基本信息

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内容简介
计算机书籍
《网络工程设计教程:系统集成方法》采用系统集成方法,系统地阐述IP网络的设计方法以及实施网络工程的过程管理方法。本书以设计“具有几台PC的小型局域网”→“具有几十台到几百台PC的中型局域网”→“覆盖一个楼宇的网络”→“覆盖几个楼宇的网络”→“覆盖几个园区的企业网”为主线,将网络系统的基本概念、设计和建设网络系统的基本方法和技术有机地结合起来,并在每章最后部分通过“网络工程案例教学”综合应用前面所学的内容。
《网络工程设计教程:系统集成方法》在第2版的基础上进行了全面修订,内容先进,编排合理,便于教师实施教学和能力培养,适合高等院校本科生和研究生作为“网络工程设计”、“网络规划与设计”等课程的教材使用,也可供从事网络信息工程的技术人员参考。
目录
前言
第1章 网络工程设计概述 1
1.1 网络工程的基本概念 1
1.2 网络工程的系统集成 2
1.2.1 网络系统集成的特点 2
1.2.2 网络工程的系统集成模型 3
1.3 网络工程系统集成的步骤 4
1.3.1 选择系统集成商或设备供应商 5
1.3.2 网络系统的需求分析 5
1.3.3 逻辑网络设计 6
1.3.4 物理网络设计 6
1.3.5 网络安全设计 7
1.3.6 网络设备安装调试与测试验收 7
1.3.7 网络系统验收 7
1.3.8 用户培训和系统维护 8
1.4 网络系统的四层层次模型 8
1.5 网络系统集成的文档管理 9
1.5.1 文档的作用和分类 10
1.5.2 文档的质量要求 13
前言
回想在20世纪90年代中期,计算机网络建设热潮刚刚兴起时,网络人才奇缺。当时除了少数几本网络厂商提供的设备操作手册和网络基本原理书籍外,国内外竟然找不到一本适用的网络工程教材!在学校领导和同事们的鼓励下,作者一边收集素材一边进行教学实践,构思并撰写了网络规划设计和实施网络工程的培训讲义。经过5年的教学与修改,终于在2002年出版了这本网络工程的教材,这是国内第一本系统介绍网络工程的专业教材!尽管第1版中尚有很多不足,但我在网络理论和实践方面积累的许多专业知识以及参与设计和实施军内外各种类型网络工程的宝贵经验已整理在这本教材中。经过6年多时间,作者于2008年出版了本书的第2版。结合作者多年来使用该书进行网络工程课程的教学体验和几十所高校老师使用经验与反馈建议,第2版教材针对教学适用性做出了很大的修改。作者认为,尽管课程涉及的知识面极广,但没有必要将课程变成“百科全书”式的宣贯,而是必须在培养学生利用网络原理知识提升解决网络工程实际问题能力方面有所突破。此时的教材,基于系统集成的理念,着眼于提高学生分析问题和解决问题的能力与素质,知识性和思想性较之第1版有了极大的改善。时至2014年,距第2版教材发行又过了6个年头,网络技术有了突飞猛进的发展,网络规划设计与网络工程技术也更加成熟,推出本书的第3版势在必行。值得高兴的是,李兵副教授加入了本书的编写,他在网络工程理论和实践方面的造诣为本书增色不少。
本书的特点
明确课程的目标,确立了“网络规划设计理论与网络工程实践紧密结合”的教学思路。为了调动学生的学习积极性,本书根据“学以致用”、“即学即用”的原则,设计了“具有几台PC的小型局域网”?“具有几十台到几百台PC的中型局域网”?“覆盖一个楼宇的网络”?“覆盖几个楼宇的网络”?“覆盖几个园区的网络”的教学主线,组织了全新的教学内容。
大幅度地增加了实践教学的内容。第1版为了不涉及厂商的具体网络设备而没有包括许多实用性和工程性的内容,第2、3版则大大充实了实践教学内容,如增加了“配置以太网交换机”和“配置路由器”两章完整的内容,并且系统地设计了与理论教学配套的实验教学内容,在每章最后以“网络工程案例教学”的形式呈现出来。尽管这样不可避免地会涉及某些厂家的具体网络产品,但由于网络产品的相似性,使得教学并不失一般性,教师可以很容易地使用其他厂家的网络设备进行教学。
大幅度地调整了教学内容。第3版进一步精选了理论内容并删除了陈旧的内容,如大幅精简了网络设备、广域网、接入网工作原理的内容,简化了质量管理、文档管理、网络管理等许多内容。与此同时,本版全面增加和补充了因特网发展中与网络工程设计相关的内容。
