计算机网络技术及应用

本书在总结多年教学经验和科研实践的基础上，结合当前计算机网络技术的新成果，对计算机网络原理和应用技术作了系统介绍。本书内容以OSI参考模型为基础，重点介绍分层的理念，同时对业界广泛使用的TCP/IP协议进行了详细的讲解，并对OSI模型和TCP/IP模型作了详尽的比较，意欲说明理论模型和实际应用的关系，使读者真正理解IP和TCP协议广泛应用的原因，达到学习计算机网络的基本要求。

本书以基本的实践应用为前提，对计算机网络进行了易于感知的阐述，并详细描述了日常的网络应用过程与实施方法。

为使读者能够很好地理解计算机网络的基本原理、各种网络技术和应用，本书给出了大量插图和一定数量的应用实例，其目的是希望读者通过本书的学习能够了解和掌握计算机网络的基本构成和网络通信基本原理，了解和掌握常用的组网技术、网络通信协议以及网络的实际应用技术，熟悉常见的组网方法和技术，了解计算机网络最新技术和发展动态，并具有简单的网络组网、规划和设计选型的能力。

本书遵循先简单后复杂、先原理后应用的认知规律，内容新颖、概念清晰、深入浅出、易学易懂。参考学时为72学时。

全书共由12章组成。第1章是“计算机网络概述”，主要介绍计算机网络的发展、概念、分类与拓扑结构等问题；第2章是“数据通信基础”，主要介绍数据通信的理论基础、物理传输介质以及传输技术；第3章是“计算机网络体系结构”，主要阐述协议与分层问题；第4章是“局域网技术”，主要介绍局域网的概念，局域网的介质访问控制方法以及以太网技术；第5章是“广域网技术”，主要介绍X.25、ISDN、ATM、DWDM等问题；第6章是“网络互连技术”，主要介绍网际协议（IP）、网络互连设备等问题；第7章是“网络操作系统”，主要介绍目前流行的网络操作系统以及选择网络操作系统的原则；第8章是“组建局域网”，重点介绍Windows 2000 Server；第9章是“接入网技术”，主要介绍铜线接入网、光纤接入网以及无线接入网技术；第10章是“网络安全与网络管理技术”；第11章是“计算机网络故障的诊断与排除”；第12章是“网络系统的规划与设计”。

本书可作为普通本科计算机科学与技术、网络工程、自动化、通信工程等专业及相近专业教材，也可作为高职高专、成人高校和民办院校计算机及相关电子类专业教材，同时也可供从事计算机网络应用与信息技术的广大工程技术人员学习参考。本书所配电子教案可以从中国水利水电出版社网站免费下载，网址为：http://www.waterpub.com.cn/softdown/。

本书由刘永华主编，陈光军、孙俊香、陈茜、徐兴敏等编著。本书第1、3章由刘永华编写，第2、11章由陈光军编写，第4、5、12章由孙俊香编写，第7、10章由陈茜编写，第6、8、9章由徐兴敏编写。全书由刘永华统稿、整理。参加本书编写的还有肖孟强、王成端、宗绪锋、王红等，山东交通学院的沈祥玖教授对全书进行了审阅并提出了宝贵意见，在此表示忠心感谢。

