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内容摘要

　　本书以一个全新的视野介绍计算机网络的设计方法。全书分为两大部分，第一部分(第1～6章)主要讲述网络工程设计的基本原则和方法，内容包括网络设计的基本原则、网络设计的模型、用户需求分析、网络拓扑结构设计、VLAN设计、网络性能设计、QoS设计、网络安全设计、VPN设计
、网络设备选型和网络综合布线等内容。第二部分(第7～10章)主要介绍常用计算机网络的设计，内容包括存储网络设计、工业以太网设计、IP电话网设计、WLAN无线网络设计、LMDS无线网络设计、各种城域接入网设计、SDH传输网设计、DWDM传输网设计和中国主要互联网结构等内容。
　　本书以拓扑结构设计为主线，分析了100多个网络拓扑结构，提出了一些良好的解决方案。为了适合教学需要，各章均附有习题、多媒体课件等教学参考资料。为了对网络工程技术人员有所帮助，本书特别注意到技术资料的完整性和实用性。
　　本书可作为网络工程、通信工程、计算机科学技术专业的大学本科教材，也可作为计算机网络设计人员的参考用书。

第 1章　网络设计概论　1
1.1　计算机网络概论　1
1.1.1　计算机网络定义　1
1.1.2　计算机网络分类　2
1.2　计算机网络系统集成　2
1.2.1　系统集成的特点　2
1.2.2　网络工程的特点与要求　4
1.2.3　网络系统集成的步骤　7
1.3　网络设计标准与规范　8
1.3.1　标准的制定　8
1.3.2　ITU-T关于通信网络的标准　9
1.3.3　IEEE 802系列计算机网络标准　9
1.3.4　RFC文档　10
1.4　网络体系结构　11
1.4.1　OSI/RM网络体系结构　12
1.4.2　TCP/IP网络体系结构　12
1.4.3　网格体系结构　13
1.5　网络设计方法　16
1.5.1　网络逻辑设计　16
1.5.2　网络物理设计　17
1.5.3　网络文档整理　18
1.5.4　网络设计中的矛盾分析　18
1.5.5　网络设计的基本原则　20
习题　21
讨论　22

第 2章　用户需求分析　23
2.1　需求分析概论　23
2.1.1　需求的定义　23
2.1.2　需求的开发和管理　24
2.1.3　需求分析的工作内容　25
2.1.4　需求分析中存在的问题　26
2.2　网络用户需求获取　28
2.2.1　用户的权利与义务　28
2.2.2　需求获取的方法　29
2.2.3　需求获取中的沟通　30
2.2.4　冲突处理　30
2.2.5　归纳整理需求信息　31
2.3　用户业务需求分析　32
2.3.1　用户业务类型需求分析　32
2.3.2　网络功能需求分析　34
2.4　网络性能需求分析　35
2.4.1　网络结构需求分析　35
2.4.2　网络扩展性需求分析　36
2.4.3　网络性能需求分析　37
2.4.4　网络安全需求分析　38
2.4.5　网络可靠性需求分析　39
2.4.6　网络管理需求分析　40
2.4.7　网络投资约束条件分析　40
2.5　网络工程文档编制　41
2.5.1　文档的类型与要求　41
2.5.2　文档的主要内容　43
习题　44
讨论　45

第3章　网络拓扑结构设计　46
3.1　网络结构的基本概念　46
3.1.1　基本概念　46
3.1.2　冲突域与广播域　47
3.2　网络基本拓扑结构　49
3.2.1　网络拓扑结构的类型　49
3.2.2　点对点型拓扑结构　51
3.2.3　环型拓扑结构　52
3.2.4　网状型拓扑结构　54
3.2.5　总线型拓扑结构　54
3.2.6　星型拓扑结构　55
3.2.7　蜂窝型拓扑结构　56
3.2.8　混合型拓扑结构　57
3.3　网络分层设计　58
3.3.1　分层设计模型　58
3.3.2　接入层设计　59
3.3.3　汇聚层设计　62
3.3.4　核心层设计　64
3.4　网络结构设计　66
3.4.1　服务子网设计　66
3.4.2　网络结构扩展设计　67
3.4.3　网络设计案例分析　69
3.5　网络冗余设计　71
3.5.1　冗余设计的基本原则　71
3.5.2　冗余设计的基本方法　72
3.5.3　LAN冗余链路设计　74
3.5.4　WAN冗余链路设计　75
3.6　VLAN设计　77
3.6.1　VLAN划分　77
3.6.2　VLAN的配置方法　80
3.6.3　VLAN之间的中继　82
3.6.4　VLAN路由设计　84
3.6.5　VLAN设计的基本原则　85
3.6.6　PVLAN技术　88
3.6.7　SVLAN技术　89
3.6.8　网络环路控制与生成树协议　89
习题　90
讨论　91

