信息交换与网络

随着信息化技术在各行各业中被广泛应用，网络通信技术飞速发展，语音、报文、数据和视频等业务基于网络实现互联互通，为信息交互、远程管理提供服务。在电话通信网中，程控交换机是实现信令接续、路由转接的重要设备；在数据通信网中，网络交换机、路由器是基于TCP/IP协议，实现局域网内部、局域网与广域网之间互联互通的重要设备。各类交换与网络设备，在通信网中十分重要，发挥着信息立交桥的作用。因此，熟练掌握信息交换与网络设备的组网原理、操作使用和日常维护方法，对于语音通信网和数据通信网的使用人员与运维人员具有重要意义。
本书以很好地帮助读者开展信息交换与网络设备学习为目标，依据信息交换与网络设备在通信网中的部署和应用情况，内容围绕语音通信网及其程控交换机、数据通信网及其网络交换机，以及路由器的组网原理、配置管理和维护方法展开，并涉及网络规划与设计、网络应用与管理，以及网络安全与防护等内容。本书每章开头都配备了内容导图，便于读者概要了解本章内容，每章结尾都配备了本章小结、思考与练习题，便于读者对本章内容进行及时总结、思考。
本书共12章，第1章概要介绍通信网和军事通信网发展；第2章介绍信息交换技术；第3章介绍通信系统体系结构，包括OSI参考模型、TCP/IP模型、IEEE 802模型；第4章主要介绍语音通信网，包括基本概念、路由选择、编号计划、信令系统和电话通信网运行指标；第5章主要介绍程控交换机，包括基本概念、硬件系统、软件系统和程控交换机应用；第6章主要介绍数据通信网，包括数据通信基础、计算机通信网及其他网络技术；第7章主要介绍网络交换机，包括网络交换机原理、VLAN技术、STP；第8章主要介绍路由器，包括路由器原理、静态路由和动态路由；第9章主要介绍网络规划与设计，包括网络工程、物理网络设计和逻辑网络设计；第10章主要介绍网络应用与管理，包括操作系统及管理命令、网络应用、网络管理和网络故障处理；第11章主要介绍网络安全与防护，包括网络安全概述、防火墙、入侵检测设备和VPN技术；第12章主要介绍网络技术发展，包括IP多媒体子系统、SDN与NFV、弹性通信网技术、智能网络技术。本书的第1、4、5章由林海涛编写，第2、3章由樊诚编写，第6～9章由王斌编写，第10章由杨凯新编写，第11章由沈钊编写，第12章由樊诚、陈津、林海涛和王斌共同编写。统稿工作由王斌负责，杨凯新、戚玉华参与了全书的绘图和排版等工作。
本书内容丰富，知识面广，各部分内容由浅入深，覆盖了语音通信网、数据通信网的交换与网络设备、安全防护设备和高层应用，既强调知识性，又突出实用性。本书可作为信息与通信工程专业学生的教材或自学参考书，也可作为高等院校、训练基地学习信息交换与网络设备人员的参考书。由于本书涉及领域广、内容多，加之编者水平有限，书中难免有不足之处，恳请广大读者提出宝贵意见，以便今后修订完善。

教材内容主要围绕电话通信网及其程控交换机、数据通信网及其网络交换机、路由器的组网原理，配置、使用和管理方法，以及运维管理要求展开，并涉及了计算机高层应用、网络管理、安全防护等内容。程控交换装备以中兴ZXJ10B程控交换机为主，网络交换机以华为S5700为主，路由器以AR2200为主展开介绍。

