网络工程设计与实施总结

思维导图

网络工程的定义
网络工程，指通过专业的技术把功能分散的网络设备进行有效整合，满足企业的生产需求，达到让客户满意的生产活动要求

网络工程的实施原则
规范性、可靠性、可扩展性、安全性

网络工程的角色
从人员的定位考虑，分为：客户、项目经理、服务经理、技术负责人、施工经理、工程师

从企业的定位考虑：分为：最终甲方、系统集成商、代理商、厂商

合同的签订
1.工程来源于合同。2.在大多数情况下，很多厂商采取渠道销售的模式，合同随之产生。特殊情况下很多厂商也会直接与客户签订设备购销合同，称为直销或直签合同。3.确保项目能够按照双方商定的条款和条件完成，为交易双方提供法律保障。

工程成员的确定
项目经理组建项目组，项目组中包含了该工程的技术负责人、工程成员等角色。

项目经理：工程的第一负责人，负责协调多方关系。

技术负责人：确保项目技术质量达到客户要求。

工程师人员：工程项目的具体实施人员负责项目所涉及的综合布线、设备调试等其他弱电项目的实施成员。

施工经理：工程项目过大需要施工经理负责其职责内的具体实施管理以及服务商内部资源管理和调度，负责对应区域内的工期、质量、安全、协调等工程的前期沟通

工程的前期沟通
当面与客户交流：最常用、最高效的调查方式，但工作量较大、时间安排难度大。

采用表格的方式进行调查：需要预先设计问题，调查对象覆盖面较广

采用电子邮件、其他通信工具：相对不正式，一般作为项目调查的补充形式

项目、施工经理实际现场勘察：可以从专业的角度了解现场环境、综合布线情况，引导客户对相关问题进行解答

工程的背景了解
了解工程的整体背景：
需要①了解行业特点，搜集典型解决方案，②掌握客户想要达到的目的 ③了解业务（种类、数据流特点、业务的重要程度等）

客户的组织成员结构情况：
①组织机构 ②项目主管和项目联络人 ③中高层等负责商务决策的人员 ④最终用户 ⑤拥有签字权的负责人

工程项目范围的确定：
覆盖范围首先是网络的延伸范围。例如要确定需要建设的网络究竟是一个全国性的网络还是仅覆盖一个省的网络，具体的延伸范围是到县一级还是要到乡镇级基层单位，这些都是在项目实施之前需要确定的工程边界网络设备的安装需要相关系统的配合包括机房工程、配套电源、空调系统、弱电工程等，需要明确项目主体与这些系统的职责和分工边界，避免在后期的工程中出现扯皮现象。功能边界为了实现某个特定的功能需求，例如接入某个业务系统、优化改造以提高网络的安全性等在规划阶段需要确认本项目需要实现的功能，而其他相关部分则作为前提或外部条件出现在项目之中。

项目的配套工程：
设备安装条件包括安装空间、供电、空调等。所有网络设备均要提供物理尺寸、功耗、重量、工作温度范围等一系列的参数，安装的机房需要提供相应的条件。一个标准网络机房应考虑到机房楼层、综合布线、强电环境、防尘、防雷、防潮、温度控制等因素网络线路项目中需要使用到的连接线，包括客户自己负责的局域网布线和租用广域网线路。局域网的布线一般作为一个独立的弱电工程出现。

外部风险的控制：
政策法规任何项目都必须遵守政策法规，还要注意法律法规的变动情况和当地真实的法律环境。社会环境在项目实施过程中，项目组成员要了解并适应当地的社会环境，包括安情况、宗教信仰、生活习俗以及民众的日常行为方式等。自然灾害包括但不限于地震、风暴等各种自然灾害。这些灾害小则影响项目度，大则毁坏整个项目成果。金融财务宏观经济的变化可能会使项目的财务情况发生变化，例如汇率的变动国家利率调整以及通胀等因素，都会导致项目利润率的变化配套协作项目涉及的一些外部协作系统，例如外贸周期、配套项目质量工期等问题。

工程计划的拟定
方案输出
从客户要求切换的日期倒推出各个任务的计划完成时间

工程环境准备
确定各个子任务的负责人(负责人不仅包括实施人员，还包括客户的工程配合人员)

