计算机网络设计原则

第一篇：计算机网络设计原则

计算机网络设计原则

针对此项目的重要性和特殊性，我们在设计该项目解决方案时特别遵循了以下设计原则：

（1）先进性原则

从较高的起点对网络建设进行规划，充分采用先进成熟的网络技术，满足应急平台各种业务实时数据、非实时数据传输需要，形成统一先进的通信系统。

（2）安全性原则

由于应急平台的特殊性，因此网络设计过程中从网络技术、骨干路由、电路保护、传输设备到项目人员组织、施工和运维环节等技术和人力资源多方面考虑项目的安全保证。

（3）可靠性原则

网络设计过程中从网络技术、骨干路由、电路保护、传输设备等多方面考虑此项目的可靠性，保证数据传输的安全可靠。同时提供7*24的服务保障，从技术和服务两方面保证该项目的可用性达到要求。

主干通信网络具备电信级7x24小时不间断运行的特性，其骨干网络设备关键部件和中继线路为全冗余配置，不会因单点故障影响平台运行。

（4）经济性原则

通过技术经济比较，性能价格比较，选择优化的网络结构和网络技术，尽可能利用和保护现有设备和投资，做到从实际出发，制定经济、合理的方案，以最小的网络建设和网络维护成本建设一个高可用、高安全的专用网。在满足各类通信需要并具备必要的网络性能的前提下，最大限度地降低用户端设备投资和网络通信费用。

（5）可扩充性原则

考虑到未来全省各级应急平台的发展，网络承载的信息流量不断增加。通信网的设计中须考虑未来带宽扩容、电路提速的需要，从网络和设备的配置上都要保留一定的扩充余地，便于融入随着新技术发展带来的新功能。

第二篇：计算机网络设计读书笔记

《计算机网络设计》是以网络拓扑结构设计为主线，提出了一些良好的网络设计解决方案。本书主要为网络工程、通信工程、计算机科学技术等专业的学习资料，从中我们可以知道一些网络设计的知识，例如网络设计的基本原则、网络设计的模型、用户需求分析、网络拓扑结构设计、网络性能设计、网络可靠性设计、网络安全设计。

第一章我们学习了网络设计规范与方法，详细讲解了网络工程的相关概念、特点、要求、集成步骤等相关内容，还介绍了与网络设计相关的各种软件。比如GN3/Cisco Packet Tracer等一些模拟软件。了解了作为一个网络工程师，应该掌握的知识，怎么成为一个比较优秀的网络工程师。从这一章我了解到了网络工程设计模型与原则，学到网络分层设计模型的基本结构，网络层次化设计的优缺点，对学习本书下面的内容很有帮助。

接下来学习的是网络用户需求分析，重点讲解了各种需求分析和用户需求分析的基本方法、用户基本要求的需求分析等内容。网络工程需求分析是指从用户角度，描述网络工程的基本问题和要求——描述做什么以及做成什么样。为此我们在老师的指导下做了一个简单的校园网络设计的需求分析，把一些需要注意的地方都做了一个简单的需求分析。其目的是：描述网络系统的行为特征与约束条件，指明网络系统必须实现的具体指标。详细讲授了用户网络功能需求分析、网络基本结构需求分析、网络投资约束条件分析等。第三节就讲说了用户高级要求需求分析，学习了网络扩展性需求分析、网络性能需求分析、网络可靠性需求分析、网络安全需求分析、网络管理需求分析等详细内容。

网络拓扑结构设计，教我们如何设计那些拓扑结构，讲授了点对点类型网络拓扑结构和广播类型网络拓扑结构等详细内容，我学习到点对点网络的概念、特点、和优缺点等；点对点网络指将主机以点对点方式连接，主机通过单独的链路进行数据传输，并且两个节点之间可能会有多条单独的链路；主要用于城域网和广域网，还有点对点网络中的链路型拓扑结构、环形拓扑结构和网状型拓扑结构等各部分的知识。同时也学习到广播网络的相关知识和广播网络中总线形、星行、蜂窝型、混合型等各种拓扑结构。广播网络一般采用CSMA/CD（载波监听多路访问/冲突检测）原理进行工作。即先听后发，边听边发，冲突停发，延迟重发。

第三节还学习了网络分层设计方法—接入层、汇聚层、核心层设计方法，核心层提供核心节点之间的高速数据转发，汇聚层主要负责路由聚合，收敛数据流量，接入层为用户提供网络访问和管理功能。网络设计中应注意以下问题：适度超前、分期实施、简化设计、安全隔离等问题。第四节说的是服务子网和网络扩展设计，网络设计存在以下问题：结构设计不合理，交换机级联太深，交换机配置存在问题、设计方案中网络结构划分不明确。最后一节说的是VLAN设计，学会了什么是vlan，以及如何划分vlan，学会用命令配置vlan。

