本书采用系统集成方法，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”，到“具有几十台到几百台PC的中型局域网”，到“覆盖一个楼宇的网络”，到“覆盖几个楼宇的网络”，到“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”来综合应用前面所学的内容。
本书在第2版的基础上进行了全面修订，内容先进，编排合理，便于教学和能力培养，适应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。
因特网已经将我们带入信息社会，计算机网络已经成为当今社会不可或缺的基础设施，社会对网络系统的强烈需求形成了巨大的网络建设市场，急需大批合格的网络工程师。本书源自作者多年的网络工程课程教学及工程实践经验，是国内第一部网络工程设计课程的教材，已被众多国内高校采用。通过学习本书，读者应该能够理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，具有设计并实现小型、中型、大型网络的能力，并掌握网络维护与测试的常用方法和基本技能。
本书特色：
以TCP/IP协议为蓝本，以“系统集成”作为一个重要出发点，总结了网络工程设计领域的规律，并以模型形式表现出来。
遵循学以致用的原则，以“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”为主线组织教学内容。
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，设计了一系列极具实用性的网络工程案例。在进行理论教学的同时，同步进行实验（实践）教学，有效解决教学中自主性和设计性实验难以实施的问题。
与前一版相比，新版本进一步精选了理论内容并删除了陈旧的内容，如较多地精简了网络设备、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，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内容。
作者简介：
陈 鸣 解放军理工大学教授，博士生导师，全军网络技术研究中心主任，军用网络技术军队重点实验室主任，有近30年计算机网络研究经历和网络相关课程教学经验，担任中国计算机学会网络与数据通信专委会副主任和其他多个学术团体常务理事或委员。负责国家863计划、国家自然科学基金、国家科技攻关、国家973计划子课题及军队重要项目多项，研发的多个网络应用系统在国内得到大规模应用。获省部级科技进步二、三等奖10多项，获国家教学成果二等奖1项、军队教学成果一、二等奖各1项，有国家发明专利8项。发表SCI检索论文10多篇，其他重要期刊论文和教学论文近百篇，并著有多部有影响力的网络教材。
因特网已经将我们带入信息社会，它极大地改变了我们的生产、生活方式，改变了我们的行为和态度。今天，世界上有超过30亿人在使用因特网，我们根本无法想象回到一个没有网络、不能随时随地与朋友聊天、展示照片、观看视频或者在线购物的时代将会是什么样子。在这个计算机网络已经成为社会基础设施的时代，社会对网络系统的强烈需求形成了一个巨大的网络建设市场，因此需要大量合格的网络工程师。
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。
图1 网络工程设计导学图
本书作者建议的教学课时安排参见下表，也可以稍加调整应用于40甚至60学时的
教学。
序号 教学内容 课堂教学
学时 实践教学
学时
1 网络工程设计概述 3 2
2 网络工程设计基础 5 2
3 配置以太网交换机 2 4
4 网络需求分析 4 0
5 网络系统的环境平台设计 2 0
6 配置路由器 2 4
7 企业网设计 6 0
8 网络安全设计 2 0
9 测试验收与维护管理 2 0
10 自主设计性实验 10
总计 50 28 22