到货验收
厂商和代理商提供网络设备和技术支持，通过汇总成的表跟踪项目整体实施进展

安装调试
由工程人员进行安装调试，通过汇总成的表跟踪项目整体实施进展

业务切换
推动客户完成其所负责的工作

网络拓扑图的设计
层次化网络模型
核心层：负责数据的高速转发，主要特性包括可靠性、高效性、冗余性、容错性、可管理性、适应性、低延时性。一般采用双机冗余热备份，同时也可以使用负载均衡功能，来增强络性能。占投资的主要部分汇聚层：是在数据流量进人核心层前先做汇聚，以减轻核心层设备的负荷。需要更高的性能、更少的接口和更快的交换速率。接人层：是负责用户的接人，需要允许终端用户连接到网络。性能价格比高的设备，具有低成本和高端口密度特性。即插即用的特性、访问本地网段的能力、提供足够的带宽、地址认证、用户认证、计费管理

物理拓扑
主要包括拓扑规划、硬件设备、互联链路等选型相关的部分，往往跟项目预算紧密相关，也跟网络性能相关，是整个网络的物质基础 1.小型网络的典型物理结构：几个至几十个用户，即应用于接人用户比较少的情况、网络覆盖范围也比较小。采用地址转换 (NAT) 方式提供上网服;使用 FATAP设备提供无线接人 2.中型网络的典型物理结构：几百至上千用户的接人，开始出现分层的设计思路，以提高网络的可扩展性。 3.大型网络的典型物理结构：应用于大型企业，覆盖范围广、用户数量较为庞大、网络需求复杂、功能模块全、网络层次丰富

逻辑拓扑
网络按照工作层次划分为二层网络和三层网络，二层网络按照地域范围又分为局域网和广域网;三层网络的设计基于IP 和路由协议。

设备选型
设备选型原则
以实际需求为根据，结合工程预算，在控制成本的基础上进行

1.路由器的选型

包转发率、路由表承载能力、支持的网络管理协议、VPN支持能力、可扩展性

2.交换机的选型

背板容量、线速转发：线速的背板带宽、第二层包转发线速、第三层包转发线速、设备端口数常见路由器（1）MSR 36-20：定位于中小型企业网，采用 Gomwaie 网络操作系统作为技术支挥（2）SR 6616：新一代云业务需求的高端汇聚路由器（3）CR 16018：定位于运营商级、骨干网核心路由器

常见交换机
（1）S5120-52P-WiNet：提供了多达 52 个接口，适用于信息点分部较为密集的楼层、园区网络，内嵌专业级中文网络管理系统（2）S5800-32C ：是由 H3C 公司推出的一款万兆级别交换机，可以满足小型数据中心服务器的接入需求，又能为园区网络提供强大的汇案层交换功能（3）S12516X-AF：是 3C 公司面向云计算数据中心推出的一款性能强大的中心级交换机，能够提供目前业界最高的交换性能和云计算处理能力。

设备命名和标签规范
（1）设备的逻辑名一般会包含信息信息:设备安装位置、设备角色、设型号、设备编号。（2）物理标识一般包含信息：设备型号、设备编号、责任人/联系方式。

介质及接口的选择
传输介质的特性
选择数据传输介质时必须考虑以下5 种特性:吞吐量和带宽，成本（安装、维护和支持），尺寸和可扩展性，连接器以及抗噪性。

同轴电缆
同轴电缆可分为两种基本类型：基带同轴电缆和宽带同轴电缆。同轴电缆根据其直径大小又可以分为粗同轴电缆与细同轴电缆。

双绞线
双绞线在传输距离、信道宽度和数据传输速率等方面均受到一定限制，但价格较为低廉，常用的 UTP 网线就是由一定长度的双绞线和 RJ-45 接头 (水晶头)组成，普遍采用 EIA/TIA 568B 标准来制作网线。

光纤
（1）光纤又分为单模光纤和多模光纤，单模光纤适用于长距离传输，只能传输一种模式光;（2）多模光纤能够传输多种模式的光，适用于短距离传输。光纤并不可以直接插在设备上而是需要通过各种各样的光纤接头连接到设备上。sc接头、lc接头、fc接头。注意事项：光纤弯折、区分单/多模光纤、光纤的保护、光纤的通信、光信号与电信号的转换。

