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网络工程规划与设计


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王波 主编
978-7-111-47015-1
35.00
260
2014年09月24日

计算机 > 计算机网络 > 组网

1647
简体中文
16

教材
网络工程专业规划教材







本书以网络工程中涉及最多的园区网为对象,在结构上以网络工程设计各相对独立的部分(包括网络架构、网络编址、第二层、第三层、可靠性、QoS、网络安全、网络管理、接入网和虚拟化等)为设计单元,系统地介绍该单元设计所涉及的网络技术、网络设备、设计原则及设计要点;在内容上结合网络技术和网络设备的最新进展展开叙述,随后专门安排了一章介绍网络设计方案的模拟测试方法、工具及应用,最后给出了数据中心网络、网络安全和广域互联的参考方案。附录提供了NS2网络模拟实验大纲及实验。
“网络工程规划与设计”是高等院校网络工程专业的一门重要专业课程。本书基于作者多年的工程经验,以工程化思想和方法为主线,以计算机网络标准为依据,将理论与实践紧密联系起来,旨在培养和提高学生进行计算机网络规划与设计的工程能力。

本书特色:
结合多年来的课程教学和工程经验,以及教学改革成果编写而成。本书内容既涉及成熟理论的系统讲解,又包含先进网络技术的应用,选材得当,注重实用。
针对网络工程规划与设计工作的特点,创新了教材体系结构,将网络设计划分为10个设计单元,以每个设计单元为核心,介绍与该单元设计密切相关的网络技术、网络设备、设计原则和设计要点,使学生系统掌握网络工程规划与设计的方法。
全面介绍了网络设计方案模拟测试方法与工具,并提供了NS2网络设计方案模拟测试指导。
为用书教师提供PPT等教学辅助资源,以方便教师教学。
无论是绿色生态住宅小区还是各种智能园区,无论是数字城市还是智慧城市,也无论是云计算还是物联网,计算机网络都是不可或缺的信息化基础设施。随着我国信息化进程的加快,需要大量地建设和运行计算机网络,而规划与设计则是计算机网络建设工程的基础性、指导性工作。
十年前,网络工程专业被列入教育部本科专业目录,各高校的专业教学计划中普遍设置了网络规划与设计课程,随后各高校计算机科学与技术专业也纷纷开设该课程。网络规划与设计课程既是一门“入海口”课程(须综合应用以前所学各相关课程的网络知识),也是一门工程性、实践性很强的课程。本书作者长期从事计算机网络、网络规划与设计等课程的教学工作以及建筑与城市智能化的研究与工程咨询工作,深感计算机网络工程规划与设计人才的匮乏和高校网络规划与设计教材存在的问题,诸如:技术与工程脱节,大量重复网络原理课程内容,不关心网络工程标准,技术内容陈旧,缺失网络设计方案模拟测试及应用等。
本书基于作者“网络规划与设计精品课程”建设经验和教改项目“计算机网络类课程实验教学仿真平台”的研发及其在课程实验中的应用,对教材结构体系进行了创新:以网络工程设计各相对独立部分(包括网络架构、网络编址、第二层和第三层、可靠性、QoS、网络安全、网络管理、接入网和虚拟化等)为设计单元,围绕每个设计单元集中地介绍与该设计单元密切相关的网络技术、网络设备、设计原则和设计要点。
本书以工程化思想和方法为主线,以计算机网络技术为基础,以计算机网络标准为依据,以培养学生计算机网络规划与设计工程能力为目标,全面系统地介绍计算机网络工程知识,重点介绍计算机网络工程中应用最多的园区网规划与设计。
本书适合用作32~48学时(含8~16学时课内实验)的网络规划与设计课程教材,也可用于网络规划与设计的课程设计。为强化学习效果和工程能力实践,可在课程伊始布置一个大作业(例如,某高校校园网的规划与设计),学生以小组为单位,伴随着课程教学进度分阶段同步完成大作业的网络规划、逻辑设计和物理设计任务。若有课程设计环节,宜安排对已提交大作业中的网络设计方案进行模拟测试,并提交设计方案模拟测试与优化报告。
本书由王波任主编并编写第1、3、4、5章(不包括3.3.1、4.4.1、4.4.2和4.5.1节),2.1~2.5节,附录A,以及第7、8、9章;陈自郁编写3.3.1、4.4.1、4.4.2、4.5.1节;杨广超编写2.6~2.10节;王波、孙燚、周志伟、柯军编写第6章和附录B。
本书历时多年终于成稿,首先要特别感谢华为技术有限公司提供的网络技术资料,还要感谢对本书编写不可或缺的所有参考文献的作者,感谢机械工业出版社华章公司各位编辑的理解和支持,感谢先后作为重庆大学计算机学院建筑与城市智能化研究室成员的张攀、宋诗波、孙燚、周志伟、柯军、施晴红、郑宇航等研究生对相关教改项目和教材编写的支持和帮助。
本书得到重庆大学教材建设基金的资助,还得到“国家高等学校特色专业建设点项目——重庆大学计算机科学与技术专业”和重庆大学教改项目“专业核心大类课程建设——网络工程专业核心课平台”的资助,在此一并表示感谢!
也借此表达对成书期间去世、曾为“白云山团”一员的父亲的怀念!
本书错误及不当之处,敬请读者不吝指正(wangbo@cqu.edu.cn)。

