局域网技术与组网工程（第3版）

数字经济时代，随着网络技术的快速发展，新一代信息技术如云计算、大数据、物联网、工业互联网、数据中心、软件定义网络等技术逐步融合进网络规划与建设中，网络空间安全法律法规如网络安全法、数据安全法、关键信息技术设施安全保护条例等逐步健全，局域网技术和组网工程引发了新需求，相应的课程培养体系也需要进行调整。为适应局域网技术的发展需求、真实网络设计需求和教学内容的需求，本书在第1版、第2版的基础上编写，通过专题的方式聚焦局域网集成所需要的技术。
第1章局域网概述，主要包括局域网基础、局域网组成、局域网分类、虚拟化技术、软件定义网络SDN、数据中心、工业互联网、物联网和5G。第2章有线局域网集成技术，主要包括高速以太网、可靠性技术、虚拟局域网、虚拟专用网、局域网接入技术、有线局域网安全技术等内容。第3章无线局域网集成技术，主要包括WiFi、ZigBee、5G、窄带物联网以及无线安全技术等内容。第4章广域网集成技术，主要包括广域网分组交换技术、路由选择技术以及广域网典型技术。第5章软件定义网络集成技术，主要包括SDN概述、OpenFlow规范、控制器等内容。第6章数据中心集成技术，主要包括结构化布线系统、数据中心存储技术、数据中心虚拟化技术、基于网络安全等级保护的数据中心建设方案等。第7章软硬件组网工程，主要包括局域网硬件系统、局域网软件系统、局域网典型网络功能配置等。第8章局域网规划与设计，主要包括局域网设计原则、局域网需求分析、局域网逻辑设计、局域网物理设计、局域网工程监理、局域网设计方案编写等内容。第9章局域网解决方案案例，主要包括校园网解决案例、企业网解决案例、基于网络安全等级保护2.0的解决方案、无线局域网解决方案、云数据中心解决方案。第10章网络故障排除，主要包括网络故障排除模型、网络故障排除工具、交换以太网故障排除、光纤网络故障排除、虚拟机故障排除、网络安全故障排除等内容。
第3版在编写时，集成前两版的内容，突出了以下几个特点。
（1） 突出网络系统集成，融合新技术。以校园网、企业网、无线网络、数据中心为案例，使读者对局域网组网的主流技术、主流产品、设计方法及解决方案有所掌握。
（2） 突出网络规划设计核心地位。以网络工程的生命周期引领局域网的需求分析、规划设计过程以及相关网络文档的编写。
（3） 突出网络安全。以网络安全法、数据安全法为合规要求，在基于网络安全等级保护基础之上，给出局域网安全解决方案。
（4） 突出工程建设性和实用性。在数据中心建设、无线网络建设、网络安全建设、网络故障建设方面为读者提供工程参考。
（5） 突出理论教学和实践能力。各章配有习题和实践题，对读者的理论知识和实践能力有所检验。
本书由中原工学院网络工程系课程组、现代教育技术中心部分工程师共同完成。苗凤君主编统稿并参与第1章编写； 夏冰统筹教学内容体系，参与第8章、第9章编写； 申宝敏参与编写第1章及第5章； 董智勇参与编写第2章、第4章及第7章； 董跃钧参与编写第2章、第3章及第4章； 潘磊参与编写第3章及第9章； 盛剑会参与编写第5章及第7章； 许峰参与编写第6章； 张茜参与编写第7章； 杨俊鹏参与编写第9章及第10章； 王桢参与编写第10章。
目录

