數據網路設計

《數據網路設計》是2005年人民郵電出版社出版的圖書，作者是（美）波恩等。

基本介紹

• 書名：數據網路設計
• 作者：（美）波恩 等
• 譯者：丁宏毅，王文同 等
• ISBN：10位[7115128626] 13位[9787115128621]
• 定價：￥69.00 元
• 出版社：人民郵電出版社
• 出版時間：2005-9-1

內容簡介

本書內容覆蓋當前數據網路設計方面所有的主要方法、技術和服務，其中包括IP及其派生、ATM、幀中繼、光網路、SONET、基於數據交換的語音業務、復用技術、X.25、SMDS以及安全性設計。在第二版的基礎上，本書增加了最新的光交換和路由、MPLS、DSL、吉比特乙太網、DWDM、PoS和無線技術等內容。通過閱讀本書，讀者將獲得對於現有的各項可用的服務的理解，並得到與現實生活實際相關的眾多的使用技巧。本書按年代順序介紹了整個網路設計的發展過程，在一本書中全面地給出了數據網路設計的技術和步驟。

本書適用於從數據通信初學者到高級網路設計人員、工程師的各個層次的讀者。本書也可作為數據通信方面的專業教材和參考書。

編輯推薦

本書最基本的目的是讓讀者掌握設計數據網的科學理論和技術。它試圖為企業、用戶、和服務提供商提供一套完整的教材，全面討論簡單和複雜數據網路的設計、構思、構建、實現和管理方面的問題。本書章節是按年代順序排列的，以使此書能作為實踐指導書籍、參考書或教材使用。

