本书是《网络工程师教育丛书》的第8册，通过网络工程实例讨论网络设计与应用。全书共9章：第一、二章是网络系统需求和性能分析；第三、四章讨论网络的逻辑设计和物理设计；第五章给出比较完整的网络工程设计案例；第六、七章分别介绍Linux和Windows网络服务配置；第八章介绍Web应用服务与配置；第九章讨论Web程序设计方法。为帮助读者更好地掌握基础理论知识和应对认证考试，各章均附有小结、练习及小测验，并对典型题型给出解答提示。

出 版 说 明 　　人类已进入互联网时代，以物联网、云计算、移动互联网和大数据为代表的新一轮信息技术革命，正在深刻地影响和改变经济社会各领域。随着信息技术的发展，网络已经融入社会生活的方方面面，与人们的日常生活密不可分。我国已成为网络大国，网民数量位居世界第一；但我国要成为网络强国，推进网络强国建设，迫切需要大量的网络工程师人才。然而据估计，我国每年网络工程师缺口约20万人，现有网络人才远远无法满足建设网络强国的需求。 　　为适应网络工程技术人才教育、培养的需要，电子工业出版社组织本领域专家学者和工作在一线的网络专家、工程师，按照网络工程师所应具备的知识、能力要求，参考新的网络工程师考试大纲（2018年审定通过），共同修订、编撰了这套《网络工程师教育丛书》。 　　本丛书全面规划了网络工程师应该掌握的技术，架构了一个比较完整的网络工程技术知识体系。丛书的编写立足于计算机网络技术的最新发展，以先进性、系统性和实用性为目标： ? 先进性——?全面地展示近年来计算机网络技术领域的新成果，做到知识内容的先进性。例如，对软件定义网络（SDN）、三网融合、IPv6、多协议标签交换（MPLS）、云计算、云存储、大数据、物联网、移动互联网等进行介绍。 ? 系统性——?加强学科基础，拓宽知识面，各册内容之间密切联系、有机衔接、合理分配、重点突出，按照“网络基础→局域网→城域网与广域网→TCP/IP基础→网络互连与互联网→网络安全与管理→大数据技术→网络设计与应用”的进阶式顺序分为8册，形成系统的知识结构体系。 ? 实用性——?注重工程能力的培养和知识的应用。遵循“理论知识够用，为工程技术服务”的原则，突出网络系统分析、设计、实现、管理、运行维护和安全方面的实用技术；书中配有大量网络工程案例、配置实例和实验示例，以提高读者的实践能力；每章还安排有针对性的练习和近年网络工程师考试题，并对典型试题和练习给出解答提示，以帮助读者提高应试能力。 　　本丛书从一开始就搭建了一个真实的、接近网络工程实际的网络，丛书各册均基于这个实例网络的拓扑和IP地址进行介绍，逐步完成对路由器、交换机、客户端和服务器的配置、应用设计等，灵活、生动地展现各种网络技术。 　　本丛书在编写时力求文字简洁，通俗易懂，图文并茂；在内容编排上既系统全面，又切合实际；在知识设计上层次分明、由浅入深，读者可根据自己的需要选择相应的图书进行学习，然后逐步进阶。 　　鉴于网络技术仍在不断地飞速发展，本丛书将根据需要和读者要求适时更新、完善。热忱欢迎广大读者多提宝贵意见和建议。联系方式：zhangls@phei.com.cn。 　　 电子工业出版社 第2版前言 　　 　　从20世纪70年代开始，以互联网为代表的计算机网络得到迅速发展应用。在几十年的发展历史进程中，计算机网络作为现代通信技术与计算机技术高度融合的产物，经历了从简单到复杂、从低级到高级的发展过程。其中，网络工程作为计算机网络应用的奠基性技术，承载着信息社会的基础设施功能。如何设计一个高性能、安全可靠的网络，一直是计算机网络领域关注的热点问题。为此，在《网络设计与应用》第1版的基础上进行了修订完善，以期跟随网络工程技术的新发展，比较全面地阐释网络工程设计以及网络应用服务问题。 　　本书第1版已经比较全面地讨论了网络设计与应用技术。本次在保持原有内容体系结构的基础上做了部分修订和内容更新。比较明显的修订内容包括： ? 贯穿每个章节的更新，订正了部分概念表述； ? 为更好地解释基本概念，补充更新了一些插图、典型问题解析及练习题，许多题目直接选自近年网络工程师考试试题； ? 