第4章　网络性能设计　92
4.1　网络带宽设计　92
4.1.1　网络带宽的不稳定因素　92
4.1.2　网络用户业务模型　94
4.1.3　网络带宽设计　96
4.1.4　网络服务集线比设计　98
4.1.5　网络带宽管理方法　99
4.2　网络流量分析与设计　101
4.2.1　网络流量的特性　101
4.2.2　以太网的有效利用率　103
4.2.3　网络流量设计模型　103
4.2.4　电话流量的爱尔兰模型　105
4.2.5　网络链路的聚合设计　107
4.3　服务质量设计　109
4.3.1　QoS的主要技术指标　110
4.3.2　QoS主要实现机制　111
4.3.3　IntServ综合业务模型　112
4.3.4　DiffServ区分业务模型　112
4.3.5　MPLS与流量工程　115
4.3.6　QoS存在问题分析　116
4.3.7　网络QoS设计　117
4.3.8　银行网络QoS需求分析与设计　118
4.4　网络拥塞及控制　120
4.4.1　网络拥塞的形成　120
4.4.2　死锁　122
4.4.3　网络拥塞的处理　123
4.5　负载均衡设计　123
4.5.1　负载均衡原理与技术　124
4.5.2　负载均衡设计要求　125
4.5.3　负载均衡设计案例　126
习题　129
讨论　129

第5章　网络安全设计　130
5.1　网络安全体系结构　130
5.1.1　TCP/IP的安全模型　130
5.1.2　IATF网络安全体系结构　131
5.1.3　网络安全防护技术　134
5.2　网络防火墙技术　136
5.2.1　防火墙的功能　136
5.2.2　防火墙的类型　138
5.2.3　PIX防火墙配置案例　140
5.3　DMZ网络安全设计　143
5.3.1　DMZ的功能与安全策略　143
5.3.2　DMZ的网络拓扑结构　145
5.3.3　网络安全区域设计　147
5.4　IDS和IPS网络安全设计　148
5.4.1　IDS入侵检测技术　148
5.4.2　IDS网络安全设计　149
5.4.3　IDS存在的问题　150
5.4.4　IPS入侵防御技术　151
5.4.5　IPS网络安全设计　152
5.4.6　IPS存在的问题　153
5.5　网络隔离设计　154
5.5.1　网络隔离的技术特点　155
5.5.2　网络物理隔离卡工作原理　156
5.5.3　安全隔离网闸工作原理　158
5.5.4　安全隔离网络设计　161
5.6　VPN网络安全设计　163
5.6.1　VPN技术特点　163
5.6.2　VPN网络设计　165
5.6.3　VPN网络设计案例　167
5.6.4　VPN穿透NAT的问题　169
习题　170
讨论　170

第6章　网络物理设计　172
6.1　常用网络设备　172
6.1.1　交换机　172
6.1.2　路由器　177
6.1.3　服务器　181
6.1.4　防火墙　187
6.2　传输介质　189
6.2.1　双绞线传输介质　189
6.2.2　光纤传输介质　192
6.3　综合布线系统设计　196
6.3.1　综合布线系统设计　196
6.3.2　建筑群子系统设计　198
6.3.3　工作区子系统设计　199
6.3.4　水平子系统设计　200
6.3.5　垂直干线子系统设计　201
6.3.6　管理子系统设计　202
6.3.7　设备间子系统设计　202
6.3.8　综合布线设计中应当注意的问题　203
6.4　网络互连　204
6.4.1　网络互连的内容　204
6.4.2　网络线路互连　204
6.4.3　交换机设备互连　206
6.4.4　网络传输距离的扩展　209
习题　210
讨论　210

