第10章 網路系統的分析設計與管理維護

2021-06-06 04:41:58 字數 3457 閱讀 5344

【知識要點】

1.網路系統的生命週期。

2.網路系統的需求分析和設計:任務、內容、要點和過程。

3.網路系統的層次結構:接入層、匯聚層和核心層。

4.結構化佈線系統(工作區子系統、水平子系統、垂直子系統、管理子系統、裝置間子系統、建築群子系統)。

5.網路系統的管理:系統配置和監控、故障診斷與恢復、系統公升級。

【學習內容】

10.1網路系統的生命週期

網路系統生命週期至少包括需求分析、規劃設計、實施、執行和維護四個階段。在實際的網路系統開發過程中,開發人員需要根據網路系統所執行的不同業務考慮各個方面的問題。網路系統的生命週期通常是乙個迴圈迭代的過程,每乙個迭代週期都是網路重構的過程。

10.2網路系統的需求分析

需求分析的範圍包括:功能需求、效能需求、裝置需求、安全需求、使用者需求等。需求分析的結果是撰寫需求分析文件,把使用者的需求反映在書面報告中,成為大家共同遵守和網路建設的規範。

功能需求是指使用者或實際業務對網路系統所提出的要求,需要實現的功能,提供的服務等。其中最主要的功能是實現資料通訊和資源共享。

效能需求是指網路系統應該達到的效能指標,如網路頻寬、響應時間、可靠性等。

裝置需求是指對裝置及其所處環境的要求,網路接入點和網路結構的設計等。

安全需求是使用者對資訊資源安全性的需求,要求網路系統能夠確保網路內部的安全可靠,能夠防止系統遭受入侵、攻擊和非法訪問,保障重要資料的安全。

使用者需求是從使用者那裡收集和產生的各種定性要求,包括互動性、實時性、介面設計等。

10.3網路系統的設計

網路系統設計的基本目標和原則就是在滿足使用者需求的基礎上,規劃並設計出高價效比的網路系統。設計出的網路系統要具有高度的安全性、可靠性和穩定性,同時又要容易診斷和排除故障;要確保子系統間及其與其它網路系統的互操作性;要具有前瞻性和可擴充套件性的網路體系結構。

網路系統的設計過程是:依據需求分析文件,確定網路體系結構,構造綜合佈線系統,選擇適當的軟、硬體,規劃並制訂出滿足使用者所需的高價效比的網路系統實施方案。

網路系統的設計步驟依次是:確定組網技術;確定拓撲結構;確定冗餘措施;確定網路結點;確定連線線路;確定安全系統;確定管理系統;確定安裝環境;確定實施方案。

10.4網路系統的層次結構

現在的網路普遍採用了層次化的結構,一般分為三層:接入層、匯聚層和核心層。

10.4.1 接入層

接入層是網路系統的最外層,為終端使用者提供網路訪問接入點,主要裝置是交換機、集線器。接入層負責各業務介面的接入,要求裝置有多業務傳輸能力和良好的網路擴充套件能力。有些功能強大的接入層交換機提供頻寬管理、mac位址過濾、集群網管、埠映象等功能。網路系統的安全性控制和使用者身份識別也可以在接入層進行。

10.4.2 匯聚層

匯聚層是接入層的匯聚點,能夠提供路由決策,實現安全過濾、流量控制、遠端接入等功能。匯聚層通常是樓群或小區的資訊匯聚點,下連線入層,上接核心層,為接入層提供資料的匯聚、傳輸、管理和分發處理。匯聚層裝置一般採用可管理的三層交換機或堆疊式交換機以達到頻寬和傳輸效能的要求。匯聚層裝置之間以及與核心層裝置之間多採用光纖連線,目的在於提高整個系統的效能和吞吐量。

10.4.3 核心層

核心層是網路中所有流量的最終匯聚點,主要實現骨幹網路資料的優化傳輸,其最大特徵是冗餘設計、負載均衡、高頻寬和高吞吐量。核心層作為網路骨幹和核心,其裝置多由核心路由器、多層交換機和伺服器群組成,各種裝置之間的連線基本上採用光纖實現點對點的連線。

