自顶向下网络设计（第2版）

　　本书特色：本书是用于指导读者设计可靠、安全和可管理的企业网络的一本实用、综合性书籍。本书采用真实网络中的范例和图示，介绍了适用于园区局域网、远程接入网络、广域网链路和大规模互连网络设计的系统方法。通过本书你将学习到如何分析商业和技术需求，检验流量和QoS需求，以及基于性能目标来选择协议和技术。你还将对网络性能有更深入的了解，包括网络利用率、吞吐量、精确度、效率、延迟和抖动。本书提供的若干图表和工作辅助将帮助你把自顶向下网络设计方法应用到真实的网络设计中。经过修订的第二版包括大量富有价值的新素材，并对已有的材料进行了更新。新增内容包括无线网络、虚拟专用网、网络安全、网络冗余、模块化网络设计、IPv4及IPv6的动态编址、新网络设计和网络管理工具、以太网扩展性选项（包括10Gbit／s以太网、城域以太网和长距离以太网）以及同时承载语音和数据流量的网络。．掌握用于检查现有网络健康性的技术，以此作为基准来测量新网络设计的性能。．探索满足QoS需求的解决方案，这些需求包括ATM流量管理，IETF受控负载和承诺服务，IP组播以及高级交换、队列和路由选择算法。．开发可提供高带宽。低时延的网络设计以满足诸如多媒体。远程教学和视频会议这类实时应用。．识别各种交换和路由选择协议的优势和缺陷，包括透明桥接、交换机间链路（ISL）、IEEE802．1Q、IGRP、EIGRP、OSPF和BGP4。．高效地将新技术引入到企业网络设计中，包括VPN．无线网络和IP电话。本书是围绕自顶向下网络设计步骤编写的，提供给网络设计者一种系统的结构化网络设计方法。全书分为四个部分，即客户需求和目标、逻辑网络设计、物理网络设计，以及网络测试、优化和文档编写。四个部分分别对应着网络设计的各个重要阶段。每个阶段都提供给读者详细的设计指导原则，内容涵盖网络设计的方方面面。从用户商业和技术目标的分析入手，从而制定出相应的网络流量、负载和QoS需求，进而开发网络的逻辑拓扑结构，然后进入地址规划、协议选择、网络安全和网络管理实施策略制定，最后是对网络设备的选型建议以及网络实施、测试和文档编写。本书的最后给出了工作站启动时的网络流量特征描述和主要术语词汇表。从事网络技术的专业人员将从本书中受益匪浅。

　　PriscillaOppenheimer自从1980年在密歇根大学获得信息科学硕士学位后，一直从事数据通信和网络系统的开发工作。在从事了多年的软件开发工作之后，她成为一名技术讲师和培训设计者，已教授了来自财富500强公司的2000多名网络工程师。她曾任职于苹果计算机公司、NetWorkCeneral和CiscoSysems等公司，这些经历给了她许多对实际网络中有关设计疸的故障排查经验，并提供机会积累了开发企业网络设计的实际经验。Priscilla是Cisco互连网络设计课程的开发者之一，并且是设计Cisco网络课程的创办者。她同时拥有CCNP和CCDP认证。Priscilla目前在南俄勒冈州大学教授计算机网络课程。

第一部分  客户需求分析阶段第1章  分析商业目标和制约 51.1  采用自顶向下的网络设计方法 51.1.1  使用结构化网络设计方法 61.1.2  系统开发生命周期 71.1.3  规划设计实现操作优化（PDIOO）的网络生命周期 81.2  分析商业目标 91.2.1  与你的客户一同工作 91.2.2  企业网络中的变化 101.2.3  典型网络设计的商业目标 121.2.4  识别网络设计项目的范围 131.2.5  识别客户的网络应用 141.3  分析商业制约 161.3.1  政治和政策 161.3.2  预算与员工制约 171.3.3  项目时间进度表 181.4  商业目标检查表 181.5  小结 19第2章  分析技术目标与折衷 212.1  可扩展性 212.1.1  扩展规划 222.1.2  访问数据扩展 222.1.3  可扩展性制约 232.2  可用性 232.2.1  灾难恢复 242.2.2  指定可用性要求 242.3  网络性能 272.3.1  网络性能定义 272.3.2  最优网络利用率 272.3.3  吞吐量 292.3.4  精确度 31
2.3.5  效率 322.3.6  延迟和延迟变量 332.3.7  响应时间 362.4  安全性 372.4.1  网络资产鉴定 372.4.2  安全性威胁分析 382.4.3  制定安全性要求 392.5  可管理性 402.6  可用性 412.7  适应性 412.8  可购买性 412.9  网络设计折衷方案 422.10  技术目标检查表 442.11  小结 44第3章  刻划现有互连网络的特征 473.1  刻划网络基础设施特征 473.1.1  绘制网络结构图 483.1.2  刻划网络编址和命名特征 513.1.3  刻划布线与介质特征 523.1.4  检查建筑结构及环境制约 543.2  检查现有互连网络的健壮性 573.2.1  制定网络性能基线 573.2.2  分析网络可用性 583.2.3  分析网络的利用率 583.2.4  分析网络精确度 603.2.5  分析网络效率 623.2.6  分析延迟和响应时间 633.2.7  检查主要路由器、交换机和防火墙的状态 643.3  刻划现有网络特征的工具 653.3.1  协议分析仪 663.3.2  网络监测和管理工具 663.3.3  