事实上，本书每章的网络工程案例及其作业都是实践教学很好的素材，有些实验需要有一定网络实验环境或硬件条件的支持，有些设计作业则只需一张纸和一支笔（通常可用Word和Visio软件代替）即可实施。在实践中，学生们理解了这些设计的基础知识后，可能只需调整设计参数并加以计算，就能够很快拿出一个不错的网络工程设计方案了！实验，特别是自主性和设计性实验，往往是困扰教师的“难题”，我们给出以下建议：一是采用“先硬后软”实验法，即要求每名学生都先实际使用和配置网络设备（如交换机和路由器），然后再让他们使用PacketTracer这样的软件模拟器进行详细配置。这样就可以在不降低教学质量的前提下，降低教学成本和减轻教师劳动强度。二是采用分组实验，即让每4～6人组成一个工程小组（选出或指定一个组长），利用网络实验台上的设备资源，如3台交换机、一台路由器、6台PC（它既是端系统也是一台软路由器）和自行制作的双绞线，规划、设计并实现一个具有三层网络结构模型的原型网络系统。通过10个学时的实验，学生们将会向你提交设计文档、工程管理文档和一个原型系统，以及他们得到提升的能力和自信心！
为了方便教学，我们将为教师们提供用于本书理论教学的PPT文档。需要的教师可登录华章网站获取。
本书的第3版也得益于许多人的关心和帮助。首先要感谢作者的家人，感谢他们多年来的耐心和支持。感谢机械工业出版社华章分社的温莉芳总经理的关心和朱劼编辑的辛勤工作。感谢解放军理工大学指挥信息系统学院和军用网络技术实验室的领导和老师们对本书的肯定、支持和帮助，以及为我们写好这本书提供的便利。感谢谢希仁教授一直支持、鼓励我进行这项工作。感谢胡超博士为本书制作了配套课件，感谢仇小锋、金凤林、胡超、张国敏、邢长友、许博等老师对本书给予的大力支持。感谢南京军区某部工程师常强林对本书2.9节提供的技术支持。研究生吴泉峰、牛文祥校对了书中所有的程序指令。本书的写作参考了大量国内外文献和资料及工程案例，这里一并向有关专家和作者致谢。
限于作者学识，错漏难免，望识者赐教。如果读者发现书中的错误或对本书有任何建议，欢迎通过mingchennj@163.com联系作者。
陈鸣
解放军理工大学指挥信息系统学院
军用网络技术实验室
2014年1月
计算机\网络
因特网已经将我们带入信息社会，计算机网络已经成为当今社会不可或缺的基础设施，社会对网络系统的强烈需求形成了巨大的网络建设市场，急需大批合格的网络工程师。本书源自作者多年的网络工程课程教学及工程实践经验，通过学习本书，读者应该能够理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，具有设计并实现小型、中型、大型网络的能力，并掌握网络维护与测试的常用方法和基本技能。
本书特色
以TCP/IP协议为蓝本，以“系统集成”作为一个重要出发点，总结了网络工程设计领域的规律，并以模型形式表现出来。
遵循学以致用的原则，以“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”为主线组织教学内容。
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，设计了一系列极具实用性的网络工程案例。以便在进行理论教学的同时，同步进行实验（实践）教学，有效解决教学中自主性和设计性实验难以实施的问题。
与前一版相比，新版本进一步精选了理论内容并删除了陈旧的内容，如较多地精简了网络设备、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，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内容。
陈鸣：暂无
前言
第1章 网络工程设计概述
1.1 网络工程的基本概念
1.2 网络工程的系统集成
1.2.1 网络系统集成的特点
1.2.2 网络工程的系统集成模型
1.3 网络工程系统集成的步骤
1.3.1 选择系统集成商或设备供应商
1.3.2 网络系统的需求分析
1.3.3 逻辑网络设计
1.3.4 物理网络设计
1.3.5 网络安全设计
1.3.6 网络设备安装调试与测试验收
