计算机网络技术及应用（第二版）

  本书为《计算机网络技术及应用》的第二版，这次修编在第一版基础上对内容和结构进行了较大地修正、补充、调整和完善。全书突出了计算机网络体系结构这条主线，使全书知识点更加紧凑、连贯，删节了对一些过时技术的介绍，在一些实用技术上加大了篇幅，同时，本着以实践促教学的原则，加入了实验指导，以期学习者能更好地理解所学的理论知识。

  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。本书给出了大量的图和应用实例，其目的是使读者能够较容易地掌握计算机网络基本原理和实用的网络技术，了解计算机网络最新技术和发展动态，并具有网络组建、规划和设计选型的能力。

全书约50万字，参考学时72学时。全书由14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章是计算机网络体系结构，阐述了OSI及TCP/IP两大网络体系结构的有关基础概念；第3章是物理层，介绍了数据通信的理论基础、物理传输介质等知识；第4章是数据链路层，讲解了数据链路层的基本概念、数据的检错纠错技术、数据的流量控制协议及点对点协议；第5章是局域网技术，主要介绍局域网的概念、介质访问的控制方法、以太网技术以及虚拟局域网、无线局域网等较前沿的技术；第6章是广域网技术，介绍了X.25、ISDN、ATM等技术；第7章是网络层，主要介绍了网络层的基本原理并在此基础上讲解因特网的网际协议、路由选择协议、控制报文协议以及一些相关的网络互联设备；第8章是传输层，对传输层的基本概念及UDP、TCP两个协议进行了介绍；第9章是应用层，介绍了应用层的几种主要协议，如DNS、HTTP及电子邮件等；第10章主要介绍了铜线接入网、光纤接入网、无线接入网、虚拟专用网VPN 以及网络地址转换NAT技术；第11章是网络安全技术，重点对加密与认证技术、防火墙及病毒防护的知识做了介绍；第12章是网络管理与维护技术，介绍了网络管理的有关协议、计算机网络常见故障及排除等知识；第13章是网络系统的规划与设计，从分层设计、IP地址规划、布线设计等角度对网络组建进行了介绍；第14章是网络技术综合应用，给出了交换网、路由网及无线网的实例。此外，在附录中给出了与本书内容相配套的验证性、设计性及应用性实验。

本书可作为普通高等院校计算机科学与技术、网络工程、通信工程及相关专业的本科教材，同时也是广大工程技术人员较好的科技参考书。

  本书由刘永华、赵艳杰、解圣庆、周金玲、周建梁编著。刘永华、赵艳杰负责全书的撰写和统稿整理，解圣庆、周金玲、周建梁、张淑玉、刘贞德、孙俊香、陈茜、徐兴敏、于春花、李晓利完成了课后习题的编写并参与了部分章节的编写与讨论。

