大型园区网络建设与管理.pdf
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1、书书书大型园区网络建设与管理魏楚元等编著机 械 工 业 出 版 社本书从基础入手,以一个大型网络建设为主线,系统地介绍了一个园区网络规划、设计与实施的原理、方法、技术和管理。本书首先介绍了一个大型园区网络的基本原理、基本概念和关键要素及设计方法。然后分章节、较全面、系统地介绍了网络互连设备、服务器与存储技术、网络安全原理与技术、综合布线系统、网络机房与数据中心和网络管理的设计方法与关键技术。本书涵盖了一个大型网络规划、设计的全过程。作者结合多年从事网络规划设计与管理的实践经验,为读者提供了一个完整的大型园区网络设计方法和当前流行的技术案例,涵盖一个大型园区网络的网络设备、综合布线系统、机房建设
2、、服务器与存储系统、网络管理与安全等主要内容。本书内容通俗易懂,结构清晰、实例丰富、实用性强。本书适合高等院校计算机科学与技术、网络工程、信息安全、软件工程等专业的学生使用,也适合作为网络工程人员的自学教材和培训教材,特别适合作为网络工程技术人员和网络管理人员的工程实践指导书。图书在版编目(C I P)数据大型园区网络建设与管理/魏楚元等编著.北京:机械工业出版社,2 0 1 4.8I S B N9 7 8-7-1 1 1-4 7 7 2 2-8.大.魏.计算机网络管理.T P 3 9 3.0 7中国版本图书馆 C I P数据核字(2 0 1 4)第 1 9 1 6 8 5号机械工业出版社(北
3、京市百万庄大街 2 2号邮政编码 1 0 0 0 3 7)策划编辑:林春泉责任编辑:翟天睿版式设计:赵颖喆责任校对:程俊巧责任印制:刘岚北京京丰印刷厂印刷 2 0 1 5年 3月第 1版第 1次印刷 1 8 4 m m 2 6 0 m m 1 6.5印张3 9 9千字 00 0 1 30 0 0册 标准书号:I S B N9 7 8-7-1 1 1-4 7 7 2 2-8 定价:4 9.0 0元凡购本书,如有缺页、倒页、脱页,由本社发行部调换电话服务网络服务社 服 务 中 心:(0 1 0)8 8 3 6 1 0 6 6销 售 一 部:(0 1 0)6 8 3 2 6 2 9 4销 售 二 部
4、:(0 1 0)8 8 3 7 9 6 4 9教 材 网:h t t p:/w w w.c m p e d u.c o m机工官网:h t t p:/w w w.c m p b o o k.c o m机工官博:h t t p:/w e i b o.c o m/c m p 1 9 5 2读者购书热线:(0 1 0)8 8 3 7 9 2 0 3封面无防伪标均为盗版前言据中国互联网络信息中心(C N N I C)2 0 1 3年 7月 1 7日在京发布的第 3 2次 中国互联网络发展状况统计报告显示:截至 2 0 1 3年 6月底,我国网民规模达到 5.9 1亿,互联网普及率为 4 4.1%。在今
5、年上半年的互联网发展中,手机作为上网终端的表现抢眼,不仅成为新增网民的重要来源,在即时通信、电子商务等网络应用中均有良好的表现。进入 2 1世纪以来,近 1 0年时间,我国网络产业的发展十分迅猛,华为、中兴、锐捷等知名网络厂商推动了网络产业的迅猛发展。中国俨然是一个网络大国,国家层面上推动物联网产业、云计算产业的发展,基础网络设施的建设变得十分重要。行业的发展热潮势必催生了网络基础设施建设的高潮,对网络工程行业的人才需求也变得旺盛。何为一个大型园区网络,并没有一个严格的定义。人们经常讨论的大型园区网络,通常是指这个网络所服务的用户数、信息点数、网络设备台套数等。如一所大学,拥有人数两三万人,这
6、所大学只有一个网络出口,那么这所大学所建设的园区网络覆盖到全校 1 0 0多栋建筑物,构成了这所大学的局域网,这个局域网通常称为校园网。校园网拥有网络核心与数据中心机房,拥有中心机房至全校各单体建筑的主干光缆,每栋楼宇都有覆盖各单体办公室的双绞线缆,每栋楼宇的弱电间都有网络交换机,数据中心机房拥有多台服务器和存储系统等。这些关键要素就构成了一个大型园区网络。如何设计一个大型园区网络呢?业界很多企业、厂商、专家、学者都提出了很多解决方案,如知名网络厂商推出的交换、路由方案。实际上,一个大型园区网络的规划、设计与建设是一个系统工程。从系统论的角度,可以把它分解为几大块:第一,一个以网络设备为主的网