王斌，海军工程大学讲师，长期从事通信网络教学与科研工作，熟悉通信网络装备，具备丰富的教学实践经验，荣立三等功2次。

目录 
第1章 概述 1 
1.1 通信网概述 2 
1.1.1 基本概念 2 
1.1.2 组成结构 5 
1.1.3 关键技术 10 
1.2 军事通信网发展 11 
1.2.1 外军通信网技术发展 11 
1.2.2 军事通信网的发展趋势 19 
1.3 本章小结 20 
思考与练习题 21 
第2章 信息交换技术 22 
2.1 信息编码技术与信道复用技术 23 
2.1.1 信息编码技术 23 
2.1.2 信道复用技术 26 
2.2 信息交换技术产生、分类和演进 27 
2.2.1 交换技术产生 27 
2.2.2 交换技术分类 30 
2.2.3 交换技术演进 40 
2.3 信息交换系统 45 
2.3.1 交换单元 45 
2.3.2 交换网络 49 
2.3.3 交换系统 52 
2.4 本章小结 54 
思考与练习题 54 
第3章 通信系统体系结构 55 
3.1 OSI参考模型 56 
3.1.1 基本概念 56 
3.1.2 各层协议和技术 59 
3.2 TCP/IP模型 66 
3.2.1 基本概念 66 
3.2.2 IP协议 70 
3.2.3 TCP/UDP协议 81 
3.2.4 数据转发过程 88 
3.3 IEEE 802模型 94 
3.3.1 协议体系 94 
3.3.2 分层结构 94 
3.3.3 帧结构 96 
3.3.4 数据帧传输 98 
3.4 本章小结 99 
思考与练习题 100 
第4章 话音通信网 101 
4.1 基本概念 102 
4.1.1 基本组成 102 
4.1.2 网络结构 104 
4.2 路由选择 106 
4.2.1 路由 106 
4.2.2 路由的设置 107 
4.2.3 路由选择的概念和原则 108 
4.3 编号计划 109 
4.4 信令系统 110 
4.4.1 基本概念 110 
4.4.2 7号信令系统 113 
4.5 电话通信网运行指标 122 
4.5.1 运行质量要求 122 
4.5.2 话务量 123 
4.5.3 呼叫处理能力 125 
4.6 本章小结 127 
思考与练习题 127 
第5章 程控交换机 128 
5.1 基本概念 129 
5.1.1 功能要求 129 
5.1.2 性能要求 130 
5.2 硬件系统 131 
5.2.1 总体组成 131 
5.2.2 话路子系统 132 
5.2.3 控制子系统 137 
5.3 软件系统 141 
5.3.1 总体组成 141 
5.3.2 操作系统 142 
5.3.3 呼叫处理软件 145 
5.3.4 数据库管理软件 152 
5.3.5 操作维护管理软件 155 
5.4 程控交换机应用 157 
5.4.1 电话局开通 157 
5.4.2 用户开通 166 
5.4.3 组网应用 169 
5.4.4 日常维护与管理 174 
5.5 本章小结 175 
思考与练习题 175 
第6章 数据通信网 176 
6.1 数据通信基础 177 
6.1.1 数据通信 177 
6.1.2 数据通信系统 177 
6.1.3 数据通信网组成 178 
6.2 计算机通信网 179 
6.2.1 功能定义 179 
6.2.2 组成内容 179 
6.2.3 关键指标 180 
6.2.4 分类 181 
6.2.5 影响局域网性能的主要因素 182 
6.3 其他网络技术 187 
6.3.1 WLAN 187 
6.3.2 水声传感器网络 189 
6.3.3 多媒体网络 190 
6.3.4 数据中心网络 195 
6.4 本章小结 197 
思考与练习题 198 
第7章 网络交换机 199 
7.1 网络交换机原理 200 
7.1.1 以太网基本概念 200 
7.1.2 网络交换机的功能、状态与系统结构 202 
7.1.3 三层网络交换机工作原理 208 
7.2 VLAN技术 209 
7.2.1 VLAN技术原理 209 
7.2.2 VLAN的帧结构 210 
7.2.3 VLAN的关键指标 211 
7.3 STP 214 
7.3.1 环路引起的问题 214 
7.3.2 STP的工作原理 216 
7.3.3 STP拓扑变化 218 
