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计算机网络基础创新教程(模块化+课程思政版)

中国水利水电出版社
    【作 者】主编 唐继勇 李旭 【I S B N 】978-7-5226-0033-8 【责任编辑】 【适用读者群】高职高专 【出版时间】2021-10-10 【开 本】16 【装帧信息】平装(光膜) 【版 次】1-1 【页 数】232 【千字数】398 【印 张】14.5 【定 价】48 【丛 书】高等职业教育网络工程课程群教材 【备注信息】
图书详情

    本书由高校与企业合作编写,系统、全面地讲解了计算机网络的基础概念和基本原理。全书包括6个模块,分别是走进网络精彩世界、规划网络宏伟蓝图、构筑网络高速公路、构建网络共享平台、扩展网络立体空间、续写网络美丽传说。每个模块包含了若干实训,便于读者操作并提升技能。本书彰显教学目标与教材内容的高度统一性,配有丰富的优质学习资源。

    本书可作为职业本科、高职高专、成人高校计算机相关专业和非计算机专业“计算机网络基础”课程的教材,也可作为各类培训班、计算机从业人员和计算机网络爱好者的参考用书。

    互联网已走过半个多世纪的历程,深刻改变了人们的政治、经济、文化、教育和生活的方方面面。目前,新技术、新产业、新业态、新模式层出不穷,云计算、大数据、人工智能、5G等新技术与各行各业跨界融合,计算机网络迎来了更加广阔的发展空间。与此同时,社会对计算机网络人才的需求越来越迫切,需要越来越多掌握计算机网络基础知识的人。“计算机网络基础”已成为当代大学生的一门重要课程。建设网络强国已成为中国的重大战略决策之一,而建设网络强国必须培养大批的网络技术精英,需要大力普及网络知识和技能,“计算机网络基础”课程在这一方面应该发挥重要的作用。

    为了帮助读者掌握计算机网络基础知识和技术,编者编写了《计算机网络基础》(教育部高等学校高职高专计算机类专业教学指导委员会优秀教材)。然而,技术发展十分迅速,教材建设也需与时俱进,才能适应形势发展。在前书的基础上,本教材的编写特别注重以下几个方面(也是本教材的主要特色):

    (1)模块化设计,教学内容选择灵活。本书设计了六个模块,每个模块规划多个教学主题,以每个主题为授课单元,意在建构一种能够自主选择、灵活组织、具有开放性和独立性的课程结构模式。教师可根据教学时长、专业方向和学生的职业兴趣进行选择性教学,满足不同专业学习“计算机网络基础”课程的不同需求。本书设置“懂网、建网、管网、用网”等不同的教学定位,促使计算机网络人才的培养质量符合“应对变化,创造未来”的要求,帮助学生拓展就业空间,提高就业能力。

    (2)融入课程思政,落实立德树人。本书在编写过程中力求简明扼要、重点突出,归纳出每个模块的知识目标、技能目标和素质目标,其间融入了“立德树人、执着育才、锤炼精品、共享教育”的情怀,课程思政相关素材以二维码形式提供,供教师教学参考使用。

    (3)配套资源丰富,课前课中课后一体化。本书设计了“学习目标”“课前评估”“动手实践”“课后检测”等教学指导环节。教学团队倾力打造丰富的教学资源,建成线上与线下学习结合、理论学习与实践学习一体、自学与自测兼备的多元化立体资源,力图构建“以学为中心”的课前课中课后一体化的教学模式。同时,与教材同步的课程标准、电子课件、电子教案、实践安排及课后检测等部分也进行了模块化处理及优化,使之能与教材相匹配,进一步体现教材在应用上的整体模块化价值。

    本书由重庆电子工程职业学院唐继勇、李旭任主编,刘思伶、孙梦娜、罗攀、连国强(重庆云影众城信息科技有限公司)任副主编。其中,模块1由李旭编写,模块2由刘思伶编写,模块3由孙梦娜编写,模块4由唐继勇编写,模块5由连国强编写,模块6由罗攀编写。本书在编写过程中得到重庆电子工程职业学院人工智能与大数据学院领导、教研室各位老师的大力支持和帮助,同时参考了大量国内外计算机网络文献资料,在此谨向这些著作作者和为本书付出辛勤劳动的同志致以衷心的感谢!

