图书简介:
目录
第1章 计算机网络工程设计概述 15
1.1 网络工程设计概念 15
1.2 计算机网络工程集成的体系结构 15
1.2.1 基本概念 15
1.2.2 网络环境支持平台 17
1.2.3 网络通信与服务硬件支持平台 17
1.2.4 网络应用平台 17
1.2.5 网络安全平台 18
1.2.6 用户界面 18
1.2.7 选择平台与系统集成应考虑的因素 19
1.3 计算机网络工程设计过程模型 21
1.3.1 网络工程设计的层次 21
1.3.2 网络工程设计的原则和方法 22
1.3.3 网络系统工程设计的工作内容和实施步骤 25
1.4 网络工程的组织 26
1.4.1 组织方式和组织机构 26
1.4.2 网络工程监理 27
1.4.3 网络工程实施 27
1.5 物联网工程设计 28
1.5.1 物联网结构和技术 29
1.5.2 物联网的体系结构 31
1.5.3 物联网工程的层次设计 31
本 章 小 结 32
习 题 一 33
第2章 接入层1——网络连接介质与互联设备 36
2.1 学习情境——网络工程中连接介质与互联设备场景(案例) 36
2.2 网络连接介质与互联设备案例分析 37
2.2.1 情境描述 37
2.2.2 知识点定位 37
2.2.3 任务要求 38
2.2.4 情境迁移到建构的实践环节 38
2.3 工作任务1——网络建设工程中的传输介质 38
2.3.1 双绞线 39
2.3.2 同轴电缆 39
2.3.3 光缆 40
2.3.4 网络传输介质的选择 40
2.4 工作任务2——信息模块的压接技术选择 41
2.4.1 EIA/TIA568A和EIA/TIA568B的关系 41
2.4.2 双绞线与信息模块的连接技术 42
2.4.3 双绞线与RJ-45连接头的连接技术 43
2.4.4 连接信息模块和RJ-45头时的注意事项 43
2.5 工作任务3——光缆连接安装技术 44
2.5.1 光纤布线元件 44
2.5.2 光缆连接的制作 47
2.6 工作任务4——无线连接技术 47
2.7 工作任务5——网卡选择 49
2.8 工作任务6——集线器选择 50
2.9 工作任务7—交换机选择 51
2.9.1 影响网络交换机的性能参数 51
2.9.2 交换机的选择 53
2.10 工作任务8—路由器选择 55
2.10.1 路由器的综述 55
2.10.2 路由器的选择 57
2.11 工作任务9——网桥选择 58
2.12 工作任务10——网关 58
2.12.1 网关的分类 59
2.12.2 网关的功能和作用 59
2.13 针对同类工作任务的实施训练与拓展训练 60
2.13.1 网络介质端接原理实训 60
2.13.2 4对110 模块接线卡打线和配线架端接训练 63
2.14 网络工程接入层中连接产品及工具 66
2.14.1 工具与软件 66
2.14.2 设备连接工具 66
本 章 小 结 68
习 题 二 69
第3章 接入层——综合布线工程设计 72
3.1 学习情境——综合布线系统场景(案例) 72
3.2 综合布线工程设计案例分析 73
3.2.1 情境描述 73
3.2.2 知识点定位 73
3.2.3 任务要求 74
3.2.4 情境迁移到建构的实践环节 74
3.3 工作任务1——结构化综合布线系统 74
3.3.1 结构化综合布线系统的定义 74
3.3.2 网络综合布线标准 75
3.3.3 综合布线系统的设计要领及质量保证措施 75
3.4 工作任务2——综合布线系统工程建设的工作程序 77
3.4.1 布线系统集成商的选择 77
3.4.2 综合布线工程建设的程序 77
3.5 工作任务3——工作区子系统 78
3.5.1 工作区设计要点 78
3.5.2 信息插座连接技术要求 79
3.6 工作任务4——水平干线子系统 80
3.6.1 水平干线子系统设计概述 80