7.4 本章小结 220 
思考与练习题 220 
第8章 路由器 221 
8.1 路由器原理 222 
8.1.1 路由器定义 222 
8.1.2 路由器功能 222 
8.1.3 路由表及路由 224 
8.1.4 IP路由寻址过程 228 
8.1.5 VLAN间路由 233 
8.2 静态路由和动态路由 235 
8.2.1 静态路由 235 
8.2.2 RIP 237 
8.2.3 OSPF协议 241 
8.3 本章小结 245 
思考与练习题 245 
第9章 网络规划与设计 246 
9.1 网络工程 247 
9.1.1 网络建设主要阶段 247 
9.1.2 网络规划 247 
9.1.3 网络设计 247 
9.1.4 网络规划与设计基本原则 248 
9.2 物理网络设计 248 
9.2.1 网络拓扑 248 
9.2.2 硬件设备 251 
9.2.3 传输介质 257 
9.3 逻辑网络设计 261 
9.3.1 局域网设计 261 
9.3.2 广域网设计 264 
9.3.3 路由结构设计 266 
9.4 本章小结 271 
思考与练习题 271 
第10章 网络应用与管理 272 
10.1 操作系统及管理命令 273 
10.1.1 网络操作系统 273 
10.1.2 管理命令 274 
10.2 网络应用 276 
10.2.1 域名解析服务 276 
10.2.2 电子邮件服务 278 
10.2.3 FTP服务 280 
10.2.4 万维网服务 281 
10.2.5 远程登录服务 283 
10.3 网络管理 284 
10.3.1 网络管理理论 284 
10.3.2 ISO网络管理标准 285 
10.3.3 SNMP 286 
10.3.4 网络管理系统应用 288 
10.4 网络故障处理 288 
10.4.1 网络故障分层模型 288 
10.4.2 网络故障分析过程 290 
10.4.3 典型网络故障处理方法 291 
10.5 本章小结 293 
思考与练习题 293 
第11章 网络安全与防护 294 
11.1 网络安全概述 295 
11.1.1 网络安全面临的威胁 295 
11.1.2 网络安全体系结构 295 
11.1.3 构建安全网络环境的方法 297 
11.1.4 网络安全防护设备与技术 297 
11.1.5 网络安全与防护应用 298 
11.2 防火墙 299 
11.2.1 技术原理 299 
11.2.2 体系结构 300 
11.2.3 接入模式 302 
11.2.4 不足与发展 304 
11.3 入侵检测设备 304 
11.3.1 组成与功能 304 
11.3.2 分类与实现 305 
11.3.3 产品与部署 307 
11.4 VPN技术 308 
11.4.1 基本概念 308 
11.4.2 IPSec VPN 308 
11.4.3 SSL VPN 309 
11.4.4 MPLS VPN 309 
11.5 本章小结 309 
思考与练习题 310 
第12章 网络技术发展 311 
12.1 IP多媒体子系统 312 
12.1.1 本质说明 312 
12.1.2 主要特征 312 
12.1.3 系统组成 313 
12.2 SDN与NFV 314 
12.2.1 SDN 314 
12.2.2 NFV 316 
12.3 弹性通信网技术 318 
12.3.1 核心能力 318 
12.3.2 体系结构 319 
12.3.3 关键技术 319 
12.4 智能网络技术 321 
12.4.1 机器学习 321 
12.4.2 体系结构 321 
12.4.3 应用场景 322 
12.4.4 自动驾驶网络 323 
12.5 本章小结 323 
思考与练习题 323 
参考文献 324

教材内容主要围绕电话通信网及其程控交换机、数据通信网及其网络交换机、路由器的组网原理，配置、使用和管理方法，以及运维管理要求展开，并涉及了计算机高层应用、网络管理、安全防护等内容。程控交换装备以中兴ZXJ10B程控交换机为主，网络交换机以华为S5700为主，路由器以AR2200为主展开介绍。

王斌，海军工程大学讲师，长期从事通信网络教学与科研工作，熟悉通信网络装备，具备丰富的教学实践经验，荣立三等功2次。