无线网络
使用电磁波进行数据传输的网络称为无线网络。无线网络具有组网方便、实施灵活等特点。协议标准:802.11。WiFi6 802ax协议，速率9.6Gbps （1)无线 AP。又称为无线接人点（瘦AP、胖AP）。（2)无线AC。又称为无线控制器。（3)POE 交换机，可以直接通过网线对线AP进行供电。

线路标签规范
（1）线路标识用来在网络中标识某一条线路（2）设备端口下可以配置描述信息（3）网络线路上一般采用标签的方式描述线路的走向

常用的网络技术
VLAN规范
VLAN 技术能够对二层广播进行隔离，同一个 VLAN 下的网络设备可以通信，不同 VLAN 下的网络设备不信。3 种端口类型:access（端口用来连接用户终端）、trunk （交换机互连的端口是 trunk 端口）和 hybrid（基于子网、基于协议、基于 MAC 地址的 VLAN 划分以及 isolate-user-vlan 等技术使用 hybrid端口）

MSTP + VRRP
mstp：（1）在实现究STP (Sp余路径的同时消除网络中的环路、（2）还可以重新打开被阻塞的端口，找到其他的路径到达目的地、（3）可以实现网络流量的负载分担。vrrp：（1）路由容错也可以叫作备份路由协议、（2）将局城网的一组路由器(包括一个Master 即活动路由器和若干个 Backup 即路由器) 组成一个虚拟路由器，称为一个备份组。

IP地址规划
（1）标准分类ip地址：A、B、C类和特殊地址（直接广播地址、受限广播地址、“这个网络的特定主机”地址、回送地址）。（2）划分子网的三级 IP 地址结构：子网概念，允许将网络划分成多个部分供内部使用。分子网的地址结构，同一个子网中所有的主机必须使用相同的子网号。子网掩码的概念，解决从一个P地址中抽取出于网号的问题。（3）专用 IP地址与内部网络地址规划方法：将网络直接连接到 Internet。内部网络，不直接连接到 Internet。

IP地址规划方法：
网络地址(1)判断用户对网络与主机数的要求(2)计算满足用户需求的基本网络地址结构。(3)计算地址掩码。(4)计算网络地址。(5) 计算网络广播地址。(6) 计算网络的主机地址。子网地址：(1)这个被选定的子网掩码可以产生多少个子网?(2)每个子网内部能有多少个合法的子网号?(3)这些合法的主机地址是什么?(4)每个子网的广播地址是什么?(5)每个子网内部合法的网络号是什么?

路由协议规划
（1）静态路由协议配置简单、资源占用少。（2）RIP协议是一种基于距离矢量的路由协议5.BGP于动态路由协议的一种、（3）开放式最短路径优先)协议是一个比较强大的 IGP(Interior Gateway Protocol，内部网关协议)。（4） IS-IS 协议属于IGP用于自治系统内部。它是一种链路状态协议，与 TCP/IP 网络中的 OSPF 协议非常相似，使用最短路径优先算法进行路由计算。（5） BGP ( 边界网关协议) 属于外部网关协议，能在超大型网络中对于路由表能有一个精准的控制。

网络出口规划
NAT：网络地址转换技术，可以把私网地址转换为公网地址，运营商可以针对公网地址进行路由，而且还能对内网环境进行隐藏、动态 NAT 技术能够将多个私网地址转换为一个公网地址，基于端口号来进行区分。这样既可以保证私网地址到公网地址的转换，又可以节省费用。

链路集合：
链路案合技术就是将多根物理线路捆绑成一根逻辑的线路，从而实现带宽增加的目的。使用链路聚合技术，要求链路聚合组两端接口的传输速率、双工模式、流控方式、数量必须一致。分为静态手工模式和 LACP 协商模式。

PAP/CHAP认证：
都是针对 PPP 链路的认证方式、PAP 认证过程中的用户名和密码都是通过简单明文的方式进行传输，无法防止对用户名和密码的窃听。

GRE over IPSec：
VPN(虚拟专用网络)的功能是在公用网络上建立专用网络进行通信加密，（1) 二层 VPN 技术:L2TP VPN，MPLS 2 层VPN。（2) 三层 VPN 技术: GRE VPN， IPSEC VPN，BGP MPLS VPN。（3)基于应用层的 VPN 技术:SSL VPN。GRE：是对某些网络层协议(如IPIPX、AppleTak 等)的数据报文进行封装的P被封装的数据报文能够在另一个网络层协议(如IP)中传输。IPSec保护数据安全协议3 个方面（机密性、完整性、认证性）两种不同的模式: 传输模式和隧道模式。 GRE over IPSee：不能传输路山协议，对路由协议报文等进行封装，使其成为 IPSec 可以处理lPSec VPN 原理及其相关配置的IP报文。

