网络设计实例

第9章网络设计实例•本章重点：•（1）大型网络设计—IP网络：包括寻址和路由叠加、收敛、安全性设计•（2）中型网络设计—ISDN网络：包括结构示例、应用场合•（3）小型网络设计—交换式局域网：包括新发展、技术、要点、基本构成•（4）宽带网络设计—多媒体网络：包括设计要点、针对多媒体应用的方案•（5）网络设计新发展—三网合一：包括含义、三网合一实现中的问题9.1大型网络设计—IP网络•IP网络的设计要素有以下六个：•（1）网络拓扑结构•（2）寻址和路由叠加•（3）路由选择•（4）收敛性•（5）网络的可扩展性•（6）安全性•9.1.1IP网络拓扑结构设计•9.1.1.1拓扑结构分类•如图9-1所示。•9.1.1.2地址分配方法•图9-1层次结构型网络示例区域3区域2区域1骨干网•9.1.2寻址和路由叠加•9.1.2.1路由叠加的作用•9.1.2.2路由叠加的做法•路由叠加的实例如图9-2所示。•图9-2路由叠加示例Token-ringB2B3A4Token-ring目的下一跳A1DirectA3DirectA2R1A4DirectA5R3BR1目的下一跳A1DirectA2DirectA3R3A4R2A5R3B1DirectB2R4B3R4B4R4目的下一跳B1DirectB2DirectB3DirectB4DirectAR1路由器2的路由表路由器1的路由表路由器4的路由表路由器2路由器1路由器4路由器3A5A1A2A3B1B4•9.1.3路由设计•9.1.4收敛设计•9.1.4.1收敛时间•9.1.4.2收敛的过程•9.1.5网络的可扩展性•9.1.5.1影响可扩展性的因素•（1）网络所使用的路由协议。•（2）设计策略•9.1.5.2影响协议效率的资源•（1）路由器内存•（2）路由器CPU•（3）带宽•9.1.5.3主要协议可扩展性分析•9.1.6安全性设计9.2中型网络设计—ISDN网络•9.2.1ISDN网络拓扑结构示例•典型的ISDN互联网如图9-3所示。•图9-3ISDN互联网•9.2.2ISDN的应用场合•（1）按需拨号路由DDR（Dial-on-DemandRouting）。图9-4所示。•（2）拨号备份（DialBackup）。图9-5所示。•（3）SOHO连接（SOHO是指ISDN的主叫端，应答端称为NAS—网络访问服务）。图9-6所示。•（4）Modem集合体（Aggregation）。图9-7所示。•图9-4DDR示意图ISDN•图9-5拨号备份示意图ISDN•图9-6SOHO连接示意图•图9-7Modom集合体示意图。9.3小型网络设计—交换式局域网•9.3.1局域网设计的发展趋势•9.3.2交换式LAN设计技术•9.3.2.1LAN交换技术•（1）Ethernet以太网交换技术•（2）FDDI（FiberDataDistributedInterface）光纤数据分布式接口•（3）令牌环网TokenRing•（4）铜线数据分布式接口CDDI(CopperDataDistributedInterface)•9.3.2.2ATM交换技术•9.3.2.3路由技术•9.3.3交换式互联网设计要点•（1）充分利用现有通信基础设施。•（2）减少网络管理所必需的费用。•（3）支持跨平台的多媒体应用及其它关键业务。•（4）提供扩展性、信息流控制功能和安全性。•（5）支持RMON（EmbeddedRemoteMonitoring）。•9.3.4交换式互联网基本构成•（1）交换平台。•（2）软件基础设施。•（3）网络管理工具和网络管理应用程序。•9.3.4.1交换平台•交换平台由ATM交换机、LAN交换机或路由器组成。•（1）ATM交换平台配置如图9-8所示。•图9-8ATM交换平台•（2）LAN交换机在网络中配置的示例如图9-9所示。•图9-9LAN交换机配置示例•（3）多服务访问交换机是指提供多种服务的交换平台中的交换机，多是ATM交换机。•（4）路由平台：由路由器组成，提供子网的互联，实现广播筛选器和防火墙功能。•9.3.4.2软件基础设施•一个典型的软件基础设施是CiscoIOS交换软件•9.3.4.3网络管理工具和应用程序9.4宽带网络设计—多媒体网络•9.4.1多媒体网络设计的要点•（1）带宽需求•（2）服务质量的保证•（3）采用多点传送技术•9.4.2针对多媒体应用的网络设计方案•9.4.2.1传统的LAN设计•1.方案A•如图9-10所示。•图9-10共享式方案•2.方案B•如图9-11所示。•图9-11混合式方案•3.方案C•如图9-12所示。•图9-12交换式方案•三个方案的设备开销比较如表9-3所示。方案A方案B方案CHUB数量交换机数量路由器数量布线复杂度501中5050/241高0200/241中低压表9-3•注：假设使用24口的交换机。表中数字均是最小值。•最后我们指出使用交换机设计多媒体网络的要注意的限制：•（1）交换机可以将网络划分为VLAN，实现流量控制和访问控制，但会使网络响应延时加大。•（2）VLAN之间的通信要使用路由器。•（3）网络扩展性的获得，需要采用VLAN和路由器。•变换机与用户数量及多媒体应用之间的匹配关系如图9-13所示。•图9-13交换机、用户数量与多媒体应用关系(a)没有交换机(b)有交换机100kbps1Mbps10Mbps100Mbps100kbps1Mbps10Mbps100Mbps共享应用视频邮件VOD图像虚拟现实共享应用VOD图像虚拟现实100用户/网段100用户/网段视频邮件视频会议视频会议•9.4.2.2高速LAN设计•（1）快速以太网（FastEthernet）•（2）FDDI和CDDI网•（3）ATM网•ATM处理的示意图如图9-14所示。•图9-14ATM支持多媒体信息流•9.4.2.3WAN设计•（1）衡量是按时间计费合适还是按数据量计费合适•（2）提高WAN链路的使用效率。•（3）动态安排WAN链路的使用策略，比如链路不繁忙的夜间可以安排进行高带宽的视频业务复制工作。•（4）使用基于策略的路由。•（5）利用优先排队、自定义排队、加权公平排队等算法优化WAN信息流的传送模式其原理如图9-15所示。•图9-15WAN排队技术动态队列1.FTP流量2.Video会话13.Video会话2T1加权平均排队自定义排队静态队列T1FTP20%SMTP20%Video40%Other20%9.5网络设计新发展—三网合一•9.5.1三网合一的含义•（1）是单纯物理通道上的“合一”。•（2）网络融合的第二种情况是指信号的通信传输在网络上进行高水平的融合。•9.5.2三网合一实现中的问题•1.第一阶段是指低级别的融合,即简单的网络互通。•2.第二阶段是高层次的融合，即网络和信号的互连互通。•思考题•（1）设计IP网络包括哪些方面？•（2）设计ISDN网络包括哪些方面？•（3）设计交换式局域网的要点有哪些？•（4）设计多媒体网络的要点有哪些？•（5）三网合一的含义？