参照GB 50311—2016、GB/T 50312—2016等国家标准，改写了网络综合布线系统及其工程设计的相关内容。 ? 基于Windows Server 2016重新改写了Windows网络服务配置、Web应用服务与配置两章内容； ? 在范围和深度上进一步充实了Web程序设计，突出了.NET Web系统开发。 　　本书是《网络工程师教育丛书》的第8册，将综合应用之前各部分所介绍的所有知识，通过网络工程实例，系统全面地讨论网络设计与应用。通过阅读本书能够掌握计算机网络工程设计、网络服务配置（包括Linux网络服务器配置、Windows Server 2016配置与管理），以及Web系统设计等知识。全书共9章。为帮助读者更好地掌握基础理论知识和应对认证考试，针对某些典型问题进行了解析，给出了解答方法和带有详细分析的例题。同时各章均附有小结、练习及小测验。这些内容具有很强的实用性、指导性。 　　本书内容适合计算机网络和通信领域的教学、科研和工程设计应用参考，适用范围较广，既可以作为网络工程师教育用书，也可作为计算机、电子信息、通信工程、信息技术、自动化等专业教材或教学参考书，亦可供科技人员、网络管理人员、网络爱好者阅读和参考使用。 　　本书由刘化君、刘枫、吴娟、解玉洁编著。在编写过程中，得到了众多同行的支持和帮助，他们提出了许多编撰建议，在此一并表示衷心感谢。 　　由于编著者水平所限，书中肯定存在疏漏和错误之处，请广大读者不吝指正。 　　 　　编著者 　　2021年3月28日 第1版前言 　　 　　网络在建设之前都需要进行用户业务需求调研分析，之后根据分析结果进行设计。网络建设的成败往往取决于网络工程实施前的需求分析工作。网络需求分析不仅仅是对网络的功能、通信量、性能、可靠性、安全性等方面进行分析，还应该了解网络的地理位置，以及对运行环境的要求。因此，网络分析是网络工程建设的基础。完成需求分析之后将进入网络系统的设计阶段，这个阶段通常包括确定网络总体目标、网络设计原则、网络总体设计、网络拓扑结构、网络选型和网络安全设计等方面的内容。在整个设计过程中首先确定网络的逻辑结构，然后确定网络的物理结构。 　　网络应用是网络设计的最终目的，网络应用软件是基于网络体系结构之上的直接面向用户的重要组成部分。因此，本书先介绍网络设计，然后重点讨论网络应用系统的设计与开发问题。 　　本书内容以中小型企业建网、管网的任务为目标，紧跟当前主流技术和新技术发展，通过丰富多彩的图表配以具体的案例，比较详细地讨论网络工程、网络应用系统的设计步骤和实现方法，以方便读者在构建网络时进行对照学习，提高学习效率。本课程的先修课程是《网络基础》《局域网》《城域网与广域网》。当然，如果已经学习了《TCP/IP基础》《网络互连与互联网》等，对学习本课程会有更好的帮助。 　　本书通过网络工程实例，系统全面地讨论网络设计与应用。全书共9章。第一、二章是网络需求及性能分析，从功能需求、通信需求、性能需求、可靠性需求、安全需求、维护与运行需求，以及管理需求等多方面着手，逐一深入分析。第三、四章讨论网络的逻辑设计和物理设计，在网络需求分析的基础上，提供能够解决网络工程实际问题的解决方案。在综合前4章内容的基础上，第五章给出一个比较完整的网络工程设计案例。第六、七章分别介绍Linux和Windows网络服务配置。Linux系统的网络服务配置指各种基于Linux操作系统环境下的网络应用服务器系统（或软件）的安装、部署、启用、维护及管理等工作；Windows系统的网络服务配置指基于Windows网络服务器系统（或软件）的安装、部署、启用、维护及管理等工作。为突出Web应用系统的重要性，第八章专门介绍Web应用服务与配置技术，第九章重点讨论Web程序设计方法，这两章主要介绍建立和维护Web站点必需的环境条件、工具和技术，包括Web客户机和服务器开发的基本概念、与Web开发相关的主要编程语言和工具，以及Web应用程序设计等。 　　本书内容适合计算机网络和通信领域的教学、科研和工程设计应用参考，适用范围较广，既可以作为网络工程师教育培训教材，也可作为计算机、电子信息、通信工程、信息技术、自动化等专业教材或教学参考书，同时可供从事网络工程的科技人员、网络管理人员、网络爱好者阅读和参考使用。 　　由于计算机网络技术发展很快，囿于编著者理论水平和实践经验，书中可能存在不妥之处，恳请广大读者不吝赐教、批评斧正。 　　 编著者 2015年4月8日

