布局之美 1 图形运用 具体设计
通信规范分析
方诗虹
suellenfsh@
布局之美 图形运用 具体设计
知识点
案例分析
练习
第一部分
第二部分
第三部分
Contents
Page
目录页
知识点3 案例分析 练习
• 通信模式分析
• 通信边界分析
• 通信流分布分析
• 通信量分析
• 网络基准分析
• 编写通信规范说明
书
第一部分 知识点
布局之美4 案例分析 练习知识点通信模式分析
对等模式（P2P）
流量通常双向对称就（50/50规则）；
典型应用场合：QQ大数量文件传送、BT、远程视频互动会议、
远程互动学习环境等。
通信模式类型
布局之美5 案例分析 练习知识点通信模式分析
通信模式类型
布局之美6 案例分析 练习知识点通信模式分析
浏览器/服务器模式（B/S或BPS）
通过客户端的浏览器，应用服务器负责业务逻辑，数据库服务器
完成数据存储、计算、处理和检索；
可以将多个客户机与应用服务器之间看成C/S模式（服务器至客
户机流量大类型）；将应用服务器与数据库服务器之间也看成
C/S模式（服务器被看成客户机，数据库看成服务器，C/S双向
对称流量类型）。
通信模式类型
布局之美7 案例分析 练习知识点通信模式分析
分布式计算模式
多个计算结点协同工作来完成一项共同任务；
应用流的方向与C/S模式正好相反，且计算设备具有严格的性能
要求，其通信流量特征比较复杂，通信流量难以预测。
通信模式类型
布局之美8 案例分析 练习知识点通信边界分析
三种通信边界：
• 局域网通信边界
• 广域网通信边界
• 虚拟专用网通信边界
通信边界是故障易发位置。
布局之美9 案例分析 练习知识点
1、局域网的通信边界
• 局域网的通信边界主要是冲突域和广播域；
• 局域网建设中，主要通过划分冲突域和广播域来限制通信
量；
• 广播风暴是指不断地“盲目”转发数据帧使得无用的通信
量剧增的现象；
• 通常，冲突域边界只能采用物理边界（网桥、交换机）方
式，广播域边界可以采用物理边界（路由器、L3交换机）
和逻辑边界（ VLAN技术）两种方式。
通信边界分析
布局之美10 案例分析 练习知识点
关于VLAN的说明：
由于多个VLAN是共存关系，一个VLAN的广播帧虽然不
会传播至其他VLAN，但由于共用交换设备，因此所有
VLAN需要共享交换设备的交换容量。
通信边界分析
布局之美11 案例分析 练习知识点
2、广域网通信边界
• 广域网通信边界主要是自治系统AS、路由协议中的域和各
局域网；
• 在进行路由AS的通信规范分析时，主要分析本AS和其他
AS之间往来的流量；
• OSPF区域的划分是典型的路由算法区域；
• 局域网的边界路由器在不由路由协议划分区域的情况下，
就是局域网的通信边界。
通信边界分析
布局之美12 案例分析 练习知识点通信边界分析
布局之美13 案例分析 练习知识点
3、VPN的通信边界
• 无论设计广域网的VPN采用何种技术（PPTP、L2TP、
IPsec、GRE、MPLS VPN……），无论形成VPN的结构
式点对点还是中心辐射状，都会存在CE（直接与服务提供
商相连的用户设备）和PE（骨干网上的边缘路由器），PE
就是VPN的通信边界。
• VPN的通信规范分析，主要统计各CE之间的流量形成对
PE设备的传输容量的要求。
通信边界分析
布局之美14 案例分析 练习知识点通信边界分析
CE直接与服务提供商相
连的用户设备
PE骨干网的边界路由器
P骨干网的核心路由器
布局之美15 案例分析 练习知识点
• 通信规范分析中，最终目标是产生通信量，其中必要的工
作是分析网络中的信息流量的分布问题。
• 对于简单网络可以采用80/20规则、20/80规则等，对于复
杂网络需要进行通信量分析和计算。
通信流分布分析
布局之美16 案例分析 练习知识点
• 通信流量分析步骤：
1、把网络分成易管理的网段；
2、确定个人用户和网段应用的通信流量；
3、确定本地和远程网段上的通信流量；
4、对每个网段重复步骤1-3；
5、分析基于各网段信息的广域网和网络骨干的通信流量；
6、形成通信流量分析报告。
通信量分析
布局之美17 案例分析 练习知识点
• 通信流量分析的前提工作：
1、衣服需求阶段的网络需求、分段需求、工程经验将网络工
