计算机网络技术基础（第3版）（微课版）

本书是计算机网络技术的基础教程。全书共12章，系统地介绍了计算机网络基础知识、数据通信技术、局域网、广域网、网络互联技术与IP、传输层协议、Internet基础知识、Internet接入技术、网络操作系统、网络安全、网络管理、云计算与物联网等内容。为了让读者能够及时地检查学习效果，巩固所学知识，每章后面还附有丰富的习题。

本书既可作为高校计算机及相关专业网络基础课程的教材，也可作为非计算机专业的网络普及教材，还可作为计算机网络培训的教材或技术人员自学的参考资料。

周舸，在核心期刊公开发表科研论文十余篇，主编教材11本，主持省级课研项目“基于物联网的交通流量监测系统设计研究”1项，院级科研项目“计算机网络基础精品课程建设”、“基于UML的高校教务管理系统”两项，教改项目“基于CDIO课程改革之计算机导论”一项，多次获得全院优秀青年教师，先进个人称号。 主要研究项目及领域：网络系统集成，物联网应用。

目录 CONTENTS

第 1章

计算机网络基础知识 1

1．1 计算机网络的产生与发展 1

1．2 计算机网络概述 4

1．2．1 计算机网络的基本概念 4

1．2．2 通信子网和资源子网 4

1．3 计算机网络的功能 5

1．4 计算机网络的分类和拓扑结构 5

1．4．1 计算机网络的分类 6

1．4．2 计算机网络的拓扑结构 6

1．5 计算机网络的应用 7

1．6 三大网络介绍 9

1．7 标准化组织 10

1．8 网络体系结构与协议概述 11

1．8．1 网络体系结构的概念 11

1．8．2 网络协议的概念 11

1．8．3 网络协议的分层 12

1．9 网络参考模型 14

1．9．1 OSI参考模型 14

1．9．2 TCP/IP参考模型 17

1．9．3 两种参考模型的比较 19

1．9．4 网络参考模型的建议 20

小结 20

习题1 22

第 2章

数据通信技术 26

2．1 数据通信的基本概念 26

2．1．1 信息、数据与信号 26

2．1．2 基带信号与宽带信号 27

2．1．3 信道及信道的分类 27

2．1．4 数据通信的技术指标 28

2．1．5 通信方式 28

2．2 传输介质的主要特性和应用 30

2．2．1 传输介质的主要类型 31

2．2．2 双绞线 31

2．2．3 同轴电缆 33

2．2．4 光纤 34

2．2．5 双绞线、同轴电缆与光纤的性能

比较 35

2．3 无线通信技术 35

2．3．1 电磁波 35

2．3．2 无线通信概述 36

2．3．3 微波通信 37

2．3．4 卫星通信 38

2．3．5 移动通信 38

2．4 数据交换技术 39

2．4．1 电路交换 39

2．4．2 存储转发交换 40

2．5 数据传输技术 42

2．5．1 基带传输技术 42

2．5．2 频带传输技术 43

2．5．3 多路复用技术 45

2．6 数据编码技术 46

2．6．1 数据编码的类型 46

2．6．2 数字数据的模拟信号编码 47

2．6．3 数字数据的数字信号编码 47

2．6．4 脉冲编码调制 48

2．7 差错控制技术 49

2．7．1 差错产生的原因与差错类型 49

2．7．2 误码率的定义 49

2．7．3 差错的控制 50

小结 52

习题2 53

第3章

局域网 56

3．1 局域网概述 56

3．2 局域网的特点及其基本组成 57

3．3 局域网的主要技术 58

3．3．1 局域网的传输介质 58

3．3．2 局域网的拓扑结构 58

3．3．3 介质访问控制方法 60

3．4 局域网体系结构与IEEE 802

标准 61

3．4．1 局域网参考模型 61

3．4．2 IEEE 802局域网标准 62

3．5 局域网组网技术 63

3．5．1 传统以太网 63

3．5．2 令牌环网 67

3．5．3 交换式以太网 68

3．6 快速网络技术 71

3．6．1 快速以太网组网技术 71

3．6．2 吉比特以太网组网技术 73

3．7 虚拟局域网 74

3．7．1 VLAN概述 74

3．7．2 VLAN的组网方法 76

3．8 无线局域网 77

3．8．1 WLAN概述 77

3．8．2 WLAN的实现 79

3．8．3 WLAN组网实例――家庭无线

局域网的组建 79

小结 82

习题3 83

第4章

广域网 86

4．1 广域网概述 86

4．1．1 广域网的定义和特点 86

4．1．2 广域网的结构 87

4．2 HDLC协议 87

4．2．1 HDLC的含义 87

4．2．2 HDLC的帧格式 87