由于作者水平有限，加之编写时间仓促，书中难免存在缺点与不足之处，恳请广大读者和同行批评指正。

编 者

2005年5月

序
前言
第1章 计算机网络概述 1
本章学习目标 1
1.1 计算机网络的形成与发展 1
1.1.1 面向终端的计算机网络 1
1.1.2 计算机-计算机网络 2
1.1.3 开放式标准化网络 4
1.1.4 网络计算的新时代 5
1.2 计算机网络的概念 6
1.2.1 计算机网络的定义 6
1.2.2 计算机网络的特点 7
1.2.3 计算机网络的功能和应用 8
1.2.4 计算机网络的组成 10
1.3 计算机网络的分类 11
1.3.1 按传输技术划分 11
1.3.2 按分布距离划分 11
1.3.3 其他几种分类方法 12
1.4 计算机网络拓扑结构 13
1.4.1 计算机网络拓扑的定义 13
1.4.2 两类网络拓扑 13
1.4.3 常见的几种网络拓扑特点 13
1.5 计算机网络的传输介质 16
1.5.1 有线传输介质 17
1.5.2 无线传输介质的传输特性 19
1.6 几种典型的计算机网络结构类型 20
1.6.1 集中处理的主机-终端机结构 20
1.6.2 对等网络结构 20
1.6.3 客户机/服务器网络结构 21
1.6.4 无盘工作站网络结构 21
习题与思考题 21
第2章 数据通信基础 23
本章学习目标 23
2.1 数据通信的理论基础 23
2.1.1 傅立叶分析 23
2.1.2 有限带宽信号 24
2.2 数字通信系统 26
2.2.1 数字通信系统的组成及特点 26
2.2.2 数字通信系统的主要技术指标 27
2.3 数据编码 28
2.3.1 二电平码 28
2.3.2 差分码 29
2.3.3 双极性码 29
2.3.4 裂相码 31
2.3.5 多电平码 32
2.4 数字调制技术 33
2.4.1 数字幅度调制 33
2.4.2 数字频率调制技术 34
2.4.3 数字相位调制 35
2.5 脉冲编码调制 36
2.6 通信方式与交换方式 38
2.6.1 数据通信方式 38
2.6.2 异步传输和同步传输 38
2.6.3 交换方式 42
2.7 多路复用技术 44
2.7.1 多路复用的基本概念 44
2.7.2 频分多路复用（FDM） 44
2.7.3 同步时分多路复用（TDM） 46
2.7.4 统计时分多路复用（STDM） 47
2.7.5 多路复用技术的比较 48
2.8 差错控制技术 48
2.8.1 差错控制原理 48
2.8.2 流量控制 49
2.8.3 差错控制编码 51
2.8.4 差错控制方式 52
习题与思考题 56
第3章 计算机网络体系结构 58
本章学习目标 58
3.1 网络体系结构 58
3.1.1 网络体系结构基本概念 58
3.1.2 计算机网络层次体系结构 59
3.1.3 计算机网络层次模型 59
3.2 开放系统互连参考模型 61
3.2.1 开放系统互连基本参考模型 61
3.2.2 层次模型中各层功能 63
3.3 TCP/IP参考模型 67
3.3.1 TCP/IP参考模型 67
3.3.2 TCP/IP协议简介 68
3.4 OSI参考模型与TCP/IP参考模型的比较 70
习题与思考题 71
第4章 局域网技术 72
本章学习目标 72
4.1 局域网的基本概念 72
4.1.1 局域网的主要特点及实现技术 72
4.1.2 局域网参考模型 74
4.1.3 局域网的IEEE 802标准 75
4.1.4 逻辑链路控制（LLC）子层 76
4.1.5 介质访问控制（MAC）子层 77
4.2 局域网的介质访问控制方法 79
4.2.1 CSMA/CD和IEEE 802.3标准 79
4.2.2 令牌总线访问控制和IEEE 802.4标准 83
4.2.3 令牌环访问控制和IEEE 802.5标准 85
4.3 传统以太网技术 86
4.3.1 粗缆以太网 86
4.3.2 细缆以太网 87
4.3.3 双绞线以太网 88
4.3.4 三种布线方案的比较 89
4.4 交换式以太网 90
4.5 高速局域网技术 92
4.5.1 100Mb/s以太网 92
4.5.2 1000Mb/s以太网 93
4.5.3 10吉比特以太网 94
习题与思考题 96
第5章 广域网技术 98
本章学习目标 98
5.1 广域网的基本概念 98
5.1.1 广域网的构成 98
5.1.2 广域网的分组转发机制 99
5.2 X.25分组交换网 101
5.3 帧中继（FR） 102
5.3.1 帧中继的帧格式 103
5.3.2 帧中继的应用 104
5.4 综合业务数字网（ISDN） 105
5.4.1 ISDN概述 105
5.4.2 宽带ISDN（B-ISDN） 107
5.5 异步传输模式（ATM） 108
5.5.1 ATM概述 108
5.5.2 ATM协议参考模型 108
5.5.3 ATM的信元格式 111
5.5.4 ATM交换机 112
5.6 密集波分复用（DWDM） 114
习题与思考题 115
第6章 网络互连技术 116
本章学习目标 116
6.1 网络互连基本概念 116
6.2 因特网的网际协议IP 121
6.2.1 IP协议提供的服务 121
6.2.2 IPv4与IPv6 122
6.2.3 IP地址 125
6.2.4 子网及子网掩码 126
6.3 因特网路由选择协议 128
6.3.1 内联网关协议（RIP和OSPF） 128
6.3.2 外部网关协议（BGP） 136
6.4 因特网控制报文协议（ICMP） 139
