本書內容分為計算機網絡基礎知識、Internet應用基礎知識、局域網組網與網絡應用知識、網絡應用系統(tǒng)規(guī)劃與設計知識4部分。第1部分介紹計算機網絡、數據通信技術,傳輸網(廣域網、局域網與城域網)技術以及TCP/IP的基本內容;第2部分介紹Internet基本應用的概念、基于Web的網絡應用以及基于P2P的網絡應用;第3部分介紹局域網組網的基礎知識、典型操作系統(tǒng)的網絡功能、Internet接入方法、主要Internet應用的使用方法以及網絡管理與網絡安全技術;第4部分介紹網絡應用系統(tǒng)的基本結構、組建過程與設計方法。 本書內容反映了計算機網絡技術的*發(fā)展,采用理論與應用技能培養(yǎng)相結合的方式,循序漸進地引導讀者掌握網絡應用的基本知識與技能。本書結構清晰,概念準確,語言流暢,涵蓋了初學者需要掌握的知識點。本書可作為計算機科學與技術、軟件工程、信息安全與電子信息等相關專業(yè)學生的教材,也可作為各類網絡技術培訓班的培訓資料,同時還能滿足網絡建設、應用與維護人員學習網絡應用技術的需求。
現(xiàn)代科學技術的飛速發(fā)展,改變了世界,也改變了人類的生活。作為新世紀的大學生,應當站在時代發(fā)展的前列,掌握現(xiàn)代科學技術知識,調整自己的知識結構和能力結構,以適應社會發(fā)展的要求。新世紀需要具有豐富的現(xiàn)代科學知識,能夠獨立完成面臨的任務,充滿活力,有創(chuàng)新意識的新型人才。
掌握計算機知識和應用,無疑是培養(yǎng)新型人才的一個重要環(huán)節(jié),F(xiàn) 在計算機技術已深入人類生活的各個角落,與其他學科緊密結合,成為推動各學科飛速發(fā)展的有力的催化劑。無論學什么專業(yè)的學生,都必須具備計算機的基礎知識和應用能力。計算機既是現(xiàn)代科學技術的結晶, 又是大眾化的工具。學習計算機知識,不僅能夠掌握有關知識,而且能培養(yǎng)人們的信息素養(yǎng)。這是高等學校全面素質教育中極為重要的一部分。
高校計算機基礎教育應當遵循的理念是: 面向應用需要;采用多種模式;啟發(fā)自主學習;重視實踐訓練;加強創(chuàng)新意識;樹立團隊精神,培養(yǎng)信息素養(yǎng)。
計算機應用人才隊伍由兩部分人組成: 一部分是計算機專業(yè)出身的計算機專業(yè)人才,他們是計算機應用人才隊伍中的骨干力量;另一部分是各行各業(yè)中應用計算機的人員。這后一部分人一般并非計算機專業(yè)畢業(yè),他們人數眾多,既熟悉自己所從事的專業(yè),又掌握計算機的應用知識,善于用計算機作為工具解決本領域中的任務。他們是計算機應用人才隊伍中的基本力量。事實上,大部分應用軟件都是由非計算機專業(yè)出身的計算機應用人員研制的,他們具有的這個優(yōu)勢是其他人難以代替的。從這個事實可以看到在非計算機專業(yè)中深入進行計算機教育的必要性。
非計算機專業(yè)中的計算機教育,無論目的、內容、教學體系、教材、教學方法等各方面都與計算機專業(yè)有很大的不同,絕不能照搬計算機專業(yè)的模式和做法。全國高等院校計算機基礎教育研究會自1984年成立以來,始終不渝地探索高校計算機基礎教育的特點和規(guī)律。2004年,全國高等院校計算機基礎教育研究會與清華大學出版社共同推出了《中國高等院校計算機基礎教育課程體系2004》(簡稱CFC2004);2006年、2008年又共同推出了《中國高等院校計算機基礎教育課程體系2006》(簡稱CFC2006)及《中國高等院校計算機基礎教育課程體系2008》(簡稱CFC2008),由清華大學出版社正式出版發(fā)行。
1988年起,我們根據教學實際的需要,組織編寫了計算機基礎教育叢書,邀請有豐富教學經驗的專家、學者先后編寫了多種教材,由清華大學出版社出版。叢書出版后,迅速受到廣大高校師生的歡迎,對高等學校的計算機基礎教育起了積極的推動作用。廣大讀者反映這套教材定位準確,內容豐富,通俗易懂,符合大學生的特點。
