1.1 工作任务一 实验室网络需求分析

【任务分析】

需求分析是网络设计的基础，是网络工程项目实施的第一个环节，对网络设计、经费预算有着直接影响，也决定着网络工程建设的成功与否。

通常，需求分析包括以下部分。

1）分析商业目标与商业约束：理解网络商业的本质并将其贯穿网络设计的整个过程，明确用户的投资规模等。

2）分析技术目标与技术约束：从技术角度分析未来网络的功能需求是否能满足用户的需求。

3）分析现有网络的特征：分析现有网络结构、使用情况和表现特征，判断用户的设计目标是否与实际相符合，记录网络瓶颈、性能问题，辨别哪些设备端口数量或容量不足，以及不能满足新网络设计要求而需要被替换的网络互联设备等。

4）刻画未来网络通信需求特征。

面对Leader职业学院的实验室网络项目，需要到现场考察、调研用户对网络的各种需求、了解现有网络状况等，并通过上网搜索、查阅资料等手段调查实验室网络建设需求、当前主流网络技术等，然后撰写网络需求分析报告。需求分析主要内容包括：网络应用背景、业务需求、管理需求、安全需求、通信量需求、网络可扩展性需求，以及其他需求等。

【任务要求】

1.1.1 用户调查

需求分析需要与用户沟通，对用户方的需求进行充分调研，并将用户模糊的想法明确化和具体化。

用户调查是网络需求分析阶段的首要工作，全面了解用户建网需求，是整个网络工程项目中的难点，因此，用户调查的网络工程人员要具备丰富的用户调查经验，全面掌握相应网络工程项目的细节，还要具有深入的数据分析和成本分析能力，否则会使得收集到的数据不完整或不准确，得出的成本/效益也就不适用于网络系统设计方案。

对网络工程项目的用户调查与需求分析，通常从业务、用户、应用、网络、计算机平台等各方面进行。

用户调查主要围绕调查方式和调查内容两个核心问题进行。

1.用户调查方式

1）实地考察：该方法是工程设计人员获得第一手资料最直接的方法，也是必需的步骤。可以通过与用户单位负责人和最终用户直接交流获取。

2）用户访谈：该方法要求工程设计人员与用户单位负责人通过面谈、电话交谈、电子邮件等通信方式以一问一答的形式获得需求信息。最好是先由对方给出一份初步的意见书，然后再针对意见书中的条款，双方进行磋商。

3）问卷调查：该方法是工程设计人员事先提供一个规定格式的调查表格，面向用户数量较多的单位，向具体应用部门的负责人以及最终用户进行网络应用需求调查，获取对将要建设的网络应用需求信息。问卷调查的方式可采用无记名问卷调查和记名问卷调查两种形式进行。

4）向同行咨询：项目小组要讨论、分析用户的需求，必要时可召开部门或公司会议。另外还可以将获得的需求分析中不涉及商业机密的部分发布到专门讨论网络相关技术的论坛或新闻组中，请同行提供相关的意见和建议。

5）经验积累：要学会分析优秀的网络工程建设方案和劣质的同类方案，吸取优点，避免缺点。

2.用户调查内容

（1）业务与组织机构调查

与用户方的相关主管人员、相关应用的部门人员进行交流，主要获取下列信息：主要相关人员信息（如决策者信息）、网络工程的关键点信息（如开工和完工时间等）、投资规模信息（如预算限制等）、性能要求、预测增长率情况、业务活动情况、安全性要求、电子商务的需求情况、与Internet的连接方式、远程访问需求等。对业务与组织机构的调查是各类调查中最关键的，也是必需的。

（2）用户调查

用户关注的是“信息能否传输？信息的传输是否有效、可靠？网络的扩展性好不好？网络的建设成本等问题”。用户的感觉往往是主观的、不精确的，但它却是需要精确了解的重要信息。在收集用户信息时，要鼓励用户量化需求。如：网络故障能否接受？若能接受，可以接受到什么程度？何时接受？响应时间多长叫太长？

用户调查结束，列出用户需求表，如表1-1所示。

表1-1 用户需求表

（3）应用调查

不同行业有不同的应用要求，应用调查就是要搞清楚用户方建设网络的真正目的，现在和将来需要使用什么应用系统，如网络教学、视频点播、课件资源下载、网上答疑、作业提交等。只有了解了用户方的应用类型、数据量大小、数据源的重要程度、网络应用的安全及可靠性等，才能设计出适合用户实际需求的网络工程方案。应用调查多采用会议或走访的形式，请用户方的代表发表意见并填写如表1-2所示的网络应用调查表。