王波
2014年4月
前言
教学建议
第1章 计算机网络与网络工程概述??1
1.1 计算机网络概述??1
1.1.1 网络功能??1
1.1.2 网络要素??3
1.1.3 网络性能??3
1.1.4 网络类别??8
1.1.5 网络体系结构??10
1.1.6 网络设备??13
1.1.7 以太网??15
1.2 计算机网络工程概述??17
1.2.1 网络生命周期与网络工程环节??17
1.2.2 网络工程招投标??19
1.2.3 网络工程监理??19
1.2.4 网络工程建设标准??21
习题一??24
第2章 网络工程需求分析??25
2.1 需求分析的目的和任务??25
2.2 了解客户和项目的基本信息??25
2.3 分析客户的商业目标??26
2.4 分析网络应用需求??27
2.5 分析网络性能与非性能特征需求??28
2.6 分析项目的制约因素??29
2.7 现有网络分析——估算法??30
2.7.1 有关网络通信流量的概念??30
2.7.2 估算法步骤??31
2.8 现有网络分析——基准法??33
2.8.1 网络基准工具??33
2.8.2 网络基准步骤??37
2.9 需求分析说明书??39
2.10 现有网络分析说明书??40
习题二??41
第3章 网络逻辑设计——架构、编址、第二层和第三层设计??42
3.1 逻辑设计的目标、基本原则和任务??42
3.2 网络架构设计??43
3.2.1 网络架构??43
3.2.2 网络架构设计原则??45
3.2.3 网络架构设计要点??46
3.3 网络编址设计??47
3.3.1 IP地址摘要??47
3.3.2 IP编址设计??51
3.3.3 DHCP设计??52
3.3.4 DNS设计??54
3.4 网络第二层设计??55
3.4.1 第二层技术??55
3.4.2 第二层网络设备??58
3.4.3 第二层设计要点??60
3.5 网络第三层设计??61
3.5.1 第三层技术??61
3.5.2 第三层网络设备??74
3.5.3 第三层设计要点??76
习题三??79
第4章 网络逻辑设计——可靠性、QoS、网络安全、网络管理、接入网和虚拟化设计??80
4.1 可靠性设计??80
4.1.1 可靠性技术??80
4.1.2 可靠性设计方案??82
4.2 QoS设计??85
4.2.1 QoS技术??86
4.2.2 QoS设计要点??89
4.3 网络安全设计??89
4.3.1 网络安全问题与网络安全等级??89
4.3.2 网络安全技术??91
4.3.3 网络安全设备??99
4.3.4 网络安全设计原则与要点??101
4.4 网络管理设计??102
4.4.1 概述??102
4.4.2 网络管理技术??104
4.4.3 网络管理设备??106
4.4.4 网络管理设计要点??107
4.5 接入网设计??107
4.5.1 接入网技术??107
4.5.2 接入网设备??109
4.5.3 接入网设计要点??109
4.6 虚拟化设计??109
4.6.1 横向虚拟化??110
4.6.2 纵向虚拟化??111
4.6.3 整体虚拟化??113
4.6.4 业务逻辑隔离方案??113
4.7 逻辑设计说明书??119
习题四??119
第5章 网络物理设计??120
5.1 物理设计的目标与任务??120
5.2 综合布线系统设计??120
5.2.1 综合布线系统概述??120
5.2.2 网络传输媒体种类及特点??121
5.2.3 综合布线系统设计要点??127
5.3 无线局域网设计??128
5.3.1 无线局域网技术??129
5.3.2 无线局域网架构??134
5.3.3 无线局域网设计要点??138
5.4 网络产品选型??139
5.4.1 网络产品选型要点??139
5.4.2 网络产品的主要技术参数??140
5.5 物理设计说明书??141
习题五??142
第6章 网络设计方案模拟测试??143
6.1 网络设计方案验证方法??143
6.2 网络设计方案模拟测试软件及对比??144
6.3 基于NS2的网络设计方案模拟测试??148
6.3.1 OTcl语法??149
6.3.2 NS2模拟结果的数据结构??154
6.3.3 awk语言??155
6.3.4 Gnuplot绘图工具??156
习题六??161
第7章 数据中心网络建设参考方案??162
7.1 数据中心网络简介??162
7.1.1 数据中心网络总体需求??162
7.1.2 数据中心网络解决方案??163
7.2 业务需求??165
7.2.1 数据业务??166
7.2.2 Web业务??168
7.2.3 计算业务??170
7.3 数据中心网络方案??171
7.3.1 数据中心网络架构??171
7.3.2 核心区网络规划??174
7.3.3 服务器区网络规划??177
7.3.4?存储区网络规划??181
7.3.5 互联区网络规划??182
7.3.6 管理区网络规划??184
7.3.7 VLAN规划??186
7.3.8 IP规划??187
7.3.9 路由规划??190
7.3.10 VPN及业务区隔离规划??191
第8章 网络安全参考方案??193
8.1 网络安全方案概述??193
8.1.1 方案背景??193
8.1.2 主要需求??194
8.2 NAC安全方案??195
8.2.1 概述??195
8.2.2 认证方案规划建议??200
8.2.3 接入层认证方案规划建议??205
8.2.4 汇聚层认证方案规划建议??208
8.2.5 汇聚层旁挂认证方案规划建议??211
第9章 广域互联参考方案??212
9.1 广域互联概述??212
9.1.1 广域互联面临的挑战??212
9.1.2 广域网主要需求??213
9.2 广域互联规划建议??215
9.2.1 广域网组网原则??215
9.2.2 IP地址规划??218
9.2.3 路由规划??221
9.2.4 IP承载层可靠性规划??224
9.2.5 光传送层可靠性规划??226
9.2.6 IP+光保护协同规划??234
9.2.7 QoS规划??236
附录A NS2网络模拟实验大纲??239
附录B NS2网络模拟实验??240
参考文献??251
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