远程监测工具 673.3.4  刻划现有互连网络特征的Cisco工具 673.3.5  提供刻划现有网络特征信息的组织 683.4  网络健康检查表 683.5  小结 69第4章  刻划网络流量特征 714.1  刻划通信流量特征 714.1.1  识别主要流量源和存储 724.1.2  记录现有网络的通信流量 724.1.3  刻划新网络应用的流量类型特征 734.1.4  记录新的和现有的网络应用通信流量 784.2  刻划流量负载特征 784.2.1  计算理论流量负载 794.2.2  记录应用程序使用模式 804.2.3  精确估计应用程序产生的流量负载 804.2.4  估计由路由选择协议引起的流量负载 824.3  刻划流量行为特征 834.3.1  广播/组播行为 834.3.2  网络效率 844.4  刻划服务质量需求特征 874.4.1  ATM服务质量规范 884.4.2  IETF综合服务工作组服务质量规范 904.4.3  IETF区分服务工作组服务质量规范 924.4.4  语音应用的服务等级要求 924.4.5  记录服务质量需求 934.5  网络流量检查表 934.6  小结 944.7  第一部分总结 94第二部分  逻辑网络设计第5章  设计网络拓扑结构 995.1  层次化网络设计 1005.1.1  为什么使用层次化网络设计模型 1005.1.2  经典的三层层次化模型 1055.1.3  层次化网络设计原则 1065.2  冗余网络设计拓扑结构 1085.2.1  备用路径 1085.2.2  负载分担 1095.3  模块化的网络设计 1095.4  设计园区网络拓扑结构 1115.4.1  生成树协议 1115.4.2  扩展生成树协议 1145.4.3  虚拟局域网 1155.4.4  无线局域网 1185.4.5  布线局域网中的冗余和负载分担 1195.4.6  服务器冗余 1205.4.7  工作站－路由器冗余 1225.5  设计企业网络边界拓扑结构 1255.5.1  冗余广域网网段 1255.5.2  多宿主Internet连接 1265.5.3  虚拟专用网 1285.5.4  服务提供商边界 1305.6  保护网络设计拓扑结构的安全 1315.6.1  规划物理安全性 1315.6.2  使用防火墙拓扑结构满足安全性目标 1325.7  小结 133第6章  设计编址和命名模型 1356.1  分配网络层地址的原则 1366.1.1  使用结构化网络层编址模型 1366.1.2  通过中心授权机构管理地址 1366.1.3  编址的分布授权 1376.1.4  为终端系统使用动态编址 1386.1.5  在IP环境中使用私有地址 1426.2  使用层次化模型分配地址 1446.2.1  为什么使用层次化模型进行编址和路由选择 1446.2.2  层次化路由选择 1456.2.3  无类域间路由选择 1456.2.4  无类路由选择与分类路由选择 1466.2.5  路由汇总（汇聚） 1466.2.6  不连续子网 1486.2.7  可变长度子网掩码 1506.2.8  IPv6地址的层次 1506.3  设计命名模型 1536.3.1  命名的分布授权 1546.3.2  分配名字的原则 1546.3.3  在NetBISO环境中分配名字 1556.3.4  在IP环境中分配名字 1576.4  小结 158第7章  选择交换和路由选择协议 1617.1  自顶向下网络设计中的决策过程 1627.2  选择桥接与交换协议 1637.2.1  透明桥接 1637.2.2  透明交换 1647.2.3  使用生成树协议的增强功能 1657.2.4  传送VLAN信息的协议 1687.3  选择路由选择协议 1707.3.1  刻划路由选择协议的特征 1717.3.2  IP路由选择 1777.3.3  AppleTalk路由选择 1837.3.4  Novell NetWare路由选择 1857.3.5  在互连网络中使用多重路由选择协议 1877.4  IP、AppleTalk和IPX路由选择协议小结 1907.5  小结 191第8章  制定网络安全策略 1938.1  网络安全设计 1948.1.1  辨明网络资产和风险 1948.1.2  分析安全折衷 1958.1.3  制定安全规划 1958.1.4  制定安全策略 1968.1.5  制定安全流程 1968.2  安全机制 1978.2.1  物理安全 1978.2.2  认证 1978.2.3  授权 1988.2.4  统计（审计） 1988.2.5  数据加密 1988.2.6  数据包过滤器 2008.2.7  防火墙 2018.2.8  入侵检测系统 2018.3  模块化安全设计 2028.3.1  保护Internet的连接 2028.3.2  保护远程访问和虚拟专用网 2048.3.3  保护网络业务和网络管理 2068.3.4  保护服务器集群 2078.3.5  保护用户业务 2078.3.6  保护无线网络 2088.4  小结 213第9章  制定网络管理策略 2159.1  网络管理设计 2159.2  网络管理流程 2169.2.1  性能管理 2169.2.2  故障管理 2189.2.3  配置管理 2189.2.4  安全管理 2199.2.5  