一个VLAN是一个逻辑工作组，它不受物理位置的限制。同一VLAN的主机可分布在不同的物理网段上，其通信就像在同一个物理网段上一样，可以自由通信。不同VALN之间的主机必须通过路由器或三层交换机进行信号转发。提供VLAN功能的是交换机内部的软件。VLAN的划分方法：基于端口划分VLAN，基于IP地址划分VLAN，基于MAC地址划分VLAN：基于协议划分VLAN。

网络性能设计，主要说的是网络性能设计包括了网络带宽的分析与设计、网络流量的分析与设计、服务质量的分析与设计以及负载均衡技术与设计。了解各个设计的内容，特点，配置等。网络带宽设计有阻塞式设计和非阻塞式设计；网络带宽管理分为带宽管理、利用硬件设备进行网络带宽管理（带宽管理器一般设置在核心交换机附近或设置在边界路由器附近或内置在其中）、利用软件防火墙进行网络带宽管理、利用IOS进行网络带宽管理（通过路由器或交换机命令，限制网络带宽）。第二节说的是网络流量的特性、设计模型等，流量与使用情况、传输协议、链路状态等相关，不同的网络服务，有不同的流量特性，可以通过计算机网络设计读书笔记

MRTG软件来监控网络流量负载，不同的时间段，流量的流入流出大小也不一样。网络流量设计模型内容：分层网络的流量模型（数据流量从接入层流向核心层时，被收敛在高速链路上；流量从核心层流向接入层时，被发散到低速链路上）和网络链路的聚合设计（将交换机上的多个同类物理端口，在逻辑上捆绑起来，形成一条高带宽链路。聚合链路可提供冗余和负载平衡能力）。网络业务的服务质量（QoS）包括带宽、时延、抖动、丢包率、吞吐量等，可通过合理分配带宽、降低时延、丢包率、时延抖动等措施来提高服务质量。QoS设计思想：分析业务类型定义业务类型标志、设置不同业务的带宽占用比例和控制方法、网络运行过程中，将根据业务标识执行不同的带宽分配和控制方法。QoS服务模型Best-Effort 服务模型、IntServ 服务模型和DiffServ 服务模型。各种模型都有一定的优缺点，但是在网络设计工作中，一般以DiffServ为主。负载处理方法是：数据流量分配到多台设备上分别处理；将单个重负载的运算分到多台设备上做并行处理，每个设备处理结束后将结果进行汇总，返回给用户。在设计网络负载方案时，需要确定当前及未来的应用需求，然后在效果与代价之间做出权衡。实现负载均衡的设计技术有：双网卡硬件负载均衡技术、硬件负载均衡设备解决方案、LVS软件负载均衡、DNS负载均衡、NAT负载均衡、反向代理负载均衡等。同时还学习了拥塞的形成：在某一时间段内，如果对网络中某一资源的需求超过了该资源所能提供的可用部分，网络的性能就会下降，这种情况称为拥塞。以及造成拥塞的各种因素。当网络拥塞而导致网络吞吐量下降为0，称为死锁。LVS软件负载均衡技术——LVS（Linux虚拟服务器）是一套基于IP的服务器负载均衡集群软件，LVS支持几百万个并发连接，最大吞吐量高达10Gbits/s，RedHat Linux在发行版中已包含了LVS代码，并提供图形化的配置界面。LVS工作原理：一组服务器通过高速局域网互连，每台服务器中都安装Linux和LVS软件，其中一台LVS服务器作为前端负载调度器。它将客户端的网络请求调度到其他服务器上；客户端程序不受服务器集群的影响，不需作任何修改；在服务器集群中，可以随时加入和删除一个服务器节点，而不影响正常服务。

最后我们花了两天的时间完成了综合布线系统设计，通过老师和视频的讲解，我们也算是成功的完成了本次设计。在这次设计中，让我知道综合布线的目的是实现各个物理节点之间的电路连通，它通过传输介质将网络设备连接在一起。在网络设计工作中，网络设备选型和综合布线对实现网络设计工作的具体实现起了关键性作用。

