局域網組建、管理與維護（第2版）

杨威，山西师大教授、硕导，中共山西省委联系的专家（计算机科学与技术）、中国教育信息化专家库成员、CERNET山西省专家组成员、临汾市电子政务建设专家组组长、临汾涉密信息系统评审委员会副主任。主持完成了大中学校园网、大中型企业网、大中型电子政务网等多个项目。2003年10月荣获全国校园网方案设计大赛“**佳高校校园网整网解决方案”。2003年获“山西省高等学校科技进步”一等奖。2004年获“山西省科技进步”二等奖。2005年12月荣获全国校园网方案设计大赛“高校校园网安全整体解决方案”。2006年8月“网络工程设计与系统集成”、“信息技术教学导论”入选“十一五”规划教材。2007年获电子工业出版社作者奖，2007年获全国首届教育硕士指导教师奖。

目　錄

第 1章　局域網基本知識概述　1

1.1　電腦局域網簡介　1

1.1.1　局域網的定義　1

1.1.2　局域網的發展　1

1.1.3　局域網的功能　3

1.1.4　局域網的特點　3

1.2　OSI與TCP/IP　4

1.2.1　網絡協議與體系結構　4

1.2.2　OSI模型與數據封裝　4

1.2.3　TCP/IP體系結構　6

1.3　IPv4地址與域名　9

1.3.1　IPv4地址　9

1.3.2　子網與子網掩碼　10

1.3.3　域名系統　11

1.4　IPv6地址與域名　12

1.4.1　IPv6地址　12

1.4.2　IPv6域名系統　15

1.5　網絡拓撲與過程模型　16

1.5.1　局域網拓撲結構　16

1.5.2　對等網模型　18

1.5.3　客戶機/服務器模型　18

1.5.4　瀏覽器/服務器模型　18

1.5.5　瀏覽器/前置機/服務器模型　19

1.5.6　雲計算模型　20

習題與思考　20

第 2章　局域網組建基礎工作　22

2.1　局域網需求分析　22

2.1.1　需求分析的思想　22

2.1.2　項目經理的職責　23

2.1.3　需求調查文檔記錄　23

2.1.4　用戶調查內容　23

2.1.5　市場調研內容　24

2.1.6　企業網設計內容　25

2.2　局域網綜合布線　26

2.2.1　布線系統結構　26

2.2.2　工作區和水平布線　26

2.2.3　垂直乾線子系統　27

2.2.4　設備間與管理子系統　27

2.2.5　建築群子系統　27

2.2.6　非屏蔽雙絞線安裝　28

2.2.7　屏蔽雙絞線安裝　29

2.2.8　雙絞線測試與標準　30

2.2.9　光纜測試與標準　31

2.3　局域網設計方法　32

2.3.1　網絡物理拓撲結構　32

2.3.2　網絡層次結構　32

2.3.3　有線無線一體化　34

2.3.4　網絡安全管理措施　34

2.4　數據中心機房　35

2.4.1　設計思想　35

2.4.2　TIA-942標準　36

2.4.3　機房布線　37

2.4.4　機房供配電　37

2.4.5　機房節能　40

2.4.6　機房接地保護　41

習題與思考　42

網絡實訓　43

第3章　高速局域網技術與組網管理　44

3.1　以太網技術概述　44

3.1.1　以太網技術標準及發展　44

3.1.2　以太網介質訪問控制技術　45

3.1.3　快速以太網技術　47

3.1.4　吉比特以太網技術　48

3.1.5　10吉比特以太網技術　51

3.1.6　以太無源光網絡技術　53

3.2　常用的局域網設備　54

3.2.1　集線器組成與功能　54

3.2.2　收發器組成與功能　55

3.2.3　網卡組成與功能　55

3.2.4　交換機組成與功能　56

3.2.5　路由交換機組成與功能　56

3.3　交換機技術與組網　57

3.3.1　交換機的網橋技術　57

3.3.2　交換機的交換技術　59

3.3.3　交換機基本配置與連接　59

3.4　虛擬區域網絡由與組網　61

3.4.1　虛擬局域網技術　61

3.4.2　基於VLAN的多層交換　63

3.4.3　VLAN間路由配置　64

3.4.4　交換機性能與連接技術　66

3.4.5　局域網交換機選型　67

3.5　校園網組建案例　69

3.5.1　校園網需求分析　69

3.5.2　校園網設備選型　69

3.5.3　校園網拓撲結構　69

3.5.4　網絡互連與VLAN設置　70

3.5.5　核心層交換機互連配置　71

3.5.6　接入層交換機互連配置　73

習題與思考　74

網絡實訓　74

第4章　區域網絡由與配置管理　76