表1-2 网络应用调查表

（4）计算机平台调查

计算机平台需求所涉及的范围有可靠性、有效性、安全性、响应速度、CPU、内存、硬盘容量、操作系统等。对于计算机平台，需要考虑未来2～3年的应用需求，如硬件性能不能满足将来的应用，到时就不得不采购新设备升级或替换，增加了客户的成本。一般可以采用问卷调查形式获取计算机平台需求信息，调查结果填写在如表1-3所示的计算机平台调查表中。

表1-3 计算机平台调查表

（5）综合布线调查

综合布线调查的目的是为了了解用户方建筑群的地理位置与几何中心、建筑群楼内的布线环境与几何中心，以便于确定网络的物理拓扑结构、综合布线系统预算。

调查的内容主要有：用户方信息点的数量和位置（见表1-4），布线要求（如布线走向要求、线路带宽、线路冗余等）。

表1-4 信息点调查表

在全面了解了用户需求后，接下来要根据所掌握的用户需求信息进行需求分析，为后面的网络设计提供技术基础。

1.1.2 网络需求分析

1.网络需求分析类型

在需求分析过程中，要替用户从多方面、多角度考虑，通常从以下几个方面考虑。

（1）应用背景需求

分析当前网络应用的技术背景、行业应用方向和技术趋势等，说明本单位网络信息化的必然性。

（2）业务需求

需要明确本单位的业务类型、应用软件类型以及对带宽、服务质量等网络性能指标的要求。业务需求是网络建设的重要环节，是网络规划与设计的基本依据，不可盲目估计，否则会为网络建设埋下各种隐患。

（3）管理需求

管理需求是各单位建设网络不可或缺的一个方面，高效的网络管理策略是保证网络稳定、可靠运行的关键。

（4）安全需求

用户单位的网络要接入Internet，为保证自己的商业信息和其他数据资源不会丢失、被破坏或被盗，针对当前网络主要面临的威胁分析，从中获取安全性目标，权衡应采用何种安全技术措施。

（5）通信量需求

从网络应用出发，对当前技术条件下可以提供的网络带宽做出评估，并权衡单位投入建设资金状况，进行综合评价，设计出性价比最好的网络规划方案。

（6）网络可扩展性需求

要充分考虑网络未来的增长，以满足新的需求，保证网络建设的连续性，充分利用现有的网络资源，保证单位的现有投资，保证将来新建的网络能够简单地接入现有网络，新的应用能够无缝地在现有网络上运行。

（7）网络环境需求

对单位地理环境和人文布局进行实地勘察，以确定网络规模和地理划分，便于在网络拓扑设计、结构化综合布线设计中做出决策。

2.需求信息归纳整理

通过各种途径获取的需求信息是凌乱、无序的，也不是所有信息都是必需的或者当前能实现的，需要将对当前网络系统设计有帮助的信息提炼出来，其他信息可作为参考或供将来网络升级时参考。

（1）用规范的语言描述需求信息

通过用户访谈、问卷调查、同行咨询等方式获取的需求信息一般口语化较重，专业性不强，因此需要用专业语言来描述，这种书面描述将是需求分析文档的一部分，并影响到整个网络系统的设计。

（2）对需求信息列表

采用表格方式整理需求信息，便于信息的归纳和分析。常用的表格有以下两种：一种是直接填入“√”或“×”，如表1-5所示；另一种是在表格中填入内容，如表1-4所示。

表1-5 用户应用需求表

3.需求分析文档的编写

通过网络需求分析，可以更加充分地了解用户单位建设网络的目的，在此基础上，最终要建立用户需求规范文档，记录下用户的需求和约束、现有网络特征、新网络的需求及约束等，为下一步网络方案设计提供准确的数据分析。

需求说明书因不同的网络，其设计文档也各不相同，但总的来说，应包括以下几个部分：

（1）项目综述

简单介绍网络建设项目。用户建设项目的目的就是为了实现现代化管理、现代化教学、现代化信息服务等。用户建设网络的目标是搭建现代化管理平台、现代化教学平台、现代化信息服务平台等。

