自顶向下网络设计 企业网络设计的系统分析方法PDF电子书下载

第一部分 分析客户的需求和目标 2

第一章 辨别商业目标与约束 2

1．1 使用自顶向下的网络设计方法 2

1．2 分析商业目标 4

1．2．1 与你的客户一起工作 4

1．2．2 企业网络的变化 6

1．2．3 典型网络设计商业目标 7

1．2．4 辨别网络设计项目的范围 8

1．2．5 辨别客户的网络应用 10

1．3 分析商业约束 12

1．3．1 策略政策 12

1．3．2 预算与工作人员约束 13

1．4 商业目标检查表 14

1．3．3 时间进度表 14

1．5 小结 15

第二章 分析技术目标与约束 17

2．1 可伸缩性 17

2．1．1 扩展规划 17

2．1．2 将数据扩展给用户 18

2．1．3 可伸缩性约束 19

2．2 可用性 20

2．2．1 说明可用性要求 21

2．2．1．1 停机成本 22

2．2．1．2平均无故障时间及平均修复时间 22

2．3 网络性能 23

2．3．1 网络性能定义 24

2．3．2 最优网络利用率 25

2．3．3．1 网络互连设备的吞吐量 27

2．3．3 吞吐量 27

2．3．3．2 应用层吞吐量 29

2．3．4 精确度 30

2．3．6 效率 32

2．3．6 延迟与延迟变化量 34

2．3．6．1 引起延迟的原因 35

2．3．6．2 延迟变化量 37

2．3．7 响应时间 38

2．4 安全性 38

2．4．1 安全性威胁 39

2．4．2 安全性要求 40

2．5 可管理性 41

2．7 适应性 42

2．6 易用性 42

2．8 可购买性 43

2．8．1 网络设计折衷方案 44

2．9 技术目标检查表 46

2．10 小结 47

第三章 刻划现有互连网络的特征 49

3．1 网络基础结构特征 49

3．1．1 绘制网络结构图 50

3．1．1．1 绘制网络结构图的工具 50

3．1．1．2 网络结构图应包括什么 51

3．1．2 网络寻址和命名的特征 52

3．1．3 布线与介质特征 54

3．1．4 检查建筑物及环境结束 58

3．2 现有互连网络的状况检查 58

3．2．1 开发网络性能基线的难题 59

3．2．2 分析网络可用性 60

3．2．3 分析网络的利用率 61

3．2．3．1 协议的带宽利用率 63

3．2．4 分析网络精确度 64

3．2．4．1 分析ATM错误 66

3．2．5 分析网络效率 66

3．2．6 分析延迟和响应时间 69

3．2．7 检查互连网络上主要路由器的状况 71

3．3 刻划现有网络特征的工具 72

3．3．1 协议分析仪 72

3．3．2 远程监控工具 73

3．3．3 刻划现有互连网络特征的Cisco工具 73

3．3．3．1 Cisco发现协议 73

3．3．3．4 CiscoWorks 74

3．3．3．2 Enterprise Accounting for NetFlow 74

3．3．3．3 Netsys Service-Level Management Suite 74

3．3．4 刻划现有互连网络特征的其他工具 75

3．4 网络健康检查表 76

3．5 小结 77

第四章 刻划网络通信的特征 78

4．1 刻划通信流量特征 78

4．1．1 辨别主要通信源和存储 78

4．1．2 记录现有网络的通信流量 80

4．1．3 刻划新网络应用程序通信流量类型的特征 81

4．1．3．1 终端/主机通信流量 82

4．1．3．2 客户/服务器通信流量 83

4．1．3．3 对等通信流量 84

4．1．3．5 分布式计算通信流量 85

4．1．3．4 服务器/服务器通信流量 85

4．1．4 记录网络应用的通信流量 86

4．2 刻划负载特征 87

4．2．1 计算理论通信负载 87

4．2．2 记录应用程序的使用模式 89

4．2．3 精确估计应用的通信负载 90

4．2．3．1 估计不同协议的通信开销 91

4．2．3．2 估计工作站和会话初始化通信负载 92

4．2．4 估计路由选择协议通信负载 92

4．3 刻划通信行为特征 93

4．3．1 广播/组播行为 93

4．3．2 网络效率 95

4．3．2．1 帧尺寸 95

4．3．2．2 协议交互作用 97

4．3．2．3 窗口和流量控制 99

4．3．2．4 差错恢复机制 101

