网络工程(第3版）

本书主要面向应用型人才培养，为普通高等院校、独立学院，高职高专学生编写， 教材力争紧跟计算机网络技术的发展，使用大量的实际工程案例辅助教学，使学生在学习完成后能够具备实际工程能力。

教材内容涵盖了计算机网络的基本原理和实际工程应用所需要的技术基础知识。按照网络技术基础→局域网→广域网→互联网→物联网的技术发展思路进行课程教学，把相关技术基础、网络协议、具体设备的原理/参数及选型、网络工程设计等方面的知识综合在一起，结合具体典型项目设计对学生进行应用型人才训练。

由于希望将课程内容集中于网络工程实际操作和减少篇幅，本次改版删除了第2版中的第10章和第11章两章，更换增加了第10章网络设备设置等实际工程技术的内容。

本书主要分为4部分，第1章讲述计算机网络的基本知识；第2～6章分别按网络发展的过程讲述局域网、城域网、广域网、互联网、物联网；第7章和第8章讲述网络中心构建和网络管理、网络安全；第9章和第10章讲述网络故障分析与处理、网络设备设置。课程学时数可由授课教师调节，在课程学时数较少的情况下，可以只重点学习前6章，如果希望增加实际工程经验的教育，可以在简要讲解前8章的基础上，增加第9章和第10章关于网络故障分析与处理、网络设备设置的教学实践时间。

书内各章都附有习题、工程案例，以帮助读者学习理解和实际工程应用。随书配套有开放的全书教学课件（PowerPoint文件）、教学大纲、教学计划、多媒体动画演示、参考试题及答案，以便教师使用。

本书主要作为计算机类和电气信息类相应专业的大学本科生教材，特别适合作为应用型本科高校、独立学院、高职高专和职业培训机构的网络工程专业训练教材，对从事计算机网络工作的工程技术人员也有学习参考价值。

编者2019年11月

本书详细介绍计算机网络工程的基础理论、实际应用案例和*技术，主要内容按计算机网络发展阶段和不断扩展的应用范围依次介绍网络技术基础、局域网、城域网、广域网、互联网和物联网，同时针对网络工程应用的实际需要介绍网络中心构建和网络管理、网络安全、网络故障分析与处理及网络设备设置。 本书的特点是紧扣网络工程的实践应用需求，较少讲理论，较多地讲工程实用技术与工程施工经验，提供了大量的实际案例、工程适用技术和技术参数。本书内容新颖、图文并茂，力图反映计算机网络实际规划、设计、施工、故障分析及排除、交换机及路由器设置等实际工程技术。 除第10章外，各章都附有习题、工程案例，以帮助读者学习理解和实际工程应用。随书配套有开放的全书教学课件（PowerPoint文件）、教学大纲、教学计划、多媒体动画演示、参考试题及答案，以便教师使用。 本书主要作为计算机类和电气信息类相应专业的大学本科生教材，特别适合作为应用型本科高校、独立学院、高职高专和职业培训机构的网络工程专业训练教材，对从事计算机网络工作的工程技术人员也有学习参考价值。

西安交通大学 城市学院 教授、副系主任 美国俄亥俄州立大学访问教授 财政部、陕西省政府、西安市政府特聘顾问专家 省级先进工作者。近5年在清华大学出版社出版大学本科教材6本，均为普通高等教育规划教材。