1999年,根據新世紀的需要,在原有基礎上組織出版了新世紀計算機基礎教育叢書。由于內容符合需要,質量較高,被許多高校選為教材。叢書總發(fā)行量1000多萬冊,這在國內是罕見的。最近,我們又對叢書作了進一步的修訂,根據發(fā)展的需要,增加了新的書目和內容。本叢書有以下特點:
(1) 內容新穎。根據21世紀的需要,重新確定叢書的內容,以符合計算機科學技術的發(fā)展和教學改革的要求。本叢書除保留了原叢書中經過實踐考驗且深受群眾歡迎的優(yōu)秀教材外,還編寫了許多新的教材。在這些教材中反映了近年來迅速得到推廣應用的一些計算機新技術,以后還將根據發(fā)展不斷補充新的內容。
(2) 適合不同學校組織教學的需要。本叢書采用模塊形式,提供了各種課程的教材,內容覆蓋了高校計算機基礎教育的各個方面。叢書中既有理工類專業(yè)的教材,也有文科和經濟類專業(yè)的教材;既有必修課的教材,也包括一些選修課的教材。各類學校都可以從中選擇到合適的教材。
(3) 符合初學者的特點。本叢書針對初學者的特點,以應用為目的,以應用為出發(fā)點,強調實用性。本叢書的作者都是長期在第一線從事高校計算機基礎教育的教師,對學生的基礎、特點和認識規(guī)律有深入的研究,在教學實踐中積累了豐富的經驗?梢哉f,每一本教材都是他們長期教學經驗的總結。在教材的寫法上,既注意概念的嚴謹和清晰,又特別注意采用讀者容易理解的方法闡明看似深奧難懂的問題,做到例題豐富,通俗易懂,便于自學。這一點是本叢書一個十分重要的特點。
(4) 采用多樣化的形式。除了教材這一基本形式外,有些教材還配有習題解答和上機指導,并提供電子教案。
總之,本叢書的指導思想是內容新穎、概念清晰、實用性強、通俗易懂、教材配套。簡單概括為: 新穎、清晰、實用、通俗、配套。我們經過多年實踐形成的這一套行之有效的創(chuàng)作風格,相信會受到廣大讀者的歡迎。
本叢書多年來得到了各方面人士的指導、支持和幫助,尤其是得到了全國高等院校計算機基礎教育研究會的各位專家和各高校老師們的支持和幫助,我們在此表示由衷的感謝。本叢書難免有不足之處,希望得到廣大讀者的批評指正。
叢 書 主 編
全國高等院校計算機基礎教育研究會榮譽會長
譚 浩 強
計算機網絡與Internet技術的研究、應用與發(fā)展對世界各國的政治、經濟、文化、教育、科研與社會發(fā)展具有重大影響。用日新月異來形容計算機網絡與Internet技術的發(fā)展是很貼切的。根據2018年8月CNNIC發(fā)布的第42次《中國互聯(lián)網絡發(fā)展狀況統(tǒng)計報告》,截至2018年6月30日,我國的互聯(lián)網用戶數達到8.02億,普及率達到57.7%。我國的國民經濟多年來的持續(xù)高速發(fā)展對計算機網絡和Internet技術在各行各業(yè)的廣泛應用提出了越來越高的要求。
Internet在發(fā)展初期僅提供幾種基本網絡服務,例如Telnet、Email、FTP與Usenet等。隨著Web技術的出現(xiàn),Internet在電子政務、電子商務等領域迅猛發(fā)展,促進了各種基于Web的服務類型出現(xiàn)。進入21世紀,在基于Web的應用繼續(xù)發(fā)展的基礎上出現(xiàn)的對等計算、無線通信與移動智能終端,將Internet應用又推向一個新的階段,并出現(xiàn)了新型的Internet應用,例如即時通信、網絡電話、社交網絡、在線游戲、流媒體等,為Internet產業(yè)與現(xiàn)代信息服務業(yè)帶來新的增長點。
我國高速發(fā)展的信息技術與信息產業(yè)需要大量掌握網絡技術知識的人才。計算機網絡與Internet應用技術相關課程已成為各專業(yè)學生應該學習的重要課程。為了適應計算機網絡課程學習的需要,作者根據多年教學與科研實踐的經驗,結合當前技術發(fā)展的新形勢編寫了本書的第5版,希望給廣大讀者提供一種既能保持教學系統(tǒng)性,又能反映當前網絡技術發(fā)展最新成果的教材。
本書對第4版進行了修改與補充,更正了錯誤,更新了數據,并且增加了一些新內容。本書共11章,分為計算機網絡基礎知識、Internet應用基礎知識、局域網組網與網絡應用知識、網絡應用系統(tǒng)規(guī)劃與設計知識4部分。
