网络互联技术

信息高速公路是信息社会得以存在的一个重要基础，20世纪90年代以因特网为代表的计算机网络互联技术已席卷全世界。以TCP/IP网络体系结构与协议标准为基础组建的因特网已成为现代社会的最重要的基础信息设施，因而，研究TCP/IP网络体系结构与协议标准、学习TCP/IP网络程序设计、学习各种网络互联设备的配置、管理与互联方法、掌握计算机网络互联技术已成为计算机专业学生以及从事计算机研究和应用的人员必须学会的基本技能。

本课程从计算机网络基础开始，讲述网络互联中需要使用到的网络设备、网络介质及网络布线以及TCP/IP体系结构、TCP/IP协议栈各层的主要协议，介绍各层使用的网络互联设备及采用这些设备进行网络互联的配置、管理和设计的方法，涉及TCP/IP体系结构、TCP/IP寻址与子网、TCP/IP路由选择、各层网络互联设备、TCP/IP协议分析。对局域网、广域网、宽带技术、光网络以及Windows 组网技术等内容也予以介绍，对网络管理和网络安全等内容作了详尽的讲述。

本书最后以实例的形式对校园网校区网络规划、广域网路由技术、无线局域网共享因特网、ADSL路由功能、软件路由器的实现、网络的安全配置等方面的内容进行了详细地讲解。目的是使学生掌握TCP/IP网络互联的硬、软件工作原理，培养学生对计算机网络互联的硬件组网应用能力，为今后开展这方面的工作打下基础。

本书由高晗任主编，由岳经伟、张翠玲、崔文成、杨芳等共同编写。参加本书大纲讨论及部分内容编写的还有：沈祥玖、安志远、杨玲、张浩军、相明科、李洛、崔凯、吴学毅、吴绍根、张建伟、沈忠、雷建军、陈光军等。