1.3.7 网络系统验收
1.3.8 用户培训和系统维护
1.4 网络系统的四层层次模型
1.5 网络系统集成的文档管理
1.5.1 文档的作用和分类
1.5.2 文档的质量要求
1.5.3 文档的管理和维护
1.5.4 常用的文档制作工具
1.5.5 施工组织设计
1.6 网络工程招投标
1.6.1 招投标的形式
1.6.2 招投标的流程
1.6.3 招投标文件规范
1.6.4 投标书的准备
1.6.5 投标书的内容
1.6.6 述标与答疑
1.6.7 商务洽谈与合同签订
1.7 网络工程设计应注意的问题
1.8 网络工程案例教学
1.8.1 案例1：用Project管理网络工程项目
1.8.2 案例2：用Word和Visio设计网络工程文档
习题
第2章 网络工程设计基础
2.1 网络的组成
2.1.1 重要术语
2.1.2 节点和链路
2.2 因特网的网络结构
2.2.1 因特网的层次结构
2.2.2 接入网技术
2.2.3 以太网上的TCP/IP协议
2.3 二层交换机
2.3.1 早期的网络设备
2.3.2 二层交换机的工作原理
2.3.3 交换机的广播域和碰撞域
2.3.4 链路聚合技术和弹性链路
2.3.5 交换机使用的技术
2.3.6 虚拟LAN
2.4 路由器
2.4.1 路由器的结构
2.4.2 路由器的功能与性能
2.4.3 路由器在局域网中的角色
2.5 高层交换机
2.5.1 三层交换机的工作原理
2.5.2 四层交换设备
2.6 访问服务器
2.7 联网物理介质
2.7.1 双绞线
2.7.2 光纤电缆
2.7.3 联网介质的选择
2.8 以太网技术
2.8.1 以太网的原理
2.8.2 半双工和全双工以太网
2.8.3 快速以太网
2.8.4 千兆以太网
2.8.5 10千兆以太网
2.8.6 城域以太网
2.9 服务器
2.9.1 服务器技术
2.9.2 服务器分类
2.9.3 服务器的性能指标
2.9.4 RAID技术
2.10 网络工程案例教学
2.10.1 制作RJ-45双绞线
2.10.2 小型LAN的设计与实现
2.10.3 家庭网络设计
习题
第3章 配置以太网交换机
3.1 熟悉并初步配置交换机
3.1.1 认识交换机的外观
3.1.2 配置交换机
3.1.3 交换机的配置项目
3.1.4 交换机的命令行端口
3.2 配置交换机的基本功能
3.2.1 配置交换机名
3.2.2 配置管理IP地址
3.2.3 配置Telnet登录用户及口令
3.2.4 保存和查看配置信息
3.3 配置交换机支持SNMP管理
3.4 配置二层交换机VLAN功能
3.4.1 基于端口方式划分VLAN
3.4.2 配置连接跨越多台交换机的VLAN干道
3.5 配置MAC地址绑定功能
3.5.1 端口与主机MAC地址的绑定
3.5.2 主机IP地址与MAC地址的绑定
3.6 配置广播抑制功能
3.7 配置交换机的生成树功能
3.8 配置交换机端口聚合功能
3.9 配置三层交换机
3.10 交换机间的连接
3.10.1 交换机级联
3.10.2 交换机堆叠
3.11 网络工程案例教学
3.11.1 使用思科网络模拟器PacketTracer
3.11.2 配置交换机生成树
3.11.3 跨交换机划分虚拟局域网
3.11.4 配置三层交换机实现不同区域的网络连通
习题
第4章 网络需求分析
4.1 分析网络应用目标
4.1.1 确定网络工程需求的步骤
4.1.2 明确网络设计目标
4.1.3 明确网络设计项目的范围
4.1.4 明确用户的网络应用
4.2 分析网络设计约束
4.2.1 政策约束
4.2.2 预算约束
4.2.3 时间约束
4.2.4 应用目标检查表
4.3 网络分析的技术指标
4.3.1 时延
4.3.2 吞吐量
4.3.3 丢包率
4.3.4 时延抖动
4.3.5 路由
4.3.6 带宽
4.3.7 响应时间
4.3.8 利用率
4.3.9 效率
4.3.10 可用性
4.3.11 可扩展性
4.3.12 安全性
4.3.13 可管理性
4.3.14 适应性
4.3.15 可购买性
