《計算機網絡基礎教程(第3版)》是面向高職高專的計算機及相關專業學生學習計算機網絡基礎而編寫的含有項目實訓的教材。全書內容包括計算機網絡的基本概念、網絡體系結構、數據交換技術與傳輸媒體、物理層協議、以太網標準、網絡互聯技術、IP數據報及IP層路由技術、地址轉換NAT與IPv6、運輸層基本概念及TCP協議、廣域網技術、網絡操作系統、計算機網絡安全基礎等內容。本書注重計算機網絡基礎知識與實際應用相結合,附錄為基于項目的實驗,使學生能掌握構建網絡的實際技能。每章后還附有大量練習,便于學生復習。《計算機網絡基礎教程(第3版)》從高職高專人才培養目標出發,力求內容新穎、難度適中、通俗易懂、理論聯系實際,注重系統性、完整性、實踐性,反映計算機網絡技術的最新發展。本書既可以作為高職高專相關專業的教材,也適合非計算機專業以及廣大計算機網絡初學者學習使用。
進入21世紀,社會的各個領域已經越來越和網絡發生密切關系,計算機網絡尤其是Internet正在改變著人們的生活、學習、工作、娛樂及思維方式,人們在科學技術、政治經濟、社會發展以及國家安全等方面都越來越依賴于網絡。計算機網絡從誕生至今短短的幾十年里取得了長足的發展,尤其在近十幾年中更是得到了高速發展。計算機網絡技術也已成為當今最熱門的學科之一,因而對計算機網絡的學習與應用顯得尤為重要。
本書是面向高職高專計算機專業的教材,根據高職高專“以適應社會需要為目標、以培養技術應用能力為主線設計學生的知識、能力、素質結構和培養方案”的培養目標特點,全書在編寫時力求內容新穎、概念清晰、通俗易懂,并具有系統性、完整性。在編寫中力求層次清楚、語言簡潔、理論聯系實際。每章都精心編寫實訓項目,以方便讀者既能學習到理論知識,又能通過實訓項目獲得一些實用技能。
全書共9章。第1章介紹計算機網絡的基本概念,著重介紹什么是計算機網絡、網絡的拓撲結構以及計算機網絡體系結構,OSI體系結構和TCP/IP體系結構。第2章先簡單介紹了數據通信的一些基本概念,然后介紹計算機網絡常用的數據交換技術,目前比較通用的各種傳輸媒體的特性,接著對網絡結構化布線系統進行了簡單討論,最后詳細介紹了物理層的基本概念以及物理層的標準。第3章主要介紹局域網技術,先討論了有關數據鏈路層的基本概念及鏈路層協議,接下來討論局域網的體系結構,局域網的介質訪問控制方法,重點對以太網標準和快速以太網、千兆位以太網、以太網中使用的設備與相關技術進行了介紹,并對萬兆位以太網做了介紹。第4章主要涉及網絡層與網際層協議,介紹網絡層基本概念、網絡互聯技術及網絡互聯設備,介紹了IP協議的組成、IP地址、地址轉換協議、IP數據報及ICMP協議以及NAT和IPv6,還討論了IP層進行網絡互聯的原理,Internet路由協議以及路由器的原理與使用界面。第5章介紹運輸層的基本概念,主要討論TCP/IP體系結構中的TCP協議和UDP協議,涉及TCP流量控制、TCP報文以及TCP的連接管理。第6章對當今Internet上的主要應用進行了介紹,主要介紹了域名系統DNS、電子郵件系統、FTP文件傳輸及FTP的使用、遠程登錄、萬維網(WWW)、網絡管理的基本概念和網絡常見故障診斷和排除。第7章主要介紹電話交換網(PSTN)、非對稱的數字用戶環線(ADSL)、幀中繼網絡(FR)及應用、ATM網絡基本概念及應用,以及新一代網絡技術。第8章主要介紹網絡操作系統,主要對Windows Server 2003網絡操作系統和Linux網絡操作系統做了介紹。第9章涉及計算機網絡安全,主要討論了計算機網絡安全的內容及研究對象,計算機網絡安全采取的措施、數據加密技術、虛擬專用網VPN技術及防火墻技術。附錄以一個中型企業網絡構建為背景,介紹了如何進行網線制作、基本網絡構建、交換機基本配置、VLAN劃分、VLAN間路由、路由器基本配置、靜態路由配置、動態路由配置以及NAT地址轉換等實驗內容。