10.5結構化佈線

結構化佈線系統由工作區子系統、水平子系統、垂直子系統、管理子系統、裝置間子系統和建築群子系統共6個子系統組成。

工作區子系統完成資訊插座至終端裝置的線路連線,主要由終端裝置到資訊插座的連線組成。

水平子系統完成管理子系統至工作區子系統的資訊插座之間的連線佈線,通常採用5類或以上雙絞線,符合eia/tia568標準。

垂直子系統完成樓宇主配線架系統與各樓層配線架之間的連線佈線,包括主幹電纜、中間交換和主交換、機械終端和用於主幹到主幹交換的接插線或插頭。

管理子系統由樓層配線架組成,主要功能是將垂直線纜與各樓層水平子系統相連線。

裝置間子系統由裝置間中的主配線架、各公共裝置、電纜、連線器件和相關支撐硬體組成,主要功能是將各種裝置與主配線架連線起來。裝置間子系統是整個建築物的資訊匯聚點、網路系統的出入口。

建築群子系統實現建築群之間的連線,通常採用光纜或大對數銅纜連線。

10.6網路系統的實施

網路系統的實施就是依據網路設計方案,將使用者需求變成實際網路系統的過程。

網路系統實施的第一步就是網路佈線,即結構化佈線。接下來安裝各類網路裝置,包括軟體系統。為了保證網路系統的質量,測試工作將伴隨著網路建設的整個過程。網路系統的測試內容主要包括線路連線測試、功能需求測試、頻寬和負載測試、吞吐量測試、傳輸時間測試、利用率測試、可靠性測試和安全性測試。當整個系統建設好,還要進行系統評價,從而鑑定網路是否達到當初的建設目標,是否滿足了使用者的需求。

10.6網路系統的管理

網路系統的管理是指使用網路管理軟體對網路的配置、使用者情況、執行狀態、安全、效能、故障等進行監督和分析,以及提供合理的系統公升級和改造方案。

10.5.1 配置管理

網路系統的配置管理就是要自動發現網路拓撲結構,構造和維護網路系統的配置;監測網路中被管物件的狀態,完成網路關鍵裝置配置的檢查、配置的自動生成和自動備份,對配置的一致性進行檢驗。配置管理的目的在於更好地維護和優化網路系統,使其持續可靠地執行。

配置管理通常包括基本的裝置引數和通訊引數的配置、配置變動的控制(例如裝置變更、軟體補丁和公升級)、撰寫配置管理文件、繪製網路配置圖。

10.5.2 系統監控

網路管理人員的日常監控工作就是根據實時獲取的網路系統各部分的相關效能引數,包括頻寬、吞吐量、傳輸效率、丟包率、響應時間、往返時延等,對網路系統的效能進行動態分析,從而調整網路系統的配置,使系統的效能時刻保持在最佳狀態。

網路系統的監控一般通過監控軟體實現,監控軟體會在系統啟動時自動執行,直至系統停止執行。

10.5.3 故障診斷與恢復

網路故障診斷是以網路原理、網路配置和網路執行的知識為基礎,從故障現象出發,借助網路診斷工具獲取診斷資訊、確定網路故障點、查詢問題的根源、排除故障,從而恢復網路的正常執行。

通常將網路故障分為硬體故障和軟體故障。硬體故障包括網路裝置損壞、介面接觸不良、線路受到嚴重的電磁干擾等。對於硬體故障,可以先使用ping命令測試,逐步縮小問題的覆蓋範圍。軟體故障包括路由器配置不當、tcp/ip設定不當、相關程式引數設定錯誤等。對於這類問題可以使用show、ping、ipconfig、tracert、debug等命令綜合判斷,或者借助專門的網管軟體檢測故障,當確定故障原因後再修改配置引數。

10.5.4 系統公升級

按照網路系統生命週期的觀點,網路系統的公升級是新一輪生命週期的開始,必須根據公升級改造建議方案重新進行需求分析、設計方案和結構化佈線的修訂,以及制訂新的管理維護計畫。一旦網路系統成功公升級,該系統就將以嶄新的面貌呈現,各項效能必將全面提公升。

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