4.3.16 技术目标检查表
4.4 因特网流量的特点
4.5 分析网络流量
4.5.1 确定流量边界
4.5.2 分析网络通信流量的特征
4.6 网络工程案例教学
4.6.1 网络实验室局域网的设计
4.6.2 办公环境局域网的设计
4.6.3 用Visio绘制网络拓扑图
习题
第5章 网络系统的环境平台设计
5.1 结构化布线系统的基本概念
5.1.1 结构化布线系统的特点
5.1.2 结构化布线系统的应用场合
5.2 结构化布线系统的组成
5.2.1 工作区（终端）子系统
5.2.2 水平布线子系统
5.2.3 垂直干线子系统
5.2.4 管理子系统
5.2.5 设备间子系统
5.2.6 建筑群子系统
5.3 结构化布线系统的设备和部件
5.3.1 承载、连接与配线设施
5.3.2 布线工具
5.4 结构化布线系统工程设计
5.4.1 结构化布线系统工程设计的内容
5.4.2 结构化布线系统标准
5.4.3 结构化布线系统的测试
5.5 网络机房设计
5.5.1 计算机网络机房的总体设计
5.5.2 机房的环境设计
5.5.3 机房空调容量的设计
5.6 网络机房电源设计
5.6.1 配电系统设计
5.6.2 机房供电设计
5.6.3 电源系统接地设计
5.7 数据中心设计
5.7.1 数据中心网络的体系结构
5.7.2 数据中心网络技术的发展
5.8 网络工程案例教学
5.8.1 机房电源容量估算
5.8.2 教学楼结构化布线系统
习题
第6章 配置路由器
6.1 熟悉并初步配置路由器
6.1.1 认识路由器设备
6.1.2 配置路由器
6.1.3 路由器的常用命令
6.2 配置路由器的选路功能
6.2.1 配置端口地址
6.2.2 配置RIP协议
6.2.3 配置OSPF协议
6.2.4 配置静态路由
6.3 配置广域网接口
6.3.1 配置HDLC协议
6.3.2 配置PPP协议
6.4 配置软路由器的方法
6.5 网络工程案例教学
6.5.1 配置简单互联网络的静态路由
6.5.2 配置一个大型企业网
习题
第7章 企业网设计
7.1 企业网的网络结构设计
7.1.1 网络结构设计中的需求
7.1.2 平面结构
7.1.3 按三层层次模型设计网络结构
7.1.4 网络结构的冗余设计
7.1.5 企业网的结构设计
7.2 IP地址规划
7.2.1 网络寻址的基本概念
7.2.2 网络层地址分配原则
7.2.3 设计名字空间
7.3 选择路由选择协议
7.3.1 路由器的路由选择功能
7.3.2 路由选择协议的分类
7.3.3 因特网中的路由选择协议
7.3.4 选择一个路由选择协议
7.4 选择网络管理协议和系统
7.4.1 简单网络管理协议
7.4.2 选择一种SNMP网络管理平台
7.5 企业网的广域网设计
7.5.1 冗余广域网链路
7.5.2 多因特网连接
7.5.3 通过广域网互连
7.6 网络工程案例教学
7.6.1 规划一个校园网的IP地址
7.6.2 设计一个大型校园网
习题
第8章 网络安全设计
8.1 网络安全设计的步骤
8.1.1 信息安全性的三个方面
8.1.2 网络风险分析和管理
8.1.3 分析安全方案的代价
8.1.4 开发安全方案
8.1.5 开发安全策略
8.1.6 开发安全过程
8.2 选择网络安全机制
8.2.1 机密性与密码学
8.2.2 鉴别
8.2.3 报文完整性
8.2.4 密钥分发中心和证书认证机构
8.2.5 访问控制
8.2.6 审计
8.2.7 恶意软件防护
8.2.8 防火墙
8.2.9 入侵检测系统
8.2.10 虚拟专用网
8.2.11 物理安全性
8.3 选择数据备份和容错技术
8.3.1 数据备份
8.3.2 廉价冗余磁盘阵列技术
8.3.3 存储区域网络
8.3.4 因特网数据中心
8.3.5 服务器容错
8.3.6 异地容灾和异地远程恢复
8.3.7 容错电源
8.4 设计网络安全方案
8.4.1 因特网连接安全性
8.4.2 拨号安全性
8.4.3 网络服务安全性
8.4.4 网络端系统的安全性
8.4.5 网络之间的物理隔离
8.4.6