程划分成若干个物理或者逻辑网段，并进行编号；
2、选择适当的广域网拓扑结构，并形成相应的各类网络边界；
3、从估算每个网段的通信模式、通信容量开始，分析在这些
部分之间通信信息的流动方式；
4、最后计算产生的通信总流量。
通信量分析
布局之美18 案例分析 练习知识点
• 确定个人用户和网段应用的通信流量的任务是：将需求分
析中不同格式的统计表格，再次确认后，根据通信模式，
转换为统一的流量表格，以便于后续分析工作。
• 确定本地和远程网段上的通信流量的重要任务是：明确多
少通信流量存在于网络内部，而多少通信流量是访问其他
网段的。
通信量分析
布局之美19 案例分析 练习知识点
某个业务应用网络流量的计算公式：
应用的数据传输速率=平均事务量大小×每个会话事务数×平均用
户数/平均会话长度
单位bps、Kbps、Mbps等，注意单位之间的转换。
考虑峰值用户数和应用增长率等因素后：
应用的数据传输速率=平均事务量大小×每个会话事务数×峰值用
户数×（1+增长率）/平均会话长度
通信量分析
布局之美20 案例分析 练习知识点
基准法是通过测量一个网络的容量和效率来衡量网络性能
要求的方法。通过网络的测试数据，可发现网络中存在的
问题、也可以把握网络发展趋势对网络性能带来的影响。
对于升级的网络工程：基准法可骐达通信流量计算法作为设计依
据，也可以两者配合使用；
对于新建网络工程，可以使用基准法中的仿真机制，作为设计工
作的验证机制。
采用基准法测量需要专门的监视器设备和应用软件等，例
如Sniffer、网络仿真软件包等。
网络基准分析
布局之美21 案例分析 练习知识点
网络基准是对网络活动和行为的测试，通过对网络行为进行
提前的预测，实现周期性测量，并形成一系列的参数指标。
常用的基准指标：
全局统计数据（站点数、平均利用率、总帧数、总字节数等）
所有站点信息（每个站点的总帧数、错误数、网络带宽百分比等）
帧大小
协议类型
报警日志（体现带宽利用率或错误）
全局历史记录（日期/时间、帧数、误码率、字节数、利用率等）
网络基准分析
布局之美22 案例分析 练习知识点
基准测量结果的输出是一个包含图表的基准报表，包括：
随时间的推移记录了每个网段的操作参数；
对异常情况和未来趋势的总结；
对核心资源的利用率及对报警阈值设置和监控的建议。
网络基准分析
布局之美23 案例分析 练习知识点
通信规范说明书与需求说明书结合起来为逻辑网络设计阶
段提供了两个基本的输入文档资料。
需求说明书描述新网络将来要做什么；
通信规范说明书描述当前网络正在做什么。
通信规范说明书包含了估测或实测的网络通信容量及大量
统计表格，记录网络分析结果，并基于该结果和需求说明
书提出网络设计建议方案。
编写通信规范说明书
布局之美24 案例分析 练习知识点
通信规范说明书包括：
1. ①执行情况概述：对项目的简单概述、设计过程中各个阶段的清单、
项目各个阶段的状态（完成的阶段、正进行的阶段）。
2. ②分析阶段概述：主要描述如何收集信息和收集信息的时间，明确
信息是估测还是实测，并使用非专业人员能理解的描述性语言。
3. ③分析数据总结（核心部分）：准确清晰的逻辑网络图、通信流量
估算（表格或在逻辑图上标注流量和方向）、基准测量结果和CPU
利用率统计结果。
4. ④设计目标建议：总结出网络设计目标，每一项建议都要有依据、
能解决一个问题或满足一种业务需求。
5. ⑤申请批准部分：提供一个可供经理和网络设计组组长签名的地方。
6. ⑥修改注释部分：不能通过修改数据来满足新的设计目标，如果需
要修改目标，应添加注释，并解释原因。
编写通信规范说明书
知识点25 案例分析 练习
第二部分 案例分析
知识点26 案例分析 练习案例分析1
• 假设一个网络平均每天经常浏览网页的用户数为300个，每
个用户平均每分钟产生12个事务处理任务，事务量大小为
，则该网络浏览网页需要的信息传输速率约为
________________Mbps。
【分析】应用总信息传输速率=平均事务量大小×每字节位数
×会话事务数量×平均用户数/平均会话长度(s)
则浏览网页所需的传输速率=×8×12×300/60=24Mbps
说明：若精确计算，应先将事务量由MB计算为bit（1024单
位），再由bps计算为Mbps（1000单位）。
