計算機網絡設計

網絡設計的基本原則、網絡設計的模型、用户需求分析、網絡拓撲結構設計、網絡性能設計、網絡可靠性設計、網絡安全設計。第二部分(第8~12章)主要從橫向介紹各種常用計算機網絡的設計，內容包括：光通信網絡設計、綜合佈線設計、城域接入網設計、城域傳輸網設計、國內外主要互聯網結構等內容。

《計算機網絡設計(第2版)》的特點是以網絡拓撲結構設計為主線，提出了一些良好的網絡設計解決方案。本書主要作為網絡工程、通信工程、計算機科學技術等專業的教材。為了教學的需要，各章均附有習題、電子課件等教學資料。為了對網絡工程專業人員有所幫助，本書特別注意到技術資料的完整性和實用性。

目　錄

第1章　網絡設計規範與方法　1

1.1　網絡工程概述　1

1.1.1　系統集成的組成與特點　1

1.1.2　網絡工程的特點與要求　3

1.1.3　網絡工程的集成步驟　6

1.1.4　網絡工程常用工具軟件　7

1.2　網絡工程設計規範　8

1.2.1　網絡標準的制定　8

1.2.2　ITU-T通信網絡標準　9

1.2.3　IEEE計算機網絡標準　10

1.2.4　IETF因特網標準　11

1.3　網絡體系結構　12

1.3.1　OSI/RM網絡體系結構　12

1.3.2　TCP/IP網絡體系結構　13

1.3.3　IEEE以太網體系結構　14

1.3.4　物聯網體系結構　15

1.4　網絡工程設計模型與原則　18

1.4.1　網絡工程分層設計模型　18

1.4.2　網絡工程設計基本原則　20

1.4.3　網絡設計中的矛盾分析　22

習題　24

第2章　網絡用户需求分析　25

2.1　用户需求分析的基本方法　25

2.1.1　需求分析的基本內容　25

2.1.2　用户的權利與義務　27

2.1.3　需求獲取的方法　28

2.1.4　需求分析中存在的問題　29

2.2　用户基本要求需求分析　30

2.2.1　用户類型的分析　30

2.2.2　用户網絡功能需求分析　32

2.2.3　網絡基本結構需求分析　33

2.2.4　網絡投資約束條件分析　34

2.3　用户高級要求需求分析　35

2.3.1　網絡擴展性需求分析　35

2.3.2　網絡性能需求分析　36

2.3.3　網絡可靠性需求分析　37

2.3.4　網絡安全需求分析　38

2.3.5　網絡管理需求分析　39

習題　39

第3章　網絡拓撲結構設計　40

3.1　點對點類型網絡拓撲結構　40

3.1.1　點對點網絡的特點　40

3.1.2　鏈路形拓撲結構　41

3.1.3　環形拓撲結構　42

3.1.4　網狀形拓撲結構　44

3.2　廣播類型網絡拓撲結構　45

3.2.1　廣播網絡的特點　45

3.2.2　總線形拓撲結構　46

3.2.3　星形拓撲結構　47

3.2.4　蜂窩形拓撲結構　48

3.2.5　混合形拓撲結構　48

3.3　網絡分層設計方法　49

3.3.1　接入層設計　49

3.3.2　匯聚層設計　51

3.3.3　核心層設計　52

3.4　服務子網和網絡擴展設計　54

3.4.1　服務子網結構設計　54

3.4.2　網絡結構擴展設計　55

3.4.3　IPv4網絡升級設計　57

3.4.4　網絡設計案例分析　58

3.5　VLAN設計　60

3.5.1　VLAN的劃分方法　60

3.5.2　VLAN的基本配置　63

3.5.3　VLAN之間的中繼　65

3.5.4　VLAN的設計原則　66

3.5.5　網絡環路與生成樹協議　68

習題　69

第4章　地址規劃與路由技術　70

4.1　網絡地址規劃　70

4.1.1　IP地址類型與規定　70

4.1.2　子網與子網掩碼　72

4.1.3　CIDR子網劃分技術　73

4.1.4　VLSM子網劃分技術　74

4.1.5　網絡地址規劃原則　75

4.2　靜態路由技術　76

4.2.1　路由技術概述　76

4.2.2　靜態路由基本配置　78

4.2.3　靜態路由配置案例　79

4.2.4　路由表基本結構　81

4.2.5　NAT類型與配置　83

4.3　OSPF路由技術　85

4.3.1　OSPF的工作原理　85

4.3.2　OSPF的重要概念　86

4.3.3　OSPF常用基本配置　87