本書由鐘山職業技術學院嚴爭主編,第1章至第4章由嚴爭編寫,第5章至第7章由高立同編寫,第8章和第9章由王麗娜編寫。其他參編人員有:馮元、陳曦、馮爽、韋偉、袁啟昌、周海健、吳禎、蔣寒卉、畢桂仁。本書第3版由嚴爭修訂并定稿。由于編者水平有限,書中難免有疏漏和錯誤等不盡人意之處,懇請各位專家、讀者不吝賜教。
編者
2011年8月
第1章 計算機網絡概論
1.1 計算機網絡基本概念
1.1.1 計算機網絡的定義
1.1.2 計算機網絡的產生與發展
1.1.3 計算機網絡的組成與分類
1.1.4 計算機網絡的拓撲結構
1.2 計算機網絡體系結構
1.2.1 網絡體系結構基礎
1.2.2 OSI的體系結構
1.3 Internet與TCP/IP體系結構
1.3.1 Internet的產生、發展與標準化工作
1.3.2 TCP/IP體系結構
1.3.3 TCP/IP協議族及特點
練習題
第2章 數據通信基礎與物理層
2.1 數據通信的基本概念
2.1.1 信號與信道
2.1.2 帶寬與時延
2.1.3 數據通信方式
2.1.4 同步方式
2.1.5 基帶傳輸與數字信號編碼
2.1.6 頻帶傳輸與模擬信號編碼
2.1.7 多路復用技術
2.2 數據交換技術
2.2.1 電路交換
2.2.2 分組交換與報文交換
2.2.3 交換技術的比較
2.3 傳輸媒體
2.3.1 雙絞線
2.3.2 同軸電纜
2.3.3 光纖
2.3.4 無線傳輸
2.4 網絡結構化布線簡介
2.4.1 結構化布線系統的組成
2.4.2 結構化布線系統中的傳輸媒體
2.4.3 結構化布線中的連接部件
2.4.4 結構化布線系統標準
2.5 物理層協議
2.5.1 物理層的基本概念
2.5.2 物理層標準舉例
練習題
第3章 局域網技術
3.1 數據鏈路層基礎
3.1.1 數據鏈路層的基本概念
3.1.2 鏈路控制規程HDLC
3.1.3 Internet的點對點協議PPP
3.2 局域網的體系結構
3.2.1 什么是局域網
3.2.2 局域網的層次模型
3.2.3 IEEE 802標準系列
3.2.4 媒體訪問控制方法
3.3 以太網標準
3.3.1 CSMA/CD與傳統以太網
3.3.2 以太網幀格式
3.3.3 快速以太網
3.3.4 千兆位以太網
3.3.5 萬兆位以太網
3.4 以太網設備與相關技術
3.4.1 中繼器和集線器
3.4.2 網橋與生成樹算法
3.4.3 交換式以太網和交換機
3.4.4 虛擬局域網
3.5 無線局域網
3.5.1 無線局域網概述
3.5.2 無線局域網產品介紹
3.6 其他局域網技術
3.6.1 令牌環網——IEEE 802.5標準
3.6.2 令牌總線局域網——IEEE 802.4標準
3.6.3 光纖分布數據接口
練習題
第4章 網絡層與IP協議
4.1 網絡層
4.1.1 網絡層基本概念
4.1.2 數據報服務與虛電路服務
4.1.3 網絡互聯
4.1.4 網絡互聯設備
4.2 IP協議
4.2.1 IP地址及子網掩碼
4.2.2 地址轉換協議
4.2.3 IP數據報
4.2.4 ICMP協議
4.3 使用IP協議進行網絡互聯
4.3.1 IP協議互聯原理
4.3.2 路由協議
4.3.3 路由器原理與使用
4.4 網絡地址轉換與下一代網際協議IPv6
4.4.1 網絡地址轉換
4.4.2 IPv6的基本概念
練習題
第5章 運輸層與TCP協議
5.1 運輸層概述
5.2 TCP/IP中的運輸層
5.2.1 運輸層協議
5.2.2 端口的概念
5.3 TCP協議
5.3.1 TCP報文