3.6.2 水平干线子系统布线方案 80
3.7 工作任务5——设备间子系统 81
3.7.1 设备间子系统设计概述 81
3.7.2 设备间子系统设计的环境考虑 82
3.8 工作任务6——管理间子系统 82
3.8.1 管理间子系统设备部件 82
3.8.2 管理间子系统的交连硬件部件 82
3.8.3 管理间子系统交连的几种形式 83
3.8.4 管理间子系统的设计原则 84
3.9 工作任务7——垂直干线子系统 85
3.9.1 垂直干线子系统的结构 85
3.9.2 垂直干线子系统设计方法 86
3.10 工作任务8——建筑群子系统 87
3.11 工作任务9——综合布线系统总体设计 87
3.12 工作任务10——网络工程布线施工技术 88
3.12.1 综合布线系统工程施工的基本要求 88
3.12.2 工程施工准备 89
3.13 工作任务11——桥架和槽道的施工 90
3.13.1 桥架和槽道施工的一般要求 90
3.13.2 桥架和槽道安装施工的铺设技术 90
3.14 工作任务12——布线技术 91
3.14.1 线缆牵引技术 92
3.14.2 建筑物主干线电缆连接技术 92
3.14.3 建筑群间电缆布线技术 94
3.14.4 建筑物内水平布线技术 94
3.14.5 光缆布线技术 95
3.15 工作任务13——工程验收 95
3.15.1 制定网络验收计划与内容 95
3.15.2 综合布线系统验收 97
3.15.3 文档与系统测试验收 98
3.15.4 工程施工方提供的验收鉴定材料 98
3.16 工作任务14——网络接入层系统测试 98
3.16.1 电缆测试的标准和内容 98
3.16.2 电缆的认证报告 100
3.16.2 光纤的测试 101
3.16.3 WLAN无线测试 102
3.17 针对同类工作任务的实施训练与拓展训练 105
3.17.1 综合布线系统实训 105
3.17.2 综合布线方案设计训练 106
3.18 网络工程性能认证测试设备与软件使用 106
本 章 小 结 106
习 题 三 107
第4章 网络层1——逻辑网络设计 112
4.1 学习情境——校园网的逻辑网络场景(案例) 112
4.2 校园网的逻辑网络案例分析 113
4.2.1 情境描述 113
4.2.2 知识点定位 113
4.2.3 任务要求 115
4.2.4 情境迁移到建构的实践环节 115
4.3 工作任务1——网络方案设计 115
4.3.1 网络方案设计的原则 115
4.3.2 网络方案设计的常见类型 116
4.3.3 网络方案设计的内容 120
4.4 工作任务2——网络拓扑结构设计 121
4.4.1 网络拓扑结构设计类型 122
4.4.2 校园网络拓扑结构设计 122
4.4.3 企业网络拓扑结构设计 122
4.4.4 网络拓扑结构的评估与选择 123
4.5 工作任务3——网络协议选择 124
4.5.1 网络协议标准的选择 124
4.5.2 选路协议的选择 127
4.5.3 IPV6的迁移 128
4.6 工作任务4——IP地址规划 129
4.6.1 网络地址的基本形式 130
4.6.2 网络地址的分配原则 130
4.6.3 公用地址和专用地址的分配方式 130
4.7 工作任务5——网络技术的选择 132
4.7.1 传统以太网 132
4.7.2 快速以太网 132
4.7.3 高速以太网 132
4.7.4 光纤分布式数据接口(FDDI) 133
4.7.5 ATM网络技术 134
4.7.6 网络技术的选择 135
4.8 工作任务6——网络操作系统的选择 138
4.9 工作任务7——服务器的选择 140
4.9.1 服务器的作用与分类 140
4.9.2 影响服务器性能和稳定的因素 142
4.9.3 服务器的选择 142
4.10 工作任务8——网络存储备份技术 146