第三篇：计算机网络教学设计

《计算机网络》教学设计

平遥职业中学

阮宇科

【教学目标】

1、理解计算机网络的定义，特点，发展历史，基本分类方法。

2、了解计算机网络的基本拓扑结构。

3、掌握如何组建基本的计算机局域网。【教学重点】

计算机网络的定义，特点，发展历史，基本分类方法。如何组建基本的计算机局域网。【教学难点】

如何组建基本的计算机局域网。【教学方法】

课件演示，实践操作演示 【教学时数】 一课时

【教学过程】

一、导入

随着计算机技术的普及与发展，计算机网络已经在我们现实生活中占据越来越重要的低位，而人们计算机网络技术也日益重视，本节课我们学习计算机网络技术的基本知识，并学习如何组建简单的局域网。

二、教学过程

1、计算机网络的定义：

把分布在不同地点且具有独立功能的多个计算机系统通过通信设备和线路连接起来，在功能完善的软件和协议的管理下实现网络中资源共享的系统。

由定义可知：

(1)计算机网络是“通信技术”与“计算机技术”的结合产物

(2)以数据交换为基础，以资源共享为目的

2、计算机网络的特点：

（1）开放式的网络体系结构，使不同软硬件环境、不同网络协议的网可以互连，真正达到资源共享，数据通信和分布处理的目标。

（2）向高性能发展。追求高速、高可靠和高安全性，采用多媒体技术，提供文本、声音图像等综合性服务。

（3）计算机网络的智能化，多方面提高网络的性能和综合的多功能服务，并更加合理地进行网络各种业务的管理，真正以分布和开放的形式向用户提供服务。随着社会及科学技术的发展，对计算机网络的发展提出了更加有利的条件。计算机网络与通信网的结合,可以使众多的个人计算机不仅能够同时处理文字、数据、图像、声音等信息, 而且还可以使这些信息四通八达,及时地与全国乃至全世界的信息进行交换。

3、计算机网络的发展：

第一阶段（50年代）：计算机通信网络，特征是主机计算机与终端互连，实现远程访问。1．具有远程通信功能的单机系统

解决了多个用户共享主机资源的问题 存在问题：主机负担重，通信费用高

2、具有远程通信功能的多机系统，解决了主机负担重、通信费用昂贵的问题。主要问题：多个用户只能共享一台主机资源 第二阶段（60年代）：计算机通信系统，特征是计算机与计算机互连 采用分组交换技术实现计算机—计算机之间的通信，使计算机网络的结构、概念都发生了变化，形成了通信子网和资源子网的网络结构主要问题：网络对用户不是透明的。

第三阶段（70年代中期—80年代末期）：现代计算机网络阶段，特征是网络体系结构的形成和网络协议的标准化。

在计算机通信系统的基础之上，重视网络体系结构和协议标准化的研究，建立全网统一的通信规则，用通信协议软件来实现网络内部及网络与网络之间的通信，通过网络操作系统，对网络资源进行管理，极大的简化了用户的使用，使计算机网络对用户提供透明服务。局域网技术出现突破性进展。

4、计算机网络的分类

5、计算机网路拓扑结构

概念：

网络拓扑结构指连接于网络中的端系统或工作站之间互连的方式；简单地说：指网络形状，网络的连通性

常见的网络拓扑结构：

总线型、星型、环型、树型、混合型、网状型、蜂窝型

6、如何组建简单局域网

要组建一个基本的网络，只需要一台集线器（Hub）或一台交换机、几台电脑和几十米电缆就能完成。这样搭建起来的小网络虽然简易，却是全球数量最多的网络。在那些只有二、三十人的小型公司、办公室、分支机构中，都能看到这样的小网络。这样的简单网络是更复杂网络的基本单位。把这些小的、简单的网络互连到一起，就形成了更复杂的局域网LAN。再把局域网互连到一起，就组建出广域网WAN

水晶头的制作

水晶头种类主要有以下几种:RJ45(主要应用在计算机网络环境)568B:白橙／橙／白绿／蓝／白蓝／绿／白棕／棕 568A:白绿／绿／白橙／蓝／白蓝／橙／白棕／棕

应用：

直通线(straight-through cable)： 一根网线，两端的线序相同叫直通线，即两端线序相同，都是568B标准,用在不同设备之间，比如：PC到交换机、PC到ADSL modem等

