本书的内容主要包括: 数据通信基础知识; 计算机网络基础; 计算机网络中硬件设备选型; 局域网的组网与配置; 综合布线系统; 现代建筑的多种通信及网络系统; 楼宇自动化技术中的控制网络技术; 网络系统的安全及管理; 计算机网络规划与设计;网络编程; 下一代互联网技术; 移动互联网技术、物联网技术等。
本书的内容主要包括:数据通信基础知识;计算机网络基础;计算机网络中硬件设备选型;局域网的组网与配置;综合布线系统;现代建筑的多种通信及网络系统;楼宇自动化技术中的控制网络技术;网络系统的安全及管理;计算机网络规划与设计;网络编程;下一代互联网技术;移动互联网技术、物联网技术等。取材内容较新颖先进,贴近工程实际,并有一定的理论深度;具有鲜明的建筑行业特点,对在楼宇自控系统中有着深入应用的控制网络技术给予了较深入的展开性叙述,这样做的目的是为建筑类高校电气工程及其自动化、自动化、建筑电气与智能化专业的本科生进一步深入学习和研究建筑智能化技术信息化技术提供了相关的基础。
本书取材新颖,内容丰富,具有一定的理论深度,理论与工程实际联系紧密。
除覆盖当前计算机网络技术的核心知识外,还具有较强的建筑行业特色。书中的“现代建筑的多种通信及网络系统”和“楼宇自动化技术中的控制网络技术”,弥补了建筑类高校计算机网络课程对于建筑弱电系统涉及的通信网络尤其是控制网络部分知识介绍的不足。
书中对以太网技术在楼控系统中的应用也做了较深入地叙述。
适合作为建筑类高校电气工程及其自动化、建筑电气与智能化以及自动化等专业计算机网络技术课程的教材。
“计算机网络与通信技术”的内容发展非常迅速,并且“计算机网络技术”是许多重要专业分支课程的专业基础课程,这样一来,就要求在不同的行业和领域,在应用“计算机网络技术”的理论和实验体系时兼顾行业的特点。
建筑类高等院校电气工程及其自动化、自动化、建筑电气与智能化等电类专业对“计算机网络和通信技术”教材的内容有较强的行业特色需求,尤其是在建筑设备监控系统中用到许多控制网络技术的内容,在大多数现有的“计算机网络和通信技术”教材中较少见到。
撰写一本适合建筑类高校的电气工程及其自动化、自动化、建筑电气与智能化等电类专业本科生使用的“计算机网络与通信技术”教材,满足这些专业的教学和市场需求,是作者撰写本书的目的。本书的内容为上述专业的学习提供了计算机网络必需的知识和技能,同时也提供了进一步深入学习和研究建筑智能化和信息化技术紧密关联而必须掌握的网络技术知识。
本书的工程实践性较强,在学习理论的同时,安排了经过精心组织的实验内容大约10个学时。
本书的以下内容:数据通信基础知识;计算机网络基础;计算机网络中硬件设备选型;局域网的组网与配置;网络系统的安全及管理;计算机网络规划与设计;网络编程;下一代互联网技术覆盖了计算机网络技术学习的主干部分;本书的另外一部分内容:综合布线系统;现代建筑的多种通信及网络系统;楼宇自动化技术中的控制网络技术,是本书具有行业特色的部分,内容丰富,具有一定的理论深度。
本书由具有多年从事计算机网络技术教学和建筑智能化信息化技术教学,有着丰富教学经验的老师撰写。本书的作者有北京建筑工程学院电信学院的张少军教授、谭志博士、李蓬副教授和周渡海高工。具体的撰写分工如下:
张少军教授撰写的部分有第4章(局域网的组网与配置)、第6章(建筑环境中的通信及网络系统)、第7章(楼宇自动化技术中的控制网络技术)、第9章(计算机网络规划与设计)、第10章(网络编程)、第11章(下一代互联网技术)(和李蓬老师共同撰写)。
谭志博士撰写的部分有第1章(数据通信基础知识)、第2章(计算机网络基础)、第8章(网络系统的安全及管理的一部分)(8.1网络安全防护技术~8.4入侵检测系统)。
李蓬副教授撰写的部分有第3章(计算机网络中硬件设备选型)、第8章(网络系统的安全及管理的一部分)(8.5网络硬件的安全防护)。
周渡海高级工程师撰写了第5章(综合布线系统)。
撰写本书的过程中,由于时间仓促,难免有一些疏漏和不足,恳请广大读者批评指正。
未经许可,不得复制和抄袭本书部分或全部内容。违者必究。
编者2016年9月
张少军,博士,教授,长期从事高校本科生的网络通信及建筑智能化信息化技术教学和研究工作。实践工作经验丰富;编著、主编出版教材30余部。
第1章数据通信基础知识/1
1.1现代通信概述/1
1.2现代通信的基本概念/3
1.3通信方式/7
1.4数据编码/8
1.5数据交换技术/10
1.6信道复用与多址方式/12
1.7差错控制/14
1.8带宽和数据传输速率/17
1.8.1信道带宽/17
1.8.2误码率与信道延迟/19
1.9现代通信网简介/19
1.9.1电信网/19
1.9.2计算机网络和广播电视网/20