7、络解决方案;第二,一个网络与数据中心机房建设方案;第三,一个与网络解决方案相匹配的综合布线系统解决方案;第四,一个完备的网络管理与网络安全解决方案。可以把这四个关键的解决方案及其实践,归结为网络基础设施的建设。本书系统性地以一个大型网络建设为主线,介绍了一个园区网络规划、设计与实施的原理、方法、技术和管理。本书的作者结合多年从事网络规划设计与管理的实践经验,为读者提供一个完整的大型园区网络设计方法和当前流行的技术案例,涵盖一个大型园区网络的网络设备、综合布线系统、机房建设、服务器与存储系统、网络管理与安全等主要内容。业界不断推出新的产品、新的解决方案,推陈出新,内容繁杂。作者从基础层面着手,抓
8、住主要的要素,由浅入深地介绍一些解决方案。本书最大的特点是实用性强,基本上围绕实践层面,从解决问题入手。这些方案可以供读者理解如何规划一个大型园区网络,如何以最快捷、最实用的方式构建一个大型网络。本书也有部分理论基础,以方便读者理解掌握。本书共分为 8章,各章的主要内容如下:第 1章园区网络工程概述。主要介绍了计算机网络的基本组成、功能、局域网的基础知识。对一个大型园区网络规划与设计的要素进行了介绍,并介绍网络逻辑设计、物理设计、网络弱电工程设计的一些基本概念和方法。第 2章网络互连设备。主要介绍了网络互连的基本概念和常用的网络设备,重点介绍了交换机和路由器的构造、基本原理和性能指标。第 3章
9、数据中心服务器与存储技术。主要介绍了服务器与存储系统的设备特点、构造、板卡、性能指标,给出了一些存储系统的解决方案。第 4章网络安全技术。介绍了网络安全的基本概念、基本攻防技术、给出了网络防火墙、入侵检测、入侵防御系统等关键安全设备的解决方案。第 5章综合布线系统。主要介绍了综合布线系统的规划、设计与施工技术。第 6章网络核心机房建设。主要以一个网络核心机房与数据中心机房建设案例为主,阐述了网络机房建设的一些关键要素。第 7章网络管理。主要介绍了网络管理的基本概念、基本原理和常用的网络管理手段。第 8章大型园区网络规划与设计案例。主要以高校校园网络建设为案例,介绍了园区网络规划与设计的基本方法
10、。本书内容通俗易懂、结构清晰、实例丰富、实用性强。本书适合高等院校计算机科学与技术、网络工程、信息安全、软件工程、智能建筑弱电工程等专业的学生使用,也适合作为网络工程人员的自学教材和培训教材,特别适合于作为网络工程技术人员和网络管理人员的工程实践指导书。本书在编写过程中参考了国内外知名企业、厂商提出的一些经典的解决方案和产品资料,也参考了国内同仁编写的专著、教材的新成果、新知识,在此一并表示感谢。本书的写作得到了张蕾、孙绪华、宋军、李勇振、王东亮、牟综磊等的大力帮助和支持,他们参与编写了部分内容,在此表示感谢。网络是一个复杂系统。本书内容较为全面,但限于篇幅和章节,很多内容并未深入阐述清楚,再
11、限于作者水平有限,书中难免存在很多错误和不完善的地方,敬请读者批评指正。编者2 0 1 4年 6月 大型园区网络建设与管理目录前言第 1章园区网络工程概述11.1 计算机网络概述11.1.1 计算机网络的定义11.1.2 计算机网络的功能11.1.3 计算机网络的分类21.2 局域网31.2.1 局域网的定义及功能31.2.2 局域网的分类41.3 园区网络规划与设计71.3.1 园区网络的概念71.3.2 大型园区网络规划与设计81.3.3 大型园区网络工程设计原则1 01.3.4 组网需求分析1 21.3.5 园区网络建设的性能目标1 41.3.6 园区网络建设的步骤1 71.4 园区网络
12、逻辑设计1 81.4.1 网络拓扑的选择1 81.4.2 网络分层结构设计1 91.4.3 I P地址规划与分配2 11.4.4 I P v 6地址规划与分配2 31.4.5 子网划分与 V L A N2 71.4.6 网络 I n t e r n e t 出口设计2 81.5 园区网络物理设计2 91.5.1 网络传输介质的选择2 91.5.2 结构化布线3 01.5.3 设备选型3 01.5.4 网络弱电机房设计与施工3 3本章小结3 4第 2章网络互连设备3 52.1 网络互连3 52.1.1 网络互连的基本概念3 52.1.2 网络互连的目的及意义3 52.1.3 网络互连的基本原理3