（2）需求数据总结

主要包括：楼宇分布、楼宇结构和信息点分布，用户设备类型，应用系统建设，网络管理，网络安全，费用预算等数据信息，如表1-6所示。

表1-6 需求数据总结表

（3）申请确认和批准

网络需求说明书是由用户方草拟，由投标方调查和整理后给出的一个初步需求说明，要由用户方进行书面确认后，投标方才可以用于指导网络工程的设计。

另外，由于网络工程的需求是会变化的，因此在网络建设过程中还需要随时根据用户方的意见反馈修改需求说明书。

1.1.3 可行性分析

可行性分析的目的是说明组建网络在技术、应用、经济和社会条件等方面的可行性，以及为达到目标可选择的各种方案，并说明和论证最终选择的方案。

本阶段的成果是提出可行性分析报告，以供领导决策。

1.分析商业约束

除了分析商业目标、了解用户支持新应用的需求外，还要分析对网络开发有影响的商业约束。

（1）技术与产品的约束

充分了解用户方是否已为新网络项目选择好了技术和产品，是否在传输、路由选择协议等方面指定了标准，是否有开发的约定或选择专有的解决方案，是否有指定的供应商或特定的网络应用平台，是否允许不同厂商竞争等。若用户方已经选择好了技术和产品，新的网络设计方案就一定要与该计划匹配。

（2）预算约束

网络设计方案必须符合用户的投资预算。所有网络设计的一个共同目标就是控制网络预算，应包括设备采购、软件购买或开发、系统维护与测试、工作人员培训及网络设计与安装等所有费用。

（3）时间约束

项目进度表规定了项目的最终期限和重要阶段。通常是由用户方负责管理项目进度，但系统集成商必须对该日程表是否可行提出自己的意见，使项目日程安排符合实际工作要求。

在全面了解了项目范围后，要将系统集成商自行安排的计划（项目需求分析、逻辑设计、物理设计、现场施工、局部网络测试、整体网络测试、网络应用平台设置和网络系统运转）的时间与项目进度表的时间进行对照分析，及时与用户沟通存在的问题。

（4）商业目标及约束检查表

表1-7列出了典型的网络设计商业目标及其约束问题，可以使用该表来确定是否了解用户的商业目标及约束的事项。

表1-7 典型网络设计的商业目标及约束检查表

2.分析技术目标与技术约束

（1）影响网络性能的主要因素

●距离；

●时效；

●拥塞；

●服务类型；

●可行性；

●信息冗余等。

（2）网络性能参数

●时延；

●吞吐量；

●丢包率；

●时延抖动；

●带宽；

●响应时间；

●利用率等。

（3）可用性

可用性是指网络可供用户使用的时间，通常用每年、每月、每周、每天、每小时的网络运行时间与所对应时间段的全部时间之比来表示，是一个运行时间百分比。

一般而言，可用性与网络运行时间的长短有关，还与网络的冗余度有关，因为冗余是提高网络可用性的一种手段。

（4）可扩展性

可扩展性是指网络技术或设备随着用户需求的增长而扩充的能力。主要包括：信息点的增加、网络规模增大、服务器数量变化等。

（5）安全性

网络安全性设计的第一步是进行网络威胁分析和需求开发，从中获取安全性目标，权衡应该采用何种安全技术措施。

安全性的实现可能会增加使用和运行网络的成本，严格的安全策略还会影响到网络效率，为了保证用户数据信息资源的安全性，不得不牺牲许多用户的便利。

（6）可管理性

不同的用户有不同的网络管理目标，有些用户的网络管理目标明确，而有的用户则没有明确的管理目标。例如，有的用户已经明确要使用SNMP（简单网络管理协议）来管理网络互联设备，记录每个交换机或路由器接收和发送的字节数量，如果选用的网络设备不支持SNMP，就不能满足用户的需求。

对于管理目标不明确的用户，可以使用ISO（国际化标准组织）定义的5个网络管理功能来说明。

●性能管理：分析通信和应用的行为，以优化网络，满足服务等级协定和确定扩展规划。

●配置管理：用来定义、初始化、辨别和监控网络中的被管对象，改变被管对象的操作特性，报告被管对象状态的变化。

●故障管理：检测、隔离和排除网络中的故障，向最终用户和管理员报告问题，跟踪与问题相关的事件。

●安全管理：监控和测试网络安全性和保护策略，维护并分发口令和其他认证和授权信息，管理加密密钥，审计与安全性策略相关的事项。

●计费管理：记录用户使用网络资源的情况并核收费用，同时也统计网络的利用率。

（7）适应性

适应性是指随着网络新技术和新应用需求的出现，用户改变网络应用需求时网络的应变能力。一个优秀的网络是能够适应网络新技术和新变化的。例如能适应不断变化的通信模式和QoS（服务质量）的要求；所选的局域网或广域网技术能适应随时加入新用户使用的需求等。