目 录 第一章 网络系统需求分析 1 第一节 网络设计的过程 1 网络系统开发生命周期 2 网络设计过程 3 练习 6 第二节 用户业务需求调研 7 业务需求 8 用户需求的关注点 10 用户业务需求的调研方法 12 用户业务需求归档，形成用户服务表 12 练习 13 第三节 网络应用需求调研 13 典型应用需求 13 形成应用信息表 17 练习 17 第四节 计算平台需求分析 17 计算平台的类型 18 操作系统 20 桌面计算平台表 20 练习 21 第五节 网络系统结构分析 21 网络需求的要点 21 形成网络需求表 25 练习 26 第六节 编制需求说明书 26 综述 26 需求分析阶段概述 27 需求数据总结 27 按优先级排队的需求清单 27 申请批准 27 练习 27 本章小结 28 第二章 网络性能分析 30 第一节 联网设备的调研与评估 30 中继器 31 集线器 32 网桥 33 交换机 34 路由器 35 网关 36 练习 37 第二节 网络性能指标 38 响应时间 38 CPU利用率 39 链路利用率 39 练习 41 第三节 通信容量的测量分析 41 流量方向 41 通信边界 43 流量分配的80/20规则 45 通信容量的估算 46 局域网流量的基线法测量 49 Observer网络分析系统 51 形成流量估算文件及基线报表 54 练习 55 第四节 编制流量说明书 56 流量说明书的组成 56 修改定稿 58 练习 58 本章小结 58 第三章 网络逻辑设计 61 第一节 逻辑设计概述 61 确定逻辑设计目标 62 网络服务评估 63 技术选项评价 64 做出技术选择 64 练习 65 第二节 网络结构设计 66 平面网络结构 66 层次化网络结构 68 网络冗余设计 69 典型问题解析 69 练习 72 第三节 IP编址及路由 73 IP地址的特点 73 无类别域间路由选择（CIDR） 74 IP地址规划与子网划分 75 交换和路由协议选择 76 典型问题解析 77 练习 79 第四节 网络安全 82 网络的安全防护 82 加密 84 访问控制 87 防火墙及其防范规则 88 实施IPSec 88 典型问题解析 89 练习 90 第五节 网络管理方案 92 网络管理的内容 93 利用SNMP和RMON进行网络管理 94 练习 97 第六节 编制逻辑设计文档 97 逻辑设计文档的组成 98 逻辑设计文档的编制 98 练习 99 本章小结 99 第四章 网络物理设计 101 第一节 综合布线系统 101 综合布线系统概述 102 综合布线系统的构成 104 布线距离 109 典型问题解析 109 练习 110 第二节 铜质线缆与光缆的选用 111 信号传输问题及特性 111 限制噪声和串音 113 双绞线的特性 114 同轴电缆的特性 115 线缆安装准则 115 光缆 116 传输信号功率预测分析 118 安装光缆 120 练习 120 第三节 网络设备与组网方案 120 用交换机和路由器设计网络 121 用交换机优化LAN性能 124 练习 126 第四节 无线局域网设计 127 无线电介质局域网 127 非无线电局域网——?