第1章  网络技术基础1

1.1  计算机网络的基本概念1

1.1.1  计算机网络概述1

1.1.2  计算机网络的分类7

1.1.3  计算机网络的拓扑结构10

1.2  数据通信的基本概念12

1.2.1  数据通信模型12

1.2.2  数据传输基础13

1.2.3  数据传输技术15

1.2.4  数据交换技术18

1.3  传输介质24

1.3.1  同轴电缆24

1.3.2  双绞线25

1.3.3  光缆27

1.3.4  其他有线介质30

1.3.5  无线媒体30

1.4  网络结构31

1.4.1  计算机系统结构31

1.4.2  计算机网络硬件系统组成31

1.4.3  计算机网络软件系统32

1.4.4  计算机网络的组成32

1.5  网络参考模型、协议和技术标准33

1.5.1  OSI参考模型33

1.5.2  TCP/IP35

1.5.3  IEEE 802标准37

1.6  网络互连设备38

1.6.1  网卡38

1.6.2  转发器40

1.6.3  集线器41

1.6.4  调制解调器43

1.6.5  交换机44

1.6.6  路由器46

习题147第2章  局域网49

2.1  局域网技术基础49

2.1.1  构成局域网的基本构件49

2.1.2  常见的局域网类型50

2.2  共享介质局域网52

2.2.1  介质访问控制方法53

2.2.2  以太网56

2.2.3  令牌环网57

2.2.4  令牌总线网58

2.3  交换式局域网58

2.3.1  交换式局域网概念58

2.3.2  交换机基本工作原理59

2.3.3  百兆局域网61

2.3.4  千兆局域网62

2.3.5  万兆局域网及十万兆以太网63

2.3.6  交换机的分类66

2.3.7  交换机选型与技术参数71

2.3.8  交换机的连接72

2.3.9  交换机应用案例74

2.4  网络路由器技术76

2.4.1  路由器概述76

2.4.2  路由器基本工作原理76

2.4.3  路由算法和路由协议78

2.4.4  路由器的体系结构80

2.4.5  路由器类型84

2.4.6  路由器选型及技术参数84

2.4.7  路由器应用案例85

2.5  结构化综合布线系统86

2.5.1  综合布线系统概述86

2.5.2  综合布线系统应用87

2.5.3  综合布线系统结构87

2.5.4  综合布线的传输媒体及选择89

2.5.5  综合布线系统设备器材90

2.5.6  综合布线系统施工93

2.5.7  布线测试设备与相关测试99

2.5.8  综合布线系统应用案例讨论103

2.6  无线局域网104

2.6.1  无线局域网标准104

2.6.2  WiFi联盟105

2.6.3  无线局域网的主要类型106

2.6.4  无线网络接入设备106

2.6.5  无线局域网的配置方式107

2.6.6  个人局域网108

2.6.7  无线网络工作原理108

2.6.8  无线局域网的应用109

2.6.9  无线局域网技术的发展109

2.6.1  0无线局域网提供语音服务110

2.6.1  1无线局域网应用案例111

2.7  虚拟局域网113

2.7.1  VLAN基本概念113

2.7.2  虚拟局域网规划设计114

习题2116

第3章  城域网118

3.1  城域网基本概念118

3.2  多路复用传输技术119

3.3  接入网技术122

3.4  无线城域网123

3.5  城域网应用案例讨论124

3.5.1  H3C运营商广电城域网解决方案124

3.5.2  西安市广电城域网解决方案125

习题3126

第4章  广域网127

4.1  广域网概述127

4.2  数据报和虚电路128

4.3  广域数据通信网130

4.3.1  传统广域网通信技术130

4.3.2  现代广域网通信技术133

4.3.3  xDSL数字用户线137

4.3.4  混合光纤同轴电缆网络139

4.3.5  卫星通信网络140

4.4  无线广域网连接141

4.5  广域网应用案例讨论143

习题4145

第5章  互联网146

5.1  互联网的发展与趋势146

5.1.1  互联网的起源146

5.1.2  互联网的命名148

5.1.3  互联网服务148

5.1.4  未来10年全球互联网发展的趋势以及预测148

5.2  TCP/IP150

5.2.1  TCP/IP分层模型150

5.2.2  传输控制协议151

5.2.3  互联网协议152

5.2.4  IP地址153

5.2.5  子网掩码与子网划分156

5.2.6  域名系统与地址解析161

5.3  互联网接入方式167

5.3.1  PSTN公用电话交换网拨号接入167

5.3.2  ISDN综合业务数字网接入168

5.3.3  ADSL接入168

5.3.4  DDN数字数据网专线接入169

5.3.5  Cable Modem接入170

5.3.6  光纤接入网（以太网宽带接入）170

5.3.7  SDH数字专线点对点接入171

5.3.8  WLAN无线局域网接入171

5.3.9  卫星宽带接入172

