计算机网络基础

计算机网络课程是一门理论性和实践性都非常强的课程，学好计算机网络课程对于学生今后组建网络，进行网络环境下的程序设计是非常重要的。本书根据作者多年来从事计算机网络课程教学的经验，精选内容，突出重点，紧紧围绕着以实用为原则，并把计算机网络的理论知识与该课程的实验紧密相结合。

本书比较全面、系统地概括了计算机网络的知识、数据通信的基本概念、局域网的构建方式、TCP/IP协议中的主要概念、路由选择基本原理以及常用路由协议的配置方法、Intranet服务器的配置方法以及计算机网络安全的有关内容。全书共有7章，分成三个层面来叙述：首先从计算机网络技术的基础知识入手，介绍计算机网络的一些基本的概念，以及计算机局域网的构建；其次介绍计算机网络的互联技术、Internet技术及应用；最后介绍Intranet服务器的构建、计算机网络的安全等技术。本书在每一章中除了提供一定的练习题之外，还在部分章节的后面提供了一些实验题目，并给出详细的实验目的、实验内容、实验要求等内容（要了解更多的实验内容，可以参考刘兵主编的《计算机网络实验教程》），任课教师可根据本校的实际情况进行选择。本书建议学时为48学时～56学时。

本书把虚拟局域网的划分、各种路由协议的实现（如静态路由、RIP协议）等实验使用一个网络软件模拟器来模拟，通过这种方式，可使一些不具备网络实验室的高等院校也能够开出真正意义上的网络实验，并可大大节省计算机网络实验设备的投资，且计算机网络的设备可根据模拟软件的升级而升级，增强了学生的实际动手能力。

本书由刘兵负责全书统稿定稿工作，其中刘兵主要编写第3章、第4章、第5章和第6章，刘欣主要编写第1章、第2章以及第7章。谢兆鸿教授认真地审阅了全书，并提出了很多宝贵意见。参加本书编写工作的还有刘昌华、张琳、刘冬、周红、贾瑜、欧阳峥峥、向云柱、管庶安、李禹生、丰洪才、吴煜煌、陈涛、朱晓辉、李贤毅等。在全书的文字资料输入、校排、图片编辑工作中得到了江小丽女士的大力帮助，在此一并表示衷心的感谢。