目錄

引言　1

第1部分　數據通信：商業驅動和網路發展方向

第1章　數據通信的過去、現在和未來　7

1.1　什麼是網路設計　7

1.2　背景：數據通信需求的定義　11

1.3　從語音通信網路發展到數據通信網路　12

1.3.1　通信發展簡史　12

1.3.2　近代數據通信歷史　15

1.4　電話通信網路：現代網路的基礎結構　16

1.4.1　美國通信發展歷史簡介　16

1.4.2　國際網路的基本結構　18

1.4.3　語音傳輸：一種低速的數據傳輸方式　18

1.4.4　當前網路結構中的語音和數據傳輸　19

1.5　數據革命　20

1.5.1　領先於時代潮流的數據通信　21

1.5.2　依靠數據通信的商務活動　23

1.5.3　形成了新的數據通信的格局　23

1.6　個人套用和主要的驅動力量　24

1.6.1　個人套用和商用　24

1.6.2　對頻寬的套用需求　25

1.6.3　新的多媒體套用技術　27

1.6.4　加速頻寬發展的因素　28

1.6.5　個人電腦計算能力增強　30

1.7　通信技術的發展也是網路發展的驅動力量之一　31

1.7.1　技術發展的S曲線　32

1.7.2　人們接受新技術的情況　32

1.7.3　高性能數字傳輸技術　33

1.7.4　FR、ATM和IP技術的推動力　34

1.7.5　技術決定了投資的未來　35

1.8　商業架構的變化　35

1.8.1　WAN傳輸結構革命　36

1.8.2　從集中式網路發展到分散式網路　36

1.8.3　分散式計算和客戶機/伺服器網路　37

1.8.4　IBM SNA和網際網路協定　38

1.8.5　LAN/MAN/WAN互聯的需求　38

1.8.6　LAN交換技術的發展　40

1.8.7　發展到分散式路由　40

1.8.8　LAN和WAN的合併：免費頻寬　41

1.8.9　IP虛擬專用網路：在Internet中建立Intranet　41

1.8.10　無縫協定和服務網路的目標　41

1.9　20世紀的數據通信網路　42

1.9.1　專網和虛擬專用網(VPN)　42

1.9.2　智慧型數據網路　46

1.9.3　滿足企業需求　46

1.9.4　技術更新的革命　47

1.9.5　普通網路接入和點對點通信　47

1.9.6　與電話網路一樣可靠　47

1.9.7　兼容性(協同工作的能力)　48

1.10　本章回顧　48

第2章　了解標準和標準倡導者　49

2.1　參與提出標準的人員　49

2.1.1　投資商　49

2.1.2　用戶　50

2.1.3　網路服務供應商　50

2.2　產生標準的過程　50

2.2.1　工作計畫(日程)　51

2.2.2　會議和報告　51

2.2.3　草案的提出和討論　51

2.2.4　投票和通過　51

2.2.5　用戶接受情況和協同工作能力　52

2.2.6　商業運營和政府政策　52

2.2.7　標準和標準實踐　52

2.2.8　國際電信聯盟(ITU)　53

2.2.9　美國國家標準學會(ANSI)　53

2.2.10　ATIS T1標準委員會　54

2.2.11　電信行業解決方案聯盟(ATIS，Alliance forTelecommunications Industry Solutions)　55

2.2.12　歐洲電信標準協會(ETSI)　55

2.2.13　電氣和電子工程師學會(IEEE)　55

2.2.14　國際標準化組織/國際電工委員會(ISO/IEC)　55

2.2.15　(美國)聯邦通信委員會(FCC，Federal Communications Commission)　56

2.2.16　其他國內標準組織　56

2.2.17　其他國際標準組織　56

2.2.18　標準組織之間如何協作　56

2.3　現有的論壇　58

2.3.1　幀中繼論壇　58

2.3.2　ATM論壇　59

2.3.3　網際網路工程任務組(IETF)　59

2.3.4　MPLS論壇　59

2.4　標準協定　60

2.5　分層的參考模型：開放式系統互連參考模型(OSIRM)　61

2.5.1　套用層　62

2.5.2　表示層　63

2.5.3　會話層　63

2.5.4　傳輸層　63

2.5.5　網路層　63

2.5.6　數據鏈路層　64

2.5.7　物理層　64

2.6　計算機標準體系結構　65

2.6.1　IBM的系統網路架構(SNA，System Network Architecture)　66

2.6.2　Novell的IPX(Internet Packet Exchange)協定　66

2.6.3　TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol)協定　67

2.7　本章回顧　68

第3章　傳輸技術概述　69

3.1　常用的網路結構　69

3.1.1　點對點　69

3.1.2　公共匯流排(多點)　70

3.1.3　星形結構　71

3.1.4　環狀結構　72

3.1.5　網狀結構　73

3.2　網路互聯類型和網路服務　74

3.2.1　互聯類型：單工、半雙工和全雙工　75

3.2.2　多支路迴路　75