第1部分計算機網絡基礎知識對應第1~4章,依次介紹了計算機網絡的基本概念、數據通信技術、傳輸網(廣域網、局域網與城域網)技術以及TCP/IP等知識。
第2部分Internet應用基礎知識對應第5章,介紹了我國Internet發(fā)展現(xiàn)狀、Internet基本應用、基于Web的網絡應用以及基于P2P的網絡應用等知識。
第3部分局域網組網與網絡應用知識對應第6~10章,依次介紹了局域網組網技術、典型操作系統(tǒng)的網絡功能、Internet接入方法、主要Internet應用的使用方法以及網絡管理與網絡安全技術等知識。
第4部分網絡應用系統(tǒng)規(guī)劃與設計知識對應第11章,介紹了網絡應用系統(tǒng)的基本結構、組建過程與設計方法。這部分內容是較高要求,可根據課時安排選講,在相應的標題后以標示。
本書的特點是貼近計算機網絡的最新發(fā)展,采用理論學習與應用技能培養(yǎng)相結合的方式,循序漸進地引導讀者掌握計算機網絡的基本知識與技能。本書在編寫過程中注意保持教學內容的系統(tǒng)性,以網絡基礎知識與應用技能的培養(yǎng)為主線,系統(tǒng)地討論了計算機網絡的組建、應用與管理等相關知識。在寫作中,編者力求做到層次清晰、概念準確、語言流暢,既便于讀者循序漸進地學習基礎知識,又能夠幫助讀者了解網絡技術的新發(fā)展。希望本書對讀者掌握網絡應用技術有一定的幫助。
本書可作為計算機科學與技術、軟件工程、信息安全與電子信息等相關專業(yè)學生的教材,也可作為各類網絡技術培訓班的培訓資料,同時還能滿足網絡建設、應用與維護人員學習網絡應用技術的需求。
本書的章節(jié)設計與內容調整參考了教育部考試中心全國計算機等級考試四級計算機網絡的考試大綱,通過本課程的學習將有助于學生參加相關的認證考試。
本書的第1~3章由吳功宜編寫,第4~11章由吳英編寫。本書在編寫過程中得到徐敬東教授、張建忠教授的關心與幫助,在此謹表衷心的感謝。
限于作者的學術水平,疏漏與不妥之處在所難免,敬請讀者批評指正。
作者
wgy@nankai.edu.cn
wuying@nankai.edu.cn
2019年7月于南開大學
第1部分計算機網絡基礎知識
計算機網絡概論31.1計算機網絡發(fā)展階段及特點3
1.1.1計算機網絡的發(fā)展階段3
1.1.2計算機網絡的形成與發(fā)展4
1.1.3Internet應用的高速發(fā)展10
1.2計算機網絡技術發(fā)展的3條主線11
1.2.1第一條主線: 從ARPANET到TCP/IP再到Internet11
1.2.2第二條主線: 從無線分組網到無線自組網再到無線傳感器網12
1.2.3第三條主線: 網絡安全技術12
1.3計算機網絡的定義與分類13
1.3.1計算機網絡的定義13
1.3.2計算機網絡的分類14
1.4計算機網絡的組成與結構15
1.4.1早期廣域網的組成與結構15
1.4.2Internet的組成與結構16
1.5計算機網絡拓撲18
1.5.1計算機網絡拓撲的定義18
1.5.2計算機網絡拓撲的分類與特點18
1.6本章總結19
習題20
數據通信技術222.1數據通信的基本概念22
2.1.1信息、數據與信號22
2.1.2數據傳輸類型24
2.2傳輸介質的基本概念27
2.2.1雙絞線、同軸電纜與光纖27
2.2.2無線與衛(wèi)星通信29
2.3數據編碼技術33
2.3.1數據編碼類型33
2.3.2模擬數據編碼方法33
2.3.3數字數據編碼方法35
2.3.4脈沖編碼調制方法36
2.4基帶傳輸的基本概念37
2.4.1基帶傳輸與傳輸速率37
2.4.2信道帶寬與傳輸速率的關系38
2.5差錯控制的基本概念39
2.5.1差錯的定義39
2.5.2誤碼率的定義40
2.5.3循環(huán)冗余編碼工作原理40
2.5.4差錯控制機制41
2.6本章總結42
習題43
傳輸網技術453.1傳輸網的基本概念45
3.1.1層次化的網絡結構模型45
3.1.2自頂向下的分析和設計方法45
3.1.3傳輸網技術發(fā)展48
3.2廣域網技術49
3.2.1廣域網的主要特點49