4.3.4　OSPF多區域路由配置　89

4.3.5　OSPF虛擬鏈路配置　91

4.4　BGP路由技術　92

4.4.1　互聯網的自治系統　92

4.4.2　BGP路由工作原理　93

4.4.3　BGP路由基本配置　94

4.4.4　BGP路由屬性配置　96

4.4.5　BGP路由配置案例　98

習題　99

第5章　網絡性能設計　101

5.1　網絡帶寬分析與設計　101

5.1.1　帶寬不穩定性分析　101

5.1.2　網絡用户業務模型　102

5.1.3　網絡帶寬設計案例　104

5.1.4　網絡集線比設計　105

5.1.5　網絡帶寬管理技術　106

5.2　網絡流量分析與設計　107

5.2.1　網絡流量的特性　108

5.2.2　網絡流量設計模型　109

5.2.3　電話流量的愛爾蘭模型　111

5.2.4　網絡鏈路聚合設計　113

5.2.5　EtherChannel配置案例　114

5.3　服務質量分析與設計　116

5.3.1　QoS主要技術指標　116

5.3.2　IntServ綜合業務模型　118

5.3.3　DiffServ區分業務模型　118

5.3.4　QoS流量控制配置　120

5.3.5　QoS隊列調度配置　122

5.4　負載均衡技術與設計　123

5.4.1　負載均衡的基本類型　123

5.4.2　負載均衡的設計要求　124

5.4.3　負載均衡的設計技術　125

5.4.4　NAT負載均衡配置　127

5.4.5　廣播風暴控制技術　128

習題　130

第6章　網絡可靠性設計　131

6.1　可靠性設計概述　131

6.1.1　網絡可靠性分析與計算　131

6.1.2　網絡可用性分析與計算　132

6.1.3　網絡可靠性設計原則　134

6.1.4　可靠性設計案例分析　136

6.2　網絡冗餘設計　137

6.2.1　冗餘設計的基本原則　137

6.2.2　網絡結構的冗餘設計　139

6.2.3　網絡鏈路的冗餘設計　140

6.2.4　網絡設備的冗餘設計　141

6.2.5　HSRP熱備份路由設計　142

6.3　存儲網絡設計　144

6.3.1　SCSI與SAS接口技術　144

6.3.2　RAID磁盤陣列技術　145

6.3.3　FC光纖通道存儲網絡設計　148

6.3.4　SAN存儲區域網絡設計　150

6.3.5　IP存儲網絡設計　153

6.4　高可用集羣系統設計　155

6.4.1　計算機集羣系統的類型　155

6.4.2　HA集羣軟件系統結構　156

6.4.3　HA集羣系統硬件設備　158

6.4.4　HA集羣網絡拓撲結構　159

6.4.5　Heartbeat集羣的設計與配置　161

習題　162

第7章　網絡安全設計　164

7.1　網絡安全體系與技術　164

7.1.1　網絡安全故障案例分析　164

7.1.2　IATF網絡安全體系結構　165

7.1.3　TCP/IP各層安全技術　166

7.1.4　網絡信息加密技術　167

7.2　防火牆與DMZ設計　170

7.2.1　防火牆的類型與功能　170

7.2.2　DMZ的功能與安全策略　171

7.2.3　DMZ的網絡結構設計　172

7.2.4　PIX防火牆配置命令　173

7.2.5　PIX防火牆配置案例　175

7.3　網絡安全設計技術　177

7.3.1　IDS網絡安全設計　177

7.3.2　IPS網絡安全設計　179

7.3.3　ACL網絡安全技術　180

7.3.4　VPN網絡安全設計　183

7.4　網絡物理隔離設計　185

7.4.1　網絡隔離的技術特點　185

7.4.2　網絡物理隔離工作原理　186

7.4.3　安全隔離網閘工作原理　189

7.4.4　物理隔離網絡設計案例　190

習題　192

第8章　光纖通信工程設計　193

8.1　光纖與光纜　193

8.1.1　光纖通信系統結構　193

8.1.2　光纖結構和類型　194

8.1.3　光纖的傳輸特性　196

8.1.4　光纜結構和類型　199

8.1.5　光纖連接器類型　200

8.2　光纖通信設備　202

8.2.1　光端機　202

8.2.2　光纖收發器　205