3.2.3　專用線路和本地迴路　77

3.3　專用線路與交換網路　77

3.3.1　專用線路網路　78

3.3.2　數據交換網路　79

3.3.3　混合網路　80

3.4　數據傳輸技術基礎　80

3.4.1　異步和同步數據傳輸　80

3.4.2　同步傳輸模式和異步傳輸模式　81

3.5　網路設計中的硬體選擇　82

3.5.1　中繼器　83

3.5.2　Modem、網路驅動/有限距離Modem(LDM)　83

3.5.3　CSU和DSU　84

3.5.4　集線器和LAN交換機　85

3.5.5　網橋　88

3.5.6　交換機　91

3.5.7　路由器　93

3.5.8　路由器與網橋和交換機的簡單比較　96

3.5.9　橋式路由器　98

3.5.10　網關　98

3.5.11　從網橋到路由器，再到集線器　99

3.5.12　專用分組交換機(PBX，Private Branch eXchange)　99

3.6　本章回顧　99

第2部分　物理層技術

第4章　復用和交換技術概述　103

4.1　復用技術　103

4.1.1　復用器的定義　103

4.1.2　復用方法概述　104

4.1.3　復用器的類型　109

4.1.4　復用器的選擇　113

4.1.5　復用技術的前景　114

4.2　數字TDM和數字分級系統　114

4.3　交換技術　116

4.4　電路交換方法　121

4.4.1　電路交換的說明　121

4.4.2　交換式n×56kbit/s和n×DS0　123

4.4.3　DXC　124

4.4.4　撥號線路　125

4.5　分組交換技術　126

4.5.1　X.25分組交換與電路交換對照　126

4.5.2　分組交換技術的發展　126

4.5.3　X.25　127

4.5.4　FR　128

4.5.5　快速數據分組　128

4.5.6　ATM　129

4.5.7　IP　129

4.5.8　集成的電路交換/數據分組交換　129

4.6　網路服務的定義　130

4.6.1　CONS　130

4.6.2　CLNS　131

4.7　本章回顧　132

第5章　光網路　133

5.1　光網路的發展歷史　133

5.2　SONET/SDH標準　134

5.2.1　SONET/SDH　134

5.2.2　SONET的結構　136

5.2.3　幀的格式　137

5.2.4　SONET硬體　141

5.2.5　SONET網路體系結構　143

5.2.6　優缺點　144

5.3　密集波分復用技術(DWDM)　145

5.3.1　DWDM硬體　146

5.3.2　DWDM網路結構　147

5.3.3　DWDM的優缺點　148

5.4　性能和設計注意事項　148

5.5　本章回顧　149

第6章　物理層協定和網路接入技術　150

6.1　物理層協定和接口　150

6.1.1　物理介質　150

6.1.2　RS-232-C、EIA-232-E、EIA-449和ITU-T V.24/V.28接口標準　151

6.1.3　ITU-T X.21和X.21bis接口　152

6.1.4　T1/E1和D4/ESF的成幀和格式　152

6.1.5　AMI和B8ZS線路編碼　153

6.1.6　HSSI　153

6.1.7　HIPPI　153

6.1.8　企業級系統連線(ESCON)體系結構　154

6.1.9　光纖連線(FICON)體系結構　155

6.1.10　光纖信道標準(FCS)　155

6.1.11　IEEE 802物理接口　157

6.2　接入網路　161

6.2.1　普通用戶或住宅可以選擇的方式　162

6.2.2　企業或大型商業事務所可以選擇的網路接入方式　162

6.3　銅介質網路接入技術　163

6.3.1　UTP　163

6.3.2　撥接或傳統的模擬數據機　164

6.3.3　ISDN　165

6.3.4　DSL　170

6.4　有線網路接入技術　175

6.4.1　同軸電纜　176

6.4.2　雙向有線電纜如何工作　176

6.4.3　與有線網路接入方式有關的設備　177

6.4.4　電纜數據機標準　177

6.5　光纖接入技術　178

6.6　空中接入技術　179

6.6.1　移動無線　179

6.6.2　固定無線　181

6.6.3　衛星　181

6.7　本章回顧　183

第3部分　協定與接口：第二層

第7章　區域網路(LAN)環境下的通用協定與接口　187

7.1　背景知識：數據鏈路層的概念　187

7.2　數據鏈路層協定　188

7.2.1　BCS(二進制同步控制)協定　188

7.2.2　DDCMP(數字數據通信報文)協定　188

7.2.3　SDLC(同步數據鏈路控制)協定　189

7.2.4　HDLC(高級數據鏈路控制)協定　190

7.2.5　鏈路接入規程(LAP，Link Access Procedure)協定　192

7.2.6　點對點協定(PPP，Point-to-Point Protocol)以及串列線路接口協定(SLIP，Serial Line Interface Protocol)　193

