计算机网络基础任务教程

本书从教学实际出发，结合高等职业院校学生的学习特点，遵循“任务”驱动“项目”的学习方法，采用“项目+任务”的内容组织形式，系统讲述了计算机网络技术基础。

根据计算机学科的教学规律和高等职业院校的教学特点，合理安排各项目的工作任务，力求准确、简明、完整。

体现了“学以致用”“即学即用”的编写思路，强调用言简意赅的语言描述抽象的网络理论，注重项目描述与学习任务密切关联。

随着互联网技术的飞速发展，人类社会进入了信息时代，“互联网+”正在改造和影响着社会生活的各个领域，计算机网络技术恰恰是互联网入门的基础。目前，各类高校的计算机及相关专业大多开设了计算机网络基础课程，随着网络技术的发展，课程内容也在不断更新。在“十三五”规划的开局之年，我们组织从事计算机网络教学实践的多位教师编写了本教材。

本书从教学实际出发，结合高等职业院校学生的学习特点，采用“项目+任务”的内容组织形式，系统讲述了计算机网络技术基础，全书由9个学习项目组成，每个项目分解为若干个学习任务，并配备了项目小结和练习题，便于学生对所学知识进行巩固。

项目1：计算机网络初探，主要任务是了解计算机网络的基本概念，掌握计算机网络体系结构，认识Internet与TCP/IP体系结构。项目2：物理层与数据通信技术，主要任务是了解物理层的基本概念，掌握网络结构化布线技术，理解并掌握几种典型的数据传输技术。项目3：数据链路层与局域网技术，主要任务是了解局域网的体系结构，了解以太网标准，并掌握以太网相关设备，从而掌握局域网的构建。项目4：网络层与IP协议，本项目将学习网络层的作用及主要功能，网络层提供的服务，并介绍网络互联技术。项目5：传输层与TCP协议，本项目主要学习传输层的作用及功能，介绍工作在传输层中的两个重要协议TCP协议和UDP协议。项目6：应用层与Internet，本项目主要了解应用层与Internet，掌握应用层常用协议及其应用，了解现代通信新技术。项目7：广域网技术，本项目主要介绍了几种典型的广域网技术。项目8：网络操作系统，本项目将学习网络操作系统的相关知识，理解网络操作系统的特点、分类和功能。项目9：网络安全与网络管理，本项目学习计算机网络安全的基础知识，防火墙技术，数据加密技术；学习网络管理基本概念，简单网络管理协议（SNMP）等内容。

本教材由彭德林、金忠伟任主编；董欣、宋志秋、夏庆英任副主编；张丽静任主审。全书由彭德林、金忠伟组织策划及统稿，由张丽静审阅定稿。其中，项目1由迟国栋编写；项目2由董中杰编写；项目3、4由董欣编写；项目5由金忠伟编写；项目6由夏庆英编写；项目7由郭娜编写；项目8和项目9由宋志秋编写。