4．2．3 HDLC的特点 88

4．3 PPP 88

4．3．1 PPP的含义及组成 88

4．3．2 PPP的帧格式 89

4．3．3 PPP链路 90

4．3．4 PPP认证 90

4．4 广域网实例 91

4．4．1 数字数据网 91

4．4．2 综合业务数字网 92

4．4．3 宽带综合业务数字网 94

4．4．4 分组交换数据网 95

4．4．5 帧中继 96

4．4．6 ATM 98

小结 99

习题4 100

第5章

网络互联技术与

IP 103

5．1 网络互联的基本概念 103

5．1．1 网络互联概述 104

5．1．2 网络互联的要求 104

5．2 网络互联的类型和层次 104

5．2．1 网络互联的类型 104

5．2．2 网络互联的层次 105

5．3 典型网络互联设备 106

5．3．1 中继器 106

5．3．2 网桥 107

5．3．3 网关 109

5．3．4 路由器 109

5．4 IP 112

5．4．1 IP报文 112

5．4．2 IPv4地址和IPv6地址 113

5．5 子网和超网 115

5．5．1 子网 116

5．5．2 超网 117

5．6 ARP和ICMP 118

5．6．1 ARP 118

5．6．2 ICMP 119

5．7 IPv4与IPv6 120

5．7．1 IPv4的局限性及缺点 120

5．7．2 IPv6及其技术新特性 121

5．7．3 IPv4和IPv6的共存局面 123

5．7．4 从IPv4过渡到IPv6的方案 124

5．7．5 IPv6的应用前景 125

5．8 路由协议 127

5．8．1 路由信息协议 127

5．8．2 内部路由协议 128

5．8．3 外部路由协议 128

5．9 IP组播与IGMP 129

5．9．1 IP组播的基本概念 129

5．9．2 IP组播地址 129

5．9．3 IGMP简介 130

5．10 移动IP技术 131

5．10．1 移动IP技术的概念 131

5．10．2 与移动IP技术相关的几个重要

术语 132

5．10．3 移动IP的工作原理 134

小结 134

习题5 136

第6章

传输层协议 139

6．1 传输层概述 139

6．1．1 传输层的功能与协议 139

6．1．2 进程通信、端口与套接字 140

6．2 UDP 142

6．2．1 UDP的含义 142

6．2．2 用户数据报的格式 142

6．2．3 UDP的多路复用与多路分用 143

6．3 TCP 144

6．3．1 TCP概述 144

6．3．2 TCP报文格式 145

6．3．3 TCP连接管理 146

6．3．4 TCP流量控制和拥塞控制 148

6．3．5 TCP差错控制 151

小结 153

习题6 155

第7章

Internet基础

知识 158

7．1 Internet的产生和发展 158

7．1．1 ARPANet的诞生 158

7．1．2 NSFNet的建立 159

7．1．3 全球范围Internet的形成与

发展 159

7．2 Internet概述 159

7．2．1 Internet的基本概念 159

7．2．2 Internet的特点 160

7．2．3 Internet的组织机构 160

7．3 Internet的主要功能与服务 161

7．3．1 Internet的主要功能 161

7．3．2 Internet的主要服务 161

7．4 Internet的结构 165

7．4．1 Internet的物理结构 165

7．4．2 Internet协议结构与TCP/IP

协议簇 165

7．4．3 客户机/服务器的工作模式 166

7．4．4 应用层协议――DNS 167

小结 170

习题7 170

第8章

Internet接入

技术 173

8．1 Internet接入概述 173

8．1．1 接入Internet的主要方式 173

8．1．2 ISP 174

8．2 电话拨号接入技术 174

8．3 局域网接入技术 175

8．4 ADSL接入技术 176

8．4．1 ADSL概述 176

8．4．2 ADSL的主要特点 176

8．4．3 ADSL的安装 177

8．4．4 PPP与PPPoE 177

8．5 Cable Modem接入技术 178

8．5．1 CATV与HFC 178

8．5．2 Cable Modem概述 178

8．5．3 Cable Modem的主要特点 179

8．6 光纤接入技术 179