知识点27 案例分析 练习案例分析2
• 假设校园网共有20间多媒体教室，平均每间多媒体教室有4
个摄像机，每台摄像机采用CIF格式（分辨率352×288）实
时采集视频流，码流为512Kbps，则该校园网多媒体教室
视频监控的应用业务流量约为______________Mbps。
【分析】在实际网络工程规划与设计中，为了保证峰值情况
下所设计的网络能够正常运行，在考虑峰值用户数等因素
的情况下，应用的数据传输速率=平均事务量大小×每字节
位数×每个会话事务数量×峰值用户数/平均会话长度(s)。
该业务峰值用户为20×4=80个，每个会话的事务数为1个，故
该应用的流量约为：512×1000×1×80=。
知识点28 图形运用 练习案例分析案例分析3
【说明】一个专用网络有4个网段，网段1为整个网络
核心网段，所有的服务器都托管在网段1，网段2~4
为普通的工作网段。对网段2进行分析，其中用户主
要使用以下几种应用：
1、工作邮件：用户需要通过邮件客户端访问网段1的
邮件服务器。
2、办公自动化系统：服务器位于网段1，BPS模式提
供服务。
3、生产管理系统：服务器位于网段1，BPS模式提供
服务。
4、文件共享服务：服务器位于网段1，C/S模式。
5、视频监控：用户可以互相调阅不同网段的视频监控
流，不需要经过每题服务器的管理，属于P2P应用。
6、内部交流：用户借助局域网通信软件交流。
知识点29 图形运用 练习案例分析
应用名称 平均事务量大小
平均用户
数
平均会话长度
每个会话发生
的事务数量
网络模型
工作邮件 1MB 200 1min 2 C/S
OA系统 400 1min 4 B/S
生产管理系统 400 1min 8 B/S
文件共享服务 100MB 100 10min 1 C/S
视频监控 400MB 20 1h 1 P2P
内部交流 800 1min 4 P2P
案例分析3
应用需求分析表
知识点30 图形运用 练习案例分析
【问题1】计算应用流量分布。
【问题2】计算网段2总流量分布。
【问题3】分析基于各网段信息的广域网和网络骨干通信流量。
（分析各路由器及线路的流量及带宽等要求）
案例分析3
知识点31 图形运用 练习案例分析
• 根据：应用总信息传输速率=平均事务量大小×每字节位数×会话事
务数量×平均用户数/平均会话长度(s)
• 计算结果如下：
工作邮件：1×8×2×200/60=53Mbps
OA系统：×8×4×400/60≈
生产管理系统：×80×80×200/60≈
文件共享服务：100×8×1×100/600≈
视频监控：400×8×1×20/3600≈
内部交流：×8×4×800/60≈
• 三个网段基本一致，故网段2各应用的信息传输速率是3个网段总速
率的1/3。
案例分析3：【问题1】计算应用流量分布
知识点32 图形运用 练习案例分析
应用 通信模式 通信流 网段分布 源网段 目的网段 估算流量Mbps
工作邮件 C/S
客户机到服务器 发出网段 2 1 53 × 50%=
服务器到客户机 进入网段 1 2 53 × 50%=
OA B/S
客户机到服务器 发出网段 2 1 ×20%=
服务器到客户机 进入网段 1 2 ×80%=
生产管理 B/S
客户机到服务器 发出网段 2 1 ×20%=
服务器到客户机 进入网段 1 2 ×80%=
文件共享
C/S 客户机到服务器 发出网段 2 1 133 × 50%=
服务器到客户机 进入网段 1 2 133 × 50%=
视频监控 P2P
P2P流 进出网段 234 234 × 66%=
P2P流 网段内部 2 2 × 33%=
内部交流 P2P P2P流 网段内部 2 2 ×100%=
案例分析3：【问题1】计算应用流量分布
应用流量分布表
知识点33 图形运用 练习案例分析
• 根据以太网最小帧长64B，其中有效负载56B的极端情况，（7字节前
导码1字节帧起始定位符）计算出所需要的网络最大流量，构成网段2
的总流量分布情况，如下表所示。
流量分布 源网段 目标网段 应用总流量Mbps 网络总流量Mbps
网段内部 2 2 += ×64/56≈
访问服务器 2 1
+++=96.
2
×64/56≈110
服务器反馈 1 2
+++=105.