本书在编写过程中得到了很多朋友、同事的热情帮助，在此表示诚挚的谢意。由于时间仓促，有些内容可能理解的角度有所不同，书中难免有不足之处，敬请读者批评指正。

编者真诚感谢参考文献的作者以及因特网上提供信息的作者和发布者，感谢在编写和使用中关心与支持本书的各界朋友。

编 者

2006年1月

序
前言
第1章 计算机网络概述 1
本章学习要点 1
1.1 计算机网络发展 1
1.2 认识计算机网络 4
1.3 计算机网络的应用 8
1.4 网络互联 9
1.4.1 网络互联的形式 9
1.4.2 上网方式 10
思考题 12
第2章 网络基础知识 13
本章学习要点 13
2.1 网络应用 13
2.1.1 文件和打印服务 13
2.1.2 通信服务 13
2.1.3 邮件服务 14
2.1.4 因特网服务 14
2.1.5 管理服务 14
2.2 OSI模型 15
2.2.1 物理层 17
2.2.2 数据链路层 18
2.2.3 网络层 19
2.2.4 传输层 20
2.2.5 会话层 20
2.2.6 表示层 20
2.2.7 应用层 21
2.3 封装 22
2.4 对等通信 23
2.5 网络拓扑 25
2.5.1 物理拓扑与逻辑拓扑 26
2.5.2 公共总线拓扑结构 26
2.5.3 星型拓扑结构 27
2.5.4 环型拓扑结构 27
2.5.5 全连接拓扑结构 28
2.5.6 组合拓扑结构 28
思考题 29
第3章 网络设备 30
本章学习要点 30
3.1 第一层设备 30
3.1.1 中继器 30
3.1.2 集线器 30
3.2 第二层设备 34
3.2.1 网卡 34
3.2.2 网桥（Bridge） 36
3.2.3 二层交换机 38
3.3 第三层设备 39
3.3.1 路由器（Router） 39
3.3.2 多层交换机 45
3.4 语音、DSL、光设备 50
3.4.1 语音设备 50
3.4.2 DSL设备 51
3.4.3 光设备 51
3.4.4 防火墙和AAA服务器 51
思考题 54
第4章 网络介质与布线 55
本章学习要点 55
4.1 网络介质类型 55
4.1.1 双绞线 55
4.1.2 同轴电缆 61
4.2 光纤和光缆通信基本知识 66
4.2.1 概述 67
4.2.2 光信号在光纤内的传输原理 67
4.2.3 光纤的种类 68
4.2.4 光纤的特性参数 69
4.2.5 光纤传感技术介绍 74
4.2.6 接收与发送模块介绍 75
4.3 综合布线系统设计要领 78
4.3.1 总体规划 78
4.3.2 系统设计 78
4.3.3 光纤网络系统设计 82
4.4 光缆的施工 82
4.4.1 光缆的选用 82
4.4.2 光缆搬运及敷设要点 83
4.4.3 光缆的户外施工 83
思考题 85
第5章 TCP/IP及路由技术 86
本章学习要点 86
5.1 TCP/IP概述 86
5.1.1 通信协议 86
5.1.2 TCP/IP模型 89
5.1.3 TCP/IP协议栈 89
5.2 网际层 90
5.2.1 网际协议（IP） 90
5.2.2 ARP 92
5.2.3 ICMP和IGMP 93
5.2.4 网际层的安全性 94
5.3 传输层 97
5.3.1 传输层服务 97
5.3.2 传输协议的要素 97
5.3.3 TCP和UDP 101
5.3.4 传输层的安全性 106
5.4 应用层协议 107
5.4.1 远程登录（Telnet） 107
5.4.2 文件传输协议（FTP） 107
5.4.3 普通文件传输协议（TFTP） 108
5.4.4 简单邮件传输协议（SMTP） 108
5.4.5 网络文件系统（NFS） 108
5.4.6 简单网络管理协议（SNMP） 109
5.5 网络地址 109
5.5.1 IP地址的结构 109
5.5.2 预留的IP地址 110
5.5.3 地址识别 111
5.6 IP子网化及计算 112
5.6.1 子网 112
5.6.2 子网掩码 113
5.6.3 子网寻址 114
5.6.4 特殊情况的IP地址 115
5.6.5 无分类域间路由（构造超网） 116
5.7 IPv6 117
5.7.1 IPv6数据报 117
5.7.2 多IP地址主机 120
5.7.3 单播、组播和任一播头 121
5.7.4 从IPv4到IPv6的过渡 123
5.7.5 小结 124
5.8 网络路由技术及运用 124
5.8.1 相关概念简介 124
5.8.2 Windows系统下设置路由 125
5.8.3 Linux系统下设置路由 128
思考题 134
第6章 局域网 135
本章学习要点 135
6.1 局域网的组成与分类 135
6.2 局域网的硬件 136
6.3 局域网协议标准 137
6.3.1 逻辑链路控制子层 137
6.3.2 介质访问控制子层 138
6.4 以太网 138
6.4.1 以太网介绍 138
6.4.2 100Base-T快速以太网 142
6.4.3 IBM令牌环网 143
6.4.4 FDDI网（光纤分布式数据接口网） 143