  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。

序
第二版前言
第一版前言
 
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  网络计算机的新时代 4
1.2  计算机网络的概念 5
1.2.1  计算机网络的定义 5
1.2.2  计算机网络的特点 6
1.2.3  计算机网络的功能和应用 7
1.2.4  计算机网络的组成 9
1.3  计算机网络的分类 9
1.3.1  按传输技术划分 9
1.3.2  按分布距离划分 10
1.3.3  其他分类方法 11
1.4  计算机网络拓扑结构 12
1.4.1  计算机网络拓扑的定义 12
1.4.2  两类网络拓扑 12
1.4.3  常见的几种网络拓扑的特点 12
1.5  几种典型的计算机网络结构类型 15
1.5.1  集中处理的主机—终端机结构 15
1.5.2  对等网络结构 15
1.5.3  客户机/服务器网络结构 15
1.5.4  无盘工作站网络结构 16
1.6  计算机网络的性能 16
1.6.1  计算机网络的性能指标 16
1.6.2  计算机网络的非性能特征 18
习题与思考题一 19
第2章  计算机网络体系结构 20
本章学习目标 20
2.1  网络体系结构 20
2.1.1  网络体系结构基本概念 20
2.1.2  计算机网络层次体系结构 20
2.1.3  计算机网络层次模型 21
2.2  开放系统互联参考模型 23
2.2.1  开放系统互联参考模型 23
2.2.2  层次模型中各层的功能 24
2.3  TCP/IP参考模型 28
2.3.1  TCP/IP参考模型 28
2.3.2  TCP/IP协议简介 29
2.4  OSI参考模型与TCP/IP参考模型
         的比较 31
习题与思考题二 32
第3章  物理层 33
本章学习目标 33
3.1  物理层的基本概念 33
3.2  数据通信的理论基础 34
3.2.1  傅立叶分析 34
3.2.2  有限带宽信号 34
3.2.3  数字通信系统 36
3.2.4  数据编码 38
3.2.5  数字调制技术 42
3.2.6  脉冲编码调制 45
3.3  通信方式与交换方式 46
3.3.1  数据通信方式 46
3.3.2  异步传输和同步传输 47
3.3.3  交换方式 50
3.4  多路复用技术 52
3.4.1  多路复用的基本概念 52
3.4.2  频分多路复用（FDM） 52
3.4.3  同步时分多路复用（TDM） 54
3.4.4  统计时分多路复用（STDM） 55
3.4.5  两种多路复用技术的比较 55
3.4.6  波分复用技术 56
3.4.7  码分复用（CDMA） 56
3.5  计算机网络的传输介质 57
3.5.1  有线传输介质 58
3.5.2  无线传输介质 60
习题与思考题三 61
第4章  数据链路层 62
本章学习目标 62
4.1  数据链路层的设计问题 62
4.1.1  相关概念 62
4.1.2  数据链路层的目的 63
4.1.3  数据链路层的主要功能 63
4.2  差错控制技术 64
4.2.1  差错控制原理 64
4.2.2  差错控制编码 65
4.2.3  差错控制方式 67
4.2.4  几种纠错方式 67
4.3  流量控制技术 68
4.3.1  停等流量控制 68
4.3.2  滑动窗口流量控制 69
4.3.3  自动请求重发（ARQ，
      Automatic Repeat Request） 70
4.3.4  停等ARQ 70
4.3.5  回退N帧ARQ 71
4.3.6  选择性重发ARQ 72
4.4  点对点（PPP）协议 73
4.4.1  PPP协议的作用 73
4.4.2  PPP协议的组成部分 74
4.4.3  PPP帧结构 74
习题与思考题四 75
第5章  局域网技术 76
本章学习目标 76
5.1  局域网的基本概念 76
5.1.1  局域网的主要特点及实现技术 76
5.1.2  局域网参考模型 77
5.1.3  LAN的IEEE 802标准 78
5.1.4  逻辑链路控制（LLC）子层 79
5.1.5  介质访问控制MAC子层 81
5.2  局域网的介质访问控制方法 82
5.2.1  CSMA/CD和IEEE 802.3标准 83
5.2.2  令牌总线访问控制和IEEE
      802.4标准 86
5.2.3  令牌环（Token Ring）访问
      控制IEEE 802.5标准 87
5.3  传统以太网技术 89
5.3.1  粗缆以太网 89
5.3.2  细缆以太网 90
5.3.3  双绞线以太网 91
5.3.4  三种布线方案的比较 92
5.4  交换式以太网 93
5.5  虚拟局域网VLAN 94
5.5.1  为什么要划分VLAN 95
5.5.2  VLAN的主要类型 95
5.5.3  VLAN的主要标准 97
5.5.4  VLAN标签交换 99
5.5.5  配置VLAN 100
5.5.6  设计VLAN 101
5.6  高速局域网技术 102
5.6.1  100Mb/s以太网 103
5.6.2  1000Mb/s以太网 103
5.6.3  10吉比特以太网 104
5.7  无线局域网WLAN 106
5.7.1  WLAN组网方式 106
5.7.2  WLAN硬件 107
5.7.3  IEEE 802.11 MAC层 110
5.7.4  IEEE 802.11物理层 112
5.7.5  IEEE WLAN的安全技术 114
习题与思考题五 114
第6章  广域网技术 116
本章学习目标 116
6.1  广域网的基本概念 116
6.1.1  广域网的构成 116
6.1.2  广域网的分组转发机制 117
6.2  X.25分组交换网 119
6.3  帧中继FR 120
6.3.1  帧中继的帧格式 121