（8）可购买性

可购买性也称为成本效用，通常成本包括一次性购买设备成本和再发生的网络运行成本。

可购买性的一个基本目标就是在给定的财务成本情况下，使通信量最大。在小型网络中，低成本通常是一个最基本目标，低成本比可用性和性能更重要；在大中型企业网中，可用性要比低成本重要得多。

3.确定网络规模

网络规模一般分为以下4种：

●工作组或小型局域网；

●部门局域网；

●骨干网络；

●企业级网络。

确定网络规模主要涉及以下几个方面的内容：

●有多少网络用户；

●网络及终端设备的数量；

●哪些部门需要上网；

●哪些资源需要上网；

●采用什么档次的设备等。

4.分析网络拓扑结构

拓扑结构分析需要明确以下指标：

●网络接入点（访问网络的入口）数量及分布位置；

●网络连接的转接点分布位置；

●网络设备间的位置；

●网络中各种连接的距离参数；

●其他结构化综合布线系统中的基本指标等。

【任务拓展】

1.网络工程项目的组织

要保证网络工程的质量、工期和效益，必须要有一定的机构来负责组织、协调、实施和管理。

网络工程的组织方式大体有两种：一种是由用户单位（甲方）统一组织，指定主管领导和具体负责人，成立相应的工程管理机构，自上而下地开展工程的实施，强调甲方的管理权。另一种是由公司承建的具体工程，一般采用项目经理制，由项目经理招聘人员，制订方案，系统集成，从头至尾负责工程的组织实施。

由于计算机网络工程的用户需求、应用环境、技术条件等因素各不相同，因此，其组织机构也不尽相同。为了便于了解网络工程各参与角色的职责及要求，下面以一种通用的组织形式，由工程甲方、工程乙方和工程监理方组成的三方结构，来了解其各自的职责和要求。三方的基本关系如图1-2所示。

图1-2 工程组织的三方结构

工程甲方（用户方）是网络工程的提出者和投资方；工程乙方（网络工程的承建者）；工程监理方通常由工程甲方聘请，在网络建设过程中，给用户提供建设前期咨询、网络方案论证、系统集成商的确定、网络质量控制等一系列的服务。

网络工程设计与安装人员由工程乙方提供。目前，工程乙方在承建网络工程时多采用项目经理制。由项目经理选择工程人员，制订方案，系统集成，从头到尾负责工程的实施。

2.网络工程各参与角色的职责及要求

（1）工程甲方

负责的主要任务有以下3种。

1）可行性论证：对工程的背景、意义、目的、目标、功能、范围、需求、可选择的技术方案、设计要点、建设进度、工程组织、监理、经费等方面作出可行性验证，指出工程建设中选择软硬件的依据，降低项目建设的总体风险。

在编写可行性论证报告时，主要对系统建设的目的、技术可行性、应用可行性、人员及资金可行性、设备可行性、安全可行性等项目逐条说明。

甲方若要建设一个网络系统，首先要组织网络专家进行网络工程的可行性论证，论证是否具备网络工程建设的客观成熟条件。在可行性论证过程中，甲方要明确提出自己的用户需求、建设目标、网络的功能、技术指标、现有条件、工期、资金预算等方面的内容。可行性论证结束后，要形成《可行性论证报告》。《可行性论证报告》要经甲方组织的评审，评审通过后，网络工程才可以进行。

2）组织招标和投标：《可行性论证报告》评审通过后，接下来是编制标书和组织招标。标书中要说明甲方要求的工程任务、工程技术指标、参数和工程要求等内容。

招标文件也要经过甲方的审定，审定后再向全社会或全行业公布。有时也可以只向少数专业公司公布（称为邀标）。

投标公司一般需要向甲方购买招标文件，然后按照标书的要求和指标，提出自己的实现方案，形成投标书。投标书的要点是投标者方案的先进性、适用性、可靠性、创新性以及投标者的资金预算。

甲方接到所有投标书后，要进行评标。比较投标书中方案的优劣，对投标方进行综合评定，最终确定中标方并宣布评标结果，这称为开标。

甲方还要起草工程合同，与中标方签订合同。

3）工程监督和验收：甲方具有对工程进行全面监督的权利和责任。如果甲方技术力量比较薄弱，监督工作的重点应该放在工程的进度和资金的使用上，对工程质量等有关技术的监督工作可以聘请专业的监理公司来负责。

