计算机网络与通信技术_张少军, 谭志编著_9787302462569

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。

　　“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

　　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。