網絡工程設計與系統集成（第4版 微課版）

楊威，作者為山西師大教授、碩導，中共山西省委聯系的高級專家（計算機科學與技術）、中國教育信息化專家庫成員、CERNET山西省專家組成員、臨汾市電子政務建設專家組組長、臨汾涉密信息系統評審委員會副主任。主持完成了大中學校園網、大中型企業網、大中型電子政務網等多個項目。2003年10月榮獲全國校園網方案設計大賽“最佳高校校園網整網解決方案”。2003年獲“山西省高等學校科技進步”一等獎。2004年獲“山西省科技進步”二等獎。2005年12月榮獲全國校園網方案設計大賽“高校校園網安全整體解決方案”優秀獎。2006年8月“網絡工程設計與系統集成”、“信息技術教學導論”入選國家級“十一五”規劃教材。2007年獲電子工業出版社優秀作者獎，2007年獲全國首屆教育碩士優秀指導教師獎。

目　　錄 第 1章 緒 論 1 1.1 網絡設計與系統集成概述 1 1.1.1 網絡工程設計的概念 1 1.1.2 網絡系統集成的定義 2 1.1.3 網絡系統集成的發展 2 1.1.4 網絡系統集成的層面 3 1.1.5 系統集成體系框架 4 1.2 網絡體系結構與協議 5 1.2.1 網絡協議與結構 5 1.2.2 OSI模型與數據封裝 6 1.2.3 TCP/IP體系結構 8 1.2.4 網絡拓撲結構 10 1.2.5 IPv4地址與域名 12 1.3 網絡工程需求分析 15 1.3.1 需求分析思想 15 1.3.2 項目經理職責 16 1.3.3 需求調查文檔記錄 16 1.3.4 用戶調查 16 1.3.5 市場調研 17 1.3.6 網絡工程設計書 18 1.4 網絡工程設計基礎 19 1.4.1 網絡物理拓撲結構 20 1.4.2 網絡層次結構 20 1.4.3 有線網與無線網的融合 22 1.4.4 雲計算概念模型 22 1.4.5 網絡安全管理概述 23 1.4.6 網絡工程項目實施 24 習題與思考 26 本章實驗 26 第 2章 綜合布線與機房工程..............................................................................................27 2.1 綜合布線系統標準 27 2.1.1 EIA/TIA-568A標準 27 2.1.2 ISO/IEC IS 11801標準 31 2.1.3 綜合布線系統工程設計規範 34 2.2 綜合布線設計與安裝 34 2.2.1 設計原則 34 2.2.2 設計範圍與步驟 35 2.2.3 工作區子系統 36 2.2.4 水平子系統 36 2.2.5 垂直子系統 37 2.2.6 設備間子系統 37 2.2.7 管理子系統 38 2.2.8 建築群子系統與光纜安裝 38 2.2.9 非屏蔽雙絞線安裝 39 2.2.10 屏蔽雙絞線安裝 40 2.3 綜合布線系統的保護 40 2.3.1 過壓與過流的保護 41 2.3.2 幹擾和輻射的屏蔽 41 2.3.3 綜合布線系統的接地 42 2.4 綜合布線系統的測試 43 2.4.1 雙絞線測試內容與標準 43 2.4.2 光纜系統測試與標準 46 2.4.3 UTP 5類線測試不合格的原因 47 2.4.4 工程竣工報告 47 2.5 數據中心機房工程設計 48 2.5.1 設計標準與規範 48 2.5.2 設計指導思想 49 2.5.3 機房布線設計 50 2.5.4 機房供配電與接地設計 51 2.5.5 機房空調制冷與節能設計 53 2.5.6 機房消防與動力及環境監控 55 習題與思考 56 本章實驗 57 第3章 高速以太網與系統集成..........................................................................59 3.1 以太網技術概述 59 3.1.1 以太網技術標準及發展 59 3.1.2 以太網介質訪問控制技術 61 3.1.3 快速以太網技術 63 3.1.4 吉比特以太網技術 64 3.1.5 10吉比特以太網技術 67 3.1.6 100吉比特以太網技術 69 3.1.7 以太無源光網絡技術 70 3.2 低層設備的性能及使用 71 3.2.1 集線器的性能及使用 71 3.2.2 收發器的性能及使用 71 3.2.3 以太網卡的功能及使用 71 3.3 交換機基本技術與配置 73 3.3.1 交換機組成技術 73 3.3.2 交換機基本配置與連接 73 3.3.3 交換機的網橋技術 75 3.3.4 交換機的交換技術 77 3.4 虛擬局域網與路由配置 77 3.4.1 虛擬局域網技術 78 3.4.2 基於VLAN的多層交換 80 3.4.3 虛擬局域網的路由配置 81 3.4.4 交換機性能與連接技術 84 3.4.5 局域網交換機選型 86 3.5 校園網系統集成案例 87 3.5.1 校園網需求分析 87 3.5.2 校園網設備選型 87 3.5.3 校園網拓撲結構設計 88 3.5.4 IPv4地址與VLAN分配 89 3.5.5 