13、 62.2 常用的网络设备3 82.2.1 网络适配器3 82.2.2 中继器4 02.2.3 网桥4 12.2.4 集线器4 22.2.5 网关4 32.3 交换机4 42.3.1 交换机的基本概念4 42.3.2 交换机的工作原理4 42.3.3 以太网交换机的基本功能4 52.3.4 以太网交换机的分类4 52.3.5 交换机的主要性能指标4 62.4 路由器4 72.4.1 路由器的基本概念4 72.4.2 路由器的工作原理4 82.4.3 路由器的基本功能4 92.4.4 路由器的分类4 92.4.5 路由器的主要性能指标5 02.5 主流网络产品介绍5 02.5.1 交换机简介5
14、12.5.2 路由器简介5 3本章小结5 5第 3章数据中心服务器与存储技术5 63.1 服务器技术概述5 63.2 服务器硬件基础5 73.2.1 服务器的 C P U5 73.2.2 服务器的关键部件5 93.2.3 服务器主要性能指标6 23.3 服务器分类6 33.3.1 按服务器的外形结构分类6 33.3.2 按应用层次分类6 53.3.3 按服务器的处理器类型分类6 83.3.4 按服务器的用途分类6 93.4 服务器系统的主要技术7 03.4.1 服务器的基本技术7 03.4.2 服务器的群集与容错技术7 23.4.3 服务器的负载均衡技术7 43.4.4 服务器虚拟化技术7 5
15、3.5 网络存储系统7 83.5.1 网络存储的基本概念7 83.5.2 存储系统相关协议7 93.5.3 存储技术的分类8 03.6 云存储技术8 23.6.1 云存储技术的基本概念8 23.6.2 云存储技术的优势8 33.6.3 云存储的结构模型8 43.6.4 云存储的特点8 53.6.5 云存储解决方案8 7本章小结9 1第 4章网络安全技术9 24.1 网络安全概述9 24.1.1 网络安全的重要性9 24.1.2 网络面临的不安全因素9 24.1.3 网络安全的定义及特征9 34.2 网络安全策略及防护体系9 54.2.1 网络安全策略9 54.2.2 网络安全防护体系9 54.
16、3 常见的网络黑客攻击方法及防范9 64.3.1 网络攻击的步骤9 64.3.2 网络攻击的原理和手段9 74.3.3 I P欺骗攻击9 94.3.4 保护口令安全1 0 14.4 网络安全技术基础理论1 0 24.4.1 密码技术的基本概念1 0 24.4.2 密码体制1 0 34.4.3 认证技术1 0 54.4.4 P K I 技术1 0 74.5 虚拟专用网络1 0 94.5.1 V P N的基本概念1 0 94.5.2 V P N的工作原理1 0 94.5.3 V P N的关键技术和主要协议1 1 04.5.4 V P N常见的三种组网类型1 1 34.5.5 V P N解决方案1
17、1 44.6 防火墙技术1 1 74.6.1 防火墙的基本概念1 1 74.6.2 防火墙的基本功能1 1 84.6.3 防火墙的实现技术1 1 84.6.4 防火墙的分类1 2 04.6.5 防火墙的应用与发展趋势1 2 04.7 入侵检测系统1 2 14.7.1 入侵检测系统的基本概念及功能1 2 24.7.2 入侵检测系统的工作原理1 2 24.7.3 入侵检测系统的分类1 2 44.7.4 入侵检测系统产品的选用方法1 2 54.8 网络安全综合解决方案案例分析1 2 64.8.1 基本思想1 2 64.8.2 安全方案设计1 2 64.8.3 安全防范措施1 2 7本章小结1 2 9
18、第 5章综合布线系统1 3 05.1 综合布线系统概述1 3 05.1.1 综合布线系统简介1 3 05.1.2 综合布线系统的定义1 3 15.1.3 综合布线系统的特点1 3 15.2 综合布线系统的结构1 3 25.2.1 综合布线系统的总体结构1 3 25.2.2 综合布线系统的组成1 3 35.3 网络传输介质1 3 55.3.1 双绞线1 3 65.3.2 同轴电缆1 3 85.3.3 光纤1 3 95.3.4 光缆与光纤连接器1 4 05.4 综合布线系统设计1 4 25.4.1 综合布线系统设计原则1 4 25.4.2 综合布线系统设计标准1 4 35.4.3 综合布线系统设计
19、步骤1 4 45.4.4 综合布线系统设计时需考虑的问题1 4 45.4.5 综合布线各子系统设计1 4 55.5 综合布线系统工程施工技术1 5 25.5.1 综合布线系统工程施工要点1 5 25.5.2 综合布线工程施工常用工具与使用1 5 45.5.3 配线架的安装与端接1 5 65.6 综合布线系统工程测试1 5 95.6.1 综合布线系统测试的必要性1 5 95.6.2 测试标准与测试模型1 5 95.7 综合布线系统设计方案案例1 6 15.7.1 工程概况1 6 15.7.2 功能需求1 6 35.7.3 总体设计思路1 6 35.7.4 各子系统设计1 6 45.7.5 设备间