交叉线(crossover cable)：

一根网线，一段为568B线序，另一端为568A线序。相同类型设备连接使用交叉线，如电脑与电脑，交换机与交换机、交换机与集线器等 实例示范：

教师实际操作制作一个水晶头 【教学小结】

本节课学习了计算机网络的定义，特点，分类以及发展历程，并简要介绍了计算机网络的拓扑结构。重点学习了计算机网络局域网的组建方法。【课后作业】

观察学校机房局域网组建的案例。

第四篇：《计算机网络设计和规划》2

《计算机网络设计和规划》

一、填空题

1、计算机病毒程序一般包括3个功能模块：病毒的引导模块、传染模块、破坏（表现）模块

2、网桥 也称桥接器，它是数据链路层上局域网之间的互连设备 3.SSL是一种工作在应用层的加密技术，已经成为电子商务安全交易的一种主要连接方式

4.结构化布线一般采用树型拓扑结构，它把整个网络布线系统划分为6个子系统工作区子系统、水平布线子系统、干线子系统、设备间子系统、管理子系统 和建筑群子系统

5.网络流程周期包括以下阶段 需求规范、通信规范、逻辑网络设计、物理网络设计和实施阶段.6.设备间 的主要设备有数字程控交换机、计算机等，设备间要有足够的空间，使用面积不能太小.7.收集用户需求的三种最常用的方法集中访谈、采访关键人物、观察和问卷调查

8.应用需求应该从以下4个方面考虑 收集应用需求、应用类型、对资源的存取和访问 和输出应用需求表

9.水平子系统的布线路由2种方法在天花板吊顶内敷设缆线、在地板下敷设缆线

10.通信方式有以下4种对等通信方式、客户机-服务器通信方式、服务器-客户机通信方式、分布式计算方式

11.根据配线架上连接线缆的不同，可以将配线架分为 110型配线架、模块式快速配线架

12.网络中的多数核心层都是以星型 拓扑布线

13.IDS通常设计为两部分安全服务器、主机代理

14.服务器的分类入门级服务器、工作组级服务器、部门级服务器和企业级服务器

二、名词解释

1、什么是网络生命周期，包括哪几个阶段？

答：准备阶段、规划阶段、设计阶段、实施阶段、运行阶段、优化阶段。

2、什么是黑盒和白盒分析法

答：白盒分析法,它是按照程序内部的结构测试程序，通过测试来检测产品内部动作是否按照设计规格说明书的规定正常进行，检验程序中的每条通路是否都能按预定要求正确工作。

黑盒分析法是以用户的角度，从输入数据与输出数据的对应关系出发进行测试的。很明显，如果外部特性本身有问题或规格说明的规定有误，用墨盒测试方法是发现不了的。

3、什么是配线架

配线架是管理子系统中最重要的组件，是实现垂直干线和水平布线两个子系统交叉连接的枢纽。配线架通常安装在机柜或墙上。通过安装附件，配线架可以全线满足UTP、STP、同轴电缆、光纤、音视频的需要。在网络工程中常用的配线架有双绞线配线架和光纤配线架。

4、配线架种类

建筑群配线架、建筑物配线架和楼层配线架

三、简答

1、简述网络生命周期中规划阶段需要做什么

答：对现场和运作情况进行综合评估，评价对象包括当前网络、运作情况和网络管理基础架构。确定所有需要进行的物理修改、环境修改及电气修改，并并评估当前运作情况和网络管理基础架构对新技术方案的支持能力。创建一份包含所有设计需求的文档；项目计划包括：任务、时间表盒关键里程碑、风险和限制条件、责任、所需资源。

2、试描述网络通信方式中的客户机-服务器方式的特点

首先，客户机/服务器可以被理解为是一个物理上分布的逻辑整体，它是由客户机、服务器和连接支持部分组成。其中客户机是体系结构的核心部分，是一个面向最终用户的接口设备或应用程序。它是一项服务的消耗者，可向其他设备或应用程序提出请求，然后再向用户显示所得信息；服务器是一项服务的提供者，它包含并管理数据库和通信设备，为客户请求过程提供服务；连接支持是用来连接客户机与服务器的部分，如网络连接、网络协议、应用接口等。客户机 / 服务器具有以下特点：

（1）可实现资源共享。C/L结构中的资源是分布的，客户机与服务器具有一对多的关系和运行环境。用户不仅可存取在服务器和本地工作站上的资源，还可以享用其他工作站上的资源，实现了资源共享。

（2）可实现管理科学化和专业化。系统中的资源分布在各服务器和工作站上，可以采用分层管理和专业化管理相结合的方式，用户有权去充分利用本部门、本领域的专业知识来参与管理，使得各级管理更加科学化和专业化。

（3）可快速进行信息处理。由于在 C/S 结构中是一种基于点对点的运行环境，当一项任务提出请求处理时，可以在所有可能的服务器间均衡地分布该项任务的负载。这样，在客户端发出的请求可由多个服务器来并行进行处理，为每一项请求提供了极快的响应速度和较高的事务吞吐量。