4.10.1 网络存储技术概述 146
4.10.2 RAID技术 146
4.10.3 网络存储备份系统的主要技术和选择 150
4.10.4 2节点服务器群集+存储系统解决方案 153
4.10.5 存储系统方案设计原则与要点 155
4.11 工作任务9——网络工作站 156
4.12 针对同类工作任务的实施训练与拓展训练 157
4.12.1 数字化校园逻辑网络分析与设计 157
4.12.2 数字化校园中核心层IP系统设计 158
4.11.3 存储、集群双机热备方案设计 159
4.13 同类工具软件介绍 160
4.13.1 逻辑网络分析与设计类软件 160
4.13.2 软件介绍 161
本 章 小 结 161
习 题 四 161
第5章 网络层2——网络系统故障 检测及其处理 166
5.1 学习情境——网络系统故障检测场景(案例) 166
5.2 网络系统故障检测案例分析 167
5.2.1 情境描述 167
5.2.2 知识点定位 168
5.2.3 任务要求 169
5.2.4 情境迁移到建构的实践环节 169
5.3 工作任务1——常见的网络系统故障 169
5.3.1 网络系统故障概述 169
5.3.2 通信媒介故障 170
5.3.3 计算机故障 170
5.3.4 通信设备故障 170
5.3.5 协议失配 172
5.3.6 网络堵塞 172
5.3.7 网络风暴 172
5.4 工作任务2——网络故障的分析与检测方法 173
5.4.1 网络系统故障诊断思路 173
5.4.2 常用的网络故障排除方法 174
5.5 工作任务3——网络测试 177
5.5.1 网络拓扑发现 177
5.5.2 延误时间的测量分析 177
5.5.2 吞吐量的测量分析 179
5.5.2 网络带宽的测量分析 179
5.6 工作任务4——以太网故障排除 180
5.6.1 数据链路层状况评估 180
5.6.2 以太网故障查找的一般规则 180
5.6.3 以太网阻塞的解决方法 181
5.7 工作任务5——无线网络故障排除 183
5.7.1 WIFI无线网络故障处理 183
5.7.2 无线LAN故障检测与处理 184
5.8 工作任务6——网络系统故障的综合处理 186
5.8.1 服务器与局域网交换故障的检测与处理 186
5.8.2 路由器故障的检测与处理 187
5.8.3 TCP/IP故障的检测与处理 187
5.8.4 传输层及高层故障分析与处理 188
5.9 工作任务7——网络系统评估 189
5.9.1 评估基本知识 189
5.9.2 网络健壮性评估 190
5.9.3 网络安全评估 191
5.10 针对同类工作任务的实施训练与拓展训练 192
5.10.1 基于ICMP协议的TRACERT命令分析 192
5.10.2 网络中异常流量的分析与定位 192
5.10.3 某校园网络故障诊断分析 193
5.11 网络系统故障检测软件使用 194
5.11.1 网络系统故障检测软件与设备 194
5.11.2 科来网络分析系统 194
本 章 小 结 195
习 题 五 195
第6章 应用层1——网络工程分析与规划 198
6.1 学习情境-智慧校园网络工程(案例) 198
6.2 智慧校园网络工程案例分析 199
6.2.1 情境描述 200
6.2.2 知识点定位 200
6.2.3 任务要求 200
6.2.4 情境迁移到建构的实践环节 200
6.3 工作任务1——网络工程分析 200
6.3.1 网络需求分析 201
6.3.2 环境分析 202
6.3.3 业务需求分析 202
6.3.4 管理需求分析 202
6.3.5 安全性需求分析 203
6.3.6 网络规模分析 203
6.3.7 网络拓扑结构分析 204
6.3.8 外部联网分析 204
6.3.9 网络扩展性分析 204