局域网技术与组网工程（第3版）
由于编者水平所限，书中疏漏或不妥之处在所难免，恳请广大读者批评指正。 
编者
2022年3月

第2版前言

随着网络技术的快速发展，云计算、数据存储、数据中心、软件定义网络等新型网络规划设计所需技术伴随而生，局域网技术和组网工程发生了新变化和新需求。为适应局域网技术的发展需求、真实网络设计需求和教学内容的需求，本书在第1版的基础上编写而成。为使教材保持原有风格，编者对增加的技术内容进行筛选。
第1章局域网概述，增加了数据通信基础知识，增加了局域网新技术的概念，主要包括虚拟化技术、软件定义网络SDN、数据中心、ICT、物联网和大数据。
第2章局域网的硬件系统，增加了调制解调器、VPN、磁盘阵列RAID、网络安全设备、SDN设备、数据中心内容。删除了交换机和路由器的基本配置的内容。
第3章局域网的软件系统，增加了非结构化数据库、虚拟化软件、网站集群管理系统、SDN、数据存储等。
第4章局域网技术，增加了网络可靠性技术、VXLAN技术，删除原4.3节三层交换机，将STP内容调整到网络可靠性技术一节中。
第5章局域网环境设计，将综合布线系统更改为局域网环境设计。大幅度压缩综合布线系统知识，增加数据中心机房环境建设和环境建设案例。
第6章局域网服务器组网，将Windows Server 2003组网技术更改为局域网服务器组网。在服务器组网方面，从Windows和Linux两大通用平台介绍服务组网步骤，增加Workstation和HyperV常见的虚拟化软件的安装和使用，删除活动目录相关知识。
第7章局域网安全与管理，增加上网行为管理技术、网络新技术安全、网络安全法。
第8章局域网规划与设计，增加存储规划设计、数据备份设计、网络可靠性设计、数据中心设计和虚拟化设计相关知识。
第9章局域网解决方案案例，增加基于等级保护方案、无线网络方案和云数据中心方案。
第10章网络故障排除，增加了光纤网络故障排除、虚拟机故障排除和网络安全故障排除知识。
第2版在编写时，保持第1版的风格，突出以下几个特点。
（1） 突出新技术、产品和解决方案。以校园网、企业网、无线网络、数据中心为案例，使读者对局域网组网的主流技术、主流产品、设计方法及解决方案有所掌握。
（2） 突出网络规划设计核心地位。以网络工程的生命周期引领局域网的需求分析、规划设计过程以及相关网络文档的编写。
（3） 突出局域网安全。及时跟进新技术安全，以基于等级保护的建设为例，给出局域网安全解决方案。
（4） 突出工程建设性和实用性。在云数据中心、无线网络建设、基于等级保护的网络安全建设方面为读者提供工程参考。
（5） 突出理论教学和实践能力。各章配有习题和实践题，对读者的理论知识和实践能力有所检验。
目录

局域网技术与组网工程（第3版）
本书由中原工学院网络工程系课程组完成，改版得到河南省“网络工程专业教学团队”的项目资助。苗凤君主编统稿并参与第1章、第7章编写； 夏冰统筹教学内容体系，参与第8章、第9章编写，其中，第9章中的数据中心案例由董跃钧编写，无线网络案例由张俊宝编写； 董智勇参与编写第2章； 张茜参与编写第3章及第6章的部分内容； 许峰参与编写第5章及第1章的部分内容； 盛剑会参与第6章编写； 董跃钧参与第4章编写； 张俊宝参与编写第10章。郑秋生教授、潘磊副教授、裴斐高级实验师和杨华博士为本书的编写提供了基础性、建设性的意见，网络中心王桢高级工程师对其中的无线网络技术细节给予了技术支持和帮助，在此表示感谢。
由于编者水平所限，书中疏漏或不妥之处在所难免，恳请广大读者批评指正。
编者
2017年8月

第1版前言

局域网作为行政机关、企事业单位等的信息平台，在人们的日常工作、学习、娱乐以及生活中发挥着很大的作用。随着网络新技术发展和企事业新的应用需求，社会急需大量的局域网工程技术人才，尤其是具有比较丰富的设计经验和管理维护经验的高级网络工程师。为了帮助众多高校师生和社会自学人员能比较全面地掌握局域网相关的技术以及网络设计、网络故障排除等工程技术，我们在总结教学和工程经验的基础之上，编写了此书。
局域网技术与组网工程是一门理论性和实践性都很强的课程。全书共分为10章。第1章介绍局域网的基本概念，第2章介绍局域网的硬件系统，第3章介绍局域网的软件系统，第4章介绍局域网常用的技术专题，第5章介绍综合布线系统，第6章介绍Windows Server 2003组网技术，第7章介绍局域网安全与管理，第8章介绍局域网规划与设计，第9章介绍局域网解决方案案例，第10章介绍局域网常见故障排除。
本书的编写考虑以下几个特点。
（1） 突出技术、产品和解决方案。以校园网和企业网为起点，使得读者对局域网的主流技术、主流产品以及完整的解决方案有所掌握。
（2） 突出网络规划设计核心地位。以网络工程的生命周期引领局域网的需求分析、规划设计过程以及相关网络文档的编写。
（3） 突出局域网安全。从局域网常见的技术、软硬件产品开始，到完整的局域网安全解决方案。
（4） 突出理论教学和实践能力。各章配有习题和实践题，对读者的理论知识和实践能力有所检验。
本书由苗凤君主编、统稿、定编并参与第1章、第7章编写； 潘磊参与第2章、第5章编写； 裴斐参与第3章、第6章编写； 杨华参与第4章编写； 夏冰参与第8章、第9章编写； 苗凤君和杨华共同完成第10章的编写。参与本书修改方案讨论和部分内容编写的还有王文奇、董智勇、张书钦等副教授，研究生陈帅、李金武也参与部分校对工作。郑秋生教授为本书的编写提供了大量有建设性的意见，王桢工程师对其中的技术细节给予了技术支持和帮助，在此表示感谢。
由于编者水平所限，书中疏漏或不妥之处在所难免，恳请广大读者批评指正。 
编者
2009年10月