（4）能更好地保护原有的资源。由于C/S是一种开放式的结构，可有效地保护原有的软、硬件资源。以前，在其他环境下积累的的数据和软件均可在C/S中通过集成而保留使用，并且可以透明地访问多个异构的数据源和自由地选用不同厂家的数据应用开发工具，具有高度的灵活性；而以前的硬件亦可完全继续使用，当在系统中增加硬件资源时，不会减弱系统的能力，同时客户机和服务器均可单独地升级，故具有极好的可扩充性。

3、网络隔离的技术特点是什么？

答：网络物理隔离卡技术：首先切断可能的攻击途径（如物理链路），然后再尽力满足用户的应用需求。协议隔离技术：协议隔离指两个网络之间存在直接物理连接，但通过专用协议来连接两个网络。

第五篇：认识计算机网络教学设计

2.1 认识计算机网络

教学设计

【教材分析】

《认识计算机网络》是新版七年级《信息技术》第二章《网络基础及应用》第一节的教学内容。本节内容针对网络知识的基础性内容组织学生进行认识性学习，使学生初步认识计算机网络的基本概念了解计算机网络的功能，掌握计算机网络的分类以及局域网的拓扑方式，能够掌握局域网资源共享的设置方法。对学生已有的计算机网络经验和知识作一次归纳总结，也为将来学习需要打下基础。【学情分析】

计算机网络对于七年级学生已经不再陌生，大部分同学已通过家庭、学校和社会等场所接触并使用过计算机网络，但仅仅停留在不确定地浏览网页，不自觉地游戏，qq聊天、看视频听音乐，网络购物等消遣娱乐为主，对系统的计算机网络基础知识及应用了解很少，也不能充分发挥网络的主要功能作用,甚至个别学生还不曾接触过计算机网络。因此本节课的教学应以知识传授为主线，以课件素材研学和网络实体应用为突破口，使学生全面地学习和掌握计算机网络基础知识。【教学目标】 知识技能：

（1）了解计算机网络的基本概念及功能（2）掌握计算机网络的分类和拓扑结构

（3）掌握局域网资源共享的设置方法 过程与方法：

（1）学习计算机网络的相关知识。

（2）能利用所学网络知识对实际问题进行探讨应用。

情感态度价值观：

（1）感受网络的神奇作用，激发对网络技术的求知欲；

（2）培养学生对知识的归纳总结能力，学会学习。

【教学重点】计算机网络的概念和分类，设置局域网资源共享 【教学难点】识别网络拓扑结构，设置局域网资源共享 【教学方法】研学后教 【学习方式】自主合作探究

【教学环境】网络教室，多媒体管理系统 【教学过程】

环节一【师生研学】

1、师生互动，导入新课：

（1）调查一下，我们班有多少同学可以熟练的使用计算机网络？（2）使用计算机网络主要做什么？（3）思考什么是计算机网络？

2、明确学习内容及目标：

（1）理解计算机网络的概念和功能；

（2）掌握计算机网络的分类和网络拓扑结构；（3）掌握局域网资源共享的设置方法。

希望通过本节课的学习，能够初步认识计算机网络的相关问题。环节二【重点导学】

1、自主研学，交流互助

学生阅读课本P48-49页——计算机网络的概念、计算机网络的分类，同时辅助浏览教师提供的学习参考资料。理解计算机网络的概念，了解计算机网络的功能，掌握计算机网络的分类及网络拓扑结构。

2、小组合作，问题探究：

（1）单独一台计算机能不能称为网络？（多台）

（2）有了多台独立的计算机系统，要成为网络，还需要什么呢？

（传输介质和网络协议）

（3）华南农业大学占地8250多亩，校舍总建筑面积约137万平方米，现有全日制在校4.2万余人，其网络类型是什么？（局域网）

（4）个人家里的无线路由器（wifi）可供多台电脑手机上网，属于哪种拓扑结构？（星形）

3、研学练习，展示交流：

（1）计算机网络有哪些部分组成？

①多台地理上分散的独立的计算机系统；

②传输介质和网络设备；

③通信协议

（2）完成课本实践练习P49-50页。

（3）现在上课的计算机室的采用的是哪一种网络拓扑结构？为什么？

星形，每台计算机与中央节点单独连接，容易增加新节点，某个节点出现故障，不影响其他节点，数据的安全性和优先级易控制，易监控。环节三【研学拓展】

拓展应用：学生参考课本P50-512页的操作提示内容，分小组，在小组中的某台电脑设置一个共享文件夹，然后各组员将收集到的图片、动画、音乐、视频、文本等内容传送到这台计算机上让大家欣赏。环节四【反馈评价】

见研学案