记账管理 2199.3  网络管理体系结构 2199.3.1  带内监测和带外监测 2209.3.2  集中式与分布式监测 2219.4  选择网络管理协议 2219.4.1  简单网络管理协议 2219.4.2  Cisco发现协议 2249.4.3  估计网络管理引起的流量 2249.5  选择网络管理工具 2259.6  小结 2279.7  第二部分总结 227第三部分  物理网络设计第10章  选择园区网络技术和设备 23110.1  局域网布线规划设计 23210.1.1  布线技术 23210.1.2  电缆类型 23410.2  局域网技术 23610.2.1  以太网 23710.2.2  园区ATM网络 24610.3  为园区网络设计选择网络互连设备 24710.4  园区网络设计案例 24910.4.1  园区网络设计项目背景信息 24910.4.2  商业目标 25010.4.3  技术目标 25010.4.4  网络应用 25110.4.5  用户团体 25110.4.6  数据存储（服务器） 25210.4.7  WVCC当前网络 25210.4.8  WVCC网络重新设计 25610.5  小结 259第11章  选择企业网络技术和设备 26311.1  远程接入技术 26411.1.1  点到点（PPP）协议 26411.1.2  综合业务数字网 26611.1.3  电缆调制解调器远程接入 26811.1.4  数字用户线路远程接入 27011.2  选择企业网络设计的远程接入设备 27111.2.1  选择远程用户设备 27111.2.2  选择中心站点设备 27211.3  广域网技术 27311.3.1  提供广域网带宽的系统 27311.3.2  租用线路 27411.3.3  同步光网络 27511.3.4  帧中继 27611.3.5  ATM广域网 27911.3.6  选择企业广域网设计的路由器 28011.3.7  选择广域网服务提供商 28011.4  广域网设计案例 28111.4.1  广域网设计项目背景信息 28111.4.2  商业和技术目标 28211.4.3  网络应用 28211.4.4  用户团体 28311.4.5  数据存储（服务器） 28311.4.6  现有网络 28311.4.7  Klamath公司广域网设计 28511.5  小结 28711.6  第三部分总结 288第四部分  测试、优化和文档化你的网络设计第12章  测试网络设计 29312.1  使用工业测试 29412.2  建立和测试原型网络系统 29512.2.1  确定原型系统的范围 29512.2.2  编写原型系统测试计划 29612.2.3  执行测试计划 29912.3  网络设计测试工具 30012.3.1  工具类型 30012.3.2  网络设计测试专用工具 30112.4  网络设计测试场景案例 30212.4.1  Umqua Systems公司网络设计和测试项目背景信息 30312.4.2  项目的设计和测试目标 30312.4.3  网络应用程序 30312.4.4  现有网络 30412.4.5  采用的测试方法 30412.4.6  测试数据 30512.4.7  分析新的订单输入系统 30812.4.8  结论 31012.5  小结 310第13章  优化网络设计 31313.1  使用组播技术优化网络带宽使用 31413.1.1  IP组播编址 31413.1.2  Internet组管理协议（IGMP） 31513.1.3  组播路由选择协议 31513.2  减少串行化延迟 31713.2.1  链路层分片和交织 31713.2.2  压缩实时传输协议 31813.3  优化网络性能，满足服务质量需求 31913.3.1  IP优先级和服务类型 31913.3.2  IPv6 服务质量 32113.3.3  资源预留协议 32113.3.4  公共开放策略服务协议 32313.3.5  局域网流量分类 32313.4  Cisco IOS网络性能优化特性 32313.4.1  交换技术 32413.4.2  队列服务 32613.4.3  随机早期检测 33013.4.4  流量整形 33013.4.5  承诺接入速率 33113.5  小结 331第14章  编写网络设计文档 33514.1  回应客户的建议请求 33614.2  网络设计文档的内容 33714.2.1  执行总结 33714.2.2  项目目标 33714.2.3  项目范围 33814.2.4  设计需求 33814.2.5  网络现状 33914.2.6  逻辑设计 34014.2.7  物理设计 34014.2.8  网络设计测试结果 34014.2.9  实施计划 34114.2.10  项目预算 34214.2.11  设计文档附录 34214.3  小结 343附录A  描述工作站引导时的网络流量特征 345A.1  Novell NetWare数据包 345A.2  AppleTalk数据包 346A.3  TCP/IP数据包 347A.4  TCP/IP DHCP数据包 348A.5  NetBIOS（NetBEUI）数据包 349A.6  使用WINS的NetBIOS数据包 349A.7  SNA数据包 350附录B  术语词汇 353