本书在编写过程中得到了中国水利水电出版社有关领导和编辑的大力支持，在此表示衷心的感谢，由于编者水平有限，书中难免出现不足，敬请读者批评和指正。

编 者

2016年4月

项目1 计算机网络初探 1
1.1 任务1：了解计算机网络基本概念 1
1.1.1 计算机网络的定义 1
1.1.2 计算机网络的产生与发展 2
1.1.3 计算机网络的组成与分类 5
1.1.4 计算机网络的拓扑结构 7
1.2 任务2：掌握计算机网络体系结构 9
1.2.1 网络体系结构基础 9
1.2.2 OSI的体系结构 11
1.3 任务3：认识Internet与TCP/IP体系
结构 13
1.3.1 Internet的产生、发展与标准化工作 13
1.3.2 TCP/IP体系结构 15
1.3.3 TCP/IP协议族及特点 16
1.4 项目小结 17
1.5 训练与提高1 17
项目2 物理层与数据通信技术 19
2.1 任务1：了解物理层 19
2.2 任务2：认识传输介质 23
2.2.1 同轴电缆 23
2.2.2 双绞线 24
2.2.3 光缆 26
2.2.4 无线传输 28
2.3 任务3：掌握网络结构化布线技术 32
2.3.1 结构化布线系统的组成 33
2.3.2 结构化布线系统中的传输媒体 40
2.3.3 结构化布线中的连接部件 41
2.3.4 结构化布线系统的标准 42
2.4 任务4：了解数据通信技术 43
2.4.1 信号与信道 43
2.4.2 带宽与时延 45
2.4.3 数据通信方式 46
2.4.4 同步方式 47
2.4.5 基带传输与数字信号编码 49
2.4.6 频带传输与模拟信号数字传输 51
2.4.7 多路复用技术 52
2.5 任务5：了解数据交换技术 54
2.5.1 电路交换 54
2.5.2 分组交换与报文交换 55
2.5.3 交换技术的比较 57
2.6 任务6：认识几种常用的物理层标准 58
2.7 项目小结 60
2.8 训练与提高2 61
项目3 数据链路层与局域网技术 62
3.1 任务1：认识数据链路层 62
3.1.1 数据链路层的基本概念 62
3.1.2 链路控制规程HDLC 66
3.1.3 Internet的点对点协议PPP 70
3.2 任务2：了解局域网的体系结构 73
3.2.1 局域网的概念 73
3.2.2 局域网的层次模型 75
3.2.3 IEEE 802标准系列 76
3.2.4 介质访问控制方法 77
3.3 任务3：了解以太网标准 77
3.3.1 CSMA/CD与传统以太网 77
3.3.2 以太网帧格式 80
3.3.3 快速以太网 81
3.3.4 千兆位以太网 81
3.3.5 万兆位以太网 82
3.4 任务4：掌握以太网设备与相关技术 82
3.4.1 中继器和集线器 82
3.4.2 网桥 84
3.4.3 交换式以太网和交换机 86
3.4.4 虚拟局域网 88
3.5 任务5：认识无线局域网 90
3.5.1 无线局域网 91
3.5.2 无线局域网产品 93
3.6 任务6：了解其他局域网技术 94
3.6.1 令牌环网—IEEE 802.5标准 94
3.6.2 令牌总线局域网—IEEE 802.4
标准 96
3.6.3 光纤分布式数据接口 97
3.7 项目小结 99
3.8 训练与提高3 100
项目4 网络层与IP协议 103
4.1 任务1：认识网络层 103
4.1.1 网络层基本概念 103
4.1.2 数据报服务与虚电路服务基础 104
4.1.3 网络互联技术 107
4.1.4 网络互联设备 109
4.2 任务2：掌握IP协议 110
4.2.1 IP地址及子网掩码 111
4.2.2 地址转换协议 121
4.2.3 IP数据报 125
4.2.4 ICMP协议 127
4.3 任务3：认识网络互联 128
4.3.1 IP协议互联原理 129
4.3.2 路由协议 132
4.3.3 路由器原理与使用 135
4.4 任务4：了解网络地址转换与IPv6 136
4.4.1 网络地址转换 136
4.4.2 IPv6的基本概念 137
4.5 项目小结 138
4.6 训练与提高4 139
项目5 传输层与TCP协议 142
5.1 任务1：认识传输层 142
5.2 任务2：了解TCP/IP中的传输层 145
5.2.1 传输层协议 145
5.2.2 端口 146
5.3 任务3：认识TCP协议 149
5.3.1 TCP报文 151
5.3.2 TCP的编号与确认 153
5.3.3 TCP的传输连接管理 155
5.3.4 TCP流量控制与拥塞控制 159
5.3.5 TCP的重传机制 161
5.4 任务4：UDP协议 163
5.5 项目小结 165
5.6 训练与提高5 166
项目6 应用层与Internet 168
6.1 任务1：认识应用层 168
6.2 任务2：了解域名系统 169
6.2.1 域名系统概述 169
6.2.2 Internet的域名结构 170
6.2.3 域名解析 171
6.3 任务3：认识电子邮件 173
6.3.1 电子邮件的特点 173
6.3.2 电子邮件系统原理 174
6.3.3 电子邮件的格式 175
6.3.4 电子邮件的相关协议 175
6.4 任务4：认识文件传输 176
6.4.1 文件传输协议原理 176
6.4.2 FTP的使用 179
6.4.3 简单文件传输协议 180
6.5 任务5：了解远程登录 180
6.5.1 Telnet的工作原理 180
6.5.2 网络虚拟终端 182
6.5.3 Telnet选项协商 182
6.6 任务6：认识万维网WWW 184
6.6.1 WWW概述 184
6.6.2 统一资源定位器 186
6.6.3 超文本传输协议 187
6.6.4 WWW浏览器 188
6.6.5 WWW的语言HTML 188
6.7 任务7：网络应用新模式及现代
通信技术 190
6.7.1 物联网技术基础 190
6.7.2 云计算技术基础 194
6.7.3 现代通信新技术 198
6.8 项目小结 201
6.9 训练与提高6 202
项目7 广域网技术 205
7.1 任务1：认识电话交换网 205
7.2 任务2：了解非对称的数字用户环线 210
7.2.1 xDSL概述 210
7.2.2 ADSL的功能特点 211
7.2.3 ADSL的应用 212
7.3 任务3：认识Cable Modem 213
7.3.1 Cable Modem概述 213
7.3.2 Cable Modem技术原理 215
7.4 任务4：认识ATM网络 221
7.4.1 ATM概述 221
7.4.2 ATM协议参考模型 226
7.4.3 ATM网络结构和技术特点 229
7.5 任务5：了解帧中继网络 232
7.5.1 帧中继的产生和发展 232
7.5.2 帧中继技术的基本工作原理 233
7.5.3 帧中继的拥塞管理 235
7.5.4 帧中继的应用 235
7.6 认识新的网络技术 236
7.6.1 IP over ATM 236
7.6.2 IP over SDH 238
7.6.3 IP over WDM 241
7.7 项目小结 243
7.8 训练与提高7 243
项目8 网络操作系统 246
8.1 任务1：了解网络操作系统的发展 246
8.1.1 网络操作系统的定义 246
8.1.2 网络操作系统的功能和特性 247
8.1.3 常见的网络操作系统 247
8.2 任务2：了解Windows Server 2008 R2
网络操作系统 248
8.2.1 Windows Server 2008 R2简介 248
8.2.2 活动目录与域控制器 249
8.2.3 用户账户管理 252
8.2.4 Windows Server 2008 R2服务器
管理功能 253
8.2.5 Windows Server 2008 R2的安全
管理 255
8.3 任务3：认识Linux网络操作系统 258
8.3.1 Linux简介 258
8.3.2 创建和管理文件系统 260
8.3.3 用户管理 265
8.3.4 配置网络 268
8.4 项目小结 272
8.5 训练与提高8 272
项目9 网络安全与网络管理 275
9.1 任务1：了解网络安全 275
9.1.1 网络安全概述 275
9.1.2 网络安全技术 277
9.1.3 电子邮件的安全性与Web的
安全性 281
9.2 任务2：认识网络管理 282
9.2.1 网络管理的概述 282
9.2.2 网络管理的功能 283
9.2.3 网络管理的体系结构 284
9.2.4 网络管理协议与技术 285
9.2.5 简单网络管理协议 286
9.3 项目小结 290
9.4 训练与提高9 290
参考文献 293

