计算机网络基础与应用(学习指南)

目 录
单元1 认识计算机网络 1
导学 1
学习目标 1
1．1 计算机网络的基本概念 2
1．1．1 计算机网络定义 2
1．1．2 计算机网络功能 3
1．1．3 计算机网络发展 3
1．1．4 Internet的产生与发展 5
1．2 计算机网络组成 6
1．2．1 计算机网络的硬件 6
1．2．2 计算机网络的软件 7
1．3 计算机网络分类 8
1．3．1 根据网络覆盖范围分类 8
1．3．2 根据拓扑结构分类 9
1．3．3 根据网络组成部件的
功能分类 12
1．3．4 按网络工作模式分类 13
1．3．5 根据传输技术分类 14
1．4 宏观认识校园网络拓扑结构 15
1．5 几个网络概念 17
1．5．1 互连和互联 17
1．5．2 计算机网络的主要性能
指标 17
思考与练习 19
单元2 认识网络数据通信 21
导学 21
学习目标 21
2．1 数据通信的基础 22
2．1．1 信息、数据和信号 22
2．1．2 数据通信和数据通信
系统 23
2．2 数据通信系统的主要技术指标 24
2．2．1 传输速率 25
2．2．2 误码率和误比特率 26
2．2．3 带宽和信道容量 27
2．3 数据通信传输类型 27
2．3．1 基带传输和频带传输 28
2．3．2 数据通信方式 28
2．3．3 并行通信与串行通信 29
2．3．4 同步传输方式与异步
传输方式 30
2．4 数据交换技术 32
2．4．1 电路交换 32
2．4．2 报文交换 33
2．4．3 分组交换 33
2．5 差错控制 37
思考与练习 38
单元3 计算机网络体系结构 41
导学 41
学习目标 41
3．1．1 网络协议 42
3．1．2 计算机网络体系结构 43
3．2 OSI模型 44
3．2．1 OSI模型 45
3．2．2 OSI模型中的数据通信
过程 48
3．3 TCP/IP模型 49
3．3．1 TCP/IP模型 50
3．3．2 TCP/IP协议栈 51
3．4 OSI模型与TCP/IP模型的
比较 53
思考与练习 55
单元4 网络传输介质与综合布线
基础 57
导学 57
学习目标 57
4．1 有线传输介质 58
4．1．1 双绞线 58
4．1．2 同轴电缆 61
4．1．3 光纤 63
4．2 无线传输介质 66
4．2．1 无线电 67
4．2．2 微波 67
4．2．3 红外线 69
4．3 综合布线基础 70
4．3．1 智能建筑与综合布线 70
4．3．2 综合布线系统组成 72
4．3．3 综合布线标准 73
4．3．4 综合布线产品及选型 74
4．4 工程实例 76
思考与练习 77
单元5 局域网基础 79
导学 79
学习目标 79
5．1 局域网的基本概念 80
5．1．1 局域网的基本概念与
特点 80
5．1．2 局域网组成与分类 81
5．1．3 常见的局域网拓扑结构 82
5．2 以太网的概念与IEEE 802标准 84
5．2．1 IEEE 802标准 84
5．2．2 以太网帧 87
5．2．3 介质访问控制方法 89
5．3 以太网家族 91
5．3．1 以太网 92
5．3．2 快速以太网 94
5．3．3 千兆以太网 95
5．3．4 万兆以太网 95
5．4 工程实例――认识组网硬件
设备 96
5．4．1 服务器 97
5．4．2 工作站 97
5．4．3 网卡 98
5．4．4 中继器 99
5．4．5 集线器 99
5．4．6 网桥 100
5．4．7 交换机 100
5．4．8 路由器 103
思考与练习 104
单元6 组建局域网 107
导学 107
学习目标 107
6．1 共享式以太网和交换式以太网 108
6．1．1 共享式以太网 108
6．1．2 交换式以太网 109
6．2 交换机的基本配置 113
6．2．1 交换机管理方式 113
6．2．2 交换机基本配置命令 115
6．3 虚拟局域网技术 119
6．3．1 虚拟局域网概念 120
6．3．2 VLAN划分方法 121
6．3．3 VLAN的基本配置 122
6．4 无线局域网 123
6．4．1 无线局域网概述 124
6．4．2 无线局域网标准 124
6．4．3 无线局域网设备 126
6．4．4 无线局域网的
两种模式 128
6．5 工程实例――组建局域网 129
思考与练习 131
单元7 Internet基础 134
导学 134
学习目标 134
7．1 Internet概述 135
7．2 IP地址 136
7．2．1 分类IP地址 136