核心交換機互連配置 90 3.5.6 匯聚與接入交換機互連配置 93 習題與思考 95 本章實驗 96 第4章 園區網路由與系統集成............................................................................97 4.1 網絡路由技術概述 97 4.1.1 路由設備組成與功能 97 4.1.2 路由協議與被路由協議 99 4.1.3 園區網路由設備選型 101 4.2 路由器基本配置與應用 102 4.2.1 路由器安裝與配置準備 102 4.2.2 配置路由器的網絡接口 104 4.2.3 配置WAN鏈路與路由協議 105 4.3 動態路由協議配置與應用 106 4.3.1 OSPF的相關知識 106 4.3.2 OSPF網絡配置案例 107 4.3.3 OSPF網絡默認路由 109 4.4 路由冗余與負載均衡 110 4.4.1 多生成樹協議與多生成樹域 110 4.4.2 虛擬路由冗余協議及應用 111 4.4.3 園區網VRRP+MSTP的配置案例 111 4.5 策略路由配置與應用 114 4.5.1 策略路由與策略路由映射圖 114 4.5.2 基於源IPv4地址的策略路由 115 4.5.3 園區網策略路由配置案例 116 習題與思考 118 本章實驗 118 第5章 高速無線局域網及全光無線網設計...........................................119 5.1 無線局域網標準與技術演進 119 5.1.1 802.11協議標準與技術 119 5.1.2 802.11a/g協議標準與技術 120 5.1.3 802.11n協議標準與技術 121 5.1.4 802.11ac協議標準與技術 122 5.1.5 802.11ax協議標準與技術 123 5.2 無線局域網設備 124 5.2.1 無線終端與接入點設備 124 5.2.2 無線接入控制器 126 5.2.3 無線以太網供電適配器 126 5.2.4 光纖復合低壓電纜及應用 127 5.3 無線局域網通信與覆蓋域 127 5.3.1 CSMA/CA通信機制 127 5.3.2 無線局域網覆蓋區域 128 5.4 無線局域網結構模式與技術 129 5.4.1 無線局域網接入點模式與技術 129 5.4.2 無線局域網橋接模式與技術 131 5.5 校園全光無線網方案設計 134 5.5.1 無線全光網需求分析 134 5.5.2 無線全光局域網產品選型 135 5.5.3 有線無線全光校園網構建 136 5.5.4 無線網安全與運維管理 137 習題與思考 139 本章實驗 139 第6章 服務器技術與系統集成..........................................................................141 6.1 服務器技術及發展 141 6.1.1 服務器的組成與規格 141 6.1.2 服務器CPU與多核架構 142 6.1.3 對稱多路處理技術 143 6.1.4 內存儲技術 144 6.1.5 存儲控制器技術 145 6.2 服務器組網模式與產品選型 147 6.2.1 客戶機/服務器模式 147 6.2.2 瀏覽器/服務器模式 147 6.2.3 瀏覽器/前置機/服務器模式 148 6.2.4 服務器產品選型 149 6.2.5 服務器操作系統選型 150 6.2.6 服務器數據庫選型 151 6.3 操作系統安裝與配置 151 6.3.1 Windows Server 2008的功能概述 151 6.3.2 安裝Windows Server 2008中文版 152 6.3.3 配置Windows Server 2008服務器 153 6.4 安裝與配置DNS服務器 154 6.4.1 DNS服務器安裝與配置 155 6.4.2 客戶機DNS設置與測試 157 6.5 安裝與配置Web服務器 157 6.5.1 安裝IIS 7.0 157 6.5.2 Web服務器的設置 158 6.6 服務器集群與負載平衡 160 6.6.1 Windows Server 2008集群技術與功能 160 6.6.2 雙機集群工作模式與原理 161 6.6.3 雙機NLB設計與配置案例 164 6.7 服務器數據備份與恢復 169 6.7.1 安裝Windows Server Backup 169 6.7.2 使用Windows Server Backup備份數據 170 6.7.3 使用Windows Server Backup恢復數據 173 習題與思考 175 本章實驗 175 第7章 IPv6技術與系統集成 178 7.1 IPv6技術概述 178 7.1.1 IPv6地址表示 178 7.1.2 IPv6地址配置 180 7.1.3 IPv6服務質量 180 7.1.4 IPv6域名解析 181 7.1.5 IPv6安全特性 184 7.1.6 IPv4向IPv6的過渡 184 7.2 局域網IPv6路由配置 