4．4 刻划服务质量需求特征 101

4．4．1 ATM服务质量规范 102

4．4．1．1 恒定位速率服务类别 103

4．4．1．2 实时可变位速率服务类别 103

4．4．1．3 非实时可变位速率服务类别 104

4．4．1．4 未指定位速率服务类别 104

4．4．1．5 可用位速率服务类别 104

4．4．2 综合服务工作组服务质量规范 105

4．4．2．1 受控负载服务 106

4．4．2．2 保证服务 107

4．4．3 记录服务质量需求 108

4．6 小结 109

4．7 第一部分总结 109

4．5 网络通信检查表 109

第二部分 逻辑网络设计 112

第五章 设计网络拓扑结构 112

5．1 层次型网络设计 112

5．1．1 为什么使用层次型网络设计模型 114

5．1．1．1 平面与层次拓扑结构 115

1．平面广域网拓扑结构 115

2．平面LAN拓扑结构 117

5．1．1．2 网状与分层网状拓扑结构 118

5．1．2 经典的三层层次模型 120

5．1．2．1 核心层 121

5．1．2．2 分布层 121

5．1．3 层次型网络设计原则 122

5．1．2．3 访问层 122

5．2 冗余网络设计结构 124

5．2．1 备用路径 125

5．2．2 负载平衡 126

5．3 设计园区网络设计拓扑结构 127

5．3．1 虚拟局域网 128

5．3．2 冗余LAN网段 129

5．3．3 服务器冗余 130

5．3．4 工作站-路由器冗余 133

5．3．4．1 AppleTalk工作站-路由器通信 133

5．3．4．2 Novell NetWare工作站-路由器通信 134

5．3．4．3 IP工作站-路由器通信 134

1．热备份路由器协议 136

5．4．1 冗余WAN网段 138

5．4．1．1 电路相异 138

5．4 设计企业网络设计拓扑结构 138

5．4．2 多主Internet连接 139

5．4．3 虚拟专用网 142

5．5 保护网络设计拓扑结构的安全 144

5．5．1 规划物理安全性 144

5．5．2 使用防火墙拓扑结构满足安全性目标 144

5．6 小结 146

第六章 设计寻址和命名模型 148

6．1 分配网络层地址的原则 149

6．1．1 使用结构化网络层寻址模型 149

6．1．2 使用有意义的网络编号 150

6．1．3 通过中心授权管理地址 152

6．1．4 寻址的分布授权 152

6．1．5．1 AppleTalk动态寻址 153

6．1．5 为端系统使用动态寻址 153

6．1．5．2 Novell NetWare动态寻址 154

6．1．5．3 IP动态寻址 154

1．动态主机配置协议 155

6．1．6 在IP环境中使用私用地址 157

6．1．6．1 私用寻址的缺点 159

6．1．6．2 网络地址翻译 159

6．2 使用层次模型分配地址 160

6．2．1 为什么使用层次模型寻址和路由选择 161

6．2．2 分层路由选择 161

6．2．3 无级域间路由选择 162

6．2．4 无级路由选择与分级路由选择 163

6．2．5 路由汇总（聚集） 164

6．2．5．1 路由汇总举例 165

6．2．5．2 路由汇总建议 166

6．2．6 不相邻子网 167

6．2．6．1 移动主机 168

6．2．7 变长子网屏蔽码 169

6．3 设计命名模型 170

6．3．1 命名的分布授权 171

6．3．2 分配名字的原则 172

6．3．3 在Appletalk环境中分配名字 173

6．3．4 在Novell NetWare环境中分配名字 175

6．3．5 在NetBIOS环境中分配名字 175

6．3．5．1 桥接或交换环境中的NetBIOS（NetBEUI） 175

6．3．5．2 Novell NetWare环境中的NetBIOS（Nwlink） 176

6．3．5．3 TCP/IP环境中的NetBIOS（NetBT） 176

1．利用广播注册和解析名字 177

2．利用Lmhosts文件注册和解析名字 177

3．利用WINS服务器注册和解析名字 177

6．3．6 在IP环境中分配名字 178

4．集成WINS和DNS 178

6．3．6．1 域名系统 179

1．动态DNS名字 180

6．4 小结 181

