问答题 对于系统工程师(或网络规划设计师)而言,在把某项工作系统化的时候,正确地理解该项工作的内容并设计出有效的系统,是一件最困难的事情。为了把用户的需求正确无误地反映到网络工程项目(或其他类似工程项目,下同)的逻辑设计文档中,常规的做法是将该工程项目的需求说明书和逻辑设计文档交给用户征求意见。在某些情况下,还要做出系统的原型,请用户试用。
请围绕“逻辑网络设计(或其他类似工程项目)中对用户需求的把握”论题,依次对以下3个问题进行论述。
1.叙述你参与规划、设计的网络工程项目的概要及其逻辑网络设计的目标,说明你所承担的工作。
2.结合你的切身实践叙述该项目网络技术选择时的主要考虑因素。
3.就你所下过工夫的地方叙述,为了把用户需求反映到网络工程项目的逻辑设计文档中,采取了哪些手段与用户进行通信?对于你所采用的手段,各举出一点你认为有效果的方面和无效果的方面,简要叙述你对这方面的评价。

【正确答案】1.简要介绍你所参与规划和设计的大中型网络工程项目(或其他类似工程项目)的基本情况,简要说明自己在该项目中的角色,并说明你在其中担任了哪些主要的网络规划设计工作。论文叙述自己参与设计和实施的网络应用系统应有一定的规模,自己在该项目中担任的主要工作应有一定的分量。
2.通常,在网络工程项目的需求分析阶段,收集了该建设单位的业务需求、用户需求、应用需求、计算机平台需求和网络需求等内容。而逻辑网络的设计目标主要来自于需求分析说明书中的内容,尤其是网络需求部分的内容。因为这部分内容直接体现了网络管理部门和人员对网络设计的要求,所以需要重点考虑。通常,逻辑网络设计的目标包括以下内容。
(1)合适的应用运行环境,并保障用户能够顺利访问应用系统。
(2)成熟而稳定的技术选型。在逻辑网络设计阶段,应该选择较为成熟稳定的技术,越是大型的项目,越要考虑技术的成熟度,以避免错误投入。
(3)合理的网络结构。合理的网络结构不仅可以减少一次性投资,而且可以避免网络建设中出现各种复杂问题。
(4)合适的运营成本。逻辑网络设计不仅决定了一次性投资,而且技术选型和网络结构也直接决定了运营维护等周期性投资。
(5)逻辑网络的可扩充性能。网络设计必须具有较好的可扩充性,以便于满足用户增长及应用增长的需要,保证不会因为这些增长而导致网络重构。
(6)逻辑网络的易用性。网络对于用户是透明的,网络设计必须保证用户操作的单纯性,过多的技术型限制会导致用户对网络的满意度降低。
(7)逻辑网络的可管理性。对于网络管理员来说,网络必须提供高效的管理手段和途径,否则不仅会影响管理工作本身,而且会直接影响用户。
(8)逻辑网络的安全性。网络安全应提倡适度安全,对于大多数网络来说,既要保证用户的各种安全需求,又不能给用户带来太多限制;但是对于特殊的网络,也必须采用较为严密的网络安全措施。
3.网络逻辑结构设计的工作任务是基于用户需求中描述的网络行为、性能等要求,根据网络用户的分类及分布形成特定的网络结构。该网络结构大致描述了设备的互连及分布,但是不对具体的物理位置和运行环境进行确定。网络逻辑结构设计过程主要由以下4个步骤组成:①确定逻辑设计目标;②网络服务评价;③技术选项评价;④进行技术决策等。
网络逻辑结构设计工作主要包括的内容如下。
(1)网络结构的设计。主要包括局域网结构和广域网结构两个设计部分的内容。其中,局域网结构主要关注数据链路层的设备互连方式,广域网结构主要关注网络层的设备互连方式。
(2)物理层技术的选择。主要选择内容包括缆线类型及网卡的选用等。
(3)局域网技术的选择与应用。主要考虑生成树协议(STP)、扩展STP、虚拟局域网(VLAN)、无线局域网(WLAN)、链路聚合技术、冗余网关协议(如VRRP、HSRP和GLBP等)、线路冗余和负载均衡,以及服务器冗余与负载均衡等因素。
(4)广域网技术的选择与应用。主要考虑城域网远程接入技术(如PSTN、ISDN和ADSL等)、广域网互连技术(如DDN、SDH和VPN等),以及广域网性能优化等因素。
(5)地址设计和命名模型。在地址设计工作中,主要明确的内容有:是否需要公有地址和私有地址;只需要访问专用网络的主机分布;需要访问公网的主机分布;私有地址和公有地址如何翻译;私有地址和公有地址的边界;VLSM的设计、CIDR的设计等。网络中的命名工作主要涉及NetBIOS名字和域名两个方面。
(6)路由选择协议。主要的考虑因素有:动态路由的协议类型;路由选择协议的度量;路由选择协议的顺序(如权值排序等);静态路由选择协议;内部与外部路由选择协议;分类与无分类路由选择协议;层次化与非层次化路由选择协议等。