6.5 网络互连设备 142
6.5.1 中继器 142
6.5.2 网桥 143
6.5.3 路由器 147
习题与思考题 150
第7章 网络操作系统 151
本章学习目标 151
7.1 网络操作系统概述 151
7.1.1 网络操作系统的基本概念 151
7.1.2 网络操作系统的类型 151
7.1.3 网络操作系统的基本功能 152
7.2 目前流行的网络操作系统 153
7.2.1 Windows 2000操作系统 154
7.2.2 Windows 2000平台的新特性 155
7.2.3 Unix操作系统 159
7.2.4 Linux操作系统 160
7.3 选择网络操作系统的原则 161
习题与思考题 163
第8章 组建局域网 164
本章学习目标 164
8.1 对等网的建立 164
8.2 客户/服务器网络 167
8.3 Windows 2000 Server 168
8.3.1 Windows 2000 Server的安装 168
8.3.2 用户管理 170
8.3.3 配置WWW服务器 174
8.3.4 配置DHCP服务 177
8.3.5 配置RAS服务 184
8.3.6 配置FTP服务器 186
8.3.7 配置网络打印机 187
习题与思考题 189
第9章 接入网技术 190
本章学习目标 190
9.1 铜线接入网技术 190
9.1.1 xDSL技术 190
9.1.2 CATV 195
9.2 光纤接入网技术 197
9.3 无线接入网技术 198
9.3.1 IEEE 802.11无线局域网 198
9.3.2 GSM/GPRS 200
9.3.3 WAP 203
9.4 虚拟专用网 204
习题与思考题 210
第10章 网络安全与网络管理技术 211
本章学习目标 211
10.1 网络安全问题概述 211
10.1.1 网络安全的概念和安全控制模型 211
10.1.2 安全威胁 213
10.2 加密与认证技术 216
10.2.1 密码学的基本概念 216
10.2.2 常规密钥密码体制 220
10.2.3 公开密钥加密技术 222
10.2.4 数字签名 224
10.2.5 身份验证技术 225
10.3 防火墙技术 225
10.3.1 防火墙概述 225
10.3.2 防火墙系统结构 226
10.3.3 防火墙分类 227
10.3.4 防火墙的作用 228
10.3.5 防火墙的设计策略 228
10.4 病毒与病毒的防治 229
10.4.1 病毒的种类及特点 229
10.4.2 病毒的传播途径与防治 230
10.4.3 网络版杀毒软件 232
10.5 网络管理技术 233
10.5.1 网络管理概述 233
10.5.2 ISO网络管理模式 233
10.5.3 公共管理信息协议（CMIP） 235
10.5.4 简单网络管理协议（SNMP） 236
10.6 网络安全与管理实例 237
10.6.1 个人电脑网络安全策略 237
10.6.2 Outlook Express的安全设置 238
10.6.3 Foxmail的安全问题 239
10.6.4 电子邮件的安全问题 239
习题与思考题 241
第11章 计算机网络故障的诊断与排除 243
本章学习目标 243
11.1 Windows 自带的网络工具箱 243
11.1.1 使用多种维护工具来维护网络 243
11.1.2 鹦鹉螺网络助手 247
11.2 上网常见故障分析和排除 248
11.3 局域网常见故障排除 251
11.3.1 网络常见故障 251
11.3.2 网络故障的排除 252
习题与思考题 257
第12章 网络系统的规划与设计 258
本章学习目标 258
12.1 网络系统的规划与设计概述 258
12.2 网络的规划 259
12.2.1 网络的需求分析 259
12.2.2 网络系统的规划设计 259
12.3 网络系统的设计 260
12.3.1 系统架构 260
12.3.2 网络方案中的设备选型 262
12.3.3 网络方案中的软件选型 263
12.3.4 结构化布线 265
12.3.5 网络安全设计 266
12.4 校园网络方案设计举例 268
12.4.1 系统的总体设计 268
12.4.2 校园网的设计方案 269
12.4.3 工程进度安排 274
12.4.4 工程项目文档 275
习题与思考题 276
参考文献 277为适应读者对计算机网络技术学习的需要，本书由浅入深地阐述了计算机网络技术的一些基本原理，介绍了当前常用的先进网络技术以及网络的实际应用，反映了计算机网络技术的一些最新发展。
本书共12章，主要内容包括：计算机网络概述、数据通信基础、计算机网络体系结构、局域网技术、广域网技术、网络互连技术、网络操作系统、组建局域网、接入网技术、网络安全及网络管理技术、计算机网络常见故障及排除、网络系统的规划与设计。
本书层次清晰、概念准确、内容新颖、图文并茂，注重理论与实践的结合，适合学生循序渐进地学习。每章之前有明确的学习目标与要求，每章之后又有习题与思考题，书中尚有一定量的例题和应用实例，能够帮助读者很好地掌握计算机网络技术。
本书可作为普通本科计算机科学与技术、网络工程、自动化、通信工程等专业及相近专业教材，也可作为高职高专、成人高校和民办院校计算机及相关电子类专业教材，同时也可供从事计算机网络应用与信息技术的广大工程技术人员学习参考。
本书所配电子教案可以从中国水利水电出版社网站免费下载， 网址为：
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