    限于编者水平,书中难免存在疏漏和不妥之处,恳请广大读者不吝赐教、以利修正。

    编 者

    2021年6月

    目 录
    前言

    模块1 走进网络精彩世界——计算机网络概述 1
    主题1 认识计算机网络 1
    1.1 信息交互方式概述 2
    1.2 信息网络交互的特点 3
    1.3 计算机网络的概念 3
    1.3.1 计算机网络的定义 3
    1.3.2 计算机网络的功能 4
    主题2 计算机网络的表示 6
    1.4 计算机网络拓扑结构的概念 7
    1.5 计算机网络拓扑结构的表示 7
    1.6 计算机网络拓扑结构的分类 8
    1.6.1 总线型拓扑结构 8
    1.6.2 星型拓扑结构 9
    1.6.3 环型拓扑结构 9
    1.6.4 网状拓扑结构 10
    主题3 计算机网络的组成和分类 13
    1.7 计算机网络的物理构成 14
    1.7.1 终端设备 15
    1.7.2 网络设备 15
    1.7.3 传输介质 15
    1.8 计算机网络的逻辑组成 15
    1.8.1 资源子网 15
    1.8.2 通信子网 15
    1.9 计算机网络的分类 16
    1.9.1 按数据传输方式 16
    1.9.2 按覆盖的地理范围 17
    1.9.3 按数据交换方式 19
    主题4 计算机网络的发展和趋势 22
    1.10 计算机网络的发展过程 23
    1.10.1 数据通信型网络阶段 23
    1.10.2 资源共享型网络阶段 23
    1.10.3 标准系统型网络阶段 24
    1.10.4 高速综合型网络阶段 24
    1.11 计算机网络的发展趋势 24
    1.11.1 自带设备 24
    1.11.2 在线协作 24
    1.11.3 视频通信 25
    1.11.4 云计算 25
    1.11.5 智能家庭技术 25
    模块2 规划网络宏伟蓝图——网络体系结构 28
    主题1 计算机网络协议分层结构 28
    2.1 层次结构 30
    2.2 网络协议及协议栈 30
    2.2.1 网络协议的概念 30
    2.2.2 网络协议的要素 31
    2.2.3 网络协议栈 31
    2.2.4 网络协议的格式 31
    2.3 计算机网络体系结构 32
    主题2 计算机网络模型 35
    2.4 OSI参考模型 36
    2.4.1 OSI参考模型的基本概念 36
    2.4.2 OSI参考模型的层次结构 36
    2.4.3 OSI参考模型的各层功能 37
    2.5 TCP/IP协议模型 37
    2.5.1 TCP/IP协议模型概述 38
    2.5.2 TCP/IP模型各层功能 38
    2.5.3 一种通用的TCP/IP模型 39
    2.5.4 TCP/IP各层协议数据单元 39
    主题3 计算机网络IP地址 43
    2.6 IP编址方式 45
    2.6.1 IP地址的表示 45
    2.6.2 IP地址的结构 45
    2.7 IP地址的分类 46
    2.8 掩码的作用 46
    2.8.1 掩码的概念 46
    2.8.2 默认掩码 46
    2.9 默认网关 47
    2.10 IP地址的配置管理 47
    模块3 构筑网络高速公路——数据通信基础 50
    主题1 数据通信方式 50
    3.1 并行通信与串行通信 52
    3.1.1 并行通信 52
    3.1.2 串行通信 52
    3.2 通信双方的交互方向 53
    3.2.1 单工通信 53
    3.2.2 半双工通信 53
    3.2.3 全双工通信 54
    3.3 异步传输与同步传输 54
    3.3.1 异步传输 54
    3.3.2 同步传输 55
    主题2 常见传输介质 58
    3.4 传输介质的特性 59
    3.5 双绞线 60
    3.5.1 双绞线的分类 60
    3.5.2 双绞线的特性 61
    3.5.3 网线连接组件 61
    3.5.4 网线的制作标准 62
    3.5.5 3种网线类型及其作用 62
    3.6 光纤 63
    3.6.1 光电转换 63
    3.6.2 光纤分类 63
    3.6.3 光纤特性 64
    3.6.4 光纤的连接组件 64
    主题3 数据编码技术 67
    3.7 基带编码 68
    3.7.1 不归零编码 69
    3.7.2 曼彻斯特编码 69
    3.7.3 差分曼彻斯特编码 69
    3.8 频带调制 69
    3.8.1 幅移键控(ASK) 69
    3.8.2 频移键控(FSK) 70
    3.8.3 相移键控(PSK) 70