6.3.2  帧中继的应用 122
6.4  综合业务数字网ISDN 122
6.4.1  ISDN的概述 122
6.4.2  宽带ISDN（B-ISDN） 124
6.5  异步传输模式ATM 125
6.5.1  ATM概述 125
6.5.2  ATM协议参考模型 126
6.5.3  ATM的信元格式 128
6.5.4  ATM交换机 129
习题与思考题六 130
第7章  网络层 132
本章学习目标 132
7.1  网络层概述 132
7.1.1  网络层的的设计问题 132
7.1.2  虚电路与数据报 133
7.2  网际协议IP 136
7.2.1  IP协议提供的服务 136
7.2.2  IPv4与 IPv6 136
7.2.3  IP地址 139
7.2.4  子网及子网掩码 140
7.3  因特网路由选择协议 142
7.3.1  内部网关协议RIP和OSPF 142
7.3.2  外部网关协议BGP 150
7.4  因特网控制报文协议ICMP 153
7.5  网络互联设备 155
7.5.1  中继器 155
7.5.2  网桥 156
7.5.3  路由器 159
习题与思考题七 163
第8章  传输层 164
本章学习目标 164
8.1  传输层概述 164
8.1.1  传输层的设计问题 164
8.1.2  端口 165
8.2  用户数据报协议UDP 166
8.2.1  UDP概述 166
8.2.2  UDP用户数据报 167
8.3  传输控制协议TCP 168
8.3.1  TCP概述 168
8.3.2  TCP报文段 169
8.3.3  TCP的可靠性 170
8.3.4  TCP连接管理 171
8.3.5  滑动窗口与流量控制 173
习题与思考题八 174
第9章  应用层 175
本章学习目标 175
9.1  应用层概述 175
9.2  域名解析协议DNS 176
9.2.1  域名系统 176
9.2.2  域名解析 177
9.3  文件传输协议 178
9.3.1  文件传输协议FTP 178
9.3.2  简单文件传送协议TFTP 180
9.4  远程终端协议Telnet 180
9.5  电子邮件 182
9.6  万维网 185
9.7  动态主机配置协议DHCP 189
习题与思考题九 191
第10章  接入网技术 192
本章学习目标 192
10.1  铜线接入网技术 192
10.1.1  xDSL技术 192
10.1.2  CATV 197
10.2  光纤接入网技术 198
10.3  无线接入网技术 200
10.3.1  GSM/GPRS 200
10.3.2  WAP 202
10.4  虚拟专用网VPN 204
10.5  网络地址转换NAT 209
习题与思考题十 211
第11章  网络安全技术 213
本章学习目标 213
11.1  网络安全问题概述 213
11.1.1  网络安全的概念和安全
       控制模型 213
11.1.2  安全威胁 214
11.2  加密与认证技术 217
11.2.1  密码学的基本概念 217
11.2.2  常规密钥密码体制 221
11.2.3  公开密钥加密技术 222
11.2.4  数字签名 225
11.2.5  身份认证技术 225
11.3  防火墙技术 226
11.3.1  防火墙概述 226
11.3.2  防火墙系统结构 226
11.3.3  防火墙分类 227
11.3.4  防火墙的作用 228
11.3.5  防火墙的设计策略 228
11.4  病毒与病毒的防治 229
11.4.1  病毒的种类及特点 229
11.4.2  病毒的传播途径与防治 230
习题与思考题十一 232
第12章  网络管理与维护技术 233
本章学习目标 233
12.1  网络管理技术 233
12.1.1  网络管理概述 233
12.1.2  ISO网络管理模式 234
12.1.3  公共管理信息协议CMIP 235
12.1.4  简单网络管理协议SNMP 236
12.2  网络维护工具 237
12.3  局域网常见的故障排除 241
12.3.1  网络常见故障 241
12.3.2  网络故障的排除 242
习题与思考题十二 247
第13章  网络系统的规划与设计 248
本章学习目标 248
13.1  确定网络设计目标 248
13.1.1  需求分析 248
13.1.2  工程论证 249
13.1.3  网络设计原则 250
13.2  确定网络设计方案 251
13.2.1  网络标准的选择 251
13.2.2  网络拓扑结构选择 251
13.2.3  建立分级三层设计模型 251
13.2.4  IP地址规划 255
13.2.5  网络布线设计 256
13.2.6  安全设计 258
13.3  网络产品选型 260
13.3.1  网络硬件设备选型 260
13.3.2  网络软件选择 261
习题与思考题十三 262
第14章  网络技术综合应用 263
本章学习目标 263
14.1  交换三级网 263
14.1.1  网络拓扑 264
14.1.2  IP地址分配 265
14.1.3  VLAN划分 266
14.1.4  安全设计 266
14.1.5  网络管理 267
14.2  路由三级网 267
14.3  无线局域网 269
14.3.1  室内无线网络 269
14.3.2  室外无线网络 270
习题与思考题十四 272
附录  实验与上机指导 273
实验一  认识局域网 273
实验二  常用网络测试工具的应用 277
实验三  虚拟局域网VLAN的设置 278
实验四  IP地址分配与子网划分 280
实验五  路由器连接局域网实验 281
实验六  静态路由实验 283
实验七  动态路由协议配置 284
实验八  网络协议分析 287
实验九  Internet的应用 289
实验十  NAT网络地址转换 289
参考文献 292