2
×64/56≈120
外部P2P 2 其他 ×64/56≈
案例分析3: 【问题2】计算网段2总流量分
布
知识点34 图形运用 练习案例分析
• 网段2~4情况基本一致，则根据网段2，对广域网和骨干网
分析如下：
1、骨干路由器至接入路由器连接的带宽要求为：
– 下行大于120+
– 上行大于110+
2、骨干路由器的吞吐量应大于三个接入路由器吞吐量的总和，
即(110+120+)×3=。
案例分析3：【问题3】分析广域网和骨干
网流量
知识点35 图形运用 练习案例分析
• 网段2~4情况基本一致，则根据网段2，对广域网和骨干网
分析如下：
3、骨干路由器至网段1的连接主要承担各网段至网段1的流
量，则该连接至网段1的带宽应大于110×3=330Mbps，反
向带宽应大于120×3=360Mbps，则该连接需采用千兆以太
网线路，并可将线路的双向传输速率都限制在400Mbps以
内。网段1内部交换机，千兆即可满足通信需求。
案例分析3：【问题3】分析广域网和骨干
网流量
知识点36 图形运用 练习案例分析
• 网段2~4情况基本一致，则根据网段2，对广域网和骨干网
分析如下：
4、各网段边界路由器必须提供大于
110+120+=的带宽。边界路由器至各网段
内部的连接线路，流出网段110+
入网段120+
采用千兆以太线路，并将线路的双向传输速率限制在
200Mbps以内即可。
案例分析3：【问题3】分析广域网和骨干
网流量
知识点37 案例分析 练习
第三部分 练习
知识点38 案例分析 具体设计练习练习
【说明1】A大学是重点综合性院校，经过多年的建设已经发展成为一
所多学科协调发展的全国重点大学。学校设有5个院系、2000多名
职工、800名办公人员。目前A大学的新校区已完工即将投入使用，
为了满足全校师生教学生活需求，建成后的校园网将拥有高性能、
高带宽、稳定可靠的网络传输环境，为数字化校园OA系统、大容
量的教学资源库、课件资源库、Web、E-mail、FTP、BBS、数据
库服务器、各种流媒体和各种应用平台提供有力的支持，实现办公
自动化及办公收发文系统等。新校区可容纳师生共15000人，园区
内共12栋建筑，60间多媒体教室，信息点约10000个，设置1Gbps
的Cernet和200Mbps的电信出口。A大学校园网络覆盖校办总部大
楼和5个院系，并对所有多媒体教室完成实时视频监控和调度。
知识点39 案例分析 具体设计练习
【说明2】需求分析阶段，项目承建单位了解到A大学办公时间8:00-
18:00，多媒体教室使用时间7:30-21:30，在非工作时间，视频监控
和调度网络基本处于闲置状态。需求调查表如下：
练习
应用名称 产生数据情况 用户情况 应用方式 备注
互联网访问
平均每个办公人员
15min进行3次操作，
每次数据量约
希望限制同时在线
人数不超过300人
各办公人员通过
Cernet访问网络，
多为B/S类应用
预计3年后业务
量增长2倍
数字化校园
OA系统
平均每个办公人员每
12分钟完成3次操作，
每次数据量约
上班期间所有办公
人员在线
B/S模式，办公人
员访问中心服务器
预计3年后业务
量增长一倍
多媒体教室
视频监控和
调度
每间教室摄像机实时
采集视频流，码流
512Kbps
平均每间多媒体教
室3个摄像头
视频流可以在各院
系本地和校办总部
实时调阅，P2P
预计3年后业务
的增长量为
50%
知识点40 案例分析 具体设计练习
【问题1】①请计算A大学校园网视频监控和调度网络的可用性指标。
• 提示：可用性标志网络的实际使用情况，即网络实际使用时间与网络总运行时
间的比值。
②根据需求调查情况，结合3年后增长率，在不考虑网络数据包封装
所增加的网络流量的情况下，计算并填写下表：
练习
应用名称
平均事务量
大小
（MB）
峰值用户
数（个）
平均会话长
度（秒）
每个会话事
务数（个）
增长率
3年后该应
用总流量
（Mbps）
互联网访问
数字化校园OA系
统
多媒体教室视频监
控和调度
知识点41 案例分析 具体设计练习
【问题2】设计人员通过需求分析，认为A大学网络由校办总部核心局
域网—各院系局域网—多媒体教室视频监控和调度局域网这三级网
络组成。
• 互联网访问应用B/S模式，上行流量/下行流量为20%/80%，各院系
办公人员数量比例为:2:1::1。
• 数字化校园OA系统为B/S模式，客户端至服务器占总流量20%。
• 多媒体教室视频监控和调度符合对等通信规则，50%流量在本地进
行实时调阅与存储，50%流量上传至校办总部。各院系之间的多媒
体教室数量比例与办公人员比例一致。
练习
知识点42 案例分析 具体设计练习
【问题2】根据以上资料，假设多媒体流量都将经过各院系局
域网汇总，再传递至校办总部核心局域网，请计算各院系
局域网至校办总部核心局域网的通信流量要求（根据3年后
各应用的总流量计算），填写下表：
练习
流量分布 上行流量Mbps 下行流量Mbps
院系1至校办总部
院系2至校办总部
院系3至校办总部
院系4至校办总部
院系5至校办总部
知识点43 案例分析 具体设计练习
【要求】请完成问题1和问题2，并说明分析方法，写明计算
过程，写成书面作业。下周上课时，将抽请同学进行分析，
计入平时成绩加分。下周下课时，将收取所有作业，计入
平时成绩。请同学们认真完成。
练习
布局之美 44 图形运用 具体设计