6.3.10 网络通信平台分析 204
6.3.11 网络冗余分析 208
6.4 工作任务2——网络工程规划的目标与准则 210
6.4.1 网络规划目标 210
6.4.2 网络规划准则 211
6.5 工作任务3——网络工程规划设计的一般方法 212
6.5.1 分层网络设计概述 212
6.5.2 通信子网规划设计 213
6.5.3 资源子网规划设计 214
6.6 工作任务4——网络工程设计应用约束 214
6.6.1 政策约束 214
6.6.2 预算约束 214
6.6.3 时间约束 215
6.7 工作任务5——网络工程设计的技术指标 215
6.7.1 影响网络工程设计的主要因素 215
6.7.2 网络性能参数 216
6.8 工作任务6——网络工程设计方案综述 225
6.9 智慧校园网络工程设计方案报告 227
6.9.1 案例项目分析 227
6.9.2 网络工程设计方案 229
6.10 针对同类工作任务的实训与拓展训练 236
6.10.1 智能校园中物联网智能大楼传感网络分析与设计 236
6.10.2 智能校园中物联网智能大楼传感网络的WIFI+3G双模接入层系统设计 237
6.10.3 智能校园中物联网智能大楼传感网络的安全性设计 237
6.11 同类工具软件介绍 238
6.11.1 网络工程分析与设计类软件和仪器 238
6.11.2 流量分析与监控类软件–科来与网路岗 238
本 章 小 结 239
习 题 六 239
第7章 应用层2——智能楼宇网络系统的设计 242
7.1 学习情境-某制造与控制工程中心智能大楼场景(案例) 242
7.2 某制造与控制工程中心智能大楼案例分析 243
7.2.1 情境描述 243
7.2.2 知识点定位 243
7.2.3 任务要求 243
7.2.4 情境迁移到建构的实践环节 243
7.3 工作任务1——智能楼宇的组成和基本功能 244
7.3.1 智能楼宇概念 244
7.3.2 智能楼宇的主要功能与组成 244
7.4 工作任务2——全数字视频监控系统 249
7.4.1 视频采集与压缩设备选择 249
7.4.2 网络视频传输系统设计 252
7.5 工作任务3——智能安防报警系统设计 257
7.5.1 系统构成 257
7.5.2 智能安防报警系统的设计 257
7.6 工作任务4——智能可视对讲/门禁管理系统 265
7.6.1 系统组成与原理 265
7.6.2 门禁管理系统的设备选型与配置 267
7.7 工作任务5——智能楼宇的环境感知网络工程设计 269
7.7.1 智能楼宇环境监测 269
7.7.2 智能楼宇环境监测的传感网络设计 270
7.7.3 智能楼宇的大数据云平台部署 271
7.7.4 SINK节点与局域网设计 272
7.8 针对同类工作任务的实施训练与拓展训练 273
7.8.1 智能楼宇网络系统实施训练 273
7.8.2 智能楼宇网络系统拓展训练 278
本 章 小 结 280
习 题 三 280
第8章 服务层-网络系统集成项目方案及标书 283
8.1 学习情境-网络系统集成项目案例 283
8.2 网络系统集成项目案例分析 284
8.2.1 情境描述 284
8.2.2 知识点定位 284
8.2.3 任务要求 285
8.2.4 情境迁移到建构的实践环节 285
8.3 工作任务1-系统集成项目投标活动 285
8.3.1 项目投标管理的内容 285
8.3.2 项目投标管理的过程 286
8.3.3 项目投标管理的两个关键点 289
8.4 工作任务2-系统集成项目投标书的组成及内容要点 290
8.4.1 从评标中看甲方对系统集成商投标的要求和倾向 290
8.4.2 项目投标书的构成要件 290
8.5 工作任务3-投标须知 291
8.5.1 对投标人的要求 291
8.5.2 招标与投标要求 292