本书自2010年首次出版，经历多次印刷，广受读者认可。第3版在第2版内容基础之上，遵循网络系统集成思路，按照技术专题的方式迎合教学内容，以适应当前人才培养教学的需要和网络发展。 本书从真实案例和实践出发，以核心技术和应用为中心，比较全面地介绍了局域网技术与组网工程的主要内容。全书共10章，具体内容包括：局域网概述、有线局域网集成技术、无线局域网集成技术、广域网集成技术、软件定义网络集成技术、数据中心集成技术、软硬件组网工程、局域网规划与设计、局域网解决方案案例、网络故障排除。本书具有突出局域网新技术，融合当前法律法规要求，侧重工程建设性和实用性等特点，同时书中图文并茂、内容翔实，各章均设有习题和实践题，配备习题答案和课件。 本书可作为高等院校网络工程、数据通信、信息安全、电子信息及相关专业大学本科生、专科生教材使用，对从事相关专业的教学、科研、工程人员及初学者也有参考价值。

本书自2010年首次出版，经历多次印刷，广受读者认可。第3版在第2版内容基础之上，遵循网络系统集成思路，按照技术专题的方式迎合教学内容，以适应当前人才培养教学的需要和网络发展。 本书从真实案例和实践出发，以核心技术和应用为中心，比较全面地介绍了局域网技术与组网工程的主要内容。全书共10章，具体内容包括：局域网概述、有线局域网集成技术、无线局域网集成技术、广域网集成技术、软件定义网络集成技术、数据中心集成技术、软硬件组网工程、局域网规划与设计、局域网解决方案案例、网络故障排除。本书具有突出局域网新技术，融合当前法律法规要求，侧重工程建设性和实用性等特点，同时书中图文并茂、内容翔实，各章均设有习题和实践题，配备习题答案和课件。 本书可作为高等院校网络工程、数据通信、信息安全、电子信息及相关专业大学本科生、专科生教材使用，对从事相关专业的教学、科研、工程人员及初学者也有参考价值。