第七章 选择桥接、交换机和路由选择协议 182

7．1 自顶向下网络设计中的决策过程 183

7．2 选择网桥与交换机的方法 184

7．2．1 桥接和交换方法的特征 185

7．2．2 透明网桥 186

7．2．3 源路由网桥 188

7．2．4 源路由交换 189

7．2．5 混合介质网桥 190

7．2．6 传送VLAN信息的交换协议 192

7．2．6．2 交换机链路（ISL）协议 193

7．2．6．1 IEEE802.10 193

7．2．6．3 VLAN主干协议（VTP） 194

7．3 选择路由选择协议 195

7．3．1 路由选择协议的特征 195

7．3．1．1 距离向量与链路状态路由选择协议 195

1．距离-向量路由选择协议的水平分割、抑制和毒性逆转特性 197

2．链路状态路由选择协议 198

7．3．1．2 路由选择协议度量 199

7．3．1．3 分层与不分层路由选择协议 199

7．3．1．4 内部与外部路由选择协议 200

7．3．1．5 分级与无级路由选择协议 200

7．3．1．6 动态与静态和默认路由选择 200

7．3．1．7 路由选择协议的可伸缩性限制 201

1．路由选择协议汇聚 201

7．3．2 IP路由选择 202

7．3．2．1 路由信息协议 203

7．3．2．2 内部网关路由选择协议 204

7．3．2．3 增强型内部网关路由选择协议 205

7．3．2．4 开放最短路径优先协议 207

7．3．2．5 边界网关协议 210

7．3．3 AppleTalk路由选择 211

7．3．3．1 路由选择表维护协议 211

7．3．3．2 AppleTalk基于更新的路由选择协议 213

7．3．3．3 AppleTalk增强型IGRP 213

7．3．3．4 将AppleTalk网络迁移到IP路由选择 214

7．3．4 Novell NetWare路由选择 215

7．3．4．1 互连网络分组交换路由选择信息协议 215

7．3．4．3 IPX增强型IGRP 216

7．3．4．2 NetWare链路服务协议 216

7．3．5 IBM系统网络体系结构的路由选择 217

7．3．4．4 将NetWare网络迁移到IP路由 217

7．3．5．1 传统SNA 218

7．3．5．2 高级对等联网 218

7．3．5．3 在TCP/IP网络上传输SNA通信 219

1．远程源路由桥接 219

2．数据链路交换 220

3．在多协议互连网络上运行SNA时防止超时 221

7．4 在互连网络中使用多路由选择和桥接协议 221

7．4．1 路由选择协议之间的重新发布 222

7．4．2 集成路由选择和桥接 223

7．5 IP、AppleTalk和IPX路由选择协议小结 226

7．6 小结 226

8．1 网络安全性设计 227

第八章 开发网络安全与网络管理策略 227

8．1．1 确定网络资产和威胁 228

8．1．2 分析安全折衷方案 229

8．1．3 开发安全方案 229

8．1．4 开发安全策略 230

8．1．4．1 安全策略的构成 231

8．1．5 开发安全过程 231

8．2 安全性机制 232

8．2．1 认证 232

8．2．2 授权 232

8．2．3 记帐（审计） 233

8．2．4 数据加密 233

8．2．4．1 公共/私有密钥加密 235

8．2．5 分组过滤 236

8．2．6 防火墙 237

8．2．7 物理安全性 238

8．3 选择安全性解决方案 238

8．3．1 Internet连接安全性 238

8．3．1．1 Internet域名系统服务安全 239

8．3．1．2 逻辑网络设计与Intenet连接 240

8．3．1．3 IP安全协议 240

8．3．2 拨号访问安全性 241

8．3．3 网络服务安全性 242

8．3．4 用户服务安全性 243

8．4 网络管理设计 244

8．4．1 主动网络管理 245

8．4．2．1 性能管理 246

8．4．2 网络管理功能 246

8．4．2．2 故障管理 248

8．4．2．3 配置管理 249

8．4．2．4 安全管理 249

8．4．2．5 记帐管理 250

8．4．3 网络管理结构 250

8．4．3．1 带内与带外监控 251

8．4．3．2 集中监控与分布监控 252

8．4．4 选择网络管理工具和协议 253