4.1　區域網絡由技術概述　76

4.1.1　路由器組成與功能　76

4.1.2　路由器協議與作用　78

4.1.3　區域網絡由設備選型　80

4.1.4　路由器安裝與配置準備　81

4.2　邊界路由器配置管理　82

4.2.1　路由器接口配置　83

4.2.2　配置鏈路連接與路由協議　84

4.3　OSPF路由配置管理　85

4.3.1　OSPF協議概述　85

4.3.2　OSPF網絡的配置管理　86

4.3.3　OSPF網絡的默認路由　87

4.4　策略路由配置管理　88

4.4.1　策略路由與策略路由映射圖　88

4.4.2　基於源IP地址的策略路由　89

4.4.3　配置VLAN接口的策略路由　90

4.5　IPv6路由配置管理　92

4.5.1　Windows的IPv6操作命令　92

4.5.2　靜態與默認路由配置管理　92

4.5.3　動態路由RIPng的配置管理　93

4.5.4　動態路由OSPF v3的配置管理　95

4.6　IPv4/IPv6校園網組建案例　97

4.6.1　IPv4/IPv6校園網設計　97

4.6.2　純IPv6網絡配置管理　98

4.6.3　雙棧校園網設備配置管理　101

習題與思考　103

網絡實訓　103

第5章　無線局域網技術與組網管理　104

5.1　無線局域網技術　104

5.1.1　無線局域網標準　104

5.1.2　基於擴頻的調制技術　106

5.1.3　基於PBCC的調制技術　107

5.1.4　基於OFDM的調制技術　107

5.1.5　MIMO與寬通道帶寬技術　108

5.2　無線局域網組建基礎　109

5.2.1　無線局域網設備　109

5.2.2　無線局域網結構　111

5.2.3　CSMA/CA通信機制　112

5.2.4　無線局域網服務區　113

5.3　無線局域網性能改善　114

5.3.1　基於移動IP的漫游通信　114

5.3.2　基於802.11e的MAC層優化　116

5.3.3　基於雙頻多模的物理層優化　117

5.3.4　WLAN的問題與智能化改進　118

5.4　無線校園網組建案例　119

5.4.1　校園無線網需求分析　119

5.4.2　無線局域網產品選型　120

5.4.3　有線無線一體化部署與安裝　121

5.4.4　校園無線網運維管理　122

習題與思考　123

網絡實訓　123

第６章　服務器安裝與配置管理　125

6.1　服務器基本知識　125

6.1.1　服務器功能與分類　125

6.1.2　服務器的CPU結構　126

6.1.3　對稱多路處理　127

6.1.4　內存儲器　128

6.1.5　磁盤接口與RAID　129

6.1.6　網絡存儲與虛擬存儲　131

6.1.7　遠程管理與熱插拔　131

6.2　服務器配置與選型　132

6.2.1　服務器的性能與配置　132

6.2.2　服務器產品選型　135

6.2.3　網絡操作系統選型　136

6.2.4　網絡數據庫選型　137

6.3　操作系統安裝與配置　137

6.3.1　Windows Server 2008的功能概述　137

6.3.2　安裝Windows Server 2008中文版　138

6.3.3　配置Windows Server 2008服務器　139

6.4　DNS服務器安裝與配置　140

6.4.1　DNS服務器安裝與配置　140

6.4.2　客戶機DNS設置與測試　143

6.5　Web服務器安裝與配置　144

6.5.1　安裝IIS 7.0　144

6.5.2　Web服務器的設置　145

6.5.3　多域名與IP地址指派　146

習題與思考　147

網絡實訓　147

第7章　服務器存儲與集群管理　149

7.1　服務器的存儲技術　149

7.1.1　DAS技術　149

7.1.2　NAS技術　150

7.1.3　SAN技術　151

7.1.4　IP SAN技術　152

7.1.5　存儲技術比較　153

7.2　數據備份與恢復技術　154

7.2.1　備份與恢復概述　154

7.2.2　備份類型與方法　155

7.2.3　網絡存儲備份技術　156

7.3　服務器備份與恢復管理　157

7.3.1　安裝Windows Server Backup　157

7.3.2　使用Windows Server Backup備份數據　158

7.3.3　使用Windows Server Backup恢復數據　161