第1章局域网概述

1.1局域网基础

1.1.1局域网的定义

1.1.2局域网的功能

1.2局域网的组成

1.3局域网的分类

1.3.1按局域网的规模分类

1.3.2按传输介质分类

1.3.3按拓扑结构分类

1.3.4按管理模式分类

1.3.5按数据传输方式分类

1.4局域网基础知识

1.4.1数据通信基本概念

1.4.2IEEE 802参考模型及网络协议

1.5局域网新技术

1.5.1虚拟化技术

1.5.2SDN

1.5.3数据中心

1.5.4工业互联网

1.5.5物联网

1.5.65G

小结

习题与实践

第2章有线局域网集成技术

2.1高速以太网

2.1.1千兆以太网

2.1.2万兆以太网

2.2可靠性技术

2.2.1冗余设备及链路

2.2.2二层冗余及生成树协议

2.2.3三层冗余技术

2.3虚拟局域网

2.3.1VLAN的定义和优点

2.3.2VLAN的实现方法

2.3.3VTP 

2.3.4VXLAN

2.3.5VLAN配置实例

目录

局域网技术与组网工程（第3版）
2.4虚拟专用网

2.4.1VPN的解决方案

2.4.2VPN安全技术

2.4.3SSL VPN应用案例

2.5接入技术

2.5.1常见的接入方式

2.5.2接入方式比较

2．6有线局域网安全技术

2.6.1访问控制技术

2.6.2入侵检测技术

2.6.3数据安全技术

2.6.4网络病毒防治技术

2.6.5态势感知技术

2.6.6网络安全设备

小结

习题与实践

第3章无线局域网集成技术

3.1概述

3．2WiFi技术

3．2．1WiFi概述

3．2．2无线局域网的接入方式

3．2．3WiFi关键技术

3．2．4WiFi6

3．3ZigBee技术

3．3．1ZigBee标准概述 

3．3．2ZigBee技术特点

3．3．3ZigBee协议框架 

3．3．4ZigBee各层规范

3．45G技术

3．4．15G概述

3．4．25G新空口

3．4．3大规模MIMO技术

3．4．4毫米波无线通信技术

3．4．5同时同频全双工技术

3．5窄带物联网技术

3．5．1NBIoT

3．5．2LoRa

3．6无线移动局域网安全技术

3．6．1加密技术

3．6．2认证技术

3．6．3密钥交换技术

3．6．4安全体系

3．6．5典型安全协议

小结

习题与实践

第4章广域网集成技术

4.1简介

4.2分组交换技术

4.2.1广域网的建立

4.2.2分组交换

4.2.3广域网中的寻址

4．3路由选择技术

4．3．1距离矢量路由选择 

4．3．2链路状态路由选择

4．4广域网典型技术

4．4．1ISDN

4．4．2X．25 

4．4．3DDN 

4．4．4帧中继

4．4．5ATM

4．4．6SDH 

4．4．7OTN

小结

习题与实践

第5章软件定义网络集成技术

5.1SDN概述

5.1.1SDN介绍

5.1.2SDN历史

5.1.3SDN产业生态系统

5.2OpenFlow规范

5.2.1OpenFlow概述

5.2.2OpenFlow通信协议

5.3控制器与OpenDaylight

5.3.1控制器概述

5.3.2OpenDaylight控制器

5.4SDN应用案例

小结

习题与实践

第6章数据中心集成技术

6.1结构化布线系统概述

6.1.1结构化布线系统的概念和特点

6.1.2结构化布线系统标准

6.1.3结构化布线系统的设计等级

6.1.4结构化布线系统的设计原则

6.1.5结构化布线系统的设计范围与步骤

6.1.6结构化布线系统的组成

6.1.7结构化布线系统的施工

6.1.8结构化布线系统的测试与验收

6.1.9结构化布线系统计算机辅助设计

6．2数据存储技术

6．2．1磁盘阵列和数据存储

6．2．2数据备份和数据安全

6．3数据中心虚拟化

6．3．1容器

6．3．2虚拟机

6．3．3容器和虚拟机的区别

6.4基于等级保护的数据中心机房建设

6.4.1建设范围和原则

6.4.2安全保护

6.4.3“三度”要求

6.4.4电磁干扰防护

6.4.5接地保护与静电保护

6．4．6空气调节

6.4.7电源系统

6．4．8人流、物流及出入口

6.4.9建设施工

6.4.10工程施工的注意事项

6.5数据中心机房环境建设案例

6.5.1数据中心设计原则

6.5.2数据中心设计内容

小结

习题与实践

第7章软硬件组网工程

7.1局域网硬件系统

7.1.1集线器

7.1.2调制解调器

7.1.3交换机

7.1.4路由器

7.1.5网卡

7.1.6服务器

7.1.7VPN设备

7.2局域网的软件系统

7.2.1服务器端操作系统

7.2.2客户端操作系统

7.2.3数据库软件系统

7.2.4网管软件系统

7.2.5应用软件系统

7.2.6安全软件系统

7.2.7虚拟化软件

7.2.8网站集群管理

7.3网络功能配置

7.3.1DHCP服务器的配置

7.3.2DNS服务器的配置

7.3.3Web服务器的配置

7.3.4FTP服务器的配置

小结

习题与实践

第8章局域网规划与设计

8.1局域网设计与系统集成

8.1.1系统集成概念

8.1.2网络工程的系统集成步骤

8.2局域网设计的原则与模型

8.2.1局域网设计原则

8.2.2局域网设计模型

8.3需求分析

8.3.1需求分析的类型

8.3.2如何获得需求

8.3.3网络商业目标分析和约束

8.3.4网络技术目标分析

8.3.5网络性能分析

8.3.6网络通信流量分析

8.4现有网络分析

8.4.1现有互联网络的拓扑

8.4.2地址和命名特征

8.4.3建筑物之间的距离和环境因素

8.4.4现有网络采用的布线和介质

8.4.5现有网络的性能参数

8.4.6网络应用流量的特征

8.4.7当前网络管理和安全设计

8.5网络逻辑设计

8.5.1网络拓扑结构设计

8.5.2IP地址和命名方案设计

8.5.3VLAN设计

8.5.4交换和路由协议选择

8.5.5互联网接入方案设计

8.5.6安全方案设计

8.5.7管理方案设计

8.5.8无线网络设计

8.5.9存储规划设计

8.5.10数据备份设计

8.5.11网络可靠性设计

8.5.12数据中心设计

8.5.13虚拟化设计

8.6网络物理设计

8.6.1结构化布线系统设计

8.6.2网络设备选择

8.6.3网络机房设计

8.6.4供