6.4.5 千兆以太网 144
6.4.6 10吉比特以太网技术简介 147
6.5 虚拟局域网 150
6.5.1 三层交换 150
6.5.2 VLAN 151
6.5.3 配置三层交换机创建VLAN 152
思考题 155
第7章 广域网 156
本章学习目标 156
7.1 广域网概述 156
7.1.1 全球性因特网 156
7.1.2 WAN技术概述 157
7.1.3 WAN连接类型 158
7.1.4 WAN服务提供商 159
7.1.5 WAN设备 160
7.1.6 WAN服务提供商和WAN服务术语 161
7.1.7 WAN信令标准和容量 163
7.1.8 WAN和物理层 163
7.1.9 WAN和数据链路层 164
7.2 广域网技术 165
7.2.1 WAN连接方式 165
7.2.2 多路复用 166
7.2.3 电路交换和分组交换 167
7.2.4 专线 169
7.2.5 帧中继 171
7.2.6 ATM和信元交换 174
7.2.7 拨号接入技术 179
7.3 在局域网中搭建广域网模拟环境 182
7.3.1 使用两台路由器和一对基带调制解调器搭建广域网速率模拟环境 182
7.3.2 将两台路由器“背对背”连接搭建广域网速率模拟环境 184
7.3.3 两种方案的比较 185
思考题 186
第8章 宽带技术与光网络 187
本章学习要点 187
8.1 数字用户线 187
8.1.1 基本的DSL 187
8.1.2 DSL的类型 188
8.1.3 DSL标准 188
8.1.4 封装和协议 190
8.1.5 DSL的优缺点 190
8.2 电缆调制解调器 191
8.2.1 电缆调制解调器工作方式 191
8.2.2 电缆调制解调器的优缺点 194
8.2.3 电缆和OSI模型 195
8.3 无线技术 197
8.3.1 无线技术概述 197
8.3.2 无线环境中的安全性 205
8.3.3 WLAN 206
8.4 光网络 211
8.4.1 光网络概述 211
8.4.2 光传输和多路复用 213
8.5 其他网络类型 218
8.5.1 城域网 218
8.5.2 存储区域网格 220
8.5.3 虚拟专用网（VPN） 221
思考题 223
第9章 Windows组网技术 224
本章学习要点 224
9.1 Windows 98对等网 224
9.1.1 不通过集线器连接的对等网实施 224
9.1.2 通过集线器连接的对等网实施 227
9.2 Windows 2000组网 227
9.3 共享上网 229
9.3.1 共享上网的原理 229
9.3.2 应用Windows 2000 路由功能实现共享上网 232
9.4 Windows服务器 234
思考题 237
第10章 网络安全与网络管理 238
本章学习要点 238
10.1 网络面临的安全问题 239
10.1.1 网络安全事件的内因 239
10.1.2 网络安全事件的外因 241
10.1.3 人员的素质和安全意识有待全面的提高 243
10.1.4 网络的安全监控和评估有待加强 243
10.2 网络的安全框架和对策 244
10.2.1 安全含义 244
10.2.2 安全框架 245
10.2.3 安全对策 246
10.3 网络的安全服务和安全机制 247
10.3.1 安全服务 247
10.3.2 安全机制 248
10.4 网络防火墙概述 252
10.4.1 因特网防火墙 252
10.4.2 防火墙设计 253
10.4.3 防火墙体系结构 253
10.5 代理服务器简介 254
10.6 网络管理 255
10.6.1 网络管理的功能 255
10.6.2 网络管理协议简述 256
思考题 257
第11章 组网实例 258
本章学习要点 258
11.1 校园网络建设方案 258
11.1.1 大学新校区网络建设方案 258
11.1.2 中学校园网建设方案 260
11.2 广域网路由基本技术 262
11.2.1 实验条件 262
11.2.2 路由器配置 263
11.3 无线局域网共享因特网实例 266
11.3.1 方案 266
11.3.2 组建 267
11.3.3 108Mb/s无线宽带路由器简介 268
11.4 中小企业应用ADSL组网实例 270
11.4.1 实例一 270
11.4.2 实例二 271
11.4.3 ADSL路由功能 272
11.4.4 ADSL断流分析 274
11.5 软件路由器的实现及性能比较 275
11.5.1 BBIagent路由器 276
11.5.2 Coyote Linux路由器 279
11.5.3 两种软盘版的路由器比较 280
11.6 网络的安全配置 281
11.6.1 路由器的安全 281
11.6.2 用三层交换机防范攻击 283
参考文献 285

1. 网络互联技术与实训 [主编 鲁顶柱 刘邦桂]
2. 网络互联技术 [任云晖 编著]
3. 网络互联技术--路由、交换与远程访问 [张保通 主编]
4. 计算机网络互联与测试 [管秀君 卢川英 主编]