7.4　服務器集群與負載平衡　162

7.4.1　Windows Server 2008集群技術與功能　163

7.4.2　雙機集群工作模式與原理　163

7.4.3　雙機NLB設計與配置案例　166

7.5　服務器集群與虛擬化案例　171

7.5.1　服務器選型與部署　171

7.5.2　服務器機群整體架構　172

7.6　數據集中高效存儲案例　173

7.6.1　存儲與備份需求分析　173

7.6.2　IP/FC SAN產品選型　174

7.6.3　數據集中高效存儲架構　174

習題與思考　175

網絡實訓　175

第8章　局域網絡安全與配置管理　177

8.1　局域網安全概述　177

8.1.1　局域網安全威脅概述　177

8.1.2　局域網安全措施概述　178

8.2　網絡準入與準出控制　179

8.2.1　基於802.1x的準入與認證　179

8.2.2　RADIUS認證組成與機制　180

8.2.3　網絡準入與準出認證比較　181

8.2.4　防止IP地址盜用　182

8.3　操作系統安全配置　183

8.3.1　系統服務包和安全補丁　183

8.3.2　系統賬戶安全配置　184

8.3.3　文件系統安全設置　186

8.3.4　安全模板創建與使用　187

8.3.5　使用安全配置和分析　188

8.3.6　使用安全配置向導　189

8.4　Web服務器安全配置　195

8.4.1　IIS的安全機制　195

8.4.2　設置IP地址限制　196

8.4.3　設置用戶身份驗證　197

8.4.4　設置授權規則　198

8.4.5　設置SSL證書驗證　198

8.4.6　設置文件的NTFS權限　199

8.4.7　審核IIS日誌記錄　200

8.5　局域網邊界安全配置　201

8.5.1　防火牆和路由器　201

8.5.2　使用網絡DMZ　202

8.5.3　ACL的作用與分類　203

8.5.4　ACL的配置方法　203

8.5.5　設置ACL的位置　204

8.5.6　擴展ACL應用案例　205

8.5.7　NAT協議應用案例　207

習題與思考　208

網絡實訓　209

第9章　雲計算技術與組網管理　211

9.1　雲計算概述　211

9.1.1　雲計算的概念　211

9.1.2　雲計算的分類與特點　212

9.2　局域網虛擬化技術　213

9.2.1　網絡虛擬化概述　213

9.2.2　虛擬交換單元概述　213

9.2.3　VSU的屬性參數　214

9.2.4　VSU的虛擬交換鏈路　214

9.2.5　VSU的拓撲發現及變化　215

9.2.6　VSU的雙主機檢測　215

9.3　局域網虛擬化配置管理　216

9.3.1　環形拓撲VSU配置　216

9.3.2　雙核心拓撲VSU配置　219

9.3.3　交換機VSD配置　224

9.4　大學混合雲組建案例　226

9.4.1　需求分析　226

9.4.2　大學雲計算體系結構　226

9.4.3　混合雲網絡整體架構　227

9.4.4　計算與存儲資源虛擬化　229

9.4.5　數據中心資源虛擬化估算　230

9.4.6　混合雲數據中心整體架構　230

9.4.7　混合雲安全及基本配置　232

習題與思考　234

網絡實訓　234

第 10章　局域網運行維護　236

10.1　局域網性能測試　236

10.1.1　局域網性能及指標概述　236

10.1.2　局域網性能測試類型與方法　238

10.1.3　局域網可靠性測試　240

10.1.4　局域網吞吐率測試　240

10.2　局域網性能改善　241

10.2.1　局域網性能改善措施　241

10.2.2　服務器資源優化方法　244

10.2.3　建立與完善網絡配置文檔　245

10.3　局域網故障檢測與排除　246

10.3.1　網絡故障管理方法　246

10.3.2　建立故障管理系統　246

10.3.3　連通性故障檢測與排除　247

10.3.4　接口故障檢測與排除　248

10.3.5　網絡整體狀態統計　248

10.3.6　本機路由表檢查及更改　249

10.3.7　路由故障檢測與排除　250

10.3.8　使用Sniffer Pro診斷網絡　250

10.3.9　設備除塵與防止靜電　252

10.4　局域網性能與安全評估　252

10.4.1　局域網性能評估　253

10.4.2　局域網安全性評估　254

習題與思考　255

網絡實訓　255

參考文獻　257