(7)网络管理。主要包含行政管理和技术管理。行政管理方面主要包含机构的设置、各类相关人员的岗位职责和行政管理制度的制定等。技术管理方面又依据管理技术的层次性划分为TMS(传输管理系统)、NMS(网络管理系统)、RMS(资源管理系统)和AMS(应用管理系统)等。
(8)网络安全。主要的工作内容有:机房及物理线路安全;网络安全(如安全域划分、边界安全策略、路由交换设备安全策略和防火墙安全配置等);系统安全(如身份认证、账户管理、桌面安全管理、系统监控与审计、病毒防护和访问控制等);应用安全(如数据库安全、电子邮件服务安全和Web服务安全等)、数据容灾与恢复;安全运维服务体系(如应急预案的制定、系统监控与管理服务等);安全管理体系(如建立安全组织机构,安全管理规章制度的制定等)。
(9)编写逻辑网络设计文档。主要的组成元素有:主管人员评价;逻辑网络设计讨论;新的逻辑设计图表;总成本估测;审批部分;修改注释部分等。
4.根据用户的需求设计逻辑网络,选择正确的网络技术比较关键,在进行选择时应考虑如下因素。
(1)通信带宽。所选择的网络技术必须保证足够的带宽,能够为用户访问应用系统提供保障;在进行选择时,不能仅局限于现有的应用要求,还要考虑适当的带宽增长需求。
(2)技术成熟性。所选择的网络技术必须是成熟稳定且拥有较多成功案例的技术。有些新的应用技术在没有大规模投入应用时,还存在着较多不确定因素,而这些不确定因素将会为网络建设带来很多不可估量的损失。特别是对于大型网络工程来说,项目本身不能成为新技术的试验田。同时,在面对技术变革的特殊时期,可以采用试点的方式,缩小新技术的应用范围,规避技术风险,待技术成熟后再进行大规模的应用。
(3)连接服务类型。逻辑网络设计需要在无连接和面向连接的协议之间进行权衡。当前广泛应用的网络协议主要是TCP/IP协议族,其网络层协议是提供非连接服务的IP,因此选择连接服务类型,主要是对IP底层的承载协议进行选择。如果选择连接服务类型,则可以选择ATM、SDH等协议;如果选择非连接服务类型,则可以选择以太网等协议。不同的网络工程,对连接服务类型的需求不同,设计者不能仅局限于一种连接服务而进行设计。
(4)可扩充性。网络规划设计师的设计依据是较为详细的需求分析。但是在选择网络技术时,不能仅考虑当前的需求,而忽视未来的发展。在大多数情况下,设计人员都会在带宽、通信容量、数据吞吐量及用户并发数等设计中预留一定的冗余。网络实际需要和设计结果之间的比例应小于某个特定值以便于未来的发展。通常,这个值介于70%~80%之间,在不同的工程中,可根据需要进行调整。
(5)高投入产出。选择网络技术最关键的一条,不是技术的扩展性、高性能性,也不是成本最低等概念,决定设计和网络管理人员采用某种技术最关键的一点是技术的投入产出比,尤其是一些借助于网络来实现营运的工程,只有通过投入产出分析,才能最后决定技术的使用。
5.逻辑网络设计过程,就是根据用户的需求,在不违背设计限制的条件下,对现有网络进行改造或新建网络,最终达到设计目标。在该设计工作中,设计目标是一个复杂的整体,由不同维度的子目标构成,当这些子目标独立考虑时,存在较为明显的优劣关系。例如最低的安装成本、最低的运行成本、最高的运行性能、最大的适应性、最短的故障时间、最大的可靠性,以及最大的安全性等。这些子目标相互之间可能存在冲突,不存在一个网络设计方案,能够使得所有的子目标都达到最优。为了找到较为优秀的方案,来解决这些子目标的冲突,可以采用两种方法:①由网络管理人员和设计人员一起,建立起这些子目标之间的优先级,尽量让优先级比较高的子目标达到较优;②对每种子目标建立起权重,对子目标的取值范围进行量化,通过评判函数决定哪种方案最优,而与目标的权重关系直接体现了用户对不同目标的关心度。
能够全面和准确地描述该工程项目的应用环境和具体需求,深入地阐述规划与设计的主要内容,采用了哪些技术和方法。这些技术和方法要针对所描述网络环境的特点,并具有一定的广度和深度。
6.结合项目实践经验,说明为了把用户需求反映到网络工程项目的逻辑设计文档中,具体采取了哪些方法方式与用户进行沟通交流,以及它们对该工程项目后期的工作产生了哪些积极(或消极)的影响(效果和存在的问题)。论文最后可以进一步讨论你在该工程项目中所获得的几点体会。在今后的工作过程中,如果碰到类似的开发项目你将如何应用这些经验或教训。对需要进一步改进的地方,应有具体的着眼点,不能泛泛而谈。
【答案解析】