8．4．4．1 简单网络管理协议 253

8．4．4．2 远程监控 254

8．4．4．3 估计由网络管理引起的网络通信 256

8．4．4．4 CiscoWork网络管理软件 257

8．4．4．5 Cisco的StrataSphere网络管理软件 257

8．6 第二部分小结 258

8．5 小结 258

第三部分 物理网络设计 262

第九章 为园区网络选择技术和设备 262

9．1 LAN布线设计 263

9．1．1 布线拓扑结构 263

9．1．1．1 建筑物布线拓扑结构 264

9．1．1．2 园区布线拓扑结构 264

9．1．2 电缆类型 267

9．2 LAN技术 268

9．2．1 以太网 270

9．2．1．1 以太网和IEEE802.3 270

9．2．1．2 以太网技术选择 271

2．10-Mbps以太网 272

1．半双工和全双工以太网 272

3．100-Mbps以太网 275

4．千兆位以太网 277

5．Cisco的快速以太信道 279

9．2．2 令牌环 280

9．2．3 光纤分布式数据接口 281

9．2．4 园区ATM网络 283

9．2．4．1 LAN仿真 284

9．2．4．2在ATM上的多协议 286

9．3 为园区网设计选择网络互联设备 287

9．4 一个园区网络设计的实例 290

9．4．1 校园网设计的背景信息 290

9．4．2 应用和技术目标 291

9．4．3 网络应用 292

9．4．4 WVCC目前的网络 293

9．4．5 用户团体 295

9．4．6 数据存储（服务器） 296

9．4．7 网络应用的通信特性 297

9．4．7．1 新的和扩展的应用程序通信特性 298

9．4．7．2 通信特性和通信流量的小结 299

9．4．8 WVCC的网络设计 303

9．5 小结 307

第十章 为企业网选择技术和设备 308

10．1 远程访问技术 309

10．1．1 点对点协议 310

10．1．1．1 多链路PPP和多基多链路PPP 311

10．1．1．2 口令认证协议和请求握手验证协议 311

10．1．2 综合业务数据网 313

10．1．2．1 ISDN的部件 315

10．1．3 电缆调制解调器远程访问 316

10．1．3．1 电缆调制解调器系统的问题 317

10．1．4 数字用户线路远程访问 318

10．1．4．1 非对称用户数字线路 319

10．1．4．2 高比特速率数字用户线路 319

10．2 为企业网设计选择远程访问设备 320

10．2．1 为远程用户选择设备 320

10．2．2 为中心站点选择设备 321

10．3 广域网技术 322

10．3．1 提供广域网带宽的系统 323

10．3．2 租用线 324

10．3．3 同步光纤网络 325

10．3．4 交换多兆位数据服务（SMDS） 327

10．3．5 帧中继 328

10．3．5．1 帧中继中心-辐射拓扑结构和子接口 328

10．3．5．2 帧中继拥挤控制机制 330

10．3．5．3 帧中继带宽分配 331

10．3．5．4 帧中继/异步传输方式（ATM）的协调工作 333

10．3．6 ATM广域网 333

10．4 为企业广域网设计选择设备和服务提供商 334

10．4．1 为企业广域网设计选择路由器 334

10．4．2 为企业广域网设计选择广域网交换机 335

10．4．3 选择广域网服务提供商 336

10．5 广域网设计实例 338

10．5．1 广域网设计的背景 338

10．5．2 商业和技术目标 339

10．5．3 网络应用 339

10．5．4 用户团体 340

10．5．6 现行网络 341

10．5．5 数据存储（服务器） 341

10．5．6．1 现有广域网的通信特性 342

10．5．7 克拉曼斯纸业公司的广域网设计 344

10．6 小结 347

10．7 第三部分小结 347

第四部分 网络设计的测试、优化和文档编写 350

第十一章 测试网络设计 350

11．1 利用行业测试 351

11．2 建立和测试原型网络系统 352

11．2．1 确定原型系统的范围 353

11．2．2 为原型系统编写测试计划 354

11．2．1．1 确定测试目标和验收标准 355

11．2．1．2 确定测试种类 356

11．2．1．3 编写网络设备和其他资源文档 357