    主题4 信道复用技术 72
    3.9 频分多路复用 73
    3.10 时分多路复用 74
    3.10.1 同步时分多路复用 74
    3.10.2 异步时分多路复用 75
    3.11 波分多路复用 75
    主题5 物理层接口标准 84
    3.12 RS-232C接口标准简介 85
    3.12.1 RS-232C的机械特性 85
    3.12.2 RS-232C的电气特性 86
    3.12.3 RS-232C的功能特性 86
    3.12.4 RS-232C的规程特性 87
    主题6 宽带接入技术 88
    3.13 ADSL接入技术 89
    3.13.1 ADSL接入技术的特点 90
    3.13.2 ADSL原理和技术性能 90
    3.13.3 ADSL Modem功能 90
    3.13.4 ADSL的接入模型 90
    模块4 构建网络共享平台——局域网技术 96
    主题1 局域网体系结构 96
    4.1 局域网概述 97
    4.1.1 网络拓扑结构 98
    4.1.2 网络传输技术 98
    4.1.3 介质访问方法 98
    4.2 以太网的发展 98
    4.3 IEEE 802实现模型 98
    4.3.1 物理层的主要功能 99
    4.3.2 数据链路层的主要功能 99
    4.3.3 IEEE 802系列标准 99
    主题2 介质访问技术 101
    4.4 CSMA/CD协议 102
    4.4.1 CSMA/CD的工作原理 102
    4.4.2 CSMA/CD的工作特点 103
    4.5 以太网网卡简介 103
    4.5.1 网卡与传输介质的接口 103
    4.5.2 网卡与主机的接口 104
    4.5.3 以太网数据链路控制器 104
    主题3 帧格式与操作 105
    4.6 MAC地址的基本概念 106
    4.6.1 MAC地址的定义 106
    4.6.2 MAC地址的组成 107
    4.6.3 MAC地址的类型 107
    4.6.4 MAC地址的管理 107
    4.6.5 MAC地址的作用 108
    4.7 以太帧结构 108
    主题4 以太网技术 110
    4.8 以太网的组网规范 111
    4.8.1 以太网的命名原则 111
    4.8.2 物理层组网设备介绍 111
    4.8.3 以太网物理层标准 112
    4.9 快速以太网技术 113
    4.9.1 100Mb/s以太网标准 113
    4.9.2 100Mb/s以太网应用举例 113
    4.10 1000Mb/s以太网技术 113
    4.10.1 1000Mb/s以太网标准 114
    4.10.2 1000Mb/s以太网应用举例 114
    4.11 10G以太网技术 114
    4.12 交换式以太网 115
    4.12.1 交换式以太网的基本概念 115
    4.12.2 交换式以太网的应用实例 115
    主题5 交换式局域网 117
    4.13 交换机的工作原理 117
    4.14 交换机数据转发方式 118
    4.14.1 直通交换 119
    4.14.2 存储转发交换 119
    4.14.3 免碎片交换 119
    4.15 交换机与集线器的区别 119
    4.15.1 工作层次不同 119
    4.15.2 数据传输方式不同 119
    4.15.3 带宽占用方式不同 119
    4.15.4 传输模式不同 119
    4.16 交换机的连接方式 120
    4.16.1 级联 120
    4.16.2 堆叠 120
    4.16.3 级联和堆叠的区别 120
    主题6 虚拟局域网 122
    4.17 冲突域与广播域 123
    4.17.1 冲突和冲突域 123
    4.17.2 广播和广播域 123
    4.17.3 冲突域与广播域比较 124
    4.18 虚拟局域网技术 124
    4.18.1 VLAN的优点 125
    4.18.2 VLAN的分类 125
    主题7 无线局域网 127
    4.19 无线局域网简介 128
    4.19.1 WLAN的常见标准 128
    4.19.2 WLAN常用组件 128
    模块5 扩展网络立体空间——网络互联技术 133
    主题1 网络互联概述 133
    5.1 网络互联概述 134
    5.2 IP简介 135
    5.3 ARP 136
    5.3.1 ARP的作用 136
    5.3.2 ARP的工作过程 136
    5.4 ICMP 138
    5.4.1 ICMP报文类型 138
    5.4.2 ICMP报头 138