8.2.3　光模塊　207

8.2.4　光纖Modem　208

8.2.5　光纖放大器　209

8.3　光纖通信工程設計　210

8.3.1　通信系統假設參考模型　210

8.3.2　光纖通信工程現場勘查　211

8.3.3　光纖通信工程路由設計　211

8.3.4　光纜中繼距離計算方法　214

8.4　光纜線路施工與驗收　216

8.4.1　網絡工程中光纜的選用　216

8.4.2　光纜線路的連接方法　217

8.4.3　室外光纜線路施工　219

8.4.4　光纜的接續與安裝　220

8.4.5　光纖通信工程驗收　221

習題　222

第9章　綜合佈線系統設計　223

9.1　常用網絡設備選型　223

9.1.1　交換設備　223

9.1.2　路由設備　227

9.1.3　安全設備　230

9.1.4　服務器設備　231

9.1.5　其他設備　235

9.2　網絡設備的互連　236

9.2.1　交換機設備的級聯　236

9.2.2　交換機設備的堆疊　237

9.2.3　服務器與KVM的連接　238

9.2.4　傳輸距離的擴展　239

9.3　綜合佈線系統設計　242

9.3.1　綜合佈線系統結構　243

9.3.2　佈線系統設計規範　244

9.3.3　綜合佈線材料預算　245

9.3.4　建築羣子系統設計　248

9.3.5　幹線子系統設計　249

9.3.6　配線子系統設計　250

9.3.7　工作區子系統設計　252

9.4　網絡中心機房設計　254

9.4.1　數據中心基本設計　254

9.4.2　機房佈線系統設計　256

9.4.3　機房電源系統設計　257

9.4.4　機房接地系統設計　259

習題　260

第10章　城域接入網設計　262

10.1　城域接入網結構　262

10.1.1　城域網層次模型　262

10.1.2　接入網基本結構　263

10.1.3　接入網常見類型　264

10.1.4　接入網技術特徵　265

10.2　窄帶城域接入網技術　266

10.2.1　E1/T1數字化鏈路　266

10.2.2　PSTN接入網技術　268

10.2.3　X.25接入網技術　268

10.2.4　FR接入網技術　270

10.2.5　DDN接入網技術　270

10.3　寬帶城域接入網設計　272

10.3.1　ADSL接入網設計　272

10.3.2　HFC接入網設計　274

10.3.3　Ethernet接入網設計　278

10.3.4　EPON光接入網設計　279

10.4　無線接入網技術　282

10.4.1　WLAN無線局域網設計　282

10.4.2　LMDS固定無線網絡設計　285

10.4.3　DBS衞星通信技術　287

10.4.4　接入網存在的問題　288

習題　289

第11章　城域傳輸網設計　291

11.1　SDH骨幹傳輸網絡　291

11.1.1　SDH網絡工作原理　291

11.1.2　SDH傳輸網絡接口　293

11.1.3　SDH傳輸網絡的同步　294

11.1.4　SDH傳輸網設計技術　295

11.2　DWDM骨幹傳輸網絡　298

11.2.1　DWDM網絡工作原理　298

11.2.2　DWDM網絡基本結構　300

11.2.3　DWDM網絡常用器件　303

11.2.4　DWDM傳輸網絡設計　306

11.2.5　CWDM在城域網中的應用　309

11.2.6　光傳送網絡結構與性能　310

11.3　電信級城域以太網設計　313

11.3.1　城域以太網技術特徵　313

11.3.2　城域以太網體系結構　315

11.3.3　城域以太網設計技術　317

11.3.4　RPR城域以太網設計　319

習題　321

第12章　國內外主要互聯網　322

12.1　中國互聯網基本情況　322

12.2　國內主要互聯網　323

12.3　ChinaNet骨幹網結構　325

12.4　CERNet2骨幹網結構　327

12.5　中美俄環球科教網——GLORIAD　329

12.6　美國國家互聯網——Internet 2　331

習題　332

附錄　常用網絡圖標註釋　333

參考文獻　334