第7章　应用网络设计　211
7.1　存储网络设计　211
7.1.1　磁盘阵列技术　211
7.1.2　光纤通道存储网络设计　214
7.1.3　iSCSI存储网络设计　216
7.1.4　存储区域网络设计　218
7.1.5　容错集群技术　221
7.1.6　双机热备系统设计　222
7.2　工业以太网设计　224
7.2.1　工业以太网技术　224
7.2.2　EtherNet/IP工业以太网　226
7.2.3　工业以太网结构与设计　229
7.2.4　工业以太网存在的问题与解决方法　233
7.3　VoIP网络设计　235
7.3.1　信令系统　235
7.3.2　VoIP基本技术　237
7.3.3　H.323体系下的VoIP技术　239
7.3.4　SIP体系下的VoIP技术　241
7.3.5　媒体网关控制协议(MGCP)　243
7.3.6　VoIP网络基本设计原则　245
7.3.7　VoIP网络设计案例　248
习题　250
讨论　250

第8章　无线网络设计　252
8.1　无线网络技术　252
8.1.1　无线网络类型　252
8.1.2　无线通信频率划分　254
8.1.3　无线电信号的传播　255
8.1.4　固定无线网系统结构　257
8.2　WLAN无线局域网设计　259
8.2.1　WLAN的标准与模型　259
8.2.2　WLAN工作原理　261
8.2.3　移动IP无线局域网　264
8.2.4　WLAN的安全　265
8.2.5　WLAN的拓扑结构　267
8.2.6　WLAN网络设计　268
8.3　LMDS固定无线网络设计　270
8.3.1　LMDS系统概述　270
8.3.2　LMDS技术的发展　272
8.3.3　LMDS系统结构　273
8.3.4　LMDS设计参数选择　274
8.3.5　LMDS网络设计　277
8.4　DBS数字卫星通信网技术　279
8.4.1　卫星通信系统的组成　280
8.4.2　DBS系统组成　282
8.4.3　DBS系统工作原理　284
8.4.4　DBS系统技术性能的改进　285
习题　287
讨论　287

第9章　城域接入网设计　288
9.1　城域网结构　288
9.1.1　城域网层次结构　288
9.1.2　ITU-T对接入网的定义　289
9.1.3　接入网的类型　292
9.1.4　宽带接入网存在的问题　293
9.2　窄带接入技术　294
9.2.1　E1/T1数字化链路　294
9.2.2　PSTN接入网技术　296
9.2.3　ISDN接入网技术　297
9.2.4　X.25接入网技术　297
9.2.5　FR接入网技术　299
9.2.6　DDN接入网技术　299
9.3　Ethernet城域接入网设计　301
9.3.1　Ethernet接入网的优点　301
9.3.2　Ethernet接入网需要解决的技术问题　302
9.3.3　Ethernet接入网设计技术　304
9.3.4　电信级以太城域网设计技术　305
9.4　ADSL城域接入网设计　307
9.4.1　ADSL技术的发展　307
9.4.2　ADSL工作原理　309
9.4.3　DSLAM设计技术　311
9.4.4　DSLAM城域接入网设计　313
9.5　HFC城域接入网设计　314
9.5.1　HFC工作频段　315
9.5.2　DOCSIS技术标准　316
9.5.3　HFC城域接入网设计　317
9.5.4　HFC设计中应当注意的问题　321
9.5.5　HFC的优点与缺点　322
习题　323
讨论　323

第 10章　传输网与广域网技术　324
10.1　SDH同步数字系列　324
10.1.1　SDH系统的特点　324
10.1.2　SDH系统的基本结构　326
10.1.3　SDH网络的同步　327
10.1.4　SDH系统网络设计　328
10.2　DWDM密集波分复用系统　329
10.2.1　DWDM系统的特点　329
10.2.2　DWDM系统的组成　331
10.2.3　DWDM网络的环路保护　333
10.2.4　DWDM传输网设计　335
10.3　RPR弹性分组环城域网设计　339
10.3.1　RPR弹性分组环技术　339
10.3.2　RPR弹性分组环网络设计　340
10.4　中国主要互联网　343
10.5　ChinaNet中国公用计算机互联网　346
10.5.1　ChinaNet骨干网结构　346
10.5.2　ChinaNet与窄带广域网　348
10.6　中国下一代互联网CERNet2　349
10.7　GLORIAD中美俄环球科教网　351
习题　353
讨论　353

附录1　常用网络图标注释　354
附录2　常用网络通信协议结构图　355
附录3　常用路由协议　356
附录4　广域网常用速率标准　357
附录5　常用网络互连设备　358
附录6　网络拓扑结构案例　360
附录7　课程综合作业　364

参考资料　365