系统进行分析。现有网络系统分析的工作目的是描述资源分布，以便在升级时尽量保护已有投资。通过该工作，可以使网络设计者掌握网络现在所处的状态和情况。

在这一阶段，应该出一份正式的通信规范说明文档，通信规范说明文档内容如下：

• 现有网络的逻辑拓扑图；
• 反映网络容量、网段及网络所需而当通信容量和模式；
• 详细而当统计数据、基本的测量值和所有其他直接反映现有网络性能的测量值；
• Internet接口和广域网提供的服务质量报告（QoS）；
• 限制因素列表清单，例如，使用线缆和设备等。

2.3确定网络逻辑结构

网络逻辑结构设计是体现网络设计核心思想的关键阶段，在这一阶段根据需求规范和通信规范，选择一种比较适宜的网络逻辑结构，并实施后续的资源分配规划、安全规划等内容。

网络的逻辑结构设计来自于用户需求中描述的网络行为、性能等要求，逻辑设计要根据网络用户的分类、分布，形成特定的网络结构，该网络结构大致描述了设备的互连和分布，但是不对具体的物理位置和运行环境进行确定。逻辑网络设计阶段，设计人员一般更关注于网络层的连接图，涉及网络互联、地址分配、网络层流量等关键因素。

此阶段最后应该得到一份逻辑网络设计文档，输出的内容包括以下几点：

• 逻辑网络设计图；
• IP地址方案；
• 安全方案；
• 具体的软硬件、广域网连接设备和基本的服务；
• 招聘和培训网络员工的具体说明；
• 对软硬件、服务、员工和培训的费用的初步估计。

2.4确定网络物理结构

物理网络设计是对逻辑网络设计的物理实现，通过对设备的具体物理分布、允许环境等的确定，确保网络的物理连接符合逻辑连接的要求。在这一阶段，网络设计者要确定具体的软硬件、连接设备、布线和服务。

网络物理结构设计文档必须尽可能详细、清晰，输出的内容如下：

• 网络物理结构图和布线方案；
• 设备和部件的详细列表清单；
• 软硬件和安装费用的估算；
• 安装日程表，详细说明服务的时间以及期限；
• 安装后的测试计划；
• 用户的培训手册。

2.5安装和维护

1）安装

安装阶段是根据前面各个阶段的工程成果，实施环境准备、设备安装调试的过程。安装阶段的主要输出是网络本身。安装阶段应该产生的输出如下：

• 逻辑网络图和物理网络图，以便于管理人员快速掌握网络；
• 满足规范地设备连接图、布线图等细节图，同时包括线缆、连接器和设备的规范标识；
• 运营维护记录和文档，包括测试结果和新的数据流量记录。

在安装开始之前，所有的软硬件资源必须准备完毕，并通过测试。在网络投入运营之前，人员、培训、服务、协议等都是必须准备好的资源。

2）维护

网络维护又称为网络产品的售后服务。网络安装完成后，接受用户的反馈意见和监控是网络管理员的任务。网络投入运行后，需要做大量的故障监测和故障恢复以及网络升级和性能优化等维护工作。

3、网络设计方法

一个好的网络设计必须能够体现客户的各种商业和技术需求，包括可用性、可扩展性、可付性、安全性和可管理性。而各种网络构建或升级需求会导致设计问题的复杂和重复，这就需要一种有效、有序的设计方法及相关模型。在软件工程领域通常采用自底向上（如面向服务的软件设计方法）、自顶向下（如模块化软件设计方法）等各种设计方法。计算机网络设计通常采用自顶向下（Top-Down）的模块化设计方法，即从网络模型上层开始，直至底层，最终确定各模块，满足应用需求，如下图所示：

自顶向下是一种模块化设计方法，对应到OSI网络七层参考模型，即先研究应用层、会话层和传输层的需求和功能，确定网络体系框架；然后设计、选择较低层的路由器、交换机和物理线路。根据某种设计模型将网络设计问题分割成多个模块，分别设计，模块之间确定标准接口，使它们互相匹配起来。将模块化设计方法应用于网络设计中有以下好处：

（1）理解和设计较小且简单的模块比理解和设计整个网络更容易；

（2）与整个网络相比，查明较小模块存在的故障更加容易；

（3）模块重用可以节省花费在设计与实现上的时间和精力；

（4）模块重用使网络更容易扩展，以保证网络的可扩展性；

（5）修改模块比改动整个网络容易，由此带来设计的灵活性。

下面介绍模块化网络设计中使用的模型，其中层次化网络设计模型广泛用于网络设计工程中，企业复合网络模型则经常作为层次化模型的补充出现在网络方案设计中。

3.1层次化网络设计模型

层次化设计模型如下图所示。层次化由外向内由接入层、分布层和核心层三个功能组成。