1. 输水管线工程风险管理 [张勇 党亥生 著]
2. 民用航空飞机标准线路施工 [主编　王志敏　陈明]
3. 不息的水脉—大运河讲谈录 [赵珩　著]
4. 实用运筹学 [主编　邢育红　于晋臣]
5. 三峡梯级电站水资源决策支持系统研究与开发 [姚华明 潘红忠 汤正]
6. 海南黎族民俗文化鉴赏 [庞国华　著]
7. 石墨烯在太赫兹及中红外频段电磁器件设计中的应用 [李艳秀 庄华伟 著]
8. 电子技术（第二版） [主编 覃爱娜 李飞]
9. 办公自动化高级应用 [陈萍 朱晓玉]
10. 信息处理技术员考试32小时通关 [薛大龙]
11. 电子产品设计案例教程（微课版）—基于嘉立创EDA（专业版） [王静 莫志宏 陈学昌 丁红]
12. C程序设计实践教程 [刘卫国]
13. C程序设计（慕课版） [刘卫国]
14. Web技术开发教程（基于.NET开源MVC框架） [王合闯 韩红玲 王青正 陈海蕊]
15. 商务英语翻译教程（笔译）（第四版） [主编 王军平]
16. 智慧零售技术与应用 [洪旭 著]
17. 建设工程法规实务 [主编 余滢]
18. 商务秘书理论与实务（第三版） [主编 张同钦]
19. 程序设计基础实践教程（C/C++语言版） [张桂芬 葛丽娜]
20. C++案例项目精讲 [主编 杨国兴]
21. 劳动争议处理实务 [主编 王秀卿 罗静]
22. 工程数学 [主编 郭立娟 王海]
23. 语音识别理论与实践 [主编　莫宏伟]
24. 信息系统项目管理师章节习题与考点特训（第二版） [主编 薛大龙]
25. 武术基础教程 [主编 李代勇 谢志民]
26. 计算机网络实训教程 [主编 张浩军 赵玉娟]
27. 画法几何与机械制图习题集（多学时） [主编 赵军]
28. HCIA-Datacom认证题库分类精讲 [主 编 韩立刚]
29. SwiftUI完全开发 [李智威 著]
30. 网络规划设计师备考一本通 [夏杰 编著]