8．6．1 光纤接入技术概述 179

8．6．2 光纤接入网的主要特点 180

8．7 无线接入技术 180

8．7．1 无线接入概述 180

8．7．2 WAP简介 181

8．7．3 当今流行的无线接入技术 183

8．8 连通测试 186

小结 188

习题8 189

第9章

网络操作系统 190

9．1 网络操作系统概述 190

9．1．1 网络操作系统的基本概念 190

9．1．2 网络操作系统的基本功能 192

9．1．3 网络操作系统的发展 192

9．2 Windows NT Server 193

9．2．1 Windows NT Server的

发展 194

9．2．2 Windows NT Server的

特点 194

9．3 Windows Server 2019 195

9．3．1 Windows Server 2019简介 195

9．3．2 Windows Server 2019的

特点 195

9．4 NetWare操作系统 196

9．4．1 NetWare操作系统的发展与

组成 196

9．4．2 NetWare操作系统的特点 197

9．5 UNIX操作系统 199

9．5．1 UNIX操作系统的发展 199

9．5．2 UNIX操作系统的特点 200

9．6 Linux操作系统 200

9．6．1 Linux操作系统的发展 201

9．6．2 Linux操作系统的特点 201

小结 202

习题9 202

第 10章

网络安全 205

10．1 网络安全的现状与重要性 205

10．1．1 网络安全的基本概念 205

10．1．2 网络面临的威胁 206

10．2 防火墙技术 207

10．2．1 防火墙的基本概念和功能 207

10．2．2 防火墙的主要类型 208

10．2．3 防火墙的主要产品 211

10．3 网络加密技术 212

10．3．1 网络加密的主要方式 213

10．3．2 网络加密算法 214

10．4 数字证书和数字签名 218

10．4．1 电子商务安全的现状 218

10．4．2 数字证书 219

10．4．3 数字签名 220

10．5 入侵检测技术 222

10．5．1 入侵检测的基本概念 222

10．5．2 入侵检测的分类 222

10．6 网络防病毒技术 223

10．6．1 计算机病毒 224

10．6．2 网络病毒的危害及感染网络病毒

的主要原因 227

10．6．3 网络防病毒软件的应用 227

10．6．4 网络工作站防病毒的方法 228

10．7 网络安全技术的发展前景 228

10．7．1 网络加密技术的发展前景 228

10．7．2 入侵检测技术的发展趋势 229

10．7．3 IDS的应用前景 230

小结 230

习题10 231

第 11章

网络管理 235

11．1 网络管理概述 235

11．1．1 网络管理的基本概念 235

11．1．2 网络管理体系结构 236

11．2 网络管理系统的功能 237

11．3 MIB 238

11．3．1 MIB的结构 238

11．3．2 MIB的访问方式 239

11．4 SNMP 239

11．4．1 SNMP的发展 239

11．4．2 SNMP的设计目标 240

11．4．3 SNMP的工作机制 240

11．5 网络管理工具 242

11．5．1 HP Open View 242

11．5．2 IBM TME 10 NetView 243

11．5．3 Cisco Works 243

11．5．4 3Com Transcend 244

11．6 网络管理技术的发展趋势 244

小结 246

习题11 246

第 12章

云计算与物联网 248

12．1 云计算及其发展 248

12．1．1 云计算的概念 248

12．1．2 云计算的特点 249

12．1．3 网格计算与云计算 250

12．2 主流的云计算技术 250

12．2．1 阿里云计算 250

12．2．2 华为云计算 251

12．2．3 微软云计算 251

12．3 物联网及其应用 252

12．3．1 物联网的发展 252

12．3．2 物联网的定义 252

12．3．3 物联网的技术架构 253

12．3．4 物联网的应用 254

12．4 云计算与物联网的关系 254

12．5 大数据时代 255

12．5．1 什么是大数据 255

12．5．2 大数据的基本特征 255

12．5．3 大数据的影响 256

小结 256

习题12 256

参考文献 258