186 7.2.1 IPv6的靜態路由 186 7.2.3 IPv6的動態路由RIPng 187 7.2.4 IPv6動態路由OSPF v3 189 7.3 IPv4/IPv6校園網系統集成 191 7.3.1 IPv4/IPv6校園網分析與設計 191 7.3.2 IPv6校園實驗網系統集成 192 7.3.3 雙棧校園網系統集成 195 習題與思考 197 本章實驗 198 第8章 網絡安全技術與應用 199 8.1 網絡安全概述 199 8.1.1 常見的網絡安全威脅 199 8.1.2 網絡安全等保及技術 200 8.1.3 安全管理機構及成員 201 8.2 網絡準入與準出控制 202 8.2.1 基於802.1x的準入與認證 202 8.2.2 RADIUS的認證機制 204 8.2.4 網絡準入與準出認證比較 204 8.2.5 防止計算機IPv4地址盜用 206 8.3 操作系統安全設置 207 8.3.1 系統服務包和安全補丁 207 8.3.2 系統賬戶安全配置 207 8.3.3 文件系統安全設置 210 8.3.4 安全模板創建與使用 211 8.3.5 使用安全配置和分析 212 8.3.6 使用安全配置向導 213 8.4 Web網站安全設置 220 8.4.1 IIS的安全機制 220 8.4.2 設置IP地址限制 221 8.4.3 設置用戶身份驗證 222 8.4.4 設置授權規則 223 8.4.5 設置SSL證書驗證 223 8.4.6 設置文件的NTFS權限 224 8.4.7 審核IIS日誌記錄 225 8.5 邊界路由器安全設置 226 8.5.1 邊界路由器與防火墻 226 8.5.2 基於DMZ的網絡安全 227 8.5.3 ACL的功能與分類 228 8.5.4 ACL的配置方法 229 8.5.5 ACL執行及設置的位置 229 8.5.6 擴展ACL應用案例 230 8.5.7 NAT協議應用案例 232 習題與思考 234 本章實驗 234 第9章 雲計算技術與校園雲建構案例..................................................................................... 236 9.1 雲計算相關技術概述 236 9.1.1 雲計算結構 236 9.1.2 私有雲結構與虛擬化 237 9.1.3 軟件定義數據中心 238 9.2 局域網虛擬化技術 239 9.2.1 軟件定義網絡概述 240 9.2.2 虛擬交換單元概述 240 9.2.3 VSU的屬性參數 241 9.2.4 VSU的虛擬交換鏈路 241 9.2.5 VSU的拓撲發現及變化 242 9.2.6 VSU的雙主機檢測 242 9.3 局域網虛擬化配置管理 244 9.3.1 環型結構的VSU配置 244 9.3.2 雙核心結構的VSU配置 247 9.2.3 交換機VSD配置 252 9.4 校園網虛擬化建構案例 254 9.4.1 網絡需求分析 254 9.4.2 基於VSU的校園網架構 254 9.5 校園雲計算體系建構案例 256 9.5.1 雲計算需求分析 256 9.5.2 雲計算體系結構與功能 256 9.5.3 雲數據平臺軟硬件選型 257 9.5.4 虛擬機規格與資源規劃 259 9.5.5 雲數據中心超融合架構 260 9.5.6 雲平臺安全防護與配置 261 習題與思考 263 本章實驗 264 第 10章 項目管理與網絡運維 265 10.1 網絡項目質量管理 265 10.1.1 工程項目相關概念 265 10.1.2 項目質量控制環節 266 10.1.3 網絡項目質量指標體系 266 10.1.4 項目質量控制方法 267 10.2 網絡項目成本及效益 268 10.2.1 項目成本測算 268 10.2.2 項目時間估算 270 10.2.3 項目效益與風險 272 10.3 網絡性能測試與改善 273 10.3.1 網絡性能及指標 274 10.3.2 性能測試類型與方法 275 10.3.3 網絡性能改善措施 278 10.3.4 服務器性能改善措施 279 10.3.5 完善網絡配置文檔 280 10.4 網絡常見故障處置 280 10.4.1 網絡故障管理方法 280 10.4.2 網絡通信故障診斷 281 10.4.3 網絡接口故障診斷 282 10.4.4 網絡整體狀態統計 282 10.4.5 本機路由表檢查及更改 283 10.5 嗅探技術與網絡監測 284 10.5.1 網絡嗅探技術原理 284 10.5.2 使用Sniffer監測網絡 284 10.6 運維服務與日誌應用 287 10.6.1 建立網絡運維支持系統 287 10.6.2 網絡運維服務主要工作 288 10.6.3 利用日誌排除網絡故障 288 10.6.4 利用日誌分析網絡性能 289 10.7 網絡項目績效測評 289 10.7.1 項目績效測評基礎 290 10.7.2 項目績效測評重點 291 習題與思考 292 本章實驗 293