5.3.2 TCP的編號與確認
5.3.3 TCP的傳輸連接管理
5.3.4 TCP流量控制與擁塞控制
5.3.5 TCP的重傳機制
5.4 UDP協議
練習題
第6章 Internet應用
6.1 應用層概述
6.2 域名系統
6.2.1 域名系統概述
6.2.2 Internet的域名結構
6.2.3 域名解析
6.3 電子郵件
6.3.1 電子郵件的特點
6.3.2 電子郵件系統原理
6.3.3 電子郵件的格式
6.3.4 電子郵件的相關協議
6.4 文件傳輸
6.4.1 文件傳輸協議原理
6.4.2 FTP的使用
6.4.3 簡單文件傳輸協議
6.5 遠程登錄
6.5.1 Telnet的工作原理
6.5.2 網絡虛擬終端
6.5.3 Telnet選項協商
6.6 萬維網WWW
6.6.1 WWW概述
6.6.2 統一資源定位器
6.6.3 超文本傳輸協議
6.6.4 WWW瀏覽器
6.6.5 WWW的語言HTML
6.7 網絡管理
6.7.1 網絡管理的產生和發展
6.7.2 網絡管理的基本概念
6.7.3 管理信息庫
6.7.4 管理信息結構
6.7.5 簡單網絡管理協議
6.7.6 網絡常見故障診斷和排除
練習題
第7章 廣域網技術
7.1 電話交換網
7.2 非對稱的數字用戶環線
7.2.1 xDSL概述
7.2.2 ADSL的功能特點
7.2.3 ADSL的應用
7.3 Cable MODEM
7.3.1 Cable MODEM概述
7.3.2 Cable MODEM技術原理
7.4 ATM網絡
7.4.1 ATM概述
7.4.2 ATM協議參考模型
7.4.3 ATM網絡結構和技術特點
7.4.4 ATM應用示例
7.5 幀中繼網絡
7.5.1 幀中繼的產生和發展
7.5.2 幀中繼技術的基本工作原理
7.5.3 幀中繼的擁塞管理
7.5.4 幀中繼的應用
7.6 SONET/SDH接口
7.6.1 SONET/SDH的傳輸速率
7.6.2 SONET的第一級STS-1/OC-1的幀格式
7.6.3 SDH中的信元傳輸
7.7 新一代網絡
7.7.1 IP Over ATM
7.7.2 IP Over SDH
7.7.3 IP Over WDM
練習題
第8章 網絡操作系統
8.1 網絡操作系統概述
8.2 Windows Server 2003 網絡操作系統
8.2.1 Windows Server 2003簡介
8.2.2 域控制器與活動目錄
8.2.3 用戶賬戶管理
8.2.4 Windows Server 2003服務器管理功能
8.2.5 Windows Server 2003的安全管理
8.3 Linux網絡操作系統
8.3.1 Linux簡介
8.3.2 創建和管理文件系統
8.3.3 用戶管理
8.3.4 配置網絡
練習題
第9章 計算機網絡安全
9.1 計算機網絡安全概述
9.2 計算機網絡安全的內容及研究對象
9.2.1 計算機網絡安全的內容
9.2.2 計算機網絡安全研究的對象
9.3 計算機網絡安全措施
9.3.1 數據加密技術
9.3.2 虛擬專用網技術
9.3.3 防火墻技術
練習題
附錄 基于項目的實驗
項目 構建一個中型企業網
任務1 前期準備——制作網絡連接線
任務2 構建基本網絡——主機互聯
任務3 設備配置——交換機基本操作
任務4 控制網絡廣播流量——劃分VLAN
任務4.1 同一交換機上劃分VLAN
任務4.2 跨交換機劃分VLAN
任務5 資源共享——VLAN間路由
任務6 設備配置——路由器基本操作
任務7 實現子網互聯——靜態路由
任務8 實現子網互聯——動態路由
任務9 局域網接入Internet——配置NAT
參考文獻