网络技术二：中小型网络系统总体规划与设计方法
计算机三级网络技术（自看笔记）2
第二章 中小型网络系统总体规划与设计方法
考点分析
考点1：路由器技术指标
考点2：网络系统分层设计（上下层之比、核心层设计）
考点3：交换机技术指标（总带宽计算方法）
考点4：网络服务器性能（系统高可用性）
1.网络用户调查与网络工程需求分析
网络需求详细分析包括：网络总体需求分析、综合布线需求分析、网络可用性与可靠性分析、安全性分析、网络工程造价估算
2.网络总体设计基本方法
1）网络结构与拓扑构型设计方法
如果结点数为250-5000个，一般需要按3层结构来设计；如果结点数为100-500个，可以不必设计接入层（两层结构）；如果结点数为5-250个，也可以不设计接入层网络与汇聚层网络（一层结构）
2）核心层网络结构设计
核心层网络一般要承担整个网络流量的40%-60%，应用于核心层的主要技术标准是GE/10GE（千兆以太网或万兆以太网），核心设备是高性能交换路由器，连接核心路由器的是具有冗余链路的光纤（备份）
a：服务器群直接接入核心路由器
b：服务器群通过交换机接入核心路由器
a方案耗费端口较多，需要成本较多；b方案端口较少，成本较低
a方案可靠性较高；b方案可靠性较低
b方案容易形成带宽瓶颈，存在单点故障的潜在危险
3）汇聚层和接入层网络结构设计
上联带宽与下一级带宽之比一般控制在1:20
3.网络关键设备选型
一、网络服务器分类
1）路由器选型
（1）路由器分类
背板交换能力大于40Gbps的称作高端路由器；低于40Gbps统称为中低端路由器
（2）路由器关键技术指标（全部）
*吞吐量：路由器的包转发能力
包转发能力与路由器的端口数量、端口速率、包长度、包类型有关
*背板能力
传统路由器：共享背板；高性能路由器：交换式结构
背板能力决定了路由器的吞吐量
*丢包率：在持续负荷下，由于包转发能力的限制而造成包丢失的概率。丢包率通常是衡量路由器超负荷工作时的性能指标之一
*延时与延时抖动
延时：第一个比特进了路由器，到该帧的最后一个比特离开路由器所经历的时间（标志着路由器转发包的处理时间）。延时与包长度、链路传输速率有关。高速路由器一般要求为1518B的IP包，延时要小于1ms。
延时抖动：延时的变化量。语音、视频业务对延时抖动要求较高
*突发处理能力
以最小帧间隔发送数据包而不引起丢失的最大发送速率来衡量的。
*路由表容量
*服务质量
路由器的服务质量主要体现在队列管理机制、硬件端口管理机制和支持QOS协议
*网管能力
*可靠性和可用性
高端路由器的可靠性与可用性指标应：1.无障碍连续工作时间（MTBF）大于10万个小时；2.系统故障恢复时间小于30分钟；3.系统具有自动保护切换功能，主备用切换时间小于50ms；4.SDH与ATM接口自动保护切换功能，切换时间小于50ms；5.路由器系统内不存在单故障点
（3）交换机分类与主要技术指标
全双工端口带宽（重点）
端口数 端口速率*2 （端口速率按照最大速率来求）*
4.网络服务器选型
1）网络服务器从应用的角度分类
应用服务器的主要技术特点：采用了浏览器/服务器（B/S）模式。（3层结构）；传统的采用了客户端/服务器（C/S）模式（2层结构）
2）网络服务器从主机硬件角度分类
大型中型计算机和超级服务器都采用RISC及结构处理器，操作系统采用UNIX
3）按照网络应用规模分类
基础级服务器：1个CPU
工作组级服务器：1-2个CPU
部门级服务器：2-4个CPU，采用SMP技术
企业级服务器：4-8个CPU，采用SMP技术
4）服务器采用的相关技术
*对称多处理SMP技术：可以在多CPU结构的服务器中均衡负荷
*集群技术Cluster：如果一台主机出现故障，它所运行的程序将转移到其他主机
*独立磁盘冗余阵列RAID：提高硬盘的存储能力和吞吐量
*热拔插功能
二、网络服务器性能
系统高可靠性（重点）
系统高可靠性 = MTBF/(MTBF + MRBR)
MTBF：为平均无故障时间；MRBR：为平均修复时间
如果系统高可靠性达到99.9%，那么每年的停机时间<=8.8小时
如果系统高可靠性达到99.99%，那么每年的停机时间<=53分钟
如果系统高可靠性达到99.999%，那么每年的停机时间<=5分钟
初心如荒岛