甲方人员主要由行政联络人（工程负责人，一般由甲方的行政领导担任）和技术联络人（工程技术负责人）组成。行政联络人负责甲方的组织协调工作，技术联络人负责工程中有关的技术问题，乙方和监理方可以与甲方技术联络人协调。

（2）工程乙方

负责的主要任务有以下几项。

1）竞标（编制投标书，投标）：当乙方从甲方拿到招标文件后，要认真地对甲方的标书进行研究，然后制定自己的方案，编制投标书，参与竞标。

2）签订工程合同：如果中标的话，乙方要与甲方签订工程合同。工程合同一般由甲方起草，双方协商修改后，签字生效。

3）用户需求调查与分析，形成《用户需求分析报告》：乙方在甲方的配合下，进行细致的用户需求调查，以确定计算机网络应具备的功能和应达到的指标。然后根据调查的信息进行需求分析，并形成《用户需求分析报告》。

4）进行规划设计，编制《工程设计方案》：根据《用户需求分析报告》，乙方对计算机网络工程进行规划。规划的目的是为了明确计算机网络的建设范围、建设目标、建设原则、总体技术思路等问题，为进行工程设计工作做必要的准备。设计是要对网络工程的具体问题给出明确的、可行的、系统的解决方案。规划和设计工作结束后，形成《工程设计方案》。该设计方案是工程的技术依据，要进行评审，评审专家由甲方聘请。

5）制订实施计划，编制《实施方案》：《工程设计方案》评审通过后，网络工程进入实施阶段。此时，乙方要制订一个实施计划，明确工程的工期、分工、施工方式/方法、资金使用、竣工验收等内容。并将实施计划以规范的形式存档，《实施方案》是工程实施的基本依据。

6）产品选型：乙方根据《工程设计方案》的技术要求，选择合适的产品。产品包括硬件设备和软件系统，例如路由器、交换机、集线器、网卡、服务器、网线、网络存储设备、网络管理系统、安全工具系统等。选型工作要以用户应用需求为目标，以《工程设计方案》为依据，在做好市场调研的基础上，兼顾产品的适用性、可靠性和先进性。

7）系统集成：在做好上述工作的前提和基础上，工程进入到具体的实施阶段。这一阶段的核心工作是系统集成，即按照《工程设计方案》和《实施方案》的要求，进行设备的安装、调试，软件环境的配置以及试运行等工作。系统集成任务结束后，即意味着工程主体工作完成，接着要进行竣工验收工作，以检验乙方的工作是否达到了合同要求的目标，形成《验收报告》。

8）人员培训及技术支持等。

（3）工程监理方

所谓网络工程监理，是指在网络建设过程中，给用户提供建设前期咨询、网络方案论证、系统集成商的确定、网络质量控制等一系列的服务，帮助用户建设一个性价比最优的网络系统。工程监理方的人员组织包括总监理工程师、监理工程师、监理人员等。

网络工程监理的主要工作包括以下几项：

●帮助用户做好需求分析。

●帮助用户选择系统集成商。

●帮助用户控制工程进度。

●严把工程质量关。

●帮助用户做好各项测试工作。

在网络建设过程中，工程监理的工作包括4个阶段，即网络系统需求分析阶段、网络工程招投标阶段、网络工程实施阶段和保修阶段。

1）网络系统需求分析阶段：该阶段主要进行综合布线需求分析、提供监理方综合布线方案、网络应用系统需求分析以及提供监理方网络集成方案。

2）网络工程招投标阶段：在该阶段，监理方根据在用户需求分析阶段提交的监理方网络系统集成方案，协助用户完成招投标工作，确定网络系统集成商。

3）网络工程实施阶段：该阶段是网络工程建设的实质阶段，在这个阶段，监理方的专业技术人员可以协助用户控制工程进度，按期分段对工程进行验收，保证工程按期、高质量地完成。项目竣工后，还要协助用户组织验收工作，项目验收后，要督促用户按照合同付款。

4）保修阶段：该阶段主要解决出现的质量问题，需要进行如下工作：

●定期走访用户，检查网络系统运行状况。

●出现质量问题，确定责任方，督促解决。

●保修期结束，与用户商谈监理结束事宜。

●提交监理业务手册。

●签署监理终止合同。

【任务归纳】

通过本工作任务，读者需掌握网络工程项目的用户调查方式、调查内容，对获取的用户需求信息进行归纳整理，编写需求分析报告。

通过任务扩展，读者可以了解网络工程项目的组织结构及各参与角色的职责。