7.3　邏輯鏈路控制(LLC)和介質訪問控制(MAC)子層的協定　193

7.3.1　邏輯鏈路控制(LLC)子層　194

7.3.2　MAC(介質訪問控制)子層　195

7.4　乙太網、令牌環、令牌匯流排以及光纖分散式數據接口　197

7.4.1　802.3 CSMA/CD(帶有衝突檢測的載波偵聽多址乙太網)　197

7.4.2　802.4令牌匯流排　198

7.4.3　802.5令牌環　199

7.4.4　光纖分散式數據接口(FDDI)　200

7.4.5　FDDI-II　205

7.4.6　100Mbit/s乙太網：100BaseT和100VG-AnyLAN　206

7.4.7　吉比特(1 000Mbit/s)乙太網　206

7.5　橋接協定　207

7.5.1　IEEE 802.1生成樹協定(STP，Spanning Tree Protocol)　208

7.5.2　IBM的源路由協定(SRP，Source Routing Protocol)　208

7.5.3　源路由透明(SRT，Source Route Transparent)橋接　209

7.5.4　源路由擴展　209

7.6　區域網路環境中的交換技術　209

7.6.1　乙太網和令牌環區域網路交換　210

7.6.2　在什麼場合下使用區域網路交換機　210

7.6.3　區域網路交換操作　211

7.6.4　VLAN(虛擬區域網路)和區域網路模擬　212

7.7　本章回顧　213

第8章　幀中繼　214

8.1　背景　214

8.2　幀中繼規範　216

8.2.1　幀格式　217

8.2.2　用戶-網路接口(UNI)　221

8.2.3　網路-網路接口(NNI)　225

8.3　幀中繼的設計　226

8.3.1　接入　227

8.3.2　幀中繼連線埠　227

8.3.3　虛電路　228

8.3.4　多協定標籤交換(MPLS)幀　229

8.3.5　幀中繼拆裝設備(FRAD)　230

8.3.6　容錯設計和故障恢複選項　231

8.3.7　集成接入　233

8.3.8　價格　234

8.4　VoFR　234

8.5　性能和設計時的考慮　235

8.5.1　擁塞控制體系　236

8.5.2　增強的網路特性　239

8.6　幀中繼的優缺點　240

8.7　本章回顧　242

第9章　公共的廣域網協定：ATM　243

9.1　市場規模和增長　243

9.2　背景：ATM的定義　244

9.3　ATM的不同方面　245

9.3.1　ATM作為一種體系結構和技術　245

9.3.2　ATM作為一種接口和協定　245

9.3.3　ATM作為經濟的、綜合的接入　245

9.3.4　ATM作為一種廣域網傳輸服務　245

9.4　ATM協定運作：ATM信元和傳輸　246

9.4.1　ATM信元　246

9.4.2　信元分割舉例　247

9.4.3　ATM信元大小　248

9.5　ATM網路基礎　249

9.5.1　傳輸路徑、虛路徑和虛通道模擬　249

9.5.2　傳輸路徑(TP)、虛路徑(VP)和虛通道(VC)　251

9.5.3　虛路徑連線(VPC)和虛通道連線(VCC)　252

9.6　操作的理論　253

9.6.1　一個簡單的ATM的例子　253

9.6.2　一個ATM交換的例子　253

9.7　B-ISDN協定參考模型　255

9.8　平面層的原理：概述　255

9.9　物理層　257

9.9.1　物理介質依賴(PMD)子層　257

9.9.2　傳輸(TC)集中子層　258

9.9.3　TC映射的舉例　258

9.9.4　TC頭差錯校驗(HEC)功能　260

9.9.5　TC信元速率退耦　260

9.10　ATM層：協定模型　261

9.11　ATM層與信元的定義　262

9.11.1　ATM的UNI和NNI的定義　263

9.11.2　ATM UNI信元結構詳述　263

9.11.3　ATM NNI信元結構詳述　264

9.11.4　ATM信元頭部欄位定義　264

9.11.5　使用VPI/VCI進行中繼和復用　265

9.11.6　PT欄位的含義　265

9.11.7　CLP欄位的含義　265

9.12　流量描述符和參數　266

9.13　流量和擁塞控制的定義　266

9.14　AAL協定模型　267

9.14.1　AAL協定結構定義　267

9.14.2　AAL服務屬性分類　267

9.14.3　AAL定義　268

9.15　業務流量約定和QoS　268

9.15.1　參考模型　269

9.15.2　QoS參數　270

9.15.3　QoS等級　271

9.15.4　CBR　272

9.15.5　rt-VBR　272

9.15.6　nrt-VBR　272

9.15.7　ABR　272

9.15.8　UBR盡力而為服務　273

9.16　用戶平面綜述　273

9.17　控制平面AAL　273

9.17.1　控制平面綜述　273

9.17.2　控制平面定址和路由的定義　274

9.17.3　ATM層VPI/VCI等級的定址　274

9.17.4　ATM控制平面(SVC)定址　275

9.17.5　基本路由需求和屬性　275

9.17.6　一種簡單的ATM層VCC路由設計　276

9.17.7　控制平面協定模型　276

9.18　管理平面　277

9.19　ATM公共服務　278

9.19.1　公共的ATM網路結構　278

9.19.2　ATM服務套件　279

9.19.3　ATM服務組成　279

9.19.4　公共ATM服務和提供商　279

9.20　ATM的展望　280

9.21　本章回顧　280

第

譯者序

現代社會中，信息技術領域瞬息萬變，信息量大得驚人。隨著全球經濟的日趨一體化，國民經濟信息化將成為經濟和社會發展的必然趨勢。而國民經濟信息化最主要的基礎設施和發展標誌，就是隨著計算機網路化套用發展起來的數據通信業務。當前，世界各國對於數據通信網路設計的研究方興未艾。我國電信部門及相關的科研機構也正在著手開發具有諸多新特徵的新一代網路。按照構想，新一代的數據網路將把語音、數據和視頻業務綜合在一個網路平台上，網路運營商可以方便靈活地為用戶提供各種層次的服務。本書的作者Darren Spohn，Tina Brown和Scott Grau都是業內的資深人士，他們同時分別是知名企業的總裁或高級主管..

前言

尊敬的讀者，我是一名數據網路設計者。我並不是憑空白封為專家，也不是幻想自己有一天會成為這一領域真正的博學者，而是因為這些年我在數據網路設計方面所做出的具有創造性的工作。當我跨進大學校門時，不是懷著崇敬的心情，而是懷著無比狂熱的求知慾望。我身上沒有華麗的衣裳，頭上沒有輝煌的皇冠，沒有權威，沒有辦公室；我沒有研究基金會的資助和酬金的支撐(這還不是全部的真實情況……)，但我還是將自己的所有精力都投入到了數據網路設計的研究之中，並且鄭重地稱自己為網路設計者，因為我一直都非常執著和勤奮地在這條道路上求索。雖然在這本書第一版與大家見面之前，有個別人研究過這方面問題，但我相..