    5.4.3 ICMP的典型应用 138
    主题2 IP数据报格式 142
    5.5 IP数据报 142
    5.5.1 首部字段功能说明 143
    5.5.2 分片与重组 144
    5.5.3 IP数据报分片操作举例 144
    主题3 定长子网掩码划分方法 149
    5.6 划分子网的概念 150
    5.6.1 划分子网的原因 151
    5.6.2 划分子网的定义 151
    5.7 子网掩码的概念 151
    5.7.1 子网掩码的表示方法 151
    5.7.2 子网掩码的作用 151
    5.8 定长子网掩码划分方法 152
    主题4 变长子网掩码划分方法 155
    5.9 变长子网掩码的基本概念 156
    5.9.1 定长子网掩码划分方法的不足 156
    5.9.2 变长子网掩码的定义 156
    5.9.3 变长子网掩码划分 157
    5.10 网络地址转换技术 158
    主题5 IPv6地址 161
    5.11 IPv4协议的主要问题 161
    5.12 IPv6协议的改进措施 162
    5.13 IPv6协议数据单元 162
    5.14 IPv6地址表示 164
    5.15 IPv6地址类型 165
    主题6 互联设备 167
    5.16 互联设备比较 168
    5.17 路由器的基本概念 168
    5.18 路由器的组成部件 169
    5.18.1 硬件组成 169
    5.18.2 软件组成 170
    5.19 路由器的工作原理 170
    5.19.1 路由表 170
    5.19.2 路由器的工作过程 171
    5.20 路由器的基本配置 171
    5.20.1 路由器的配置方法 171
    5.20.2 路由器的工作模式 172
    主题7 静态路由配置 175
    5.21 静态路由 176
    5.21.1 静态路由的概念 176
    5.21.2 直连路由 176
    5.21.3 静态路由配置命令介绍 177
    5.21.4 默认路由 177
    主题8 动态路由协议 180
    5.22 动态路由协议 180
    5.22.1 动态路由协议的度量值 181
    5.22.2 动态路由协议的工作过程 182
    5.22.3 动态路由协议的分类 182
    5.22.4 距离矢量路由协议(RIP) 183
    5.22.5 链路状态路由协议(OSPF) 183
    5.22.6 管理距离 184
    模块6 续写网络美丽传说——Internet的应用 188
    主题1 传输层概述 188
    6.1 传输层协议概述 189
    6.1.1 传输层的地位和上下层之间的关系 189
    6.1.2 传输层的功能 190
    6.1.3 传输层提供的服务 191
    主题2 传输层协议 194
    6.2 传输层的端口 195
    6.3 传输控制协议(TCP) 197
    6.3.1 TCP的主要功能 197
    6.3.2 TCP报文段的结构 197
    6.3.3 TCP连接的建立 198
    6.4 用户数据报协议(UDP) 199
    6.4.1 UDP概述 199
    6.4.2 UDP报文格式 200
    6.4.3 基于TCP、UDP的一些典型应用 200
    主题3 搭建网络应用平台 205
    6.5 动态主机配置协议(DHCP) 206
    6.5.1 使用DHCP的主要目的 206
    6.5.2 DHCP的工作原理 206
    6.6 WWW服务 207
    6.6.1 WWW服务器 207
    6.6.2 WWW浏览器 207
    6.6.3 页面地址 208
    6.6.4 超文本标记语言 208
    6.7 域名系统(DNS) 208
    6.7.1 域名的层次命名机构 209
    6.7.2 域名的表示方法 209
    6.7.3 域名服务器和域名解析过程 210
    6.7.4 域名、端口号、IP地址、MAC地址
    之间的关系 210
    主题4 网络资源共享服务 215
    6.8 E-mail服务 215
    6.8.1 电子邮件系统 216
    6.8.2 电子邮件的传送过程 216
    6.8.3 电子邮件地址 216
    6.9 文件传输服务 217
    6.9.1 FTP协议 217
    6.9.2 FTP的工作过程 217
    6.10 远程登录(Telnet)服务 218
    6.10.1 Telnet的工作原理 218
    6.10.2 Telnet的使用 218

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