3.2.2廣域網的技術路線49
3.2.3早期的廣域網技術50
3.2.4光傳輸網技術的發(fā)展52
3.3局域網技術55
3.3.1局域網技術發(fā)展55
3.3.2IEEE 802參考模型56
3.3.3以太網的工作原理57
3.3.4高速以太網技術62
3.3.5交換式局域網與虛擬局域網64
3.3.6無線局域網技術66
3.4寬帶城域網技術72
3.4.1城域網概念的演變72
3.4.2寬帶城域網的基本結構75
3.4.3寬帶城域網的設計問題76
3.4.4接入網技術77
3.4.5無線寬帶城域網技術79
3.5無線個域網技術80
3.5.1個域網的概念80
3.5.2藍牙技術81
3.5.3ZigBee技術82
3.6本章總結83
習題83
TCP/IP864.1網絡體系結構的基本概念86
4.1.1網絡協(xié)議與網絡體系結構86
4.1.2OSI參考模型的基本概念88
4.1.3TCP/IP參考模型的基本概念92
4.2IP的基本概念94
4.2.1IP的特點94
4.2.2IPv4地址技術發(fā)展95
4.2.3IP分組傳輸與路由器101
4.2.4地址解析協(xié)議106
4.2.5IPv6的主要內容106
4.3TCP與UDP108
4.3.1TCP的主要特點108
4.3.2UDP的主要特點110
4.4本章總結110
習題111
第2部分Internet應用基礎知識
Internet應用技術1155.1Internet應用發(fā)展分析115
5.1.1Internet應用技術發(fā)展階段115
5.1.2我國Internet的發(fā)展狀況116
5.1.3我國主干網的發(fā)展狀況117
5.2Internet的域名機制117
5.2.1域名的基本概念117
5.2.2Internet的域名結構118
5.2.3我國的域名結構119
5.3Internet的基本應用120
5.3.1電子郵件服務120
5.3.2文件傳輸服務123
5.3.3遠程登錄服務126
5.3.4新聞與公告類服務127
5.4基于Web的網絡應用128
5.4.1Web服務128
5.4.2電子商務應用132
5.4.3電子政務應用134
5.4.4博客應用135
5.4.5搜索引擎應用136
5.5基于多媒體的網絡應用137
5.5.1播客應用137
5.5.2網絡電視應用138
5.5.3IP電話應用139
5.6基于P2P的網絡應用141
5.6.1P2P的基本概念141
5.6.2文件共享應用144
5.6.3即時通信應用146
5.6.4流媒體應用149
5.6.5共享存儲應用151
5.7本章總結152
習題152
第3部分局域網組網與網絡應用知識
局域網組網技術1576.1以太網的物理層標準157
6.1.1物理層標準的分類157
6.1.2IEEE 802.3物理層標準157
6.1.3IEEE 802.3u物理層標準158
6.1.4IEEE 802.3z物理層標準159
6.1.5IEEE 802.3ae物理層標準159
6.2局域網組網設備160
6.2.1網卡160
6.2.2無線網卡162
6.2.3集線器163
6.2.4交換機164
6.2.5無線AP166
6.2.6其他設備167
6.3局域網組網方法168
6.3.1傳統(tǒng)以太網組網方法168
6.3.2快速以太網組網方法169
6.3.3千兆以太網組網方法170
6.3.4無線局域網組網方法171
6.4局域網結構化布線技術173
6.4.1結構化布線的概念173
6.4.2結構化布線系統(tǒng)的結構174
6.5本章總結176
習題177
典型操作系統(tǒng)的網絡功能1797.1主要的操作系統(tǒng)179
7.1.1操作系統(tǒng)的基本概念179
7.1.2Windows操作系統(tǒng)180
7.1.3UNIX操作系統(tǒng)182
7.1.4Linux操作系統(tǒng)182
7.2用戶賬號的使用183
7.2.1用戶賬號的概念183
7.2.2用戶賬號的創(chuàng)建185
7.2.3用戶賬號的管理185