5.3.1  0互联网接入应用案例讨论173

5.4  互联网提供的应用服务175

5.4.1  电子邮件175

5.4.2  Web浏览177

5.4.3  搜索引擎181

5.4.4  即时通信187

5.4.5  网络社区(BBS论坛/电子公告板)189

5.4.6  贴吧191

5.4.7  社交网站SNS192

5.4.8  个人信息发布(Blog博客、MicroBlog微博、微信)195

5.4.9  个人视音频广播(Podcasts播客、拍客)200

5.4.1  0信息聚合技术(RSS阅读器、Atom)201

5.4.1  1网上百科全书204

5.4.1  2文件传输协议206

5.4.1  3远程登录209

5.5  网站组建技术211

5.5.1  网站基本概念212

5.5.2  网页技术215

5.5.3  Web网站规划216

5.5.4  网页制作与编辑218

5.5.5  网站组建案例讨论221

习题5223

第6章  物联网225

6.1  物联网的概念225

6.1.1  物联网的定义及组成225

6.1.2  物联网的发展背景与前景227

6.1.3  物联网的用途与应用领域228

6.2  物联网技术229

6.2.1  物联网技术概述229

6.2.2  传感器感知层结构232

6.3  射频识别技术233

6.3.1  射频识别技术的基本原理233

6.3.2  RFID射频电子标签234

6.3.3  RFID阅读器236

6.3.4  RFID应用案例237

6.4  传感器网络238

6.4.1  无线网络传感器239

6.4.2  传感器网络240

6.5  EPC产品电子代码与EPC网络248

6.5.1  EPC产品电子代码248

6.5.2  EPC网络249

6.6  物联网应用案例253

6.6.1  上海世界博览会物联网会展系统253

6.6.2  上海浦东机场智能围界防入侵系统254

习题6255

第7章  网络中心构建和网络管理256

7.1  网络服务器256

7.1.1  网络服务器组成和分类256

7.1.2  网络服务器专业技术259

7.1.3  容错和集群261

7.2  网络存储264

7.2.1  直连式存储264

7.2.2  网络附加存储266

7.2.3  存储区域网络267

7.2.4  当前各类存储技术的优缺点270

7.3  网络操作系统272

7.3.1  网络操作系统的概念272

7.3.2  流行的网络操作系统272

7.4  网络数据库273

7.4.1  网络数据库的基本概念273

7.4.2  网络数据库系统产品选型274

7.5  网络管理系统275

7.5.1  网管技术概述276

7.5.2  网络管理的主要功能276

7.5.3  简单网络管理协议277

7.5.4  常见网络管理系统的选用278

7.5.5  网络中心应用案例讨论279

习题7282

第8章  网络安全283

8.1  网络安全概述283

8.1.1  网络安全威胁分析284

8.1.2  网络安全服务的主要内容285

8.1.3  Internet安全隐患的主要体现286

8.1.4  网络安全攻击的形式286

8.1.5  网络安全案例286

8.2  防火墙技术287

8.2.1  防火墙的基本概念288

8.2.2  防火墙的技术类别289

8.2.3  防火墙的结构290

8.2.4  防火墙产品的选购策略和使用292

8.3  入侵检测293

8.3.1  入侵检测技术293

8.3.2  入侵防御系统294

8.3.3  入侵检测系统的工作步骤295

8.3.4  入侵检测系统的典型代表297

8.4  身份验证和数据加密298

8.4.1  基本概念298

8.4.2  访问控制和口令299

8.4.3  数据加密301

8.4.4  数字证书和电子签证机关302

8.4.5  数字签名304

8.5  病毒检测和防范305

8.5.1  计算机病毒的定义305

8.5.2  计算机病毒的分类与特征307

8.5.3  计算机病毒的危害性308

8.5.4  病毒检测和防护310

8.6  虚拟专用网312

8.6.1  虚拟专用网技术基础312

8.6.2  虚拟专网需求及解决方案314

8.7  黑客316

8.7.1  网络黑客的攻击方法317

8.7.2  黑客常用的信息收集工具318

8.7.3  黑客防范措施319

8.8  网络安全系统应用案例320

习题8321

第9章  网络故障分析与处理322

9.1  网络故障分类322

9.1.1  物理类故障322

9.1.2  逻辑类故障323

9.1.3  网络通信类故障325

9.2  网络故障诊断327

9.2.1  网络故障诊断的理论分析327

9.2.2  硬件诊断328

9.3  网络诊断常用工具329

9.3.1  路由器诊断命令329

9.3.2  网络管理工具和故障诊断工具329

9.4  常见网络实际问题解决思路331

9.4.1  常见的局域网共享故障类型331

9.4.2  常见无线网络故障排除思路332

第10章  网络设备设置334

10.1  网络交换机配置334

10.1.1  交换