1. 计算机网络实训教程 [主编 张浩军 赵玉娟]
2. HCIA-Datacom认证题库分类精讲 [主 编 韩立刚]
3. 网络规划设计师备考一本通 [夏杰 编著]
4. 计算机网络基础 [主编 宋焱宏 李安邦]
5. 网络工程师备考一本通 [夏杰 编著]
6. 软件定义网络技术与实践 [主编　但唐仁]
7. 计算机网络技术项目化教程（微课版） [主编 王艳萍 安华萍]
8. 网络系统集成 [主编 唐继勇 孙梦娜]
9. 计算机网络基础创新教程（模块化+课程思政版） [主编 唐继勇 李旭]
10. 路由交换技术项目化教程 [主编　范国娟]
11. 计算机网络创新教程 [韩立刚 编著]
12. 软件定义网络技术与实战教程 [主编 但唐仁 肖颖]
13. eNSP网络技术与应用从基础到实战 [许成刚 阮晓龙 高海波 杜宇飞]
14. 数据通信与计算机网络（第三版） [主 编 季福坤 钱文光]
15. 计算机网络技术基础项目式教程 [主 编 柳 青 曾德生]
16. 遨游数字时代——全球IT高管网络安全秘籍 [[美] Palo Alto Networks 编]
17. 无线传感器网络技术应用 [常排排　綦志勇]
18. 计算机网络基础教程 [主 编 赵志茹 张尼奇 王宏斌]
19. 计算机网络技术基础 [陈家迁]
20. 网络规划设计师5天修炼 [朱小平 施游 编著]
21. 计算机网络实验指导 [主编 吴东]
22. 网络工程师5天修炼（第三版） [朱小平 施游 编著]
23. 计算机网络原理与应用（第二版） [何小东 编著]
24. 计算机网络技术实训教程 [主编 高良诚]
25. 云计算与网络安全 [主编　肖睿　徐文义]
26. AutoCAD 网络工程设计教程 [主编　刘通　董灿]
27. 计算机网络实训创新教程（基于Cisco IOS） [主编 韩立刚]
28. 计算机网络原理创新教程 [主编 韩立刚]
29. 深入理解计算机网络 [王达]
30. 交换机路由器配置与管理实训教程 [主编 孙飞显 靳晓婷]