BFD：
BFD能够在系统之间的任何类型通道上进行故障检测，具有检测速度快、占用资源少、通用"的特点。检测方法：硬件检测、慢hello机制、其他检测机制。检测方式:单跳、多跳、双向。会话方式：自动、被动，建立会话后模式分为异步模式、查询模式

现场工程勘测
安装环境
（1）第一考察要素就是温度（pue），高温可能导致的问题:密封填料、垫圈、封口、轴承和旋转轴等的变形、易燃或易爆材料引起燃烧或爆炸、有机材料老化、变色、起泡、破裂或产生裂纹。低温可能导致的问题：元器件涂覆层脱落、灌封材料和密封化合物龟裂甚至破碎、密封外壳开裂、填充泄漏等，使得元器件电性能下降、较大的温差，使得产品在低温时表而产生凝露或结霜，在高温时蒸发或融化，如反复作用的结果导致和加速了产品的腐蚀。（2）湿度是要考虑的第二因素：潮湿环境可以引起材料的机械性能和化学性能的变化，如体积膨胀、机械强度降低、由于凝露和吸附作用，绝缘材料的表面绝缘电阻下降。（3）第三个考察因素是清洁度：对于清洁度要求每立方米庆尘粒子数应 ≤30000。（4）第四个考察因索是电源和电源线，机房是否满足设备供电要求，可以借用万用表

安装条件
（1）安装位置和空间、机柜、地板承重，1.安装位置和空间2.机柜:确认机柜空间是否足够3.承重:询问客户机房地板的承重量是否达到要求4.抗干扰:注意设备安装位置应远离一些产生强电磁干扰的设备5. 电梯载重量和净高6. 建筑物防雷。(2)设备接地3 种方式。机柜接地方式、接地地排接地方式、埋设接地体接地方式

路由测试
路由是数据到达目的地的转发路径，路由器通过转发数据包来实现网络互连。路由器根据收到数据包中的网络层地址以及路由器内部维护的路由表决定输出端口以及下一跳地址，并且重写链路层数据包头实现转发数据包。路由器通过动态维护路由表来反映当前的网络拓扑，并通过网络上其他路由器交换路中和链路信息来维护路由表。测试目的：检查 OSPF 和BGP的邻居状态。测试一般为 OSPF 和 BGP 的路由测试，即相应邻居状态与路由表项的路由检查。

连通性测试
通常使用 ping 命令实现，测试工具：总部和分支机构各 1台 PC。预制条件：设备运行状态正常，路由测试正常。步骤：在总部的 PC1 上 ping 分支机构的 PC2，在分支机构的PC2上 ping 总部的 PC1。

冗余测试
在冗余测试时使用 VRRP (Virtual Router Redundancy Protocol，虚拟路由余协议)。是由ISO提出的解决只有一个静态网关导致单点故障现象的冗余协议，1998 年已推出正式的 RFC 2338 协议标准是一个标准化的协议，有着极强的可扩展性。如果活跃的三层设备出现故障，备份设备会变成活跃设备，不会导致主机通往外界网络的中断。它可以把一个虚拟网关的作用分配在 VRRP 组中的一台主机，网络内的所有主机以虚拟网关地址为网关地址，这样主机发出的目的地址不在本网段的报文将通过虚拟网关发往三层交换机，从而实现了主机和外部网络的通信。当 Master 设备链路故障或者设备故障时备份组会从所有的 Backmp 设备动态选举出新的 Master 设备

业务测试
业务测试是工程实施的最后一步，做工程的最终目的就是提高业务的高可用性，主要是测试邮件系统可用性。测试对象：总部与分支机构之间的网络连接。步骤：总部用户 1 给分支机构的用户发送一封测试部件，分支机构用户 2 给总部用户 1目一封测试邮件，可看到结果。