7.3用戶組的使用188
7.3.1用戶組的概念188
7.3.2用戶組的創(chuàng)建189
7.3.3用戶組的管理191
7.4共享目錄的使用193
7.4.1共享目錄的概念193
7.4.2共享目錄的設置193
7.4.3共享目錄的取消195
7.5Web服務器的使用197
7.5.1IIS服務器的概念197
7.5.2IIS服務器的安裝197
7.5.3IIS服務器的配置201
7.6本章總結206
習題206
Internet接入方法2088.1Internet接入的概念208
8.1.1ISP的概念208
8.1.2寬帶接入的概念209
8.1.3撥號接入的概念212
8.1.4局域網接入的概念212
8.2寬帶接入的工作過程213
8.2.1接入設備的安裝213
8.2.2寬帶賬號的創(chuàng)建215
8.2.3寬帶連接的建立218
8.3無線路由器的工作過程218
8.3.1無線路由器的安裝218
8.3.2無線路由器的配置219
8.3.3無線連接的建立221
8.4局域網接入的工作過程222
8.4.1局域網設備的安裝222
8.4.2網卡的配置223
8.4.3網絡協(xié)議的配置225
8.5本章總結226
習題226
Internet使用方法2289.1Web服務的使用方法228
9.1.1IE瀏覽器簡介228
9.1.2瀏覽網頁的方法229
9.1.3保存網頁與圖片233
9.1.4設置瀏覽器屬性234
9.1.5添加與管理收藏夾239
9.2電子郵件的使用方法242
9.2.1Outlook軟件簡介242
9.2.2創(chuàng)建電子郵件賬戶243
9.2.3接收與處理郵件245
9.2.4書寫與發(fā)送郵件250
9.2.5使用與管理通訊簿250
9.3文件下載的使用方法254
9.3.1通過瀏覽器下載文件254
9.3.2常用的FTP客戶端軟件257
9.3.3Internet中的文件格式260
9.4即時通信的使用方法261
9.4.1QQ軟件簡介261
9.4.2登錄QQ網絡261
9.4.3添加聯(lián)系人262
9.4.4發(fā)送與接收消息262
9.5搜索引擎的使用方法264
9.5.1Google搜索引擎265
9.5.2百度搜索引擎265
9.6本章總結268
習題269
網絡管理與網絡安全技術27010.1網絡管理技術270
10.1.1網絡管理的重要性270
10.1.2網絡管理的基本概念271
10.1.3網絡管理的主要功能272
10.1.4網管系統(tǒng)的基本概念274
10.1.5網絡管理的協(xié)議標準276
10.2網絡安全的基本概念277
10.2.1網絡安全的重要性277
10.2.2網絡安全的基本問題278
10.2.3網絡安全服務的主要內容281
10.2.4網絡安全標準282
10.3網絡安全策略的概念283
10.3.1網絡安全策略的設計283
10.3.2網絡安全策略的制定285
10.3.3網絡安全受威脅時的行動287
10.4網絡防火墻技術288
10.4.1防火墻的基本概念288
10.4.2防火墻的主要類型289
10.4.3防火墻系統(tǒng)的結構292
10.5惡意代碼及防護技術294
10.5.1計算機病毒的概念294
10.5.2網絡蠕蟲的概念295
10.5.3木馬程序的概念295
10.5.4網絡防病毒技術296
10.6本章總結297
習題298
第4部分網絡應用系統(tǒng)規(guī)劃與設計知識
網絡應用系統(tǒng)總體規(guī)劃方法30311.1網絡應用系統(tǒng)的基本結構303
11.2網絡應用系統(tǒng)的需求分析305
11.2.1總體流程分析305
11.2.2網絡需求分析306
11.3網絡應用系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)310
11.3.1網絡系統(tǒng)的結構設計310
11.3.2網絡關鍵設備的選型312
11.3.3網絡服務器的選型316
11.3.4網絡安全方面的考慮320
11.4本章總結324
習題324參考文獻326