大幅增加和更新了许多网络设计新内容,如文档制作常用工具、施工组织设计、招标文件范本、多种结构化布线系统中的设备和工具、电源系统接地设计、单向传输设备、VPN技术在企业网络中的应用等内容。此外,还增加了家庭网络设计、数据中心网络设计等前沿内容。
本书的读者
本书内容可供本科高年级学生或研究生的“网络工程设计”、“网络规划与设计”等课程40~60学时教学之用。学习本课程的学生应当已学习过“计算机网络(原理)”等先修课程。如果教学课时较少,可以根据教学要求略去第3、6、8、9章中的部分内容。如果学时充裕,可结合设备厂商的设备手册或提供的教学资料,对交换机、路由器等设备调试和组网进行更加细致的学习。对于工程性、实践性要求较高的大学本科、专科或应用型研究生,也可采用本书进行“计算机网络”课程的教学。本书亦可作为网络、通信和计算机专业的大专、本科、研究生教学参考材料,并可供有关专业工程技术人员参考和进修使用,或用于网络设计和维护或培养网络管理员的短训班。除在校学生外,本书的读者还可以是网络系统设计师、企业或机构的网络管理人员、信息技术主管或有志从事此类工作的技术人员。
本书的教学思想
如何科学地规划、设计和实施一个网络系统?如何控制和管理该系统的工程建设质量和进度?如何使网络系统既能满足当前各种不同的应用和技术需求,又能适应不断增长的带宽、可扩展性和可靠性需求,使其符合较长期的发展需要?网络系统根据结构、规模和用途的不同,其差异可能很大。这就是一个网络系统的解决方案可能并不适合另一个网络系统的原因。然而,网络工程作为一门课程,应当是有规律可循的。本书从探讨网络系统的基本概念和建设网络系统的基本方法出发,力图从工程实践的经验教训中总结出一些反映网络设计领域的客观规律,并以模型的形式表现出来。例如,“网络工程的系统集成模型”是设计和实现网络系统的系统化工程方法;而“具有四层结构的网络系统的层次模型”确定了网络系统体系结构应包括环境平台、网络平台、信息平台及应用系统这些层次,并选用适当的技术加以实施;设计网络拓扑的“三层层次模型”规定了大型网络应当具有接入层、分布层和核心层这些关键层次,等等。这些规律、经验甚至教训构成了本书的主要内容,希望读者能从中得到教益和启迪。
本书阐述的网络工程设计方法是以TCP/IP网络为蓝本进行的,“系统集成”是本书的一个重要出发点。从系统集成的观点出发,我们首先需要根据系统的应用需求,关注系统的总体功能和特性,再选用各种合适的部件来构造或定制所需要的网络信息系统。换言之,根据系统对网络设备或部件的要求,选用工作机制最为合适的设备;同时我们仅需关注各种设备或部件的外部特性(即接口),而忽略这些设备或部件的内部技术细节。本书假定读者已经在计算机网络原理等课程中学习过这些技术细节。从教学完整性和便于读者理解的角度,本书仅对网络设计所涉及的网络知识进行概念性介绍,而没有讨论它们的工作原理或定量关系。
为了适合网络工程设计课程教学,本书的教学思想包括:
按网络工程设计这条主线组织内容,以学生能够全面系统地掌握网络工程设计过程及基本知识、掌握设计实现通用计算机网络基本技能为教学目标,但并没有期望他们通过本课程的学习成为训练有素的网络工程师或结构化布线系统专业施工人员等专业人员。
按循序渐进、由浅入深的原则,系统地讲解设计实现小型网络?中型网络?大型网络的原理和技术。这反映在本书各章内容的设计编排上。
按基本网络工程设计原理方法与网络工程实践技能协调并重的原则,设计了多个实用性很强的网络工程案例。建议在进行理论教学的同时,同步进行实验(实践)教学。
本书的教学实施方法
通过学习本书,我们希望读者能够达到以下要求:了解用系统集成的思想进行网络工程设计的一般步骤和方法,理解网络工程系统集成模型,学会利用工具制作网络设计文档的方法;熟悉网络设计的基本构件,特别是掌握二层交换机和路由器的使用场合和配置方法;理解大型网络的需求分析的一般步骤,能够分析网络流量的分布情况;掌握设计逻辑网络和规划IP地址的基本方法,具有设计并实现小、中、大型LAN和企业网的能力;掌握网络维护与测试的常用方法和基本技能。
