第1章网络工程概述

第1章网络工程概述

教学目标 • 了解网络工程的总体思想 • 了解网络工程的设计原则 • 了解网络工程的需求分析和设计内容

Campus network 引自wiki • A campus network is a computer network made up of an interconnection of local area networks (LANs) within a limited geographical area. • The networking equipments (switches, routers) and transmission media are almost entirely owned by an enterprise, university, government etc. • In the case of a university campus-based campus network, the network is likely to link a variety of campus buildings including; academic departments, the university library and student residence halls.

网络工程与软件工程 • 网络工程设计(系统分析员) • 网络工程技术(程序员) • 网络工程实施(安装调试人员) • 网络工程管理(系统维护人员)

网络工程与系统集成 • 网络集成 • 主机集成 • 软件集成 • 所以,网络工程(广义)涵盖的范围很广,要做一个成功的网络工程师,必须在广度和深度两方面下功夫。 • 教师的价值体现在为学生指明正确的方向。而不在于传授知识。即授之以渔，非鱼也。

设计选型——依需求而定 • 主干网技术选型 • 传输介质的选型 • 交换机的选型 • 路由器的选型 • 防火墙的选型 • 服务器的选型 • 操作系统的选型 • 上网方式的选型

方案设计——要满足需求 • VLAN的设计 • IP的设计 • 路由的设计 • 可靠性设计 • 安全性设计 • 综合布线系统设计

网络规划与设计实例

规划与设计原则 • 每一个园区网有共性也有个性 • 要深入调研，了解用户需求 • 对系统进行分析 • 详细设计，要满足用户需求 • 综合布线系统设计和机房设计

规划与设计原则 • （1）标准化及规范化 • （2）先进性与成熟性 • （3）安全性与可靠性 • （4）可管理性及可维护性 • （5）灵活性及可扩充性 • （6）实用性 • （7）优化性能价格比

大学校园网设计实例 • 总体规划（总体架构设计师） • 详细设计（高级网络工程师）

1. 网络拓扑结构 图12-1 大学校园网系统拓扑结构图

1. 网络拓扑结构 • 千（万）兆以太网作为主干网技术。 • 楼内局域网采用快速以太网。 • 选择TCP/IP协议作为整个网络的通信协议。 • 整个校园网是由多个星型组成的树状拓扑，桌面计算机是叶子节点。

2. 综合布线 • 应按照“总体规划、分布实施，水平布线尽量一步到位”的原则进行 • 园区大楼之间的光纤尽可能一次性铺设。 • 必须满足灵活应用和模块化的要求。 • 临时需要信息点的地方搭建无线局域网。 • 配线间的选择非常重要。

3. 上网（快，安全） • 多出口问题 • 高带宽 • 鲁棒性 • 安全

4. 校区互连 • 校区之间的互连方式很多，如DDN、ISDN、FR等; • 采用VPN不失为一种安全可靠、价格低廉的互连方式。

5. 信息发布、公用邮箱 • 申请域名以及合法IP地址块，架设信息发布、邮件系统等常用服务器 • 申请到合法域名xxu.edu.cn及合法IP地址块206.0.68.0/22，向谁申请？ • 拟购买服务器架设WWW、DNS、Mail等服务器，安装什么样的操作系统？

6. 应用系统 • 包括财务系统、教务系统、办公系统、视频点播 • 服务器，操作系统，运行环境？ • 大量并发访问 • 数据存储可靠 • 安全

7. 网络安全与管理 • 提供完整和方便的网络管理功能，主要包括网络设备的安全管理以及计费管理。 • 网络安全是一个体系结构,涉及整个办公环境的各个方面，包括人员和设备，包括信息的驻留点以及沿途经过的各个中间环节，从物理层到应用层都要小心对待。

详细设计 • 1. 设备选型 • 2. Internet接入 • 3. VLAN规划 • 4. IP地址规划 • 5. 路由规划 • 6.对外发布站点 • 7. 开放机房 • 8. 无线接入 • 9. 安全及管理

1. 设备选型 • 设备选型应该坚持两个通用的原则，一是满足需求，二是经济实用。 • 满足需求应该综合考虑用户在将来的一段比较长的时间内的扩展性。 • 对于模块化的网络设备，要注意模块的有效利用。

2. Internet接入 • 作为较大的园区网，高校校园网一般采取光纤以太网接入。 • 为防止单条链路出现故障，还往往申请一条ADSL线路。 • 要解决两个问题 • 多出口的问题； • ADSL动态分配IP地址。

3. VLAN规划【第2章】 • 按照二级部门划分成多个相对独立的虚拟局域网。 • 划分VLAN，可以保证网段之间在数据链路层开始真正地相对独立。

3. VLAN规划 • 根据该校的情况，规划4个VLAN，如表12-1所示。表12-1 VLAN规划

4. IP地址规划 表12-2 IP地址分配

4. IP地址规划 • 对于机房、家属楼、宿舍楼等主要以访问其他资源为主的主机来讲，建议采用保留IP地址，在边缘处启用NAT转换以节省合法IP的使用。 • 另外，对于用户比较集中，位置相对固定的信息点，如办公室等，建议分配静态IP，这对于故障管理很重要。

5. 路由规划

5. 路由规划【第5章】 • 核心3层交换机实现VLAN的相互访问。 • 出口路由器的配置。 • VPN互连

6. 对外发布站点 • 对于一些外部站点的问题，通常放置在DMZ区内。 • DMZ区通常放置邮件服务器【第9章】、WWW服务器以及DNS服务器【第6章】等。 • 二级部门独立域名，即IE.xxu.edu.cn。 • 虚拟主机技术【第7章】和Serv-U每一位教师搭建独立的Web站点和FTP站点【第8章】。

7. 开放机房 • 开放式机房要求访问Internet。 • 使用RFC1918定义的保留IP地址。 • 局域网PC如何共享上网的问题【第4章】。

8. 无线接入【第2章】 • 对于会议室或临时需要搭建网络的地方，无线局域网不失为最经济最快捷的解决方案。 • 常用的无线设备有两种，一种是无线访问点，即AP，另一种是无线路由器。图12-3 无线接入示意图

9. 安全及管理【第11章】 • （1）设备级安全。 • （2）传输级安全。 • （3）网络层安全。 • （4）应用级安全。

9. 安全及管理 • 根据网络设备选型，可以选择相应厂商提供的网管软件。 • 校园网运行需要大量的运行费用，可以实施部分象征性的收费，通过计费软件实现。 • 对于家属区和宿舍楼来讲，可以采取私有保留地址，并通过DHCP动态分配。

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