麦克马斯特大学CS之网络设计课程辅导手册

网络设计是通信网络的规划和设计。网络设计从业务和技术要求的定义开始，一直持续到网络部署阶段(实施和配置规划的实际工作)。网络设计包括网络分析、IP寻址、硬件选择和部署规划。对于简单的网络，如大多数家庭和小型办公室，网络设计是一个简单的过程。在大型企业网络中，网络设计过程通常非常复杂，涉及多个利益相关者。

一、了解PPDIOO和其他网络生命周期模型

在进入网络设计之前，我们先来了解一下网络生命周期模型。在网络设计中，网络生命周期模型有助于解释网络设计在何处以及如何融入更广泛的组件生命周期和整体网络结构。

最流行的网络生命周期模型之一是思科的PPDIOO(准备、规划、设计、实施、运行和优化)模型：

a.准备。在这一阶段，确定高层次的要求和策略。例如，这一阶段可以形成需求文档和现状调查。

b.规划。该阶段根据规划阶段收集的信息，解决具体的网络需求。

c.设计。在设计阶段，利用前两个阶段收集的信息制定详细的网络设计。

d.实施。这是网络基础设施的配置和实施阶段。在此阶段，通常会进行测试以验证设计。

e.运行。这是生命周期中网络用于生产的部分。监控是这一阶段的重要组成部分，以验证网络是否按设计运行，并在出现问题时迅速解决。

f.优化。在大多数网络生命周期的某个阶段，需要进行更改和优化。在这一阶段，需要确定变化。如果有重大变化，则再次开始循环，以便进行规划和实施。

二、设计计算机网络的注意事项

铜缆或光纤、逻辑拓扑、IP寻址、VLAN、带宽和WiFi覆盖范围是设计网络时需要考虑的一些最明显的因素。然而，这份清单绝非详尽无遗。设计网络涉及的要素很多，很容易忽略其中一些要素。以下是下一个项目需要考虑的一些关键因素。

1.法规要求

在设计网络时，你必须考虑到影响网络物理和逻辑设计的法律法规。例如，当地的建筑法规会影响结构化布线的使用方式。同样，美国国家电气规范也包含对网络设备的电源要求。从逻辑上讲，HIPAA、PCI DSS和GDPR等法规会影响传输中的数据和静态数据。

2.网络弹性和冗余

鉴于网络可用性对业务运营的重要性，企业网络必须具备一定的容错能力。为实现这一目标，N+1、2N或2N+1冗余(甚至更多)通常是现代网络设计的一部分。

当然，弹性和冗余是有代价的。网络设计必须在弹性和冗余与成本之间取得平衡。如果能够实现5-99%的可靠性(99.999%的正常运行时间)，那就再好不过了，但这并不便宜!

考虑宕机成本(例如，如果网络宕机，每分钟/每小时将损失多少美元)，并将其与当前冗余计划中的宕机风险进行权衡，是权衡利弊的好方法。

3.云计算与内部部署

本地位置不再是执行特定工作负载的最佳地点。一旦确定了技术和业务需求，就有必要仔细评估云网络是否是一个合理的解决方案。我们将不再讨论云与本地的争论，但要确保当云可能是更合适的解决方案时，你不会将自己锁定在本地解决方案上(反之亦然!)。

4.冷却和能源

人们很容易忽视网络的冷却和能源需求。不要犯这个错误!如果你无法满足电源要求，你将永远无法实施网络。如果不考虑新网络设备的散热问题，设备可能会过热并过早出现故障。以下是电源和散热方面需要考虑的一些问题：

a.确保配电盘和插座能够容纳新设备。

b.在确定UPS(备用电池)和其他电源设备的大小时，确保将以太网供电(PoE)负载考虑在内。

c.确保机房冷却系统能够处理新网络设备产生的额外热量，或计划投资额外的冷却系统。

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