由于编者水平所限，尤其是计算机网络新兴技术的发展十分迅速，书中难免存在一些疏漏及不妥之处，尚祈读者批评指正。

编者的电子邮件地址为：lbliubing@sina.com。

编者

2005年10月

前言
第1章 计算机网络概述 1
本章学习目标 1
1.1 计算机网络的发展 1
1.1.1 计算机网络发展的历史阶段 1
1.1.2 计算机网络的发展前景 4
1.2 计算机网络的定义和功能 5
1.2.1 计算机网络的定义 5
1.2.2 计算机网络的功能 5
1.3 计算机网络的类型与模式 7
1.3.1 计算机网络的类型 7
1.3.2 计算机网络的模式 11
1.4 计算机网络的体系结构 13
1.4.1 计算机网络体系结构的形成 13
1.4.2 OSI的参考模型 14
1.4.3 TCP/IP参考模型 19
1.5 Internet与Intranet 20
1.5.1 Internet的发展概况 20
1.5.2 Internet提供的信息服务 21
1.5.3 Intranet 24
本章小结 25
习题 25
第2章 数据通信 26
本章学习目标 26
2.1 数据通信系统 26
2.1.1 数据通信系统的基本概念 26
2.1.2 数据通信系统的组成 28
2.1.3 数据通信系统的传输编码 28
2.1.4 数据通信系统的传输方式 31
2.1.5 数据通信系统的传输速率 32
2.2 数据交换方式 33
2.2.1 线路交换 33
2.2.2 报文交换 34
2.2.3 报文分组交换 35
2.3 数据传输中差错处理 36
2.3.1 常用检错码 36
2.3.2 停止等待协议 38
2.3.3 连续ARQ协议 41
2.3.4 选择ARQ协议 44
2.4 数据传输的控制规程 44
2.4.1 面向字符型的传输控制规程 44
2.4.2 面向比特型的传输控制规程 46
2.5 信道的复用技术 49
2.5.1 频分多路复用FDM 49
2.5.2 时分多路复用TDM 50
2.5.3 统计时分复用STDM 51
本章小结 52
习题 52
第3章 局域网 54
本章学习目标 54
3.1 局域网的基本概念 54
3.1.1 局域网的特点 54
3.1.2 局域网的参考模型与协议标准 55
3.1.3 局域网的构成 56
3.2 载波侦听多路访问/冲突检测（CSMA/CD） 60
3.2.1 CSMA/CD的工作原理 60
3.2.2 CSMA/CD的冲突检测时间 61
3.2.3 CSMA/CD的最小帧长度 62
3.3 以太网 63
3.3.1 以太网概述 63
3.3.2 以太网的两种帧格式 64
3.3.3 基于共享式集线器（HUB）的以太网 66
3.4 交换机 67
3.4.1 交换机的工作原理 67
3.4.2 交换机与集线器的区别 69
3.4.3 交换机的交换方式 70
3.4.4 交换机的技术参数 71
3.4.5 三层交换技术 72
3.4.6 交换式以太网的实例 74
3.4.7 高速以太网 74
3.5 虚拟局域网 76
3.5.1 虚拟局域网的概念 76
3.5.2 虚拟局域网的划分方法 78
3.5.3 虚拟局域网使用的帧格式 79
3.5.4 Cisco交换机的简介 79
3.5.5 Cisco网络设备的三种配置模式 81
3.5.6 网络模拟软件的安装及使用方法 82
3.5.7 使用Cisco单交换机设置VLAN的方法 87
3.5.8 使用Cisco多交换机设置VLAN的方法 94
3.6 无线局域网 99
3.6.1 无线局域网传输方式 100
3.6.2 无线局域网的工作原理 100
3.6.3 无线局域网的拓扑结构 100
3.6.4 无线联网的标准 101
3.6.5 无线局域网的组建 102
本章小结 103
习题 103
第4章 TCP/IP协议 105
本章学习目标 105
4.1 网际协议 105
4.1.1 IP协议基本概念 105
4.1.2 划分子网和超网 109
4.1.3 IP层转发分组的流程 114
4.1.4 下一代网际协议IPv6 114
4.2 地址映射 116
4.2.1 ARP协议 116
4.2.2 RARP协议 119
4.2.3 网络地址转换NAT 119
4.3 TCP和UDP协议 121
4.3.1 UDP协议 121
4.3.2 TCP协议的概述 122
4.3.3 TCP数据报格式 125
4.3.4 TCP连接运输管理 127
4.4 ICMP协议 128
4.4.1 ICMP协议概述 128
4.4.2 ICMP报文的类型 129
4.5 网络测试的常用命令 130
4.5.1 ping命令 130
4.5.2 ipconfig命令 131
4.5.3 tracert命令 133
4.5.4 netstat命令 133
4.5.5 route命令 135
本章小结 136
习题 136
第5章 网络互联 138
本章学习目标 138
5.1 网络互联设备 138
5.1.1 网络互联概述 138
5.1.2 网络传输介质接口 139
5.1.3 中继器（Repeater） 140
5.1.4 集线器（HUB） 141
5.1.5 网桥（Bridge） 141
5.1.6 路由器（Router） 143
5.1.7 网关（Gateway） 144
5.2 路由器 145
5.2.1 路由器的基本概念 145
5.2.2 路由的度量（metric） 149
5.2.3 路由选择算法 150
5.3 静态路由 152
5.3.1 静态路由概述 152
5.3.2 路由器配置所需要的主要命令说明 153
5.3.3 静态路由的配置方法 155
5.3.4 查看路由表及验证连通性 157
5.4 距离矢量路由协议RIP 158
5.4.1 RIP协议的基本概念 158
5.4.2 RIP协议的配置方法 160
5.5 虚拟专用网 163
5.5.1 虚拟专用网概述 163
5.5.2 虚拟专用网工作原理 164
5.6 网络设计 165
5.6.1 网络设计的原则 165
5.6.2 网络拓扑层次化设计 165
5.6.3 层次化设计的特点 166
5.6.4 网络设计流程 166
本章小结 167
习题 167
第6章 Intranet服务器的架设 171
本章学习目标 171
6.1 域名服务器DNS 171
6.1.1 DNS概述 171
6.1.2 Windows 2000下的DNS服务器的构建 175
6.2 DHCP服务器构建 182
6.2.1 动态主机配置协议DHCP 182
6.2.2 Windows 2000下的DHCP配置 183
6.3 WWW服务器 191
6.3.1 WWW概述 191
6.3.2 Windows 2000下用IIS配置WWW服务器 194
6.4 FTP服务器 200
6.4.1 FTP的工作原理 200
6.4.2 Windows 2000 Server下的FTP服务器配置 203
6.5 E-mail服务器 210
6.5.1 E-mail服务器的概述 210
6.5.2 用MDaemon构建E-mail服务器 214
本章小结 220
习题 220
第7章 计算机网络的安全 221
本章学习目标 221
7.1 计算机网络安全概述 221
7.1.1 计算机网络安全基础知识 221
7.1.2 计算机网络面临的主要威胁 222
7.2 数据加密 224
7.2.1 一般数据的加密模型 224
7.2.2 常规密钥密码体制 225
7.2.3 公开密钥密码体制 227
7.3 数字签名 229
7.3.1 数字签名概述 229
7.3.2 数字签名的实现 230
7.4 防火墙 231
7.4.1 什么是防火墙 231
7.4.2 防火墙的三种类型 232
7.4.3 防火墙体系结构 233
7.4.4 包过滤技术 235
7.4.5 构建个人防火墙 237
本章小结 242
习题 242
参考文献 243本书全面系统地讲解了计算机网络的基本概念、基本原理，着重突出计算机网络中的实用技术，同时还介绍了计算机网络目前成熟的实用新技术，并注重对计算机网络的原理在计算机网络实际应用中的描述，以增加学生实际解决网络问题的能力。全书共7章，分成三个层面来叙述：首先从计算机网络技术的基础知识入手，介绍计算机网络的一些基本的概念，以及计算机局域网的构建；其次介绍训?算机网络的互联技术、Internet技术及应用；最后介绍Internet服务器的构建、计算机网络的安全等技术。本书在每一章中除了提供一定的练习题之外，还在部分章节的后面提供了一些实验项目，并给出详细的实验目的、实验内容、实验要求等内容(要了解更多的实验内容，可以参考刘兵主编的《计算机网络实验教程》)，任课教师可根据本校的实际情况进行选择。
本书可作为高等院校计算机科学与技术及相关专业的计算机网络教材，也可以作为计算机网络的培训教材，同时可以作为从事计算机网络及相关专业研究的工程技术人员的学习参考书。
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/。

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