8.5.3 投标书的编制 294
8.6 工作任务4-招标文件响应信息 296
8.6.1 系统验收说明 296
8.6.2 人员培训 297
8.7 针对同类工作任务的实施训练与拓展训练 297
8.7.1 投标邀请函 298
8.7.2 投标人须知 299
8.7.3 招标书 299
8.7.4 合同条款 299
本 章 小 结 299
习 题 八 299
参考文献
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前言
随着物联网产业规模迅速扩大,企业急需更多高素质技能型人才。一方面,企业有意愿通过培训,在短时期内满足人力资源需求;另一方面,高职院校应该满足社会发展及企业的需要,及时修订或补充相关领域新知识和新技术,培养和输送相关人才。但传统教材的知识结构和实训内容不能满足以上需求。
以往的网络工程设计这门课针对局域网和互联网讲得比较多,对无线传感器网络与移动通信网络,以及无线宽带网络与互联网融合方面的内容涉及较少。从产业状况、人才需求的必要性来看,当务之急需要编写这方面的内容,以适应当下融合网络工程的物联网技术发展对新网络人才的需求。本教材使学生澄清物联网与传统网络之间的关系,充实了物联网的发展带来的网络工程设计方面的新技术、新产品、新装备、新工艺和新的解决方案等内容。
1内容特色
以网络工程的“工作过程”流程为导向,构建接入层、网络层、应用层和服务层的知识结构,按层次结构编排章节内容,如图1所示。
每章的学习情境从案例解析入手,定位相关知识点,然后按照案例提出的工作任务、工作过程和工作情境组织教学,形成围绕工作需求的新型教学与训练项目,增强学生网络工程设计应用能力培养的有效性。其中,教材中涉及的所有案例、实践项目以智能校园网和智能楼宇现实工程为主要背景。
逻辑结构分明,体例新颖,产教结合。本书由浅入深,先介绍网络工程设计的基本理论以及应用案例,然后讲述最新网络工程的技术支撑、知识体系,最后讲解具体的网络工程应用,使学生对网络工程设计应用技术有一个较全面的了解,如图2所示。
2“案例—任务驱动—工作过程为导向”的课程体系和实训结构
(1)“案例—任务驱动—工作过程为导向”的课程体系(见图3)
作为2012年中央财政支持的集教学、培训、应用技术研究和社会服务等功能为一体的国家级物联网技术综合实训基地主要技术负责人和本教材主编单位,我们拥有围绕物联网技术的采集、传输、处理与应用四大核心领域的实训群。在室内及学校等场所部署的数百个节点的环境监测感知应用系统,为本教材提供了开放型和共享的网络工程应用案例场景及验证平台服务。通过物联网国家实训基地的建设,我们汲取了许多物联网工程和应用的教学理念,对本书的编写助益良多。
(2)实训结构
同理论教学体系结构一样,确立分层次的实验教学目标体系,总的目标是通过实施一系列实验教学,使学生的网络知识、网络能力、网络素质得到综合提高。在此总体教学目标指导下,结合该课程的特点和社会需求,提出了3个层次,即基础实验、仿真和验证实验以及系统综合实验。围绕这3个层次,我们设计了10个大的实验项目。图4所示为分层教学目标体系与实验项目的示意图。
本书由刘昭斌、刘文芝、李金祥策划。其中,第2章、第6章、第7章、第8章和附录由刘昭斌老师编写,第1章、第3章、第4章和第5章由刘文芝老师编写,姚领众副研究员提供了大量的案例。全书由刘昭斌统稿,由刘文芝担任主审并负责编排。
本书在编写过程中,得到合作企业的大量案例和支持,以及许多应用型本科计算机教研室老师的指导和审阅,他们提出了许多宝贵的修改意见,在此表示衷心的感谢!由于水平有限、时间仓促,书中错误和疏漏之处在所难免,恳请广大专家和读者批评指正。
本书免费提供电子课件和课程网站,联系邮箱:lzbwsz@126.com。
刘昭斌 刘文芝
20143
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