图1显示的是利用本书进行网络工程设计课程教学的导学图及其相应的知识结构。授课教师可以根据情况自行对学习内容加以取舍,但建议按本书的顺序讲授这些知识。
书摘
网络工程设计概述
【教学指导】
本章将对用系统集成方法进行计算机网络工程设计所涉及的一些基本概念、基本过程进行定义;学生应当深刻理解网络工程的系统集成模型,自觉用该模型指导网络工程设计中的各个过程;应当了解网络工程系统集成的步骤,了解网络工程的一般过程;应当重视网络系统的层次模型,主动利用该模型引导网络工程各阶段的工作;应了解网络工程文档及其在招投标工作中的重要性;能够使用Microsoft Project软件对网络工程项目进行规划和管理。
1.1网络工程的基本概念
采用TCP/IP体系结构的计算机网络自20世纪70年代以来飞速发展,至今因特网已经发展成为覆盖全球的计算机网络,甚至成为计算机网络的代名词。因特网已经成为企业、国家乃至全球的信息基础设施,设计、建造各种规模的计算机网络的需求也随之而来。设计、建造和测试基于TCP/IP技术的计算机网络就成为网络工程的任务。根据网络应用需求的不同,设计实现的网络应当能够适应规模、性能、可靠性、安全性等方面的不同需求,网络工程必须能够应对这些挑战,解决好网络的设计、实施和维护等一系列技术问题。作为一门学科的分支,网络工程必须总结并研究与网络设计、实施和维护有关的概念和客观规律,从而根据这些概念和规律来设计、建造满足用户需求的计算机网络。
科学是对各种事实和现象进行观察、分类、归纳、演绎、分析、推理、计算和实验,从而发现规律,并对各种定量规律予以验证和公式化的知识体系。科学的任务是揭示事物发展的客观规律,探求真理,作为人们改造世界的指南。技术是为达到某一目的共同协作组成的各种工具和规则体系。科学的基本任务是认识世界,有所发现,从而增加人类的知识财富;技术的基本任务是发现世界,有所发明,以创造人类的物质财富,丰富人类社会的精神文化生活。科学要回答“是什么”和“为什么”的问题;技术则回答“做什么”和“怎么做”的问题。工程是应用科学知识使自然资源最佳地为人类服务的专门技术。
本书对网络工程的定义是:
定义1:应用计算机和通信领域的科学和技术以及工程管理的原则,将系统化的、规范的、可度量的方法应用于网络系统结构的设计与实现、网络系统的规划与集成、网络管理与维护、网络安全保障和网络应用开发的过程。
定义2:对定义1中所述方法的研究。
一般而言,网络工程是根据用户的需求和投资规模,合理选择各种网络设备和软件产品,通过集成设计、应用开发、安装调试等工作,建成具有良好的性能价格比的计算机网络系统的过程。换言之,网络工程就是用系统集成方法建设计算机网络的工作的集合。
1.2网络工程的系统集成
抽象地讲,系统是指为实现某一目标而应用的一组元素的有机结合,而系统本身又可作为一个元素单位(或称子系统或组件)参与多次组合,这种组合过程可概括为系统集成。
系统集成是目前常用的一种实现复杂系统的工程方法,即选购大量标准的系统组件并可能自主开发部分关键组件进行组装。不同的组件通过其标准接口进行互联互通,实现复杂系统的整体功能。现代汽车工业是系统集成的典型例子,它采用了标准化的生产流水线和加工工艺,使零部件厂商专业化、标准化,以追求大批量、低成本和高效率的目标。
1.2.1网络系统集成的特点
网络信息系统不同,其复杂程度、系统的技术含量、系统的建设规模,以及系统实施的难度和系统的涉及范围,都可能存在很大差异。如果完全自主开发一个系统,从技术、经济性、实用性和实施周期等角度考虑,都是不可行的。可见,系统集成方法具有以下几方面的好处:
质量水准较高:选择一流网络设备厂商的设备和系统,选择高水平的具有资质的系统集成商通常能够保证系统的质量水平,建造系统的风险较小。
系统建设速度快:由多年从事系统集成的专家和配套的项目组实施集成工作,他们有畅通的一流厂商设备的进货渠道、处理用户关系的丰富经验,能加快系统建设速度。
交钥匙解决方案:系统集成商全权负责处理所有的工程事宜,用户则能够将注意力放在系统的应用要求上。
标准化配置:系统集成商会采用他认为成熟和稳妥的方案,由于系统集成商承担的系统存在的共性,使得系统维护及时且成本较低。
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