红外线型 128 无线局域网的比较 129 无线网络标准及协议 129 便携式计算机的通信 129 练习 130 第五节 编制物理设计文档 130 物理设计文档的内容 130 修改物理设计 131 练习 132 本章小结 132 第五章 网络工程示例 135 第一节 小型校园网络设计 135 网络需求收集和分析 136 网络逻辑设计 140 网络物理设计 143 进度安排和工程总结 146 练习 147 第二节 千兆以太网 151 千兆以太网标准 152 在网络中应用千兆以太网 154 千兆以太网升级步骤 156 练习 158 第三节 互联网接入设计 158 确定可能的用户数量 159 确定应用类型和使用方法 159 确定带宽和服务选择项 160 选择一种互联网接入方式 160 选择一家Internet服务提供商（ISP） 162 设计一座防火墙 163 确定设备需求 163 实现解决方案 164 练习 164 第四节 网络工程测试及验收 166 网络工程测试 166 网络系统测试 172 网络工程验收 173 练习 175 本章小结 175 第六章 Linux网络服务配置 178 第一节 Linux的网络配置 178 Linux网络的基本配置 178 网络环境测试 184 练习 184 第二节 Linux DHCP服务器配置及应用 185 Linux DHCP服务器的安装 185 Linux DHCP服务器的配置文件 186 启动DHCP服务器 189 Linux DHCP服务器配置示例 190 练习 191 第三节 BIND服务的配置及应用 193 BIND服务的安装与启动 194 BIND服务的配置 194 DNS反向解析区域的配置 202 练习 202 第四节 VsFTPd服务器的配置及应用 203 VsFTPd服务器的安装 204 VsFTPd服务器的配置 204 练习 207 第五节 Apache服务器的配置及应用 208 Apache服务器的安装 208 Apache服务器的配置文件及配置 209 Web服务的基本配置 212 启动和停止Web服务 214 练习 214 本章小结 215 第七章 Windows网络服务配置 218 第一节 Windows Server 2016基础 218 Windows Server 2016简介 219 添加或删除服务器角色和功能 219 配置网络连接 221 练习 222 第二节 域控服务器的部署 222 活动目录和域管理 223 用户和组管理 229 练习 232 第三节 DHCP服务器配置与管理 233 安装DHCP服务器 233 DHCP服务器基本配置 234 在DHCP服务器上创建作用域 235 配置和管理DHCP客户端 239 练习 240 第四节 DNS服务器的配置 241 安装DNS服务器 241 配置DNS区域 243 DNS客户端的配置与测试 250 练习 250 本章小结 251 第八章 Web应用服务与配置 254 第一节 Web应用基础 254 Web系统的组成 254 Web网站 255 Web相关技术 256 基于SOA的软件设计模式 259 练习 260 第二节 Web服务器的架设 260 操作系统与Web服务器 260 搭建IIS服务器平台 262 Web网站的基本配置 266 虚拟Web主机 271 练习 272 第三节 Web网站的安全部署 273 加固操作系统 273 Web服务器的安全设置 275 保护网络边界 282 练习 283 第四节 Web服务器的远程管理 284 使用终端服务和远程桌面 284 远程管理网站 285 练习 287 本章小结 287 第九章 Web程序设计 290 第一节 Web程序设计基础 290 网络软件编程简介 290 Web开发流程 295 常用网页制作软件 298 练习 300 第二节 网页设计标记语言 300 HTML语言 301 层叠样式表（CSS） 312 XML语言 316 练习 321 第三节 JavaScript脚本语言 322 JavaScript的基本特点 322 如何使用JavaScript 323 JavaScript的数据类型及变量 324 JavaScript语句 326 练习 330 第四节 ASP.NET基础 331 ASP.NET应用程序结构 332 ASP.NET开发环境 335 ASP.NET常用控件 337 ASP.NET Page类 342 练习 356 本章小结 357 附录A 课程测验 359 附录B 术语表 363 参考文献 370