7．2．2 特殊IP地址 140
7．2．3 私有IP地址与公有IP
地址 141
7．3 子网划分 142
7．3．1 子网划分方法 142
7．3．2 子网掩码 143
7．3．3 子网的规划设计 145
7．4 VLSM和CIDR 150
7．4．1 可变长子网掩码VLSM 150
7．4．2 无分类域间路由CIDR 152
7．5 IP数据报 153
7．5．1 IP数据报格式 153
7．5．2 IP数据报各字段的含义 154
7．6 IPv6协议 157
7．6．1 IPv6概述 157
7．6．2 IPv6地址 158
7．6．3 IPv6数据报格式 160
7．7 工程实例――IP地址管理与
常用网络命令 162
7．7．1 IP地址的配置 162
7．7．2 ICMP 163
7．7．3 ARP 166
思考与练习 167
单元8 网络互联与接入Internet 170
导学 170
学习目标 170
8．1 网络互联概述 171
8．2 路由器 172
8．2．1 路由器的基本功能 173
8．2．2 路由器的数据转发
过程 174
8．2．3 路由协议简介 176
8．3 路由器基本配置 177
8．3．1 路由器基本配置命令 177
8．3．2 静态路由配置 180
8．4 广域网概述 182
8．4．1 广域网的基本概念 182
8．4．2 Internet接入方式 183
8．5 工程实例――Internet接入 189
思考与练习 191
单元9 Internet传输协议 194
导学 194
学习目标 194
9．1 传输层概述 195
9．1．1 传输层的基本概念 195
9．1．2 端口寻址 197
9．2 传输控制协议 198
9．2．1 TCP报文段格式 198
9．2．2 TCP连接管理 200
9．2．3 流量控制和拥塞控制 202
9．3 用户数据报协议 204
9．3．1 UDP概述 204
9．3．2 UDP数据报格式 205
9．4 工程实例――Netstat应用 206
思考与练习 208
单元10 Internet应用 210
导学 210
学习目标 210
10．1 应用层概述 211
10．1．1 应用层的功能和协议 211
10．1．2 网络应用服务模型 212
10．2 域名系统 213
10．2．1 Internet域名结构 213
10．2．2 域名解析系统 215
10．2．3 nslookup命令 217
10．3 WWW服务 217
10．3．1 万维网 218
10．3．2 超文本传输协议 219
10．3．3 统一资源定位符 220
10．3．4 超文本标记语言 221
10．3．5 搜索引擎 222
10．4 文件传输协议 223
10．4．1 FTP的工作原理 223
10．4．2 TFTP 225
10．5 动态主机分配协议 225
10．5．1 DHCP概述 226
10．5．2 DHCP工作原理 227
10．5．3 DHCP中继代理 228
10．6 电子邮件 229
10．6．1 电子邮件系统组成 229
10．6．2 基于万维网的电子
邮件 232
10．7 工程实例――服务器的配置与
管理 232
思考与练习 234
单元11 认识网络安全 237
导学 237
学习目标 237
11．1 网络安全法律法规 238
11．2 网络安全概述 240
11．2．1 网络安全概念 240
11．2．2 网络安全威胁与对策 241
11．3 加密与认证 244
11．3．1 加密技术基本概念 244
11．3．2 对称加密算法 245
11．3．3 非对称加密算法 245
11．3．4 认证技术 246
11．4 防火墙技术 247
11．4．1 防火墙概述 247
11．4．2 防火墙的主要技术 249
11．5 入侵检测技术 250
11．6 计算机病毒与防范 252
11．6．1 计算机病毒的概念 252
11．6．2 计算机病毒的防范 253
11．7 云安全简介 254
思考与练习 255
单元12 认识网络新技术 258
导学 258
学习目标 258
12．1 SDN技术简介 259
12．2 下一代网络NGN简介 260
12．3 5G技术简介 262
12．4 Wi-Fi 6简介 264
12．5 云计算技术简介 266
12．6 大数据技术与人工智能简介 268
12．6．1 大数据技术 268
12．6．2 人工智能技术 270
12．7 物联网技术简介 270
思考与练习 271
思考与练习参考答案 273

参考文献 278