工程培训
培训形式
一般涉及以下两种方式的培训：（1）集中培训，集中培训一般分为付费和免费两种，前者一般在客户单位以外的地方进行，主要由培部门交付:后者一般在客户单位内部进行，内容包括产品知识、相关技术和项目案培训（2）现场培训，施工人员需要在实施现场对客户的工程配合人员和维护人员进行培训使其掌握基本的产品知识和维护技能。

培训内容
（1）组网和配置培训：需要针对整个项目及其所用技术进行培训，可以面向甲方所有负责人员，培训内容有：网络的拓扑结构（物理连接拓扑图）、IP 地址规划（端口，vlan，掩码数）、项目中所需技术的基本原理、数据流量的具体走向、后期发展规划等。（2）日常维护培训：整个网络环境交由甲方 (员进行的维护、检查培训，需要甲方人员定期进行记录，并以书面的形式进行保存，一般培训内容有：设备的环境记录(温度、湿度等)、设备的基本信息、设备运行状态（指示灯常绿是正常，红橙异常）、业务的运行情况等（Good 好的，Unknown 未知，Attention 异常，Failure 故障）（3）紧急故障处理培训：组网和配置培训、日常维护培训都是为了应对产生紧急故障的问题，紧急故障培训的内容：主要面向于企业网络的整体架构，以及常见问题的基础解决方案，故障处理还需要在前期做好充足的方案。

工程验收
工程的验收分为初步验收和最终验收两个环节，（1）初步验收环节是指在设备调试完成后，施工方项目初步移交给甲方，甲方可以对项目进行测试，测试完成可以直接进行项目移交，也可以转入试运行阶段，（2）试运行阶段完成后，项目可以转入最终验收环节，最终验收需要甲方对项目进行盖章签子等操作，监理单位提交项目质量评估情况。甲方对提交的料进行评估。如果评估结果通过，可以与施工方和监理单位签署项目验收函。

工程测试
（1)工程质量测试：是对工程进行全面测试，依照双方合同约定的环境确保网络的功能和技术设计满足业主的需求，并能正常运行。设备的测试环节需要对全网设各霞盖。除了定期定点测试，也需要不定时地针对某一功能或者某一技术进行测试（2）系统的试运行：网络在通过双方的测试以后，可以开始试运行。试运行包括数据正常转发和日常维护，双方可以确定具体的内容并进行适当的交接培训。

资料移交
如果条件允许也可以选择第三方测试公司来对工程质量进行评估。验收报告内应写明测试的标准，以及测试的方法;详细记录下网络测试的时间段、地点以及验收的针对点。对方也可按照合同或者项目工作说明书的规定，对所交付的文档加以检查和评价;对不清晰的地方可以提出修改要求。例如：《项目经理任命书》、《软件及硬件到货验收表》、《设备安装调试合格报告》等。最终验收报告：最终验收报告是甲方认可施工方项目工作的最主要文件之一，最终验收标志着项目的结束售后服务的开始，项目最终验收合格后，应该由项目组成员撰写验收报告，提请双方工作主管认可。这志着项目组具体工作的结束和项目管理收尾的开始。

工程总结
就是检查团队成员及相关干系人是否按规定履行了所有责任。实施行政结尾过程还包括将收集工程记录分析工程成败、收集应吸取的教训，以及将工程信息存档供本组织将来使用（1）工程总结的意义：了解工程全过程的工作情况及相关的团队或成员的绩效状况、了解出现的问题并进行改进措施总结、了解工程全过程中出现的值得吸取的经验并进行总结、对总结后的文档进行讨论，通过后即存人公司的知识库，从而纳人企业的过程资产。（2）工程总结会的准备工作：收集能理工程过程文档和经验教训、经验教训的收集和形成工程总结会议的讨论稿（3）工程总结：会需要全体参与项目的成员都参加，并由全体讨论形成文件，讨论的内容：工程绩效（包括工程的完成情况、具体的项目计划完成率、工程目标的完成情等，作为全体参与工程成员的共同成绩）、技术绩效、成本绩效（最终的工程成本与原始的预算费用）、进度计划绩效、识别问题和解决问题、意见和建议（工程成员对工程管理本身和计划执行是否有合理化建议和意见，这些建议和意见是否得到大多数参与成员的认可，是否能在未来工程中予以改进）。

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