20、的环境要求1 7 0 大型园区网络建设与管理5.7.6 管道设计1 7 0本章小结1 7 1第 6章网络核心机房建设1 7 26.1 网络核心机房基本概念1 7 26.1.1 网络核心机房的概念1 7 26.1.2 网络核心机房的组成1 7 26.1.3 电子机房的类型及特点1 7 36.2 网络核心机房规划与设计1 7 46.2.1 机房布局规划设计1 7 46.2.2 机房工程1 7 56.3 网络机房选址及机房装修1 7 66.3.1 机房选址考虑的因素1 7 66.3.2 机房室内装修1 7 66.4 供配电系统1 7 76.4.1 供配电概述1 7 76.4.2 不间断电源1 8 1
21、6.4.3 机房照明系统1 8 46.4.4 防雷接地系统1 8 56.4.5 静电防护1 8 66.5 机房空调及新风系统1 8 66.5.1 机房空调系统1 8 66.5.2 精密空调的选择1 8 86.5.3 精密空调机容量的计算方法1 8 96.5.4 新风系统1 9 26.6 机房消防系统1 9 36.6.1 气体灭火消防系统1 9 36.6.2 消防报警及联动控制系统1 9 46.7 机房弱电系统1 9 56.7.1 网络核心机房综合布线系统1 9 56.7.2 K V M系统1 9 96.7.3 机房动力环境监控系统1 9 96.8 网络核心机房设计案例2 0 16.8.1 设计
22、案例情况概述2 0 16.8.2 机房装修工程2 0 26.8.3 机房供配电、照明及防雷接地系统2 0 36.8.4 机房空调及新风系统2 0 56.8.5 综合布线系统工程2 0 66.8.6 消防系统2 0 66.8.7 机房环境及设备集中监控系统2 0 66.9 网络核心机房未来发展趋势2 0 76.9.1 传统数据中心的弊端2 0 76.9.2 数据中心能耗效率计算2 0 76.9.3 绿色数据中心2 0 8本章小结2 0 9第 7章网络管理2 1 17.1 网络管理的基本概念2 1 17.1.1 什么是网络管理2 1 17.1.2 网络管理系统的概念2 1 27.2 网络管理的目标
23、和内容2 1 37.2.1 网络管理的基本目标2 1 37.2.2 网络管理的主要内容2 1 47.2.3 网络管理的基本方式2 1 57.2.4 网络管理的对象2 1 67.3 网络管理的基本功能2 1 67.3.1 配置管理2 1 67.3.2 故障管理2 1 77.3.3 性能管理2 1 87.3.4 安全管理2 1 97.3.5 计费管理2 1 97.4 8 0 2.1 x 认证管理技术2 2 07.4.1 8 0 2.1 x 协议介绍2 2 07.4.2 8 0 2.1 x 认证体系2 2 07.4.3 8 0 2.1 x 认证过程2 2 17.4.4 8 0 2.1 x 认证技术在
24、组网中的应用2 2 37.4.5 8 0 2.1 x 认证的特点2 2 67.4.6 认证技术应用实例2 2 67.5 网络管理平台案例介绍2 2 87.6 计费管理2 3 27.6.1 校园网计费管理的功能2 3 27.6.2 校园网计费系统案例介绍2 3 37.7 校园网安全管理技术2 3 47.7.1 校园网常见的安全风险2 3 47.7.2 校园网安全防范对策2 3 57.8 网络管理员的职责和任务2 3 7本章小结2 4 0第 8章大型园区网络规划与设计案例2 4 18.1 校园网建设与发展历程2 4 18.2 校园网建设总体方案分析2 4 28.2.1 校园网的设计原则2 4 28
25、.2.2 校园网总体方案设计思路2 4 38.2.3 校园网的基本功能与建设目录 需求2 4 48.2.4 校园网设计案例分析2 4 78.3 校园网建设实际案例2 5 08.3.1 建设需求调查2 5 08.3.2 逻辑网络设计方案2 5 18.3.3 I P地址及路由规划2 5 38.3.4 综合布线系统设计2 5 3本章小结2 5 5参考文献2 5 6 大型园区网络建设与管理书书书1第 1章园区网络工程概述1.1 计算机网络概述1.1.1 计算机网络的定义在计算机网络发展过程的不同阶段中,人们对计算机网络提出了不同的定义,它反映了当时网络技术发展的水平,以及人们对网络的认识程度。计算机和
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