1.9.3传送网/20
1.9.4电话网/23
1.9.5智能网概述/24
习题/25第2章计算机网络基础/26
2.1计算机网络系统概论/26
2.1.1计算机网络系统的定义/26
2.1.2计算机网络的作用/26
2.1.3计算机网络系统的分类/27
2.2网络体系结构和协议/28
2.2.1标准化组织和协议/29
2.2.2ISO/OSI参考模型/31
2.2.3TCP/IP模型/38
2.3局域网的基本概念/43
2.3.1局域网的特点/432.3.2媒体访问控制技术/44
2.3.3局域网协议/45
2.3.4常用局域网介绍/47
2.4高速局域网技术/50
2.4.1发展高速局域网的原因/50
2.4.2高速局域网技术/51
2.5广域网/53
2.6网络的互联技术/56
2.6.1网络的互联设备/56
2.6.2网络互连的应用/58
2.7网络管理/61
2.7.1网络管理的发展过程和现状/61
2.7.2网络管理的功能模型/62
2.7.3网络管理的系统构成/65
2.8网络工程设计/66
2.8.1网络工程设计的基本原则/67
2.8.2网络工程设计的步骤/68
2.8.3网络工程设计实施后
的测试与验收/69
2.9网络操作系统/72
2.9.1Windows类网络操作系统/74
2.9.2Linux网络操作系统/75
2.9.3UNIX网络操作系统/75
2.9.4NetWare网络操作系统/76
习题/76第3章计算机网络中硬件设备选型/78
3.1交换机的使用及选型/78
3.1.1交换机概述/78
3.1.2交换机的使用/81
3.1.3交换机的选型/83
3.1.4交换机的选购/85
3.2路由器的使用及选型/87
3.2.1路由器概述/87
3.2.2路由器的使用/90
3.2.3路由器设备的选型/93
3.3其他网络硬件设备选型及维护/96
3.3.1网络服务器的选型/96
3.3.2网络工作站(客户机)的选型/99
3.3.3网络存储设备的选型/101
3.4网络传输介质的选择/103
3.4.1双绞线/103
3.4.2同轴电缆/105
3.4.3光纤/106
3.4.4非导向传输介质/107
习题/108第4章局域网的组网与配置/109
4.1局域网组网时通信协议的选择/109
4.1.1网络通信协议/109
4.1.2选择网络通信协议/110
4.2IP地址、子网掩码及子网划分/110
4.2.1IP地址/111
4.2.2子网分割和子网掩码/113
4.3域名和DHCP动态主机分配协议/116
4.3.1域名/116
4.3.2DHCP服务器/116
4.4基于Windows XP组建对等网/117
4.4.110baseT网络的组网/117
4.4.2组建Windows XP下的双机
互联对等网络/117
4.5测试计算机是否连通的几种常用方法/126
4.5.1使用ping命令测试计算机
是否连通的方法/127
4.5.2使用“网上邻居”进行测试/128
4.5.3使用“搜索”的方法测试
网络的连通性/129
4.5.4网络没有连通的故障分析/130
4.6组建客户机/服务器局域网/130
4.6.1客户机/服务器局域网
的几个概念/130
4.6.2配置Windows 2000 Server
服务器/132
4.6.3配置DHCP服务器/147
4.7配置客户机/158
4.7.1配置Windows XP客户机/158
4.7.2创建用户账户/158
4.7.3客户机登录域/163
习题/168第5章综合布线系统/170
5.1综合布线系统及其组成/170
5.1.1综合布线系统/170
5.1.2综合布线系统的组成/172
5.2综合布线、接入网及高速信息公路
之间的关系/173
5.2.1接入网和信息高速公路/173
5.2.2综合布线、接入网和信息高速
公路之间的关系/174
5.3综合布线的传输线缆、配线架和
信息插座/174
5.3.1综合布线的传输线缆/174
5.3.2配线架和机柜/178
5.3.3信息插座和跳线/180
5.4综合布线的六个子系统/181
5.4.1建筑群干线子系统和
设备间子系统/181
5.4.2垂直干线子系统/182
5.4.3管理区子系统/183
5.4.4水平子系统及其设计/183
5.4.5工作区子系统/186
5.4.6综合布线系统各子系统的连接/187
5.4.7缆线长度划分/187
5.5T568B/A标准与对绞线缆的使用/188
5.5.1T568B标准和T568标准/188
5.5.2连接不同设备使用不同
制式的线缆/190
5.5.3网络线缆测试仪测试交叉线
和直通线/191
5.6综合布线系统拓扑结构和交换机
配线架的连接/191