11．2．1．4 编写测试脚本 358

11．2．1．5 确定测试项目的日程安排 359

11．2．2 执行测试计划 360

11．3 网络设计测试工具 360

11．3．1 网络设计测试的专用工具 362

11．3．1．1 CiscoWorks Blue Internetwork Perfomance Monitor 363

11．3．1．2 Cisco公司的Netsys工具集 363

11．3．1．3 Cisco公司的建模和优化工具—StrataSphere 364

11．3．1．4 WANDL公司的Network Planning and Analysis Tools(NPAT) 364

11．3．1．5 CACI Products 364

11．3．1．6 Make System公司的 NetMaker XA 365

11．3．1．7 NetPredict公司的NetPredictor工具 366

11．4 一个有关网络测试场景的例子 366

11．4．3 网络应用软件 367

11．4．2 项目的设计和测试目标 367

11．4．1 Umqua Systems公司网络设计和测试项目的背景材料 367

11．4．4 现有网络 368

11．4．5 采用的测试方法 369

11．4．6 测试数据 373

11．4．6．1 FDDI主干网上的负载 373

11．4．6．2 DS-1线路上的负载 375

11．4．7 对新定单输入系统的分析 376

11．4．7．1 新定单输入系统的时延特征 377

11．4．8 结论 378

11．5 小结 379

第十二章 优化网络设计 381

12．1 用IP组播技术优化带宽的使用 381

12．1．1 IP组播寻址 382

12．1．2 Internet组管理协议 383

12．1．3 组播路由选择协议 384

12．1．3．1 组播开放式最短路径优先 385

12．1．3．2 协议无关组播 385

1．密集模式组播独立协议 386

2．稀疏模式协议无关组播 387

12．2 优化网络性能，满足服务质量要求 387

12．2．1 IP优先级和服务类型 388

12．2．1．1 IP优先级字段 389

12．2．1．2 IP服务类型字段 390

12．2．2 资源预约协议 391

12．2．3 公共开放策略服务协议 393

12．2．4 IEEE802.1p规范 394

12．2．5 IP版本6 395

12．2．6 实时协议 396

12．3 Cisco互联网络操作系统的优化网络性能功能 398

12．3．1 代理服务 399

12．3．2 交换技术 400

12．3．2．1 第3层分组交换的古典方法 401

12．3．2．2 网络数据流交换 402

12．3．2．3 Cisco快速转发 403

12．3．2．4 标记交换 403

12．3．3 排队服务 406

12．3．3．1 先进先出排队 406

12．3．3．2 优先级排队 407

12．3．3．3 定制排队 407

12．3．3．4 加权公平排队（WFQ） 408

12．3．4 随机先期检测 410

12．3．5 通信量整形 411

12．3．4．1 加权随机先期检测 411

12．3．6 提交访问速率 412

12．4 Cisco广域网交换优化技术 412

12．4．1 语音活动检测 412

12．4．2 广域网交换机的优先级和通信管理 413

12．5 小结 414

第十三章 编写网络设计文档 416

13．1 回应客户的建议请求 417

13．2 网络设计文档的内容 419

13．2．1 完成总结 419

13．2．2 项目目标 419

13．2．3 项目范围 420

13．2．4 设计需求 420

13．2．4．2 技术目标 421

13．2．4．1 商务目标 421

13．2．4．3 用户团体和数据仓库 422

13．2．4．4 网络应用软件 422

13．2．5 网络的当前状态 423

13．2．6 逻辑设计 424

13．2．7 物理设计 424

13．2．8 网络设计测试结果 425

13．2．9 实现计划 425

13．2．9．1 项目进度表 426

13．2．10 项目预算 427

13．2．10．1 投资回报 427

13．2．11 网络设计文档的附录 428

13．3 小结 429

附录A 431

词汇表 439