5.6.1综合布线系统拓扑结构/191
5.6.2交换机和配线架的连接/191
5.6.3综合布线系统的配线架配置/193
5.7设备间、通信子系统及设计/194
5.7.1设备间、通信间子系统概述/194
5.7.2通信间和设备间的设计/195
5.8综合布线设计与电信网络的配合关系/198
5.8.1光纤接入网及基本结构/198
5.8.2光纤接入网的参考配置/198
5.8.3光纤接入网的应用类型/199
5.8.4EPON和GPON无源光网络/201
5.8.5布线设计要和电信网络的发展与
敷设进行配合/202
习题/202第6章建筑环境中的通信及网络系统/204
6.1程控数字用户交换机系统/204
6.1.1程控数字用户交换机系统的
作用和特点/204
6.1.2程控交换机基本构成/206
6.2接入网技术/208
6.2.1接入网/208
6.2.2接入网的接口/209
6.2.3接入网的技术类型/210
6.2.4IP接入网/212
6.3宽带接入网/214
6.3.1因特网的接入方式/214
6.3.2数字用户线(XDSL)接入/215
6.3.3以太网接入方式
(LAN接入方式)/219
6.3.4有线宽带网HFC
(Cable Modem接入)/219
6.3.5无线网络与无线宽带接入/220
6.4移动无线网络及通信系统/221
6.4.1移动通信的发展及系统组成/221
6.4.2GPRS通信系统/223
6.4.3CDMA通信系统/224
6.4.4第三代移动通信系统/226
6.4.54G移动通信系统/228
6.5短距低无线网络技术/230
6.5.1短距无线网络/230
6.5.2ZigBee网络技术/231
6.5.3蓝牙网络技术/233
6.5.4NFC技术/234
6.5.5短距无线网络的互联互通/234
6.6移动互联网/237
6.6.1移动互联网的组成和用户终端/237
6.6.2支撑移动互联网发展的部分
第3章计算机网络中硬件设备选型
3.1交换机的使用及选型〖1〗3.1.1交换机概述〖*4/5〗1.交换机的定义交换机(Switch)是一种高性价比和高端口密度的网络连接设备。目前在网络规划设计中应用十分普遍。通常交换机工作在OSI参考模型中的数据链路层,可以识别数据帧中的MAC地址信息,根据数据帧中的目的MAC地址进行数据转发。交换机用于直接连接主机或其他网段,实现数据高速、准确地转发。交换机对用户是透明的,通常不需要配置就可以直接使用,降低了管理开销。
2.交换机的工作原理
“交换”的概念是对集线器共享工作模式的改进。与集线器不同,交换机可实现多对端口之间同时建立数据连接,进行独立的数据传输。每一对端口可视为独立的网段,连接在其上的主机独自享有带宽,无须与其他主机竞争使用。集线器的各个端口属于同一冲突域,而交换机能够分割冲突域,为每个主机提供独立的网络带宽。
在进行数据传输时,交换机执行两个基本操作:一是构造和维护转发表,另一个是进行数据转发。交换机的工作过程如下:
(1)当交换机从某个端口收到一个数据帧时,读取帧首部中的源MAC地址和目的MAC地址信息。
(2)如果源MAC地址在交换机的转发表中没有记录,则记录这一源MAC地址与输入端口号。其作用是当目的主机回复源主机时,就可以直接根据转发表转发。
(3)根据目的MAC地址在转发表中查找相应的端口。如果转发表中有与目的MAC地址对应的端口,就把数据帧从这个端口上转发出去。
(4)如果转发表中找不到相应的端口,则把数据帧广播到除输入端口外的其他端口上。这样可以保证数据帧到达接收方。
3.交换机的功能
交换机的主要功能包括构造和维护转发表、转发数据帧、差错检测、VLAN划分、链路聚合等。有的中高档交换机还具有支持路由协议、防火墙、VPN和QoS等功能。
(1)构造和维护转发表。交换机根据每一端口相连主机的MAC地址和相应的端口号,存放于交换机的转发表中。
(2)转发数据帧。当数据帧的目的MAC地址在转发表中,它可被直接转发到连接目的主机的端口。如果在转发表中没有目的MAC地址,则该数据帧被广播到其他所有端口。
(3)消除环路。为了提高网络的可靠性,通常交换机之间采用冗余连接,这样网络中就出现了环路。当网络中含有环路时,会出现广播风暴,降低了网络性能,严重的可导致网络瘫痪。交换机可通过生成树协议(SpanningTreeProtocol,STP)避免环路的产生,同时提供后备路径。
(4)扩展网络。交换机除了能够连接同种类型的网络,还可以连接不同类型的网络(如以太网和令牌环网)、不同传输速度的网络,而集线器只能连接相同类型、相同速度的网络。
4.交换机的交换方式
交换机的交换方式包括直通式、存储转发式和无碎片隔离式三种。
……